Modellierung, Simulation und Kompensation von thermischen Bearbeitungseinflüssen beim Wälzfräsen von Zahnrädern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thorsten Halle; Professor Dr.-Ing. Bernhard Karpuschewski
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178975135

Beim Wälzfräsen von Zahnrädern kommt es unter den Bedingungen der Trockenbearbeitung zu thermisch bedingten Verzahnungsabweichungen. Bei mittleren und großen Moduln und insbesondere dann, wenn die Zahnräder nicht hartfeinbearbeitet werden, kann es deshalb zu Toleranzüberschreitungen kommen. In der Praxis werden diese thermisch bedingten Verzüge durch Nassbearbeitung vermieden, was mit erheblichen Nachteilen für die Umwelt verbunden ist. In drei Schritten sollen ausgehend von einem Modellversuch, bei dem jeder Span und damit jede lokal und zeitlich variable Wärmequelle separat betrachtet werden kann, bezüglich der einzelnen Wärmequellen identifiziert und quantifiziert werden. Neben experimentellen Untersuchungen werden die Spanbildungsvorgänge mithilfe der Finite-Elemente-Methode simuliert und analytische und semi-empirische Zusammenhänge zwischen Werkstoff- und Prozesskenngrößen, Spanform und Wärmeeintrag ermittelt. Anhand der thermischen Quellen werden in einem zweiten Schritt der Temperatureintrag in das Werkstück und der Verzug während des Realprozesses betrachtet. Im dritten Antragszeitraum sollen Möglichkeiten zur Vermeidung bzw. Kompensation des Wärmeverzuges beim Wälzfräsen von Zahnrädern ermittelt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1480: Modellierung, Simulation und Kompensation von thermischen Bearbeitungseinflüssen für komplexe Zerspanprozesse