FOR 2271 TP4

TP 4: Berücksichtigung funktionsrelevanter Gestaltabweichungen bei der Auslegung von Umformprozessen zur Herstellung von Stirnrädern mit Sonderverzahnung durch Fließpressen

Zielstellung des Projektes ist die Entwicklung eines Prozessfensters für die Umformung eines Stirnrades unter Berücksichtigung der fertigungsbedingten Toleranzen. Das Zahnrad wird hierbei durch Voll-Vorwärts-Fließpressen eines Stahlwerkstoffes gefertigt. Die Herausforderungen des Projektes sind hierbei die Identifikation der für die Funktionserfüllung der Demonstratorbaugruppe relevanten Einflussparameter der Zahnradumformung, sowie die Ermittlung der Auswirkungen der Einflussparametervariation auf das Einlaufverhalten der Zahnradpaarung in der Demonstratorbaugruppe.
Hierfür wird zu Beginn des Projektes der Fließpressprozess des Zahnrades anhand der Finiten-Elemente-Methode abgebildet, um eine anspruchsgerechte Auslegung von Matrize und Armierungsverband gewährleisten zu können. Durch eine gezielte, experimentelle Variation der Einflussgrößen, wie zum Beispiel tribologische Bedingungen oder Werkstückgeometrie, lassen sich die Auswirkungen auf die geometrischen und mechanischen Eigenschaften der fließgepressten Zahnräder genauer untersuchen. Unter Berücksichtigung der Funktionserfüllung der Demonstratorbaugruppe lässt sich wiederrum hieraus das Prozessfenster für die experimentellen Versuche ableiten, sowie das aufgestellte FEM Modell validieren. Anschließend werden die notwendigen Toleranzfelder anhand von Variantensimulationen ermittelt und die hierfür relevanten Prozesseinflussgrößen durch die Entwicklung von Metamodellen identifiziert.