Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kragenziehen mit integriertem Gewindeformen

Zum Einbringen von Innengewinden bildet das Verfahren des Gewindefurchens den aktuellen Stand der Technik. Insbesondere für Gewinde in Blechkrägen aus dünnem Material bildet das Gewindefurchen eine der besten Lösungsmöglichkeiten, da es zu keiner Materialausdünnung kommt und eine Kaltverfestigung stattfindet. Die Herstellung eines Blechkragens mit Innengewinde wird oftmals in Folgeverbundwerkzeugen mit mehreren Arbeitsschritten umgesetzt. Hierzu wird das Blech zuerst gelocht, anschließend wird der Kragen gezogen und in einem weiteren Arbeitsgang das Gewinde gefurcht.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbindung der Fertigungsverfahren Kragenziehen und Gewindeformen in einem Prozessschritt. Dies soll mit der Entwicklung eines neuartigen Werkzeugkonzeptes, welches die Verfahren des Kragenziehens und des Gewindeformens miteinander kombiniert, erfolgen. Somit soll die Anzahl der Prozessschritte zu reduziert werden, wodurch Zeit und Kosten eingespart werden können. Ferner wird eine innovative Betriebsart, bei der das Kragenziehen mit einem rotierenden Stempel durchgeführt wird, untersucht. Die hierbei entstehende Reibungswärme gilt es bezüglich der Auswirkungen auf die Werstoffeigenschaften zu eruieren. Der Stand des Wissens wird für dünne, hochfeste Materialien erweitert und erstmals in einem neuartigen, kombinierten Prozess angewendet, welcher als höchst wirtschaftlich prognostiziert wird und somit sehr ansprechend für KMU ist. Ferner soll die Maßhaltigkeit der Krägen mit Gewinde erhöht werden, wodurch ein Wettbewerbsvorteil für KMU-Anwender entsteht. Respektive ergibt sich somit auch eine steigende Auftragslage für Zulieferer wie Werkzeugbauer, Schmiermittelhersteller, Normteilehersteller und Sensorikproduzenten.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Kragenziehen mit integriertem Gewindeformen" wurde ein Werkzeugkonzept mit einem rotationsfähigen Stempel entwickelt, welches die Prozessschritte des Kragenziehens sowie des Gewindeformens als Alternative zum Gewindeschneiden vereint. Ziel des Vorhabens war es, über die Kombination dieser Prozessschritte eine effizientere Prozessroute zu entwickeln und, im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren, eine weitere Materialausdünnung für die Herstellung eines Innengewindes zu verhindern. Das Konstruktionskonzept des Werkzeuges wurde anhand einer Simulation, bei der Auswirkungen und Wechselwirkungen zwischen Prozessgrößen wie unterschiedlicher Vorschubgeschwindigkeiten auf das Kragenziehen und das Gewindeformen analysiert wurden, validiert. Anschließend wurde das Werkzeugsystem gefertigt und erfolgreich in Betrieb genommen. Anhand der Ergebnisse der durchgeführten Versuche ist eine industrielle Umsetzung des erarbeiteten Konzepts möglich.