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Betriebsmittel der Umformtechnik 1

2. Maschinen und Anlagen I

Prof. Dr.-Ing. M. KleinerDr.-Ing. W. Homberg

Dipl.-Ing. M. Trompeter

U ORTMUNDDNIVERSITÄT

SS 2006

Fakultät MaschinenbauInstitut für Umformtechnik und Leichtbau

Institut fürUmformtechnikund Leichtbau

Universität Dortmund

Inhalt

Maschinen- und Anlagen IMaschinen- und Anlagen I

Maschinen- und Anlagen IIMaschinen- und Anlagen II

GrundlagenGrundlagen

Maschinen für die MassivumformungMaschinen für die Massivumformung

Maschinen für die ProfilumformungMaschinen für die Profilumformung

Maschinen für die BlechumformungMaschinen für die Blechumformung

Maschinen- und AnlagentechnikMaschinen- und Anlagentechnik



Anteil spanender und umformender Werkzeug-maschinen am Produktionswert in Deutschland

LFU_Ar_0143_bQuelle: VDWQuelle: VDW



Einteilung der Umformmaschinen

LFU_mt_100b_pt



Walzen auf ebenen Bahnen (CVC 6-HS-Walzgerüst)

LFU_Le_1324_f(SMS )



Partielle Walztechnologie



Radial-/ Axial-Walztechnologie (Querwalzmaschinen für das Ringwalzen großer Durchmesser)

LFU_Le_1848_b



Einteilung der Umformverfahren Durchziehennach DIN 8584 - Gleitziehen



(Draht-) Ziehmaschinen

Foto: www.hmp.com80

Kettenziehmaschine (HMP: ZPR-7500) mit 6 m Ziehlänge. Statt Ketten kann die Wagenbewegung auch über Spindeln oder hydraulisch erfolgen. HMP baut Ziehmaschinen mit Einfach-, Zweifach- und Dreifachzug.

Axialverlegende Horizontal-Trommelziehmaschine (HMP: EZH-3000). Die Anlage verfügt über eine Einziehzange, Anpresseinrichtung und Abschiebeeinrichtung. HMP baut Trommelziehmaschinen mit vertikaler und horizontaler Ziehtrommel. Alle Maschinen haben Antriebe mit stufenlos verstellbarer Ziehgeschwindigkeit

LFU_Mb_0076_pt



Zu 2) Die Stößelkraft ist abhängig vom Stößelweg. Entscheidend ist die Nennkraft FN, der Stößelverlauf FSt (h) (siehe Bild Ar_0196) und das Arbeitsvermögen.

Zu 2) Die Stößelkraft ist abhängig vom Stößelweg. Entscheidend ist die Nennkraft FN, der Stößelverlauf FSt (h) (siehe Bild Ar_0196) und das Arbeitsvermögen.

Zu 1) Die Stößelkraft ist unabhängig von der Stößelstellung und ist durch die konstruktive Auslegung der Maschine begrenzt (FN). Die Kraftspitze des Umformvorgangs muss deshalb

kleiner als FN sein (siehe Bild Le_0884).

Zu 1) Die Stößelkraft ist unabhängig von der Stößelstellung und ist durch die konstruktive Auslegung der Maschine begrenzt (FN). Die Kraftspitze des Umformvorgangs muss deshalb

kleiner als FN sein (siehe Bild Le_0884).

Zu 3) Das Arbeitvermögen wird bei jedem Arbeitsspiel (Schlag) vollständig umgesetzt. Ist der Arbeitsbedarf eines Umformvorgangs größer als das Arbeitsvermögen, das die Maschine bei einem Arbeitsspiel zur Verfügung stellt, dann müssen mehrere aufeinander folgende Schläge ausgeführt werden (siehe Bild Le_1254).

Zu 3) Das Arbeitvermögen wird bei jedem Arbeitsspiel (Schlag) vollständig umgesetzt. Ist der Arbeitsbedarf eines Umformvorgangs größer als das Arbeitsvermögen, das die Maschine bei einem Arbeitsspiel zur Verfügung stellt, dann müssen mehrere aufeinander folgende Schläge ausgeführt werden (siehe Bild Le_1254).

