Ermittlung der Belastbarkeitsgrenzen beschichteter Hartmetallwerkzeuge beim Wälzfräsen

An vielen Stellen werden auf Grund des hohen Wirkungsgrades und des geringen Platzbedarfes Zahnradgetriebe zur Anpassung der Motordrehzahl an die gewünschte Ausgangsdrehzahl verwendet. Im Bereich der PKW- und LKW-Verzahnungen (Modul 1 bis 5 mm) wird heute, soweit die Bauteilgeometrie dies zulässt, das Wälzfräsen als Vorbearbeitungsverfahren eingesetzt. Dabei fordern die ökonomischen und ökologischen Rahmenbedingungen eine Weiterentwicklung in Richtung der hochproduktiven Trockenbearbeitung. Beim Trockenwälzfräsen können höhere Schnittgeschwindigkeiten als bei der Nassbearbeitung erreicht werden. Die Einsparung des Kühlschmierstoffes und die Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bringen wirtschaftliche Vorteile. Hartmetall ist auf Grund seiner höheren Warmhärte der für diesen Anwendungsfall prädestinierte Schneidstoff. In dieser Arbeit werden repräsentativ drei verschiedene Module untersucht, um möglichst viele Probleme bei der Fertigung der jeweiligen Verzahnungen aufzuzeigen. Hierzu wurden Modul 1,23 mm als PKW-Planetenrad, Modul 2,7 mm als Übergangsbereich zwischen PKW und LKW und Modul 3,45 mm als LKW-Rad untersucht. Dabei wurden ausgehend vom industriellen Stand der Technik die Schnittwerte so variiert, dass das Hartmetallwerkzeug an seine Belastungsgrenzen kam. Parallel dazu wurde mittels Simulationsrechnungen nach geeigneten Belastungskenngrößen gesucht, um die auftretenden Verschleißphänomene zu erklären bzw. vorhersagen zu können.