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Charakterisierung von Horizontalbelastungen bei der Blechmassivumformung

Förderung:DFG, Transregio 73
Kontakt:umformmaschinenifum.uni-hannover.de

Im zweiten Bearbeitungszeitraum (2013-2016) wird das Ziel verfolgt, die geforderte Qualität des Endprodukts für das wachsende Bauteilspektrum der Blechmassivumformung maschinenseitig sicherzustellen. Die geometrische Präzision gefertigter Werkstücke (insbesondere mit asymmetrischer Geometrie) soll mit Hilfe eines aktiven Systems zur Vermeidung des horizontalen Stößelversatzes realisiert werden. Hierzu werden in Verbindung mit den Stößelführungen Aktoren eingesetzt, welche beim Auftreten horizontaler Prozesskräfte entsprechende Gegenkräfte auf den Stößel aufbringen und hiermit eine von der Sollkinematik abweichende horizontale Verlagerung der Werkzeugkomponenten und die damit einhergehenden Geometrieabweichungen des Bauteils verhindern.

 

Die Realisierbarkeit eines solchen Systems auf Basis elektromagnetischer Komponenten ist für praktisch relevante Prozesse der Blechmassivumformung im Rahmen von Voruntersuchungen aufgezeigt worden. Hierbei wurde basierend auf dem an der Versuchspresse aus dem 1. Bearbeitungszeitraum bei einem potentiellen Umbau hierfür vorhandenen Raum ein magnetostatisches 2D-Simulationsmodell eines Elektromagneten aufgebaut (Viertelmodell). Bei der Simulation wurde darauf geachtet, dass die magnetische Flussdichte den zulässigen Sättigungswert nicht übersteigt. Die Ergebnisse zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, Zugkräfte auf den Stößel aufzubringen, welche in der Größenordnung der bei der Herstellung des Demonstratorbauteils auftretenden horizontalen Prozesskräfte liegen. Im beantragten Vorhaben ist daher die Frage zu klären, in welchem Umfang es möglich ist, den horizontalen Stößelversatz während der Blechmassivumformung von asymmetrischen Bauteilen maschinenseitig zu vermeiden. Im Idealfall ist der Versatz soweit vermeidbar, dass die Auswirkungen auf das Werkstück innerhalb der geforderten Fertigungstoleranzen bleiben. In diesem Fall kann mittels der neuen Maschinentechnik auf die Berücksichtigung der Maschineneigenschaften im Rahmen der Prozesssimulation verzichtet werden. Der damit verbundene Aufwand an Rechenzeit und zur Modellbildung würde sich bei einer gegenüber heute gesteigerten Fertigungsqualität erübrigen, die Prozessstabilität würde steigen. Aufgrund der Unabhängigkeit der Methodik zur Vermeidung des horizontalen Stößelversatzes von der Art des Pressenantriebs ist die Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse für unterschiedliche Pressenarten gewährleistet.

 

 

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