Verzahnungswerkzeuge So verrundet man bei Verzahnungswerkzeugen die Schneidkanten richtig

Autor / Redakteur: Thilo Horvatitsch / Peter Königsreuther

Der Beschichtungsspezialist Oerlikon Balzers rät, wie Hersteller, Schleifer, Beschichter und Endkunden auch bei komplexen Verzahnungswerkzeugen bei der Kantenverrundung eine Punktlandung hinlegen.

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Wenn das Zusammenspiel zwischen Hersteller, Schleifexperten und Beschichtern stimmt, dann ergeben sich optimal verrundete Schneidkanten an Werkzeugen. Wie hier an einem Wälzfräser für Verzahnungsanwendungen.
Wenn das Zusammenspiel zwischen Hersteller, Schleifexperten und Beschichtern stimmt, dann ergeben sich optimal verrundete Schneidkanten an Werkzeugen. Wie hier an einem Wälzfräser für Verzahnungsanwendungen.
(Bild: V. Nothdrurft / Oerlikon Balzers)

Anspruchsvolle Zerspanungsanwendungen, zu denen das Wälzschälen gehört, erfordern sehr präzise, eng tolerierte Werkzeuge. Faktoren wie die Substratauswahl, die Schliffstrategie, die Geometrie und die Oberflächenqualität sind verantwortlich dafür, ob die Kantenverrundung den Wunschvorstellungen entspricht. Sie entscheiden auch über die Thermomechanik und Tribologie beim Schneiden, wirken sich auf das Span- und Verschleißverhalten aus und sind letztlich die bestimmenden Parameter für die Länge der Standzeit und letztendlich die Fertigungsqualität. Einfluss nimmt auch das jeweilige Verfahren, das für die Kantenpräparation sorgt und meist nicht nur auf die Kante, sondern auf das ganze Werkzeug einwirkt.

Ganz Speziell wird es beim Thema Schneidkantenradius. Denn je nach Anwendung, hängt dessen konkretes Maß vom Werkstoff, den Schnittdaten, dem Schneidstoff und der Stabilität der bearbeitenden Maschine ab. Dabei geht es nicht nur um die Größe des Radius, sondern auch um die (a)symmetrische Form der Rundung – den sogenannten K-Faktor. Denn er verrät, wie sich eine Schneidkante zur Span- oder Freifläche hin neigt.

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Das sollte man beim Messen des Kantenradius beachten

Für diese Messungen ist es wichtig festzulegen, ob vor oder nach der Beschichtung gemessen werden soll. Denn Beschichtungen erhöhen natürlich den Radius. Und je nach Beschichtungsprozess kann, physikalisch bedingt, an der stärksten Krümmung einer Schneide eine leicht erhöhte Schichtdicke entstehen. Auch der Messpunkt spielt eine Rolle. Denn am Kopf der Schneide ist der Radius größer als am Fuß derselben. Nicht zu vergessen ist auch, dass taktile Verfahren anders als optische messen. Will man den Kantenradius richtig erfassen, müssen also stets dieselben Verfahrenskriterien befolgt werden, damit ein Vergleich der Ergebnisse überhaupt möglich wird.

„Vor diesem Hintergrund sollten sich alle Beteiligten, also Werkzeughersteller, Schleifer, Beschichter und Endnutzer, austauschen“, rät Alexander Schindler, Segmentmanager Verzahnungswerkzeuge bei Oerlikon Balzers Deutschland. Denn soll am Ende das optimale Ergebnis vorliegen, sind alle Werkzeug- und Bauteilspezifikationen inklusive Sollwerte und Messangaben für die jeweilige Anwendung wichtig zu wissen. Regel: eine Kantenverrundung kann aber immer nur so gut sein, wie der vorherige Werkzeugzustand. Denn Schlifffehler, zu große Grate und Rauheiten lassen sich bekanntlich nicht mehr ausgleichen.

Mit Beschichtungs-Know-how und Nassstrahlen zu erhöhten Werkzeugstandzeiten

PVD-Beschichtungen, wie Balinit Altensa und Balinit Alcrona PRO können die wirtschaftliche Produktion von Zahnrädern und Getriebebauteilen unterstützen. Und durch der definierte Kantenpräparation kann der Wirtschaftlichkeitsaspekt der Beschichtungen noch erhöht werden. Und bei kleinmoduligen Verzahnungswerkzeugen mit filigranen Konturen eignen sich wiederum PVD-Beschichtungen wie Baliq Alcronos. Die S3p-Beschichtungstechnologie von Oerlikon Balzers, die homogenere Schichtdicken mit exakter Schneidkantenabbildung erzeugt, verringert hier den physikalischen Effekt der erhöhten Schichtdicken und damit Verrundungen an den Schneiden.

Oerlikon Balzers bietet zudem das Nassstrahlen von Werkzeugen an, das auf einer neu entwickelten Anlage durchgeführt wird. Damit wird die Präparation der Schneidkanten von Wälzfräsern zu einem K-Faktor von 1 oder größer möglich. Die Praxis hat dabei Standzeiterhöhungen zwischen 15 bis 50 Prozent erbracht. Der Nassstrahl-Service wird momentan für Einzel- und Serienwerkzeuge zur Verzahnung angeboten.

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