Ermittlung und Erweiterung der Prozessgrenzen beim Kaltfließpressen von Zahnrädern im „Samanta“-Verfahren

Hergestellt werden Zahnräder konventionell durch spanende Fertigungsverfahren, da hierdurch hohe geometrische Qualitätsstandards erzielbar sind. Kaltfließpressprozesse bieten aufgrund von kürzeren Fertigungszyklen und einer gesteigerten Materialeffizienz eine vielversprechende Verfahrensalternative. Ein fließpresstechnischer Prozess zur Herstellung von Zahnrädern ist das sogenannte „Samanta“-Verfahren. Bei diesem auch als „Fließpressen im Paket“ bezeichneten Verfahren werden mehrere Rohlinge sequentiell durch die formgebende Matrize gepresst, indem die Umformung eines Rohlings unterbrochen und ein weiterer Rohling in das Werkzeugsystem eingelegt wird. Die Etablierung des „Samanta“-Verfahrens im industriellen Umfeld ist jedoch aufgrund bauteil- sowie prozessseitiger Faktoren vor Herausforderungen gestellt.

Ziele im Projekt umfassten daher die Erhöhung der Bauteilgenauigkeit und die Reduzierung der Werkzeugbeanspruchung. Hierfür wurde ein grundlegendes Prozessverständnis über den Einfluss von Zahnradparametern auf das Prozessergebnis erarbeitet. In diesem Kontext wurde die Herstellbarkeit von unterschiedlichen Zahnradgeometrien und Verzahnungstypen für die gängigen Stahlsorten 16MnCr5 und C15C nachgewiesen. Aufbauend hierauf wurden praxisrelevante Methoden erforscht, um die Bauteil- und Prozesseigenschaften vorteilhaft beeinflussen zu können. Die Untersuchungen erfolgten anhand experimenteller und numerischer Analysen. Die erlangten Erkenntnisse wurden abschließend zusammengefasst und im Sinne eines praktischen Nutzens bewertet, um Empfehlungen für die Zahnradherstellung im „Samanta“-Verfahren bereitzustellen.