Werkstoffverarbeitung und Fügen
Ein zylindrischer Napf mit Boden, 50 mm Durchmesser und 40 mm Höhe, soll in einem einzigen Tiefziehzug aus einer Ronde hergestellt werden; Dickenänderung und Bodenradius werden vernachlässigt. Welcher Wert kommt dem Durchmesser der Ronde am nächsten, wenn die Oberfläche gleich bleibt?
- AEtwa 81 mm
- BEtwa 102 mm
- CEtwa 130 mm
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Lösung: B. Etwa 102 mm
Die Oberfläche des Napfes ist die Summe aus Bodenfläche πd²/4 und Mantelfläche πdh. Sie ist gleich der Rondenfläche πD²/4, also D² = d² + 4dh = 50² + 4 × 50 × 40 = 2500 + 8000 = 10500 und D ≈ 102 mm. Etwa 130 mm ist d + 2h, der Wert, wenn man den Mantel einfach nach außen umklappt; dabei wird nicht berücksichtigt, dass sich der äußere Bereich der Ronde beim Ziehen in Umfangsrichtung staucht. Etwa 81 mm ist √(d² + 2dh); dabei wird die Mantelfläche statt mit 2πrh (r ist der Radius) nur halb mit πrh gezählt. Das Verhältnis von Rondendurchmesser zu Napfdurchmesser (Ziehverhältnis) beträgt etwa 2,05; da das Grenzziehverhältnis von Stahlblech ungefähr 2 bis 2,2 beträgt (abhängig etwa vom r-Wert), liegt ein einzelner Zug nahe an der Grenze, und in der Praxis wird mitunter auf mehrere Züge (Weiterzug) aufgeteilt.
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