Fließpressen. Spri nger. Kurt Lange Manfred Kammerer Klaus Pöhlandt Joachim Schock. Wirtschaftliche Fertigung metallischer Präzisionswerkstücke

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1 Kurt Lange Manfred Kammerer Klaus Pöhlandt Joachim Schock Fließpressen Wirtschaftliche Fertigung metallischer Präzisionswerkstücke Mit 439 Abbildungen and 74 Tabellen Spri nger

2 1 Einleitung 1 K. Lange 1.1 Einteilung der Fließpressverfahren Wirtschaftliche Bedeutung, Produktionszahlen weltweit Grundverfahrendes Fließpressens Voll-Vorwärts-Fließpressen Hohl-Vorwärts-Fließpressen Napf-Rückwärts- und Napf-Vorwärts-Fließpressen Querfließpressen Quer-Hohl-Vorwärts-Fließpressen Verfahrenskombinationen und Verfahrensfolgen Verjüngen Abstreckgleitziehen Kalt-und Warmfließpressen 15 Literatur 16 2 Metallkundliche Grundlagen 17 J. Schock 2.1 Skalen der Betrachtung Makroskopische Fließstruktur Atom Gleitsysteme Versetzungen Monokristall Polykristall Elastische Verformung Elastizitätsgrenze, R p o,oi Streckgrenze und Dehngrenze Rp 0, Plastische Deformation 31 Literatur 34

3 XII Inhalt 3 Werkstoffe 35 K. Pöhlandt 3.1 Werkstoffe für das Kaltfließpressen Stähle Nichteisenmetalle Anmerkung zur Halbwarmumformung Zur Frage der Werkstoffbezeichnungen Vorbehandlung für die Verarbeitung 41 Literatur 41 Anmerkung 42 4 Werkstoffauswahl 43 J. Schock, M. Kammerer 4.1 Einleitung Kaltfließpressen Halbwarmfließpressen Bevorzugt eingesetzte Fließpressstähle Baustähle Einsatzstähle Hinweis zur Werkstoffauswahl Vergütungsstähle Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 350 C Fließpressen bei 760 C C (Halbwarmumformung) Hinweis zur Werkstoffauswahl Nichtrostende Stähle Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 350 C Kupfer Messing (Kupfer-Zink-Legierung) Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 300 C Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 600 C Bronze (Kupfer-Zinn-Legierung) Neusilber (Kupfer-Nickel-Legierung) Zink Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 150 C Titan Fließpressen bei Temperaturen bis 500 C Magnesium Fließpressen bei Temperaturen bis ca. 300 C Aluminium Aushärten 78 Literatur 79

4 Inhalt XIII 5 Vorbehandlung 81 J. Schock, M. Kammerer 5.1 Einleitung Anlieferungszustand Form Rohteilabschnitte Scheren Sägen Schneiden Genauigkeit der Rohteilabschnitte Entgraten der Rohteilanschnitte Abmessungen Setzen Setzen und zentrieren Setzen und Werkstoffvorverteilung...;., Setzen und Werkstoffvororientierung Gefüge Weichglühen, Glühen auf kugeligen Zementit (GKZ) Rekristallisationsglühen Normalglühen Spannungsfreiglühen Oberfläche Schmierstoffe und Schmierstoffträgerschichten Zink-Phosphatieranlage Oberflächenbehandlung mit Beseifen Oberflächenbehandlung mit Molybdändisulfid (MoS 2 ) Reglementierung zum Betrieb einer Phosphatieraniage Literatur Verfahren 119 M. Kammerer, J. Schock 6.1 Verfahrensübersicht Fließpressverfahren Verjüngen, Abstreckgleitziehen, Stauchen, Setzen, Lochen, Fließlochen, Kalibrieren Verfahrensfolge und Verfahrenskombination Von der Fertigteilzeichnung zum Formteil Stadienplan Fertigungsalternativen Hybride Lösungen 129

