Investigations of forming force, friction values and surface qualities in ring compression tests using oscillating tools

verfasst von: Philipp Müller, Daniel Rosenbusch, Jörn Wehmeyer, Bernd-Arno Behrens, Sven Hübner
Abstract: Am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) wurde ein innovatives Umformverfahren zur Herstellung eines Funktionsbauteils mit Innen- und Außenverzahnung im Rahmen des Projektes A7„dynamische Prozesskräfte“ des Sonderforschungsbereiches TR73 entwickelt. Das Verfahren zeichnet sich durch die neue Fertigungstechnologie Blechmassivumformung (BMU) aus. Diese Technologie kombiniert gleichzeitig einen Blech- und einen Massivumformvorgang, wobei das Halbzeug ein Blech ist. Durch die Kombination der beiden Technologien können die Prozessgrenzen erweitert werden. Um die Reibung zwischen Bauteil und Werkzeug zu verringern und die Oberflächengüte des Bauteils zu erhöhen, wird im neuen BMU-Prozess eine Schwingungsüberlagerung installiert. Eine hydraulisch betriebene Schwingvorrichtung wurde verwendet, um die Schwingungsüberlagerung zu erzeugen. Zur Identifizierung optimaler Schwingungsparameter wurden Ringstauchversuche durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen war es, den Einfluss der überlagerten Schwingung auf die Oberflächenrauheit sowie auf die Reibeigenschaften zu analysieren. Daher wurden die Frequenz und Amplitude der Schwingungsüberlagerung variiert. Zusätzlich wurde der Unterschied zwischen geschmierten und nicht geschmierten Halbzeugen analysiert. Die Messung der Oberflächenrauheit der Ringstauchproben wurde auf einem Oberflächenprofilometer durchgeführt. Die Reibungsfaktoren wurden anhand der geometrischen Parameter der Ringstauchproben berechnet. Die Reibungskoeffizienten wurden zusätzlich durch eine numerische Simulation identifiziert. Ebenso wurde der Einfluss der Schwingparameter auf die Umformkraft untersucht. Der positive Einfluss der Schwingung konnte in den experimentellen Ergebnissen nachgewiesen werden.
Organisationseinheit(en): Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen
Typ: Aufsatz in Konferenzband
Seiten: 73-81
Publikationsdatum: 24.11.2019
Publikationsstatus: Veröffentlicht
Peer-reviewed: Ja
Elektronische Version(en): https://doi.org/10.1007/978-3-662-60417-5_7 (Zugang: Geschlossen)
: Details im Forschungsportal „Research@Leibniz University“

BibTeX

@inproceedings{84bb14ec0e774e49990a555e730987bf,
title = "Investigations of forming force, friction values and surface qualities in ring compression tests using oscillating tools",
abstract = "An innovative forming process for the production of a functional component with internal and external gearing was developed at the Institute of forming Technology and Machines (IFUM) in the framework of the project A7 „dynamic Process Forces“ of the special research area TR73. The process is characterized by the new manufacturing technology sheet-bulk metal forming (SBMF). This technology combines a sheet- and bulk metal forming operation in which the semi-finished material is sheet metal. By combining these two technologies, the process limits can be extended. In order to reduce the friction between component and tool and to increase the surface quality of the component, superimposed oscillation is applied to the SBMF process. A hydraulically operated vibrating device was used to generate the oscillation overlay. For the identification of optimal oscillation parameters, ring compression tests have been carried out. The aim of these investigations was to analyze the influence of superimposed oscillation on the surface roughness as well as on friction characteristics. Therefore, frequency and amplitude of the oscillation superposition have been varied. In addition, the difference between lubricated and non-lubricated semi-finished materials has been analyzed. The surface roughness of the ring compression test samples was measured on a surface profilometer. The friction factors were calculated based on the geometrical parameters of the ring compression samples. The friction coefficients were also identified by numerical simulation. In addition, the influence of the oscillation parameters on the forming force was examined. The experimental results confirmed the initially assumed positive influence of oscillation.",
author = "Philipp M{\"u}ller and Daniel Rosenbusch and J{\"o}rn Wehmeyer and Bernd-Arno Behrens and Sven H{\"u}bner",
year = "2019",
month = nov,
day = "24",
doi = "10.1007/978-3-662-60417-5_7",
language = "English",
isbn = "978-3-662-60416-8",
pages = "73--81",
editor = "Wulfsberg, {Jens Peter} and Wolfgang Hintze and Bernd-Arno Behrens",
booktitle = "Production at the leading edge of technology",
publisher = "Springer Vieweg",
address = "Germany",
edition = "1.",
note = "9th Congress of the German Academic Association for Production Technology (WGP) ; Conference date: 30-09-2019 Through 02-10-2019",
}