DD289723A5

DD289723A5 - Verfahren zum tiefziehen von blechformteilen

Info

Publication number: DD289723A5
Application number: DD33523789A
Authority: DD
Inventors: Thomas Hipp; Wilhelm Henning; Eberhard Thoss
Original assignee: Fz Fuer Umform- Und Plastverarbeitungstechnik,De
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1991-05-08
Also published as: DE4038866A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen von Blechformteilen, insbesondere von duennwandigen Dosenkoerpern, wobei waehrend des Umformvorganges die Niederhalterkraft automatisch variiert wird. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe dadurch geloest, dasz zu Beginn der Umformung die Niederhalterkraft kleiner als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tagentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch voreingestellt ist. Bei UEberschreitung der daraus resultierenden Faltenbildung erster Ordnung ueber einen zulaessigen Wert wird die Niederhalterkraft groeszer als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tagentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch eingestellt. Nachdem die vorgenannten Falten infolge der erhoehten Niederhalterkraft auf ein definiertes Masz herabgedrueckt sind, wird die Niederhalterkraft auf die zu Beginn der Umformung voreingestellte Niederhalterkraft reduziert. Dieser Regelvorgang wiederholt sich waehrend des Tiefziehvorganges fortlaufend und pulsierend mit hoher Dynamik. Fig. 6{Tiefziehen; Niederhalterkraft; Faltenbildung; tangentiale Druckspannungen; Regelvorgang; Blechformteile}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen von Blechformteilen, insbesondere von dünnwandigen Dosenkörpern, wobei während des Umformvorganges die Niederhalterkraft automatisch variiert wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus DD-PS 233036 ist bekannt, daß die Niederhalterkraft bei der Herstellung von in zwei Zügen tiefgezogenen Blechformteilen, vor allem aus Werkstoffen mit relativ großer Anisotropie, variiert wird.

Dabei wird die Niederhalterkraft von Beginn des zweiten Zuges an progressiv fortlaufend reduziert. Mit Eintritt des Ziehteilrandes zwischen die Niederhalterflächen des Werkzeuges und damit der Bildung eines Ziehteilflansches durch die Niederhalterkraft wird eine Faltenbildung gerade noch unterdrückt. Danach wird die Niederhalterkraft beim weiteren Tiefziehen entsprechend der Verkleinerung dar Flächen des Ziehteilflansches weiter verringert und vor dem Ende des zweiten Zuges völlig aufgehoben. Die Variation der Niederhalterkraft erfolgt durch die im Werkzeug angebrachten Entlastungsbolzen und Entlastungsfedern. Von Nachteil dabei ist, daß die Variation der Niederhalterkraft starr und ohne Beachtung des tatsächlichen Werkstoffverhaltens erfolgt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Tiefziehprozeß stets in Abhängigkeit des Werkstoffverhaltens optimal zu gestalten und somit einen Beitrag zur Erhöhung der Arbeitsproduktivität durch Reduzierung der erforderlichen Umformstufen bzw. Erhöhung des Tiefziehverhältnisses zu leisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Tiefziehen von Blechformteilen, insbesondere von dünnwandigen Dosenkörpern, zu schaffen, wobei während des Umformvorganges die Niederhalterkraft infolge des Überschreitens einer

zulässigen Faltenbildung erster Ordnung variiert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, d?ß zu Beginn der Umformung die Niederhalterkraft kleiner als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tar.gentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch voreingestellt ist. Bei Überschreitung der daraus resultierenden Faltenbildung erster Ordnung über einen zulässigen Wert wird die Niederhalterkraft größer als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch eingestellt. Nachdem die vorgenannten Falten infolge dei erhöhten Niederhalterkraft auf ein definiertes Maß herabgedrückt sind, wird die Niederhalterkraft auf die zu Beginn der Umformung voreingestellie Niederhalterkraft reduziert. Dieser Regelvorgang wiederholt

sich während des Tiefziehvorganges fortlaufend und pulsierend mit hoher Dynamik.

Die Erkennung von Faltenbildungen erfolgt beispielsweise durch Sensoren, welche eine Abstandsänderung zwischen Niederhalter und Tiefziehring erfassen. Eine elektronische Auswerteeinheit übernimmt die Auswertung der Signale und die Regelung der Niederhalterkraft entsprechend des Abstandes zwischen Niederhalter und Tiefziehring und somit entsprechend

der Faltenbildung.

Mit dieser erfinderischen Lösung ist es erstmals möglich, den Tiefziehvorgang stets in Abhängigkeit der tatsächlich auftretenden

und zulässigen Faltenbildungen automatisch zu optimieren.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: Schematische Darstellung eines Werkzeuges zum Tiefziehen eines dosenförmigen Blechteiles mit integrierten

Lichtwellenleitern zur Abstandsmessung und Regelung der Niederhalterkraft Fig.2: Schematische Darstellung eines Augenblickformabschnittes zwischen Niederhalter, Blechzuschnitt und Tiefziehring im

Flansch, vor Beginn der Umformung Fig.3: Schematische Darstellung eines Augenblicksformabschnittes zwischen Niederhalter, Blechzuschnitt und Tiefziehring im

Flansch, während des Umformprozesses mit noch zulässiger Faltenbildung Fig.4: Schematische Darstellung eines Augenblicksformabschnittes zwischen Niederhalter, Blechzuschnitt und Tiefziehring im

