Analyse gängiger Umformarten bei Streckprozessen von Stanzteilen: Ein umfassender Überblick über technische Prinzipien und Anwendungsszenarien

In der modernen Metallverarbeitung ist das Stanzziehen ein Kernprozess, der in der Automobil-, Elektronik- und Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet ist. Durch die Kombination von Formen und Stanzgeräten werden flache Rohlinge in dünnwandige Teile mit verschiedenen komplexen Formen geformt.

I. Zylinderziehen: Eine grundlegende und effiziente Umformmethode

Das zylindrische Ziehen ist eine der gebräuchlichsten Arten des Stanzzeichnens und eignet sich für die Herstellung zylindrischer Produkte mit Flanschen. Zu seinen Merkmalen gehören flache Flansche und Böden, axialsymmetrische Seitenwände und eine gleichmäßige Verformungsverteilung. Beispielsweise wird dieses Verfahren häufig bei Metalldosen und Lagerhülsen in alltäglichen Konsumgütern angewendet. Zu den wichtigsten technischen Punkten gehören: Die Ziehverformung des Rohlings im Flanschbereich muss gleichmäßig sein, um ungleichmäßige Dicken zu vermeiden; Bei tiefen zylindrischen Teilen sind mehrere Ziehvorgänge erforderlich, um Faltenbildung oder Risse im Material zu verhindern.

II. Konisches Zeichnen: Eine doppelte Herausforderung aus Tiefe und Winkel

Mit dem konischen Ziehen werden konische oder pyramidenförmige Behälter wie Trichter und Lampenschirme hergestellt. Aufgrund der großen, nicht unterstützten Fläche des Rohlings und des kleinen Radius der Kegelspitze ist diese Art der Bearbeitung anfällig für lokale Ausdünnungen oder Risse. Zu den Lösungen gehören:

1. Stufendehnmethode: Der Rohling wird zunächst zu einem stufenförmigen Übergangsteil gestreckt und dann zu einer Kegelform aufgeweitet;

2. Rohlingshalter und Zugwulst: Erhöht die radiale Zugspannung, um Faltenbildung zu verhindern.

Die Umformschwierigkeit kegelförmiger Teile nimmt mit der Tiefe (h/d-Verhältnis) und dem Kegelwinkel ( ) zu, was eine präzise Kontrolle des Matrizenspiels und der Anzahl der Streckvorgänge erfordert.

III. Rechteckdehnung: Verformungsunterschied zwischen geraden Kanten und abgerundeten Ecken

Das Rechteckstrecken wird hauptsächlich zum Formen niedriger rechteckiger Teile verwendet. Sein Merkmal ist, dass der Dehnwiderstand an den abgerundeten Ecken in der Flanschverformungszone größer ist als an den geraden Kanten, was zu einer stärkeren Verformung an den abgerundeten Ecken führt. Die technischen Herausforderungen sind: Der Unterschied in der plastischen Verformung zwischen geraden Kanten und abgerundeten Ecken muss durch die Formgestaltung ausgeglichen werden; Bei mehreren Streckvorgängen muss eine Seitenwandinstabilität vermieden werden.

Hohe rechteckige Teile erfordern eine rechteckige Neustreckung, deren Verformungsmuster dem von tiefen zylindrischen Teilen ähnelt, aber die Spannungsverteilung am Stufenübergangsabschnitt muss zusätzlich berücksichtigt werden.

IV. Komplexe Formstreckprozesse: Verbundformung und Präzisionskontrolle

1. Plattenstreckprozesse
Geeignet für Blechstanzteile mit komplexen Oberflächenformen (z. B. Instrumententafeln und Dekorplatten). Seine Umformeigenschaften sind eine Kombination aus Tiefziehen und Ausbeulen, was zu einer komplexen Rohlingsverformung führt, die hochpräzise Matrizen und Mehrstationenpressen erfordert.

2. Flansch-Verbesserte hemisphärische Streckprozesse
Beim Strecken kugelförmiger Teile berührt der Rohling die Oberseite des Stempels nur teilweise, was leicht zu örtlicher Ausdünnung oder Faltenbildung führt. Zu den Lösungen gehören die Erhöhung der Blechhalterkraft oder die Verwendung eines umgekehrten Streckprozesses.

3. Ausdünnende Dehnungsprozesse
Durch die Verringerung des Stempel-{0}}Matrizenspiels wird das Material der Zylinderwand während des Streckens dünner, wodurch Wanddickenabweichungen vermieden und die Oberflächenglätte verbessert werden. Dieses Verfahren wird häufig bei der Herstellung hochpräziser Behälter (z. B. Dosen) verwendet.

V. Sonderverfahren: Rückwärtsstreckung und gekrümmte Oberflächenumformung

Umgekehrte Streckprozesse: Das Werkstück aus dem vorherigen Prozess wird in die entgegengesetzte Richtung gestreckt, wodurch die radiale Zugspannung erhöht wird, um Faltenbildung zu verhindern, und möglicherweise der Streckkoeffizient erhöht wird. Geeignet für die Sekundärumformung von tiefen kastenförmigen Teilen.

Formung gekrümmter Oberflächen: Durch das Formdesign mit nicht{0}}geraden- Wänden und nicht-flachem-Boden wird der äußere Flansch des Rohlings reduziert, während der innere Flansch verlängert wird, wodurch ein gebogener Hohlteil entsteht. Zu den typischen Anwendungen gehören Automobilkarosserieteile und unregelmäßig geformte Schalen.

VI. Auswahlempfehlungen: Wie lassen sich Prozesse und Anforderungen aufeinander abstimmen?

1. Materialstärke und Plastizität: Dünne Materialien (t/d < 0,15) erfordern mehrfaches Dehnen oder Kantenpressen; Materialien mit hoher -Plastizität (z. B. Edelstahl) eignen sich besser für die Bildung komplexer Formen.

2. Produkttiefe und -form: Tief-gezogene Teile (h/d > 0,8) erfordern abgestufte Übergänge oder umgekehrtes Strecken; Nicht-achsensymmetrische Teile (wie Ellipsen und Kuppelformen) erfordern eine segmentierte Kontrolle der Verformung.

3. Ausrüstung und Kosten: Mehrfaches Strecken erhöht die Komplexität des Prozesses und erfordert Pressen mit mehreren Stationen. Das Ausdünnungsstrecken erfordert eine extrem hohe Formpräzision und ist für hochpräzise Anwendungen geeignet.

Die formgebenden Arten des Streckens von Stanzteilen sind vielfältig und reichen von zylindrischen Grundformen bis hin zu komplexen gekrümmten Oberflächen und dünner werdendem Strecken. Jeder Prozess hat seine anwendbaren Szenarien und technischen Herausforderungen. In der tatsächlichen Produktion muss die optimale Dehnlösung unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften, der Produktform und der Präzisionsanforderungen ausgewählt werden. Mit der Popularisierung intelligenter Fertigungstechnologien werden sich Stanz- und Streckprozesse künftig in Richtung höherer Effizienz und Präzision entwickeln und den technologischen Fortschritt in der Fertigungsindustrie kontinuierlich vorantreiben.