Simulationsbasierte Vorhersage von Randzonenveränderungen beim Schälwälzfräsen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ekkard Brinksmeier; Dr.-Ing. Volker Böß
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233889920

Beim Schälwälzfräsen wird die Zahnflanke über mehrere Spanvorgänge mit unterschiedlichen Eingriffsbedingungen unter oberflächennaher Scherverformung bearbeitet. Dabei erfährt die Randzone der Zahnflanke je nach Wälzstellung eine veränderte thermomechanische Belastung. Dementsprechend unterschiedlich sind auch die Randzonenveränderungen, wie beispielsweise Beträge und Richtungen der Haupteigenspannungen auf der Zahnflanke. Die Eigenspannungsverteilung beeinflusst schließlich die Belastbarkeit und Lebensdauer der Zahnräder, da das Schälwälzfräsen ein Endbearbeitungsverfahren ist. Eine Prognose der Verteilung der eingebrachten Eigenspannungszustände auf der Zahnflanke ist aktuell nicht möglich. Eine messtechnische Erfassung der durch den Prozess eingebrachten Eigenspannungsverteilung erfordert andererseits einen sehr hohen Aufwand. Aus diesen Gründen soll im Vorhaben basierend auf Analogieversuchen und einer kinematischen Simulation des Schälwälzfräsens ein Eigenspannungsmodell entwickelt werden, mit dem die Quellspannungen sowie die Hauptspannungsrichtungen auf der Zahnflanke ortsaufgelöst modelliert werden können. Der wissenschaftliche Erkenntnisgewinn besteht in der Modellierung der Eigenspannungsverteilung, die eine aufwandsreduzierte Messung von Eigenspannungen mit sich bringen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena