Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft hat im Jahre 1956 die Bildung eines Schwerpunktprogrammes "Mechanische Umformtech- nik" beschlossen. Entscheidende Ziele dieser MaBnahme sollten die Ent- wicklung des Fachgebietes, die Forderung des wissenschaftlichen Nach- wuchses und des Kontaktes der Wissenschaftler untereinander sein. Es darf festgestellt werdcn, daB dieses Programm in allen Punkten auBerordentlich erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Die Mecha- nische Umformtechnik hat an den Hochschulen groBe Beachtung gefun- den; nicht weniger als 8 Berufungen sind aus dem Kreis der beteiligten Wissenschaftler erfolgt. 1m vorliegenden Band sind die wissenschaftlichen Ergebnisse einer 9jahrigen Forderung dieses im Hinblick auf die gesamte Volkswirtschaft so wichtigen Teilgebietes der Fertigungstechnik unter Bezug auf das z. T. weit verstreute Schrifttum, dargelegt. Es verdicnt besonders hervorgehoben zu werden, daB dieses den Stand der Umformtechnik umfassende Werk nur dadurch zustande kommen konnte, daB die beteiligten Wissenschaftler in beispielhafter Weise das in einzelnen Forschungsvorhaben erarbeitete Material in geschlossenen Themen dargestellt und zusammengefiigt haben. Forscher aus verschie- denen Disziplinen haben im Verlaufe der Forderjahre eine gemeinsame Sprache gefunden. Die hervorragende Kooperation von Metallkundlern, Plastizitatsmechanikern und Fertigungstechnikern im Schwerpunkt findet in diesem Werk ihren sichtbaren Ausdruck. Unser Dank gilt allen Personlichkeiten, die bei den Beratungen mit- gewirkt und die Zusammenstellung des umfangreichen Materials iiber- nom men haben. Ganz besonders aber sei dem Herausgeber, Herrn Pro- fessor KIENZLE, fiir seine miihevolle Arbeit im Dienste der Wissenschaft gedankt.

Beim Zerteilen der Stangen gewinnt das Scheren besonders bei grossen Werk stuckzahlen immer mehr an Bedeutung, da die Scherzeiten kurz sind und kein Werkstoff verlorengeht. Nachteilig sind verschiedene Mangel an den gescherten Abschnitten, die ein Weiterverarbeiten der Werkstucke haufig erschweren oder unmoglich machen. Ein grosser Teil dieser Mangel ist auf eine ungenugende Kenntnis des Verfahrens, seiner Moglichkeiten und Grenzen zuruckzufuhren. Das geht auch daraus hervor, dass bisher kaum Schrifttum uber das Zerteilen von Stangen durch Abscheren vorliegt. Wesentliche Fragen sind ungeklart, wie eine umfangreiche Ermittlung des Erkenntnisstandes zu Beginn der Arbeit ergab. Zwei besonders den Fertigungstechniker und den Konstrukteur interessierende Aufgaben sind vordringlich: 1. Fertigung geometrisch richtiger bzw. weiterverarbeitbarer Stangenabschnitte durch Scheren. 2. Ermittlung der dabei in den Maschinen auftretenden Beanspruchungen als Grundlage fur die Maschinenkonstruktion. Zu ihrer Losung liefert die Arbeit einen Beitrag. Nach einer allgemeinen Beschreibung der geometrischen und kinematischen Mog lichkeiten, Stangen durch Abscheren zu zerteilen, wurde die Aufgabe unter Berucksichtigung praktischer Belange eingeschrankt. Untersucht wurden acht Werkstoffe (Ma 8, Ck 15, Ck 35, Ck 45, Ck 60,41 Cr 4, AIMgSi 1, AICuMg 1) in neun Werkstuck-Werkzeug-Kombinationen: Flachkantmesser scheren Recht Ohne Werkstuckhalter eck- u. Quadratquerschnitte (Freies Scheren) Spitzkantmesser scheren Mit Abschnitt- und Quadratquerschnitte Stangenhalter Rundkantmesser scheren Mit Stangenhalter Rundquerschnitte Fur die gewahlten Messerformen wurden Schneidwinkel und Koordinatensysteme in Anlehnung an die fur die Zerspantechnik genormten Begriffe definiert. Die Scherversuche wurden in einer handelsublichen Knuppelschere fur 400 Mp Scherkraft und einer eigens fur die Aufgabe gebauten Schervorrichtung fur 150 Mp Scherkraft durchgefuhrt."

