Niederhalterdruck und Gestaltung des Niederhalters beim Tiefziehen von Feinblechen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Aussagen zur Gestaltung von Niederhaltern erarbeitet sowie eine Berechnungsformel zur Bestimmung des Niederhalterdrucks für nichtrotationssymmetrische Ziehteile entwickelt.
Unter Anwendung der Finite Elemente Methode (FEM) erfolgte die Berechnung einer optimierten Bauform eines elastischen Niederhalters.
Verschiedene elastische Niederhalter wurden weiterhin an Modellwerkzeugen unterschiedlicher Geometrie experimentell untersucht und an einem praxisüblichen unsymmetrischen Ziehteil erprobt.
Es stellte sich heraus, daß bei Verwendung eines elastischen Niederhalters
• die Faltenbildung im Ziehteilflansch (Falten 1. Art vollständig unterdrückt werden kann),
• hohe örtliche Flächenpressungen im Ziehteilflansch vermieden werden, was zu einer Verbesserung der Blechoberfläche führt,
• der Einfluss der Umformmaschine auf das Ziehergebnis vermindert wird und
• ein Teil der sehr zeitaufwendigen Tuschierarbeit bei der Werkzeugherstellung entfallen kann.
• Aus den Untersuchungsergebnissen wurden Gestaltungsrichtlinien für elastische Niederhalter abgeleitet.
Daneben erfolgten grundsätzliche Untersuchungen über den erforderlichen Niederhalterdruck beim Tiefziehen. In einer theoretischen Betrachtung wurden die wesentlichen Einflußgrößen auf den Niederhalterdruck bestimmt. Unter besonderer Berücksichtigung von
• Ziehteilgeometrie und -größe,
• Verlauf der Niederhalterkraft über dem Ziehweg und
• Blechwerkstoff
erfolgten Untersuchungen an unterschiedlichen Modellwerkzeugen, wobei Messungen an praxisüblichen unsymmetrischen Ziehteilen integriert wurden. Dabei kamen als Blechwerkstoffe konventionelle und höherfeste Stahlbleche zum Einsatz.
Aus den Untersuchungsergebnissen wurde ein Nomogramm zur einfachen Ermittlung des Niederhalterdrucks bei nichtrotationssymmetrischen Ziehteilen abgeleitet.
Die Vorausbestimmung des Niederhalterdrucks hat eine entscheidende Bedeutung für die
• Auswahl der für den Tiefziehvorgang erforderlichen bzw. geeigneten Umformmaschine und die
• Voraussage des Versagensfalls beim Tiefziehen.
Neben der Voraussage des Versagensfalls durch Falten kann die zu erwartende Ziehkraft genauer vorausberechnet werden, wodurch auch eine bessere Voraussage des Versagens durch Reißer gegeben ist.