Nach der Art, in der Kraft- und Energiekenngrößen, Stößelkraft und Arbeitsvermögen von den verschiedenen Pressmaschinen bereitgestellt

werden, unterscheidet man zwischen

Nach der Art, in der Kraft- und Energiekenngrößen, Stößelkraft und Arbeitsvermögen von den verschiedenen Pressmaschinen bereitgestellt

werden, unterscheidet man zwischen

Einteilung der Pressmaschinen

( nach Kienzle )

3) arbeitsgebundenen Pressmaschinen

3) arbeitsgebundenen Pressmaschinen

1) kraftgebundenen Pressmaschinen

1) kraftgebundenen Pressmaschinen

2) weggebundenen Pressmaschinen

2) weggebundenen Pressmaschinen

LFU_Kx_0421_b



Kraftgebundene, weggebundene und arbeitsgebundene Pressen



Kraftgebunden Presse (Zweifachwirkende hydraulische Tiefziehpresse)

LFU_Cb_0132_pt



Weggebundene Presse (einfachwirkende mechanische Presse mit Zieheinrichtung)

LFU_Le_0531_b



Stößelkraft

Stangenkraft FS in Richtung der SchubstangeStangenkraft FS in Richtung der Schubstange

Ermittlung des Winkels d: Ermittlung des Winkels d:

LFU_Le_2055_b



Arbeitsgebundene Umformmaschine (LASCO-Gesenkschmiedehammer)

( Banning )

LFU_Le_0578_b(Lasco)



Einteilung von Hämmern

Nach K. Lange

Beide Bären sind direkt angetrieben

Bärantrieb:

Mechanisch

Pneumatisch

Hydraulisch

(Mechanisch) Pneumatisch

Hydraulisch

Bärhub: Bärantrieb:

Bärkupplung:

Mechanisch

Hydraulisch

Bärkupplung:

Mechanisch

Pneumatisch

Hydraulisch

(Mechanisch)

Pneumatisch

Bärantrieb:

Gegenschlag-hammer

Schabottehämmer

Fallhämmer Oberdruckhämmer

Hämmer

Nur ein Bär ist direkt angetrieben

LFU_Le_1856_b



(nach K. Lange)

Bauarten von Schabotte-Gesenkschmiedehämmern

LFU_Le_0755_b



Gegenschlaghammer mit hydraulischer Kupplung

(Deutsche Schmiedetechnik) LFU_We_0178_f



Schwenkbiegemaschine (FASTI) 204 S) für die Blechumformung



Drei-Walzen-Biegemaschine für die Profilumformung



Umformen mit Wirkmedien - Pressensystem zum hydromechanischen Tiefziehen

Quelle: Schnupp LFU_We_0591_f



Umformung mit Wirkenergie - Anlage zur Elektromagnetischen Umformung

LFU_Le_2126_pt



Maschinen- und Anlagentechnik -Baugruppen-

StößelGestell

Stößelführung

Antrieb

Stößelverriegelung



(nach K. Lange)

Pressen-Gestellbauformen

LFU_Vh_0192_f



(nach Hesse)

Kraftfluss in Pressengestellen

LFU_Le_2060_pt



Steifigkeit und Federweg von Pressen bei gegebener Kraftschwankungsbreite

(nach K. Lange) LFU_Le_0302_b



Auswirkungen der Federung von C-Gestell-Pressen

(nach K. Lange) LFU_Ar_0217_b



Genauigkeitskenngrößen

Die geometrische Genauigkeit der unbelasteten Maschine ergibt sich aus den für die Arbeitsgenauigkeit wesentlichen Abweichungen der Maschinenteile von ihrer geometrischen Idealform.

Die Führungs- und Lagerspiele der Maschine ergeben sich aus den Verschiebungsmöglichkeiten der Maschinenteile gegeneinander bei stillstehender Maschine. Als Genauigkeitskenngrößen werden nur die für die Arbeitsgenauigkeit der Maschine wesentlichen Spiele berücksichtigt.

Die Federzahl C ist das Verhältnis der auf die Werkzeugaufnahmeflächen der Maschine wirkenden Kraft F und der durch diese Kraft hervorgerufenen Auffederung f zwischen den Werkzeugaufnahmeflächen. Die Auffederung f ist der elastische Anteil der Abstandsänderung zwischen den Werkzeugauf-nahmeflächen. Führungs- und Lagerspiele gehören nicht zur Auffederung. Die statische Federzahl wird bei statischer Belastung der Maschine, die dynamische Federzahl während eines Stößelhubes gemessen.

LFU_Ar_0225_b



Pressengestelle – Konstruktionsvarianten: Geschweißter Zweiständer-Pressengestell

(Schuler) LFU_Le_0516_b



Pressengestelle – Konstruktionsvarianten:Platten-Pressengestell

(Schuler)

Pressen-ständer

Distanzen

Kurzhub-zylinder

LFU_Ho_0436_b



Pressengestelle – Konstruktionsvarianten:Gewickeltem Gussrahmen

Ober- undUnterspannung

Zugschwell-beanspruchung

Druckschwell-beanspruchung

Mittel-spannung

Zulässige Schwingbreiten im Druckbereich viel höher als im Zugbereich, bis zu Faktor 2

Erhebliche Reduzierung der Tragenden Querschnitte für kompakte, leichte und ökonomische Bauweise sowie höchste Haltekräfte

