Schmieden
Gesenkschmieden;
Gesenkformen:
Durch
Gesenkschmieden können hochbeanspruchte Werkstücke in großer Anzahl aus gut
verformbaren Materialen hergestellt werden. Das Werkzeug (Gesenk) besteht aus
Ober-und Unterteil.Wird im warmen zustand ausgeführt.
Die Vorteile sind:
- kurze Fertigungszeiten
- geringer Werkstoffverlust
- bessere Festigkeitseigenschaften
(ununterbrochener Faserverlauf)
- keine Kaltverfestigung
- große Maßgenauigkeit aufgrund vom Gesenk
Die Grenzen der Verformbarkeit liegen im
Stahl. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Schmiedbarkeit ab. Phosphor +
Schwefelgehalt dürfen maximal 0,1% sein, da der Werkstoff sonst kaltbrüchig
ist.
Auch der Kern muss erwärmt werden, da sonst
Spannungen auftreten.
Formpressen mit Grat:
Hier wird mit Werkstoffüberschuss gearbeitet.
Volumen des fertiges Werkstück ist kleiner als das vom Rohling, da der Grat
entfernt wird.
Gradverhältnis
= s=0,016* ds..Werkstoffdurchmesser der Projektionsfläche
Verhältnis ist wichtig da sonst entweder die Form brechen
kann oder die Form schlecht gefüllt wird.
 b zu groß mehr Kraft, mehr
Reibung Werkzeugbruch
s zu klein sehr gr. Kräfte
notwendig
s zu groß Material fließt zuerst in
Gratbahn
Vorgänge
beim Formpressen mit Grat
1.Stauchen:
Die Ausgangshöhe des Rohlings
wird ohne große Gleitwege an den Gesenkwänden vermindert.
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Der Werkstoff fließt hauptsächlich senkrecht zur
Werkzeugbewegung, dabei treten lange Gleitwege auf. Große Kräfte
durch Reibung!!!
3.Steigen:
Werkstofffluß ist der Arbeitsbewegung entgegengesetzt.
4.
in den Gratspalt
fließen
Formpressen
ohne Grat
Dies erfolgt über eine Gesenkform in der ein Stempel auf das
Werkstück und gegen einen Auswerfer drückt. Zur Erreichung der gewünschten
Werkstückform ist unbedingt eine genaue Bestimmung des Werkstücksvolumen
notwendig.
Anwendung:
Für einfache
rotationssymmetrische bzw. rechteckige Werkstücke.
Ausführung und Gestaltung der Gesenke
Offene
und geschlossene Gesenke:
Man verwendet offene
Gesenke beim Schmieden von der Stange und geschlossene Gesenke beim Schmieden
vom Stück.
Gesenkteilung:
Die Teilfuge zwischen Ober- und Untergesenk ist so zu legen, dass das fertig
geschlagene Werkstück gut aus der Form entfernt werden kann.
Gesenkarten
- Beim einteiligen Gesenk ist die Gravur
nur im unteren Gesenk eingearbeitet.
- Beim zweiteiligen Gesenk haben beide
Teile eine Gravur.
- Backengesenke für Schmiedeteile mit
Hinterschneidungen, welche nicht in die Teilungsebene gelegt werden können. Zwei
oder mehr Backen stützen sich in einem am Gesenkunterteil eingearbeiteten
Passkegel ab.
SEITENSCHRÄGEN UND
RUNDUNGEN SIND NACH DIN 7523 GENORMT!!
Gesenkführungen
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- Gerade
doppelseitige Leiste
- Gerade einseitige
Leiste
- Gebogene
doppelseitige Leiste
- Geschlossene runde
Leiste
Beanspruchungen
der Schmiedegesenke:
Schmiedegesenke sind großen mechanischen und thermischen Beanspruchungen
ausgesetzt. Drücke bis p=2000N/mm² durch schlagartige Beanspruchung;
Temperaturschwankungen
bis 200°C führen zu Wechselspannungen
Werkstücke
Die aus dem Gesenk entnommenen Werkstücke haben noch annähernd
Schmiedetemperatur!!
( schrumpfen noch vorher Schwindmaß einrechnen )
Schwindung bei:
Stahl: 0,8-1%
Aluminiumlegierungen ca. 1,2%
Magnesiumlegierungen ca. 1,1%
Schwindung ist eine Maßänderung aufgrund von Temperaturänderung.
Der Ausgangsrohling für einfache Formen ist ein
Stangenabschnitt.
Bei komplizierten Geometrien muss eine Vorform hergestellt werden, z.B.:
Stauchen oder es werden mehrere aufeinander abgestimmte Gesenke verwendet.(Schrittweise
der Form nähern).
Materialeinsatzmasse:
mE = mG
+ mA + mZ
mE....Einsatzmasse
mG....Gradmasse
mA....Maße
fertiges Schmiedestück
mZ....Zunder-und Abbrandmasse
mE=W*mA
W........1,03
bei großen Schmiedestücken
W.......1,5
bei kleinen Schmiedestücken
W.......Näherungsfaktor
(ist von der Masse abhängig)
Gesenkausführungen
1)offene Gesenke
zur Herstellung einfacher Teile.Die Schmiedung erfolgt direkt von der Stange.
Vorteile:
+einfaches einlegen ins Gesenk
+kein halten des Schmiedestücks nötig
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2)geschlossene
Gesenke
der erwärmte Rohling wird mit mehreren Schlägen (evtl. in mehreren Gesenken) zum
Fertigteil umgeformt.
Vorteil:
+ komplexere Teile
können hergestellt werden (mit oder ohne Grat)
Nachteil:
- Gesenke sind aufwendiger
3)einfache
Gesenke
es befindet sich nur 1 Gravur im Gesenk
(Vorgesenk, Fertiggesenk und ein drittes zum kalibrieren, ein Kalibriergsgesenk)
4)Mehrfachgesenke
es befinden sich mehrere Gravuren in einem Gesenkblock.
Die Schmiedeteile
müssen durch den Grat miteinander verbunden sein.
Nachteil:
- großer Schmiedeaggregate
Vorteil:
- geringerer Werkzeugverschleiß
Gestaltungsrichtlinien für
Gesenkschmiedestücke
- möglichst einfache Formen
-
symetrisches fließen des Werkstoffes ermöglichen
-
Schroffe Querschnittsänderungen vermeiden
-
keine scharfen Kanten (Rundungsradien wegen WZ-Verschleiß, Rißbild)
-
auf Spannmöglichkeit für eine nachfolgende Bearbeitung achten
-
geometrische Formen ( Rippenhöhe, schrägen, Toleranzen,... sind in der Norm
festgelegt)
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