Modellierung und Berechnung von Spanungsparametern, Kräften und Temperaturen beim Fräsen von Kegelrädern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5412468

Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen die verfahrensbedingten Spanungsparameter beim Fräsen von Kegelradverzahnungen modelliert werden. Unter Anwendung dieses Berechnungsmodells werden Einflussparameter auf die Spanbildung beim Fräsen von Kegelradverzahnungen ermittelt. Grundlegende Einflussparameter sind dabei zunächst die Schnittlänge, die Spanungsdicken und die effektiven Freiwinkel. Aus diesen lassen sich weiter die Spanungsquerschnitte und die Volumina der unverformten Späne ermitteln, sowie bezogene Spanungskenngrößen, wie z.B. das Spanvolumen pro Schneidkantenlänge. Mit Hilfe dieser Spanungsmodellierung wird eine Beurteilung des Werkzeugverschleißverhaltens durch die Abschätzung der Schneidenbelastung aufgrund des während des Schnitts abgetragenen Materials angestrebt. Bisher war dies nicht möglich, da die komplexen kinematischen Zusammenhänge eine einfache analytische Berechnung ausschließen. Das geplante Berechnungsmodell soll die Spanerzeugung der verschiedenen kontinuierlichen und teilenden Fräsverfahren mit messerkopfförmigen Werkzeugen abbilden. Mit den Ergebnissen aus dem ersten Teil des Forschungsvorhabens soll es möglich werden, das Verschleißverhalten von Werkzeugen beim Fräsen von Kegelrädern aufgrund der gebildeten Späne zu analysieren und im Voraus zu bestimmen. Im zweiten Teil des Vorhabens soll dann die Berechnung der Bearbeitungskräfte und der Temperaturen aufbauend auf dem erarbeiteten Modell erfolgen. Wenn die angestrebten Ziele erfolgreich realisiert werden können, kann die Prozess- und Werkzeugauslegung auch unter dem Gesichtspunkt der Prognose des Verschleißverhaltens in Zukunft wesentlich realistischer verfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen