Forschung

Nach dem aktuellen Stand der Forschung ist beim Wälzschälen der Einsatz von Mehrschnittstrategien unumgänglich. Grund dafür ist die Tendenz zu stark negativen Spanwinkeln bei steigender Schnitttiefe.

Durch die beträchtliche Anzahl der Schnitte steigt auch die Zahl der Freiheitsgrade bei der Prozessauslegung – jedoch fehlt ein einheitliches Rechenmodell. In einem aktuellen Forschungsprojekt soll diese Lücke geschlossen werden.

Dazu werden Grundlagenversuche zu den Einflüssen der wichtigsten produktivitätsbestimmenden Auslegungsparameter Schnitttiefe / Schnittanzahl und Vorschub durchgeführt.

Auf Grundlage der Ergebnisse soll ein Modell für Werkzeugbelastung und Spanbildung entstehen, das künftig eine zielgenauere Auslegung von Mehrschnittstrategien möglich machen soll.

Beim Wälzschälen liegen stark variierende Prozesswinkel und zudem sehr unterschiedliche Eingriffsbedingungen in jedem Schnitt vor.

Berechnungsmodelle zeigen, dass fast in jedem Prozess lokal negative effektive Freiwinkel an bestimmten Schneidkantenpunkten auftreten. Dies ist besonders beim Schneidstoff Hartmetall kritisch, der zwar eine sehr hohe Temperaturfestigkeit aufweist, aber gegenüber Fehlbelastungen sehr empfindlich reagiert.

In einem aktuellen Forschungsprojekt werden die Vorgänge an der Schneidkante detailliert untersucht. Dabei wird die Schneidkante als komplexe dreidimensionale Region und nicht als Kante betrachtet. Die Funktion des Verrundungsradius und insbesondere auch die asymmetrische Gestaltung der Kantenpräparation werden sowohl simulativ als auch experimentell untersucht und Auslegungsrichtlinien daraus abgeleitet.

Nicht erst seit dem Ausbau der Elektromobilität halten elektrisch angetriebene Achsen Einzug in die Antriebstechnik. Nicht selten kommen für die Kraftübertragung Planetengetriebe zum Einsatz, deren kniffligstes Bauteil aus fertigungstechnischer Sicht das Hohlrad ist. Aufgrund fehlender Alternativen schloss sich bisher nach der Weichbearbeitung durch Stoßen oder Räumen keine weitere mechanische Bearbeitung an.

Mit dem Einzug des Wälzschälens in diese Prozessketten und den gleichzeitig gestiegenen geometrischen Anforderungen stellt sich die Frage: Was folgt nach der Wärmebehandlung? Bisher sind die Prozessstufen Wälzschälen, Wärmebehandlung und Feinbearbeitung – etwa durch Innenverzahnungshonen - noch nicht effizient aufeinander abgestimmt.

Im Projekt wird die optimale und optimierte Kombination der eingesetzten Verfahren untersucht.