Fette GmbH LMT Deutschland GmbH Heidenheimer Straße …

Verzahnungs-werkzeuge• Wälzfräsen• Zahnformfräsen

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LMT Deutschland GmbHHeidenheimer Straße 108D-73447 Oberkochen Tel. +49 (0) 73 64/95 79-10Fax +49 (0) 73 64/95 79-30E-mail: [email protected]: www.LMT-tools.com

Fette GmbHGrabauer Str. 24D-21493 SchwarzenbekTel. +49 (0) 41 51 12-0Fax +49 (0) 41 51 37 97E-mail: [email protected]: www.fette.com

Leitz Metalworking Technology Group

Printed in Germany, No. 1577 (0104 1 DTP/GK)


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Poznámka

http://www.lmt-tools.de/496_ENU_HTML.htm http://www.lmt-tools.de/data_content/Katalog_Verzahnungswerkzeuge.pdf

Wir bedanken uns bei den folgend genannten Werkzeugmaschinenherstellern für das zur Verfügung gestellte Bildmaterial:

Getriebebau Nord Schlicht & Küchenmeister, BargteheideGleason-Pfauter Maschinenfabrik GmbH, LudwigsburgLiebherr Verzahntechnik GmbH, Kempten

© by FETTE GMBHNachdruck, auch auszugsweise, ist nur mit unserer Zustimmung gestattet. Alle Rechte vorbehalten. Irrtümer, Satz- oder Druckfehlerberechtigen nicht zu irgendwelchen Ansprüchen.Abbildungen, Ausführungen und Maße entsprechen dem neuesten Stand bei Herausgabe dieses Kataloges. Technische Änderungenmüssen vorbehalten bleiben. Die bildliche Darstellung der Produkte muß nicht in jedem Falle und in allen Einzelheiten dem tatsäch-lichen Aussehen entsprechen.

Wichtige Hinweise

Seite

Wichtige Hinweise 4

Dienstleistungen 5

FETTE – Kurzportrait 6

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Wichtige HinweiseArtikelnummernUm die Auftragsbearbeitung zubeschleunigen und Verwechslun-gen auszuschließen, bitten wir beiAufträgen um Angabe der im Kata-log genannten Artikelnummern.

PreiseDieser Katalog enthält keine Prei-se. Diese entnehmen Sie bitte derjeweils gültigen Preisliste für Stan-dardartikel bzw. unserem individu-ellen Angebot bei Sonderanferti-gungen.

MindestauftragswertWir bitten um Verständnis, daß wirAufträge bis zu einem Gesamtwertvon DM 200,– nur gegen eine zu-sätzliche Bearbeitungsgebühr inHöhe von DM 50,– ausführen kön-nen.

WerkzeuggruppenUnser breites Programm an Verzah-nungswerkzeugen ist nach Werk-zeuggruppen geordnet, die durchein Griffregister an der Seite desKataloges kenntlich gemacht unddadurch leicht aufzufinden sind.

ProgrammDas gesamte FETTE-Katalogpro-gramm mit ca. 15.000 Standard-artikeln, davon allein ca. 1.100Artikel im Verzahnungsbereich, un-terliegt einer ständigen Programm-pflege. Im Rahmen dieser konti-nuierlichen Aktualisierung nehmenwir nicht nur neue und damit tech-nisch bessere Produkte im Pro-gramm auf, sondern führen aucheine intensive Programmbereini-gung durch.

Es kann also im Einzelfall passie-ren, daß wir einen von Ihnen be-stellten Artikel nicht mehr lager-mäßig führen. Sie erhalten dannvon uns in der Regel ein technolo-gisch besseres Produkt, minde-stens aber eine gleichwertige Al-ternative. In Zweifelsfällen werdensich unsere Verkaufsteams mit Ih-nen in Verbindung setzen, um einefür Sie optimale Ausführung zu be-stimmen.

Durch diese Vorgehensweise istsichergestellt, daß Sie stets mitWerkzeugen beliefert werden, dietechnisch auf dem neuesten Standsind.

Eine Verpflichtung zur Lieferungvon noch im Katalog abgebildetenStandard-Werkzeugen, die internaber bereits programmbereinigtwurden, übernehmen wir deshalbnicht.

Katalognummern-verzeichnisAuf Seite 193 finden Sie eine Auf-listung aller enthaltenen Katalog-nummern in numerischer Reihen-folge mit Angabe der Seiten-nummern.

DIN-VerzeichnisEine Auflistung aller enthaltenenDIN-Nummern finden Sie auf Seite194.

AnwendungstechnischeInformationenAb Seite 125 finden Sie technischeHinweise von allgemeiner, über-geordneter Gültigkeit. Dagegensind die speziellen technischenHinweise zu den einzelnen Pro-duktgruppen dem jeweiligen Ab-schnitt direkt zugeordnet.

SonderformenSollten Sie eines Ihrer Bearbei-tungsprobleme nicht mit einemunserer ca. 1.100 lagergängigenWerkzeuge lösen können, bietenwir Ihnen Sonderformen oderzeichnungsgebundene Werkzeugeauf Anfrage an.

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Dienstleistungen

PVD-Beschichtung

Schleifdienste

Anwendungsberatung und ServiceProduktion auf modernem Maschinenpark mitCNC-Technik

Konstruktion und Entwicklung

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FETTE – Kurzportrait

Qualitätssicherung

Schulung

Wärmebehandlung

Ökologie und Umweltschutz sind Teil der Firmenphilosophie, erkennbar auf dem Betriebsgelände

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Wälzfräserfür Stirnräder, gerade- oder schrägverzahnt, mit Evolventenflanken

Kat.-Nr. Seite

Wälzfräser zur Herstellung von gerade- und schrägverzahnten Stirnrädern mit Evolventenflanken 10

Hinweise zu den Beschreibungen und Baumaßtabellenfür Stirnrad-Wälzfräser 11

Vollstahl-Wälzfräserhinterschliffen, DIN 58411 2002 13hinterschliffen, aus Vollhartmetall 2008 14hinterschliffen, DIN 8002 A 2022 15hinterdreht, DIN 8002 B 2031 16hinterschliffen, DIN 8002 B 2032 16hinterschliffen 2033 17hinterschliffen, für Stirnräder nach DP 2042 18

Wälzfräser mit hohen Spannutenzahlen 19

Wälzfräser aus Vollhartmetall 26

Räumzahn-Wälzfräser 32hinterdreht, 20 Kopfschneiden, mit Quernut 2051 34hinterschliffen, 20 Kopfschneiden, mit Quernut 2053 34hinterdreht, 16 Kopfschneiden, mit Quernut 2055 34hinterschliffen, 16 Kopfschneiden, mit Quernut 2057 34hinterdreht, 20 Kopfschneiden, mit Längsnut 2061 35hinterschliffen, 20 Kopfschneiden, mit Längsnut 2063 35hinterdreht, 16 Kopfschneiden, mit Längsnut 2065 35hinterschliffen, 16 Kopfschneiden, mit Längsnut 2067 35

Schrupp-Wälzfräser mit Hartmetall-Wendeplatten 36mit 19 Zahnreihen 2163 39

Hartmetall-Schäl-Wälzfräser 40aus Vollhartmetall 2028 44mit 12 oder 15 aufgelöteten Zahnreihen 2129 45mit Hartmetall-Wendeplatten 2153 46

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Wälzfräser zur Herstellung von gerade- und schrägverzahnten Stirnrädern mit Evolventenflanken

Die geometrischen Grundbegriffeeines Stirnrad-Wälzfräsers zur Er-zeugung von Zahnrädern mit Evol-ventenflanken sind in DIN 8000festgelegt und ausführlich erläu-tert. Danach ist der geometrischeAusgangskörper eines Wälzfräsersimmer eine Schnecke. Wird nundiese Schnecke mit Spannutenversehen, erhält man die Fräser-zähne. Diese werden durch das so-genannte „Hinterarbeiten“ schnitt-fähig.

Das Hinterarbeiten geschieht aufspeziell für dieses Verfahren ent-wickelten Werkzeugmaschinen undist sehr zeitaufwendig und damitauch kostspielig. Für Wälzfräsermit niedrigen Anforderungen hin-sichtlich der Genauigkeit genügtals Hinterarbeitungsverfahren dasHinterdrehen, für höhere Qualitäts-ansprüche wird der Wälzfräser hin-terschliffen.

Allgemein gilt, daß hinterdrehteWälzfräser annähernd die Güte-klasse B nach DIN 3968 erreichen.Hinterschliffene Wälzfräser errei-chen die Güteklasse A, AA und ge-nauer. In DIN 3968 ist die höchste

Güteklasse AA. Es ist für beson-ders hohe Qualitätsansprüche üb-lich, die Toleranzen der GüteklasseAA noch einzuengen. Güteklasseentsprechend AAA nach DIN 3868,ohne Kommentar, bedeutet dieEinengung auf 75 % der Toleran-zen von AA für alle Meßgrößen mitAusnahme der Bohrung.

Werden spezielle Toleranzeinen-gungen gegenüber der Toleranz AAgewünscht, so erfolgt dies eben-falls mit der Angabe AAA. Dabeiwerden jedoch die einzelnen Meß-größen und die Toleranzeinengungin % oder direkt in µm angegeben.Z. B. Güteklasse AAA nach DIN3968, lfd. Nr. 16 und 17 eingeengtauf 50 % der Toleranz von AA.

Wälzfräsertoleranzen haben dieAufgabe, die Werkzeuge hinsicht-lich ihrer Genauigkeit einer Güte-klasse zuzuordnen. Aufgrund derWälzfräser-Güteklassen könnendann Prognosen auf die zu erwar-tende Radqualität gemacht wer-den.

Nicht alle Anforderungen mit demZiel einer „guten Radqualität“ im

weiteren Sinn, z. B. hohe Laufruheoder eine erwünschte Kopf- undFußrücknahme, werden alleindurch eine hohe Fräserqualität er-reicht. Bei derartigen Forderungenhaben sich Wälzfräser bewährt, dieeine definierte Profilhöhenballigkeithaben. Je nach Belastung und An-forderung an das Zahnrad kannaus den verschiedenen TabellenN102S, N102S/3 oder N102S/5die passende Profilhöhenballigkeitausgewählt werden. Zu beachtenist, daß die Werkzeug-Profilhöhen-balligkeit nicht zu 100 % auf dasZahnrad übertragen wird. Es gilt:Je kleiner die Zähnezahl des Ra-des um so geringer der wirksameBalligkeitsanteil.

höhenballigeEvolvente

Toleranzen für Wälzfräser mit Sonderklasse – Toleranzwerte in 1/1000 Millimeter

0,63–1 1–1,6 1,6–2,5 2,5–4 4–6,3 6,3–10 10–16 16–25 25–40

FfSfo 25 28 32 36 40 50 63 80 100FfSfu 12 14 16 18 20 25 32 40 50

N 102 S FfSo 4 4 4 5 6 8 10 12 16FfSu 0 0 0 0 0 0 0 0 0FfSao 16 16 16 20 24 32 40 50 64FfSau 8 8 8 10 12 16 20 25 32FfSfo 12 14 16 18 20 25 32 40 50FfSfu 8 8 8 10 12 16 20 25 32

N 102 S/3 FfSo 4 4 4 5 6 8 10 12 16FfSu 0 0 0 0 0 0 0 0 0FfSao 12 14 16 18 20 25 32 40 50FfSau 8 8 8 10 12 16 20 25 32FfSfo 8 8 8 10 12 16 20 25 32FfSfu 4 4 4 5 6 8 10 12 16

N 102 S/5 FfSo 0 0 0 0 0 0 0 0 0FfSu 0 0 0 0 0 0 0 0 0FfSao 8 8 8 10 12 16 20 25 32FfSau 0 0 0 0 0 0 0 0 0

FfSau

FfSao

FfSu

FfSo

FfSfu

FfSfo

Formabweichungder Schneidkante

Werkzeugzahnfuß Werkzeugzahnkopf

Toleranzfeld

ModulToleranzfeld

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Hinweise zu den Beschreibungen und Baumaßtabellenfür Stirnrad-Wälzfräser

Die Präsentation der Wälzfräser ineinem Katalog muß sich, wegender Variantenvielfalt dieses Pro-duktes, auf ein eher beispielhaftesStandardprogramm beschränken.Es wurden z. T. genormte Bezugs-profile nach DIN 3972 oder DIN58412 und Baumaßreihen nachDIN 8002 oder DIN 58411 für dieDarstellung im Katalog gewählt.

Für Fräserkonstruktionen wie z. B.Räumzahnfräser oder Schälwälz-fräser wurden die Baumaßtabellennach Hausnormen festgelegt, diesowohl die spezifischen Forde-rungen der Konstruktion berück-sichtigen wie auch bedarfsorien-tiert ausgerichtet sind.

Diese Standardwerkzeuge könnenaber nur einen Teil des Bedarfs anWälzfräsern abdecken, und es solldaher im folgenden eine kurze Auf-zählung möglicher Varianten gege-ben werden:

Baumaße

Die vier Hauptabmessungen derWälzfräser sind in der folgendenReihenfolge festgelegt: Fräser-durchmesser, Schneidenlänge,Gesamtlänge und Bohrungsdurch-messer; z. B. für Modul 8, Kat.-Nr.2032: Ø 125 x 130/138 x Ø 40.Abweichende Baumaße könnenerforderlich werden aufgrund derWerkstückform, wegen der Be-grenzung der Fräserbaumaße,durch die Abmessungen und Leistung der Wälzfräsmaschine.Ebenso durch die Abmessungender vorhandenen Fräserdorneoder zur Erzielung vorgegebenerSchnittparameter oder Bearbei-tungszeiten.

Fräserwerkstoffe

Standardwerkstoff ist der Schnell-arbeitsstahl EMo5Co5 (1.3243).

Bei Zahnradwerkstoffen, derenZugfestigkeit über 1200 N/mmliegt, oder bei sehr hohen Schnitt-geschwindigkeiten und Vorschü-ben werden höher legierte, pulver-

metallurgisch hergestellte Schnell-arbeitsstähle eingesetzt.

Hartmetalle werden zunehmendbeim Hochleistungs-Wälzfräsenund beim Schälwälzfräsen einge-setzt.

Beschichtung

Mit einer 2 bis 3 µm dicken Hart-stoffschicht wird die Standzeit derWälzfräser erhöht bzw. es könnenhöhere Zerspanungsleistungen er-zielt werden. Weitere Informatio-nen über Beschichtung sind aufden Seiten 151 und 152 im techni-schen Teil des Kataloges zu fin-den.

Bezugsprofile

Die Definition und die Beschrei-bung der verschiedenen Bezugs-profile sind im technischen Teil desKataloges auf den Seiten 137 bis148 enthalten.

Eingriffswinkel

Der Eingriffswinkel wird wie auchder Modul durch die Verzahnungs-daten des Werkstücks vorgegebenund muß bei der Auslegung desWälzfräser-Bezugsprofils berück-sichtigt werden.

Kopfkantenbruch

Um die Kopfkanten vor Beschädi-gungen zu schützen, werden diesefasenförmig gebrochen. DieserKopfkantenbruch kann beim Frä-sen mit einem entsprechend aus-gelegten Wälzfräser angebrachtwerden. Für die korrekte Bestim-mung des Wälzfräser-Bezugs-profils sind die vollständigen Ver-zahnungsdaten erforderlich. DieGröße des erzeugten Kopfkanten-bruchs ist zähnezahlabhängig,d. h., bei Verwendung des glei-chen Wälzfräsers bei unterschied-lichen Zähnezahlen der Räder wirdder Kantenbruch bei kleinerer

Zähnezahl auch kleiner. Für einengroßen Zähnezahlbereich sindmehrere unterschiedliche Fräsererforderlich.

Ausarbeitungen über diese Zu-sammenhänge und Empfehlungenüber Kantenbruchgrößen könnenauf Wunsch zur Verfügung gestelltwerden.

Kopfflankeneinzug

Wenn ein Radpaar unter Last läuft,soll der Kopfflankeneinzug denEintrittsstoß verringern oder ver-meiden. Für die Auslegung desWälzfräser-Bezugsprofils sind dievollständigen Verzahnungsdatenbzw. die Werkstückzeichnung er-forderlich. Die Größe des erzeug-ten Flankeneinzugs ist, ähnlichwie beim Kantenbruch, von derZähnezahl abhängig.

Protuberanz

Die Protuberanz erzeugt einenFreischnitt im Zahngrund, so daßbeim folgenden Arbeitsgang dieSchleifscheibe oder das Schabe-rad den Zahngrund nicht mehr be-arbeiten. Dadurch werden Span-nungsspitzen durch Schleif- oderSchabestufen vermieden.

Die Protuberanz-Bezugsprofilesind nicht genormt und werden aufWunsch nach Ihren Anforderungengeliefert. Liegen in Ihrem Hausekeine Erfahrungen vor, dann kön-nen wir Vorschläge unterbreitenund, wenn erforderlich, auch Pro-filplotts für Ihre Verzahnungen er-stellen.

Mehrgängige Wälzfräser

Mehrgängige Wälzfräser dienender Leistungssteigerung beimWälzfräsen. Das gilt besondersbei kleinen Modulen (≤ Modul 2,5)und bei größeren Zähnezahlen. BeiWälzfräsern mit achsparallelenSpannuten sollte die Gangzahl nurso hoch gewählt werden, daß ein

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Steigungswinkel von 7,5° nichtüberschritten wird. Andernfallsmuß damit gerechnet werden, daßdurch die einlaufenden Zahnflan-ken eine schlechte Oberfläche anden Flanken des Rades erzeugtwird.

Steigungsrichtung

Beim üblichen gleichsinnigen Frä-sen von Schrägstirnrädern sind dieSteigungsrichtung des Wälzfräsersund die Schrägungsrichtung desRades gleich; beim gegensinnigenFräsen sind sie entgegengesetzt.Bei Geradstirnrädern können so-wohl rechts- wie auch linksstei-gende Fräser verwendet werden.Üblicherweise verwendet manrechtssteigende Fräser.

