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?

  1. AEtwa 81 mm
  2. BEtwa 102 mm
  3. CEtwa 130 mm
Lösung und Erläuterung anzeigen

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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