Mehr Infos zu Leiber

Aluminium - Gesenkschmiedestücke

technische Unterlagen für die Konstruktion hochwertiger Aluminiumprodukte

LEIBER OHG Aluminium

Umform- und Bearbeitungstechnik

 

2. Auflage; März 1996

 

Rudolf-Diesel-Straße 1

D-78576 Emmingen

Telefon: (0 74 65) 2 92-0

Telefax: (0 74 65) 2 92-10

 

Vervielfältigungen jeglicher Art, auch auszugsweise, sind nur unter Angabe des Herausgebers gestattet.

Leiber OHG; 1996

 

Inhalt

VORWORT ..

GRUNDSÄTZE ..

TOLERANZEN ..

AUSHEBENEIGUNG ..

BODEN - FLANSCHDICKE ..

SEITENWANDUNGEN ..

RIPPENAUSBILDUNG ..

KONTURGEBUNG FÜR DURCHBRÜCHE

FASERVERLAUF

OBERFLÄCHEN

FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN UNSERER

ALUMINIUM-GESENKSCHMIEDESTÜCKE

WERKSTOFFBLÄTTER

DATENAUSTAUSCH MIT DER LEIBER OHG

TECHNISCHE VERÖFFENTLICHUNGEN

 

Vorwort

Enge Toleranzen, hohe Sicherheit, vielfältige Formgebung, hohe Festigkeit bei optimaler Materialausnutzung und wenig Bearbeitungsaufwand - das sind die Anforderungen an moderne Konstruktionsteile.

Hier bringt moderne Schmiedetechnik ihre Stärken voll zur Geltung.

Aluminium - Gesenkschmiedestücke bieten:

hohe statische und dynamische Eigenschaften bei besten Dehnungswerten

hohe Beständigkeit gegenüber korrosiven Einflüssen (Legierungsabhängig)

beste Zerspanungseigenschaften bei hoher Schnittleistung

glatte und saubere Oberflächen

enorme Gewichtseinsparungen, bis zu 45% gegenüber Stahl

sehr gute Recyclingfähigkeit (technisch und wirtschaftlich)

Gesenkschmiedestücke aus Aluminium werden meist in solchen Bereichen eingesetzt, in denen

geringes Gewicht bei gleichzeitig höchsten Ansprüchen an Festigkeit

und / oder Optik gefordert wird.

 

Durch eine Änderung der Konstruktionsphilosophie kann auf diesem Gebiet eine Symbiose zwischen Hersteller und Anwender entstehen, die das wirtschaftliche Potential der Schmiedetechnik ausspielen kann. Denn die besten Ergebnisse werden erfahrungsgemäß dann erzielt, wenn der Lieferant schon in der Konzeptphase mit seinem spezifischen Produkt-know-how mit einbezogen wird.

 

Mit diesen technischen Unterlagen möchten wir Ihnen daher eine erste Orientierungshilfe anbieten.

 

Grundsätze

Bei den Konstruktionen sollte immer berücksichtigt werden, daß alle Aluminium-Knetlegierungen einen mittleren bis hohen Umformwiderstand haben.

Bei hoch belasteten Teilen sollte der Faserverlauf immer in der Hauptrichtung liegen.

In der DIN 1749 Teil 1 sind die Festigkeitseigenschaften,

im Blatt 2 die technischen Lieferbedingungen,

im Blatt 3 die Konstruktionsunterlagen und

im Blatt 4 die zulässigen Abweichungen beschrieben.

Durch unser Know-how sind wir in der Lage, in vielen Fällen die Toleranzen in Schlagrichtung mit denen der Formgebundenen gleichzusetzen bzw. noch deutlich zu unterschreiten.

 

Toleranzen

 

 

Berechnungsgrundlage für die Normaltoleranzen:

 

 

 

 

Alle Maße, die über die Formtrennung gemessen werden, sind nicht formgebunden.

