Fakultät Maschinenwesen, Institut für Fertigungstechnik, Professur Formgebende Fertigungsverfahren. Gesenkschmieden

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1 Gesenkschmieden Kontakt Dr.-Ing. Andre Hardtmann Kutzbachbau 204 Telefon: (0351)

2 Gliederung Einordnung und Definition Prozessablauf Gestaltung von Gesenkschmiedebauteilen Gesenkkonstruktion Übung Beleg Konstruktion eines Werkzeuges für das Gesenkschmieden eines rotationssymmetrischen Bauteils 2

3 Literaturempfehlung Vorlesungen und Übungen, WZ der UZT, Fertigungstechnik II Arbeitsheft Lehrmaterial zum Gesenkschmieden Kopierstube Barth 1,- Hompage IF-FF / Studium / WZ der UZT / Unterlagen Eberlein, L.; Voelkner, W.; et al: Lehrbriefe Umform- und Zerteiltechnik. Dresden 1995 Neugebauer, R. (Hrsg.): Umform- und Zerteiltechnik. Berichte aus dem IWU, Band 31, Verlag Wissenschaftliche Skripten, Chemnitz 2005 Herold, H.; Herold, K.; Schwager, A.: Massivumformung. Verlag Technik Berlin 1982 Lange, K.; Meyer-Nolkemper, H.: Gesenkschmieden. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg- New York 1977 Lange, K. (Hrsg.): Umformtechnik Bd. 2, Massivumformung. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag

4 Einteilung der Umformverfahren Merkmal: Beanspruchungsart in der Umformzone 4

5 Einordnung in DIN Merkmal: Beanspruchungsart in der Umformzone 5

6 Gesenkformen Gesenkformen ist Druckumformen nach DIN 8583 (Teil 4) mit translatorisch gegeneinander bewegten Formwerkzeugen (Gesenken), die das Werkstück ganz oder zu einem wesentlichen Teil umschließen und dessen Form vollständig oder nahezu vollständig enthalten. Verfahren des Gesenkformens Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

7 Definition Gesenkschmieden Gesenkschmieden ist Druckumformen (Untergruppe Gesenkumformen) in zwei Gesenkhälften deren Gravuren die Werkstückform vollständig oder fast vollständig abbilden. Folgende Arten des Gesenkschmiedens werden unterschieden: Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

8 Einteilung der Umformverfahren Merkmal: Umwandlung der Werkstückoberfläche Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

9 Massivumformverfahren Zum Schmieden werden hauptsächlich fünf Massivumformverfahren gezählt: Gesenkschmieden Stauchen Fließpressen Freiformschmieden Ringwalzen Stempel Werkzeug Obergesenk Untergesenk Werkstück Gesenkschmieden Sattel Werkstück Axialwalzen Klemmbacken Stauchstempel Stauchen Hauptwalze Dornwalze Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Werkstück Werkstück Sattel Werkstück Fließpressen Auswerfer Freiformschmieden Ringwalzen 9

10 Massivumformverfahren Diese Sonderverfahren werden insbesondere für die Großserienfertigung bestimmter Teilefamilien verwendet. Walzkeil Grundwerkzeug Amboßplatte Kontaktelektrode Hydraulikzylinder Werkstück Elektrostauchen Taumelglocke Oberwerkzeug Werkstück Untergesenk Gesenkwalzen Werkzeugsegment Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Werkstück Obergesenk Werkstück Walzkeil Werkstück Grundwerkzeug Untergesenk Werkzeugsegment Werkzeugsegment Querkeilwalzen Taumelpressen Rundkneten 10

11 Einteilung der Umformverfahren Merkmal: Temperatur Entfestigungsvorgänge sind langsam, d.h. je größer die Umformgeschwindigkeit desto weniger Zeit hat der Werkstoff sich zu entfestigen, d.h. die Fließspannung k f ist größer. Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

