Flexibles axiales Profilieren Zum flexiblen axialen Profilieren wurde zu - nächst die obere Kegelwalze des Walzwerks so modifiziert, dass eine universell nutzbare Kra - genwalze als wechselbarer Aufsatz möglichst einfach montiert werden konnte. Bereits die ersten Versuche bestätigten die konstruktive Auslegung und zeigten, dass mit dieser Wal ze axiale Profile gewalzt werden können (Bild 4, links). Allerdings stellte sich relativ schnell heraus, dass der Stofffluss der Stahlringe er heblich von den Beobachtungen im Wachs mo dell abwich. So hatte Böhmer 4 im Wachs modell nur minimales Wachstum des Durch messers beobachtet, was eine relativ einfache Positionierung der Kragenwalze am ge wün - schten Ort des Profils ermöglichte. Beim Stahl hingegen wurde in allen Fällen deut liches Wachstum des Durchmessers festgestellt. Dies machte die Entwicklung einer modifizierten Regelungstask für die Anlagen steuerung er for - derlich, bei der die Position der Kra gen walze aus einer aktuellen Messung des Ring - durchmessers berechnet und nachgeführt wird. Mit dieser Konfiguration konnte Michl 89 die in Bild 4 (rechts) dargestellten Quer schnitte walzen, wobei der Querschnitt des un te ren Rings in Anlehnung an einen Wälz la ger ring und der des oberen Rings in Anlehnung an eine Turbinenscheibe gewählt wurde. Zur Planung der entsprechenden Walz stra te - gie nutzte Michl einen empirischen Algo rith - mus, der sich auf die Ergebnisse seiner Stoff - flussuntersuchungen mit Stahl stützt. Dem nach ergibt sich in Abhängigkeit von der Po sition des Profils auf dem Querschnitt die in Bild 5 dargestellte Aufteilung in radialen und axialen Stofffluss 8. So führen Walzungen am Innendurchmesser meistens zu Fehlern am Ring, die sich beispielsweise in einer Ver zer - rung des äußeren Querschnitts äußern können. Bei einer Profilierung in der Mitte des Quer - schnitts war bei allen Walzungen das stärkste Wachstum des Durchmessers messbar. Profi lie - rung en des äußeren Ringbereichs resultieren zumeist in fehlerfreien Walzpro duk ten bei mäßiger Aufweitung des Durchmessers. Gezielte Er zeu gung von Brei tungs wüls ten und Ein zie hungen Auch die im Wachs modell erfolgreiche axiale Profi lierung durch Wulst bildung im Ra dial - walz spalt konnte auf das Wal zen von Stahl übertragen werden 6. Das Grund prin zip dieser Walzstrategie ist, dass im Radial walz spalt mit kleinen Stichabnahmen ge walzt wird. Dies führt dazu, dass die plastische Zone auf oberflächennahe Be reiche be grenzt wird und die Re du ktion der Wand dicke zu einer entsprechenden Wulst - bildung führt. Diese Wülste würden bei normaler Walz stra tegie im Axial walz spalt beseitigt oder in radialer Rich tung um gewalzt. Um dies zu vermeiden werden die Axialwalzen bei der modifizierten Walz strategie lediglich zum „Beihalten“ ge nutzt. Bild 6 zeigt ein be sonders ausgeprägtes Beispiel der auf diese Weise darstellbaren Quer schnittsform, bei dem es durch Fachbeiträge Bild 3: Radiales Profilieren: Prozess (links), beispielhafte Profile aus 42CrMo4 (Mitte) und ein konventionell erzeugtes Serienprodukt der Rothe Erde GmbH mit ähnlichem Querschnitt (rechts). Bild 4: Kragenwalze im Einsatz (links), profilierte Ringe in Anlehnung an einen Walzlagerring und eine Turbinenscheibe (rechts) /9/. Tangentialer und radialer Stofffluss (Ringgeometrie A) Innen Mitte Profilposition 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Bild 5: Radialer bzw. tangentialer Umformgrad und die sich einstellenden Querschnitte bei unterschiedlichen Profilpositionen /8/. 38 Schmiede-Journal September 2009 Aussen Innen Mitte Aussen Höhe in mm tangential: radial: Wanddicke in mm Wanddicke in mm Wanddicke in mm Umformgrad ϕR/ϕt Bild 6: Walzung von Breitungswülsten (links) und gewalzter Querschnitt mit starker Wulstbildung und leichter axialer Einziehung (rechts). Bilder: Autoren
2009-09-Schmiede-Journal
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