5 XIV Inhalt 6.2 Voll-Vorwärts-Fließpressen Hohl-Vorwärts-Fließpressen Napf-Vorwärts-Fließpressen Napf-Rückwärts-Fließpressen Napf-Fließpressen mit hoher Präzision Voll-Rückwärts-Fließpressen Hohl-Rückwärts-Fließpressen Quer-Fließpressen Verjüngen Abstreckgleitziehen Stauchen Setzen Quer-Hohl-Vorwärts-Fließpressen Verfahren zur Verzahnungsherstellung [6.42, 6.43] 268 Literatur 279 Anhang Werkzeugwerkstoffe 283 J. Schock, M. Kammerer 7.1 Einleitung Mechanische und thermische Beanspruchung Trend Werkstoffauswahl Werkzeugwerkstoffe Kaltarbeitsstähle Warmarbeitsstähle Schnellarbeitsstähle Pulvermetallurgisch hergestellte Schnellarbeitsstähle Herstellung von schmelz- und pulvermetallurgischen Stählen Härte und Zähigkeit Werkzeugherstellung Hartmetall Ausfallerscheinungen bei Werkzeugen Verschleiß Ausbrüche Plastische Verformung Rissbildung, Bruch Kaltaufschweissungen 298

6 Inhalt XV 7.7 Werkzeugoberflächenbehandlung Reaktionsschichten Auflageschichten Werkzeugwerkstoffe für die Halbwarmumformung 302 Literatur Werkzeuge 309 M. Kammerer, J. Schock 8.1 Einleitung Werkzeugbestandteile Gestellteile Einbauteile Aktivteile Stempel Stempel für das Voll- und Quer-Fließpressen Stempel für das Hohl-Vorwärts-Fließpressen Stempel für das Voll-und Hohl-Rückwärts-Fließpressen Stempel für das Napf-Fließpressen Matrize Matrize ohne Armierung Matrize mit Armierung Matrize mit einteiligem Kern Matrizenkern mit Einsatz (Längsteilung) Matrize mit Querteilung, von außen axial vorgespannt Matrize mit Querteilung, von innen axial vorgespannt Matrize mit Längs- und Querteilung, axial vorgespannt Matrize mit Keramikkern Bersten von Armierungsringen Werkzeuge für Aluminiumfließpressteile Werkzeuge zum Querfließpressen Schließkraft Matrizengleichlauf Kompakte Schließvorrichtungen Matrizenanordnung Führungssysteme Kraftdurchleitung Schließvorrichtungen mit Federelementen Schließvorrichtung mit mechanischer Verriegelung Hydraulische Schließvorrichtung mit ^-Blasenspeicher Elastomer-Schließvorrichtung 415

7 XVI Inhalt Stickstofffeder-Schließvorrichtung Tellerfeder-Schließvorrichtung Kombiniert mechanisch-hydraulische Schließvorrichtung Schließvorrichtung mit Druckschlauch Schließvorrichtung nach dem Prinzip der Druckwaage Mehrfach wirkende Presse als Schließvorrichtung 433 Literatur Maschinen 437 J. Schock 9.1 Einleitung Einzelstücke verarbeitende Einstufen-Kaltfließpressen Einzelstücke verarbeitende Mehrstufen-Kaltfließpressen Kurbel- bzw. Exzenterpressen Kniehebelpressen Kniehebelpressen mit modifiziertem Antrieb Vom Draht arbeitende Mehrstufen-Kaltfließpressen Vom Stab arbeitende Mehrstufen-Halbwarmfließpressen Hydraulische Pressen Werkzeugwechselsysteme Werkstücktransportsysteme 466 Literatur Berechnungen 473 J. Schock, M. Kammerer 10.1 Einleitung Umformgrad, bezogene Querschnittsänderung Umformgrade beim mehrstufigen Umformen Gesetz der Volumenkonstanz Fließspannung Fließkurve Fließkurve bei Raumtemperatur kfo, kfi und kf m Bezogene Umformarbeit w und absolute Umformarbeit W Vereinfachte Berechnungsmethode [10.1, 10.2, 10.19] Ausführliche Berechnungsmethode [ ] Stauchen Voll-Vorwärts-Fließpressen Napf-Rückwärts-Fließpressen 499

8 Inhalt XVII Hohl-Vorwärts-Fließpressen Verjüngen Abstreckgleitziehen Setzen Querfließpressen 514 Literatur 515 ICFG-Data Sheets and Documents 517 J. Schock ICFG Data Sheets 517 ICFG Documents 517 Index 519