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Drehwalzen: Zerspanprozess und Oberflächenveredelung vereint

  • Berend Denkena und Patrick Kuhlemann
Veröffentlicht/Copyright: 26. August 2019
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
Aus der Zeitschrift Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Band 114 Heft 7-8

Kurzfassung

Innovative Hochleistungsprozesse ermöglichen in der spanenden Fertigung eine Steigerung der Flexibilität sowie die Senkung der Taktzeit und des Energieverbrauchs. Großes Potenzial bietet hierbei das Drehwalzen – eine innovative Kombination der Fertigungsverfahren „Trennen“ und „Stoffeigenschaften ändern“. Wurden bisher zusätzliche Prozessschritte für thermomechanische Oberflächenveredelungen zur Lebensdauersteigerung von Bauteilen wie das Warmwalzen oder -kugelstrahlen benötigt, können diese in Zukunft durch das innovative Drehwalzen eliminiert werden.

Abstract

The constant pursuit of highly productive manufacturing processes poses great challenges for machine and tool manufacturers. This leads to the goal of increasing flexibility and minimizing process time by substituting individual process steps with help of innovative tool concepts. In the present contribution, it was explained to what extent component strengths can be significantly increased with innovative tool concepts. Life-span investigations were carried out, which were analyzed based on Wöhler curves. The result is that, in comparison to conventional deep-rolling, turn-rolling leads to a significant increase in life-span of L10 ≥ 1,900 %. Decisive for the increased life-span due to the turn-rolling process is the influence of the mircostructure within the subsurface of the component, especially at higher cutting speeds. Increasing cutting speeds lead to a higher energy input into the component and the resulting component temperatures, coupled with direct surface strengthening during turn-rolling, lead to significant solidification with pronounced grain refining. In comparison to conventional deep-rolling, turn-rolling leads to a higher grain refining of 55 %.

Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, geb. 1959, arbeitete nach der Ausbildung zum Maschinenschlosser und dem Studium des Maschinenbaus an der Universität Hannover ab 1987 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IFW; 1992 promovierte er dort. Es schlossen sich berufliche Stationen bei Thyssen in Deutschland und den USA an, bevor er 1996 zu Gildemeister Drehmaschinen in Bielefeld wechselte. Seit 2001 leitet er das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) am Produktionstechnischen Zentrum der Leibniz Universität Hannover.

Dipl.-Ing. Patrick Kuhlemann, geb. 1988, studierte Maschinenbau an der Leibniz Universität Hannover. Seit November 2014 ist Herr Kuhlemann am IFW der Leibniz Universität Hannover als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in dem Bereich der Fertigungsverfahren tätig. Herr Kuhlemann beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit Technologien zur Funktionalisierung von Bauteiloberflächen und -randzonen.

Literatur

1. Kloos, K. H.: Über die Bedeutung der Oberflächen- und Randschichteigenschaften für die Bauteilhaltbarkeit. VDI-Berichte, Bd. 506, VDI-Verlag, Düsseldorf1984, S. 1–141Suche in Google Scholar

2. Röttger, K.; Wilcke, G.; Mader, S.: Festwalzen – eine Technologie für effizienten Leichtbau. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik36 (2005) 6, S. 270–27410.1002/mawe.200500876Suche in Google Scholar

3. Denkena, B.; Dege, J.; Reichstein, M.: Improvement of the Surface Layer Characteristics of 42CrMo4 by Deep Rolling with Ceramic or Cemented Carbide Balls. Journal of Steel and Related Materials4 (2006) 3, S. 198–200Suche in Google Scholar

4. Denkena, B.; BreidensteinB.; de Leon, L.; Dege, J.: Development of Combined Manufacturing Technologies for High-Strength Structural Components. Advanced Materials Research137 (2010), S. 219–24610.4028/www.scientific.net/AMR.137.219Suche in Google Scholar

5. Maiß, O.: Lebensdauererhöhung von Wälzlagern durch mechanische Bearbeitung. Zugl.: Dissertation, Leibniz Universität Hannover, Berichte aus dem IFW, Band 02/2019, TEWISS Verlag, Garbsen2019Suche in Google Scholar

