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maschine+werkzeug 07/2013

Komplette Prozesskette

EXTRA Verzahnung

Fräsen - Für das Fünf-Achs-Fräsen unterschiedlicher Zahnradtypen bietet Depo eine komplette Prozesskette bestehend aus fünfach-simultanfähigen Hochleistungs-Bearbeitungszentren, Zahnradberechnungs- und Programmiersoftware sowie Werkzeugen.

»Hier geht es zur Zahnradtechnologie von Depo.

Das sogenannte Fünf-Achs-Verzahnungsfräsen auf Bearbeitungszentren ist zugeschnitten für die Einzelteilfertigung sowie niedrige Stückzahlen unterschiedlicher Gerad-, Schräg- und Spiralverzahnungen.

Grundlage ist ein präzises, fünfachs-simultanfähiges Bearbeitungszentrum, um individuelle Stirnräder, Kegelradsätze und andere Zahnformen mit unprofilierten Vollhartmetall-Fräswerkzeugen in der Weich- und Hartbearbeitung zu fräsen. Zusätzlich zu Fünf-Achs-Bearbeitungszentren setzt Depo bei großen Werkstückaußendurchmessern auf sechs- beziehungsweise sieben-achsige vertikale und horizontale Bearbeitungszentren.

Statt eines Simultanfräsens mit mitdrehendem Maschinentisch bei Fünf-Achs-Bearbeitungszentren werden die Maschinenachsen X, Y, Z mit zwei Achsen im Gabelfräskopf für Dreh- und Schwenkbewegungen kombiniert. Der Drehtisch übernimmt lediglich die Teilung von Zahnlücke zu Zahnlücke.

Somit spielt der Massenträgheitsmoment von unterschiedlichen Werkstückgewichten bei kleinen und großen Teilen eine untergeordnete Rolle. Zum Fräsen von komplexen, freien Formen auf Bearbeitungszentren– also auch Verzahnungsgeometrien – werden 3D-Zahnprofile statt 2D-Werkstückdaten benötigt. Die anwenderfreundliche und praxisorientierte Zahnradberechnungssoftware Depo Gear-Engineer des Depo-Kooperationspartners GWJ Technology ermöglicht dem Anwender eine komfortable Auslegung, Optimierung und Nachberechnung von Verzahnungen.

Basis ist eine mathematische Berechnung mit kinematischer Herstellsimulation identisch zur herkömmlichen Fertigung auf Abwälzfräsmaschinen, Stoß- und Kegelradfräsmaschinen. Das Ergebnis zeigt eine präzise und vollständige 3D-Zahnform bestehend aus Zahnkopf, Zahnflanken und Zahnfuß als Grundlage für das Fünf-Achs-Verzahnungsfräsen. Die Festigkeit und Tragfähigkeit bei diesen fünf-achsgefrästen Verzahnungen entsprechen Bearbeitungen auf klassischen Zahnradbearbeitungsmaschinen.

Neben der Berücksichtigung der Flankenspielvorgabe werden über die Plausibilitätsprüfung Eingriffsstörungen, Unterschnitt, Mindestzahnkopfdicke und Herstellbarkeit generell kontrolliert.

Darüber hinaus ermöglicht das Fünf-Achs-Fräsen unter Verwendung unprofilierter Werkzeuge interessante konstruktive Freiheiten, die insbesondere vorzugsweise für die Optimierung von Tragbildern an Kegelradsätzen genutzt werden. Als Kontrollfunktion wiederum kommt die integrierte Tragfähigkeitsberechnung nach DIN/ISO für Stirnräder und ISO für Kegelradpaare zum Tragen. Die Zahnkontaktanalyse TCA ermöglicht vor Fertigungsbeginn die Prüfung des Tragbildes. Diese Simulationsberechnung kann mit dem Tuschieren und Abrollen von Rad und Gegenrad auf einer Laufprüfmaschine ohne Last verglichen werden.

