Moderne Produktionssysteme im Automobilbau erfordern aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung der Antriebssysteme und der verstärkten Marktvolatilität flexible und kostengünstige Einsetzbarkeit. Für den Karosseriebau bedeutet das, dass Fügewerkzeuge für eine Vielzahl von Materialkombinationen anwendbar sein sollten. Des Weiteren sind die Kosten pro Fügepunkt in einer Fahrzeugkarosserie möglichst gering zu halten, um einen Wettbewerbsvorteil zu erreichen. Das Fließlochformschrauben ist ein effizientes Fügeverfahren, welches artfremde und einseitig zugängliche Bauteile verbinden kann. Das Fügen von vorlochfreien, hochfesten Stählen mit einseitig zugänglichen Aluminiumbauteilen mittels fließlochformenden Schraubens vermeidet kostenintensive Adapterblechlösungen und die Vorkonditionierung der Fügestellen mit Vor- und Sacklöchern. Ziel dieser Arbeit war es, die Einflusszusammenhänge beim Fügen hochfester Stahlwerkstoffe mit Aluminiumbauteilen in hochautomatisierten Produktionsstraßen zu untersuchen. Außerdem sollten die Randbedingungen des Fügeverfahrens für die Produkt- und Prozessplanung herausgearbeitet werden. Mithilfe einer Einflussfaktoranalyse und Vorversuchen wurde die Prozesskraft als zentrale Prozesseinflussgröße identifiziert. Es wurden experimentelle Versuche durchgeführt, um den Einfluss der Kraftgenerierung und des Industrieroboters auf die Verbindungsqualität zu bewerten. Die Wirkzusammenhänge zwischen Hilfsfügeteileigenschaften, Prozessparameter und der Beanspruchung des Hilfsfügeteils wurden anhand von FE-Simulationen dargestellt. Die Deformation der zu fügenden Bauteile wurde analysiert. Zuletzt sind die Verfahrensgrenzen mit hohen Fügekräften und vorschubgeregelter Prozessführung im Schliffbild untersucht worden.
Aktualisiert: 2022-05-05
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Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines theoretisch-empirischen Modells der Randzonenausbildung beim Schnellhubschleifen gehärteter Stahlwerk-stoffe. Die theoretischen Modellvorstellungen basieren auf einer entkoppelten Be-trachtung der mechanischen und thermischen Einzeleinflüsse des Schleifprozesses. Über eine Superposition der ermittelten Einzeleinflüsse, unter Berücksichtigung der vorliegenden Wechselwirkungen, wurde das theoretische Modell entwickelt. Für die Aufstellung des empirischen Modells wurden experimentelle Schleifuntersu-chungen unter Variation der Prozessparameter, der Schleifscheibenspezifikation und des bearbeiteten Werkstoffs durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen dienten weiterhin der Verifikation der theoretisch ermittelten Prozesszusammenhän-ge und beinhalteten prozessseitig die kontaktflächenbezogene Schleifleistung und die Schleifenergien. Werkstückseitig wurden die induzierten Eigenspannungen und deren Tiefenverläufe sowie die Gefügeausbildung als Ergebnisgrößen herangezo-gen. Mit den Ergebnissen der schleiftechnischen Untersuchungen wurden die theore-tischen Modellvorstellungen verifiziert. Die Anwendbarkeit und Gültigkeit des theoretisch-empirischen Modells der Randzo-nenausbildung mit der zugrunde liegenden Modelltopologie auf veränderte Prozess-bedingungen wurde im letzten Schritt der Arbeit nachgewiesen.
Aktualisiert: 2021-07-10
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