Werkstück-Werkzeug-Interaktion beim Feinschneiden von Schrägverzahnungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262723731

Feinschneiden ist ein Scherschneidverfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von Blechbauteilen mit hohen Qualitätsanforderungen an die geschnittenen Oberflächen und die geometrischen Toleranzen der Bauteile. Diese Vorteile wurden vom Antragsteller gemeinsam mit einem Industriepartner durch eine Erweiterung der Prozesskinematik erstmals für Schrägverzahnungen nutzbar gemacht. Dabei hat sich gezeigt, dass die Übertragung der vom konventionellen Feinschneiden bekannten Prozessauslegung auf die neue Kinematik nicht ausreicht, um eine zufriedenstellende Bauteilqualität zu erzielen. Defizite bestehen sowohl in der Schnittflächenqualität als auch in der geometrischen Genauigkeit der Zahnräder. Die Hauptursachen hierfür liegen in einer Veränderung des Werkstoffflusses im Werkstück sowie der Werkzeugbelastung und -verformung während des rotationsüberlagerten Feinschneidprozesses im Vergleich zum konventionellen Feinschneiden. Beide Aspekte werden wesentlich von der Werkzeuggeometrie, der Ringzackenkraft, der Gegenkraft sowie der Lage und der Form der Ringzacke als primäre Prozessparameter beeinflusst. In diesem Vorhaben wird anhand von Experimenten und Finite-Elemente-Simulationen der Einfluss der genannten Faktoren auf die Bauteilqualität untersucht. Besonders berücksichtigt werden dabei die Wechselwirkungen zwischen Werkzeugverformung und Werkstofffluss im Werkstück. Ergebnis ist ein Prozessmodell, das die für die Bauteilqualität entscheidenden Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge beim rotationsüberlagerten Feinschneiden von Schrägverzahnungen erklärt und so eine verständnisbasierte Prozessauslegung ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen