antriebstechnik 3/2018

Schneidwerkzeug erschließt Potenzial
bei der 5-Achs-Zahnradfertigung
Die 5-Achs-Bearbeitung von
Verzahnungen wird immer
bedeutsamer und stellt eine
flexible Ergänzung zu alt
eingesessenen etablierten
konventionellen
Herstellverfahren dar [1].
Hierbei stehen neben den
wirtschaftlichen Aspekten auch
die qualitativen Anforderungen
im Fokus. Durch eine neue
Technologie können gerade im
frühen Entwicklungsstadium
durch die immense Flexibilität
zeitliche Vorteile neu erschlossen
bzw. ausgeschöpft werden.
01 Neu entwickelte Schneidwerkzeuge
Das von Sandvik Coromant entwickelte Invomilling-Bearbeitungsverfahren
bietet durch die Kombination von Werkzeugund
Softwarelösung diese Flexibilität. Die CAD/CAM-Software, die
speziell für die Bearbeitung von Verzahnungen entwickelt wurde,
vereint die drei grundlegendsten Funktionen die für die wirtschaftliche
Herstellung funktionsfähiger Zahnräder gegeben sein müssen.
Diese Funktionen bilden die Berechnung der exakten Verzahnungsgeometrie
inkl. Makro- und Mikromodifikationen, die automatische
Berechnung der Fräsbahnen mit Vorgabe der zulässigen
Formabweichungen sowie Materialabtrags- und Maschinensimulation
in einem Programm und nicht zuletzt die hohe Anwenderfreundlichkeit.
Mit diesem Softwarepaket können neben der
namensgebenden Invomilling-Strategie auch Bearbeitungsstrategien
mit Standard Schaft-, Kugel- und Torusfräsern erstellt werden.
Durch Weiterentwicklungen im Bereich der Werkzeuge wird das
M. Eng. Thomas Glaser ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für
Antriebstechnik der Hochschule Aalen und Jochen Sapparth ist Product
Manager Invomilling bei der Sandvik Tooling Deutschland GmbH
in Düsseldorf
Verfahren auch für die Einbringung von Mikroflankenmodifikationen
interessant. Ein mehrjähriges Kooperationsprojekt zwischen
Sandvik Coromant und dem Institut für Antriebstechnik
Aalen beschäftigt sich mit der Untersuchung diverser Aspekte
dieses Herstellverfahrens.
Die Problemstellung
In der Regel werden Verzahnungen nach der Wärmebehandlung
üblicherweise geschliffen bzw. wird eine Feinbearbeitung durchgeführt.
Ziel dieser Feinbearbeitung ist es, die fertigungsbedingten
Maß- und Formabweichungen in Form von Flankenlinien-, Profillinien-,
Rundlauf- und Teilungsabweichungen aus der Vorbearbeitung
und der Wärmebehandlung zu korrigieren [2]. Zudem werden
bei der Feinbearbeitung nach heutigem Stand der Technik häufig
Zahnflankenmodifikationen eingebracht. Diese Modifikationen
sollen das Geräusch- und Tragfähigkeitsverhalten der Verzahnungen
verbessern und die lastbedingten Verformungen des Zahnrad-
Welle-Lagersystems kompensieren. Diese Mikrozahnflankenmodifikationen
treten sowohl in Profil- oder Flankenrichtung als auch in
Kombination beider auf. In diesem Artikel werden Ergebnisse aus
der Praxis bezogen auf Bearbeitungszeit und Verzahnungsqualität
beim Einsatz dieses Mehrachs-Bearbeitungsverfahrens beschrieben.
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