Flansch, während des Umformprozesses mit unzulässiger Faltenbildung Fig. 5: Schematische Darstellung eines Augenblicksformabschnittes zwischen Niederhalter, Blechzuschnitt und Tiefziehring im

Flansch, während des Umformprozesses mit zulässiger Faltenbildung durch erhöhte Niederhalterkraft Fig. 6: Darstellung der Summe der Kraftkomponenten Fs, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen O₀ und der

Niederhalterkraft F_n in Abhängigkeit der Zeit t (Pressenhub) Fig. 7: In den Lichtwellenleiter eingekoppelter Strahlungsfluß Φ in Abhängigkeit des Abstandes a zwischen Tiefziehring und Niederhalter

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug zum Tiefziehen eines dosenförmigen Blechteiles besteht aus dem Tiefziehstempel 1, dem Tiefziehring 2, dem mit Lichtwellenleitern 4 bestückten Niederhalter 3 und dem optischen System 5. Außerhalb des Werkzeuges sind eine Strahlungsquelle 6, der optoelektronische Empfangswandler 7, der Kleincomputer 8, der Y-Koppler 10, der Hydraulikzylinder 11, der Druckstromerzeuger 12, der Ölbehälter 13 und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 14 angeordnet.

Vor Beginn des Tiefziehprozesses ist die Niederhalterkraft F_n kleiner als die zu erwartende Summe der Kraftkomponenten F₃, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen σο, im Ziehteilflansch des Blechzuschnittes 15 voreingestellt. Der Abstand a zwischen dem Niederhalter 3 und dem Tiefziehring 2 entspricht dabei der Blechdicke s des Blechzuschnittes 15 (Fig. 2).

Zu Beginn des Tiefziehprozesses kommt es, da Fn < Fs, zu Faltenbildungen erster Ordnung (Fig. 3), der Abstand a ergibt sich zu:

Mit fortschreitendem Tiefziehprozeß vergrößert sich der Abstand a auf Grund des weiteren Faltenwachstums stetig. Mit dem Überschreiten eines maximal zulässigen Abstandes a_lul und somit einer maximal zulässigen Faltenbildung wird vom Kleincomputer 8 ein Prozeßsteuersignal 9 ausgegeben (Fig.4). Dieses führt zur Beeinflussung des Hydraulikaggregates 11...

und somit zur Erhöhung der Niederhalterkraft Fn > Fs- Nach Reduzierung der Faltenbildungen auf einen zulässigen Wert a = < a,_U|, wird vom Kleincomputer 8 erneut ein Prozeßsteuersignal 9 ausgegeben und vom Hydraulikaggregat 11... 14 die Niederhalterkraft auf Fn < Fs reduziert (Fig. 5).

Dieser Regelvorgang wiederholt sich während des Tiefziehprozesses fortlaufend pulsierend mi! hoher Dynamik.

In Fig. 6 ist der Verlauf der Summe d*>r Kraftkomponenten Fs resultierend aus den tangentialen Druckspannungen o_D und der Niederhalterkraft Fn in Abhängigkeit von der Zeit t (Pressenhub) dargestellt. Dabei ist im:

Abschnitt I Abschnitt Il Abschnitt III Abschnitt IV

a = s bzw. a < a,_u] (vergl. Fig.2, Fig.3) a > a^i (vergl. Fig.4)

a > = a_nl <- a <

a = s bzw. a < a,_U| (vergl. Fig.5).

Die Erfassung des Abstandes a und somit die Erfassung von Faltenbildungen erfolgt im Ausführungsbeispiel durch den im Niederhalter 3 angeordneten Lichtwellenleiter 4 (Fig. 1). Die von der Strahlungsquelle 6, z. B. einer Infrarotemitterdiode, über den Y-Koppler 10 in den Lichtwellenleiter 4 eingekoppelte Strahlung wird vom Tiefziehring 2 entsprechend des Abstandes a diffus reflektiert, in dt ichtwellenleiter zurückgekoppelt und über den Y-Koppler einem optoelektronischen Empfangswandler 7 zugeführt. Das vom optoelektronischen Empfangswandler 7 erzeugte elektrische Signal wird im Kleincomputer 8 weiterverarbeitet. Bei Über- oder Unterschreiten einer softwareseitig festgelegten Komparatorschwelle wird ein Prozeßsteuersignal 9 an das Hydraulikaggregat 11... 14 ausgegeben.

In Fig.7 ist der Verlauf des in den Lichtwellenleiter zurückgekoppelten optischen Strahlungsflusses Φ in Abhängigkeit des Abstandes a dargestellt.

Neben Lichtwellenleitern können auch andere, z.B. induktive oder kapazitive Sensoren zur Abstandsmessung Anwendung finden.

Claims

Verfahren zum Tiefziehen von Blechformteilen, insbesondere von dünnwandigen Dosenkörpern, wobei während des Umformvorganges die Niederhalterkraft variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- zu Beginn der Umformung die Niederhalterkraft kleiner als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch voreingestellt ist,

- bei Überschreitung der daraus resultierenden Faltenbildung erster Ordnung über einen zulässigen Wert die Niederhalterkraft größer als die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch eingestellt wird,

- nachdem die vorgenannten Falten auf ein definiertes Maß herabgedrückt sind, die Niederhalterkraft auf die zu Beginn der Umformung voreingestellte Niederhalterkraft reduziert wird,

- und sich dieser Regelvorgang während des Tiefziehvorganges fortlaufend und mit hoher Dynamik pulsierend wiederholt.