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Tiefziehkraft-Rechner

Berechnen Sie das Ziehverhältnis (Ziehkoeffizient) m = d/D und die Stempelkraft (Ziehkraft) für zylindrische Tiefziehteile sowie den empfohlenen Matrizen- und Stempelradius und die Niederhalterkraft. Geben Sie den Rondendurchmesser, den Produktdurchmesser, die Blechdicke und die Zugfestigkeit ein; der Rechner liefert die Kraft in kN, N und Tonnenkraft, den C₁-Koeffizienten und Radiusempfehlungen.

Diese Berechnung führen unsere Werkzeugbau-Ingenieure bei der Auslegung eines Tiefziehwerkzeugs durch. Ziehverhältnis, Matrizenradius, Stempelradius und Stempelkraft entscheiden darüber, ob der erste Zug gelingt, welche Pressentonage erforderlich ist und ob ein Nachziehen nötig wird. Dieselbe Berechnung wird durchgeführt, bevor wir ein Teil kalkulieren.

1 · Einheiten
2 · Ronden- und Produktabmessungen
Ziehverhältnis m = d/D  ·  F = π·C₁·d·t·σs
mm
Durchmesser der flachen kreisförmigen Ronde
mm
Innendurchmesser oder mittlerer Durchmesser des gezogenen Napfs
mm
MPa
Zugfestigkeit des Blechwerkstoffs
3 · Matrizen- und Stempelradius
mm
Optional. Wenn leer, wird der empfohlene Bereich im Ergebnis angezeigt.
mm
Optional. Typischer Wert: 0,6–1,0 mal der Matrizenradius.
Der Matrizenradius steuert den Materialfluss über die Matrizenschulter. Ein zu kleiner Radius kann die Ronde einreißen lassen; ein zu großer Radius kann Faltenbildung ermöglichen und die Maßkontrolle verringern. Der Stempelradius steuert hauptsächlich die Spannung an der Stempelspitze.
Schnellreferenz Werkstoffe
σs ist die Zugfestigkeit, nicht die Scherfestigkeit, für das Tiefziehen. Wählen Sie einen Werkstoff, um den Wert automatisch zu füllen.

Geben Sie Rondendurchmesser D, Produktdurchmesser d, Blechdicke t und Zugfestigkeit σs ein. Ziehverhältnis und Stempelkraft werden automatisch aktualisiert.

Das Ziehverhältnis m = d/D beschreibt, wie streng der Zug ist. Für den ersten Zug liegen Metalle üblicherweise zwischen 0,50 und 0,62. Die Stempelkraft F = π·C₁·d·t·σs verwendet den interpolierten C₁-Koeffizienten, den Produktdurchmesser, die Blechdicke und die Zugfestigkeit. Die Niederhalterkraft wird auf etwa 25 % der Stempelkraft geschätzt. Fügen Sie für Produktionsbedingungen einen Sicherheitszuschlag von 10–20 % hinzu.

Tiefziehkraft-Berechnung: So funktioniert es

Beim Tiefziehen wird eine flache kreisförmige Ronde mit Stempel und Matrize zu einem hohlen Napf umgeformt. Der Niederhalter klemmt den Flansch fest, während der Stempel das Blech in den Matrizenhohlraum drückt und dabei die Wand formt, indem das Material nach innen fließt.

Häufig gestellte Fragen

Das Ziehverhältnis m = d/D ist das Verhältnis des Fertigdurchmessers d zum Rondendurchmesser D. Es beschreibt die Schwere der Umformung. Für den ersten Zug liegen typische Werte bei Metallen zwischen 0,50 und 0,62. Ein kleineres m bedeutet einen strengeren Zug und ein höheres Risiko für Risse am Stempelradius. Ein größeres m ist ein flacherer Zug, bei dem die Faltenbildung am Flansch zur Hauptherausforderung wird.

Stempelkraft F = π·C₁·d·t·σs, wobei C₁ der Koeffizient für den ersten Zug ist, d der Fertigdurchmesser, t die Blechdicke und σs die Zugfestigkeit. C₁ wird aus der Standardtabelle interpoliert. Für einen Napf mit 70 mm aus einer Ronde mit 100 mm in 1,2 mm Stahl mit 400 MPa Zugfestigkeit beträgt F etwa 63 kN.

Der Matrizenradius beträgt bei Stahl normalerweise 6–10 % des Rondendurchmessers D, bei Edelstahl 8–12 % und bei Aluminium 5–8 %. Ein zu kleiner Radius erhöht die Biegespannung an der Matrizenschulter und kann die Ronde einreißen lassen. Ein zu großer Radius ermöglicht Faltenbildung am Flansch und verringert die Kontrolle über die gezogene Wand. Der Stempelradius beträgt typischerweise das 0,6- bis 1,0-Fache des Matrizenradius.

Ein kleineres Ziehverhältnis bedeutet, dass die Ronde im Verhältnis zu ihrer Ausgangsgröße weiter gezogen werden muss. Die Umformarbeit pro Teil steigt, daher nehmen C₁ und die Stempelkraft zu. Deshalb benötigt ein tieferer Napf mehr Pressentonage als ein flacher Napf gleichen Durchmessers und gleicher Dicke.

Ein Niederhalter ist normalerweise erforderlich, wenn m unter etwa 0,65 liegt; ohne ihn kann der ungestützte Flansch ausbeulen und Falten bilden. Die Niederhalterkraft sollte gerade so hoch sein, dass keine Falten entstehen, typischerweise etwa 20–30 % der Stempelkraft. Eine zu hohe Niederhalterkraft erhöht die Stempelbelastung und kann das Teil einreißen lassen.

Wenn das erforderliche Verhältnis für einen Arbeitsgang unter die Erstzugrenze des Werkstoffs fallen würde – bei vielen Stählen normalerweise etwa 0,50 –, muss das Teil in zwei oder mehr Ziehstufen hergestellt werden. Bei kaltverfestigenden Werkstoffen wie Edelstahl kann ein Zwischenglühen erforderlich sein.

Weiterführende Informationen

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