Dazugelernt Universelle Dreh- und Fräsmaschinen können jetzt Wälzschälen

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Das Wälzschälen – etwa zur Herstellung von Getrieben für die E-Mobilität – ist ein Mix aus Wälzfräsen und Wälzstoßen. Mit „SkiveAll“ können das jetzt auch normale Dreh- oder Fräszentren, heißt es.

Das Wälzschälen ist ein innovatives Zerspanungsverfahren zur Fertigung hochwertiger verzahnter Bauteile, wie sie etwa in Planetengetrieben für die Elektromobilität benötigt werden, wie Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) aus Chemnitz erklären. Es kombiniert die Produktivität des Wälzfräsens, bei dem das Fräswerkzeug fast parallel zur Achse des Werkstücks bewegt wird, um quasi die Zahnlücke herauszuarbeiten, mit der Flexibilität des Wälzstoßens. Letzteres kann sowohl gerade als auch schräge Innen- und Außenverzahnungen erzeugen. Das Softwarepaket „SkiveAll“ unterstützt nun bereits seit mehreren Jahren bei der Auslegung der dazu erforderlichen Mehrschnittstrategien. Aber die neue Funktion „Maschinenzyklus“ bringt Universalmaschinen wie Dreh- oder Fräszentren das Wälzschälen bei, wie die Forscher betonen. Dieses jüngste Release der Software sei deshalb sowohl für Maschinenhersteller als auch für Anwender attraktiv. Maschinenherstellern bietet es nämlich die Option, eine direkte Schnittstelle zur Prozessauslegungssoftware „SkiveAll Basic“ herzustellen, wodurch die Universalmaschinen für das Wälzschälen befähigt werden. Die Anwender wiederum können damit ihre vorhandenen Dreh- oder Fräszentren eben für Verzahnungsaufgaben fit machen.

Das sind die Vorteile des Prozesses Wälzfräsen

Beim Wälzfräsen, um das Ganze noch etwas zu vertiefen, stehen die Achsen von Werkzeug und Werkstück in einem definierten Winkel zueinander. Beide müssen dazu aber sehr präzise gekoppelt miteinander rotieren. Durch die Schrägstellung des Werkzeugs entsteht eine Relativbewegung, die das Material der Zahnflanken entfernt. Per zusätzlicher Vorschubbewegung kann die vollständige Zahnbreite spanend bearbeitet werden. Durch den kontinuierlichen Prozess ist das Wälzschälen auch noch deutlich schneller als das Stoßen. Das Verfahren eignet sich für die Bearbeitung von Innen- und Außenverzahnungen an rotationssymmetrischen Werkstücken. Es kann aber auch für schwer zerspanbare Werkstoffe eingesetzt werden, heißt es aus Chemnitz. Gleichermaßen stehe es für exzellente Oberflächen und Maßhaltigkeit. Aber, wie gesagt, es bedarf einer exakten Steuerung der Werkzeugbewegungen.

Modulare Wälzschälsoftware hilft von Anfang an

Die speziell entwickelte Software „SkiveAll“ unterstützt Anwender also bei der Auslegung von Wälzschälprozessen. Das reicht von der Werkstückdefinition über die kinematische Auslegung bis hin zur Berechnung der Werkzeuggeometrie. Aber auch die Prozessanalyse gehört dazu. Die Software ist außerdem modular aufgebaut. Der zentrale Baustein ist das Auslegungsmodul „SkiveAll Basic“.

Bei ihm werden auf Grundlage von Informationen zur Werkstückgeometrie mehrere Technologievarianten entworfen, geprüft und optimiert, heißt es dazu. Um das Werkzeugprofil zu berechnen sowie zur exakten Simulation von Bearbeitungsmöglichkeiten, kommt das Modul „SkiveAll 3D“ zum Einsatz. Für die Integration der im Modul Basic erzeugten Varianten steht eine Importschnittstelle zur Verfügung. Bereits seit 2016 bietet das IWU außerdem Fachseminare zum Wälzschälen und zum Einsatz der Softwaremodule Basic und 3D an, wie man abschließend erfährt.

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