Inkrementelle Umformverfahren

Umformende Fertigungstechnologie
Musterlösung zum Arbeitsbogen (11) zur Vorlesung:
Inkrementelle Umformverfahren
1. Was bedeutet „Inkrementelle Umformung“ und wann werden inkrementelle Umformverfahren
bevorzugt eingesetzt?
Bei inkrementellen Umformverfahren erfolgt die Plastifizierung des Werkstoffs in
einer eng begrenzten, sogenannten „partiellen Umformzone“. Um die gesamte
Bauteilkontur zu fertigen erfolgt die Umformung durch die Kombination der
Werkzeugbewegungen Schritt für Schritt - inkrementell - über die gesamte Bauteiloberfläche.
Durch die partielle Umformzone können bevorzugt große, dickwandige
Bauteile mit geringem Kraftaufwand gefertigt werden und durch die
speziellen Spannungs- und Formänderungszustände der inkrementellen Verfahren
können komplexe Geometrieformen aus schwer umformbaren Werkstoffen
gefertigt werden.
2. Nennen Sie exemplarisch vier inkrementelle Umformverfahren und skizzieren Sie
knapp den jeweiligen charakteristischen Verfahrensaufbau.
Drücken, Projizieren, Drückwalzen, Inkrementelle (kinematische) CNC-
Blechumformung. Verfahrensaufbau siehe Skript.
3. Welche Bauteile werden durch Drücken nach DIN 8485 hergestellt und was ist
charakteristisch für das Drücken?
Durch Drücken werden rotationssymmetrische, einfache oder zusammengesetzte
zylindrische oder konische (bzw. konkav/konvex geformte) Bauteile hergestellt.
Charakteristisch ist die Umformung aus der ebenen Ronde in mehreren
Stufen unter Beibehaltung der Wandstärke.
4. Welche Kennwerte (Parameter) beeinflussen das Umformergebnis beim Drücken
nach DIN 8485? Nennen sie Beispiele! Wo sehen sie die Hauptschwierigkeit bei
der Prozessauslegung?
Maschinenparameter (z.B. Maschinendynamik, -steifigkeit); Werkstückparameter
(z.B. Geometrie und Werkstoff des Bauteils); Werkzeugparameter (z.B. Geometrie
Drückfutter, Drückrolle); Umformparameter (z.B. Stadienplan, Drehzahl, Vor-

schub). Die Hauptschwierigkeit liegt in der Vielzahl der Parameter, die aufeinander
abgestimmt werden müssen.
5. Auf welchem Grundgesetz beruht das Projizieren und welche Konsequenz ergibt
sich daraus?
Das Projizieren beruht auf den Sinusgesetz (siehe Skript). Dies stellt einen Zusammenhang
zwischen Ausgangsblechdicke, Konuswinkel und Endblechstärke
her, der erfüllt sein muss, damit das Material nur aus der Blechdicke in axialer
Richtung fließt. Daraus ergibt sich, dass die Blechdicke nicht frei gewählt werden
kann, aber andererseits der Rondendurchmesser während der gesamten Umformung
konstant ist. Die Bauteile können daher in einem Überlauf gefertigt werden
und weisen enge Toleranzen auf.
6. Was sind die Hauptversagensarten beim Drücken und Projizieren?
Faltenbildung und Rissbildung.
7. Welche Grundvarianten des Drückwalzens unterscheidet man, und wann werden
diese Varianten eingesetzt?
Drückwalzen im Gleichlauf und im Gegenlauf.
Gleichlauf: Bauteile haben einen Boden und geringe Länge
Gegenlauf: Sehr lange Bauteile
8. Was sind die Einsatzgebiete der inkrementellen CNC-Blechumformung?
Fertigung komplexer, auch nichtsymmetrischer Blechteile in Prototyping, Einzelfertigung
und Kleinstserie.
9. Können bei der Bauteilfertigung durch inkrementelle kinematische Blechumformung
Falten entstehen?
Solange der Prozess wie das Projizieren nach dem Sinusgesetzt geführt wird
nicht (rein axialer Materialfluss aus der Blechdicke). Erfolgt eine (gewollte oder
ungewollte) Abweichung vom Sinusgesetz in Richtung eines größeren Spaltes
kommt es zu einem Materialfluss aus der Blechebene, was zu Faltenbildung führen
kann (Wie Faltenbildung beim Projizieren).