FEM‐analysis of the friction process in section drawing

It is necessary to gain more detailed information about the real frictional conditions in the section drawing process to improve the drawing techniques and to expand the producible section assortment. A deformed surface grid allows to describe local displacements on the workpiece used later on as boundary conditions in an FEM‐calculation. With the knowledge of local frictional coefficients an increase in friction coefficient in drawing direction with curved cross‐sections can be stated. Sharply edged cross‐sections show an additional increase in friction coefficient in the range of high local deformation, i.e. near the edges. This fact influences both the material flow in the forming zone and the straightness of the section. An analysis of the surface topography change by friction and deformation declares the computed distributions of the friction coefficient. Zur Verbesserung der Ziehtechnologie und zur Erweiterung des herstellbaren Profilsortiments ist es notwendig, detailliertere Kenntnisse über die realen Reibungsverhältnisse beim Ziehen von Profilen zu erlangen. Dazu werden die Randverschiebungen auf dem Ziehgut mit Oberflächenmeßrastern experimentell ermittelt und als Randbedingung einer FE‐Simulation zugeführt, um eine Verteilung der Reibungszahl über der Wirkfuge zu berechnen. Bei runden Querschnitten wird eine Zunahme der Reibungszahl im Verlauf der Wirkfuge beobachtet. Bei Rechteck‐ und Winkelprofilen wird dies von einem Anstieg der Reibungszahl im Bereich großer lokaler Formänderung, d.h. im Kantenbereich, überlagert, wodurch sowohl der Werkstofffluß in der Umformzone als auch die Geradheit des Profils beeinflußt werden. Eine Analyse der Veränderung der Oberflächentopographie durch die Umformung und den Reibungsvorgang erläutert die berechneten Reibungszahlverteilungen.