Überschneidfräser

Der Kopfkreisdurchmesser der Rä-der wird durch den Zahngrund desWälzfräsers überschnitten. Ände-rungen der Zahnweite haben aberauch Veränderungen des Kopf-kreis- und des Fußkreisdurch-messers zur Folge.

Anschnitt

Beim Wälzfräsen von Schrägstirn-rädern mit großen Durchmessernkönnen die Fräser nicht immer solang gewählt werden, wie das fürdie Überdeckung des gesamtenArbeitsbereiches erforderlich ist.Um einen übermäßigen Verschleißder Fräserzähne im Einlaufbereich

zu vermeiden, wird der Fräser miteinem kegelförmigen Anschnittversehen. Auch bei Rädern mitDoppel-Schrägverzahnung kön-nen Wälzfräser mit Anschnitt erfor-derlich sein, wenn der Abstandzwischen den beiden Verzahnun-gen relativ gering ist.

Je nachdem, ob im Gleichlauf oderim Gegenlauf gefräst wird, befin-det sich der Anschnitt – im allge-meinen 5 bis 6 x Modul lang und5° bis 10° Neigungswinkel – aufder Einlauf- oder auf der Auslauf-seite des Fräsers.

Kopfspanwinkel

Wenn nichts anderes vereinbartwurde, haben Wälzfräser einenKopfspanwinkel von 0°. Von dieserFestlegung sind die Räumzahn-Wälzfräser mit einem Kopfspan-winkel von +8° und Wendeplatten-und Schälwälzfräser mit Kopf-spanwinkeln von –10° bis –30°ausgenommen.

Spannuten

Hohe Spannutenzahlen erhöhendie Zerspanungsleistung der Wälz-fräser und die Dichte des Hüll-kurvennetzes; sie reduzieren aberauch die nutzbare Zahnlänge,wenn der Fräserdurchmesser nichtentsprechend vergrößert wird. BeiVollstahlwälzfräsern werden dieSpannuten bis zu einem Stei-gungswinkel von 6° achsparallelund über 6° mit Steigung ausge-führt.

DP und CP

Im englischen Sprachraum werdenan Stelle des Moduls die Bezeich-nungen DP und CP benutzt.

DP steht für DIAMETRAL PITCHund CP für CIRCULAR PITCH.

Es ist zweckmäßig, die oben ge-nannten Größen in Modul umzu-rechnen und mit dem errechnetenModul in gewohnter Weise weiter-zuarbeiten.

Die Gleichungen für die Umrech-nung in Modul lauten:

m = 25,4 / DPm = 25,4 · CP / 3.1416

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Vollstahl-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für gerade- und schrägverzahnteStirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil N2 nach DIN 58412Güteklasse 7 nach DIN 58413eingängig rechtssteigendmit Längsnut1)

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Anzahl derSpannuten

Ident Nr.m d1 I3 I1 d2

2002 hinterschliffen ■ DIN 58411Katalog-Nr.

0,2 25 6 12 8 8 11933100,2 32 12 16 13 10 12020970,25 25 6 12 8 8 12020990,25 32 12 16 13 10 1193347

0,3 25 10 16 8 8 11933560,3 32 12 13 10 12030020,35 25 10 8 8 12030040,35 32 12 13 10 1193383

0,4 25 10 16 8 8 11933920,4 32 12 13 10 11934090,45 25 10 8 8 12030060,45 32 12 13 10 1193427

0,5 25 10 16 8 8 11934360,5 32 12 13 10 11934450,6 25 10 8 8 11934540,6 32 12 13 10 11934630,6 40 20 24 16 12 1193472

0,7 25 14 162) 8 8 11934810,7 32 20 24 13 10 11934900,7 40 16 12 1193506

0,75 25 14 162) 8 8 12030080,75 32 20 24 13 10 11935240,75 40 16 12 1193533

0,8 25 14 162) 8 8 11935420,8 32 20 24 13 10 11935510,8 40 16 12 1193560

0,9 32 20 24 13 10 11935790,9 40 16 12 11935881,0 32 13 10 11935971,0 40 16 12 1193604

1) Normalausführung: 8 mm Bohrung ohne Längsnut2) Diese Abmessung wird nur mit einseitigem Prüfbund geliefert.

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Vollhartmetall-Wälzfräser

l1l3

d1 d2


Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil N2 nach DIN 58412Güteklasse 7 nach DIN 58413eingängig rechtssteigendmit Längsnut1)

Vollhartmetall



2008 hinterschliffenKatalog-Nr.

0,2 25 7 10 8 12 11937020,25 1193704

0,3 25 9 12 8 12 11937060,3 32 12 16 13 11937080,35 25 9 12 8 11937100,35 32 12 16 13 1193712

0,4 25 9 12 8 12 11937140,4 32 12 16 13 11937160,45 25 9 12 8 11937180,45 32 12 16 13 1193720

0,5 25 13 16 8 12 11937220,5 32 12 13 11937240,6 25 13 8 11937260,6 32 12 13 11937280,6 40 20 25 16 1193730

0,7 25 15 18 8 12 11937320,7 32 20 25 13 11937340,7 40 25 16 1193736

0,75 25 15 18 8 12 11937380,75 32 20 25 13 11937400,75 40 25 16 1193742

0,8 25 15 18 8 12 11937440,8 32 20 25 13 11937460,8 40 16 1193748

0,9 25 15 18 8 12 11937500,9 32 20 25 13 11937520,9 40 16 1193754

1,0 25 15 18 8 12 11937561,0 32 20 25 13 11937581,0 40 16 1193760

1) Normalausführung: 8 mm Bohrung ohne Längsnut

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l0l3

d1 d2


Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil II nach DIN 3972Güteklasse A nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Quernut

KHSS-E EMo5Co5



2022 hinterschliffen ■ DIN 8002 AKatalog-Nr.

1 50 25 44 22 14 12020131,25 12020151,5 56 32 51 12 12020171,75 1202019

2 63 40 60 27 12 12020212,25 70 50 70 12020232,5 12020252,75 1202027

3 80 63 85 32 12 12020293,25 12020313,5 12020333,75 90 70 94 1202035

4 90 70 94 32 12 12020374,5 10 12020395 100 80 104 12020415,5 1202043

6 115 100 126 40 10 12020456,5 12020477 12020498 125 130 156 12020519 1202053

10 140 160 188 40 10 120205511 160 170 200 50 9 120205712 170 185 215 120205913 180 200 230 120206114 190 215 245 1202063

15 200 225 258 60 9 120206516 210 238 271 120206717 220 120206918 230 260 293 120207119 240 1202073

20 250 286 319 60 9 120207521 260 290 320 120207722 270 290 120207923 280 310 340 120208124 1202083

25 290 310 350 60 9 120208526 310 320 360 80 120208727 320 330 370 120208928 120209129 340 340 380 120209330 1202095

16


l1l3

d1 d2


Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil II nach DIN 3972eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.2032

Ident Nr.2031

Anzahl derSpannutenm d1 I3 I1 d2

2031 hinterdreht ■ Güteklasse B/C nach DIN 3968 ■ DIN 8002 B

2032 hinterschliffen ■ Güteklasse A nach DIN 3968 ■ DIN 8002 BKatalog-Nr.

0,5 50 16 22 22 14 1203953 21154250,75 1203955 21067901 25 31 1203951 1205165

1,25 50 25 31 22 14 1203960 12051741,5 56 32 38 12 1203979 12051831,75 1203957 1205192

2 63 40 46 27 12 1203997 12052092,25 70 50 56 1203959 12052182,5 2116023 12052272,75 1204022 1205236

3 80 63 69 32 12 1204031 12052453,25 1204040 12052543,5 1204059 12052633,75 90 70 78 1204068 1205272

4 90 70 78 32 12 1204077 12052814,5 10 1203961 12052905 100 80 88 1204095 12053075,5 1203963 1205316

6 115 100 108 40 10 1203871 12053256,5 2116027 12053347 2116028 12053438 125 130 138 1204148 12053529 1203963 1205361

10 140 160 170 40 10 1203924 120537011 160 170 180 50 9 1203933 120538912 170 185 195 1203942 120539813 180 200 210 2116972 120540514 190 215 225 2251076 1205414

15 200 225 235 60 9 2206629 120542316 210 238 248 2206630 120543217 220 – 226441018 230 260 270 2106631 120545019 240 – 1203986

20 250 286 296 60 9 2106632 120547821 260 290 300 1203967 120398822 270 2106633 210547523 280 310 320 1203969 120399024 1203971 2107384

25 290 320 330 60 9 1203973 211792626 310 80 1203975 225116827 320 330 340 1203977 120399228 1203980 120399429 340 340 350 1203982 120399630 2106635 2117930

17

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für eine wirtschaftliche Fertigungauf modernen Wälzfräsmaschinenfür gerade- und schrägverzahnteStirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil II nach DIN 3972Güteklasse A nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5 – TiN-beschichtet




1 50 44 50 22 15 12057712 63 80 90 27 12057732,5 70 90 100 12057753 80 110 120 32 12057774 90 120 130 12057795 100 140 150 12057816 115 40 12057837 125 12057858 140 180 190 50 12057879 14 1205789

10 160 200 210 1205791

18

Abmessungen in mm Anzahl derSpannutend1 I3 I1 d2DP


l1l3

d1 d2

für gerade- und schrägverzahnte Stirnräder nach DP (Diametral Pitch)

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil ha0 = 1,25 · m, öa0 = 0,3 mGüteklasse A nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5


1 290 320 330 60 91,25 250 286 2961,5 220 238 2481,75 200 225 235

2 180 200 210 50 92,5 140 160 170 40 103 125 130 1383,5 115 100 108

4 115 100 108 40 105 100 80 88 326 90 70 787 12

8 80 63 69 32 129

10 70 50 56 2711

12 63 40 46 27 121314 56 32 38 221516171819 50 25 31 22 142021222324

25 50 25 31 22 142627282930

19

Wälzfräser mit hohen Spannutenzahlen

20

Für das Hochleistungs-Wälzfräsenvon Stirnrädern sind beschichte-te Vollstahlwälzfräser mit hohenSpannutenzahlen sehr gut ge-eignet. Vollstahlwälzfräser sind sta-biler als jeder zusammengebauteWälzfräser. Die hohe Spannuten-zahl ermöglicht eine hohe Zerspa-nungsleistung und die Standzeitwird durch die Beschichtung undggf. durch die Wiederbeschichtungdeutlich erhöht.

Von Hochleistungs-Wälzfräsernwerden im Vergleich zu konventio-nellen Wälzfräsern

■ höhere Standmengen und■ kürzere Fräszeiten■ bei mindestens gleich-

bleibender oder verbesserterVerzahnungsqualität gefordert.

Zwischen diesen Forderungen be-stehen Wechselbeziehungen der-art, daß Maßnahmen, die z. B.geeignet sind, die Fräszeit zu ver-kürzen, sich mindernd auf dieStandmenge oder auf die Verzah-nungsqualität auswirken können.

Wälzfräser können nur unterBerücksichtigung ihres Umfeldeszielgerichtet optimiert werden.Ausgehend von der Geometrieund den Werkstoff- und Qualitäts-merkmalen der jeweiligen Verzah-nung, sind Wälzfräserauslegungund Schnittparameter so aufeinan-der abzustimmen, daß die gestell-ten Forderungen weitgehend er-füllt werden.

Kopfspanungsdicke

Bei der Auslegung und Optimie-rung von Wälzfräsern ist die Kopf-spanungsdicke ein wichtiges Kri-terium.

Die Kopfspanungsdicke ist dietheoretische maximale Spandicke,die durch die Zahnköpfe der Frä-serzähne abgetrennt werden.

Folgende Fräsermerkmale undSchnittparameter werden bei derBerechnung der Kopfspanungs-dicke berücksichtigt:

■ Modul■ Zähnezahl■ Schrägungswinkel■ Profilverschiebung■ Fräserdurchmesser■ Spannutenzahl■ Gangzahl■ Axialvorschub■ Frästiefe.

Höhere Standmengen

Eine entscheidende konstruktiveMaßnahme zur Erhöhung derStandmenge ist die Vergrößerungder Spannutenzahl. Dadurch ver-teilt sich das zu zerspanende Volu-men auf mehr Fräserzähne und dieKopfspanungsdicken werden re-duziert.

Kleinere Kopfspanungsdicken er-fordern geringere Schnittkräfte, diedie Fräserschneiden weniger be-

lasten und weniger Verschleißverursachen. Bei vergleichsweisegeringeren Kopfspanungsdickensind höhere Standmengen zu er-warten.

Die Erhöhung der Spannutenzahlgeht aber, gleichbleibenden Frä-serdurchmesser vorausgesetzt, zuLasten der möglichen Nachschlif-fe. Wird die Spannutenzahl so ge-wählt, daß nur ein bis drei Nach-schliffe möglich sind, dann wirddieser Fräser als Feinstzahn-Frä-ser bezeichnet.

Fräser mit 20 bis 30 Spannutenund mit einer nutzbaren Zahnlängefür ca. 10 Nachschliffe werdenVielzahn-Fräser genannt.

Ob Vielzahn- oder Feinstzahn-Wälzfräser für eine bestimmte Ver-zahnungsaufgabe die optimalenWerkzeuge sind, muß anhand ei-ner Kostenrechnung ermittelt wer-den. Die Kostenstruktur und Kapa-zitätsauslastung beim Anwenderspielt auch eine entscheidendeRolle.

Die Entwicklung der letzten Jahrehat gezeigt, daß in der Mehrzahlder Fälle der Vielzahn-Fräser dasam besten geeignete Werkzeugist.

Ein Fräser mit hoher Spannuten-zahl erzeugt auch ein dichteresHüllkurvennetz, d. h., die Profilformder Verzahnung wird besser. Be-sonders bei kleinen Werkstückzäh-nezahlen ist das von Bedeutung.

fa

δx

d

δx [mm] = facos β0

2 ·

sin αn

4 · da0

δx [mm] = Tiefe der Vorschubmarkierungfa [mm/WU] = Axialvorschubβ0 = Schrägungswinkelαn = Eingriffswinkelda0 [mm] = Kopfkreisdurchmesser des Wälzfräsers

Tiefe der Vorschubmarkierungen

21

Für hohe Standmengen ist er un-erläßlich, daß Hochleistungs-Wälzfräser beschichtet werden.Überwiegend wird z. Zt. die Be-schichtung mit Titannitrid (TiN)vorgenommen. Die hohe Härte derTiN-Beschichtung und die Absen-kung der Reibung zwischen denSpänen und den Span- und Frei-flächen der Fräserzähne erlaubenhöhere Schnittgeschwindigkeitenund Vorschübe bei erheblich er-höhter Standmenge.

Durch das Schärfen der Wälzfräserwird die TiN-Beschichtung an denSpanflächen abgetragen. Auf dennun unbeschichteten Spanflächenwird der Kolkverschleiß zunehmenund die Standmenge abnehmen.Um das hohe Leistungspotentialdieser Fräser voll zu nutzen, ist esdaher nur konsequent, Wälzfräser

für das Hochleistungsfräsen nachdem Schärfen wieder zu be-schichten.

Die Standmenge erhöht sichselbstverständlich auch mit zuneh-mender Fräserlänge, da sich derShiftweg um den gleichen Betragverlängert um den die Fräserlängeangehoben wird.

Einen erheblichen Einfluß auf dieStandmenge hat die Shiftstrategie.Die Strategie für das Hochlei-stungs-Wälzfräsen wird mit Grob-shiften bezeichnet.

Bekanntlich wird der Shiftsprungberechnet, indem der zur Verfü-gung stehende Shiftweg durch dieAnzahl der Werkstücke oder Werk-stückpakete dividiert wird, die zwi-schen zwei Scharfschliffen gefräst

werden können. Auf konventio-nellen Wälzfräsmaschinen war esüblich, mit diesem errechnetenShiftsprung den Wälzfräser einmaldurchzushiften und dann zu schär-fen. In der Praxis hat es sich abererwiesen, daß die Standmenge er-heblich ansteigt, wenn der Fräsermehrfach mit einem vergrößertenShiftsprung durchgeshiftet wird.Dabei ist es wichtig, daß derStartpunkt für den folgenden Shift-durchgang immer um einen gerin-gen Betrag in Shiftrichtung ver-schoben wird.

Beim Grobshiften läßt sich auchdie Verschleißentwicklung sehr gutbeobachten und die vorgegebeneVerschleißmarkenbreite problem-los einhalten.

Shiftweg

Shiftsprung beimkonvent. Shiften

Shiftdurchgang

Shiftdurchgang

Shiftdurchgang

Shiftdurchgang

Shiftrichtung

SG

SK

SK =

Shiftsprung beimGrobshiften

SG =

Versatz des Startpunktes

Grobshiften

Konventionelles Shiften

Startpunkt

n.

3.

2.

1.

Shiftstrategie: Grobshiften

22

Kürzere Fräszeiten

Die Fräszeit (Hauptzeit) beimWälzfräsen wird einerseits durchRadbreite und Zähnezahl und an-dererseits durch Schnittgeschwin-digkeit, Fräserdurchmesser, Gang-zahl und Axialvorschub bestimmt.

Die Radbreite und die Zähnezahlsind fest vorgegebene geometri-sche Größen und die Schnittge-schwindigkeit ist weitgehend vondem Werkstoff des Zahnrades unddessen Zugfestigkeit und Bear-beitbarkeit abhängig.

Die Fräszeit ändert sich aber mitdem Fräserdurchmesser. Beikleinerem Fräserdurchmesser undgleichbleibender Schnittgeschwin-digkeit erhöhen sich Frässpindel-und Tischdrehzahl und die Fräszeitwird reduziert. Außerdem verkürztsich bei kleinerem Fräserdurch-messer der Fräsweg beim Axialfrä-sen.

Bei der Wahl des Fräserdurchmes-sers sollte jedoch bedacht wer-den, daß die Spannutenzahl durchden Fräserdurchmesser begrenztwird und daß für hohe Stand-mengen und kleinere Schnittkräftegroße Spannutenzahlen erforder-lich sind.