12 Einteilung der Umformverfahren Merkmal: Temperatur Warmumformung Kaltumformung Vorteile Großes Umformvermögen Niedrigere Fließspannung, niedrigerer Kraft- und Arbeitsbedarf Niedrigere mechanische Belastung von Werkzeug und Maschine Größere Genauigkeit und Oberflächengüte Bessere Materialausnutzung Höhere Standmenge der Werkzeuge Bessere Arbeitsbedingungen Nachteile Erwärmungseinrichtung notwendig Zunderbildung, Randentkohlung Hohe thermische Belastung von Werkzeug und Maschine Erschwerte Arbeitsbedingungen Umformbare Werkstoffe eingeschränkt Höhere Fließspannung, höherer Kraft- und Arbeitsbedarf Hohe Werkzeugkosten wegen hoher mechanischer Belastung Chemische Vor-, Nach- und Zwischenbehandlung Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

13 Prozessschritte Erwärmen Trennen Vorformen Fertigformen Werkzeugbau Abkühlen Konstruktion Weiterbearbeitung Reinigungsstrahlen Abgraten Lochen Endprüfung Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen,

14 Stufen beim Gesenkschmieden Quelle: Lange, K.; Meyer-Nolkemper, H.: Gesenkschmieden. Springer-Verlag,

15 Herstellen der Anfangsform Quelle: Lange, K.; Meyer-Nolkemper, H.: Gesenkschmieden. Springer-Verlag,

16 Abtrennen der Anfangsform Je nach Materialhärte, Querschnitt und geforderter Trenngeschwindigkeit kommen verschiedene Trennsysteme für das Vormaterial zum Einsatz. Sägen bietet den Vorteil höchster Genauigkeit und Querschnitte, dafür aber Materialverlust, längere Taktzeiten und höhere Kosten Kaltscheren hat folgende Vorteile: geringer Materialverlust, kurze Taktzeit. Nachteil: Begrenzte Querschnitte (bis maximal 150 mm) 16 Warmscheren ist unabhängig von der Werkstoffhärte und gut geeignet für die Integration in schnelllaufende automatisierte Schmiedeprozesse Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

17 Erwärmen der Anfangsform Elektrooder Gasofen Widerstandserwärmungsanlage Induktive Erwärmung der Vormaterial-Abschnitte auf Umformtemperatur von ca C 17 Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

18 Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden, 1995 Vorformen - Masseverteilung 18

19 Vorformanlagen Die Reckwalze bewirkt durch die Massevorverteilung eine Gratoptimierung und Einsparung von Rohmaterial im Schmiedeprozess Ausgleichszylinder für Längenausgleich Servoelektrischer Quertransport Kurbelschwinge für Antrieb AS Exzenterlagerung der Unterwalze zur Achsabstandsverstellung Einschubvorrichtung zur Übergabe in die Manipulatorzange Walzenantrieb mit autom. Zahnspielausgleich Bremse mit Wasserkühlung und asbestfreien Reibklötzen Kupplung mit asbestfreien Reibklötzen Schwungrad mit großem Arbeitsvermögen Schwinghebel-Automatik AS 10 6 Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

20 Gesenkschmieden Quelle: IPH Hannover 20

21 Fertigungsstufen Durch Abgraten und Lochen werden Grat und Butzen entfernt. Abgratstempel Schmiedeteil mit Grat Schmiedeteil Arm nach dem Biegen und Maßprägen Nachform-Arbeitsgänge ersparen Werkstoff- und Bearbeitungskosten, reduzieren Maßabweichungen und machen Hinterschneidungen möglich. Schnittplatte Grat Schmiedeteil Arm vor dem Biegen Augen in Schmiedeausführung Lochstempel Abgraten und Lochen Schmiedeteil mit Spiegel Lochplatte Schmiedeteil Innengrat (Spiegel) 21 Augen auf Maß geprägt Nachformen (z.b. Biegen, Maßprägen, Aufweiten) Schmiedeteil Vor der Aufweitung Nach der Aufweitung Schmiedeteil Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