Korrekturschleifen, die man üblicherweise bei der herkömmlichen Kegelradfertigung (Closed-Loop) kennt, sind nicht notwendig. Das gefräste Tragbild entspricht in Größe und Lage dem Simulationsergebnis ohne korrigierende Nacharbeiten.

Für Messungen auf Koordinatenmesssystemen und Klingelnberg-Zahnradmessgeräten gibt Depo Gear-Engineer passende Sollmessdatensätze aus. Im Format Step und Iges wird das 3D-Zahnprofil als Volumenmodell, als verlängertes Flächenmodell sowie Leitkurven für eine komfortable Fräsprogrammierung generiert.

Beim Fünf-Achs-Fräsen auf Bearbeitungszentren ist der Modulbereich entgegen herkömmlicher Zahnradbearbeitungsmaschinen nicht limitiert. Individuell gewählte Frässtrategien in einem CAM-System sind für kleine und große Zahnlücken daher sinnvoll.

Depo CAM zeichnet sich durch eine hohe Bedienerfreundlichkeit beim Programmieren aller Freiformflächen aus und ermöglicht eine einfach erlernbare, fertigungsorientierte Handhabung durch den Maschinenbediener. Zum Programmieren der Fräszyklen wird die durch Depo Gear-Engineer erzeugte Zahnraddatei als Step oder Iges im Depo CAM geöffnet. Durch Flächenselektion werden Zahnflanken und Zahnfuß separiert und einzelne Fräsprogramme zum Schruppen sowie Zahnfuß- und Schlichtbearbeitung als Fünf-Achs-Simultanfräsen generiert.

Die Flächenverlängerung sowie Leitkurven stellen sicher, dass das Werkzeug sauber in und durch die Zahnlücke geführt wird. Die Shift-Funktion ermöglicht den Einsatz eines unprofilierten Schaftfräsers bei der Schlichtbearbeitung über die volle Nutzungslänge. Innerhalb einer Zahnflanke werden Bereiche der Nutzungslänge versetzt verwendet.

Verzahnungsqualitäten werden insbesondere maßgeblich durch den Werkzeugverschleiß beim Schlichten bestimmt. Bei Kegelradsätzen liegen die Erfahrungswerte von Anwendern bei DIN 2/3 bei kleinen Durchmessern sowie bei DIN 4/5 bei Kegelradaußendurchmessern größer 1000 mm.

Eine Werkzeugsimulation gibt den jeweiligen Ablauf der Fräsprogramme visuell wieder. Abrufbare Bearbeitungsmodelle zeigen das berechnete Fräsergebnis schrittweise nach jedem Fräsprogrammdurchlauf.

Fünf-Achs-Simultanprogramme werden darüber hinaus durch eine integrierte Anti-Kollisionskontrolle in Verbindung mit einer Maschinensimulation komplettiert. Der Bearbeitungsplan zum Werkstück zeigt eine Zusammenfassung aller erstellten Fräsprogramme einschließlich Fräszeiten.

  • Depo zeigt sich beim Fünf-Achs-Fräsen von Verzahnungen als kompetenter Partner für die Zahnradbranche.

    Depo zeigt sich beim Fünf-Achs-Fräsen von Verzahnungen als kompetenter Partner für die Zahnradbranche.

  • Eine Werkzeugsimulation gibt den jeweiligen Ablauf der Fräsprogramme visuell wieder.

    Eine Werkzeugsimulation gibt den jeweiligen Ablauf der Fräsprogramme visuell wieder.

  • Die Shift-Funktion ermöglicht den Einsatz eines unprofilierten Schaftfräsers bei der Schlichtbearbeitung über die volle Nutzungslänge.

    Die Shift-Funktion ermöglicht den Einsatz eines unprofilierten Schaftfräsers bei der Schlichtbearbeitung über die volle Nutzungslänge.

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Unternehmensinformation

DEPO GmbH & Co. KG

Von-Liebig-Str. 34
DE 33428 Marienfeld
Tel.: 05247-9800-0
Fax: -40

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