Der Fräserdurchmesser sollte alsonur so klein gewählt werden, wiees für die Einhaltung einer vorge-gebenen Taktzeit unbedingt erfor-derlich ist. Ein unnötig kleiner Frä-serdurchmesser geht zu Lastenvon Standmenge und Verzah-nungsqualität.

Hohe Axialvorschübe und mehr-gängige Wälzfräser verkürzen dieFräszeit ganz entscheidend. Sieverursachen aber auch höhereKopfspanungsdicken, die mit derGangzahl stärker ansteigen als mitzunehmendem Axialvorschub.

Der Vorschub sollte relativ großund die Gangzahl möglichst kleingewählt werden. Diese Kombina-tion ergibt die geringste Kopf-spanungsdicke. Für die Fräszeit-berechnung sind beide Größengleichwertig, d. h., das Produktaus Vorschub und Gangzahl istentscheidend bei der Berechnungder Fräszeit.

Die Gangzahl ist immer dann zuerhöhen, wenn der Vorschubdurch die Tiefe der Vorschubmar-kierungen begrenzt wird, ohne daßdie maximale Kopfspanungsdickeerreicht wurde. Dabei ist die Tiefe

der Vorschubmarkierungen davonabhängig, ob die Verzahnung fer-tiggefräst wird oder ob sie an-schließend geschabt oder ge-schliffen wird.

δ y [mm]

z0

mnαnz2i

=

=

====

Höhe derHüllschnitt-abweichungGangzahl desWalzfräsersNormalmodulProfilwinkelRadzähnezahlSpannutenzahldes Wälzfräsers

δy

d

δ y [mm] =π2 · z0

2 · mn · sinαn

4 · z2 · i2

Hüllschnittabweichungen

th =z2

· da0 · π · (E + b + A)

z0 · fa · vc · 1000

thz2

da0

E

b

Az0favc

==

=

=

=

====

FräszeitZähnezahl der zufräsenden VerzahnungKopfkreisdurchmesserdes WälzfräsersEinlaufweg desWälzfräsersZahnbreite der zufräsenden VerzahnungÜberlauf des WälzfräsersGangzahl des WälzfräsersAxialvorschubSchnittgeschwindigkeit

[min]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm/WU][m/min]

Fräszeit (Hauptzeit) beim Wälzfräsen

23

Verzahnungsqualität

Die Verzahnungsqualität hängtzunächst von der Genauigkeit derWälzfräsmaschine, von der Wälz-fräserqualität, von einer stabilenAufspannung des Werkstücks undvon dem einwandfreien Rund- undPlanlauf von Werkstück und Wälz-fräser ab.

Der Axialvorschub und der Fräser-durchmesser sind entscheidendfür die Tiefe der Vorschubmarkie-rungen. Mit Rücksicht auf dieVerzahnungsqualität beim Fertig-fräsen oder auf nachfolgende Ar-beitsgänge, wie das Schaben oderSchleifen, ist es erforderlich, dieTiefe der Vorschubmarkierungenund damit den Vorschub zu be-grenzen.

Gangzahl und Spannutenzahl ha-ben Einfluß auf die Größe derHüllschnittabweichungen. Fräser-durchmesser, Spannutenzahl,

Gangzahl, Axialvorschub undFrästiefe gehen in die Berechnungder Kopfspanungsdicken ein undhaben dadurch Einfluß auf dieSchnittkräfte und damit auch aufdie Qualität der Verzahnung.Unter Qualitätsgesichtspunkten istfür jede Fräserauslegung nicht nurdie richtige Wälzfräserqualitätnach DIN 3968 oder vergleichba-ren Wälzfräsernormen festzulegen,sondern es ist auch zu überprüfen,ob Kopfspanungsdicke, Vorschub-markierungen und Hüllschnittab-weichungen innerhalb der vorge-gebenen Grenzen liegen.

Zusammenfassung

Bei der Optimierung des Wälzfräs-prozesses ist unbedingt das ge-samte System, bestehend ausWälzfräsmaschine, Werkstück,Wälzfräser und Schnittparameterzu betrachten.

Bei Änderung einer Größe indiesem System sind die Auswir-kungen auf die verschiedenenZielsetzungen sowohl unter öko-nomischen wie auch unter qualita-tiven Gesichtspunkten zu untersu-chen.Ein optimierter Hochleistungs-Wälzfräser ist immer auf die indivi-duelle Verzahnungsaufgabe zuge-schnitten. Die auf Seite 25 abge-druckte Baumaßtabelle ist dahernur als Leitfaden anzusehen, umdie Vielfalt der möglichen Frä-serabmessungen zu begrenzenund damit auch einen Beitrag zurKostensenkung zu leisten.

123468

1012141618202224262830

ModulSchnittgeschwindigkeit Vm/min60

50

40

30

20

10

10 20 30 40 50 60 70Bearbeitbarkeit in %

24

Beschreibung des Werkstücks:

■ Modul

■ Eingriffswinkel

■ Schrägungswinkel

■ Zähnezahl

■ Kopfkreisdurchmesser

■ Zahnhöhe oder Fußkreisdurch-messer

■ Profilverschiebungsfaktor oderZahndicken-Kontrollmaße

■ Breite des Rades

■ Werkstoff und Zugfestigkeit

■ Anzahl der zu fräsenden Werk-stücke, evtl. Losgröße

Beschreibung des verwendeten Wälzfräsers:

■ Fräserdurchmesser

■ Schneidenlänge

■ Spannutenzahl

■ Gangzahl

■ Schneidstoff

■ beschichtet oder unbeschichtet

■ Beschichtung im Neuzustanddes Fräsers, nachgeschliffen mitoder ohne Nachbeschichtung

Beschreibung der Prozeßparameter:

■ Schnittgeschwindigkeit

■ Vorschub

■ Shiftsprung

■ Zahl der im Paket gespanntenWerkstücke

■ Einschnitt- oder Mehrschnitt-verfahren

■ Gleichlauf- oder Gegenlauf-verfahren

Beschreibung der Arbeits-ergebnisse:

■ Standmenge pro Nachschliff

■ Länge der Verschleißmarke amWälzfräser

■ Fräszeit pro Stück oder Paket

Bei Qualitätsproblemen:

■ Erreichte Qualität am Werkstück

Formulierung der Optimierungsziele:

Mögliche Zielsetzungen könnensein z. B.:

■ Kürzere Fräszeiten

■ Größere Standmengen

■ Bessere Verzahnungsqualität

Bei der Formulierung der Ziele istzu bedenken, daß Maßnahmen,die z. B. geeignet sind, die Zielset-zung „Verbesserung der Verzah-nungsqualität“ zu erreichen, sichauch auf die Fräszeit und Verzah-nungskosten auswirken.

Die Zielsetzung ist daher auch im-mer durch eine qualitative undquantitative Vorgabe der übrigenbetroffenen Prozeßergebnisse zuvervollständigen.

MaschinenbedingteGrenzwerte wie:

■ max. Fräserdurchmesser

■ max. Fräserlänge

■ max. Frässpindel- und Tischdrehzahl

■ max. Shiftweg sind unbedingtanzugeben

Wir optimierenauch Ihren Wälzfräsprozeß

Hierfür ist eine vollständigeBeschreibung des Werkstücks, der bisher verwendeten Wälz-fräser, der Prozeßparameter undArbeitsergebnisse erforderlich.Für die Optimierung muß eine klare Zielsetzung vorgegebensein.

25

Wälzfräser mit hoher SpannutenzahlBaumaßempfehlung


Abmessungen in mm Anzahl derSpannutenm d1 I3 I1 d2

1 bis 4 80 120 130 3290 13, 15, 17, 19

140 150 oder 20170 180

1 bis 6 100 140 150170 180

110 140 150 40 13, 15, 17, 19200 210 20, 21

120 160 180 321) oder 24190 210 40

125 200

l1l3

d1 d2

1) wahlweise Bohrungs-Ø 40 mm

26

Wälzfräser aus Vollhartmetall

Heute zeichnen sich Hartmetall-Wälzfräser durch folgende Leistungsmerkmale aus:

■ Hohe Schnittgeschwindigkeiten

■ Kürzere Bearbeitungszeiten

■ Hohe Standzeiten

■ Sehr gute Eignung auch für die Trockenbearbeitung

■ Wiederbeschichtung bei P-Hartmetallen nicht erforderlich

■ Geringere Verzahnungskosten (abhängig vomBearbeitungsfall)

Einleitung

Wälzfräsen mit Hartmetall ermög-licht – im Vergleich zu Schnell-stahl – deutlich höhere Schnittge-schwindigkeiten bis in den Bereichder Hochgeschwindigkeitsbearbei-tung (HSC).

Mit der Entwicklung entsprechendausgelegter Wälzfräsmaschinenkönnen die Vorteile der Vollhartme-tallwälzfräser in der Praxis genutztwerden.

Besonders hohe Rationalisie-rungspotentiale erschließen sichdabei durch die Kombination derHochgeschwindigkeitsbearbeitung(HSC) mit dem Trockenfräsen.

27

Freiflächenverschleiß von ca.0,2 mm einsetzende, stark pro-gressive Verschleißanstieg fällt hierdeutlich milder aus. Das Substratreagiert gutmütiger.

Dagegen ist es derzeit nur bei denK-Sorten möglich, Feinkornhart-metalle zu entwickeln. Feinkorn-hartmetalle ermöglichen sehr hoheHärtewerte und damit einen hohenVerschleißwiderstand bei gleich-zeitig sehr guter Zähigkeit.

Dadurch ermöglichen vollständigbeschichtete K-Substrate in derRegel höhere Standzeiten, ver-gleicht man sie mit Wälzfräsernaus P-Hartmetall, die spätestensnach dem ersten Nachschliff aufder Spanfläche unbeschichtetbleiben. Als Folge kommt es beimP-Hartmetall häufiger zum Werk-zeugwechsel.

Bei den Hartstoffschichten istnach wie vor TiN, hergestellt mit-tels PVD, der Hauptleistungsträger

bei Wälzfräsern. TiN besitzt eineüberragende chemische Bestän-digkeit gegenüber den heißenStahlspänen. Neben der Härte von2200 HV ist es aber gerade auchdie relativ gute Zähigkeit, die TiNspeziell für Wälzfräser interessantmacht.

Ein ganz entscheidender Vorteilbetrifft die Logistik. TiN ist die Be-schichtung, die sich aufgrund derniedrigen Druckeigenschaften pro-blemloser überbeschichten läßt.Das ist gerade bei Wälzfräsern mitK-Substrat nach dem Schleifender Spanfläche unerläßlich.

Neuere Schichtentwicklungen wieTiCN und (TiAIN)können zwar höhere Standwege jenach Einsatzfall erbringen, müssenaber ihre breite Marktakzeptanzgerade auch in Bezug auf die Wie-derbeschichtung noch erlangen.

Hartmetallsorten und Beschichtungen

Gebräuchlich sind Hartmetallsor-ten der Zerspanungshauptgrup-pen K und P. Abhängig von ihrerstofflichen Zusammensetzung (Le-gierungselemente und -anteile) so-wie von der Korngröße weisen dieSorten Vor- und Nachteile auf.

Während K-Hartmetalle – aufgrundder Verklebeneigung von Spänenauf dem unbeschichteten Sub-strat – nur komplett beschichteteingesetzt werden können, sindP-Hartmetalle auch unbeschichtetanwendbar; eine Wiederbeschich-tung der nachgeschliffenen Span-fläche kann somit entfallen.Dadurch reduzieren sich die Auf-bereitungskosten bei Wälzfräsernaus P-Hartmetallen erheblich.

Außerdem sind P-Hartmetalle we-niger temperaturempfindlich undder, je nach Einsatzfall, bei einem

Vorteile: Nachteile:

Vorteile: Nachteile:

● Wiederbeschichtung nach dem Schärfen nicht notwendig

● geringere Aufbereitungskosten (nur Schärfen)

● kürzere Instandhaltungszeiten, dadurch

● weniger Werkzeuge im Umlauf (geringere Kapitalbindung)

● weniger progressiver Verschleißanstieg bei Durchbrechen der Beschichtung, dann

● geringere Gefahr von Aufbauschneidenbindung

● geringere Standzeit im nachgeschliffenen Zustand, dadurch

● häufigerer Werkzeugwechsel erforderlich

● in der Regel höhere Standzeit, dadurch

● Werkzeugwechsel weniger häufig

● Feinkornsorten möglich, dadurch

● höhere Zähigkeit und höhere Härte

● unbeschichtet nicht einsetzbar, d. h. zusätzlich ist Entschich-tung und Wiederbeschichtung erforderlich, dadurch

● höhere Aufbereitungskosten

● längere Instandhaltungszeiten, dadurch

● mehr Werkzeuge im Umlauf (größere Kapitalbindung)

● stark progressiver Verschleißanstieg bei Durchbrechen der Beschichtung, dann

● größere Gefahr von Aufbauschneidenbildung

Einsatz von beschichteten VHM-Wälzfräsern mit P-SubstratInstandhaltungsverfahren: Schärfen (Freifläche beschichtet, Spanfläche unbeschichtet)

Einsatz von beschichteten VHM-Wälzfräsern aus K-SubstratInstandhaltungsverfahren: Entschichten – Schärfen – Wiederbeschichten (Span- und Freifläche beschichtet)

28

Gesundheitsschäden beim Men-schen führen können.

Ökonomisch nicht vertretbar sindKSS, weil sie durch sehr hohe Be-reitstellungs- und Entsorgungs-kosten die Produktionskosten er-höhen. Durch Trockenbearbeitunglassen sich bis zu 16 % der Ge-samtverzahnungskosten einspa-ren.

Darüber hinaus kann sich KSSauch aus technologischen Grün-den sehr nachteilig auswirken. Soführt die Verwendung von KSS beivielen Fräsoperationen mit Hart-metallschneiden zum vorzeitigenErliegen des Werkzeuges aufgrundvon Spannungsrißbildung (Tempe-raturschock). Aus diesem Grundesind die Schnittgeschwindigkeitenbeim Naßfräsen auf 250 m/minbegrenzt (gegenüber bis zu 350-400 m/min bei der Trockenbear-beitung). Die Tabelle zeigt Vor- undNachteile des Kühlschmierstoffesbeim Wälzfräsen mit Hartmetall.

Das Hauptproblem bei derTrockenbearbeitung liegt in der Er-

höhung der Schnitttemperatur. Dieerzeugte Wärme wird bei Beach-tung der richtigen Werkzeugausle-gung und bei Anwendung geeig-neter Schnittparameter zu 80 %mit den Spänen abgeführt.

Die Konfiguration des Werkzeugeshängt von den Daten des zu ferti-genden Rades ab. Eine wichtigeEinflußgröße ist die Kopfspa-nungsdicke. Sie ergibt sich aus derFräserauslegung (Gangzahl, Span-nutenzahl, Durchmesser), derWerkstückgeometrie (Modul, Zäh-nezahl, Frästiefe, Schrägungswin-kel) und dem gewählten Vorschub.Wichtig dabei ist, daß im Gegen-satz zum HSS-Einsatz die Kopf-spanungsdicke nicht nur nachoben begrenzt ist, sondern daßauch eine untere Mindestdickeeingehalten werden muß. Jegrößer das Spanvolumen, destomehr Wärme kann ein einzelnerSpan aufnehmen. Das ist zu be-achten, damit beim Trockenbear-beiten der größte Teil der Zerspa-nungswärme durch die Späneabgeführt wird.

Fräsen mit und ohne Kühlschmierstoff

Beim Zerspanen von Stahlwerk-stoffen entsteht am Ort der Span-abtrennung sehr viel Wärme. Wer-den die Temperaturen zu hoch,wird die Werkzeugschneide sehrschnell zerstört.

Um das Werkzeug zu kühlen undum die Schneide gleichzeitig zuschmieren, werden bisher Kühl-schmierstoffe (KSS) an die Kon-taktstelle von Werkzeugschneideund zu zerspanendem Werkstoffgebracht. Kühlschmierstoffe ha-ben außerdem die Aufgabe, dieentstehenden Späne wegzu-spülen.

Kühlschmierstoffe besitzen jedocherhebliche ökologische, ökonomi-sche und – bei vielen Anwen-dungsfällen – auch technologischeNachteile.

Ökologisch bedenklich sind KSS,weil sie als Öldampf und Ölnebeldie Umwelt belasten und zu

Vorteile Nachteile

Maschine ● Unterstützung der Späneabfuhr ● Aggregate (Filter, Pumpen, … ), dadurch

● geringere Aufheizung der Maschine ● mehr Platzbedarf,

● zusätzliche Betriebskosten (Wartung, Strom …)

Werkzeug ● Kühlung des Werkzeugs ● geringere Standzeit aufgrund von Kammrißbildung (Thermoschock)

● Schmierung der Reibungszonen

Werkstück ● geringere Erwärmung ● Reinigung erforderlich

● geringere Maßabweichungen

● Korrosionsschutz

Umwelt ● Bindung von Graphitstaub ● Gesundheitsrisikobei der Gußbearbeitung

Weitere Kosten ● Werkstücktemperierung ● Beschaffungskostendadurch schnellere Vermessung

● Lagerhaltungskosten

● verschmutzte Späne, dadurch

● aufwendigeres Recyclingverfahren und

● höhere Entsorgungskosten

Vor- und Nachteile des Kühlschmierstoffes beim Einsatz von Verzahnungswerkzeugen

29

schen jedoch weitaus höhere Tem-peraturen, die unter Umständenbis ca. 900 °C betragen können,wie einzelne glühende Spänezeigt. Aufgrund dieser Beobach-tungen ist ein mit den optimalenBearbeitungsparametern für denHSC-Wälzfräsprozeß im Trocken-schnitt bearbeitetes Werkstück imQuerschliff auf eventuelle Gefüge-beeinflussungen untersucht wor-den.

Die HSC-gefrästen Zahnflankenund die vergleichend analysiertenReferenzproben eines gedrehtenRohlings zeigten keinerlei Gefüge-beeinflussungen durch den jeweili-gen Bearbeitungsprozeß.

