Untersuchung und Optimierung des Wälzschälverfahrens mit Hilfe von 3D-FEM-Simulation

Auteurs

• Christoph Kühlewein

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Das Wälzschälverfahren ist eine leistungsfähige Alternative zu etablierten Verzahnverfahren und bietet großes Potenzial in Bezug auf Flexibilität und Verfahrensintegration. Obwohl es vor über 100 Jahren entwickelt wurde, hat es sich kürzlich zu einem stark nachgefragten Verfahren entwickelt. Um es nachhaltig am Markt zu etablieren und verfahrensspezifische Instabilitäten zu beherrschen, ist ein umfassendes Prozessverständnis erforderlich. Diese Arbeit untersucht das Wälzschälen hinsichtlich der kinematischen Verhältnisse und der Mechanismen der Dreiflankenspansbildung. Hierfür wurden 3D-FEM-Simulationsmodelle entwickelt, die Einblicke in den Prozess bieten, die mit herkömmlichen Methoden nur eingeschränkt möglich sind. Die Analyse der Schneidenbewegungsbahn beim Eingriff in das Werkstückmaterial und die systematische Erweiterung der Erkenntnisse über die Wechselwirkungen der Prozessparameter, etwa auf die Werkzeugzahnbelastung, unterstützen das Verständnis und die Beherrschung des Prozesses sowie die Werkzeug- und Prozessauslegung. Die Erkenntnisse zu den Belastungszuständen an der Schneide mit hoher zeitlicher und lokaler Auflösung sind wertvoll für die Auswahl oder Entwicklung geeigneter Schneidstoff-Beschichtungskombinationen. Insgesamt wurde eine breite Wissensbasis zum grundlegenden Prozessverständnis generiert.

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• Année de publication: 2017