22 Video Kurbelwelle 22 Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

23 Fertigungsstufen Fertigungsstufen einer gesenkgeschmiedeten Kurbelwelle v. l. n. r.: - Stahlabschnitt, - Vorgewalzter Abschnitt, - Vorschmiedeform, - Fertigschmiedeform, - Schmiedeteil und abgescherter Grat, - Kurbelwelle. Untergesenk Vorschmiedeform Untergesenk Fertigschmiedeform Abgrat-Schnitt 23 Abgrat-Stempel Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

24 Entwicklungskette Konstruktion, Werkzeugbau und Produktion sind eng miteinander verknüpft, um die gewünschte Kundenanforderung zu erfüllen. Spezifikationen / Lastenheft Produktion / Bearbeitung Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Bauteilentwicklung Bauteiloptimierung Prozessentwicklung 24

25 Entwicklungskette Konstruktion, Werkzeugbau und Produktion sind eng miteinander verknüpft um die gewünschte Kundenanforderung zu erfüllen. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Beispiel: Der Kunde gibt den Bauraum und die geforderten Eigenschaften für ein Vorderrad-Schwenklager eines Pkw aus Aluminium vor. Hieraus entsteht ein Grobmodell und daraus der Schmiedeteilentwurf 25

26 Schmiedteilformen Fertigung Entwicklungsrichtung 26 Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

27 Entwicklungsschritte (1) Werkstückzeichnung, Stückzahl Gestalten und Bemessen der umformgerechten Form Simulation des Umformvorganges Werkstofffluss Kontaktspannung Umformkraft F - s - Verlauf Umformarbeit n n S. 3 Anfangsform gestaltet? Zwischenform gestaltet? 1 27 Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

28 Entwicklungsschritte (1) Werkstückzeichnung, Stückzahl Gestalten und Bemessen der umformgerechten Form Berechnung des Umformvorganges Umformkraft F - s - Verlauf Umformarbeit n n Anfangsform gestaltet? Zwischenform gestaltet? 1 28 Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

29 Schmiedbarkeit nicht schmiedbar schmiedbar Hinterschnitte Keine Ausformschräge Hohe und schmale Rippe Scharfe Kanten Hinterschnitte Teilungsebene Durchbruch quer zur Schmiederichtung Systemhersteller 36% Quelle: Prof. Dr.-Ing. Rainer Herbertz, Fachhochschule Südwestfalen, Iserlohn 29

30 Stirnrad Ursprung: Maße: ø 140mm, h: 35mm m=1,51kg 30

31 Stirnrad entfeinert: ø 140mm, h: 35mm m=1,85kg 31

32 Schmiedegerechte Gestaltung Teilungsebene 2 - Bearbeitungszugabe 3 - Aushebeschräge 4 - Schmiederadius 5 - Lochspiegel Systemhersteller 36% S. 6 ff. Quelle: Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Fertigungstechnik 2 32

33 Werkzeugteilung Die Gesenkteilung sollte möglichst eben und rechtwinklig zur Umformrichtung verlaufen. - Geringe Werkzeugkosten - Geringere Versatztoleranzen eben symmetrisch gekröpft Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 unsymmetrisch gekröpft, mit Gegenführung eben, Teil symmetrisch gekröpft eben, Teil unsymmetrisch gekröpft 33

34 Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden, 1995 Werkzeugteilung 34

35 Werkzeugteilung Die Anwendung einer Regel kann eine andere Regel ausschließen. In diesem Fall muss ein sinnvoller Kompromiss gefunden werden. Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

36 Schmiedegerechte Gestaltung 1. Entfeinern 2. Bearbeitungszugaben aufbringen 3. Formschrägen anbringen 4. Kanten abrunden 36

37 Bearbeitungszugaben prüfen Ausgangspunkt m A0 =2,807 kg Verbreiterung des Ringes: m A1 =2,974 kg Erhöhung des Ringes: m A2 =2,904 kg Radienverlauf: m A3 =2,815 kg 37