Wie bereits ausgeführt, muß dieHSC-Bearbeitung in Verbindungmit der Trockenbearbeitung be-trachtet werden. Anfang der 90erJahre wurden die ersten Untersu-chungen auf HSC-Wälzfräsma-schinen durchgeführt. Heute er-möglicht dieses Verfahren dieprozeßsichere Trockenbearbeitungvon Zahnrädern bei Schnittge-schwindigkeiten von bis zu350 m/min.

320

300

280

260

240

220

200

180

160

140

120600 700 800 900 1000 1100

Sch

nitt

gesc

hwin

dig

keit

v c [m

/min

]

Zugfestigkeit [N/mm2]

Trockenfräsen

Naßfräsen

Schnittgeschwindigkeiten für verschiedene Material-Zugfestigkeiten beim HM-Wälzfräsen, trocken und naß, Modul 2

Hochgeschwindigkeits-bearbeitung (HSC)

Die Vorteile der HSC-Bearbeitungsind:

■ Hohe Oberflächengüte und kürzere Bearbeitungszeiten (je nach Bearbeitungsfall).

■ Geringe Schnittkräfte, die derWerkstückformgenauigkeit undder Werkzeugstandzeit zugutekommen.

Aufgrund der geringen Kontaktzeitzwischen Span und Schneide hatdie entstehende Wärme keine Zeit,in das Werkzeug oder in das Werk-stück zu fließen. Somit bleibenWerkzeug und Werkstück relativkalt. Die Späne dagegen werdenstark aufgeheizt und müssen sehrschnell entfernt werden, damit einAufheizen der Maschine verhindertwird.

Infolge der HSC-Bearbeitung ohneKühlschmierstoff wurden in einembeispielhaften Einsatz die Werk-stücke auf ca. 50–60 °C erwärmt.Am Ort der Spanentstehung herr-

Einsatzgebiete und Schnittwerte

Die erprobten Einsatzgebiete derVollhartmetallwerkzeuge liegen inder Rad- und Ritzelfertigung ineinem Modulbereich von m = 0,5bis m = 4. Die Bauweise der Werk-zeuge ist in der Regel eine stabileMonoblockausführung mit Boh-rung oder Schaftaufnahme. Beikleineren Werkzeugen wird eineSchaftaufnahme empfohlen. DieSchnittgeschwindigkeiten liegenim Bereich von 150 m/min –350 m/min in Abhängigkeit vonModulgröße und Einsatzverfahren(trocken oder naß).

Das Bild zeigt den Unterschied derSchnittgeschwindigkeiten beimTrocken- und Naßwälzfräsen vonWerkstoffen unterschiedlicherZugfestigkeit. Die Werte diesesDiagrammes gelten für einenVHM-Wälzfräser, m = 2.

Im Vergleich zum Naßfräsen kön-nen bei der Trockenbearbeitungdeutlich höhere Schnittgeschwin-digkeiten realisiert werden.

30

Instandhaltung

Beim Schärfen der VHM-Wälzfrä-ser ist darauf zu achten, daß einemöglichst geringe thermische Be-anspruchung des Zahnkopfes auf-tritt. Außerdem ist eine definierteKantenbehandlung zu empfehlen.Abhängig von der Fräserkonstruk-tion (z. B. positiver oder negativerSpanwinkel sowie Breite desZahnstollens) sind ca. 10–20Nachschliffe möglich.

Für Wälzfräser aus K-Hartmetallsind zusätzlich die Arbeitsgänge„Entschichten“ und „Wiederbe-schichten“ erforderlich.

Nähere Informationen zur Instand-haltung von VHM-Verzahnungs-werkzeugen befinden sich auf Sei-te 168.

Verschleißverhalten

Als Verschleißform tritt bei Hart-metallfräsern vorwiegend der Frei-flächenverschleiß auf.

Der bei HSS-Wälzfräsern auftre-tende Kolkverschleiß ist beimHartmetalleinsatz normalerweiseunbedeutend. Ferner sind gele-gentlich Ausbröckelungen an derSchneidkante nach dem Durch-brechen der Hartstoffschicht zubeobachten. Nach dem Durchbre-chen der Beschichtung kann esbei den K-Sorten zu Spanverkle-bungen an der dann unbeschich-teten Schneidkante kommen. DerZeitpunkt des ersten Durchbre-chens der Beschichtung muß alsomöglichst weit hinausgeschobenwerden.

Der Verschleißanstieg verläuft abeiner Verschleißmarkenbreite vonca. 0,1 mm progressiv und beein-flußt die Wirtschaftlichkeit desProzesses erheblich. Es wird des-halb empfohlen, eine Verschleiß-markenbreite von 0,15 mm nichtzu überschreiten und den Fräsernach jedem Nachschliff wiederzu-beschichten. Bei den P-Sortensind Spanverklebungen an derverschlissenen und daher nichtmehr beschichteten Schneidkantedeutlich seltener. Deshalb kann beider P-Sorte das Nachbeschichtenentfallen.

t3H12

dH5 A

A0,2

b3H11f2

f2

r3

r3

Quernutmaße eines HM-Wälzfräsers

Baumaße

In der Baumaßtabelle für Hartme-tall-Wälzfräser sind die Fräserab-messungen aufgeführt, für dieFETTE Hartmetallrohlinge bevorra-tet. Diese Rohlinge haben nochkeine Mitnahmenut, so daß nachWunsch des Kunden am linkenoder rechten Prüfbund eine Quer-nut angebracht werden kann.

FETTE empfiehlt für Hartmetall-Wälzfräser Quernuten mit redu-zierter Nutentiefe. Die Nutenmaßekönnen der nachfolgenden Tabelleentnommen werden.

Bohrungs- b3 t3 r3 f2Ø zul. Abw. zul. Abw.8 5,4 2,00 0,6 –0,2 0,4 0,1

10 6,4 2,25 0,8 0,513 8,4 2,50 1,016 2,80 –0,3 0,6 0,222 10,4 3,15 1,227 12,4 3,50 0,832 14,4 4,00 1,6 –0,440 16,4 4,50 2,0 –0,5 1,0 0,350 18,4 5,0060 20,5 5,6070 22,5 6,25 2,5 1,280 24,5 7,00

100 8,00 3,0 1,6 0,5

t3 = 1/2 Tiefe nach DIN 138

31

Baumaßtabelle für Vollhartmetall-Wälzfräser

l1

d1 d3d2

l3c

Anzahl derSpannuten

Abmessungen in mm

d1 I3 I1 d2 c d3 h0

56 82 100 22 9 42 3 1963 112 130 27 48 470 160 180 32 10 54 580 790 40 66 8

100 180 200 72 10120 208 230 50 11 80 13

56 52 70 22 9 42 3 1963 72 90 27 48 470 100 120 32 10 54 580 790 40 66 8

100 120 140 40 72 10120 138 160 50 11 80 13

Kurze Ausführung

Lange Ausführung

d1 = Außen-Øl3 = Schneidenlängel1 = Gesamtlängec = Bundbreited2 = Bohrungs-Ød3 = Bund-Øh0 = max. Profilhöhe

Baumaßempfehlung

32

Räumzahn-WälzfräserMit dem Räumzahn-Wälzfräserwerden hohe Zerspanungsleistun-gen erzielt beim Vorfräsen vonZahnrädern ab Modul 6, mit gro-ßen Zähnezahlen und großen Rad-breiten.

Diese hohen Zerspanungsleistun-gen werden möglich durch dieWahl einer günstigen Schneiden-geometrie und die Aufteilung desSpanvolumens auf eine relativgroße Anzahl von Kopfschneidendes Werkzeuges.

Aufgrund der gleichmäßigenSchneidenbelastung zeichnet sichdieses Werkzeug durch seinen be-sonders ruhigen Lauf während derFräsoperation aus. Genauso beigrößten Vorschüben und Spa-nungsquerschnitten.

Die konstruktive Ausführung desRäumzahnwälzfräsers ergibt sichaus folgenden Überlegungen:

■ Das zu zerspanende Volumenbei der Herstellung einer Ver-zahnung nimmt quadratisch mitdem Modul zu. Die Spannuten-zwahl jedoch wird wegen dergrößeren Profilhöhe bei den üb-lichen Fräserbaumaßen kleiner.Daraus resultiert eine höhereBelastung der einzelnen Fräser-zähne.

■ Etwa 75 % der Zerspanungs-arbeit werden im Kopfbereichder Fräserzähne geleistet. Be-sonders beim Schruppen be-wirkt das eine höchst un-gleichmäßige Belastung undVerschleißausbildung an den

Fräserzähnen. Der größereKopfeckenverschleiß bestimmtdas Ende der Standzeit, wäh-rend die Schneidkanten imZahnmittel- und -fußbereich nursehr geringen Verschleiß zei-gen.

■ Von einem leistungsfähigen undwirtschaftlichen Wälzfräser mußdaher eine hohe Spannutenzahlgefordert werden, ohne daß derAußendurchmesser des Fräsersextrem groß wird. Die Zahl derKopfschneiden sollte größersein als die der Flanken- bzw.Fußschneiden.

33

Diese Forderungen erfüllt derFETTE-Räumzahn-Wälzfräser inidealer Weise mit seinen in derHöhe abgestuften Zähnen. Nur injeder zweiten Zahnreihe haben dieFräserzähne die volle Profilhöhe.Die dazwischen liegenden Zähnesind auf etwa 1/3 der Profilhöhebegrenzt.

Dieses Konstruktionsprinzip ge-stattet es, 16 oder 20 Spannutenauf einem noch praktikablen Frä-serdurchmesser unterzubringen.

Die 8 bzw. 10 vollständigen Zähneauf dem Fräserumfang sind im all-gemeinen ausreichend, um dieProfilform innerhalb der geforder-ten Toleranzen zu erzeugen. DerRäumzahn-Wälzfräser kann daherauch als Fertigfräser eingesetztwerden.

In Abhängigkeit von der jeweiligenQualitätsforderung ist der Räum-zahn-Wälzfräser sowohl in hinter-drehter wie auch in hinterschliffe-ner Ausführung lieferbar.

Für die Schruppbearbeitung kön-nen die Fräserzähne mit versetztenSpanrillen versehen werden, diedie Späne aufteilen und dieSchnittkräfte und den Verschleißreduzieren.

Das Scharfschleifen der Räum-zahn-Wälzfräser ist auf jeder übli-chen Wälzfräser-Schleifmaschinemöglich. Dabei kann die einmalvorgenommene Einstellung derSpannutensteigung unabhängigvon der Spannutentiefe beibehal-ten werden. Bis zu einem Stei-gungswinkel von 6° werden dieRäumzahnwälzfräser mit achspa-rallelen Spannuten gefertigt. Dasist die Voraussetzung für dasSchärfen im Tiefschleifverfahren.

Das Konstruktionsprinzip desRäumzahn-Wälzfräsers ist natür-lich nicht auf die Bezugsprofile fürEvolventenverzahnungen nachModul oder Diametral Pitch be-schränkt. Es läßt sich auch für allesonst üblichen Profile und für Son-derprofile verwenden.

00

B

A

Schnitt A–0 Schnitt B–0

2,25 · m

1,5 · m

0,75 · m

F2 F1 F2

Zerspanungsanteile am Fräserzahn:

Zahnkopf entspricht Fläche F 1 ≈ 75 %Zahnfuß entspricht Fläche F 2 ≈ 25 %

Zahnlückenvolumen = 100 %

Stirnaufriß eines Räumzahn-Wälzfräsers

Abmessungen in mm

m d1 I3 I0 d2

6 150 108 140 507 126 1588 160 144 1769 162 194

10 170 180 214 60

11 180 198 232 6012 190 216 25013 200 234 26814 210 252 286

15 230 270 310 8016 240 288 33018 260 318 36020 290 360 406 100

22 300 396 442 10024 310 432 47827 330 486 53230 340 540 586

34

Räumzahn-Wälzfräser

l0l3

d1 d2

(Schrupp-Wälzfräser)für gerade- und schrägverzahnteStirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil III nach DIN 3972mit positivem Spanwinkel(Unterschnitt)wahlweise mit Spanrilleneingängig rechtssteigendmit Quernut

KHSS-E EMo5Co5

2051 hinterdreht ■ Güteklasse B/C nach DIN 3968 ■ mit 20 Kopfschneiden

2053 hinterschliffen ■ Güteklasse A nach DIN 3968 ■ mit 20 Kopfschneiden



Katalog-Nr.

Ident Nr.2067

Ident Nr.2065

Ident Nr.2063

Ident Nr.2061

35

Abmessungen in mm

m d1 I3 I0 d2

6 150 108 118 50 1208017 1208053 1209205 12090237 126 136 1208019 1208055 1209214 12090258 160 144 154 1208021 1208057 1209223 12090289 162 172 1208023 1208059 1209232 1209030

10 170 180 190 60 1208025 1208061 1209241 1209032

11 180 198 208 60 1208027 1208063 1209250 120903412 190 216 226 1208029 1208065 1209269 120903713 200 234 244 1208031 1208067 1209278 120903914 210 252 262 1208033 1208069 1209287 1209041

15 230 270 280 80 1208035 1208071 1209296 120904316 240 288 300 1208037 1208073 1209303 120904618 260 318 330 1208039 1208075 1209312 120904820* 287 1208041 1208077 1209321 120905020 290 360 372 100 1208043 1208079 1209011 1209052

22 300 396 408 100 1208045 1208081 1209013 120905524 310 432 444 1208047 1208083 1209015 120905727 330 486 498 1208049 1208085 1209017 120905930 340 540 552 1208051 1208087 1209019 1209061

Räumzahn-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

(Schrupp-Wälzfräser)für gerade- und schrägverzahnteStirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil III nach DIN 3972mit positivem Spanwinkel(Unterschnitt)wahlweise mit Spanrilleneingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5





Katalog-Nr.

* Für Wälzfräsmaschinen mit max. Durchlaß-Ø 290 mm und für max. Fräserlänge = 330 mm.

36

Schrupp-Wälzfräser mit Hartmetall-Wendeplatten

Schrupp-Wälzfräser mit Hartmetall-Wendeplatten im Einsatz

37

Mit diesem modernen Werkzeugist das Schruppfräsen von Verzah-nungen ab Modul 5 äußerst wirt-schaftlich durchzuführen.

Das Konzept für die Konstruktionist die Kombination der bekanntenVorteile des Wälzfräsverfahrensmit der Leistungsfähigkeit desHartmetalls und der Kostenvorteileder Wendeplattentechnik. MitHartmetall-Wendeplatten könnenbei hohen Schnittgeschwindig-keiten große Volumen pro Zeit-einheit zerspant werden.

Das Scharfschleifen, wie es beiherkömmlichen Wälzfräsern erfor-derlich ist, entfällt. Damit werdenauch die Kosten für das Schärfenund für den Werkzeugwechsel ein-gespart. Die Verschleißmarken anden einzelnen Fräserzähnen sindverfahrensbedingt unterschiedlichbreit. Im Bereich der Großverzah-nungen läßt sich auch durchShiften diese Erscheinung nur zumTeil ausgleichen. Daher sind amWälzfräser immer Zähne mit unter-schiedlicher Verschleißmarken-breite vorhanden. Bei der Wende-platten-Technik können gezielt nurdie Platten gewendet oder ausge-wechselt werden, die die maxima-le Verschleißmarkenbreite erreichthaben.

Zum Wechseln der Wendeplattenist es nicht erforderlich, den Fräservon der Maschine zu nehmen. Dasführt zu kurzen Stillstandzeiten derWälzfräsmaschine.

Durch Auswechseln der Wende-platten kann auch die Hartmetall-sorte optimal auf den Zahnrad-werkstoff abgestimmt werden.

Voraussetzung für den erfolgrei-chen Einsatz dieser hartmetall-bestückten Werkzeuge sind Wälz-fräsmaschinen, die über aus-reichend hohe Steifigkeit sowie dieerforderliche Drehzahl und An-triebsleistung verfügen.

Bauweise

FETTE-Wendeplatten-Wälzfräserbestehen aus einem Fräserkörper,auf dem Zahnsegmente aufge-

schraubt sind, sowie aus den Hart-metall-Wendeplatten. Diese wer-den von Spannschrauben in denPlattensitzen der Segmente gehal-ten.

In den zylindrischen Fräserkörperist eine schraubenförmig verlau-fende Nut eingestochen. Die Flan-ken der Nut sind entsprechend derFräsersteigung geschliffen. Diezwischen den Nutenwindungenverbleibenden Teile des geschliffe-nen Zylindermantels dienen alsAuflageflächen für die Zahnseg-mente. Je zwei in den Zahnseg-menten angeordnete Zylinderstiftewerden in der Nut geführt und be-

stimmen die Lage der Segmente.Die Segmente sind mit Innen-sechskantschrauben auf dem Frä-serkörper befestigt.

Auf den Zahnsegmenten sind diePlattensitze für die Hartmetall-Wendeplatten tangential angeord-net. Die Plattensitze innerhalb ei-nes Segmentes sind, soweitmöglich, wechselseitig angeord-net. Mit dieser Maßnahme sollendie axialen Reaktionskräfte aufden Fräser und die tangentialenSchnittkraftkomponenten auf dasWerkrad so gering wie möglich ge-halten werden.

Fräserkörper

Zahnsegment

38

Die Hartmetall-Wendeplatten müs-sen die Schneidkanten des Fräser-zahnes komplett abdecken. Dieerforderliche Anzahl von Plattenund ihre Anordnung hängen vonden Abmessungen der Wendeplat-ten und von der Größe der Verzah-nung ab. Um das Vorverzahnenoptimal für das Schälwälzfräsenoder Schleifen zu gestalten, kön-nen die Hartmetall-Wälzfräser mitWendeplatten so ausgeführt wer-den, daß sie sowohl Fußfreischnitt(Protuberanz) als auch Kanten-bruch am Zahnrad bilden (sieheAbbildung rechts).

Im Bereich von Modul 5 bis Modul10 trägt jeder Fräserzahn nur einePlatte, die die ganze Flankenlängeüberdeckt.

Ab Modul 11 ist jede Flanke mit ei-ner zur Gegenflanke versetztenWendeplatte ausgestattet. In be-sonderen Fällen sind auch hierAusführungen mit einer durchgän-gigen Wendeplatte je Flanke mög-lich.

