Erarbeitung und Erprobung einer rechnergestützten Wissensbasis zur Vorhersage der Umformkräfte beim

FKM 1996 Heft Nummer 220 Vorhaben Nr. 191
Kurzfassung:
Als Rundkneten bezeichnet man ein spanloses, weggebundenes Fertigungsverfahren zum Reduzieren des Querschnittes von stab- und rohrförmigen Halbzeugen. Die hierfür nötige Radialkraft wird über oszillierende Werkzeugsegmente direkt auf den Werkstückumfang aufgebracht. Das Umformverfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung rotationssymmetrischer Werkstücke mit abgesetzter Mantelgeometrie. Vor dem Hintergrund der Forderung nach Leichtbauweise wurde das Verfahren in letzter Zeit wieder sehr interessant. Die Gewichtseinsparung 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. Die im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Untersuchungen sollen vor allem der Auslegung bzw. Auswahl von Rundknetanlagen dienen, auf der Werkstücke mit vorgegebenen geometrischen und materialspezifischen Daten gefertigt werden sollen. Dies ermöglicht eine effiziente, kostengünstige und störungsfreie Produktion. Im Rahmen des Versuchsprogramms wurden die Verläufe und insbesondere die Maxiwerte der radialen und axialen Umformkräfte aufgenommen. Dazu stand eine mit DMS -Sensorik versehene Messdatenerfassung zur Verfugung, die mit bis zu 4000 Hz Abtastrate sogar Einzelschlaganalysen des relativ hochfrequenten Umformverfahrens erlaubte. Im Rahmen der Experimente wurden die Einflüsse aller kennzeichnenden Prozessparameter, wie axiale und radiale Vorschubgeschwindigkeit, radiale Zustellung, axialer Verfahrweg, Werkstückdimension und -geometrie, Werkstückstoff, Werkzeuggestalt usw. untersucht. Neben der systematische Auswertung der Vielzahl der Daten wurden diese in eine bereitgestellte Datenbank eingebracht, die als Wissensbasis fi1r die Maschinenauswahl dienen soll. Hierfür wurde mit Hilfe der Programmiersprache Visual Basic eine anwendungsorientierte Datenbanksoftware entwickelt. Diese gestattet, durch Vorgabe beliebiger Parameter diejenigen Versuchsergebnisse zu ermitteln, deren Randbedingungen mit denen des zu fertigenden Werkstückes weitestgehend übereinstimmen. Die aus der Datenbank hervorgehenden Umformkräfte, insbesondere deren Maximalwerte, bilden dann die Basis für die Auswahl der zu verwendenden Rundknetmaschine.


Berichtsumfang:
130 S., 117 Abb., 11 Tab., 39 Lit..

Beginn der Arbeiten:
01.07.1994
Ende der Arbeiten:
30.06.1996

Zuschussgeber:
AVIF/Nr. A 83

Forschungsstelle:
Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) der Technischen Hochschule Darmstadt

Institutsleiter:
Prof. Dr.-Ing. D. Schmoeckel

Bearbeiter und Verfasser:
Dipl.-Ing. R. Gärtner

Obmann des Arbeitskreises:
Dipl.-lng. V. Keck, Mercedes-Benz AG

Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-Ing. H. Kipphan, Heidelberger Druckmaschinen AG