Präzise Kaltmassivumformung für die Herstellung von Verzahnungen mittels oszillierendem Verzahnungseindrücken durch optimierte Reibverhältnisse

Die vorliegende Arbeit zielt auf die Weiterentwicklung des oszillierenden Verzahnungseindrückens zur Erhöhung der Produktivität und/oder Präzision ab. Hierzu wird einleitend die Ursache für die Kraftreduktion bei Einsatz eines oszillierenden anstelle eines unidirektionalen Hubverlaufs identifiziert. Zur Identifikation der Ursache werden in der Literatur beschriebene Theorien in Grundlagenversuchen zur Materialcharakterisierung und in Tribometerversuchen und anschließend in einem speziell zur experimentellen Trennung der Effekte der Theorien konstruierten Werkzeugsystem zur Fertigung der Verzahnungen untersucht. Die Ergebnisse der Grundlagenversuche zusammen mit den Verzahnungsversuchen, die zudem durch eine numerische Simulation unterstützt werden, identifizieren die auftretende Reibung als maßgebenden Einflussparameter auf die Kraftreduktion. Durch das verbesserte Prozessverständnis können Ansätze zur Steigerung der Produktivität und Präzision identifiziert werden. Zur Steigerung der Produktivität wird das Schmiersystem angepasst. Die Veränderung des Schmierstoffs von dem industriell eingesetzten Öl hin zu den Festschmierstoffen MoS2 und Salzwachs reduziert die Umformkraft. Dies zeigt das Potential für eine Erhöhung der Produktivität auf.

Der zweite Ansatz nutzt den Zusammenhang zwischen Umformkraft, Reibverhältnissen und Verzahnungsgeometrie aus und beeinflusst die Präzision der Verzahnungen durch Implementierung einer Regelung. Die Integration einer Prozessregelung zeigt das Potential auf, Unsicherheiten im Verzahnungsprozess, wie beispielsweise die schwankenden Halbzeugeigenschaften, zu kompensieren.