Schneidenausführung Modul 5–10

Schneidenausführung Modul 11–20

Profilausführung mit Protuberanz und Kantenbruch

39

Schrupp-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

mit Hartmetall-Wendeplattenfür gerade- und schrägverzahnteStirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil nach Abspracheeingängig rechtssteigendmit Längsnut

Hartmetall – TiN-beschichtet

Abmessungen in mm Ident Nr.Anzahl derWendeplatten1)

Anzahl derSegmente

Anzahl derZahnreihenm d1 I3 I1 d2

2163Katalog-Nr.

5 190 95 144 60 19 24 96 –6 114 165 12242067 210 133 185 –8 152 206 12242159 171 227 –

10 190 248 1224224

11 280 209 269 80 19 24 192 –12 229 289 122423313 248 310 –14 267 331 1224242

15 280 286 352 80 19 24 192 –16 300 305 373 122425117 324 394 –18 343 415 122426019 362 436 –

20 300 382 457 80 19 24 192 1224279

Ersatzteile und Wendeplatten: Ausführung auf Anfrage.1) Die Anzahl der Wendeplatten kann sich in Abhängigkeit vom Bezugsprofil ändern.

40

Hartmetall-Schäl-Wälzfräsertenfestigkeit des Schneidstoffes.Als Schneidstoff für Schälwälz-fräser werden Hartmetalle derISO-Anwendungsgruppen K 05 bisK 15 eingesetzt.

Bauformen

In Abhängigkeit von der Modul-größe und von den Genauigkeits-forderungen kann im wesentlichenzwischen drei Bauformen derSchälwälzfräser unterschiedenwerden:

■ Vollhartmetallbis einschließlich Modul 4FETTE Kat.-Nr. 2028

■ aufgelötete Hartmetall-Plattenfür Modul > 4, FETTE Kat.-Nr. 2129

■ Hartmetall-Wendeplatten abModul 5, FETTE Kat.-Nr. 2153

Verfahren und Anwendungsbereich

Schälwälzfräsen ist ein spanendesBearbeitungsverfahren, bei demSchäl-Wälzfräser zum Fräsen vonvorgefrästen und gehärtetenVerzahnungen eingesetzt werden.

Haupteinsatzgebiet ist das Fräsenvon Stirn- und Schraubenrädern.Darüber hinaus können aber auchZahnwellen, Walzenprofile und eineVielzahl von wälzbaren Sonderpro-filen mit dem Schäl-Wälzfräser be-arbeitet werden. Die Zielsetzungenbeim Einsatz dieses Verfahrenskönnen unterschiedlich sein:

Fertigfräsen von Verzahnun-gen

Durch das Schälwälzfräsen wirdder Härteverzug beseitigt und dieQualität der Verzahnung verbes-sert.

Die Zerspanungsleistung liegt beimSchälwälzfräsen erheblich höherals bei üblichen Schleifverfahren.Daher ist es wirtschaftlich, dasSchleifen im Bereich grober undmittlerer Verzahnungstoleranzendurch das Schälwälzen zu erset-zen.

Als Richtwert für die erreichbareGenauigkeit kann die Verzahnungs-qualität 6 nach DIN 3962 angege-ben werden.

Auch Profil- und Flankenmodifika-tionen wie Höhenballigkeit, Flan-keneinzug oder Breitenballigkeitkönnen durch geeignete Wälz-fräserprofile und entsprechendeMaschinensteuerung erzeugt wer-den.

Vorbereitung zum Schleifen

Bei hohen Ansprüchen an die Ver-zahnungsqualität werden die Rä-der geschliffen. Die Verzahnungs-kosten können deutlich gesenktwerden, wenn vor dem Schleifender Härtverzug durch Schälwälz-fräsen beseitigt und gleichzeitigdas Material bis auf das notwen-dige Schleifaufmaß abgetragenwird. Die Schleifzeiten und -kostenwerden reduziert, und es wird zu-sätzliche Schleifkapazität gewon-nen.

Werkzeug

Konstruktion

Kennzeichnendes Konstruktions-merkmal der Schälwälzfräser istder negative Kopfspanwinkel. Erwird als negativ bezeichnet, wenndie Spanflächen der Fräserzähne inRichtung der Schnittbewegung vorder Werkzeug-Bezugsebene lie-gen. Die Werkzeug-Bezugsebeneist die Ebene, in der die Kopf-schneiden des achsparallelen Frä-sers und die Fräserachse liegen.

Infolge des negativen Kopfspan-winkels sind die Flankenschneidenzur Wirk-Bezugsebene (Ebenesenkrecht zur Schnittbewegung)geneigt. Dadaurch erzeugen sie ei-nen schälenden Schnitt.

Der Neigungswinkel ist im Fuß-bereich der Fräserzähne größer alsim Kopfbereich. Die Kopfschnei-den haben keinen wirksamen Nei-gungswinkel und können daherauch keinen Schälspan erzeugen.Es ist deshalb verständlich, daßdie Schälwälzfräser nur Flan-kenspäne erzeugen sollten unddaß für das Vorfräsen der Verzah-nungen Protuberanzfräser verwen-det werden.

Schneidstoff

Geringe Spanungsdicken und ge-härtete Zahnradwerkstoffe stellenhohe Anforderungen an die Kan-

Abb. 1

– γ

λs

vc

–γ = Kopfspanwinkelλs = Neigungswinkel der Flankenschneidevc = Schnittgeschwindigkeit

Abb. 2

41

Eine Sonderstellung unter den ge-nannten Bauformen nimmt derSchälwälzfräser mit Hartmetall-Wendeplatten ein. Bei diesem Frä-sertyp entfällt das Scharfschleifen.Nur die Platten, welche die maxi-male Verschleißmarkenbreite er-reicht haben, werden gewendetoder ausgewechselt.

Es ist verständlich, daß ein ausFräserkörper, Zahnsegmenten undWendeplatten montierter Fräsernicht die Genauigkeitsforderungenerfüllen kann wie ein Fräser ausVollhartmetall. Daher ist der Fräsermit Wendeplatten besonders fürdie Vorbearbeitung zum Schleifengeeignet.

Überwiegend werden die Schäl-wälzfräser als Bohrungsfräser ge-fertigt. Vollhartmetall-Schälwälz-fräser werden aus fertigungs-technischen Gründen mit ein- oderdoppelseitiger Quernut hergestellt.Grundsätzlich sollte für Wälzfräsermit hoher Güteklasse die Bohrungmit Quernut der Bohrung mitLängsnut vorgezogen werden. Ei-ne genaue Bohrung ohne Längs-nut ist einfacher herzustellen undläßt auch einen besseren Rundlaufdes Wälzfräsers auf der Wälzfräs-maschine erwarten. Für höchsteGenauigkeitsforderungen kanndurch ein Schaftwerkzeug auchnoch die Rundlaufabweichungzwischen Fräsdorn und Fräserkompensiert werden.

Güteklassen

Schälwälzfräser werden im allge-meinen in der Güteklasse AA nachDIN 3968 gefertigt. Wenn erforder-lich, können die Bauformen ausVollhartmetall und mit aufgelötetenHartmetallplatten auch in derGüteklasse AAA (75 % der Tole-ranzen von AA) hergestellt werden.

Üblich ist eine hohle Flankenformam Wälzfräser, damit am Werk-stück eine geringe Höhenballigkeiterzielt wird.

Vorbearbeitung zumSchälwälzfräsen

Die Bearbeitungszugabe richtetsich nach der Modulgröße undnach dem Härteverzug. Für denModulbereich 2 bis 10 liegt sie er-fahrungsgemäß zwischen 0,15und 0,30 mm/Flanke.

Der Zahngrund muß so tief vorge-fräst werden, daß der Zahnkopfdes Schälwälzfräsers diesen spä-ter nicht anschneidet.

FETTE empfiehlt Wälzfräser mitProtuberanz, z. B. FETTE Kat.-Nr.2026 zu verwenden.

Die Härte der Verzahnung ist fürden Schäl-Wälzprozeß auf HRC 62+2 zu begrenzen.

Schäl-Wälzfräser aus Vollhartmetall

Schäl-Wälzfräser mitHartmetall-Wendeplatten

Schäl-Wälzfräser mit gelötetenHartmetall-Leisten

Schäl-Wälzfräser mit gelötetenHartmetall-Platten

42

Abtrag pro Flanke

In einem Schnitt sollten mit Rück-sicht auf die Standzeit der Wälz-fräser nicht mehr als 0,15 ÷ 0,20mm/Flanke abgetragen werden.

Bei hohen Qualitätsanforderungenmuß in mehreren Schnitten gefrästwerden. Für den letzten Schnitt istein Abtrag von 0,1 mm/Flankeanzustreben, um das Gefüge desZahnradwerkstoffes so gering wiemöglich zu beeinflussen.

Kühlung

Durch intensive Kühlung von Werk-zeug, Werkstück, Aufspannung undMaschine mit den beim Wälzfrä-sen üblichen Schneidölen werdendie temperaturabhängigen Fehler-größen reduziert, und die Standzeitder Schälwälzfräser wird erhöht.

Verschleiß und Standlängen

Verschleißmarkenbreite

Die Verschleißmarkenbreite an denSchälwälzfräsern sollte nicht mehrals 0,15 mm erreichen.

Mit zunehmender Verschleißmar-kenbreite steigen die Schnittkräfte.Bei sehr dünnen Spänen kommtes zum Abdrängen der Wälzfräser-schneiden.

Die Folgen können sein:Qualitätseinbußen, Ausbrüche anden Hartmetallschneiden und un-zulässige Gefügeveränderungendurch Anlaß- und Neuhärtungs-vorgänge an den Zahnrädern.

Gleichmäßiger Verschleißdurch Shiften

Der Verschleiß tritt nur an denZahnflanken der Schäl-Wälzfräserauf. Die Verschleißmarken sind re-lativ kurz und folgen dem Verlaufder Eingriffslinien.

Durch Shiften, d. h. durch schritt-weises Verschieben des Fräsers inAchsrichtung nach dem Fräsen ei-nes Rades oder Radpaketes, wirdder Verschleiß gleichmäßig über

die Flankenschneiden und überdie gesamte Schneidenlänge desFräsers verteilt. Dieser Vorgangwird noch erleichtert, wenn dieWälzfräsmaschine mit einer Syn-chronshifteinrichtung ausgerüstetist. Diese Einrichtung sorgt dafür,daß der Maschinentisch eine Zu-satzdrehung macht, wenn der Tan-gentialschlitten verfahren wird. Dierelative Position des Wälzfräser-ganges zur Verzahnung bleibt da-durch so erhalten, wie sie beimEinmitten eingestellt wurde.

Standlänge

Die Standlänge eines Wälzfräsersist gleich der Summe der Längenaller gefrästen Werkstückzähnezwischen zwei Scharfschliffen desFräsers.

Für die Berechnung der Standzeit,des Werkzeugbedarfs, der anteili-gen Werkzeugkosten usw. wird dieStandlänge pro Fräserzahn zu-grunde gelegt. Sie ist abhängigvon der Modulgröße und von derHärte der zu bearbeitenden Ver-zahnung. Erfahrungsgemäß liegtdie Standlänge beim Schälwälz-fräsen zwischen 2 und 4 m proFräserzahn.

Verzahnungs-Qualität

Die Verzahnungs-Qualität beimSchälwälzfräsen ist vom Zusam-menwirken einer Vielzahl von Kom-ponenten und Parametern abhän-gig wie:

■ Schäl-Wälzfräser (Schneidstoff,einwandfrei geschärft, aus-reichende Genauigkeit),

■ stabile Wälzfräsmaschine,■ genaue und stabile Aufspan-

nung von Wälzfräser und Werkstück,

■ Wälzfräser im Rundlauf mithöchster Präzision ausgerichtet

■ genaues Einmitten,■ richtige Wahl von Schnitt-

geschwindigkeit, Vorschub undAbtrag pro Flanke,

■ Beachtung der maximalen Verschleißmarkenbreite,

■ Werkstoff, Vorbearbeitung und Wärmebehandlung derWerkstücke.

Schnittbedingungen

Schnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit ist vonder Modulgröße und von der Härtedes Zahnrades abhängig. AlsRichtwert kann für Modul 30 eineSchnittgeschwindigkeit von 36 m/min und für Modul 2 von 110 m/min angegeben werden.

Für die kleinen Module sind auchnoch höhere Werte zwischen 140und 160 m/min möglich. Diese ho-hen Schnittgeschwindigkeiten ge-hen aber zu Lasten der Standzeitdes Schäl-Wälzfräsers und eskönnen verstärkt Beeinflussungendes Werkstückgefüges auftreten.

Für Werkstückhärten ab HRC 62sollte die Schnittgeschwindigkeitzunächst auf 70 m/min begrenztwerden. Sie kann dann in Abhän-gigkeit von Fräsergebnis und derStandmenge des Werkzeuges op-timiert werden.

Vorschub

Die Struktur der mit Wälzfräsernbearbeiteten Oberflächen wirddurch die Tiefe der Vorschub-markierungen beeinflußt. Die Tiefeder Vorschubmarkierungen nimmtquadratisch mit der Größe desVorschubes zu. Es ist daher sinn-voll, zwischen Vorschüben für denFertigschnitt und den Vorschnitt zuunterscheiden.

Richtwerte für den Vorschub:

Für den Fertigschnitt:1,5 bis 2 mm/WU

Für den Vorschnitt:bis 4 mm/WU

Gleichlauf-Verfahren

Das Schälwälzfräsen im Gleichlaufwird bevorzugt, da bei diesem Ver-fahren die beste Standzeit derSchäl-Wälzfräser erzielt wird.

43

Der negative Kopfspanwinkel be-dingt, daß die Schleifscheibeaußermittig eingestellt wird. DasMaß für die Einstellung der Schleif-scheibe hängt von dem jeweiligenFräserdurchmesser ab. Es ist demNachschleifdiagramm zu entneh-men, das jedem Fräser beiliegt.

Die Spanflächen sind auf geringeRauhtiefe zu schleifen, um Schar-ten und Mikroausbrüche an denSchneidkanten zu vermeiden. Dabei sind die Toleranzen nachDIN 3968 einzuhalten, soweit siedie Spannuten betreffen.

= Spanflächenabstand= Fräserdurchmesser

uda

u

da

Frs.

-Dur

chm

esse

r (m

m) 189

188

187

186

185

184

183

–45,4 –45,8 –46,2 –46,6 –47,0 –47,4

Spanflächenabstand u (mm)

Spanflächen-Nachschleifdiagramm für Hartmetall-Schäl-Wälzfräser

Teilungs- und Flankenlinienabwei-chungen werden durch die Wälz-fräsmaschine verursacht.

Die Profilform hängt im wesent-lichen von der Qualität der Wälzfrä-ser ab. Die Schnittparameter, dieHärte der Werkstücke und der Ver-schleißzustand der Fräser beein-flussen hauptsächlich die Schnitt-kräfte, die auf Werkzeug undMaschine rückwirken und so dieVerzahnungs-Qualität mitbestim-men.

Unter guten Voraussetzungen undbei sorgfältiger Arbeitsweise kanndie Verzahnungs-Qualität 6 nachDIN 3962 bei einer Oberflächen-rauhheit von Rt = 1 bis 2 µm er-reicht werden.

Wälzfräsmaschine

Grundsätzlich sind auch konven-tionelle Wälzfräsmaschinen für dasSchälwälzfräsen geeignet. Ent-scheidend ist der Zustand der Ma-schine.

Es kommt darauf an, daß das Spielin der Frässpindel-Axiallagerungund im Tisch- und Vorschuban-trieb so gering wie möglich ge-halten wird.

Selbstverständlich bieten moderneWälzfräsmaschinen mit Doppel-schnecken-Tischantrieb oder hy-draulischer Tischverspannung, mitKugelumlaufspindel für den Axial-vorschub und vorgespannter Axial-lagerung der Frässpindel die bes-seren Voraussetzungen für einegute Verzahnungs-Qualität. Wün-schenswert sind auch Einrich-tungen zum automatischen Einmit-ten und zum Synchronshiften.

Instandhaltungdes Schäl-Wälzfräsers

Der Schäl-Wälzfräser sollte ge-schärft werden, wenn eine Ver-schleißmarkenbreite von 0,15 mmerreicht ist. Geschliffen wird mitDiamantscheiben im Pendelschliffoder im Tiefschleif-Verfahren.

44

Schäl-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

aus Vollhartmetall

zum Schlichten gehärteter (hochvergüteter) gerade- und schrägverzahnter Stirnrädernach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil ha0 = 1,15 · m, öa0 = 0,1 · mGüteklasse AA nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit einseitiger Quernut

Hartmetall – TiN-beschichtet




2 80 100 120 32 15 23528902,5 23528913 90 40 23528923,5 100 120 140 23528934 4021516

45

Schäl-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

mit aufgelöteten Hartmetall-Plattenzum Schlichten gehärteter (hochvergüteter) gerade- und schrägverzahnter Stirnrädernach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil ha0 = 1,15 · m, öa0 = 0,1 · mGüteklasse AA nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

Hartmetall

Abmessungen in mm Anzahl derZahnreihen



4,5 130 130 150 40 12 12231355 1223139

5,5 160 140 160 50 12 12231376 12231467 170 12231558 150 170 12231649 180 1223173

10 190 160 180 50 12 122318211 220 180 200 60 122319112 190 210 122320813 240 200 220 122325314 250 220 240 1223217

15 250 230 250 60 12 122326216 260 240 260 122322617 250 270 80 122327118 270 270 290 122323519 280 300 122329020 280 290 310 1223244

46

Schäl-Wälzfräser

l1l3

d1 d2

mit Hartmetall-Wendeplattenzum Schlichten gehärteter (hochvergüteter)gerade- und schrägverzahnter Stirnrädernach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil ha0 = 1,15 · m,Frästiefe 2,15 · meingängig rechtssteigendmit Längsnut oder Quernut

Hartmetall

Abmessungen in mm Ident Nr.Anzahl derWendeplatten

Anzahl derSegmente

Anzahl derZahnreihenm d1 I3 I1 I11) d2

2153Katalog-Nr.