Online erschienen: 2019-08-26
Erschienen im Druck: 2019-08-23

© 2019, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Editorial
  2. Hightech-Strategie 2025
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Nachruf
  6. Nachruf auf Prof. Dr.-Ing. E. h. mult. Dr. sc. h. c. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiendahl
  7. Zerspanung
  8. Drehwalzen: Zerspanprozess und Oberflächenveredelung vereint
  9. Steigerung der Prozessfähigkeit roboterbasierter Bearbeitungsprozesse
  10. Additive Fertigung
  11. Additive Fertigung für Flugzeug-Strukturkomponenten
  12. Qualitätsmanagement in hybriden additiv-subtraktiven Prozessketten
  13. Herstellung hybrider Bauteile durch Laserauftragsschweißen
  14. Produktionsplanung und -Steuerung
  15. Durchlaufzeitreduzierung in der Einzel- und Kleinserienfertigung
  16. Eilaufträge strategisch einsetzen
  17. Produktionsanlauf
  18. Entwicklung eines Anlaufmodells für das Lean Start-up
  19. Karosseriebau
  20. Beitrag zur Reduzierung der Vorrichtungskosten im Karosseriebau
  21. Modellierung
  22. Unwucht hochausgenutzter Synchronmaschinen
  23. Agile Arbeitsweise
  24. Die frühen Phasen des Innovationsprozesses erfolgreich gestalten
  25. Komplexität
  26. Einfluss der Variantenvielfalt auf die automobile Endmontage
  27. Ergonomie
  28. Produktivitätsfaktor Ergonomie
  29. Digitalisierung
  30. Investitionsentscheidungen vor dem Hintergrund der Digitalisierung am Beispiel Schaltschrankbau
  31. Untersuchungen von Entscheidungsprozessen im Zuge der Digitalisierung
  32. Software-Lösungen
  33. Digitale Fertigungsplanung im Mittelstand
  34. IT-Reifegradmodell
  35. IT-Reifegradmodell für Fabriken
  36. Vorschau/Preview
  37. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.112114

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  1. Editorial
  2. Hightech-Strategie 2025
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Nachruf
  6. Nachruf auf Prof. Dr.-Ing. E. h. mult. Dr. sc. h. c. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiendahl
  7. Zerspanung
  8. Drehwalzen: Zerspanprozess und Oberflächenveredelung vereint
  9. Steigerung der Prozessfähigkeit roboterbasierter Bearbeitungsprozesse
  10. Additive Fertigung
  11. Additive Fertigung für Flugzeug-Strukturkomponenten
  12. Qualitätsmanagement in hybriden additiv-subtraktiven Prozessketten
  13. Herstellung hybrider Bauteile durch Laserauftragsschweißen
  14. Produktionsplanung und -Steuerung
  15. Durchlaufzeitreduzierung in der Einzel- und Kleinserienfertigung
  16. Eilaufträge strategisch einsetzen
  17. Produktionsanlauf
  18. Entwicklung eines Anlaufmodells für das Lean Start-up
  19. Karosseriebau
  20. Beitrag zur Reduzierung der Vorrichtungskosten im Karosseriebau
  21. Modellierung
  22. Unwucht hochausgenutzter Synchronmaschinen
  23. Agile Arbeitsweise
  24. Die frühen Phasen des Innovationsprozesses erfolgreich gestalten
  25. Komplexität
  26. Einfluss der Variantenvielfalt auf die automobile Endmontage
  27. Ergonomie
  28. Produktivitätsfaktor Ergonomie
  29. Digitalisierung
  30. Investitionsentscheidungen vor dem Hintergrund der Digitalisierung am Beispiel Schaltschrankbau
  31. Untersuchungen von Entscheidungsprozessen im Zuge der Digitalisierung
  32. Software-Lösungen
  33. Digitale Fertigungsplanung im Mittelstand
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