38 Schmiedeteil Masse der Endform m Formenkennzahl: 225 w = 1,31 Masse der Ausgangsform m m D L D s = 146,3 mm; L s = 39 mm; S 0, 29 E S A S V E 2,82kg w m E 3,69kg S. 9/10 38

39 Zwischenform Zwischenform durch Vorstauchen: L wenn 0 0,7 und Scheren der Anfangsform D0 zur Entfernung des Zunders zur Verbesserung der Auflage in der Gravur Verbesserung der Ebenheit der Stirnflächen Vermeiden von Schmiedefehlern (Stichbildung, Nichtausfüllen der Gravur) D 1 unter Beachtung der sicheren Auflage im Gesenk festlegen L 1 danach über L 4 m D A bestimmen. S

40 Ausgangsform L0 festlegen, wobei gilt: 2,5 0 0, 7 D 0 L D D 0 nach überschlägiger Berechnung über 0 D aus Vorzugsreihe auswählen, danach über 3 4 m A L π ρ D L 0 das entsprechende L 0 bestimmen m D A 2 0,gewählt S

41 Schmiedefehler Nachweis gegen Schmiedefehler 1. Vermeidung der Stichbildung D i D0,1 3,6 3,75 Di D a 2. Sicherung der Gravurausfüllung L D 3. Vermeiden des Ausknickens L D 0,1 0,1 0,1 0,1 0,14 0,12 2,5 L D S S 1,36 L D S S 2 S

42 Werkstofffluss Richtung des Werkstoffflusses L D S L 0,1 über und aus Diagramm bestimmen: S D 0,1 vorwiegend breitend vorwiegend steigend L D L D L D L D L D L D S S S S S

43 Bestimmung der Schmiedeteiltoleranzen Technisch mögliche Toleranzen hängen beim Schmiedeteil ab von: Der Lage des Maßes. Dickenmaße werden durch zwei Gesenkhälften gebildet und sind höher zu tolerieren als Höhen- und Breitenmaße (Durchmesser), die innerhalb einer Gravurhälfte erzeugt werden. Der Komplexität des Schmiedeteils, Systemhersteller 36% dazu werden Schmiedeteile nach ihrer Feingliedrigkeit S unterschieden. Gewicht und Größe des Schmiedeteils. Der so genannten Stoff- Schwierigkeit M (abhängig von der Werkstoffgüte). Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Die Berechnung der Toleranz ist in DIN EN dargestellt. Geringere Toleranzen sind durch zusätzliche Maßnahmen möglich und müssen mit dem Hersteller vereinbart werden. S. 8/9 43

44 Bestimmung der Schmiedeteiltoleranzen Die Stoffschwierigkeit berücksichtigt, dass beim Schmieden hochkohlenstoffhaltiger und hochlegierter Stähle größere Maßschwankungen und größerer Werkzeugverschleiß auftreten als bei Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt und geringeren Legierungsanteilen. Es werden zwei Gruppen der Stoffschwierigkeiten unterschieden: Gruppe M1: Gruppe M2: Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,65 Systemhersteller Gew.-% 36% und einer Summe der Legierungsanteile Mn, Cr, Ni, Mo, V und W von nicht mehr als 5 Gew.-%. Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,65 Gew.-% oder einer Summe der Legierungsanteile Mn, Cr, Ni, Mo, V und W von mehr als 5 Gew.-%. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 S. 8/9 44

45 Bestimmung der Schmiedeteiltoleranzen Die Feingliederigkeit berücksichtigt die Tatsache, dass beim Schmieden von dünnwandigen und verzweigten Teilen, gegenüber Teilen mit einfachen, gedrungenen Formen, größere Maßschwankungen auftreten, die auf unterschiedliches Schwinden, höhere Umformkräfte und größeren Werkzeugverschleiß zurückzuführen sind. Sie wird ausgedrückt durch den Feingliederigkeits-Faktor S. S = m S m H m S = Gewicht des Schmiedekörpers m H = Gewicht des Hüllkörpers Es werden vier Feingliederigkeits- Gruppen unterschieden: Gruppe S1: über 0,63 bis 1 Gruppe S2: über 0,32 bis 0,63 Gruppe S3: über 0,16 bis 0,32 Gruppe S4: über 0,00 bis 0,16 Systemhersteller 36% S. 8/9 Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen,

