Entwicklung einer experimentell-numerischen Methode zur Bestimmung der Werkzeugbelastung beim Querwalzen von Laufverzahnungen

开发确定行走机构横向滚动期间工具载荷的实验数值方法

• 批准号: 73357066
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jochen Naumann
• 金额: --
• 依托单位: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/73357066?language=en
• 关键词: Entwicklung; einer; experimentell; numerischen; Methode

Das Verzahnungswalzen gewinnt aufgrund der erzielbaren hervorragenden Werkstückparameter, gepaart mit einer optimalen Werkstoffausnutzung sowie vergleichsweise kürzeren Prozesszeiten gegenüber zerspanenden Verfahren der Verzahnungsvorbearbeitung zunehmend an Bedeutung. Handelte es sich bei der Anwendung von Walzprozessen zur Verzahnungsherstellung bisher nur um das Sortiment Steck- und Normalverzahnungen bis Zahnhöhenfaktor y=1,5 so konnte, aufbauend auf neuesten Ergebnissen und Erkenntnissen der Forschungsarbeit bei dem Antragsteller 2 in Ansätzen und an ausgewählten Beispielen nachgewiesen werden, dass es durch Querwalzprozesse mit Rundwerkzeugen sogar möglich ist, Hoch- oder Laufverzahnungen für Getriebeanwendungen (Zahnhöhenfaktor y=1,6...2,7) walztechnisch herzustellen. Die walztechnische Fertigung von Bauteilen großer Zahnhöhen stellt wissenschaftliches Neuland mit hohem Bedarf an Grundlagenforschung dar. Zur Verfahrensabsicherung und zur Verbesserung der Qualität der gewalzten Stirnradverzahnungen ist eine weitere wissenschaftlich fundierte Verfahrens-Durchdringung unerlässlich. Dabei nimmt die Erfassung der im realen Walzprozess auftretenden Werkzeugbeanspruchungen während des Umformvorgangs eine Schlüsselstellung ein. Auf Grund der Unzugänglichkeit der festigkeits- und abwälzrelevanten Zonen während des Walzprozesses besteht hierbei keine Möglichkeit einer klassischen direkten Beanspruchungsanalyse. Diese Grundlage soll mittels einer experimentell-numerischen Methode erarbeitet werden, bei der mechanische Größen in zugänglichen Bereichen gemessen und die Beanspruchungen in den kritischen Zonen der Werkzeuge durch eine numerische Simulation des Walzvorgangs berechnet werden. Die Messwerte fließen dabei in Form von Randbedingungen in die Rechnung ein. Diese Vorgehensweise besitzt grundlegenden Charakter und ist auf andere Anwendungen übertragbar. Mit dem Einsatz dieses Messverfahrens bei der Verzahnungsherstellung von Laufrädern werden belastbare Aussagen zum Walzprozess und Grundlagen zur Beurteilung der zu erwartenden Beanspruchungen bei unterschiedlichen Geometrie und Versuchsparametern erarbeitet, um mit den gewonnenen Erkenntnissen eine wissenschaftlich fundierte Auslegung und Konstruktion von Walzwerkzeugen zu ermöglichen. Weiterhin sollen die angestrebten Forschungsergebnisse die Basis für die Auswahl optimaler Werkzeugwerkstoffe, für Konturoptimierungen der Verzahnungsgeometrie sowie Prozessoptimierungen darstellen. Es ist durch fundierte Forschungsergebnisse anzustreben, das neue Segment Laufverzahnungen für die beschriebenen Walzprozesse zu erschließen und Grundlagen für die Einführung eines neuen, innovativen Umformverfahrens in die derzeitig komplett spanabhebenden Prozessketten zur Verzahnungsherstellung zu liefern.

Das Verzahnungswalzen gewinnt aufgrund der erzielbaren hervorragenden Werkstückparameter, gepaart mit einer optimizationen Werkstoffausnutzung sowie vergleichsweise kürzeren Prozesszeiten gegenüber zerspanenden Verfahren der Verzahnungsvorbearbeitung zunehmend 一个Bedeutung。 Handelte es sich bei der Anwendung von Walzprozessen zur Verzahnungsherstellung bisher nur um das Sortiment Steck- und Normalverzahnungen bis Zahnhöhenfaktor y=1,5 so konnte, aufbauend auf neuesten Ergebnissen und Erkenntnissen der Forschungsarbeit bei dem Antragsteller 2 in Ansätzen und an ausgewählten Beispielen nachgewiesen werden, dass es durch Querwalzprozesse mit Rundwerkzeugen sogar möglich ist, Hochoder Laufverzahnungen für Getriebeanwendungen (Zahnhöhenfaktor) y=1,6...2,7) walztechnisch herzustellen。 Bauteilen 的 walztechnische Fertigung 是一个大的 Zahnhöhen stellt wissenschaftliches Neuland mit hohem Bedarf and Grundlagenforschung dar。 Zur Verfahrensabsicherung 和 zur Verbesserung der Quality der gewalzten Stirnradverzahnungen ist eine weitere wissenschaftlichfundierte Verfahrens-Durchdringung unerlässlich。 Dabei nimmt die Erfassung der im realen Walzprozess auftretenden Werkzeugbeanspruchungen des Umformvorgangs eine Schlüsselstellung ein. Auf Grund der Unzugänglichkeit der festigkeits- und abwälzrelevanten Zonen während des Walzprozesses besteht hierbei keine Möglichkeit einer klassischen direkten Beanspruchungsanalysis。 Diese Grundlage soll mittels einer Experimentell-numerischen Methode Erarbeitet werden, bei der mechanische Größen in zugänglichen Bereichen gemessen und die Beanspruchungen in den kritischen Zonen der Werkzeuge durch eine numericsche Simulation des Walzvorgangs berechnet werden. Die Messwerte fließen dabei in Form von Randbedingungen in die Rechnung ein。 Diese Vorgehensweise besitzt grundlegenden Charakter und auf andere Anwendungen übertragbar。 Mit dem Einsatz dieses Messverfahrens bei der Verzahnungsherstellung von Laufrädern werden belastbare zum Walzprozess und Grundlagen zur Beurteilung der zu erwartenden Beanspruchungen bei unterschiedlichen Geometrie und Versuchsparametern earbeitet, um mit den gewonnenen Erkenntnissen eine wissenschaftlichfundierte Auslegung 和 Konstruktion von Walzwerkzeugen zu ermöglichen。 Weiterhin sollen die angestrebten Forschungsergebnisse die Auswahl optimizationer Werkzeugwerkstoffe, für Konturoptimierungen der Verzahnungsgeometrie sowie Prozessoptimierungen darstellen.这是一项新的研究基金，是一项新的研究工作，是一项新的研究工作和基础研究，是一项新的、创新性的变革 Prozessketten zur Verzahnungsherstellung zu liefern。