Toleranzen beim Abstreckziehen und Oberflächenbeschaffenheit: Was eine verjüngte Wandstärke leisten kann

Zwei Fragen entscheiden darüber, ob ein Teil tiefgezogen statt gedreht werden kann: wie eng die Durchmesser und die Wandstärke toleriert werden müssen und wie gut die Oberflächen aussehen müssen. Diese Seite erklärt, woher die Toleranz bei einem tiefgezogenen Teil tatsächlich stammt und warum sich eine tiefgezogene Oberfläche anders verhält als eine gedrehte.

Woher die Toleranz kommt

Bei einem tiefgezogenen und gestanzten Teil gibt es drei geformte Merkmale – Außendurchmesser, Innendurchmesser und Wandstärke – und sie werden von zwei Werkzeugen erzeugt:

Der Glättring (Matrize).Seine Bohrung ist etwas kleiner als der eingehende Napf, sodass der Außendurchmesser des fertigen Teils eine Kopie der Matrizenbohrung ist, abzüglich der elastischen Rückfederung des Materials.
Der Stempel.Der Außendurchmesser bestimmt die Bohrung des Teils, wiederum abzüglich der elastischen Rückfederung.
Die Lücke zwischen ihnen.Der radiale Spalt zwischen Stempel und Matrizenbohrung entspricht der fertigen Wandstärke – weshalb die Wandstärke bei einem abgestreckten Teil eine Werkzeugdimension und nicht das Ergebnis eines Prozesszufalls ist.

Daraus ergeben sich drei Konsequenzen. Erstens: Die Toleranz der beiden Durchmesser hängt von der Genauigkeit des Werkzeugs ab und nicht allein von der Rückfederung. Zweitens: Die Wanddickentoleranzen des eingehenden Rohlings sind weniger kritisch, da die Wandstärke durch das Abstrecken bestimmt wird. Drittens: Die Konzentrizität zwischen Bohrung und Außendurchmesser ist eine Eigenschaft des Werkzeugs und nicht davon abhängig, wie gut das Teil gespannt wurde.

Wo eine Zeichnung engere Durchmesser erfordert, als das alleinige Abstrecken liefert, sorgt ein kurzesKalibrierdurchgang- ein leichter zweiter Glüh- oder Kalibrierdurchgang - wird nach der Hauptreduktion hinzugefügt.

Typische Werte für ein tiefgezogenes und gestauchtes Bauteil

Merkmal	Typisch für eine gezogene Wand	Hinweis
Wandstärke	Üblicherweise 0,3 mm bis 1,5 mm bei Gehäusen	Bestimmt durch den Schneidspalt zwischen Stempel und Matrize, nicht durch die Zuschnittstoleranz
Wandstärkenvariation	Gleichmäßig über die gezogene Länge; Abweichung als Zeichnungsmerkmal kontrolliert	Dafür ist der Betrieb da
Außen- und Innendurchmesser	Am selben Teil eingehalten; die Zeichnung gibt die Toleranz vor, und wo diese enger ist, wird ein Kalibrierdurchgang ergänzt	Die Rückfederung wird im Werkzeug kompensiert
Konzentrizität / Rundlauf	Abhängig von der Werkzeugachse, nicht von der Vorrichtung	Auf einem Koaxialitätsmessgerät geprüft
Oberflächenrauheit, geglättete Flächen	Ra liegt typischerweise im Bereich von 0,4–1,6 µm und wird durch die Werkzeugoberfläche und das Schmiermittel bestimmt	Sowohl die Innen- als auch die Außenseite werden verbessert
Ziehriefen / Riefen	Nicht auf der gezogenen Länge gefertigt	Die Wand wird zwischen polierten Flächen verpresst statt über einen Radius gezogen
Geradheit der Wand	Gerade und parallel	Kein Entformungswinkel zum Entformen erforderlich

Diese Werte sind typische Richtwerte, keine Spezifikation. Maßgeblich ist die Zeichnung: Toleranzen, die nicht in der Zeichnung angegeben sind, folgen standardmäßig ISO 2768-m, und die wirklich relevanten Merkmale werden im Rahmen des DFM-Reviews gekennzeichnet, damit nichts erst beim Erstmuster auffällt.