Das Herstellen von Borden besteht darin, dass Randzonen von ebenen Blechteilen aufgerichtet werden. Je nach der Werkzeugform entstehen dabei gerade (Abb. 1. 1 ), nach innen zum Blechteil hin (Abb. 1. 2) oder nach aussen gekrummte Borde (Abb. 1. 3). Dieses Hochstellen von Borden erscheint zunachst als ein Biegen. So weit die Kanten gerade sind, ist es tatsachlich ein reiner Biegevorgang. Geht man indes zu gekrummten Kanten uber, so treten im hochgestellten Bord zusatzlich Zug-oder Druckspannungen auf. Verlauft die Krummung der Kante gleichmassig, so ergibt sich die geschlossene Kreiskante. Dabei besteht eine AEhnlichkeit zum Tiefziehen, weshalb man das Verfahren als "Tiefziehen ohne Blechhalter" bezeich net. Bei niederen Borden ist in der Praxis auch die Benennung "Anbiegen von Borden" gebrauchlich. 0. KIENZLE [1] ordnet das Verfahren unter bestimmten Voraussetzungen dem Biegen zu und unterscheidet: A) Biegen um gerade Achsen B) Biegen um gekrummte Achsen Das letzte V erfahren kann auf zweierlei Art verwirklicht werden, namlich a) mit Werkzeugen mit konkav gekrummter Biegekante (Ringkante), b) mit Werkzeugen mit konvex gekrummter Biegekante (Stempelkante). Die Biegeachse ist dabei der geometrische Ort der Krummungsmittelpunkte von nebeneinander liegenden Blechquerschnitten. Die Bezeichnungen konkav und konvex koennen jedoch nur fur koerperliche Gegenstande angewendet werden, also fur die der Biegeachse zugehoerige abgerundete Kante am Werkzeug. Mit den beiden Werkzeugformen (a und b) koennen Innen- bzw. Aussenborde sowohl durch Drucken, das hier nicht behandelt wird, als auch zwischen Stempel und Ring hergestellt werden.

In der Blechverarbeitung gehort das Schneiden zu den wichtigsten Verfahren, da jedes Blechwerkstuck aus einer Tafel oder einem Band gewonnen wird. An eine Vielzahl solcher Werkstucke werden nicht nur immer hohere Anforderungen an die Mass- und Formgenauigkeit gestellt, sondern auch an die Gute ihrer Schnittflachen, damit auch diese Funktionsflachen werden konnen, z. B. fur Typenhebel an Schreibmaschinen, Zahnrader fur Uhren und elektrische Gerate, Steuerscheiben und dergleichen mehr. Da jedoch die beim herkommlichen Schneiden von Blech entstehenden Schnitt flachen diese Forderung ohne Nachbearbeitung nicht erfullen konnen, war man bestrebt, durch geeignete Massnahmen derartige Funktionsflachen unmittelbar durch den Scherschnitt zu erzielen. In der Industrie wurden bereits verschiedene erfolgreiche Verfahren entwickelt, glatte Schnittflachen unmittelbar zu erzielen, wenn auch nur entweder am Butzen odt;r am gelochten Blech. Neben der Aufgabe, die bislang noch nicht eingehend untersuchten Zusammen hange zwischen Schneidbedingungen und Schnittergebnis zu klaren, galt es, in dieser Arbeit nach einem verbesserten Verfahren zu suchen, mit dem es gelingt, den Glattschnitt zugleich an beiden entstehenden Schnittflachen zu erzielen. Damit wird die fur den Flachenschluss seit langem bestehende Forderung nach gleichwertigen Trennflachen an benachbarten Stucken erfullt. Diese Arbeit wurde am Institut fur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik der Technischen Hochschule Hannover unter der Leitung von Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. OTTO KIENZLE durchgefuhrt und baut auf die dort gepflegte Tradition der Forschung des Schneidens und der Durcharbeitung des Flachen schlussproblems auf."

