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Wälzschälen mit kleinen Achskreuzwinkeln

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Von:

Bruno Vargas

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Getriebebauteile weisen oft Störkonturen in Form von Wellenschultern auf, die die Verzahnungsbearbeitung durch das Wälzschälen aufgrund des Werkzeugauslaufes einschränken. Durch die Reduktion des Achskreuzwinkels kann dessen Auslauf gekürzt und somit die Verfahrensflexibilität erhöht werden. Um das Bauteilspektrum des Wälzschälverfahrens zu erweitern und mit dem Wälzstoßen konkurrieren zu können, muss der Achskreuzwinkel vom typischen Bereich zwischen 15° und 30° auf lediglich 5° bis 15° reduziert werden. Diese Verringerung führt jedoch zu ungünstigen Eingriffsbedingungen und erhöhtem Werkzeugverschleiß. Hauptziele der vorliegenden Arbeit sind die Ermittlung der technischen Prozessgrenzen und die Umsetzbarkeitsanalyse des Wälzschälens mit kleinen Achskreuzwinkeln. Um diese Ziele zu erreichen und die identifizierten Forschungsdefizite zu beseitigen, wurde das Verfahren im vollen Umfang untersucht. Basierenden auf den theoretischen und experimentellen Untersuchungen wurden die Prozessgrenzen diskutiert und Richtlinien zur Vorauslegung von Wälzschälprozessen mit kleinen Achskreuzwinkeln abgeleitet. In der Umsetzbarkeitsanalyse am Beispiel eines Demonstratorbauteils aus dem Bereich Aerospace wurden die Einflüsse von Achskreuzwinkel und Werkzeugzähnezahl auf die Prozesshauptzeit und voraussichtliche Standmenge anhand der kenngrößenbasierten Prozessvorauslegung quantifiziert. Die erzielten Ergebnisse zeigen die Herausforderungen der anspruchsvollen Eingriffsbedingungen auf. Gleichzeitig bieten sie Ansatzpunkte für das enge Prozessfenster und ermöglichen den Anwendern eine Beurteilung, welche Verzahnungen mit Störkonturen durch das Wälzschälen wirtschaftlich bearbeitet werden können.