Gussdesign ermöglicht harmonischen Kraftfluss - Vermeidung von Spannungskonzentrationen

LFU_Le_2128_pt



Anforderungen an Stößelführungen

(Dunkes) LFU_Le_0882_b



Verschiedene Stößelführungen

(Dunkes) LFU_Le_0882_b



Achtfachführung in Kreuzform




Achtfach-Rollenführung an einer Universalpresse




Aufbau einer hydraulischen Universalpresse




Hydraulischer Kreislauf einer Presse mit unmittelbarem Pumpenantrieb und mit Speicherantrieb

LFU_Le_0885_pt



Hydraulik: Hydropumpen

( Mannesmann-Rexroth LFU_Kx_0492_f



Hydraulik: Verstellpumpe, Leistungs- und Druckregler

( Mannesmann-Rexroth ) LFU_Kx_0497_f



Hydraulik: Hydrospeicher




Wegeventile – Funktion und Symbole



Hydraulik: Druckbegrenzungsventile, direkt gesteuert bzw. vorgesteuert




Hydraulik: 2-Wege-Einbauventile, Hysterese, Proportional-Magnet, Proportional-Wegeventil




Hydraulik: Servoventile, Steuermotor




Hydraulikzylinderbauformen

LFU_Ho_0592_b



Zylinder einer Hydraulikpresse

( Rexroth ) LFU_Ho_0595_f



Antriebsschema einer Kurbelpresse



Aufbau (schematisch) verschiedener Artenvon Hauptgetrieben

LFU_Le_0826_f



Bewegungscharakteristik von mechanischen Produktionspressen

(Müller-Weingarten) LFU_Ho_0604_f



Keilpresse (kraftbezogene Auslegung)

( Eumuco ) LFU_Le_0507_f



Spindelpressen

(Deutsche Schmiedetechnik)

Schematische Darstellung

Spindelpresse mit DirektantriebLFU_We_0180_f



(nach K. Lange)

Verschiedene Spindelpressenbauarten

LFU_Le_2054_pt



Formschlüssige Stößelverriegelung – Sicherung hydraulischer Pressen

Quelle: Schuler LFU_Le_2127_pt



Fragenkatalog

1) In welche Gruppen können Umformmaschinen eingeteilt werden ?

2) Welche Aufgaben hat die Stößelführung einer Presse?

3) Was versteht man unter der Federzahl im Pressenbau?

4) Über welches Pressenelement wird bei einem Zweiständer-Pressengestell die Umformkraft aufgenommen?

5) Nennen Sie 4 Bestandteile des hydraulischen Kreislaufs einer Presse?

1) In welche Gruppen können Umformmaschinen eingeteilt werden ?

2) Welche Aufgaben hat die Stößelführung einer Presse?

3) Was versteht man unter der Federzahl im Pressenbau?

4) Über welches Pressenelement wird bei einem Zweiständer-Pressengestell die Umformkraft aufgenommen?

5) Nennen Sie 4 Bestandteile des hydraulischen Kreislaufs einer Presse?



Literaturempfehlungen

Literatur zum Thema Werkzeuge, Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb:Literatur zum Thema Werkzeuge, Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb:

K. Lange (Hrsg.): Lehrbuch der Umformtechnik: Blechverarbeitung, Band 1, Springer-Verlag, Berlin, 1990.

K. Lange (Hrsg.): Lehrbuch der Umformtechnik: Blechverarbeitung, Band 1, Springer-Verlag, Berlin, 1990.

Spur, G.;Stöferle, Th. (Hrsg.):Handbuch der Fertigungstechnik: Band 2/1 Umformen.

Carl-Hanser-Verlag, Wien, 1983.

Spur, G.;Stöferle, Th. (Hrsg.):Handbuch der Fertigungstechnik: Band 2/1 Umformen.

Carl-Hanser-Verlag, Wien, 1983.

Weck, M.: Werkzeugmaschinen.Springer-Verlag, Berlin, 1997.

Weck, M.: Werkzeugmaschinen.Springer-Verlag, Berlin, 1997.

Schuler GmbH(Hrsg.): Handbuch der Umformtechniktechnik.

Springer-Verlag, Berlin, 1996.

Schuler GmbH(Hrsg.): Handbuch der Umformtechniktechnik.

Springer-Verlag, Berlin, 1996.

Romanowski, W.P.: Handbuch der Stanzereitechnik.VEB Verlag Technik, Berlin, 4. Auflage, 1965.

Romanowski, W.P.: Handbuch der Stanzereitechnik.VEB Verlag Technik, Berlin, 4. Auflage, 1965.

Oehler, G.: Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge.Springer-Verlag, Berlin, 7. Auflage, 1993.

Oehler, G.: Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge.Springer-Verlag, Berlin, 7. Auflage, 1993.

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