Während beim Freiformen Durch Gesenkformen werden hoch beanspruchte Werkstücke in großer Anzahl aus gut verformbaren Metallen hergestellt. Dabei wird der meist durch Erwärmung bildsam gemachte Werkstoff beim Umformvorgang frei fließen kann, ist er beim Gesenkformen ganz in ein Gesenk geschlagen oder zu einem wesentlichen Teil durch das Gesenk umschlossengepresst. Es besteht aus Ober- und Unterteil.
Gesenke sind geteilte Stahlquader aus warmfestem Stahl, in Im Gesenk geformte Werkstücke besitzen größere Maßhaltigkeit als freigeformte. Bei kleinen Teilen kann eine Toleranz IT6 bis IT7 eingehalten werden. Der Werkstoff wird durch die Hohlräume eingearbeitet sind, Form des Gesenkes verdichtet und der ununterbrochene Faserverlauf erhöht die der Form Festigkeit des fertigen Werkstückes entsprechen.
Die Hohlform (Gravur) enthält meist zur Sicherheit Raum für überschüssigen Werkstoff , Vorteile des Gesenkformenskurze Fertigungszeitengeringer Werkstoffverlustbessere Festigkeitseigenschaftenbeanspruchungsgerechte Gestaltung der als dünner WerkstückeFormpressen mit Grat das fertige Werkstück umgibt. Er wird in einem nachfolgenden Arbeitsgang mit Schneid- oder Schleifwerkzeugen entfernt. Beim gratfreien Gesenkformen entfallen diese Arbeitsgänge. Das Volumen des Rohteiles muss genau bemessen werden.
Die Gesenke sind stark auf Verschleiß beansprucht und müssen nach etwa 10Als Anhaltswert dafür, ob sich ein Werkstoff durch Formpressen leichter oder schwerer bearbeiten lässt, kann die so genannte „Formbarkeit“ dienen.000 bis 100.000 Werkstücken ersetzt werden. Durch Gesenkschmieden sind Genauigkeiten bis IT 6 bei kleinen WerkstückenSie macht eine Aussage über ertragbare Formänderungen ohne Bruch, sonst IT 8 bis IT 9 erreichbar ( IT ≈ IT-Toleranzsystem ISO-Qualität,dies ist ein System für Fertigungstoleranzen)ferner über Fließspannungen und Umformungstemperatur.
''Beim Gesenkformen eignet sich für Massenteile und wenn große Umformungen mit Grat wird mit Werkstoffüberschuss gearbeitet, d.h., das Volumen des Rohteiles zum fertigen Werkstück nötig sindWerkstückes ist kleiner als das Volumen des Ausgangs-Werkstoffes. Der Umformvorgang kann in mehrere Arbeitsgänge aufgeteilt werdenüberschüssige Werkstoff muss aus der sich schließenden Hohlform austreten können. Zu diesem Zweck ist um die Hohlform eine Gratbahn und eine Gratfurche eingearbeitet.''
Gratbahn und Gratfurche sind mit großer Sorgfalt zu gestalten. Wichtig ist dabei das Gratbahnverhältnis d.h. Gratbahnbreite zu Gratbahndicke, da es Einfluss auf die Steighöhe des Werkstoffes im Gesenk und den bei der Umformung entstehenden Spannungen besitzt. Bei zu großer Belastung besteht die Gefahr des Werkzeugbruches.
Das Bild zeigt die Abhängigkeit der Spannung δD (Druckspannung), Steighöhe und der Umformkraft vom Gratbahnverhältnis für den Werkstoff C15 bei einer Umformtemperatur von 1100°C. Dabei zeigt sich, dass bei zunehmendem Gratbahnverhältnis die Umformkraft und die Spannung erheblich steigen, während die Steighöhe des Werkstoffes im Gesenk nur wenig zunimmt.
Grundvorgänge beim Formpressen mit Grat
Man unterscheidet Stauchen, Breiten und Steigen des Werkstoffes.
