Wälzfräsen gehört zu den wirtschaftlichsten und genauesten Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen. Der Wälzfräser besitzt die Form einer ein- oder mehrgängigen Schnecke mit am Umfang verteilten Schneiden und den dazugehörenden Spanräumen.
Ähnlich einem Schneckengetriebe kämmen beim Wälzfräsverfahren Werkzeug und Werkstück kontinuierlich in der Verzahnungsmaschine. Der Wälzfräser zerspant dabei die Zahnlücken, so dass die erforderlichen Zahnprofile entstehen. Es treten keine Teilungsfehler auf und auch Profilabweichungen, wie sie beim klassischen Teilverfahren vorkommen können, sind bei diesem Verfahren ausgeschlossen.
In den letzten Jahren sind abhängig von der Modulgröße Einsatzschwerpunkte für Wälzfräser aus unterschiedlichen Schneidstoffen entstanden. Bei größeren Modulen haben sich zunehmend Werkzeuge mit tangential montierten Hartmetall-Schneidplatten durchgesetzt. Dieses System bietet eindeutige Vorteile gegenüber den HSS-Fräsern oder den Werkzeugen mit gelöteten Hartmetall-Schneiden. Denn so kann Hartmetall als Schneidstoff auch bei größeren Fräserdurchmessern wirtschaftlich eingesetzt werden. Weiter ermöglichen die langlebigen Fräserkörper auch durch die Bestückung mit anderen Profilplatten, zum Beispiel für die Herstellung einer Zahnkontur mit Protuberanz, einen multiplen Einsatz und können so die Investitionskosten reduzieren. Noch größer sind jedoch die Einsparungen dadurch, dass die Schneidplatten „vor Ort“ gewechselt werden können und die Werkzeuge nicht mehr zum Nachschleifen und Neu-Beschichten außer Haus gegeben werden müssen. Es werden also sowohl der logistische Aufwand und die Lagerkosten reduziert als auch Energie eingespart und die Umwelt weniger belastet.
Bei den Wälzfräsern mit kleineren Modulen, etwa von Modul 4 bis Modul 10, sieht die Marktsituation noch etwas anders aus. Hier dominiert nach wie vor HSS als Schneidstoff, mit einem Anteil von mehr als 70%. Begrenzte Schnittgeschwindigkeiten, kurze Standzeiten, aufwendiges Nachschleifen und Neubeschichten sowie das durch die jeweilige Durchmesserverringerung bedingte Nachsetzen der Zustellung sind bekannte Einschränkungen der HSS-Werkzeuge.
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| Der CoroMill 176-Wälzfräser ist sowohl mit Aufnahmebohrung als auch mit Coromant Capto®-Schnittstelle erhältlich. Ein besonderes Merkmal beider Fräsertypen ist die große Anzahl effektiver Schneiden. |
Für diesen Anwendungsbereich der kleineren Module hat Sandvik Coromant den CoroMill 176 entwickelt. Das Besondere an diesem Fräser ist die radiale Einbaulage der austauschbaren Vollprofil-Schneidplatten. Dieser neue und innovative Wälzfräser zum Schruppen, Semi-Schlichten und Schlichten wird zunächst in den Modulgrößen 4 bis 6 geliefert. Eine Programmerweiterung auf den Bereich Modul 4 bis 9 ist für Anfang 2012 geplant. Zahnräder mit Modul 4 bis 9 finden sich zum Beispiel in Getrieben für Windkraftanlagen, Züge, Kräne, Bau-, Landwirtschafts- und großen Sondermaschinen.
Bei Werkzeugen für größere Module sind vorwiegend Fräser mit tangential montierten Hartmetall-Schneiden bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sich immer zwei gegenüberliegende Platten zu einem vollen Profil ergänzen müssen. Und da die Schneidplatten mit ihrer vollen Breite in die Teilung am Fräser-Umfang eingehen und jede Platte auch noch ihren eigenen Spanraum benötigt, ist die Anzahl der effektiv wirksamen Schneiden eines Fräsers begrenzt. Bei kleineren Wälzfräsern ist eine wirtschaftliche Anzahl von tangentialen Schneidplatten noch schwieriger unterzubringen. Außerdem ist der Zugang zu den Befestigungsschrauben der Schneidplatten in der Regel extrem begrenzt.
Der von Sandvik Coromant neu entwickelte Plattensitz für die Schneidplatten des CoroMill 176 in Verbindung mit der optimierten Keilklemmung garantiert eine exzellente Wiederholgenauigkeit beim Plattenwechsel und verhindert jede Plattenbewegung beim Einsatz der Wälzfräser. Die radialen Keilschrauben sind sehr gut zugänglich und erlauben eine einfache, schnelle und sichere Montage der Schneidplatten. Die Keilklemmung macht es auch möglich, dass die Anzahl der effektiven Schneiden, bezogen auf den Fräserdurchmesser, jeweils sehr hoch ist. Das Fräsprofil mit Standard-Platten entspricht DIN 3972-2 und die Wälzfräser werden in der Toleranzklasse B, entsprechend DIN 3968, geliefert. Die Bestückung mit Sonderplatten für Zwischengrößen oder für Zahnprofile mit Protuberanz ist möglich.
Der wesentliche Vorteil beim Einsatz der Neuentwicklung CoroMill 176 im Vergleich zu HSS-Werkzeugen ist der große Produktivitätszuwachs durch erheblich höhere Schnittgeschwindigkeiten, reduzierte Bearbeitungszeiten und deutlich geringere Kosten pro Werkstück. Produktivitätssteigerungen von mehr als 50% haben sich in vielen Fällen als realistisch erwiesen.
Die gegenüber HSS-Werkzeugen um ein Mehrfaches höhere Standzeit des CoroMill 176 erhöht die effektive Maschinen-Nutzungszeit und ermöglicht so eine weitere Steigerung des Fertigungsausstoßes. Bei den bisherigen Einsatzfällen wurde eine drei- bis fünfmal längere Standlänge erzielt. Trockenbearbeitung ist ohne Standzeitreduzierung möglich.
Profil und Durchmesser bleiben auch nach dem Schneidplattenwechsel erhalten, so dass die Maschineneinstellung nicht nachjustiert werden muss.
Gegenüber HSS-Werkzeugen entstehen wesentlich geringere Kosten bei Handling und Logistik, da die Schneidplatten direkt an der Maschine gewechselt werden können und kein Transport zu Nachschleif- und Beschichtungs-Einrichtungen mehr nötig ist. Außerdem werden insgesamt weniger Werkzeuge benötigt, um eine gesicherte Fertigung zu garantieren.
Mit den neuen Abwälzfräsern kann ein Technologiewandel herbeigeführt werden. Die Anwender erhalten Werkzeuge, die sie für eine kostengünstigere und sicherere Produktion einsetzen können. Darüber hinaus senkt der Einsatz vom CoroMill 176 die Investitionskosten und macht dank einfacherer Handhabung unabhängiger von externer Werkzeugaufbereitung.
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