Wälzschälen

Beim Wälzschälen handelt es sich um ein kontinuierlich abwälzendes Fertigungsverfahren, das durch eine hohe Produktivität bei gleichzeitig großer geometrischer Flexibilität gekennzeichnet ist. Das Verfahren vereint damit die Vorteile des Wälzfräsens und Wälzstoßens und eignet sich vor allem zur Bearbeitung von Innenverzahnungen oder kollisionskritischen Verzahnungen in der Nähe von Störkonturen.

Das Wälzschälen mit geometrisch bestimmter Schneide ist ein typisches Verfahren zur Vor- bzw. Weichbearbeitung von Verzahnungen. Es kann aber durchaus auch für die Feinbearbeitung eingesetzt werden. Im Unterschied zu anderen Verzahnverfahren mit bestimmter Schneide ist das Wälzschälen durch stark veränderliche Schnittbedingungen während des Schneideneingriffs gekennzeichnet. Dies betrifft insbesondere die effektiven Span- und Freiwinkel, aber auch Geschwindigkeits- und Kraftvektoren. Aus diesen Gründen kommt der Werkzeug- und Technologieauslegung eine entscheidende Rolle zu.

Zur zielgerichteten Zerspanungsoptimierung wurde am Fraunhofer IWU ein Prozessmodell entwickelt und in die Software »SkiveAll« überführt. Mit dieser Software können das Werkzeugprofil und die entsprechenden Einstellparameter unter Berücksichtigung der kennzeichnenden Technologieparameter, wie z.B. des Achskreuzwinkels und der zu bearbeitenden Werkstückgeometrie, berechnet werden. Darüber hinaus können die Kinematik und der Zahneingriff simuliert werden. Im Ergebnis erhält der Nutzer Aussagen zum optimalen Prozesswinkel sowie zu den effektiven Geschwindigkeiten und Spanungsgeometrien.

Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die Untersuchung unterschiedlicher Zustellstrategien. Deren Auslegung hat wesentlichen Einfluss auf die Produktivität und Prozesssicherheit des Wälzschälens. Ziel ist es, individuelle Einstell- und Schnittparameter für jeden einzelnen Schnitt zu ermitteln und somit die Hauptzeit und den Werkzeug-Standweg zu optimieren. Mithilfe verschiedenster Zerspanungsversuche können wir die Auslegungsergebnisse verifizieren, unterschiedliche Zustellstrategien bewerten und Standwege ermitteln. Zukünftig soll das Verfahren für die Hartfeinbearbeitung weiterentwickelt werden.