Kapitel 8: Dasselbe Material kann eine herkömmliche Schraube erfolgreich bilden und dennoch bei großem Kopf, dünnem Flansch, tiefer Bohrung oder abgestuftem Teil unvollständige Füllung, Überlappungen, Exzentrizität oder Risse zeigen. Die neue Geometrie verändert die Anforderungen an den Werkstofffluss. Vor der Feststellung einer Werkstoffabweichung sind Produkt und Stufenfolge zu bewerten.
Umformen verteilt das vorhandene Rohmaterial um
In der hier behandelten Umformfolge fließt Material aus dem Rohling in den Kopf, radial in einen Flansch oder um einen Stempel in eine Bohrungswand. Zu bestimmen sind Fließziel, Verformungsreihenfolge und Aufteilung auf die Stufen. Längere oder abruptere Fließwege können örtliche Schwierigkeiten erhöhen; daraus ergibt sich keine allgemeingültige quantitative Umformgrenze.
Merkmale mit höheren Anforderungen an den Werkstofffluss
- Ein großer Kopf auf einem schlanken Schaft erfordert erheblichen Materialtransport in den Kopf. Eine ungeeignete Verteilung auf nur eine Stufe kann ungleichmäßige Füllung, Überlappungen oder Randrisse verursachen.
- Ein breiter, dünner Flansch erfordert radiales Fließen bei eingehaltenen Dicken. Zu prüfen ist, wie die Vorform den Außenbereich mit Material versorgt.
- Abrupte Absätze und zu wenig fließende Übergänge können den Werkstofffluss behindern und Anhäufungen, Überlappungen oder ungleichmäßige Verformung erzeugen.
- Eine tiefe oder schlanke Bohrung mit dünner Wand erfordert kontrollierte Materialverteilung um den Stempel. Eine ungeeignete Vorform kann ungleiche Wände, versetzte Bohrungen oder örtliche Schädigung bewirken.
Jeder Stufe eine sinnvolle Aufgabe geben
Eine geeignete Folge bereitet den Rohling vor, lenkt Material in die benötigten Bereiche und stellt anschließend Maße und Details fertig. Ein breiter Flansch kann zunächst eine dickere, kleinere Vorform erhalten, die dann schrittweise radial erweitert und abschließend kalibriert wird. Dies erläutert einen möglichen Weg und ist keine vorgeschriebene Werkzeugauslegung.
Mehr Stufen sind nicht automatisch besser. Unnötige Richtungswechsel oder größere Neuformungen bereits geformter Bereiche sind zu vermeiden. Für jede Stufe sind Hauptfließrichtung, Anschluss an die vorherige Stufe und ein möglicherweise überhöhter Anteil an der gesamten Formänderung zu bestimmen.
Den Werkstoff am tatsächlichen Bauteil bewerten
Erfolg bei einem weniger anspruchsvollen Teil validiert nicht jede komplexe Geometrie. Ein Fehler bei einem komplexen Teil belegt ebenso wenig eine Spezifikationsabweichung des Werkstoffs. Vorhandenen Werkstoffzustand, Bauteilmerkmale und Umformweg gemeinsam bewerten und Konformitäts- und Prozessaussagen getrennt halten.
Die früheste auffällige Stufe finden
- Aufeinanderfolgende Stufenproben in Reihenfolge anordnen.
- Feststellen, wann die Auffälligkeit erstmals auftritt.
- Änderungen von Durchmesser, Höhe und örtlicher Materialanhäufung vergleichen.
- Prüfen, ob sich Kopf, Flansch und Bohrungswand schrittweise entwickeln.
- Erfassen, ob eine kontrollierte Vorformänderung die auffällige Stelle beeinflusst.
Das letzte Werkzeug kann ein früher entstandenes Fließproblem sichtbar machen. Wer wiederholt nur Werkstoff oder Fertigwerkzeug ändert, kann diesen Ursprung übersehen. Produktzeichnungen zeigen das Ziel; Stufenproben zeigen den Weg. Creation Group bewertet bei der Werkstoffeignung Zeichnung, Ausgangsdrahtabmessung, Stufenzahl, Stufenproben und auffällige Stellen. Das folgende Kapitel behandelt den Einfluss von Anlagen und Betriebsbedingungen auf dieses Prozessfenster.