Das Forschungsprojekt „Herstellung von Hartmetallwerkzeugen durch kontinuierliches Wälzschleifen“ (Kennung: DE447/236-1) stellt das dritte Vorhaben zur systematischen Übertragung des kontinuierlichen Wälzschleifens auf die Werkzeugfertigung dar. Während in vorangegangenen Projekten der aus der Zahnradfertigung bekannte Prozess erfolgreich auf HSS-Fräser mit gleichmäßiger Teilung angewendet wurde, lag der Fokus dieses Projekts auf der Erweiterung auf industriell relevantere Hartmetallwerkzeuge.
Ein zentraler Bestandteil der Arbeiten war die Weiterentwicklung der Auslegungsmethodik. Diese wurde so erweitert, dass nun auch ungleichgeteilte Zerspanwerkzeuge sowie Werkzeuge mit individuell eingestellten Schneidengeometrien hergestellt werden können. Die Auslegung der Schleifschnecke erfolgt dabei zunächst durch eine simulative Untersuchung mithilfe des hauseigenen Programms CutS. Darauf aufbauend wird ein MATLAB-basierter Berechnungsansatz eingesetzt, der auf dem Newton-Raphson-Verfahren beruht, um die exakte Geometrie der Schleifschnecke zu bestimmen. Durch diese Kombination aus Simulation und numerischer Berechnung konnte eine präzise und flexible Werkzeugauslegung realisiert werden.
Neben der geometrischen Auslegung wurde der Schleifprozess umfassend analysiert. Untersucht wurden insbesondere der Einfluss der Schleifscheibenbindung, der Abrichtprozess sowie geeignete Prozess- und Shiftstrategien. Die Ergebnisse zeigen, dass die Produktivität des kontinuierlichen Wälzschleifens maßgeblich durch die Schnitt-t und die kontinuierliche Shiftgeschwindigkeit beeinflusst wird. Eine gezielte Anpassung dieser Parameter ermöglicht eine deutliche Steigerung der Prozesseffizienz.
Zur Bewertung der industriellen Eignung wurden die hergestellten Fräser zudem mit konventionell geschliffenen Werkzeugen verglichen. Dabei zeigte sich, dass das Einsatzverhalten der wälzgeschliffenen Werkzeuge in Bezug auf Leistungsfähigkeit und Standzeit mit den konventionell gefertigten Werkzeugen vergleichbar ist. Dies unterstreicht das Potenzial des kontinuierlichen Wälzschleifens als wirtschaftliche Alternative in der Werkzeugherstellung.
Insgesamt liefern die Ergebnisse des Projekts eine fundierte Grundlage für die weitere industrielle Umsetzung des Verfahrens und zeigen, dass das kontinuierliche Wälzschleifen insbesondere für die flexible und produktive Herstellung komplexer Hartmetallwerkzeuge ein vielversprechender Ansatz ist. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurde bereits ein weiteres Forschungsprojekt beantragt. Im Mittelpunkt steht dabei die gezielte Analyse der thermomechanischen Belastung der Schleifschnecke. Ziel ist es, auf Basis dieser Erkenntnisse die Auslegung der Schleifschnecke weiter zu optimieren und so die Prozessstabilität, Standzeit und Effizienz des Verfahrens nochmals gezielt zu verbessern.
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Für weitere Informationen steht Ihnen Niklas Gärtner unter der Telefonnummer +49 511 762 19420 oder per E-Mail an gaertner@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.
