Technical enhancements of the rotary-draw-bending to a semi-kinematic process with reduced tool surfaces
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurde eine teilkinematische Verfahrensvariante mit vereinfachten Außenwerkzeugflächen für das Rotationszugbiegen entwickelt, um die Werkzeuge auf unterschiedliche Rohrdurchmesser und Biegeradien einzustellen. Bei der Verwendung konventioneller Werkzeuge sind Biegeradien und Rohrdurchmesser durch die Werkzeuggeometrien festgelegt. Wird ein Biegedorn verwendet gilt dies auch für den Innendurchmesser. Hierzu wurden zunächst die notwendigen Werkzeugflächen ermittelt. Dazu wurden die mit FE-Simulationen erhaltenen quantitativen und qualitativen Kontaktverteilungen zum Werkstück ausgewertet. Diese einzelnen Kontaktbereiche wurden zu Segmenten gruppiert und der Einfluss der Segmente auf die Bogengeometrie wurde analysiert. Seitliche, zur Biegeebene geneigte Flächen sowie eine Stütze im Bogengrund sind notwendig, um größere Deformationen zu verhindern. Die Neigungswinkel der seitlichen Flächen wurden variiert um dessen Einfluss auf die Querschnittsdeformationen festzustellen. Die Herstellung von Rohrbögen ohne Querfalten gelingt nur, wenn von den Klemmwerkzeugen ausreichend große Kräfte in Rohrlängsrichtung übertragen werden können. Die Untersuchungen zielten darauf ab, einen geeigneten Kompromiss zwischen der Übertragung der Längskräfte bei noch tolerabler Querschnittsdeformation zu erreichen. Der Werkzeugsatz besteht aus um 30° zur Biegeebene geneigten Werkzeugflächen mit zusätzlichen Segmenten im Grund der Kavität. Hiermit wurden Bögen aus den vorgesehenen Rohren hergestellt. Die Kraftübertragung der Klemmwerkzeuge reichte nicht immer aus, um Querfalten zu vermeiden. Dies gelang durch zusätzliche Innenwerkzeuge oder Formschlüsse zwischen Rohrenden und den Klemmwerkzeugen. Die Eignung von vereinfachten Werkzeuggeometrien für das Rotationszugbiegen wurde in diesem Forschungsvorhaben grundsätzlich nachgewiesen.
Publications
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Rotary-draw-bending using tools with reduced geometries. Procedia Manufacturing, 15, 804-811.
Heftrich, Christopher; Steinheimer, Rainer & Engel, Bernd
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Influence of the stiffness of machine axes on the formation of wrinkles during rotary draw bending. SN Applied Sciences, 2(10).
Borchmann, Linda; Heftrich, Christopher & Engel, Bernd
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Remote Production. Procedia CIRP, 99, 242-247.
Schiller, Michael; Heftrich, Christopher & Engel, Bernd
