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Werkstofftechnik 2 - Schmieden

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Werkstofftechnik 2

Schmieden

Das Schmieden ist eine Verfahrensart, die sich in Freiformschmieden und Gesenkschmieden unterteilt. 

Freiformschmieden

Die simplere Variante ist dabei das Freiformschmieden. Hier erfolgt die Bearbeitung mit sehr simplen Werkzeugen, die nur in geringem Umfang der letztlich gewünschten Form und Abmessung der fertigen Schmiedestücke entspricht. Daher wird immer nur eine Teilfläche des Werkstücks bearbeitet, dh. Abschnitt für Abschnitt. Anzutreffen ist diese Schmiedeart mit sehr ursprünglichem Charakter vor allem bei der Herstellung großer Formteile mit einfacher Geometrie. Hierzu zählen Turbinenscheiben, Wellen, Treibstangen, oder Wälzlagerringe. Aufgrund der groben Bearbeitung und Störprozessen, wie Zunderungen und Entkohlungen, sind dem Freiformschmieden zusätzliche Nachbehandlungen anzuschließen.

Schmieden
Schmieden

 

Gesenkschmieden

Im Gegensatz zum Freiformschmieden ermöglicht das Gesenkschmieden aber die Herstellung exakt geplanter Teile unter Einhaltung alle Maßangaben.

Gesenkschmieden in einer Form
Gesenkschmieden in einer Form

 

Daher wird es auch viel häufiger eingesetzt als das andere Verfahren. Damit sich dieses Verfahren jedoch rentiert, sollte die Fertigungsstückzahl entsprechend hoch sein, da die Anschaffungskosten für die Gesenke [Formwerkzeuge] enorm sind. Die Besonderheit beim Gesenkschmieden, oder auch beim Schmieden allgemein, ist, dass die Bearbeitung nicht im einem Prozessschritt erfolgt, sondern in einer Abfolge oder Wiederholung von mehreren Prozessschritten. 

Veranschaulichungsbeispiel

Beispiel

Eine geschmiedete Stange durchläuft zwischen dem ersten und letzten Schmiedevorgang eine Reihe von mehreren Zwischenformen. 

Man kann dabei grob von drei Teilschritten sprechen. Im ersten Schritt, wird eine Massenverteilung vorgenommen. Dabei sollte schon hier die Ausgangsvorgang der Endform ähneln. Der zweite Schritt umfasst die Erzeugung eventueller Krümmungen mit vorgegebenen Winkeln. Im letzten Schritt folgt schließlich Bildung der Querschnitt der Endform. Läuft jeder dieser Teilschritte erfolgreich ab, so ist anschließend nur noch eine sporadische Nachbearbeitung erforderlich.

Zum besseren Verständnis: 

Möchte man beispielsweise einen Maulschlüssel nach Vorgabe der drei Teilschritte fertigen, so würde man im ersten Schritt das hauptsächliche Material an die Enden des Rohlings verlagern. Im zweiten Schritt folgten dann die Formung der Rundungen und der Mäuler des Schlüssel, und im letzten Schritt eine genaue Formung des Querschnitts des Schlüssels. Im Anschluss wäre dann nur noch eine Nachbearbeitung der Mäuler des Schlüssel notwendig. Damit wird erreicht, dass die Passform der Mäuler aus den gewünschten Maßen entspricht.  Man vergleiche dazu die nachfolgenden Grafik:

Formen eines Maulschlüssels (schematisch)
Formen eines Maulschlüssels (schematisch)

Merke

Mit dem klassischen Gesenkschmieden ist eine hohe Maßgenauigkeit ohne zusätzlich Nachbearbeitungen [Zerspanung] nicht zu realisieren. Noch extremer äußert sich dies beim Freiformschmieden.