Wie sich eine gezogene Oberfläche von einer gedrehten unterscheidet

Keine Vorschubspuren.Beim Drehen entsteht eine helixförmige Werkzeugspur, deren Steigung durch die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt wird. Beim Glattziehen hingegen ergibt sich die Oberflächenbeschaffenheit aus der Form von Matrize und Stempel, sodass kein Vorschubmuster sichtbar oder messbar ist.
Keine Riefen vom Tiefziehen.Eine tiefgezogene Oberfläche trägt die Spuren des Materialflusses über den Ziehradius. Das Nachziehen (Ironing) erfolgt nach dieser Reduzierung an einer geraden Wand zwischen zwei polierten Flächen.
Beide Flächen werden verbessert.Bei einem Drehteil wird nur die bearbeitete Fläche verbessert; bei einem tiefgezogenen und geglätteten Teil werden Außen- und Innenseite im selben Arbeitsgang poliert.
Kaltverfestigung ist von Vorteil – bis zu einem gewissen Punkt.Das Glattwalzen erhöht Streckgrenze und Verschleißfestigkeit. Ab einem bestimmten Umformgrad muss das Material geglüht werden, und bei weichmagnetischen Teilen ist der Glühschritt entscheidend für die magnetischen Eigenschaften.

Die Oberflächen werden im eigenen Labor von Balford mit einem tragbaren Oberflächenrauheitsmessgerät geprüft, ergänzend zu den Maßkontrollen: Außen- und Dreipunkt-Innenmessschrauben für die Durchmesser und die Wandstärke, ein Koaxialitätsmessgerät für den Rundlauf sowie ein 2,5D-optisches Projektor für Profil und Form.

Häufig gestellte Fragen

Wie eng kann die Wandstärke bei einem tiefgezogenen und abgestreckten Teil sein?

Die Wandstärke wird durch den radialen Spalt zwischen dem Glättstempel und der Matrizenbohrung festgelegt. Sie ist somit ein Werkzeugmaß und gleichmäßiger als der eingehende Rohlingszuschnitt. Die Toleranz, die die Zeichnung tragen kann, wird während des DFM-Reviews bestätigt, und wo die Durchmesser enger sein müssen, als es der Hauptglättdurchgang liefert, wird ein kurzer Kalibrierdurchgang ergänzt.

Hinterlässt das Glätten Ziehspuren auf der Oberfläche?

Nicht auf der geglätteten Länge. Ziehriefen entstehen durch das Material, das beim Tiefziehen über den Matrizenradius fließt; das Glätten erfolgt danach an einer geraden Wand zwischen einem polierten Stempel und einer polierten Ringmatrize, sodass die Oberfläche eher geglättet als gezogen wird. Sowohl die Innen- als auch die Außenseite werden verbessert.

Warum ist die Oberflächengüte bei einem tiefgezogenen und anschließend abgestreckten Teil besser als bei einem gedrehten Teil?

Da es durch glattes Umformwerkzeug geformt und nicht mit einem Werkzeug mit Vorschub geschnitten wird. Beim Drehen entsteht eine helixförmige Vorschubspur, deren Steigung durch den Vorschub bestimmt wird; beim Glattziehen wird die Oberfläche von Stempel und Matrize abgebildet, und es gibt kein Vorschubmuster.

Ist die Wand nach dem Ironing gerader?

Ja. Beim Abstreckgleitziehen entsteht eine gerade, parallele Wand ohne die Entformungsschräge, die ein gezogenes oder gegossenes Teil zum Entformen benötigt – ein Grund dafür, dass abgestreckte Gehäuse dort eingesetzt werden, wo ein Anker oder eine Welle in der Bohrung gleiten muss.

Senden Sie uns die Zeichnung – wir sagen Ihnen, ob durch Tiefziehen ein Zerspanungsschritt eingespart werden kann.

Senden Sie uns die Zeichnung mit Werkstoffangabe, beiden Durchmessern und den relevanten Toleranzen. Balford prüft vor der Angebotserstellung die Umformroute, die Ziehstufen und die Werkzeugauslegung.

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