 

Zulässige Abweichungen für formgebundene und nicht formgenundene Maße nach DIN 1749

 

Zulässige

Bereiche für die Fläche A in cm²

Nennmaßbereich

Abweich-ungen für formgebun-dene Maße

 

 

-

25

 

25

-

50

 

50

-

100

 

100

-

200

 

200

-

400

 

400

-

800

 

800

-

1200

 

1200

-

2000

 

2000

-

4000

 

4000

-

6000

 

6000

-

9000

 

9000

-

14000

 

14000

-

22000

über

bis

n

Zulässige Abweichungen für nichtformgebundene Maße tmax = t

_

   

+0,4

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

 

3

± 0,15

-0,2

                       
     

+0,5

+0,5

+0,6

+0,7

_

_

_

_

_

_

_

_

_-

3

6

± 0,2

-0,3

-0,4

-0,4

-0,5

                 
     

+0,5

+0,7

+0,7

+0,8

+1

+1,1

_

_

_

_

_

_-

_

6

10

± 0,25

-0,4

-0,4

-0,5

-0,5

-0,6

-0,7

             
     

+0,6

+0,7

+0,8

+0,9

+1,1

+1,2

+1,3

+1,4

+1,5

+1,6

_

_

_

10

18

± 0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,6

-0,7

-0,8

-0,8

-0,9

-1

-1

     
     

+0.7

+0,8

+1

+1

+1,2

+1,3

+1,4

+1,6

+1,6

+1,7

+1,7

+1,8

_

18

30

± 0,4

-0,5

-0,6

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-0,9

-1

-1,1

-1,1

-1,2

-1,2

 
     

+0,8

+1

+1,1

+1,1

+1,3

+1,4

+1,5

+1,7

+1,7

+1,8

+1,8

+1,9

+1,9

30

50

± 0,5

-0,6

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-1

-1

-1,1

-1,2

-1,2

-1,3

-1,3

-1,4

     

+1

+1,1

+1,2

+1,3

+1,4

+1,6

+1,7

+1,8

+1,9

+1,9

+2

+2

+2,1

50

80

± 0,65

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-1

-1

-1,1

-1,2

-1,2

-1,3

-1,3

-1,4

-1,4

     

+1,1

+1,3

+1,4

+1,4

+1,6

+1,7

+1,8

+1,9

+2

+2

+2,1

+2,1

+2,2

80

120

± 0,8

-0,8

-0,8

-0,8

-1

-1

-1,2

-1,2

-1,3

-1,4

-1,5

-1,5

-1,6

-1,6

     

+1,3

+1,4

+1,6

+1,6

+1,7

+1,9

+1,9

+2,1

+2,2

+2,2

+2,2

+2,3

+2,4

120

180

± 0,9

-0,9

-1

-1

-1,1

-1,2

-1,2

-1,3

-1,4

-1,4

-1,5

-1,6

-1,6

-1,7

     

+1,6

+1,6

+1,7

+1,8

+1,9

+2

+2,1

+2,2

+2,3

+2,3

+2,3

+2,4

+2,5

180

250

± 1

-1

-1,1

-1,2

-1,2

-1,3

-1,3

-1,4

-1,4

-1,5

-1,6

-1,7

-1,7

-1,8

     

+1,7

+1,9

+1,9

+2

+2

+2,2

+2,2

+2,3

+2,3

+2,3

+2,3

+2,4

+2,5

250

315

± 1,2

-1,2

-1,2

-1,3

-1,3

-1,4

-1,4

-1,5

-1,5

-1,6

-1,7

-1,8

-1,8

-1,9

     

+1,9

+2

+2

+2,1

+2,2

+2,2

+2,3

+2,3

+2,4

+2,4

+2,4

+2,5

+2,6

315

400

± 1,3

-1,3

-1,3

-1,4

-1,4

-1,4

-1,5

-1,5

-1,6

-1,6

-1,7

-1,8

-1,8

-1,9

     

+2,2

+2,2

+2,2

+2,3

+2,3

+2,3

+2,4

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,6

+2,7

400

500

± 1,5

-1,4

-1,5

-1,5

-1,5

-1,5

-1,6

-1,6

-1,6

-1,6

-1,7

-1,8

-1,8

-1,9

     

