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Prozesskombination des Querkeilwalzens mit der mehrdirektionalen Umformung (ProKomb)

Status abgeschlossen
Ziele

1. Identifizierung der Kombinationsmöglichkeiten von Parameterwerten zur fehlerfreien Schmiedung
Die Umformung von komplizierten Langteilen aus Stahl findet meist in mehreren Schmiedestufen statt. Im Rahmen abgeschlossener Forschungsprojekte am IPH zeigte sich am Beispiel von Kurbelwellen das Potenzial des gratlosen Schmiedens solcher Teile. Allerdings führte eine Verkürzung der Stadienfolge von vier auf drei Umformstufen, ohne den Einsatz eines Querfließprozesses, zu Fehlern in Form von Falten- und Gratbildung.
Im Forschungsprojekt ProKomb werden die Prozesse "Querkeilwalzen" und "mehrdirektionales Umformen" kombiniert. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Identifizierung von Parameterwerten, die bei einer Kombination der Prozesse nicht zu Schmiedefehlern führen. Das wirtschaftliche Ziel ist, durch das erweiterte Prozessverständnis die Stadienfolge zum Kurbelwellenschmieden um einen Schritt reduzieren zu können.

2. Ermittlung der Zusammenhänge bei der Prozesskombination
Um die Machbarkeit dieser Prozess-Kombination nachzuweisen, sollen die Zusammenhänge zwischen den Querkeilwalzparametern (z. B. Querschnittsflächenreduktion) und Parametern bei der mehrdirektionalen Umformung (z. B. Lagerversatz) bezüglich der Bildung von Falten und Grat untersucht werden.

3. Entwicklung eines Modells zur Auslegung weiterer Geometrien
Es wird ein allgemeingültiges mathematisches Modell entwickelt, durch das die (beim Gratlosschmieden bestehenden) Schmiedefehler Falte und Grat auf die geometrischen Parameter des Walzteils und des mehrdirektionalen Werkzeugs zurückzuführen ist. Mit dem entwickelten Modell soll zukünftig eine Fehlerfreiheit der gewählten Geometrien sichergestellt werden können. Das Modell soll einerseits die Möglichkeiten an herstellbaren Geometrien (z. B. werden Kurbelwellen ohne und mit Nebenformelemente wie Zapfen und Flansch untersucht) aufzeigen. Andererseits soll es auch die Grenzen der Verfahrenskombination darstellen und begründen.


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