FlexGear 2 – Einfluss des Werkzeugverschleißes auf die Bauteilrandzone und die Bauteillebensdauer beim 5-Achs-Fräsen von Großverzahnungen

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.02.2018 bis 31.07.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

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+49 241 80 28001

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Die Ergebnisse des vorangegangenen Vorhabens IGF 17890 legen nahe, dass beim 5-Achs-Hartfräsen von Großverzahnungen signifikanter Werkzeugverschleiß entsteht. Der Stand der Technik zeigt, dass sich der Werkzeugverschleiß auf die Bauteilrandzone und somit auf die Tragfähigkeit von Verzahnungen auswirkt. Das Ziel des Vorhabens ist es daher, die Beeinflussung der Bauteilintegrität und der Bauteilfunktion durch das 5-Achs-Fräsen von Verzahnungen für wirtschaftlich relevante Bauteilgrößen vorherzusagen. An einem gehärteten Analogiebauteil, welches aus einer relevanten Großverzahnung abgeleitet wird, werden Fräsversuche zur Erzeugung von Werkzeugverschleiß durchgeführt. Dabei wird der Zusammenhang zwischen dem Schnittweg, dem Verschleiß und den Prozesskräften abgeleitet. Im Anschluss werden neue und definiert verschlissene Werkzeuge eingesetzt, um Verzahnungen vom Typ FZG-Cmod zu bearbeiten. Sowohl die gefertigten Verzahnungen als auch die bearbeiteten Analogiebauteile werden hinsichtlich der Geometrie, der Oberfläche sowie der Randzoneneigenschaften untersucht.

Um die Leistungsfähigkeit der Verzahnungen in Abhängigkeit vom Werkzeugzustand zu bewerten, werden Tragfähigkeitsuntersuchungen an den Verzahnungen vom Typ FZG-Cmod durchgeführt. Zur Validierung und zum Praxistransfer der Erkenntnisse erfolgt die Hartbearbeitung der Großverzahnung in einem Stichversuch. Insbesondere KMU stehen vor der Herausforderung hohe Bauteilqualitäten wirtschaftlich zu fertigen und die Leistungsfähigkeit der gefertigten Bauteile sicherzustellen. Der Markt für Verzahnungsfertigung in kleinen Stückzahlen ist für KMU interessant. Die aus dem Vorhaben resultierenden Erkenntnisse dienen dem Verständnis des Werkzeugverschleißes sowie der damit einhergehenden Beeinträchtigung der Bauteile hinsichtlich der Flankentragfähigkeit. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse wird die Hartbearbeitung durch 5-Achs-Fräsen als flexibles Verfahren zur Herstellung kleiner Losgrößen wirtschaftlich anwendbar.