Kaltfließpressen von gerad- und schrägverzahnten Zahnrädern

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Diss. Reihe Maschinenbau, Band 339

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2020-04-06
Issue Year
2020
Authors
Kiener, Christoph
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Merklein, Marion
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-288-8
Abstract

For gear manufacturing, cutting processes are used as standard due to the achievable manufacturing accuracy. Considering economic and ecological aspects, cold forging offers an alternative due to shorter production cycles and increased material efficiency. In addition, cold forged gears are more loadable in operation due to process-related hardening and a fiber-like microstructure. One variant of forward extrusion for the production of gears is the so-called Samanta-process. The decisive advantage of this process compared to conventional transverse and forward extrusion is that no ejection process is required. In addition to a positive effect on the achievable quantity output, an influence on the component accuracy is avoided during the ejection of the formed components out of the tool system. To apply the Samanta-process in industry, the achievable gearing quality and tool life have to be increased. Therefore, this work focuses on the determination of functional relationships between gear parameters and process variables in order to generate a fundamental process understanding for cold forging of gears in the Samanta-process. The research of methods for the beneficial influencing of the process result in order to derive practice-relevant recommendations for process design is also a key aspect of this work.

Abstract

Zur Zahnradherstellung kommen aufgrund der erreichbaren Fertigungsgenauigkeit standardmäßig spanende Verfahren zur Anwendung. Unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten bietet das Kaltfließpressen aufgrund kürzerer Fertigungszyklen und erhöhter Materialeffizienz eine Alternative. Zudem sind kaltfließgepresste Zahnräder durch eine prozessbedingte Verfestigung und eine faserähnliche Gefügestruktur im Einsatz belastbarer. Eine Variante des Vorwärtsfließpressens zur Herstellung von Zahnrädern ist das sogenannte Samanta-Verfahren. Der entscheidende Vorteil dieses Prozesses gegenüber klassischen Quer- und Vorwärtsfließpressverfahren besteht darin, dass kein Auswerfervorgang erforderlich ist. Neben einem positiven Effekt auf die erreichbare Mengenleistung wird eine Beeinflussung der Bauteilgenauigkeit beim Auswerfen der umgeformten Bauteile aus dem Werkzeugsystem vermieden. Um das Samanta-Verfahren in der Industrie einsetzen zu können, sind die erzielbare Verzahnungsqualität und die erreichbaren Werkzeugstandmengen zu steigern. Vor diesem Hintergrund fokussiert diese Arbeit auf die Ermittlung von funktionalen Zusammenhängen zwischen Zahnradparametern und Prozessgrößen zur Schaffung eines grundlegenden Prozessverständnisses für das Kaltfließpressen von Zahnrädern im „Samanta“-Verfahren. Auch ist die Erforschung von Methoden zur vorteilhaften Beeinflussung des Prozessergebnisses für die Ableitung von praxisrelevanten Empfehlungen zur Prozessauslegung ein zentraler Bestandteil dieser Arbeit.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
339
Citation
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-287-1
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