Leichtbauteile durch Dornbiegen und Freiformbiegen

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Adolph Hoch
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1 Leichtbauteile durch Dornbiegen und Freiformbiegen 15. Mai 2006 Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel 1

2 Technische Anforderung Automobilindustrie Tendenz zum Materialmix in PKW-Strukturen Einsatz hochfester Materialien in komplexen Geometrien Einsatz geschlossener Profile Einsatz unterschiedlicher Umformtechnologien 2

3 Erweiterte Anforderung Ziel vorhandener Studien Maximale Gewichtseinsparung Ziel EDAG Studie Maximale Kosteneinsparung Quelle: EDAG 3

4 Kosteneinschätzung von Fertigungsverfahren Quelle: EDAG 4

5 Fertigungsverfahren und Bodenstruktur (Stand der Technik) Quelle: EDAG 5

6 Anforderung an Biegeverfahren Reproduzierbare und kalkulierbare Geometriegestaltung Freiformgeometrie darstellbar Abbildung des Verfahrens in der FEM zur Unterstützung SE Quelle: Thyssen 6

7 Biegeverfahren Gruppe 2.4 Biegeumformen DIN 8586 Untergruppe Biegeumformen mit geradliniger Werkzeugbewegung Untergruppe Biegeumformen mit drehender Werkzeugbewegung Freies Gesenkbiegen Gleitziehbiegen Rollbiegen Knickbiegen Biegerichten Freies Runden Querkraftfreies Gesenkrunden Gesenksicken Gesenkbördeln Winden Walzbiegen Schwenkbiegen Rundbiegen Umlaufbiegen Walzrunden Walzrichten Wellbiegen Walzprofilieren Walzziehbiegen Wickeln 7

8 Gesenkbiegen mit Dorn Nur ebene Biegung möglich keine Einstellmöglichkeit (Chargenschwankung) beschränkte Wanddickenverhältnisse darstellbar Quelle: Benteler 8

9 Streckbiegen Dehnungen: = Große Biegeradien wegen Materialbeanspruchung geringe Einflussnahme auf Chargenschwankungen 9

10 Rollenbiegen Profil- Rollbiegemaschine Große Biegeradien wegen Faltengefahr gute Einflussnahme auf Chargenschwankungen 10

11 Dornbiegen Nur konstante Radien möglich Sehr enge Radien darstellbar Auf Chargenschwankungen einstellbar Sehr gut automatisierbar Vorderansicht Biegekopf 11

12 Kombination Dorn- und Freiformbiegen 12

13 Freiformbiegen Freiformbogen nicht durch direkte Geometrievorgabe einstellbar Beschränkung auf ca. 5xd0 (ohne Dorn) Auf Chargenschwankungen einstellbar y f ax 3 bx 2 cx d y x Sehr gut automatisierbar 13

14 Freiformbiegen 14

15 Freiformbiegen Geometrieeingabe und Ergebnis stimmen nicht überein 15

16 Rückfederung Rückfederung Steuerung und Steuerungsparameter Steifigkeit Maschine Materialkennwerte und Profilgeometrie 16

17 Auffederung Maschine [mm] Steifigkeit der Biegemaschine Auffederung Verlagerung Kraft [kn] 17

18 Entwicklungsstand Biegemaschine Leistungsdaten: Biegemoment: >40kNm Gleitschiene: Vorschub: 27 kn Andrückung 300kN Spannkraft: 300kN Faltenglätter: Anstellkraft: 100kN Weg: 5 mm Booster: Kraft: 150kN Geometrie: bis 160mm Dorn- und Freiformbiegen auf einer Maschine Aktiver Faltenglätter und zusätzlich zweite Dornachse Booster umgreifend Alternativer Werkzeugwechsel Regelung mit Fuzzy Modul möglich 18

19 Steifigkeit der Biegemaschine f ax 3 bx 2 cx d y y f 3ax 2 2bx c f 6ax 2b x Krümmung: f ( x) 1 f ( x) 2 Radius: R( x) ( x ) 19

20 Entwicklungsstand Biegemaschine Rahmenbauweise Kopf. Gleichbleibende Federung und Verlagerung 20

21 Entwicklungsstand Biegemaschine Aktiver Faltenglätter 21

22 Entwicklungsstand Biegemaschine Booster mit Übergreifmöglichkeit 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerk samkeit Prof. Dr. Ing. Bernd Engel 23

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