+2,4

+2,4

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,6

+2,7

500

630

± 1,7

-1,6

-1,6

-1,6

-1,6

-1,6

-1,6

-1,6

-1,7

-1,7

-1,8

-1,9

-2

-2,1

     

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,5

+2,6

+2,7

+2,8

630

800

± 2

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,7

-1,8

-1,9

-1,9

-2

     

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,7

+2,8

+2,8

+2,9

800

1000

± 2,3

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,8

-1,9

-2

-2,1

-2,2

     

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+2,9

+3

+3,1

+3,2

1000

-

± 2,5

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-1,9

-2

-2,1

-2,2

-2,3

In den zulässigen Abweichungen ist die Parallelitätstoleranz enthalten. Sie kann innerhalb der angegebenen Grenzen voll in Anspruch genommen werden.

 

Bei Leiber kann die DIN-Norm bis zu einem Nennmaßbereich von 180 mm auf die Hälfte eingeschränkt werden. Partielle Ergänzungen darüber hinaus sind möglich.

Aushebeneigung

 

 

 

Dies ist die

normale Ausführung eines rotations-symetrischen Schmiedeteils.

Das Werkzeug ist einfach herstellbar.

Die Rundungen und Übergänge sind fließtechnisch optimal ausgelegt.

 

 

 

 

Hier ist die äußerste noch machbare Lösung zu sehen.

Das Werkzeug besteht aus einem Grundkörper und mehreren Einsätzen, welche je nach Bedarf als Ausstoßer betätigt werden können.

 

Es sind Einsatzmarkierungen und dünne Steiggrate bis zu 0,5 mm möglich.

Sie sollten bei der Bearbeitungsvorrichtung berücksichtigt werden.

Zur Vermeidung von Verletzungen können die Grate durch Gleitschleifen abgerundet werden. Es sind kleinste Radien bis zu 0,5 mm möglich.

Boden - flanschdicke

 

 

Hier ist ein Pleuel mit schmiedetechnisch optimaler Bodenstärke und Ausbildung dargestellt.

In der Tabelle unten sind die Richtwerte der Bodenstärke für den Werkstoff AlMgSi1 ersichtlich.

 

Bei den naturharten und hochfesten Werkstoffen sind diese Werte mit einem Faktor 1,5 - 2 zu multiplizieren.

 

 

 

In diesem Bild ist die äußerste noch machbare Kontur und Bodenstärke gezeigt.

Die Kehlradien sind auf ein Minimum reduziert und der Boden steigt mit einer minimalen Schräge von 1°.

 

Diese Form ist programmiertechnisch aufwendiger und das Fertigungsverfahren muß um einen zusätzlichen Schmiedegang gegenüber dem obigen Beispiel erweitert werden.

 

Schmiedeteilfläche,

Größtmaß in cm2

 

bis 25

> 25

bis 50

> 50

bis 75

> 75

bis 100

> 100

bis 150

> 150

bis 250

> 250

bis 500

> 500

Bodenstärke b in mm

2

2,5

3

3,5

4

5

6

7

Seitenwandungen

 

 

 

Unten stehende Tabelle zeigt in Verbindung mit obigem Bild die Richtwerte für Seitenwandungen des Werkstoffes AlMgSi1 auf.

Für mittel- bis hochfeste Werkstoffe wird empfohlen einen Faktor von 1,5 - 2 zu verwenden.

Die Abmessungen können nur bei gleichmäßiger oder symmetrischer Schmiedeteilform angewendet werden.

Es wird empfohlen für andere Werkstoffe oder kleinere Seitenwandungen die Beratung des Herstellers wahrzunehmen.

Die Innen- und Außenneigungen sollten gleich sein.

Große Wandstärkenunterschiede und Werkstoffanhäufungen bedingen einen höheren Materialeinsatz und können sich somit negativ auf die Herstellkosten auswirken.

 

Kleinstmaß s in mm

2

2,5

3

3,5

4

5

6

Größtmaß h in mm

10

14

20

25

32

45

60

 

Rippenausbildung

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In der folgenden Tabelle ist das Verhältnis der Rippenstärke zum Größtmaß der Rippenhöhe angegeben.

