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Description
(Text)
Das Querkeilwalzen hat sich schon seit langer Zeit als effizientes und robustes Verfahren der Vorformherstellung und Massevorverteilung in bestimmten Prozessketten der Massivumformung etabliert. Rohlinge und Vorformen für Pleuel, Getriebewellen, Fahrwerkslenker, Common Rails, Ausgleichswellen, Achsen und viele weitere Produkte werden und wurden durch dieses Verfahren hergestellt. Hohe Produktivität und hohe Standmengen der Werkzeuge sind der Schlüssel für den
Erfolg des Querkeilwalzens, vor allem in der Automobil-Zulieferindustrie.
Maschinen und Anlagen, Werkzeuggestaltung und -herstellung, aber auch Prozessgestaltung und Verknüpfung des Querkeilwalzens innerhalb verketteter Systeme sind immer wieder Gegenstand der Forschung am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz. Die aufwendigen Werkzeuge mit ihrem hohen Formspeichergrad, die ihre Wirkung nur in dem dynamischen Walzprozess entfalten, machen die Entwicklung des Prozesses und die Konstruktion der notwendigen Werkzeuge zu einer sehr großen Herausforderung. Angestoßen durch die Digitalisierung wandelt sich die Arbeitsmethodik in den Wertstromketten der Produktionstechnik radikal. Von der Entwicklung der Bauteile bis hin zur Ableitung effizienter Produktionsmethoden und der Beherrschung der Produktionssysteme halten digitale Methoden Einzug und unterstützen Entwickler, Konstrukteure und Produktionstechniker in mannigfaltiger Hinsicht. Grundlage jeder digitalen Arbeitsmethodik ist aber immer die exakte Beschreibbarkeit der betrachteten Prozesse. Dies macht eine systematische Aufbereitung der komplexen geometrischen, sich dynamisch verändernden Eingriffsverhältnisse beim Querkeilwalzen unabdingbar. Mit CAD und FEM stehen heute sehr mächtige Werkzeuge für die Konstruktion von Querkeilwalz-Werkzeugen zur Verfügung. Für diese Werkzeuge müssen aber zuerst werden.
Ziel dieses Buches ist es, diese Lücke zu schließen und das profunde Wissen, das über die Werkzeug- und Prozessgestaltung des Querkeilwalzens am Fraunhofer IWU die geometrischen Grundlagen für die sich ändernden Eingriffsverhältnisse erarbeitet erarbeitet worden ist, für die Systeme der fortschrittlichen Prozessentwicklung zur
Verfügung zu stellen.
Dieses Fachbuch wendet sich an Wissenschaftler und Fachkräfte in den Unternehmen, die sich mit der Ausgestaltung von Systemen zur Entwicklung der Werkzeuge für das Querkeilwalzen beschäftigen. Es widmet sich der Beschreibung der
komplexen geometrischen Verhältnisse in der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück in Querkeilwalzprozessen.
(Table of content)
1 Einleitung
2 Problemstellung
3 Stand der Erkenntnisse
4 Vereinbarungen
5 Instationärer Bereich der Umformung
5.1 Definition grundlegender Beziehungen
5.1.1 Modellierung der Kinematik zwischen Werkstück und Werkzeug
5.1.2 Markante Zeitpunkte in der Kinematik des Walzprozesses
5.1.3 Modellierung der Werkzeugkeile
5.1.4 Entstehende Punkte, Kurven und Flächen am Walzteil
5.1.5 Mathematische Beziehungen für die Kurven und Flächen am Walzteil
5.1.5.1 Kurven
5.1.5.2 Flächen
5.1.5.3 Schnittkurven
5.2 Diskussion der Fälle a bis g
5.3 Bedingung für die Entstehung von Flächen der Art II
5.4 Berechnung der momentan gedrückten Flächen im instationären Bereich
5.4.1 Fläche KF
5.4.2 Fläche KD
5.4.3 Größe der Flächen
5.4.3.1 Einfluss des Schulterwinkels bzw. '
5.4.3.2 Einfluss des Keilwinkels beta
5.4.3.3 Einfluss der Durchmesserreduktion d
6 Quasistationärer Bereich der Umformung
6.1 Flächen der Art I
6.2 Flächen der Art II
6.3 Flächen der Art III
7 FEM-Simulation
8 Zusammenfassung
9Literaturverzeichnis
Abkürzungen
Formelzeichen
