Projekt
Potenziale des Fertigwälzfräsens von Verzahnungen

 

Das Fertigwälzfräsen bietet die Möglichkeit, einer Feinbearbeitung von Verzahnungen bereits im weichen Zustand. Gegenüber einer Hartfeinbearbeitung durch Verzahnungsschleifen oder -honen bietet eine Weichfeinbearbeitung wesentliche Vorteile. Ein Vorteil liegt in der Möglichkeit, eine ökonomischere Prozessführung umzusetzen. Neben dem Fertigwälzfräsen nimmt das Weichschaben ebenfalls eine bedeutende Rolle in der Fertigbearbeitung im weichen Zustand ein. Während das Weichschaben jedoch stets auf die Bearbeitung mit Kühlschmierstoffen angewiesen ist, erlaubt das Fertigwälzfräsen eine Trockenbearbeitung. Somit bietet das Fertigwälzfräsen die Realisierung einer vollständig trockenen Prozesskette, wodurch sich ökologische Vorteile gegenüber alternativen Feinbearbeitungsverfahren ergeben. Der Anspruch an das Fertigwälzfräsen liegt in der Herstellung von Verzahnungen mit geringen Formabweichungen und hohen Oberflächengüten. Daher liegt die Charakteristik des Fertigwälzfräsens in der Zerspanung geringer Flankenaufmaße bei hohen Schnittgeschwindigkeiten. Die auftretenden Anforderungen an die Werkzeuge beim Fertigwälzfräsen wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens untersucht. Die Betrachtung der Potenziale möglicher Schneidstoffe für die besonderen Anforderungen beim Fertigwälzfräsen wurden hier vorgestellt. Neben den Schneidstoffen, die dem Stand der Technik zum Wälzfräsen entsprechen, Hartmetall und PM-HSS, wurden auch Untersuchungen zu Schneidstoffen durchgeführt, die für höchste Schnittgeschwindigkeiten zum Einsatz kommen. Hierzu wurden die Schneidstoffe Cermet und PCBN im Schlagzahnversuch zum Fertigwälzfräsen betrachtet.
Zur weiteren Analyse der Leistungsfähigkeit des Fertigwälzfräsens wurden in weitergehenden Untersuchungen die Werkzeugkonzepte sowie die Prozessführung betrachtet. Da stets eine hohe Oberflächengüte im Vordergrund steht, wurde eine Untersuchung mit Einsatz von Kühlschmierstoff durchgeführt. Der Einsatz zeigte keinen Einfluss auf die Werkzeugstandzeit oder die Oberflächengüte, sodass das Fertigwälzfräsen als Trockenbearbeitung etabliert werden kann.

Das IGF-Vorhaben 17007 des VDW Forschungsinstituts wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.