Designleitfaden für tiefgezogene Teile: Ziehverhältnis, Radien und Wandstärke

Beim Tiefziehen wird ein flacher Zuschnitt mit einem Stempel und einem Werkzeug zu einem Napf, einer Hülse oder einem Gehäuse umgeformt. Das Verfahren wird für Batteriegehäuse, medizinische Wannen, Sensorgehäuse, Abschirmabdeckungen und viele andere Teile eingesetzt, die eine nahtlose Wand benötigen.

Dieser Leitfaden behandelt die Designvariablen, die am häufigsten darüber entscheiden, ob ein tiefgezogenes Teil praktikabel ist: Ziehverhältnis, Radien, Spalt, Werkstoff und Schmierung.

1. Ziehverhältnis

Das Ziehverhältnis ist der Zuschnittdurchmesser geteilt durch den Stempeldurchmesser. Ein erster Zug für kohlenstoffarmen Stahl liegt häufig bei etwa 1,8-2,0; nachfolgende Züge sind kleiner, üblicherweise etwa 1,3-1,5. Edelstahl und hochfeste Werkstoffe erfordern in der Regel niedrigere Verhältnisse, und der genaue Wert hängt von der Legierung und der Werkzeugauslegung ab.

2. Stempel- und Werkzeugradien

Ein üblicher Ausgangspunkt ist ein Stempelradius von etwa dem 4- bis 8-Fachen der Materialdicke und ein Werkzeugradius von etwa dem 6- bis 10-Fachen der Dicke für den ersten Zug. Spätere Züge verwenden kleinere Radien. Zu scharfe Radien erhöhen das Rissrisiko; zu große Radien können Falten verursachen.

3. Spalt

Der Werkzeugspalt wird üblicherweise pro Seite angegeben und liegt bei Stahl häufig bei etwa dem 1,1- bis 1,3-Fachen der Materialdicke, abhängig von der Ziehstufe und vom Werkstoff. Ein zu geringer Spalt erhöht Reibung und Wandstärkenabnahme; ein zu großer Spalt ermöglicht Faltenbildung.

4. Wandstärke

Beim Tiefziehen wird die Wand dünner, insbesondere am Bodenradius. Wenn das Design eine bestimmte Wandstärke erfordert, müssen Zuschnitt und Ziehfolge darauf ausgelegt werden. Durch Abstrecken (Ironing) kann die Wandstärke kontrolliert werden, was jedoch die Werkzeugkomplexität erhöht.

5. Werkstoffauswahl

6. Schmierung und Glühen

Schmierung reduziert Reibung und Kaltverschweißen (Galling). Bei Edelstahl und hochfesten Werkstoffen kann zwischen den Zügen ein Zwischenglühen erforderlich sein, um die Duktilität wiederherzustellen. Die Notwendigkeit hängt von der Gesamtumformung und der Legierung ab.

7. Funktionen

Löcher, Flansche, Gewinde und Rändelungen sollten nach Möglichkeit nach dem Hauptzug angebracht werden. Löcher in der Nähe einer gezogenen Wand können sich verziehen; Flansche sollten einen großzügigen Radius haben. Gewinde werden in der Regel nach dem Umformen gerollt oder geschnitten.

FAQ

Wie tief kann ein Teil in einem Zug gezogen werden?

Das hängt von Werkstoff, Durchmesser und Werkzeugauslegung ab. Ein erster Zug ist bei weichem Stahl in der Regel auf ein Verhältnis von etwa 1,8-2,0 begrenzt; tiefere Teile erfordern mehrere Züge.

Können scharfe Ecken tiefgezogen werden?

Sehr scharfe Ecken sind schwierig. Ein größerer Eckenradius verbessert den Materialfluss und reduziert die Rissbildung.

Ist Tiefziehen für kleine Serien geeignet?

Es kann geeignet sein, aber die Werkzeugkosten sind ein Faktor. Für sehr kleine Serien kann eine Alternative aus Blechkonstruktion oder spanender Fertigung wirtschaftlicher sein.

Verwandt: tiefgezogene Teile und Zeichnung zur Prüfung senden.