5 160 79 127 147 50 19 19 76 –6 94 145 165 12240007 190 110 163 183 –8 126 180 200 12240199 142 197 217 –

10 158 215 235 1224028

11 220 173 232 256 60 21 21 84 –12 189 250 274 122403713 250 205 267 291 23 23 92 –14 220 285 309 1224046

15 250 236 302 326 60 23 23 92 –16 252 320 344 122405517 280 268 337 365 80 –18 284 355 383 122406419 299 373 401 –

20 280 315 390 418 80 23 23 92 1224073

1) mit Quernut

Ersatzteile und Wendeplatten: Ausführung auf Anfrage.

47


l1l3

d1 d2

für gerade- und schrägverzahnte Stirnrädernach Modulmit Protuberanzzum Vorfräsen für das Schleifenoder Schäl-Wälzfräsen

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil ha0 = 1,4 · m, öa0 = 0,4 · mAufmaß pro Flanke: qP0 = 0,09 + 0,0125 · mProtuberanzbetrag:prP0 = 0,129 + 0,0290 · m bis Modul 7prP0 = 0,181 + 0,0235 · m größer Modul 7Güteklasse A nach DIN 3968eingängigmit Längsnut


Abmessungen in mm Ident Nr.Links

Ident Nr.Rechts

Anzahl derSpannutenm d1 I3 I1 d2

2026Katalog-Nr.

1 70 50 56 27 17 1223334 12233442 90 100 15 1223326 12233463 80 110 120 32 1223338 12233484 90 120 130 14 1223340 12233505 100 140 150 1223343 12233526 140 40 1223345 12233557 150 1223347 12233578 160 160 170 50 1223349 12233599 170 1223351 1223361

10 180 180 190 1223353 122336312 200 200 210 60 12 1223356 1223365

Wälzfräserfür innenverzahnte Räder (Hohlräder), gerade- oder schrägverzahnt, mit Evolventenflanken

Kat.-Nr. Seite

Hinweise 50

Vollstahl-Wälzfräser 2082 51

50

HinweiseWälzfräser für innenverzahnte Rä-der (auch Hohlräder genannt) wer-den für ein bestimmtes Rad kon-struiert. Hierbei müssen die Maßefür den maximalen und minimalenFräserdurchmesser und die maxi-male Fräserbreite beachtet wer-den, für die der Innenfräskopf aus-gelegt ist.

Bei Hohlrädern mit großer Profil-verschiebung kann nicht ausge-schlossen werden, daß die maxi-mal zulässige Fräserbreite für dievollständige Ausbildung der Ver-zahnung zu schmal ist, wenn derWälzfräser in der üblichen Weiseausgelegt wird. In diesem Fall istes erforderlich, den Modul undden Eingriffswinkel des Wälzfrä-sers abweichend von denen desHohlrades festzulegen.

Am Wälzfräser ist ein Zahn als so-genannter „Einstellzahn“ definiertund gekennzeichnet. Der Fräsermuß auf der Wälzfräsmaschine sopositioniert werden, daß der Ein-stellzahn im Neuzustand in der„Maschinenmitte“ liegt. Obwohlsich der Einstellzahn beim Schär-fen des Wälzfräsers in axialerRichtung verlagert, ist es nichterforderlich, die im Neuzustandermittelte und durch Distanzschei-ben fixierte Position des Wälz-fräsers zu korrigieren.

Die zum Fertigfräsen angebotenenWälzfräser für innenverzahnte Rä-der sind nur bedingt für das Vorfrä-sen geeignet. Mit Rücksicht aufdie Werkzeugkosten sollten fürdas Vorfräsen hinterdrehte Wälz-fräser mit einem auf das Werk-stück abgestimmten Anschnittverwendet werden.

51


l1l3

d1 d2

für innenverzahnte Räder nach Modulgerade- oder schrägverzahnt

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil II nach DIN 3972Güteklasse AA nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Anzahl derSpannutenm d1 I3 I1 d2


5 360 45 65 100 306 52 728 66 86 24

10 80 90 2212 94 10414 108 11816 122 132 2018 136 146 1820 150 160 16

Die aufgeführten Baumaße sind Richtwerte, die je nach Abmessung des Innen-Wälzfräskopfesund den Verzahnungsdaten des Rades entsprechend abgewandelt werden können.

Zu Innen-Wälzfräsern größer als Modul 20 sind Werkstückzeichnungen und die Maße des Innenfräskopfes vorzulegen, damit hierauf abgestimmt die Baumaße des Wälzfräsers festgelegt werden können.

Wälzfräserfür Verdichterrotoren und Pumpenspindeln

Kat.-Nr. Seite

Wälzfräser für Verdichter-Rotoren 54

Rotoren-WälzfräserVorfräser, als Räumzahn-Wälzfräser 2091 55Fertigfräser, als Vollstahl-Wälzfräser 2092 56

Wälzfräser für PumpenspindelnFertigfräser, als Vollstahl-Wälzfräser 2094 57

54

Wälzfräser für Verdichter-RotorenRotoren sind die mehrgängigenFörderschrauben eines Schrau-benverdichters, die paarweise ineinem Gehäuse angeordnet sind.

Die ineinandergreifenden Schrau-bengänge haben symmetrischesoder asymmetrisches Profil.

Ruhiger Lauf und guter Wirkungs-grad der Rotoren werden von derGenauigkeit der Rotorenprofile be-stimmt.

Gute Ergebnisse bei der Herstel-lung von Rotoren ergeben sich ausden Vorteilen des Wälzfräsverfah-rens:

■ Hohe Teilgenauigkeit■ Geringer Verzug wegen gleich-

mäßiger ständiger Spanabnah-me in allen Lücken

■ Problemlose Instandhaltungdes Wälzfräsers durch Schär-fen an den Spanflächen

Voraussetzung für diese Technolo-gie im Zusammenhang mit derHerstellung von Rotoren sind dieEntwicklung geeigneter Berech-nungsverfahren für Rotoren- undWälzfräserprofile, die Erstellungder erforderlichen Rechnerpro-gramme und ein hoher Fertigungs-standard auf dem Gebiet der Prä-zisions-Wälzfräser.

An die Wälzfräsmaschinen werdenhohe Anforderungen gestellt be-züglich Steifigkeit, Leistung, ther-mischer Stabilität und Zustell-genauigkeit.

Der erfolgreiche Einsatz von Wälz-fräsern hängt auch davon ab, in-

wieweit Profilform, Spielgröße undSpielverteilung zwischen demWerkzeughersteller einerseits unddem Rotorenhersteller bzw. Ro-torenkonstrukteur andererseits imRahmen der fertigungstechnischenMöglichkeiten abgestimmt sind.So erlaubt dieses Verfahren einemoderne wirtschaftliche Fertigung,bei der die Qualität und Ausbrin-gung in erster Linie vom Werkzeugund der Maschine abhängig sind.

Rotoren im Stirnschnitt

Nebenläufer

Hauptläufer

55

Rotoren-Wälzfräser, Vorfräser

l1l3

d1 d2

für Schraubenverdichterfür Haupt- und Nebenläufer als Räumzahn-Wälzfräser mit16 Kopfschneidenachsparallele Spannuten

eingängigmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

Rotor-Ø m Profilhöhe d1 I3 I1 d2

2091 hinterdrehtKatalog-Nr.

47/44,5 ≈ 5,2 ≈ 10,2 112 90 106 4081,6 ≈ 9,1 ≈ 17,5 140 154 170 50

102 ≈ 11,4 ≈ 22 170 184 200 60127,5 ≈ 14,2 ≈ 27,5 212 234 250163,2 ≈ 18,2 ≈ 35,5 265 299 315 80204 ≈ 22,7 ≈ 44 305 319 335 100204 ≈ 22,7 ≈ 44 335

Die Baumaße sind Richtwerte für Rotorenabmessungen mit L/D = 1,65.

Bei der Bestellung sind Werkstückzeichnungen der Rotoren und Angaben über das Stirnschnittprofil (Koordinatenliste) zur Verfügung zu stellen.

Nicht alle Rotoren lassen sichaufgrund ihrer Größe im Wälzfräs-verfahren erzeugen. Darüber hin-aus bestimmen auch das bereitseingeführte Verfahren oder derMaschinenpark die Wahl derWerkzeuge.FETTE war maßgeblich an der Ein-führung des Wälzfräsverfahrenszur Herstellung von Rotoren betei-ligt.Mit dieser Erfahrung bietet FETTEdeshalb in allen Fällen kompetenteBeratung.

Die Vorzüge des Wälzfräsverfahrens sind unbestritten und lassen sich wiefolgt zusammenfassen:

■ Schnelle und problemlose Herstellung von Rotoren mit guten Oberflächen,genauen Profilen und Teilungen.

■ Die Dichtleisten am Zahnkopf und die Dichtnuten im Zahngrund der Roto-ren können in einem Arbeitsgang mit den Flanken ausgewälzt werden.

■ Mit Wälzfräsern hergestellte Rotoren sind wegen ihrer gleichbleibendenGenauigkeit jederzeit austauschbar.

■ Einfache und wirtschaftliche Instandhaltung der Werkzeuge, da die Wälz-fräser nur an der Spanfläche scharfgeschliffen werden.

für Hauptläufer

für Nebenläufer

56

Rotoren-Wälzfräser, Fertigfräser

l1l3

d1 d2

für Schraubenverdichterfür Haupt- und Nebenläufer

Güteklasse AA eingeengt nach DIN 3968 achsparallele Spannuten

eingängigmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

Rotor-Ø m Profilhöhe d1 I3 I1 d2


47/44,5 ≈ 5,2 ≈ 10,2 140 74 90 6081,6 ≈ 9,1 ≈ 17,5 190 124 140 80

102 ≈ 11,4 ≈ 22 236 154 170127,5 ≈ 14,2 ≈ 27,5 265 196 212 100163,2 ≈ 18,2 ≈ 35,5 300 249 265204 ≈ 22,7 ≈ 44 305 299 315204 ≈ 22,7 ≈ 44 335

für Hauptläufer

für Nebenläufer

Die Baumaße sind Richtwerte für Rotorenabmessungen mit L/D = 1,65.

Das gesamte Profil, einschließlich der Dichtleiste und Nut, wird in einem Arbeitsgang gefräst. Der Außendurchmesser der Rotoren ist auf Fertigmaß geschliffen.

Bei der Bestellung sind Werkstückzeichnungen der Rotoren und Angaben über das Stirnschnittprofil (Koordinatenliste) zur Verfügung zu stellen.

57

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Schraubenpumpenfür Antriebs- und Laufspindel

Güteklasse AA eingeengt nach DIN 3968 eingängigmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

d1 I3 I1 d2


18 x 10,8 10,8 x 3,6 100 52 60 32 1620 x 12 12 x 4 55 6330 x 18 18 x 6 112 72 8035 x 21 21 x 7 118 82 9038 x 22,8 22,8 x 7,6 125 87 95 4045 x 27 27 x 9 140 98 106 1852 x 31,2 31,2 x 10,4 150 104 112 5060 x 36 36 x 12 160 110 11870 x 42 42 x 14 180 122 132

Wälzfräser für Antriebsspindel

Wälzfräser für Laufspindel

Anzahl derSpannuten

AntriebsspindelD x d1)

LaufspindelD x d1)

1) D = Außendurchmesser, d = Innendurchmesser

Die aufgeführten Baumaße sind Richtwerte und können sowohl in der Länge als auch im Durchmesser dem Arbeitsraum der Wälzfräsmaschine angepaßt werden.

Bei der Bestellung sind folgende Angaben über das Werkstück zu machen: Maßangaben über das Stirnschnittprofil, Außendurchmesser, Innendurchmesser, Steigung und Steigungsrichtung – im Normalfall Antriebsspindel rechts, Laufspindel links.

Antriebs- und Laufspindel

Wälzfräserfür Kettenräder, Zahnriemenscheiben und Steckverzahnungen

Kat.-Nr. Seite

Wälzfräser für Kettenräderhinterdreht 2301 60hinterdreht 2311 61hinterdreht 2331 62hinterschliffen 2341 63

Wälzfräser für Zahnriemenscheibenhinterschliffen 2342 64hinterschliffen 2352 65

Wälzfräser für Keilwellenhinterschliffen 2402 66hinterschliffen 2412 66hinterschliffen 2422 67hinterschliffen 2432 67hinterschliffen 2442 68

Wälzfräser für Zapfwellenhinterschliffen 2444 69hinterschliffen 2472 70

Wälzfräser für Zahnwellenhinterschliffen 2452 71

Wälzfräser für Kerbzahnwellenhinterschliffen 2462 72

60

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Kettenräder nach DIN 8196 zu Rollen und Hülsenkettennach DIN 8187, 8188

Bezugsprofil nach DIN 8197eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5


Abmessungen in mm

Fräserabmessung

d1 I1 d2

Ketten-

Teilung Rollen-/Hülsen-Ø

Anzahl derSpannuten

Ident Nr.

5,0 3,2 56 38 22 12 12262046,0 4 12262138,0 5 63 27 12262319,525 6,35 70 46 1226268

12,7 7,92 80 56 327,75 12262867,77

12,7 8,51 122629515,875 10,16 90 69 10 122630219,05 11,91 100 88

12,071226320

25,4 15,88 110 108 40 122633931,75 19,05 125 133 122635738,1 22,23 140 150 1226366

25,4 122637544,45 160 170 50 9 1226384

27,94 122639350,8 28,58 170 190 2111640

29,21 122641963,5 39,37 190 235

39,68 2110189

76,2 47,63 225 290 60 211018848,26 2108994

61

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Kettenräder zu Gallketten (schwer) nach DIN 8150

eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5


3,5 2 50 31 22 12 21101906 3 38 12268298 3,5 56 2110191

10 4 51 122684715 5 63 69 27 122685620 8 80 98 32 122686525 10 90 108 10 122687430 11 100 133 122688335 12 150 211019240 14 110 170 40 211019345 17 125 190 211019450 22 140 210 122690955 24 122691160 26 160 235 50 9 122691370 32 180 290 122691580 36 190 122691790 40 210 325 60 1226919

100 45 220 365 1226921110 50 240 410 1226923120 55 250 1226925

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

d1 I1 d2

Ketten-

Teilung Rollen-Ø

Anzahl derSpannuten

Ident Nr.

62

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Kettenräder zu Buchsenketten nach DIN 8164

eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5


15 9 90 69 32 12 122731720 12 100 98 10 122732925 15 110 108 40 122733830 17 125 133 122734735 18 150 122734940 20 140 170 122736545 22 190 122737450 26 160 210 50 9 122737655 30 170 122737860 32 180 235 122738065 36 190 260 122738270 42 210 290 60 122738480 44 220 122738690 50 240 325 1227388

100 56 250 365 1227390

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

d1 I1 d2

Ketten-

Teilung Rollen-Ø

Anzahl derSpannuten

Ident Nr.

63

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Zahnkettenräder mit Evolventenflankenmit Kopfkantenbruch

Eingriffswinkel 30°Güteklasse A nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5


Ident Nr.TeilungZoll d1 I3 I1 d2


5/16 70 63 69 27 16 12275063/8 80 32 12275151/2 90 70 78 12275245/8 80 88 14 12275333/4 100 92 100 1227542

1 110 120 130 12 122755111/2 150 160 170 50 12275602 190 215 225 1227579

64

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Synchroflex-ZahnriemenscheibenÜberschneider

Güteklasse A nach DIN 3968eingängig rechtssteigendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mmTeilung

Zähnzahl-bereich

Ident Nr.Anzahl derSpannutend1 I3 I1 d2


T 2,5 se 12– 20 50 25 31 22 14 1228006T 2,5 21– 45 1228015T 2,5 46– 80 1228024

T 5 se 10– 14 56 32 38 22 14 1228033T 5 se 15– 20 1228042T 5 21– 50 1228051T 5 51–114 1228060

T 10 se 12– 15 70 50 56 27 14 1228079T 10 se 16– 20 1228088T 10 21– 45 1228097T 10 46–114 1228104

T 20 se 15– 20 90 80 88 32 14 1228113T 20 21– 45 1228122T 20 46–119 1228131

Die Zahnlückenform „se“ wird bis einschließlich 20 Zähne angewendet, über 20 Zähne = Normalprofil.

65

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Zahnriemenscheibenmit Evolventenflanken nach DIN/ISO 5294Überschneider


KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mmTeilung

Zähnzahl-bereich

Ident Nr.Anzahl derSpannutend1 I3 I1 d2


0,08 MXL10 bis 23 50 25 31 22 14 1203010ab 24 2257398

1/8 XXL ab 10 12030121/5 XL ab 10 56 32 38 12283003/8 L ab 10 70 50 56 27 12283191/2 H 14–19 63 69 12283281/2 H ab 20 12283377/8 XH ab 18 100 80 88 40 1228346

11/4 XXH ab 18 115 100 108 1228355

Wälzfräser für Zahnriemenscheiben mit geraden Flanken nach DIN/ISO 5294 auf Anfrage.Wälzfräser für Zahnriemenscheiben mit Sonderprofilen gehören auch zu unserem Lieferprogramm.

66

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Keilwellen


KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Abmessungen in mm

Ident Nr.Anzahl

derSpannuten

Anzahl der

Keile für Bund-Ø

Keilwellen-Nennmaße Fräserabmessung

2402 hinterschliffen


d1 I3 I1 d2

Innen-Ø Außen-Ø Keilbreiteg 6 a 11 h 9

1), 2), 3), 4) Dieser Fräser ist absolut identisch mit dem unter Katalog-Nr. 2442 mit der gleichen Indexkennzahl gekennzeichneten Fräser.

