Armierungssysteme für Matrizen mit nicht-kreissymmetrischem Wirkquerschnitt

Laufzeit:

Start: 1. Oktober 2018
Ende: 30. September 2020
Verlängerung: 30. September 2021

Kurzbeschreibung

Werkzeuge nehmen in der Kaltmassivumformung eine Schlüsselfunktion ein, da sie unter anderem die erzielbare Bauteilgenauigkeit und Wirtschaftlichkeit von Umformprozessen bestimmen. Neben Verschleiß ist Ermüdungsversagen durch zyklische Beanspruchungen eine Hauptursache für Werkzeugausfall. Zur Vermeidung einer ermüdungsbedingten Rissinitiierung sind Zugspannungen im Werkzeug zu minimieren. Für eine hohe Fertigungsgenauigkeit ist eine möglichst steife Auslegung des Umformwerkzeuges anzustreben. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Steifigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung von Zugspannungen bietet die Vorspannung der Matrize mittels Armierungssystemen. Mit einer radialen Vorspannung werden die betriebsbedingten Zugspannungen mit Druckspannungen überlagert und die wirkenden Spannungen in den versagensunkritischeren Druckspannungsbereich verschoben. Werkzeuge werden armiert, indem die Matrize in einen mit Übermaß versehenen Armierungsring aus einem weicheren, zäheren Stahl eingepresst oder eingeschrumpft wird. Der zunehmende Einsatz anspruchsvoller Bauteilgeometrien mit erhöhten Aspektverhältnissen und ungleichmäßig angeordneten Funktionselementen führt zu neuen Herausforderungen für die eingesetzten Umformwerkzeuge. Bei einem nicht-kreissymmetrischen Querschnitt respektive einer nicht-kreissymmetrischen Belastung kann mit konventionellen Armierungssystemen keine homogene Vorspannungsverteilung im Werkzeug realisiert werden. Hierdurch wird die Werkzeugstandmenge oftmals limitiert, was die Wirtschaftlichkeit des Umformprozesses negativ beeinflusst. Das zentrale Ziel innerhalb des Projekts bildet die Erforschung eines beanspruchungsgerechten Armierungssystems für Matrizen mit nicht kreissymmetrischem Wirkquerschnitt, um damit die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Werkzeuge zu erhöhen.

Forschungsgruppen

• Massivumformung

Publikationen