Fostabericht P 156 - Entwicklung einer Technologie des kombinierten Rundknetens und axialen Stauchens zur Hestellung von Hohlkörpern aus Stahl in LeichtbauweiseFostabericht P 156 - Entwicklung einer Technologie des kombinierten Rundknetens und axialen Stauchens zur Hestellung von Hohlkörpern aus Stahl in Leichtbauweise

P 156 – Entwicklung einer Technologie des kombinierten Rundknetens und axialen Stauchens zur Herstellung von Hohlkörpern aus Stahl in Leichtbauweise

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Beschreibung

P 156 – Entwicklung einer Technologie des kombinierten Rundknetens und axialen Stauchens zur Herstellung von Hohlkörpern aus Stahl in Leichtbauweise

Im Fahrzeug-, Maschinen- und Apparatebau werden große Anstrengungen unternommen, Aggregate auf den Markt zu bringen, welche energiesparend und umweltfreundlich betrieben werden können. Ein Weg zur Erreichung dieses Ziels bietet die Optimierung bei der Bauteilherstellung im Sinne von Gewichtseinsparung ohne Stabilitätsverlust.
Als gutes Beispiel seien hier Getriebewellen, Achsen, Lenkspindeln und Spinnereispindeln genannt. Um diesen Forderungen nachzukommen, wurde im Rahmen dieses Forschungsvorhabens unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine neuartige Technologie der kombinierten axialen und radialen Umformung zur Herstellung von Werkstücken mit ausgeprägter Längsachse entwickelt.
Während Werkstücke dieser Art heute noch weitgehend als Vollkörper gefertigt werden, wäre es ein Fortschritt, wenn im Blick auf die Gewichtseinsparung statt Vollkörpern Hohlkörper in Form von Rohren verwendet werden könnten. Bestandteil der Forschungsarbeiten war die Erprobung einer Neu entwickelten Umformanlage für axiale und radiale Bearbeitungsgänge, in die eine induktive Erwärmung und Hublagenverstellung zur Bearbeitung abgesetzter Wellen mit unterschiedlichen Außendurchmessern integriert war; mit dieser Einrichtung wird das axiale Stauchen zur Herstellung örtlicher Wandverdickungen ermöglicht. So konnten die Abhängigkeiten der Parameter aufgezeigt werden, die den Umformprozeß in einer Rundknetmaschine bestimmend beeinflussen.
Unter Anwendung der vorgeschriebenen Parameter wurden die Formgenauigkeit sowie das Bauteilverhalten der Prüfkörper aus kaltgezogenem Präzisionsstahlrohr aus St 37 2 und legierter Stähle (z.B. 16 MnCr 5) untersucht und dokumentiert.
Die im Rahmen dieses Forschungsvorhabens durchgeführten Grundlagenuntersuchungen erbrachten, da ß sich gezielt Wandstärken vergrößern und Querschnitte erweitern lassen. Damit kann die Gestalt des Umformteils bereits weitgehend der Endgeometrie des Fertigteils angepaßt werden, was eine Verminderung des Aufwandes für die spanende Nachbearbeitung bedeutet. Weiter wurde die Erwartung bestätigt, daß dieser Verfahrensweg die kombinierte Anwendung von Kalt- und Warmmassivumformung zur Herstellung von Bauteilen mit komplexer Geometrie in Integralbauweise erlaubt. Je nach Stahlsorte ist so eine gezielte Kombination von Warmumformung und Wärmebehandlung und damit eine definierte Einsteilbarkeit der Werkstoffeigenschaften aus der Umformwärme heraus möglich.
Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahrensabfolgen wird erwartet, da ß sich mit der neuen Technologie Vorteile für einen deutlich rationelleren Fertigungsablauf und verminderten Kostenaufwand in der Stahlumformung ergeben. Darüber hinaus bietet das Verfahren Möglichkeiten der Leichtbauweise mit Stahl insbesondere für neu entwickelte hochfeste Stahlsorten in Verbindung mit völlig neuen Gestaltungsrichtlinien. Es ist zu erwarten, da ß sich dem Stahl gegenüber Substitutionswerkstoffen mit dieser Neuentwicklung Marktanteile erhalten und sichern lassen.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.

Veröffentlichung:
1992

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. D. Schmoeckel, Assoc. Prof.Dr. Sh. Sheljaskow, Dipl.-Ing. Th. Ruhland