46 Bestimmung der Schmiedeteiltoleranzen Systemhersteller 36% Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 S. 8/9 46

47 Schmiedeteilzeichnung 47

48 Arbeitsvermögen des Hammers S

49 Entwicklungskette Mit Hilfe von Konstruktions- Software (z. B. CATIA) wird der Schmiedeteilentwurf nach den geforderten Belastungsgrenzen diskretisiert. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen,

50 Entwicklungskette Linear-elastische FEM-Simulation mit Darstellung der Bauteilspannungen. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen,

51 Entwicklungsschritte (2) 1 Festlegen der Maschine und der Prozeßparameter n Erwärmung? S. 3 n Festlegen der Erwärmungsanlage und der Prozeßparameter Chemische Vor- und Zwischenbehandlung? Festlegen der Umformanlage und der Prozeßparameter 2 Induktive Erwärmungsanlage 51 Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

52 Entwicklungsschritte (3) 2 Gestaltung des Werkzeuges Simulation der Werkzeugbeanspruchung n S. 3 mechanisch thermisch Optimierung erreicht? 3 52 Simulation der Werkzeugbelastung Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

53 Entwicklungsschritte (3) 2 Gestaltung des Werkzeuges Simulation des Umformvorganges Werkstofffluss Kontaktspannung n Simulation der Werkzeugbeanspruchung mechanisch thermisch Optimierung erreicht? 3 53 Simulation der Werkzeugbelastung Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998

54 Schmiedewerkzeuge Zum Freiformschmieden werden Sättel mit unterschiedlichen Arbeitsflächen verwendet. Gesenke geben die Negativform des Werkstücks wieder und sind deshalb formgebundene Verfahren. Untergesenke Flachsättel Spitzsättel Rundsättel Freiformschmieden: Verschiedene Sattelformen Einfachgesenk Mehrfachgesenk Mehrstufengesenk Obergesenk Gesenkaufnahme Bewegliche Gesenkhälften geschlossen Auswerfer Untergesenk Auswerfer Geschlossenes Gesenk Gesenk mit mehreren Teilfugen Gesenkschmieden: Typische Gesenkarten 54 Schmiedeteil bewegliche Gesenk- Hälften geöffnet Gesenkaufnahme Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

55 Schmiedewerkzeuge Benennungen am Gesenk Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

56 Schmiedewerkzeuge Gesenkarten a) Gesenk mit offener Gravur b) Gesenk mit Gratspalt c) Geschlossenes Gesenk Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

57 Schmiedewerkzeuge Grundaufbau eines Hammergesenkes Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

58 Schmiedewerkzeuge Grundaufbau offenes Pressengesenk Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

59 Schmiedewerkzeuge Grundaufbau eines geschlossenen Gesenks Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

60 Schmiedewerkzeuge Quelle: Lange, K.; Meyer-Nolkemper, H.: Gesenkschmieden. Springer-Verlag,

61 Beanspruchung von Schmiedegesenken 61

62 Schmiedewerkzeugkonstruktion Entwurfsschritte Gesenkkonstruktion 62

63 Schmiedewerkzeugkonstruktion Gratbahnformen Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden, 1995 S.17 63

64 Schmiedewerkzeugkonstruktion Gratraumdimensionierung Quelle: Herold, H.; Herold, K.; Schwager, A.: Massivumformung. Verlag Technik Berlin Anfangsform, 2 Zwischenform, 3 Endform 64 S.18

65 Schmiedewerkzeugkonstruktion Werkstofffluss vorwiegend breitend s = 3mm b 3,1 b = 9,3 mm; h = 6,3 mm; l = 34 mm s m Grat = 0,108kg; m Mag = 1,212kg S.18 65