23 26 6 6 29 56 30 36 22 12 122946126 30 33 63 34 40 27 122947028 32 7 35 122948932 36 6 8 39 39 45 122949836 40 7 43 122950442 46 8 50 122951346 50 9 54 70 44 50 122952252 58 10 62 50 56 122953156 62 66 122954062 68 12 73 122955972 78 10 83 57 63 122956882 88 93 80 32 122957792 98 14 103 90 65 71 1229586

102 108 16 113 100 1229595112 120 18 126 72 80 1229602

11 14 3 6 16 56 26 32 22 12 123021713 16 3,5 18 123022616 20 4 22 30 36 123023518 22 5 25 34 40 1230244211) 25 28 63 27 1230253232) 28 6 31 39 45 1230262263) 32 35 1230271284) 34 7 37 44 50 123028032 38 6 8 41 123029936 42 7 45 123030642 48 8 52 70 50 56 123031546 54 9 58 123032452 60 10 64 57 63 123033356 65 69 80 32 123034262 72 12 77 65 71 123035172 82 10 87 90 123036082 92 97 72 80 123037992 102 14 107 100 1230388

102 112 16 117 112 40 1230397112 125 18 131 82 90 1230404

2412 Für Keilwellen nach DIN ISO 14 – mittlere Reihe ■ Bundfräser, mit 2 Höckern und Kantenbruch

2402 Für Keilwellen nach DIN ISO 14 – leichte Reihe ■ Bundfräser, mit 2 Höckern und Kantenbruch

67

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Keilwellen


KHSS-E EMo5Co5


Ident Nr.Anzahl

derSpannuten

Anzahl der

Keile für Bund-Ø




d1 I3 I1 d2


** Bei einigen Keilwellen-Abmessungen mit 10 Keilen können auch 2 Höcker ausgeführt werden.

16 20 2,5 10 22 56 30 36 22 12 123099418 23 3 25 63 34 40 27 123100121 26 28 123101023 29 4 31 39 45 123102926 32 34 123103828 35 37 70 44 50 123104732 40 5 43 123105636 45 48 80 50 56 32 123106542 52 6 55 123107446 56 7 59 57 63 123108352 60 5 16 63 123109256 65 68 123110962 72 6 75 100 65 71 123111872 82 7 85 123112782 92 6 20 95 72 80 123113692 102 7 105 1231145

102 115 8 119 112 82 90 40 1231154112 125 9 129 1231163

11 15 3 4 17 63 34 40 27 14 123166213 17 4 19 123167116 20 6 23 39 45 123168018 22 25 123169921 25 8 29 70 50 56 123170624 28 32 123171528 32 10 36 123172432 38 42 90 57 63 32 123173336 42 12 47 123174242 48 53 100 65 71 16 123175146 52 14 57 123176052 60 65 125 72 80 40 123177958 65 16 70 123178862 70 75 123179768 78 83 140 82 90 1231804

2432 Für Keilwellen nach DIN 5471 ■ Bundfräser, mit 2 Höckern und Kantenbruch

2422 Für Keilwellen nach DIN 5464 ■ Bundfräser, mit 1** Höcker und Kantenbruch

68


Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Keilwellen


KHSS-E EMo5Co5


Ident Nr.Anzahl

derSpannuten

Anzahl der

Keile für Bund-Ø


Katalog-Nr.

d1 I3 I1 d2


1), 2), 3), 4) Dieser Fräser ist absolut identisch mit dem unter Katalog-Nr. 2412 mit der gleichen Indexkennzahl gekennzeichneten Fräser.

211) 25 5 6 28 63 34 40 27 12 1232420232) 28 6 31 39 45 1232439263) 32 35 1232448284) 34 7 37 44 50 123245732 38 8 42 70 50 56 123246636 42 46 123247542 48 10 52 90 57 63 32 14 123248446 52 12 57 123249352 60 14 65 100 65 71 123250958 65 70 123251862 70 16 75 123252768 78 83 112 72 80 40 123253672 82 87 123254578 90 95 140 82 90 16 123255482 95 100 123256388 100 105 123257292 105 20 111 92 100 123258198 110 116 1232590

105 120 126 160 102 110 50 1232607115 130 136 1232616130 145 24 151 1232625

2442 Für Keilwellen nach DIN 5472 ■ Bundfräser, mit 2 Höckern und Kantenbruch


69

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Zapfwellen nach DIN 9611


KHSS-E EMo5Co5

Katalog-Nr.

63 50 56 27 12 1232689

56 32 38 22 14 1232661

63 40 46 27 14 1232670

Form 128,91 ± 0,05 x 34,79 ± 0,06 x 8,69 –0,09

–0,166 Keile mit 2 Höckern und Kantenbruch

Form 2DP 16, EW 30°, da = 34,6721 Zähne mit Kantenbruch

Form 3DP 12, EW 30°, da = 44,3320 Zähne mit Kantenbruch

Zapfwellen

Abmessungen in mm

Fräserabmessung

d1 I3 I1 d2

Anzahl derSpannuten

Ident Nr.

70

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Zahnwellen mit Evolventenflankennach DIN 5480


KHSS-E EMo5Co5




0,6 50 25 31 22 14 12339190,8 12339281,0 12339371,25 12339461,5 56 32 38 12339552,0 63 40 46 27 12339642,5 70 50 56 12339733 12339824 80 63 69 32 12339915 90 70 78 12340086 100 80 88 12340178 115 100 108 40 1234026

10 125 130 138 1234035

71

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Zahnwellen mit Evolventenflankenfrüher DIN 5482


KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.Anzahl derSpannutenZahnwellen-Nennmaß m d1 I3 I1 d2


15 x 12 1,6 56 32 38 22 1217 x 1418 x 1520 x 17

1233018

22 x 1925 x 2228 x 25 1,7530 x 2732 x 28

1233027

35 x 3138 x 34 1,9 63 40 46 2740 x 36 123303642 x 3845 x 41 248 x 4450 x 4552 x 47 123304555 x 5058 x 5360 x 5562 x 57 2,165 x 6068 x 6270 x 6472 x 66

1233054

75 x 6978 x 7280 x 7482 x 76 2,25 70 50 5685 x 7988 x 8290 x 8492 x 86

1233063

95 x 8998 x 92

100 x 94

72

Wälzfräser

l1l3

d1 d2

für Kerbzahnwellen nach DIN 5481mit geraden Flanken für gewölbteWerkstückflanken


KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.Anzahl derSpannuten*Kerbzahnwellen-Nenn. Teilung d1 I3 I1 d2


7 x 8 0,842 50 25 31 22 16 12334108 x 10 1,010 1233429

10 x 12 1,152 123343812 x 14 1,317 123344715 x 17 1,517 123345617 x 20 1,761 56 32 38 123346521 x 24 2,033 123347426 x 30 2,513 123348330 x 34 2,792 123349236 x 40 3,226 123350840 x 44 3,472 63 40 46 27 123351745 x 50 3,826 123352650 x 55 4,123 123353555 x 60 4,301 123354460 x 65 4,712 70 50 5665 x 7070 x 7575 x 8080 x 8585 x 9090 x 95 123355395 x 100

100 x 105105 x 110110 x 115115 x 120120 x 125

* Solange Vorrat, liefern wir mit 12 Spannuten.

73

Wälzfräserfür Schneckenräder

Seite

Wälzfräser für Schneckenräder 76

76

Wälzfräser für SchneckenräderFlankenformen

Die Flankenform des Schnecken-radwälzfräsers wird durch dieFlankenform der Schnecke be-stimmt. In DIN 3975 sind die ver-schiedenen Flankenformen ge-normt. Danach unterscheidet mannach dem jeweiligen Erzeugungs-verfahren zwischen ZA-, ZN-, ZI-und ZK-Schnecken.

■ Die ZA-Schnecke hat ein ge-radliniges Flankenprofil imAxialschnitt. Diese Flankenformwird erzeugt, wenn ein trapez-förmiger Drehmeißel so ange-stellt wird, daß seine Schneidenim Axialschnitt liegen.

■ Die ZN-Schnecke hat ein ge-radliniges Flankenprofil imNormalschnitt. Diese Flanken-form wird erreicht, wenn ein inAchshöhe eingestellter trapez-förmiger Drehmeißel so ange-stellt ist, daß seine Schneiden inder um den Mittensteigungs-winkel geneigten Ebene liegenund in dieser Einstellung dasSchneckenprofil erzeugt wird.

■ Die ZI-Schnecke hat Evol-ventenflanken im Stirnschnitt.Diese Flankenform entstehtz. B., wenn ein ebener Fräs-oder Schleifkörper, dessenAchse zur Schneckenachse umden Mittensteigungswinkel ge-schwenkt und zur Normalen aufdie Schneckenachse um denErzeugungswinkel „α0“ geneigtist, das Schneckenprofil er-zeugt.

■ Die ZK-Schnecke hat eineballige Flankenform im Axial-schnitt. Diese Schneckenformentsteht, wenn eine unter demErzeugungswinkel „α0“ abgezo-gene Doppelkegelscheibe inden Mittensteigungswinkel ein-geschwenkt wird, wobei dieSymmetrielinie des Scheiben-profils durch den Kreuzungs-punkt der Achsen läuft und indieser Stellung das Schnecken-profil erzeugt.

Neben den genormten Formen be-stehen noch Sonderformen, vondenen vorwiegend die Hohlflan-kenform zur Anwendung kommt.

Die genannten Schneckenprofil-formen können auch in DUPLEX-Schneckengetrieben zur Anwen-dung kommen. Die DUPLEX-Schnecken haben unterschied-liche Steigungen an den linken undrechten Flanken. Damit wird er-reicht, daß sich die Zahnstärkenan den Schnecken kontinuierlichim Steigungsverlauf ändern unddurch axiales Verschieben derSchnecke relativ zum Schnecken-rad eine Einstellung des Spielsmöglich wird.

Die Bestimmungsgrößen des Wälz-fräsers leiten sich im wesentlichenaus den Schneckendaten ab.

Um ein Kantentragen der Getriebe-schnecke im Schneckenrad zu ver-meiden, darf der zur Erzeugungdes Schneckenrades erforderlicheSchneckenradwälzfräser in keinemFall einen Teilkreisdurchmesseraufweisen, der kleiner ist alsder Mittenkreisdurchmesser derSchnecke. Bedingt durch die Hin-terarbeitung verringert sich derDurchmesser des Wälzfräsersbeim Scharfschleifen. Deshalbmuß der Teilkreisdurchmesser desSchneckenradwälzfräsers im Neu-zustand gegenüber dem derSchnecke vergrößert werden. Die-ser Betrag wird in Abhängigkeitvon Modul, Mittenkreisdurchmes-ser und der Gangzahl festgelegt.

Der Außendurchmesser eines neu-en Schneckenrad-Wälzfräsers er-rechnet sich demnach wie folgt:

Mittenkreisdurchmesser der Schnecke

+Teilkreisvergrößerung

+2 x Kopfhöhe der Schnecke

+2 x Kopfspiel

77

Verfahren und Bauformen

Schneckenrad-Wälzfräser werdenin verschiedenen Bauformen aus-gelegt. Man unterscheidet hiernach folgenden Arten:

Radial-VerfahrenBei diesem Verfahren kommen zy-lindrische Fräser zur Anwendung.Die Werkzeuge fräsen radial in dasSchneckenrad auf volle Zahntiefeund können zur Verbesserung derHüllschnitte an den Flanken um ei-nen kleinen Betrag tangential ver-fahren werden. Diese Fräsmethodehat die kürzeste Bearbeitungszeitund wird im allgemeinen fürSchneckenrad-Wälzfräser mit Stei-gungswinkeln bis zu ca. 8 Gradverwendet. Die Schneidenlängemuß mindestens so lang sein wiedie Durchdringungslänge mit demzu fräsenden Schneckenrad. Zummöglichen Shiften ist natürlich aucheine längere Ausführung sinnvoll.

ZN-Schnecke

Erzeu-gendeGerade

Drehmeißel Fräser

γm

αo

ZA-Schnecke

Schneidrad

αo

Drehmeißel

ZI-Schnecke

ab

αoαo

do = ∞

dm

Schleifscheibe

γm

ZK-Schnecke

αo

do

dm

Schleifscheibe

γm

Bohrungsfräser mit Quernut zum Radialfräsen

78

Tangential-VerfahrenDieses Verfahren ist für ein- undmehrgängige Schneckentriebe ge-eignet. Voraussetzung ist jedoch,daß die Wälzfräsmaschine mit ei-nem Tangentialfräskopf ausgerü-stet ist. Die Fräser haben einen re-lativ langen Anschnitteil, der dieHauptzerspanung zu leisten hat.Im zylindrischen Teil befinden sichein oder zwei Schlichtzähne je Frä-sergang. Das Werkzeug wird vorArbeitsbeginn auf Achsabstandgestellt, und dann muß der Durch-dringungsbereich zwischen Fräserund Schneckenrad tangentialdurchgefahren werden. Damit ist,durch die Wahl von geeignetenVorschubgrößen, die Möglichkeitgegeben, den Abstand der Hüll-schnittschnitte, die die Zahnformbilden, beliebig zu verändern.Durch die langen Tangentialwegehat dieses Verfahren gegenüberdem Radial-Verfahren eine we-sentlich längere Fräszeit.

Die einfachste Form des Schnek-kenrad-Wälzfräsers zum Tangen-tialfräsen sind die ein- oder mehr-gängigen Schlagzahn-Wälzfräser.Das sind Werkzeuge mit nur einemFräserzahn je Gang. Sie sind rela-tiv einfache, preiswerte Werkzeugemit sehr geringer Zerspanungs-leistung.

Duplex-Schneckenradwälzfräser

Schneckenrad-Wälzfräser zum Tangentialfräsen

Schneckenrad-Schaftwälzfräser zum Radialfräsen

79

SchabeschneckenFür Schneckengetriebe mit hoherGenauigkeit werden auch Schabe-schnecken zum Fertigprofilierenvorgefräster Schneckenräder ver-wendet. Diese Werkzeuge habennur Teilkreisvergrößerungen voneinigen Zehntel Millimeter, mini-male Freiwinkel und hohe Span-nutenzahlen. Sie kommen in ihrenAbmessungen von allen Schnek-kenrad-Wälzfräsern der Getriebe-schnecke am nächsten und lassendaher auch die besten Tragbildererwarten.

Radial-Verfahrenmit konstantem Achsabstand

Durch den heutigen Einsatz mo-derner CNC-Wälzfräsmaschinenhat FETTE ein Verfahren ent-wickelt, daß den Einsatz von wirtschaftlichen Werkzeugen er-möglicht. Die bisher verwendetenSchneckenradwälzfräser müssennach jedem Schärfen neu einge-stellt werden, das heißt, das Trag-bild muß neu gefunden werden.Dadurch entstehen hohe Ferti-gungskosten.

Bei dem neuen Verfahren werdenzylindrische Radialwälzfräser ein-gesetzt, die an den Flanken axialhinterarbeitet sind. Damit wirddas übliche Tangentialfräsen beigroßen Steigungswinkeln (> 8°) er-setzt. Die Werkzeugeinstellungwird für den Neuzustand rechne-risch ermittelt. Beim Ersteinsatzwird optimiert und dann wird dasWerkzeug über die gesamte Le-bensdauer mit dem gleichen Achs-abstand und Einstellwinkel einge-setzt.

Durch gezielte Auslegung wird jenach Anforderung des Schnecken-getriebes ein prozeßsicheres Trag-bild nach jedem Scharfschliff er-reicht.

Da es sich um Radialfräser han-delt, hat dieses Wälzfräserkonzeptgegenüber dem herkömmlichenTangentialwälzfräsen den Vorteil,daß kürzere Fräszeiten erreichtwerden.

AuslaufseiteEinlaufseite

Berührlinien auf der Schneckenradflanke


Ach

stei

lung

Mitt

ensc

hnitt

Eingriffsfeld

80

Eingriffsfeld und Tragbild

Die wesentlichen Bestimmungs-größen, aus denen sich die Zahn-form des Schneckenrades und dasEingriffsfeld bestimmen lassen,sind: Modul, Zähnezahl, Profil-verschiebung und die dazugehöri-ge Schnecke. Die komplexenBerechnungen der Eingriffsverhält-nisse im Schneckengetriebe las-sen sich heute mit leistungsstar-ken PCs sehr genau durchführen.

In der Praxis werden Tragbilder miteinem Traganteil von 50–70 % ge-wünscht. Mit der FETTE-Softwareist unsere Fachabteilung in der La-ge, die optimale Werkzeug-auslegung vorzunehmen. Damit

können hochgängige Schnecken-radwälzfräser heute sehr gut undsicher berechnet werden. Es mußaber darauf hingewiesen werden,daß das Eingriffsfeld vom Ge-triebehersteller vorbestimmt wirdund vom Werkzeughersteller hin-sichtlich der Größe nur verkleinertwerden kann. Das Tragbild mußbeim Fräsen so erzeugt werden,daß ein Überdeckungsgrad von> 1 entsteht. Bei Problemfällen,bezüglich der Werkzeugeinstellungbeim Anwender, ist FETTE in derLage, diese theoretisch mit demRechner zu simulieren. Damit kanneine entsprechende Korrektur vor-genommen werden. Auch unsereAnwendungstechniker vor Ort hel-fen.

Anhand des aufgeführten Bild-materials sind einige Berechnun-gen graphisch dargestellt.


Abstand zwischen Schnecken- und Radflanke

0,005 mm bis 0,010 mm 0,010 mm bis 0,015 mm� 0,005 mm

Topographie der Schneckenradflanke

81

Bestellhinweise:Schneckenradwälzfräser könnenals Bohrungsfräser mit Längs-oder Quernut oder als Schaftfräsergefertigt werden. Im allgemeinenwerden die preiswerteren Boh-rungsfräser angestrebt. Wenn je-doch die Fräserdurchmesser sehrklein und die Profile sehr hochsind, kann es notwendig werden,eine Schaftausführung zu wählen.Mit Hilfe des nebenstehenden Dia-gramms kann abgeschätzt wer-den, ob ein Bohrungs- oderSchaftfräser erforderlich wird. Fälltdie Entscheidung für ein Schaft-werkzeug, bitten wir, uns Fabrikatund Typ der Wälzfräsmaschine so-wie die Maße vom Arbeitsraumoder die Maße des Schaftfräsersentsprechend der Abb. anzuge-ben.

Die Baumaße können aus denoben genannten Gründen nichtgenormt werden, sondern müssenan die technischen Daten der Ge-triebeschnecken und an die Fräs-verfahren angepaßt werden.

