Umformen und Feinschneiden

1 Aufgabenstellung und Zielsetzung (S. 12)

Die Herstellung hochgenauer Formteile mit der Verfahrenskombination Umformen und Feinschneiden hat seit der Erstellung der ersten Auflage des vorliegenden Handbuchs weitere Marktanteile gewonnen. Sie stellt in vielen Kernbereichen der Automobiltechnik und anderen Anwendungsgebieten einen unverzichtbaren Mosaikstein der Fertigungstechnologie dar. In den vergangenen zehn Jahren wurde die erste Auflage des Handbuches 7000 mal in der Fachwelt verbreitet.

In dieser Zeit erhielten die Autoren eine Vielzahl von Ergänzungen, die nun im Rahmen der zweiten Auflage gerne aufgegriffen werden. Die Verfasser haben sich darüber hinaus die Aufgabe gestellt, der technologischen Entwicklung der vergangenen zehn Jahre Rechnung zu tragen. Kernthema des Buches bleiben die technologischen Eigenschaften der Bandstähle und deren Einfluss auf die erfolgreiche Durchführung des Feinschneidens in Kombination mit verschiedenen Umformverfahren.

Aktualisiert wurden neben dem Abschnitt über die Grundlagen der Verformungskunde vor allem der Abschnitt Normenvergleich sowie die Übersicht über die mechanischen Kennwerte der heute erhältlichen warm und kalt gewalzten Stahlgüten. Auf einen umfangreichen Abdruck von Fließkurven verschiedener Stähle wurde zugunsten einer prinzipiellen Darstellung verzichtet. Ebenso wurden die Abhandlungen über die theoretischen Grundlagen der einzelnen Umformprozesse signifikant gestrafft.

Deutlich ausgeweitet haben die Autoren die Anwendungs- und Berechnungsbeispiele in den Abschnitten zu den verschiedenen Umformverfahren. Ebenso wurde das Thema der Werkzeugbaustoffe und ihrer Bearbeitung bzw. ihrer Behandlung vertieft. Als neuen Aspekt findet der Leser ein Kapitel über die grundlegenden Prinzipien der Prozesssimulation, die mit der Methode der finiten Elemente dargestellt wird und einige Ausführungen zu deren sinnvollem Einsatz.

Die Autoren haben sich bemüht, wiederum die Praxis als wichtigsten Faktor in den Vordergrund zu stellen, da das Handbuch die Experten fokussiert, die diese Verfahren täglich – sei es im Engineering, in der Produktion oder im Qualitätswesen – einsetzen. Abschließend sei bemerkt, dass dieses Handbuch die technische Diskussion zwischen Anwender und Stahllieferant nicht ersetzen kann.

2 Grundlagen

In diesem Kapitel werden zuerst die Vorgänge in der Umformzone während des Kaltumformprozesses für Werkstück-Werkstoffe aufgezeigt. Dabei ist die Kenntnis der Werkstoffbeanspruchung für die Bewertung des Werkstoffs und des Verfahrens von Bedeutung. Danach erfolgt eine Erfassung der wichtigsten Werkstoffkennwerte, die eine Beurteilung des Werkstoffs und der Verfahren zulassen. Eine wichtige Rolle bei den Prozessen der Kaltumformung und des Feinschneidens spielen die Fließkurven. Sie werden daher eingehend besprochen.

In Abschnitt 2 dieses Kapitels werden die Einflussfaktoren auf die Stahleigenschaften dargelegt. Die Bedingungen der Schmelzmetallurgie sowie der Warm- und Kaltwalztechnik für die Warm- und Kaltbänder bestimmen deren Werkstoffeigenschaften und damit auch das Verhalten in den Prozessen. Schließlich wird in Abschnitt 3 der Einfluss der Stahleigenschaften auf das Umform- und Feinschneidverhalten aufgezeigt. Sowohl die Umformprozesse als auch der Feinschneidprozess werden maßgeblich durch diese Eigenschaften beeinflusst.

2.1 Werkstückwerkstoffe

Etwa 90 % der zum Umformen und Feinschneiden verwendeten Werkstoffe sind Stähle. Deshalb beziehen sich die Angaben in diesem Handbuch auf diese Werkstoffgruppe.

2.1.1 Beanspruchung

Um die Eigenschaften des Werkstück-Werkstoffes optimal auf die Fertigungsverfahren einstellen zu können, ist die Kenntnis der auftretenden Beanspruchungen im Werkstoff von Wichtigkeit. Bei allen Kaltumformverfahren wie dem Ziehen, Biegen, Prägen und anderen Verfahren tritt in den Umformzonen eine Verfestigung auf. Dabei findet eine Streckung oder Stauchung der Körner in Umformrichtung statt, die in der Regel mit einer Kaltverfestigung verbunden ist.