Vergleichende Untersuchungen des Kraftbedarfs beim Kaltrundkneten mit unterschiedlichen Maschinenkon

FKM 2000
Heft Nummer 254
Vorhaben Nr. 224

Kurzfassung:

Als Rundkneten bezeichnet man ein spanloses, weggebundenes Fertigungsverfahren zum Reduzieren des Querschnittes von Stab- und Rohrmaterial. Die hierfür benötigte Radialkraft wird über oszillierende Werkzeugsegmente direkt auf den Werkstückumfang aufgebracht. Das Umformverfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung rotationssymmetrischer Werkstücke mit abgesetzter Mantelgeometrie. Insbesondere durch die Forderung aus der Automobilindustrie nach Leichtbauweise wurde dem Verfahren in letzter Zeit größere Bedeutung zugeordnet. Eine deutliche Gewichtsreduzierung entsteht durch die Substitution von Werkstücken aus Vollmaterial durch rundgeknetete rohrförmige Bauteile. Obwohl das Kaltrundkneten als Kaltmassivumformverfahren schon seit langer Zeit bekannt ist, sind dessen Grundlagen noch wenig erforscht. Zum Kaltrundkneten werden fast ausschließlich Gegenhubpressen mit Schubkurvengetrieben, in den Bauformen Außen-, Innen- und Gegenläufer, eingesetzt. Wegen der unterschiedlichen Kinematik ist eine übertragbarkeit der Verfahrensparameter von einem Maschinentyp auf andere zur Zeit nicht möglich. Die im Rahmen dieses Forschungsprojektes durchgeführten Untersuchungen dienen zur Auslegung und Auswahl von Rundknetanlagen, um eine effizientere, kostengünstigere und störungsfreie Produktion zu gewährleisten. Im Rahmen des Versuchsprogramms wurden die Prozesskräfte, d.h. Radial- und Axialkomponente, unter gezielter Variation der Prozessparameter aufgenommen. Hierzu stand eine Außenläufer- und eine Gegenläufermaschine zur Verfügung, die mit einer geeigneten Meßsensorik ausgerüstet wurden. In den Experimenten wurden die Einflüsse kennzeichnender Prozessparameter wie Maschinentyp, axiale und radiale Vorschubgeschwindigkeit, Halbzeugabmessung, Werkstoff, Knetfrequenz, Drehvorschub und Schmierzustand untersucht. Die experimentellen Ergebnisse wurden anschließend in eine bestehende Technologiedatenbank (Ergebnis des A VIF-Vorhabens A83) integriert. Des weiteren sind in die Datenbanksoftware Anwendungen, wie das integrierte Berechnungsmodul zur Abschätzung des Kraftbedarfs für Daten, die nicht exakt in der Datenbank verfügbar sind, implementiert worden. Hierdurch konnte eine deutliche Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten erzielt werden. Ergänzend wurden Parameter wie Drehzahlen der Antriebswellen, Schmierzustand und Maschinenbezeichnung in den Suchalgorithmus integriert. Zur Optimierung der Benutzeroberfläche sind dem Anwender eine Online-Hilfe und eine Druckfunktion zur Verfügung gestellt worden. Durch die Ergebnisse die im Rahmen des Projektes erzielt wurden, wird dem Anwender nun eine Datenbanksoftware zur Verfügung gestellt, um Rundknetprozesse einfacher und effizienter auszulegen. 139 S., 132 Abb., 5 Tab., 32 Lit. 01.10.1997 30.09.1999 AviF/Nr. A 124 Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (ptU) der Technischen Universität Darmstadt, Institutsleiter:
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. P. Groche Dipl.-Ing. F. Heislitt Dipl.-Ing. V. Keck, DaimlerChrysler AG Dipl.-Ing. Jürgen Rabe, Sachsenring Autobiltechnik AG, Zwickau