Development of hard precision machining for gear shaping by crystalline diamond-coated tools

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jürgen Schmidt
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5380870

Das Fertigungsverfahren Wälzstoßen findet sein Einsatzgebiet bei der Herstellung von Verzahnungen mit räumlich begrenzten Verhältnissen, wie z. B. Stufenwellen und Hohlräder, die eine kompakte und raumsparende Getriebebauweise erlauben. Ein neuer Ansatz zur Feinbearbeitung dieser zumeist gehärteten Verzahnungen durch Wälzstoßen ist die Zerspanung mit Werkzeugen, die mit kristallinem Diamant beschichtet sind. Die mit diesen Werkzeugen durchgeführten Vorversuche zeigen, dass gute Verzahnungs- und Oberflächenqualitäten erreicht werden können. Das Verschleißverhalten der Werkzeuge ist stark von den Eingriffsverhältnissen, der Schnittgeschwindigkeit und der im Zerspanprozess vorliegenden Spanungsdicken abhängig. Bisher fehlen bei diesem neuen Verfahren wissenschaftliche Grundlagenuntersuchungen, sodass die Abtrags- und Verschließmechanismen in Abhängigkeit der genannten Bearbeitungsparameter und deren Auswirkungen auf das Werkstoffgefüge unbekannt sind. Ziel des Vorhabens ist es, durch Simulation der Kinematik des Wälzstoßens, die im Prozess auftretenden Spanungsdicken zu berechnen und die Vorschubparameter des Zustellverfahrens dahingehend zu optimieren, dass eine gleichmäßige Verteilung der Schnittlast auf dem Werkzeug erreicht wird. Durch diese gleichmäßige Belastung der Werkzeugschneide kann der Werkzeugverschleiß reduziert werden. Die Simulation soll durch experimentelle Untersuchungen verifiziert werden. Abschließend wird mit optimalen Bearbeitungsparametern die Standmenge der Werkzeuge ermittelt.

• DFG Programme: Research Grants