Forschungsberichte

Wälzfräsen mit PM-HSS - FVA 576 II, IGF-Nr. 17401 N

Abgeschlossen: Das Wachstum der Windenergiebranche seit den 1990er Jahren führt dazu, dass im Bereich der Großgetriebeherstellung vermehrt eine Serienproduktion stattfindet. Vor diesem Hintergrund ist die Kenntnis der Leistungsfähigkeit der verwendeten Zerspanwerkzeuge von großer Bedeutung.

Technologische Untersuchung des Wälzfräsens von Großverzahnungen mit Werkzeugen aus PM-HSS

Ziel dieses Vorhabens war die Ermittlung von Prozessparametern für die wirtschaftliche Bearbeitung von Großverzahnungen im Wälzfräsprozess mit PM-HSS Werkzeugen. In theoretischen Prozessanalysen wurden die Einflüsse verschiedener Prozesseinstellgrößen auf die Zerspanbedingungen im Prozess untersucht. Während der Axialvorschub und die Spannutenzahl im Prozess einen Einfluss auf die maximale Spanungsdicke im Prozess haben, sind größere Änderungen der maximalen Schnittbogenlänge mit konstantem Werkzeug und Werkstück nur durch eine Reduktion der Tauchtiefe und somit durch eine Mehrschnittstrategie möglich.

In Zerspanuntersuchungen wurde das Einsatzverhalten der Werkzeuge bei der Zerspanung von Planetenrädern der Moduln mn = 11 mm und 16 mm untersucht. In einem Industrieversuch ohne Shiftbewegung des Wälzfräsers wurde die Schnittbogenlänge als dominanter Parameter für den auftretenden Freiflächenverschleiß identifiziert. Weitere Zerspanversuche wurden im Schlagzahnversuch durchgeführt. In diesen Untersuchungen wurde ein Potenzial für große Leistungssteigerungen durch große Vorschubwerte aufgezeigt. Auch eine Steigerung der Schnittgeschwindigkeit weist erst ab vc = 75 m/min einen Einfluss auf die Standzeiten im Prozess auf. Weiterhin führt eine reduzierte Oberflächenrauheit der Werkzeuge zu einer deutlichen Steigerung der Standlänge.

Eine Zweischnitt-Strategie führt bei vergleichbaren Zerspanbedingungen zu geringeren Standlängen der Werkzeuge. Eine Bearbeitung in zwei Schnitten ist daher nicht sinnvoll, soweit sie nicht zum Erreichen der Bauteilqualität oder aufgrund der Spanräume im Werkzeug notwendig ist. Beim Einsatz von Räumzahnwerkzeugen wurde ein negativer Einfluss von Spanbrechernuten auf die Standlänge der einzelnen Schneiden beobachtet. Um den Vorteil der Spanbrechernuten in Bezug auf den benötigten Spanraum ohne Einbußen der Standlänge der einzelnen Zähne nutzbar zu machen, sind weitere Untersuchungen zum Einfluss der Position und der Gestaltung dieser Geometrien notwendig.

Downlaod: Kurzbeschreibung

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