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Reibzahlmessung im Tiefziehwerkzeug

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Z. Hu, H. Schulze Niehoff, F. Vollertsen
Das Tiefziehen ist ein etablierter Produktionsprozess für die Herstellung von Blechprodukten in der industriellen Fertigung. Eine wesentliche Beeinflussung erfährt dieser Prozess durch die Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug. Insbesondere Bodenreißer und Oberflächenschäden an den Bauteilen können bei zu großer Reibung auftreten. Daher ist die genaue Kenntnis der Reibung ein entscheidender Qualitätsfaktor, der intensiv erforscht wird. Standardmäßig wird die Reibung nicht direkt im Prozess, sondern mit Hilfe eines vereinfachten Prinzips, z.B. dem Streifenzugversuch, untersucht. Hierbei kann allerdings der Spannungszustand beim Tiefziehen nicht vollständig abgebildet werden, sodass die Reibung nur näherungsweise bestimmt werden kann [1]. Problematisch ist darüber hinaus die Druckabhängigkeit der Reibung, die in der Regel nicht berücksichtigt wird, aber aufgrund der großen Druckänderungen während des Tiefziehprozesses für eine korrekte Analyse der Reibung unumgänglich ist [2]. Während die Ermittlung von druckabhängigen Reibfunktionen im Ziehwerkzeug noch schwierig ist, stehen die notwendigen Analysewerkzeuge schon zur Verfügung. Kommerzielle Simulationsprogramme, wie ABAQUS, bieten bereits heute die Möglichkeit druckabhängige Reibzahl einzusetzen. Daher wurde am Bremer Institut für angewandte Strahltechnik eine neue Methode entwickelt, mit der die Reibzahl bzw. Reibfunktion im Tiefziehwerkzeug auf Grundlage des Stempelkraft-Weg-Verlaufs ermittelt werden kann, ohne dass gesonderte Versuchsstände notwendig sind.