Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Meßeinrichtung zur Untersuchung der Wirkflächenreibung bei umformtechnischen Prozessen



Datum: 22.07.1997


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. habil. H. Gläser, TU Bergakademie

Bei der Umformung metallischer Werkstoffe beeinflussen die Reibungsphänomene den Werkstofffluß, die Oberflächenqualität der gefertigten Teile und den Verschleiß der Werkzeuge. Während die meisten FEM Programme bereits die notwendigen Routinen zur ortsabhängigen Beschreibung der Reibung zur Verfügung stellen, fehlen auf der experimentellen Seite immer noch die Methoden und Meßeinrichtungen zur experimentellen Ermittlung der erforderlichen Eingabedaten. Die Entwicklung und Erprobung einer Meßeinrichtung zur Untersuchung der Vorgänge in der Wirkfuge zwischen dem Werkzeug und Werkstück, zusammengefaßt unter dem Begriff Wirkflächenreibung, war Aufgabe und Gegenstand dieser Forschungsarbeit. Das Kernstück der Meßeinrichtung ist ein neu entwickelter Stauchdrehversuch. Er gestattet die Untersuchung aller Einflußgrößen die auch bei komplexeren Prozessen das Reibverhalten bestimmen: die wahre Kontaktfläche, die Normalspannung, die relative Verschiebung zwischen Werkstück und Werkzeug und die Oberflächenvergrößerung. Dabei können die Normalspannung und der Gleitweg unabhängig voneinander eingestellt werden. Zur in situ Messung der wahren Kontaktfläche wurde eine Ultraschallmeßmethode entwickelt. Sie kann für die Untersuchung aller in der Umformtechnik vorkommenden Materialpaarungen eingesetzt werden und ermöglicht durch die starke Fokkusierung des Schallbündels eine hohe laterale Auflösung. Bei den Schmierstoffen ist die Anwendung jedoch auf flüssige Schmiermittel eingeschränkt.