 

Kleinstmaß s in mm

2

3

3,5

4

5

6

8

10

Größtmaß h in mm

5

8

12

20

25

30

40

50

 

Die Aushebeneigung sollte wegen der Keilwirkung zwischen 1°30’ und 3° liegen. Geringere Aushebeneigungen sind machbar bzw. können bei ungünstigen Verhältnissen s/h sogar erforderlich sein. Eine Formtrennung (besonders bei naturharten, mittel- und hochfesten Werkstoffen) kann im Bereich der Rippen zum Füllen der Form erforderlich sein.

Etwaige Verbindungsrippen sollten von den Verbindungspunkten zur Mitte auf ca.¾ der größten Rippenhöhe abfallen. Die Kehlradien sollten nicht weniger als 1-2 s betragen.

Bei anderen Konturen oder Verhältnissen von s/h nehmen Sie bitte die Beratung des Herstellers wahr.

 

Konturgebung für Durchbrüche

Durch Einpressungen können Sie den Faserverlauf positiv beeinflussen und ein gewisses Maß der Bearbeitung einsparen. In vielen Fällen werden die Einpressungen so geschmiedet, daß sie anschließend gelocht werden können.

 

 

 

 

 

 

Im Bild ist die noch machbare Einpresstiefe, sowie die möglichen Außenrundungen in diesen Bereichen dargestellt.

Die Kontur bedingt einen höheren Werkzeugaufwand durch Teileinsätze im Formober- und Formunterteil.

Das Fließverhalten ist durch die Einpressung erschwert, was eine höhere Schlagkraft erforderlich macht und somit durch erhöhten Verschleiß zu kürzeren Werkzeugstandzeiten führt.

In der Regel lohnt sich der erhöhte Werkzeugaufwand, wenn dadurch spanende Bearbeitungen vermieden werden können (net shape).

 

Faserverlauf

 

Teile mit optimalem Faserverlauf

für höchstbeanspruchte

Schmiedeteile

Teile mit gutem Faserverlauf

für geringer beanspruchte Schmiedeteile

   

 

 

 

 

 

Gelenkauge

Gelenkauge

 

Die linke Seite zeigt Teile mit einem optimalen Faserverlauf, bedingt durch die Lage der Formtrennung. Diese Teile sind für höchste Beanspruchungen geeignet.

Die werkzeugtechnisch einfacheren und kostengünstigeren Formen der rechten Seite sind für Teile mit geringerer Beanspruchung geeignet, bei denen jedoch Porenfreiheit und optisches Aussehen gefordert wird.

 

 

Hier wird eine optimale Lösung durch eine Doppelform angeboten. Die Trennfläche des Sägeschnittes kann als Anschlagfläche für eine weitere Bearbeitung genutzt werden.

Besonders bei hohen Stückzahlen sind Doppelformen aus wirtschaftlichen Gründen angebracht.

 

Oberflächen

Verfahrensbedingt haben Aluminium-Gesenkschmiedestücke eine glatte und homogene Oberfläche mit einer Vielzahl von technischen und dekorativen Einsatzmöglichkeiten.

Ø chemisch Beizen glatte, matt-reflektierende Oberfläche, silbriger Glanz

Ø Strahlen mit Edelstahlperlen, günstige, umweltfreundliche Oberfläche, seidig mattes Aussehen

Ø Kugelpolieren silbrig glänzende Oberfläche

Ø Kombination von für höchste dekorative Ansprüche

Bürsten, Polieren

und Glänzen

Ø dekorativ Eloxieren anodische Oxidation, dekorative Farbgebung in allen metallisch-glänzenden Farbtönen

Ø technisch Eloxieren anodische Oxidation, Oberflächen- und Korrosionsschutz, bei Schichtdicken >30m m Verschleißschutz und Härtesteigerung

Ø Chromatieren häufig gelbchromat, Untergrund für Deckschichten und vorübergehender Korrosionsschutz

Ø Pulverbeschichten sehr dekorativer und beständiger Oberflächenschutz, Schichtdicken

ca. 80m m

Ø Lackieren übliche KTL-Lacke, begrenzter Korrosionsschutz, dekorative Oberflächen

Ø ZnS-Schichten organische/anorganische Dünnschicht-Korrosionsschutz-Beschichtung

 

 

Festigkeitseigenschaften unserer

Aluminium-Gesenkschmiedestücke

 

DIN

EN 573

Bezeich-nung

Chem. Symbol

(altes DIN-

Kurzzeichen)

Zu-

stand

Zugfes-

tigkeit

Rm [MPa]

min.