01 Die Beanspruchungen eines Blockaufnehmers Das Strangpressen ist eine Massivumformung vom Guss- oder Walzblock zur Profilstange. Unter den Umformverfahren gehoert es zu denjenigen, bei denen aussere Druckkrafte die Umformung bewirken. Zylindrische Bloecke, die bei NE-Metallen meist durch Giessen, bei Stahl durch Walzen herge- stellt sind, werden durch den formgebenden Durchbruch eines dusenarti- gen Hohlwerkzeuges - der Matrize - gedruckt. Die Moeglichkeiten der Her- stellung verschiedener Profilformen sind erheblich vielseitiger als z.B. beim Walzen und Ziehen, zumal auch Rohre und andere Hohlprofile belie- bigen Querschnitts aus hohlen Bloecken uber Dorne gepresst werden koennen. Der Rohling wird in einem von der Matrize abgeschlossenen Zylinder auf- genommen und durch einen Kolben, den Stempel, unter so hohen Druck ge- setzt, dass er zu fliessen beginnt und Stoff durch die Matrize austritt. Diese Drucke werden wir als Umformdrucke kennenlernen. Abbildung 1*) zeigt den Werkzeugsatz einer Metallrohrstrangpresse. Zum Strangpressen dienen hydraulische Pressen meist liegender Bauart, die zu den groessten Werkzeugmaschinen zahlen und Presskrafte bis zu 20 000 Mp auszuuben vermoegen. 011 Umformdrucke Nach der Geometrie des Umformraumes - der zylindrischen Bohrung des Blockaufnehmers - kann man die Umformdrucke in eine axiale und eine radiale Komponente zerlegen. Der radiale Innendruck muss vom Blockauf- nehmer aufgenommen werden; dieser erleidet dabei hohe tangentiale Zug- spannungen, die zum Reissen des Werkzeuges fuhren koennen.

Die wissenschaftliche Erforschung der Vorgange bei der Umformung von Metallen ist in vollem Gange. Sie hat sich bisher jedoch fast aus schliesslich auf die Bestimmung von Kraften und Spannungen beschrankt. UEber die Gestalt der Oberflache, die diese Koerper umschliesst, ist wenig gearbeitet worden. Andererseits gehen aus der Umformtechnik eine Unmenge fertiger Maschi nen- und Gerateteile hervor, an die ahnliche Anforderungen wie an ab gespante Werkstucke gestellt werden. Diese Anforderungen beziehen sich ausser auf die Gena~igkeit der Langenmasse auch auf die Gute der Ober flachen. Von den Eigenschaften einer metallischen Oberflache wird die Mikro geometrie, das ist ihre Rauheit nach Art, Tiefe und Verlauf, als wich tigste betrachtet, ist sie doch grundlegend fur Reibung und Schmierung, fur das UEbertragen von Kraften, Warmestroemen und elektrischen Stroemen und andere physikalische Eigenschaften. Dabei ist uber die Rauheit der Oberflachen und ihre Messung ein umfang reiches Schrifttum entstanden, dessen anfanglicher Kernpunkt die "Tech nische Oberflachenkunde" von G. SCHMALTZ [1J war. In der weiteren Entwicklung sind fast ausschliesslich abgespante Ober flachen untersucht worden. Hierfur waren auch die Messgerate entwickelt worden, und hier wurden auch die ersten Beziehungen zwischen Ober flachengute und Fertigungsbedingungen a~fsestellt. Mit der wachsenden Bedeutung der Umformtechnik stiegen jedoch auch die Anforderungen an die Oberflachenbeschaffenheit von umgeformten Werk stucken, da diese jetzt vielfach an die Stelle der fruher durch Ab spanen hergestellten Koerper getreten sind.

Umlaufende Schleifkorper gehoren wegen der hohen Betriebs-Umfangsgeschwin- digkeit zu den hochst beanspruchten Werkzeugen. Jahrlich melden die Un- fallstatistiken durch Schleifkorperbruche entstandene Unfalle. Wenngleich die Zahl der Scheibenbruche im Verhaltnis zur Gesamtzahl der gefertigten Schleifkorper gering ist, so bedeutet doch jeder UnfaII Schaden an der Gesundheit der die Maschinen bedienenden Menschen und unnotige Kosten. Die Schleifscheibenhersteller sind daher bestrebt, durch eine sorgfalti- ge Herstellung Schleifkorper ausreichender Festigkeit herzustellen. Von den die Benutzer vertretenden Berufsgenossenschaften werden nur solche Schleifkorper fur den Gebrauch zugelassen, die in einer Musterprufung eine ausreichend hohe Bruchumfangsgeschwindigkeit bewiesen haben. Mittels der Bruchumfangsgeschwindigkeit kann die bei der Betriebsgeschwin- digkeit vorhandene Sicherheit gegen einen Bruch durch Fliehkrafte erst dann richtig beurteilt werden, wenn das Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Werkstoffes bis zum Bruch bekannt ist. 1m Schleifbetrieb werden oben- drein durch die Schleifkrafte Werkstoffspannungen erzeugt, die bei der bisherigen Musterprufung nicht berucksichtigt wurden. Die unsichere Kenntnis dieser beiden Voraussetzungen zur Beurteilung der Sicherheit umlaufender Schleifkorper wurde bislang als groBer Mangel empfunden. Daher sind in der vorliegenden Arbeit die in umlaufenden Schleifkorpern durch Fliehkrafte und Bearbeitungskrafte entstehenden Dehnungen bis zum Brucheintritt gemessen worden. Dadurch wird eine Be- urteilung der wahren Sicherheit der Schleifkorper gegen einen Bruch durch Fliehkrafte und Bearbeitungskrafte ermoglicht. 2. Einrichtung der Prufstelle fur schnellumlaufende Werkzeuge Schleifkorper werden hinsichtlich ihrer Sicherheit gegen Bruch in beson- deren Schleuderprufstanden untersucht. Diese bestanden bislang aus kraf- tigen Prufspindeln mit einer geeichten Drehzahlanzeige und gestatteten nur eine Prlifung der Sicherheit gegen einen Bruch durch Fliehkrafte [1J.