Stauchen
Die Ausgangshöhe des Rohlinges wird ohne große Verbreitung und ohne große Gleitwege entlang der Werkzeugwand vermindert. Der Werkstoff fließt hauptsächlich parallel zur Werkzeugbewegung.
Breiten
Der Werkstoff wird von innen nach außen verdrängt, wobei lange Gleitwege auftreten. Der Stofffluss erfolgt im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugbewegung.
Steigen
Die tiefe Form wird bei örtlicher Vergrößerung der Ausgangshöhe ausgefüllt. Dabei entstehen lange Gleitwege, auch noch nach Eintritt eines Teiles des Werkstoffes in den Gratspalt.
Jedes Formpressen mit Grat beginnt mit stauchen und endet mit Steigen.
Der rings um das Formpressstück entstehende Grat wird mit einem Schneidwerkzeug entfernt. Durchgangslöcher können beim Formpressen nicht völlständig durchgedrückt werden, weil sonst der Werkstoff in den Hohlraum im Gesenk, der für den Stempel vorzusehen ist, fließen würde. Der verbleibende Zwischenboden wird daher mit einem Lochstempel später durchschnitten.
Formpressen ohne Grat
Formpressen ohne Grat erreicht man durch eine Gesenkform, in der ein Stempel auf das Werkstück und gegen einen Auswerfer drückt. Dabei entsteht kein Grat. Um die erforderliche Werkstückform zu erreichen, ist jedoch eine genaue Bestimmung des Werkstückvolumens notwendig. Es werden einfache symmetrische oder rechteckige Werkstücke hergestellt.
Ausführung und Gestaltung von Gesenken
Die Gestaltung der Gesenkform und die Anordnung der Werkzeugteile ist gleichbedeutend mit der Gestaltung der im Gesenk geformten Werkstücke selbst. Diese Werkstücke sollen fließgerecht, werkzeuggerecht, maßgerecht und bearbeitungsgerecht sein.
Gesenkteilung
Die Teilfuge zwischen Gesenkober- und Gesenkunterteil ist so zu legen, dass das fertig geschlagene Werkstück gut aus der Form entfernt werden kann.
Beim einteiligen Gesenk ist die Gravur nur im Gesenkunterteil eingearbeitet, während die Pressbahn des Gesenkoberteils plangeschliffen ist.
Beim zweiteiligen Gesenk erhalten beide Gesenkteile eine Gravur.
Backengesenke werden verwendet, wenn Gesenkschmiedeteile Hinterschneidungen besitzen, die nicht in eine Teilungsebene gelegt werden können. In das Gesenkunterteil sind zwei oder mehr Backen eingesetzt. Diese stützen sich in einem in das Gesenkunterteil eingedrehten Passkegel ab; ihre Teilungsebenen verlaufen in der Schmiederichtung. Ist der Schmiedevorgang beendet, so werden die Backen durch Auswerfer aus dem Unterteil gehoben. Die Backen können nun auseinander geklappt und das hinterschnittene Werkstück dem Gesenk entnommen werden.
Seitenschrägen und Rundungen
Die Wände der Hohlform müssen Seitenschrägen erhalten, damit die Werkstücke gut aus dem Gesenk entfernt werden können. Scharfe Übergänge und Ecken sind zu vermeiden,da sie den Werkstofffluss behindern. Innenformstempel müssen kegelig oder pyramidenförmig, an ihren Stirnflächen ballig oder flachkegelig sein. Seitenschrägen und Rundungen sind nach DIN 7523 genormt.
Um Gesenkversatz, d.h. Seitliches Verschieben der Gesenke, zu vermeiden, erhalten diese besondere Führungen.
Die aus dem Gesenk entnommenen Werkstücke haben noch annähernd Schmiedetemperatur und ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Damit das werkstück in kaltem Zustand maßhaltig ist, muss die Gesenkform um das Schwindmaß größer gehalten werden.
