Flow of working material during the forming process of internal threads by form tapping

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Franz Tikal
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5361864

Im Rahmen von Grundlagenuntersuchungen sollen Informationen zum Werkstofffluss bei dem umformenden Innengewindeherstellungsverfahren Gewindefurchen (Gewindeformen) gewonnen werden, die eine gezielte Optimierung der Verfahrensparameter sowie der Werkzeuggeometrie ermöglichen. Hierzu sind neben experimentellen Untersuchungen (Prozesskräfte, -momente, -Temperaturen, Visioplastizität, etc.) an verschiedenen wichtigen Konstruktionswerkstoffen unter Berücksichtigung von deren unterschiedlichen Verfestigungsverhalten auch numerische, rechnergestützte (FEM-) Simulationen durchzuführen, da der Gewindeausformungsvorgang auf sehr kleine Werkstoffbereiche begrenzt und damit für gängige experimentelle Methoden schwer zugänglich ist. Das betrachtete druckumformende Herstellverfahren zeichnet sich durch eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber den stärker verbreiteten Innengewindeherstellverfahren, Gewindebohren und Gewindefräsen aus, konnte sich jedoch bisher in vielen Bereichen der Industrie nicht durchsetzen, da zum einen Beschränkungen hinsichtlich der bearbeitbaren Werkstoffe und zum anderen im allgemeinen Bekanntheitsgrad des Verfahrens vorliegen. Der während des Gewindefurchens herrschende, dreidimensionale Druckspannungszustand hat einen mehrachsigen Werkstofffluss, vorwiegend radial und axial, z.T. aber auch tangential gegenüber der Vorschubrichtung zur Folge. Weder über die Größe der jeweiligen Anteile noch über ihre Bedeutung für die Werkzeugbelastung und ihre Abhängigkeit von der Formkantengeometrie gibt es z.Z. gesicherte Erkenntnisse, was eine Optimierung der Werkzeuggeometrie, die Erhöhung der Prozesssicherheit und schließlich eine Verbreiterung des Anwendungsfeldes erschwert.

• DFG Programme: Research Grants