Die vorliegende Arbeit wurde auf Veranlassung des Fachverbandes Gesenk schmieden im Versuchsfeld der Forschungsstelle Gesenkschmieden und in einer Reihe von Qesenkschmiedebetrieben durchgefuhrt. Bei der Oberflachen behandlung der untersuchten Gesenke wirkten die Firma Peter Wolters, Mettmann (Druckstrahllappen) 1) sowie Morsch & Strotzel, Hildesheim (Hartverchromen) und Degussa-Durferrit, Frankfurt/Main (Nitrieren) mit. An Untersuchungen im praktischen Schmiedebetrieb beteiligten sich die Firmen F. Hesterberg & Sohne, Ennepetal-Milspe sowie earl Dan. Pedding haus KG., Ennepetal-Altenvoerde. Die Firma Gebr. Nagel, Priorei i.W., forderte durch Ubertragung grosserer Auftrage an Schmiedestucken an die Forschungsstelle Gesenkschmieden die Untersuchungen betrachtlich. Das Land Nordrhein-Westfalen stellte die zur Durchfuhrung der Arbeiten beno tigten Mittel zur Verfugung. G 1 i e der u n g Vorbemerkung S. 3 1. Einleitung S. 5 1.1 Handhabung in der Praxis. S. 5 2. Die Gesenkoberflache und ihre Behandlung. . . . . . . . S. 5 2.1 Allgemeines uber technische Oberflachen, insbesondere Gesenkoberflachen . . . . . . . . . . . . S. 5 2.2 Oberflachenbehandlungsverfahren und ihre Anwendung auf Gesenke . . . . . . . . . . . S. 7 2.21 Mechanische Verfahren: 2.211 Schmirgeln 8 S. 2.212 Druckstrahllappen 8 S. 2.22 Chemische Verfahren: 2.221 Nitrieren S. 9 2.222 Inchromieren 10 S. 1. Die Untersuchungen wurden in dankenswerter Weise von Herrn Dipl.-Ing., DICKORE betreut Seite 3 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen Elektrochemische Verfahren: 2.23 Elektropolieren S. 11 2.231 12 2.232 Hartverchromen S."

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfangen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen fur die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfugung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden mussen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

Dem Zeit alter der "Konstruktion" ist ein Zeitalter des "Betriebes" gefolgt. wirtschaftliche. zwanglaufig geregelte und Willkiir moglichst ausschlieBende Her. stellung hat die gleiche Bedeutung wie planmaBige Gestaltung erlangt. die zudem mehr als je von den Riicksichten auf wirtschaftlichste Herstellung beeinfluBt wird. Diese Richtung. die schon vor dem Kriege einsetzte. wurde infolge der Massenherstellung durch ungelemte Arbeiter wahrend des Krieges. durch die Nachkriegszeit mit ihren steigenden Lohnen und der schwierigen Rohstoffbe. schaffung bedeutend gefordert. Die" wissenschaftliche Betriebsfiihrung" hatte sich vor dem Kriege in groBerem Umfange als in Deutschland in Amerika eingeflihrt. wo sie unter der zum Schlag. wort gewordenen Bezeichnung: "scientific management" bekannt isL Jedoch befaBt sie sich dort hauptsachlich mit der Fertigung in der Werkstatt und deren Qrganisation. In Amerika hat diese Betriebsfiihrung das Geprage eines Landes erhalten. dessen Arbeiterverhaltnisse schwierig. dessen Rohstoffvorrate uner. schopflich sind. und sie ist dort durchaus imstande. den wichtigsten Anforderungen an den Betrieb zu entsprechen. In Deutschland hingegen ist auch die Rohstoffwirtschaft. deren Schwierig."