Schrägverzahnungen kostengünstig fließpressen

Anbieter zum Thema

Franke GmbH

G+K Umformtechnik GmbH

trivid GmbH

Hochschule Ostwestfalen Lippe

Die aktiven Werkzeugelemente können dabei drei unterschiedliche Verzahnungen aufweisen. In der Innenbohrung des Stempels befindet sich eine Steckverzahnung und in der schrägverzahnten Matrize kann ein Gegenstempel mit einer Kerbverzahnung angeordnet werden. Nach dem Umformen wird das Teil nach oben ausgestoßen. Als Rohteil wird ein abgesägter und phosphatierter Stangenabschnitt mit einer reaktiven Seife eingesetzt. Mit diesem Werkzeugsystem können Gerad- und Schrägverzahnungen gepresst werden, wobei das gesamte Werkstoffvolumen ausgenutzt wird.

Mit FEM passende Umformgeometrie aus drei verschiedenen Möglichkeiten ermitteln

Besonders die Schrägverzahnung die einen großen Schrägungswinkel aufweist setzt eine angepasste Umformzone voraus, da der Werkstoff hier eine zusätzliche tangentiale Bewegung durchführt. Mit Hilfe der FEM-Berechnung sollen drei verschiedene Umformgeometrien untersucht und ermittelt werden, welche sich am besten für die Umformung eignen (Bild 3). Bei allen drei untersuchten Varianten wurde von einem gleichen Matrizenschulterwinkel ausgegangen (ebenfalls Bild 3). Die jeweils rot gekennzeichneten Bereiche stellen die unterschiedlichen Umformzonen dar.

In Bild 4 sind mit a, b und c die jeweiligen FEM-Berechnungsergebnisse dargestellt; hier ist relativ leicht zu erkennen, dass der Anfangsbereich der Verzahnung besonders von der Umformzone beeinflusst wird. Der Einlaufbereich wird durch einen so genannten instationären Stofffluss zum Beginn der Umformung hervorgerufen. Wie aus dem Bild auch ersichtlich ist, wird mit der abgeflachten Umformzone b das beste Ergebnis erzielt, da der Zahnkopfbereich schon zu Beginn der Umformung fast vollständig ausgefüllt wird. Für die restlichen Umformzonen müsste der vordere Bereich noch spanend entfernt werden, was natürlich zusätzliche Kosten verursachen würde. Das mit der Umformzone b gepresste Zahnrad in Bild 3 zeigt eine gute Übereinstimmung mit den ermittelten Berechnungsergebnissen [1, 2, 3].

Bei der Umsetzung der FEM-Ergebnisse muss auch auf eine durchaus praxisgerechte Umsetzung geachtet werden. Bei der Umformzone c erweist sich die Matrizenherstellung als schwierig (Bild 5). Wegen des guten Umformergebnisses und der günstigen Matrizenherstellung kann die Umformzone b als empfehlenswert betrachtet werden.

(ID:262228)