66 Schmiedewerkzeugkonstruktion Gravurabmessungen Verschleißrichtung Schrumpfung Wärmeausdehnung konstante Abweichung Herstellgenauigkeit des Werkzeugs Zufällige Schwankungen Eigenstreuung des Prozesses Sytematische Drift Verschleiß Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden, 1995 S.23 66

67 Schmiedewerkzeugkonstruktion Mindestblockabmessung S. 19/20 67

68 Schmiedewerkzeugkonstruktion Lage der Gravur im Gesenk Kippung Versatz Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

69 Schmiedewerkzeugkonstruktion Werkzeugwerkstoff Hohe Oberflächenhärte Standmenge hohe Zähigkeit Temperaturwechselfestigkeit Rißunempfindlichkeit Verschleißfestigkeit gute Zerspanbarkeit leichte Wärmebehandlung Erweichung 45 rißempfindlich Härte HRC S. 21 1

70 Schmiedewerkzeugkonstruktion Aufschlagfläche Quelle: Eberlein, L, Voelkner, W.: Lehrbrief Umform- und Zerteiltechnik. Dresden,

71 Schmiedewerkzeuge Aufschlagfläche Mindestaufschlagfläche Schlagarbeit des Hammers (S. 11) S. 22 Quelle: Herold, H.; Herold, K.; Schwager, A.: Massivumformung. Verlag Technik Berlin

72 Schmiedewerkzeugkonstruktion Gesenkführung S

73 Schmiedewerkzeugkonstruktion Gesenkblockabmessung, Gesenkfußabmessung S. 25/26 73

74 Schmiedewerkzeugkonstruktion Beispielzeichnungen (fehlerbehaftet!) 74

75 Entwicklungskette Die Stoffflusssimulation ermöglicht die Betrachtung des Schmiedevorgangs und eventuell vorhandener Fehler am entwickelten Werkzeug. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Gabelstück im Schmiedeprozess Getriebewelle 75

76 Fehler beim Gesenkschmieden 76

77 Entwicklungskette Anhand der Stoffflusssimulation können die Konstrukteure bereits im Vorfeld erkennen, ob sich das Material beim Schmiedeprozess optimal im Gesenk verteilt. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011 Sichtbarer Fehler aufgrund fehlenden Materials oder ungünstiger Gesenkform Sichtbarer Stich durch fehlerhafte Form der vorherigen Arbeitsstufe(n) 77

78 Entwicklungskette Zudem lässt sich vorab die Belastung des Werkzeugs simulieren. Die farbliche Abstufung zeigt die Vergleichsspannung. Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen,

79 Werkzeugfertigung Die Gravur eines Gesenks wird durch Erodieren oder HSC-Fräsen erstellt. Die Gravuroberflächen werden zur Erhöhung der Standmengen mit verschiedenen Verfahren veredelt (z. B. Schleifen, Polieren, Nitrieren, Hartverchromen). Fräsen der Elektrode CAD-Konstruktion der Gravurgeometrie Erodieren des Gesenks Oberflächenveredelung der Gravur Ablauf der Gravurherstellung CNC-Fräsen der Gravur Feinbearbeitung des Gesenks Fertiges Gesenk 79 Der Fräskopf der HSC-Fräsmaschine dreht sich mit bis zu U/min Quelle: Industrieverband Massivumformung e. V. Hagen, 2011

80 Entwicklungsschritte (4) 3 CAD-Konstruktion der Gravurgeometrie Fräsen der Elektrode Planung der Werkzeugherstellung CNC-Fräsen der Gravur Werkzeugfertigung / Werkzeugänderung S. 3 Probeumformen/Tryout Qualitätsprüfung positiv? Produktion Erodieren des Gesenks Oberflächenveredelung der Gravur Feinbearbeitung des Gesenks Fertiges Gesenk 80 Quelle: Voelkner, W.: Vorlesung Umformtechnik 2, 1998