Kaltfließpressen von gerad- und schrägverzahnten Zahnrädern

Cold forging of spur and helical gears

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-135053
  • Zur Zahnradherstellung kommen aufgrund der erreichbaren Fertigungsgenauigkeit standardmäßig spanende Verfahren zur Anwendung. Unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten bietet das Kaltfließpressen aufgrund kürzerer Fertigungszyklen und erhöhter Materialeffizienz eine Alternative. Zudem sind kaltfließgepresste Zahnräder durch eine prozessbedingte Verfestigung und eine faserähnliche Gefügestruktur im Einsatz belastbarer. Eine Variante des Vorwärtsfließpressens zur Herstellung von Zahnrädern ist das sogenannte "Samanta"-Verfahren. Der entscheidende Vorteil dieses Prozesses gegenüber klassischen Quer- und Vorwärtsfließpressverfahren besteht darin, dass kein AuswerfervorgangZur Zahnradherstellung kommen aufgrund der erreichbaren Fertigungsgenauigkeit standardmäßig spanende Verfahren zur Anwendung. Unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten bietet das Kaltfließpressen aufgrund kürzerer Fertigungszyklen und erhöhter Materialeffizienz eine Alternative. Zudem sind kaltfließgepresste Zahnräder durch eine prozessbedingte Verfestigung und eine faserähnliche Gefügestruktur im Einsatz belastbarer. Eine Variante des Vorwärtsfließpressens zur Herstellung von Zahnrädern ist das sogenannte "Samanta"-Verfahren. Der entscheidende Vorteil dieses Prozesses gegenüber klassischen Quer- und Vorwärtsfließpressverfahren besteht darin, dass kein Auswerfervorgang erforderlich ist. Neben einem positiven Effekt auf die erreichbare Mengenleistung wird eine Beeinflussung der Bauteilgenauigkeit beim Auswerfen der umgeformten Bauteile aus dem Werkzeugsystem vermieden. Um das "Samanta"-Verfahren in der Industrie einsetzen zu können, sind die erzielbare Verzahnungsqualität und die erreichbaren Werkzeugstandmengen zu steigern. Vor diesem Hintergrund fokussiert diese Arbeit auf die Ermittlung von funktionalen Zusammenhängen zwischen Zahnradparametern und Prozessgrößen zur Schaffung eines grundlegenden Prozessverständnisses für das Kaltfließpressen von Zahnrädern im „Samanta“-Verfahren. Auch ist die Erforschung von Methoden zur vorteilhaften Beeinflussung des Prozessergebnisses für die Ableitung von praxisrelevanten Empfehlungen zur Prozessauslegung ein zentraler Bestandteil dieser Arbeit.show moreshow less
  • For gear manufacturing, cutting processes are used as standard due to the achievable manufacturing accuracy. Considering economic and ecological aspects, cold forging offers an alternative due to shorter production cycles and increased material efficiency. In addition, cold forged gears are more loadable in operation due to process-related hardening and a fiber-like microstructure. One variant of forward extrusion for the production of gears is the so-called "Samanta"-process. The decisive advantage of this process compared to conventional transverse and forward extrusion is that no ejection process is required. In addition to a positive effect on the achievable quantity output, anFor gear manufacturing, cutting processes are used as standard due to the achievable manufacturing accuracy. Considering economic and ecological aspects, cold forging offers an alternative due to shorter production cycles and increased material efficiency. In addition, cold forged gears are more loadable in operation due to process-related hardening and a fiber-like microstructure. One variant of forward extrusion for the production of gears is the so-called "Samanta"-process. The decisive advantage of this process compared to conventional transverse and forward extrusion is that no ejection process is required. In addition to a positive effect on the achievable quantity output, an influence on the component accuracy is avoided during the ejection of the formed components out of the tool system. To apply the "Samanta"-process in industry, the achievable gearing quality and tool life have to be increased. Therefore, this work focuses on the determination of functional relationships between gear parameters and process variables in order to generate a fundamental process understanding for cold forging of gears in the "Samanta"-process. The research of methods for the beneficial influencing of the process result in order to derive practice-relevant recommendations for process design is also a key aspect of this work.show moreshow less

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Metadaten
Author:Christoph Kiener
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-135053
DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-288-8
ISBN:978-3-96147-288-8
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (339)
Publisher:FAU University Press
Place of publication:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Marion Merklein, Sandro Wartzack
Advisor:Marion Merklein
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2020
Embargo Date:2020/04/03
Publishing Institution:FAU University Press
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2019/12/11
Release Date:2020/04/06
Tag:Kaltfließpressen; Werkzeugtechnik; Zahnräder
SWD-Keyword:Kaltmassivumformen; Fließpressen; Zahnrad; Werkzeug; Ingenieurwissenschaften; Maschinenbau; Produktionstechnik
Pagenumber:viii, 151 Seiten
Note:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN:978-3-96147-287-1
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International