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Wälzfräsen / Drehen

Welche Bedeutung die Verzahnungsproduktion in vielen Bereichen hat, zeigen bereits die vielfältigen Forschungsanstrengungen: Neue Beschichtungen für die eingesetzten Werkzeuge (für das Wälzfräsen), leistungsfähigere Maschinen mit Hochgeschwindigkeitstechnologie oder die Weiterentwicklung der Verfahren (Wälzfräsen) selbst stehen immer wieder im Zentrum.

Die Ziele sind dabei freilich die gleichen. Den Entwicklern geht es um niedrigere Stückkosten und das bei gleichzeitig verbesserter Qualität. Dabei ist die Herstellung von Zahnrädern und Bauteilen mit Verzahnelementen ohnehin besonders komplex – alleine schon aufgrund ihrer speziellen Geometrie.

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Kombinationstechnologie Drehen und Wälzfräsen: Verkürzung der Prozesskette für die Zahnrad-Herstellung

Bis zu zwei Milliarden Zahnräder werden weltweit pro Jahr hergestellt (ein Großteil davon durch das Wälzfräsen), so die Schätzung von Experten. Alleine für den Getriebebau im Automobilbereich entsteht eine riesige Zahl. Zugleich gilt es, besonders komplexe Formen und eine außergewöhnliche Bauteilqualität (vor allem bei verzahnten Komponenten) sicherzustellen. Bei vielen Anwendern geht diese Herausforderung mit einer längeren Produktionskette einher: Drehen, Wälzfräsen und Entgraten – jedes Verfahren erfolgt auf einer einzelnen Maschine.

Lange Durchlaufzeiten für das Zahnrad sind die Folge. Die Verzahnungsspezialisten und Technologieexperten für das Wälzfräsen bei EMAG bieten ihren Kunden eine viel schnellere Alternative für die Zahnradproduktion an. Sie integrieren alle Verfahren wie Wälzfräsen, Drehen und Entgraten in eine Aufspannung. Die Produktivität macht geradezu einen „Sprung“.

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Drehen und Wälzfräsen – Nebenzeiten radikal reduziert

Gerade im Bereich der Verzahnung bringt die Integration verschiedener Verfahren wie Drehen und Wälzfräsen enorme Vorteile mit sich. Drehen, Wälzfräsen und Entgraten müssen innerhalb einer Aufspannung und einer Anlage erfolgen, um die Kostenspirale wirksam nach unten drehen zu können. Die Maschinenbauer von EMAG waren vor einigen Jahren eine der Ersten, die diese Anforderung im Rahmen hocheffektiver und bewährter Maschinenreihen umgesetzt haben: Die vertikalen Kombinationsmaschinen für das Drehen und Wälzfräsen VSC 400 WF und VLC 250 WF führten beide zentralen Prozesse – Drehen und Verzahnen (Wälzfräsen) – zusammen.

Beispielhaft durchgerechnet für die Produktion eines Zahnrads mit zwei Drehprozessen und einem nachfolgenden Wälzfräs-Prozess bedeutet das: Während die Hauptbearbeitungszeit (Drehen und Wälzfräsen) im direkten Vergleich zwischen altem Prozess (mit insgesamt drei unterschiedlichen Anlagen) und neuem Prozess (mit einem Verzahnungs-Zentrum mit Technologieintegration Drehen und Wälzfräsen) gleich bleibt, reduzieren sich die Nebenzeiten deutlich. Die Zeiteinsparung durch die entfallenen Be- und Entladeprozesse sorgt also geradezu für einen Quantensprung in der Produktivität. Zugleich kann das EMAG Fertigungssystem mit Verfahrensintegration Drehen und Wälzfräsen mit geringeren Fertigungstoleranzen und weniger Ausschuss punkten. Außerdem benötigt das Verzahnungszentrum auch wesentlich weniger Platz in der Produktion.

Breites Anwendungsfeld für das Drehen und Wälzfräsen

In welchen Anwendungsbereichen kann die Technologiekombination Drehen und Wälzfräsen gewinnbringend eingesetzt werden? Grundsätzlich kommt es zunächst auf die verschiedenen Bearbeitungsprozesse an. Sie müssen sich sinnvoll aufteilen lassen. Keiner der beiden Prozesse (Drehen und Wälzfräsen) sollte eine deutlich längere Bearbeitungszeit als der andere benötigen. In diesem Sinn darf also zum Beispiel das Drehen nicht übermäßig lange Stillstände des Wälzfräsers verursachen. Ist diese Voraussetzung erfüllt, eröffnet sich allerdings ein breites Anwendungsfeld.

Radförmige Verzahnungsteile aller Art lassen sich in mittleren bis großen Losgrößen produzieren – viel schneller und deutlich genauer als das bisher der Fall war. Angesichts der riesigen Mengen von Zahnrädern, Zahnradwellen, Kupplungselementen, Synchronrädern und vielen ähnlichen verzahnten Werkstücken ergibt sich ein sehr breites Einsatzgebiet.

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