Streck-grenze

Rp0,2

[MPa]

min.

Bruch-dehnung

A5 [%]

min.

Härte

HB

2,5/62,5

min.

Spez. Eigenschaften

und Anwendungen

EN AW 1050A EN AW Al99,5

(Alo99,5 F7)

H112

70

-

23

18

hohe chem. Beständigkeit, gut schweißbar, gute elektr. Leitfähig-keit. Chem.- Elektroindustrie

EN AW 5051A EN AW AlMg2

(AlMg1,8 F15)

H112

145

50

15

38

meerwasserbeständig, sehr gut schweißbar, dekorativ, gute chem. Beständigkeit

EN AW 5754 EN AW AlMg3

(AlMg3 F18)

H112

180

80

15

45

Schiff- Fahrzeugbau, Haushaltswaren

EN AW 6061 EN AW AlMg1SiCu

(AlMg1SiCu F28)

T6

280

230

8

90

dekorativ, ausgehärtet begrenzt kaltumformbar. Bau- Maschinenbauindustrie

EN AW 5083 En AW AlMg4,5Mn0,7

(AlMg4,5Mn F27)

H112

270

120

12

65

meerwasserbeständig, gut schweiß-bar, gutes Tieftemperaturverhalten. Schiffbau, Druckbehälter

EN AW 6060 EN AW AlMgSi

(AlMgSi0,5 F22)

T6

215

160

12

65

schweißbar, dekorativ, begrenzt kaltumformbar im Zustand T6

EN AW 6005A EN AW AlSiMg

(AlMgSi0,7 F28

T6

275

200

8

75

Bau- optische Industrie

EN AW 6082

EN AW 6082

EN AW 6082

En AW AlSi1MgMn

(AlMgSi1 F20)

EN AW AlSi1MgMn

(AlMgSi1 F31)

Alutex*

T4

 

T6

 

T6

200

 

310

 

400

100

 

260

 

320

12

 

6

 

9

60

 

90

 

95

meerwasserbeständig, schweißbar, gut techn. Anodisierbar, im weichen und kaltausgehärtetem Zustand begrenzt umformbar

Maschinen- Fahrzeugbau, Bauindustrie, hydraul. Anlagen

EN AW 6012 EN AW AlMgSiPb

(AlMgSiPb F28)

T6

275

200

8

80

gute Spanbarkeit, mittlere Festigkeitseigenschaften

EN AW 4032 EN AW AlSi12,5MgCuNi

(AlSi12CuNiMg F36)

T6

360

340

5

115

geringe Wärmeausdehnung, verschleißfest. Kolben, Kolbenbuchsen, Schaltgabeln

EN AW 2017A EN AW AlCu4MgSi

(AlCuMg1 F38)

T4

380

230

10

95

mittlere bis hohe Festigkeit, gute dynamische Eigenschaften

EN AW 2024 EN AW AlCu4Mg1

(AlCuMg2 F42)

T4

420

260

8

105

Maschinenbau, Luftfahrttechnik

EN AW 2011 EN AW AlCu6BiPb

(AlCuBiPb F37)

T6

370

270

8

110

gute Festigkeitseigenschaften, sehr gut spanbar, für Feinstbearbeitung

EN AW 2014 EN AW AlCu4SiMg

(AlCuSiMn F44)

T6

440

380

6

120

hohe Festigkeit, Luftfahrttechnik, Fahrzeug- Maschinenbau

EN AW 7020 EN AW AlZn4,5Mg1

(AlZn4,5Mg1 F35)

