Reibung beim Innenhochdruckumformen mit Nachschieben von Werkstoff

Die vorliegende Arbeit untersucht den Reibungseinfluss auf den Umformvorgang beim Innenhochdruckumformen. An zwei Ersatzmodellen, dem Streifenziehen und dem Rohrschieben unter Innendruck, werden relevante Reibwerte mit ausgewählten Schmiermitteln ermittelt und deren Einfluss auf Verfahrensgrenzen sowie Endteileigenschaften aufgezeigt. Für die Untersuchungen kommen Blechstreifen der Werkstoffe St 14, St 14 Z, Z St E 260, AlMg 4.5 Mn und X 5 CrNi 18-10 beim Streifenziehen sowie zylindrische Rohre mit Wanddicken von 1,0 mm, 1,5 mm und 3,0 mm der Werkstoffe St 35 NBK und X 5 CrNi 18-10 beim Rohrschieben zum Einsatz. Die Ergebnisse werden gegenübergestellt und ihre Anwendbarkeit zur Vorausbestimmung von Reibwerten für das Innenhochdruckumformen bewertet. Die Resultate des Streifenziehens und Rohrschiebens werden am Beispiel des symmetrischen Formelementes Umlaufende Sicke verifiziert. Die Endteile werden hinsichtlich Geometrie, Blechdickenverläufen und Oberflächenkennwerten bewertet. Der Einfluss der Schmiermittel auf das tribologische Verhalten in den verschiedenen Verfahren wird dargestellt und deren Eignung für das Innenhochdruckumformen bewertet. FEM-Simulationen für das Rohrschieben und Innenhochdruckumformen validieren die Versuchsergebnisse und untersuchen spezifische tribologische Phänomene. Zudem werden grundlegende Berechnungsansätze zur Vorausbestimmung von Spannungen in der Wirkfuge angegeben.