T6

350

280

10

95

besonders geeignet für Schweiß-verbindungen, kaltaushärtend. Fahrzeug- Maschinenbau

EN AW 7022 EN AW AlZn5Mg3Cu

(AlZnMgCu0,5 F48)

T6

480

410

6

130

Werkstoff hoher Festigkeit. Maschinenbau, ölhydraulische Anlagen

EN AW 7075 EN AW AlZn5,5MgCu

(AlZnMgCu1,5 F50)

T6

500

425

6

135

Werkstoff höchster Festigkeit, für hochbeanspruchte Teile. Flugzeug- Fahrzeugbau, öhydraul. Anlagen

EN AW 7075 EN AW AlZn5,5MgCu

(AlZnMgCu1,5 F50)

T73

445

375

6

120

Sonderbehandlung zur Erzielung bester Spannungsrißkorrosions-beständigkeit

 

 

Zustände: H112 = geschmiedet / T4 = kaltausgehärtet / T6 = warmausgehärtet / T73 = 2-stufige Warmauslagerung

* = Werkstoff mit erhöhten Festigkeitswerten

 

Werkstoffblätter

Bitte fordern Sie dafür den Katalog bei uns an!

 

datenaustausch mit der leiber ohg

 

   
MEDIEN FORMATE / BETRIEBSSYSTEME

 

Ø Cartridge Typ 6150, 6250, 6525

 

Ø Diskette (3,5"/ 5 1/4" )

 

Ø DC 2120 Formatted QIC-40 Lesen

QIC-80 Lesen / Schreiben

 

Ø DAT Typ 90m/295 feet (2GB)

 

Ø CD-ROM

 

 

Ø MUNIX 4.3 CP

 

Ø ULTRIX V4.3A

 

Ø UNIXWARE 2.0

 

Ø Novell 3.11

 

Ø DOS ab 3.1

 

Ø DOS Backup

 

Ø tar

 

Ø cpio

 

Ø zip, arj

 

Ø compress, uncompress

   
CAD SYSTEME

DATENAUSTAUSCHFORMATE

   
Ø PRO*CAD (2D Zeichnungen) Ø VDAFS 2.0
  Ø IGES (2D und 3D)
Ø EUKLID Strässle (3D Flächenmodelle)  
   

 

   
FEM SYSTEM

DATENAUSTAUSCHFORMATE

   
Ø MENTAT V2.1.0 (Pre- u. Postprozessor) Ø DXF
  Ø IDEAS
 

Ø MARC K6.1 (FEM-System)

 

Ø IGES

  Ø NASTRAN

Ø PATRAN

Ø VDAFS

Ø ACIS

 

Technische Veröffentlichungen

Altenpohl, D.: Aluminium von innen betrachtet; 1994

 

Samuel, D.: Die FEM-Simulation an Aluminium-Gesenkschmiedeteilen;

Umformtechnik; Band 28; 1994; S.200-204

 

Sistermans, H.-D.; Aluminium- und Magnesium-Legierungen für Schmiedeteile;

aus"Neuere Entwicklungen in der Massivumformung";

IFU; Stuttgart 1995

 

Sistermans, H.-D.: Schmiedeteile aus Aluminium-Knetlegierungen; 1994

 

Sistermans, H.-D.: Schmieden von Aluminiumteilen; aus"Neuere Entwicklungen

in der Massivumformung"; IFU; Stuttgart 1991

 

DIN-Taschenbuch; Nichteisenmetalle 2; 1987

 

N.N.: Leichtgewichtig, aber hoch belastbar; Konstruktiv;

April 1995

 

 

N.N.: Die Zukunft gehört der Komplettfertigung; Flexible Fertigung;

Band 2; 1993; S.14-17

 

N.N.: Zu Höchstleistungen verdammt; Flexible Fertigung;

Band 3; 1992; S.10-11

 

N.N: Anforderungen der Fertigungsstufen betrachten;

Industrie Anzeiger; Nr.: 63/64; 1991

 

 


Glenck Bischof AG, Fischmarkt 19, CH-4410 Liestal
Tel. +41 (0)61 922 11 00      Fax: +41 (0)61 922 11 66