Für die Herstellung dieser Fräserbenötigen wir folgende Angaben:

■ Achsmodul ■ Erzeugungswinkel■ Mittenkreis-Ø der Schnecke■ Gangzahl u. Gangrichtung■ Flankenform nach DIN 3975

(A, N, I oder K)

Die genannten Daten können unsnatürlich auch in Form vonSchnecken- und Schneckenrad-zeichnungen zur Verfügung ge-stellt werden.

Falls nicht anders vorgegeben, le-gen wir die Fräser wie folgt aus:

■ Zahnkopfhöhe = 1,2 x m■ Zahnhöhe = 2,4 x m■ Nichtüberschneider■ Zahnprofil hinterschliffen■ Zylindrische Fräser zum Radial-

fräsen bis ca. 8° Steigungs-winkel

■ Fräser zum Tangentialfräsen mitAnschnitt an der Einlaufseite bei> 8° Steigungswinkel

d5 d1 d2d3

d

L5

ohne AnschnittRadialfräsen

links-schneidend

rechts-schneidend

d4

L4

L3*

L*

L2*SW

L1

* Angabe falls demBesteller bekannt

Anschnitt linksTangentialfräsen

L6*

Anschnitt rechtsTangentialfräsen

L6*

Schaftabmessungen

mdm

dm = Mittenkreis - ø

Bohrungsfräsermöglich

Schaftfräsererforderlich

Formzahl (ZF)

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Mod

ul (m

)

ZF =

Bohrungsfräser/Schaftfräser

Wälzfräserfür Sonderprofile

Kat.-Nr. Seite

Wälzfräser für Sonderprofile 84

84

Sonder- und Einstell-WälzfräserDas Wälzfräsverfahren mit seinenbekannten Vorteilen empfiehlt sichaußer bei den standardmäßigenLauf- und Steckverzahnungen so-wie Verzahnungen für Riemen-und Kettenscheiben auch bei einerVielzahl von Sonderprofilen, vondenen hier einige Beispiele gezeigtsind. Wälzfräser für besondershäufig verwendete Sonderprofilewurden in den vorangegangenenAbschnitten dieses Katalogs aus-führlich behandelt, wie u. a. dieSonder-Wälzfräser für Rotoren undSchraubenspindeln sowie fürInnenverzahnungen.

Als Sonderprofile werden alleProfilausführungen bezeichnet, diekeiner Norm unterliegen.

Die häufigsten Ausführungsartensind Sonder-Wälzfräser für Sperr-räder, Transporträder, Transport-walzen, Kartonagenwalzen, Viel-kantprofile, Nutenscheiben, Orbit-zahnräder und Cycloverzahnun-gen.

Die spezielle Form bestimmterSonderprofile erfordert häufig eineAusführung des Fräsers als Ein-stell-Wälzfräser. Hierbei ist die

Profilschraube nicht über die ge-samte Länge des Wälzfräsers ein-heitlich gestaltet, sondern dieFräserzähne oder Zahnpartienweisen unterschiedliche Profil-formen auf. Diese Wälzfräser sindauf der Wälzfräsmaschine in ihrerAchsrichtung zur Werkstück- bzw.Maschinenmitte einzustellen, umdie spezifisch gestalteten Fräser-zähne in der vorgesehenen Posi-tion zum Eingriff zu bringen.

Sofern die Profilnorm es zuläßt,können Einstell-Wälzfräser fürmehrere Einstellpositionen und mit

Beispiele für wälzbare Sonderprofile

85

größerer Baulänge ausgeführtwerden, um eine höhere Wirt-schaftlichkeit zu erzielen. Eine be-sonders kostensparende Lösungbei kleinen Profildimensionen undgroßen Radzähnezahlen stellenmehrgängige Schlagzahn-Einstell-Wälzfräser dar. Bei diesen Fräsernsind Gangzahl und Zähnezahlidentisch mit der Spannutenzahl.

Die Frage der Anwendbarkeit desWälzfräsverfahrens für Sonder-Profilformen ist im jeweils vorlie-genden konkreten Bedarfsfall –möglichst unter Einbeziehung vonZeichnungsunterlagen – individuellzu klären. Deshalb sollten Sie sichbei allen Verzahnungsfällen, beidenen es um eine größere Zahlvon Werkstücken mit einer amAußendurchmesser sich wieder-holenden Profilform geht, durchdie Ingenieure der FETTE-Entwick-lungs- und Konstruktionsab-teilungen fachkundig beraten las-sen.

Beispiele für mit Einstell-Wälzfräsern wälzbare Profile

Mehrgängiger Einstell-Schlagzahn-Wälzfräserfür Klinkenräder unterschiedlicher Teilung

Sonderwälzfräser für Pumpenrädermit Orbit-Verzahnung

Zahnformfräserfür Zahnstangen und Schnecken

Kat.-Nr. Seite

Schneckenfräsergefräst, geradeverzahnt 2500 88

Zahnstangenfräser/Schneckenfräsergefräst, kreuzverzahnt 2512 89

Schnecken-Vorfräsergefräst, kreuzverzahnt 2513 90

Zahnstangenfräser/Schneckenfräserhinterdreht, geradeverzahnt 2521 91hinterschliffen, geradeverzahnt 2522 92als Gruppenfräser 2560 93als Satzfräser 2561 94

88

Schneckenfräser

d2 d1

b1für Steigungen nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972mit versetzten Zähnenund einem Meßzahn

HSS

Abmessungen in mm Ident Nr.m d1 b1 d2

2500 geradeverzahnt, gefräst, mit FasenschliffKatalog-Nr.

1 70 8 22 12344191,5 12344372 12344552,5 12344733 80 10 12344913,5 12345163,75 12 –4,5 13 12345435,5 100 15 27 –6,5 18 –8 22 1234605

10 125 27 32 1234623

Diese Ausführung ist auch als Zahnformvorfräser und Zahnstangenfräser verwendbar.

Wir fertigen außerdem: Schneckenfräser mit größeren Abmessungen und mit anderen Bezugsprofilen, auch als Trapezgewindefräser mit Steigung in Millimetern.

89

Zahnstangenfräser/Schneckenfräser

d2 d1

b1Steigung nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972mit einem Meßzahn

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident No.m d1 b1 d2

2512 kreuzverzahnt, gefräst, mit FasenschliffKatalog-Nr.

1 140 8 40 12352121,5 12352212 10 12352302,5 12352493 12352583,5 12 12352674 12352764,5 14 12352855 12352946 145 16 12353017 19 12353108 22 12353299 150 25 1235338

10 27 1235347

Wir fertigen außerdem: Zahnstangenfräser mit größeren Abmessungen,anderen Bezugsprofilen und mit 10° geneigtem Profil.

90

Schnecken-Vorfräser

b1

d1d2

A

20°

zum Vorfräsen von Zahnrädern, Zahnstangenund Schnecken nach Modul

Eingriffswinkel 20°gerade FlankenBezugsprofil IV nach DIN 3972ohne Meßzahnversetzte Spanbrecher ab Modul 10

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

m d1 b1 d2 A

2513 kreuzverzahnt, gefräst, mit FasenschliffKatalog-Nr.

5 140 13 40 2,565,5 14 2,866 145 15 3,176,5 17 3,487 18 3,797,5 19 4,108 20 4,419 150 23 5,04

10 25 5,6711 28 6,3012 30 6,9313 155 34 7,5614 160 36 8,2015 165 38 8,8316 170 40 9,4717 180 43 50 10,1118 190 46 10,7519 195 48 11,3920 200 50 12,03

Diese Fräser sind ausgelegt für das geradflankige Vorfräsen von Zahnrädern, Zahnstangen und Schnecken. Sie werden zur Erzielung hoher Schnittleistungen ohne Meßzahn ausgeführt. Das Schärfen erfolgt durch Nachsetzen des Profils an den Freiflächen. Die in der Tabelle angegebene Zahnkopfbreite A kann dabei als Prüfmaß verwendet werden.

91


Form B

10°

d2 d1

b1

Form A

Steigungen nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972Form A: mit geradem ProfilForm B: mit 10° geneigtem Profil*

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.Form B

Ident Nr.Form Am d1 b1 d2

2521 geradeverzahnt, hinterdrehtKatalog-Nr.

1 140 8 40 1235711 12358551,5 1235720 12358642 1235739 12358732,5 10 1235748 12358823 1235757 12358913,5 1235766 12359084 1235775 12359174,5 11 1235784 12359265 13 1235793 12359356 145 15 1235800 12359447 17 1235819 12359538 20 1235828 12359629 150 22 1235837 1235971

10 25 1235846 1235980

* Nur lieferbar, solange Vorrat.

Falls nicht anders vorgeschrieben, liefern wir Form A.

Wir fertigen auch Zahnstangenfräser mit größeren Abmessungen und mit anderen Bezugsprofilen.

92


Form B

10°

d2 d1

b1

Form A

Steigungen nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972Form A: mit geradem ProfilForm B: mit 10° geneigtem Profil*

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.Form B

Ident Nr.Form Am d1 b1 d2

2522 geradeverzahnt, hinterschliffenKatalog-Nr.

1 140 8 40 1236319 21258161,5 1236328 22546792 1236337 12364712,5 10 1236346 12364803 1236355 12364993,5 1236364 12365054 1236373 12365144,5 11 1236382 22223485 13 1236391 12365326 145 15 1236408 12365417 17 1236417 12365508 20 1236426 12365699 150 22 2120452 1236578

10 25 1236444 1236587


Falls nicht anders vorgeschrieben, liefern wir Form A.

Wir fertigen auch Zahnstangenfräser mit größeren Abmessungen und mit anderen Bezugsprofilen.

93

Zahnstangen-Gruppenfräser

b3

Zahnreihe n

d2

d1

pmit mehreren Zahnreihenfür Zahnstangen nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I oder II nach DIN 3972

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

Anzahl der Spannuten

Z = 14 Z = 18 Z = 22

d1 d2 d1 d2 d1 d2m


1 70 27 100 32 125 401,251,51,752 90 32 125 40 160 502,252,52,753 110 140 1803,253,53,754 125 40 160 50 200 604,254,54,755

Zahnstangen-Gruppenfräser werden sowohl auf konventionellen Waagerecht-Fräsmaschinen, als auch auf speziellen Zahnstangenfräsautomaten eingesetzt. Einheitliche Baumaßnormen gibt es daher nicht. Obige Tabelle stellt eine Empfehlung dar und soll die Auswahl von Fräserbaumaßen erleichtern. Die nutzbare Fräserbreite ist abhängig von Modul (m) und Anzahl der Zahnreihen (n).

b3 = m · π · n

Bei größeren Fräserbreiten (über 40 mm) ist eine drallgenutete Ausführung vorzuziehen (3°–5° Rechtsdrall). Die Werkzeuge können auch als Überschneidfräser ausgeführt werden. Bei Verzahnungsgrößen über Modul 5 sind Zahnstangen-Satzfräser zu empfehlen. Siehe Kat.-Nr. 2561.

Falls nicht anders vorgeschrieben, liefern wir mit Bezugsprofil I nach DIN 3972.

Zur technischen Bearbeitung benötigen wir neben den Verzahnungsdaten die gewünschte Anzahl der Zahnreihen am Fräser.

m = Modulp = Teilung = m · πn = Anzahl der Zahnreihenb3 = Fräserbreite = m · π · nz = Spannutenzahl

94

Genauigkeits-Zahnstangen-Satzfräser

1 2 3 4d2 d1

b1für Zahnstangen nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972mit zusätzlichen Schleifnutenmit versetzten Längsnuten

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Anzahl derSpannutenm d1 b1 d2


3 140 9,425 40 203,25 10,2103,5 10,995 183,75 11,7814 150 12,5564,5 14,1375 15,708 165,5 17,2796 18,8496,5 160 20,420 507 21,9918 25,1339 28,274 14

10 31,416

Zahnstangen-Satzfräser für das gleichzeitige Fräsen mehrerer Zahnlücken werden aus mehreren einprofiligen Scheibenfräsern zusammengesetzt. Durch eine fortlaufende Versetzung der Spannuten zur Mitnehmernut kommen die einzelnen Fräser nacheinander (drallförmig) zum Schneideneingriff. Dieses wirkt sich besonders bei hoher Spanbelastung günstig auf die Laufruhe der Fräsmaschine aus.

Zum Zweck des gemeinsamen Scharfschleifens im Satz sind die einzelnen Fräser mit einer zusätzlicheneng tolerierten Längsnut (Schleifnut) versehen, so daß auf dem Schleifdorn achsparallele Lage der Span-flächen gewährleistet ist.

Zahnstangen-Satzfräser sind profilhinterschliffen mit planparallelgeläppten Anlageflächen. Aus Gründen der höheren Standzeit werden diese Fräser ausschließlich aus kobaltlegiertem Hochleistungs-Schnellstahl hergestellt.

Bei höchsten Genauigkeitsanforderungen liegen die Toleranzen für Teilung, Flankenform, Nutenteilung,Spannflächenanlage sowie Schneidkantenrundlauf innerhalb der Güteklasse AA nach DIN 3968.

fortlaufend numeriert mit: Fräser Nr. 1, 2, 3, 4

95

Zahnformfräserfür Stirnräder

Kat.-Nr. Seite

Zahnformfräserhinterdreht, für Teilungen nach Modul 2601 98

Zahnformfräser für Großverzahnungen 100

Zahnform-FingerfräserVorfräser 2620 102Fertigfräser 2621 103

Zahnform-Vorfräserhinterdreht, stufenförmig 2630 104

Zahnform-Schruppfräsermit Wendeplatten aus Hartmetall, tangential angeordnet 2667 105

Zahnform-Scheibenfräsermit Form-Wendeplatten 2675 106

Zahnform-Fertigfräser 107

98

Zahnformfräser

d2 d1

für Stirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972

HSS* / KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm

m d1 d2


0,3 35 130,40,5 40 160,60,70,750,80,9 5011,251,5 60 221,7522,252,5 652,75 70 2733,25 753,53,75 8044,25 854,54,75 905 325,5 956 1006,5 10577,5 11088,5 11599,5 120

1011 135 4012 14513 15514 16015 165


Auf Wunsch werden auch Zahnformfräserüber Modul 10 in Sätzen zu 8 Stück geliefert.

Zahnformfräser werden sowohl in vollständigen Sätzen als auch einzeln geliefert. Bei der Bestellung von Einzel-fräsern ist die Fräsernummer oder die zu fräsende Zähnezahl anzugeben.

Außerdem fertigen wir:Zahnformfräser mit anderen Eingriffswinkeln oder nach CP. Zahnformfräser zum Fräsenvon Stirnrädern mit weniger als 12 Zähnen.

Satzeinteilung

von Modul 0,3 bis Modul 10in Sätzen zu 8 Stück

von Modul 11 bis Modul 20in Sätzen zu 15 Stück

Fräser Nr. 1 für 12– 13 ZähneFräser Nr. 2 für 14– 16 ZähneFräser Nr. 3 für 17– 20 ZähneFräser Nr. 4 für 21– 25 ZähneFräser Nr. 5 für 26– 34 ZähneFräser Nr. 6 für 35– 54 ZähneFräser Nr. 7 für 55–134 ZähneFräser Nr. 8 für 135– ∞ Zähne

Fräser Nr. 1 für 12 ZähneFräser Nr. 11/2 für 13 ZähneFräser Nr. 2 für 14 ZähneFräser Nr. 21/2 für 15– 16 ZähneFräser Nr. 3 für 17– 18 ZähneFräser Nr. 31/2 für 19– 20 ZähneFräser Nr. 4 für 21– 22 ZähneFräser Nr. 41/2 für 23– 25 ZähneFräser Nr. 5 für 26– 29 ZähneFräser Nr. 51/2 für 30– 34 ZähneFräser Nr. 6 für 35– 41 ZähneFräser Nr. 61/2 für 42– 54 ZähneFräser Nr. 7 für 55– 79 ZähneFräser Nr. 71/2 für 80–134 ZähneFräser Nr. 8 für 135– ∞ Zähne

99

Zahnformfräser

d2 d1

für Stirnräder nach Modul

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I nach DIN 3972


Abmessungen in mm

m d1 d2


16 170 4017 180 5018 19019 19520 205


Auf Wunsch werden auch Zahnformfräserüber Modul 10 in Sätzen zu 8 Stück geliefert.

Zahnformfräser werden sowohl in vollständigen Sätzen als auch einzeln geliefert. Bei der Bestellung von Einzel-fräsern ist die Fräsernummer oder die zu fräsende Zähnezahl anzugeben.

Außerdem fertigen wir:Zahnformfräser mit anderen Eingriffswinkeln oder nach CP. Zahnformfräser zum Fräsenvon Stirnrädern mit weniger als 12 Zähnen.

Satzeinteilung

von Modul 0,3 bis Modul 10in Sätzen zu 8 Stück

von Modul 11 bis Modul 20in Sätzen zu 15 Stück

Fräser Nr. 1 für 12– 13 ZähneFräser Nr. 2 für 14– 16 ZähneFräser Nr. 3 für 17– 20 ZähneFräser Nr. 4 für 21– 25 ZähneFräser Nr. 5 für 26– 34 ZähneFräser Nr. 6 für 35– 54 ZähneFräser Nr. 7 für 55–134 ZähneFräser Nr. 8 für 135– ∞ Zähne

Fräser Nr. 1 für 12 ZähneFräser Nr. 11/2 für 13 ZähneFräser Nr. 2 für 14 ZähneFräser Nr. 21/2 für 15– 16 ZähneFräser Nr. 3 für 17– 18 ZähneFräser Nr. 31/2 für 19– 20 ZähneFräser Nr. 4 für 21– 22 ZähneFräser Nr. 41/2 für 23– 25 ZähneFräser Nr. 5 für 26– 29 ZähneFräser Nr. 51/2 für 30– 34 ZähneFräser Nr. 6 für 35– 41 ZähneFräser Nr. 61/2 für 42– 54 ZähneFräser Nr. 7 für 55– 79 ZähneFräser Nr. 71/2 für 80–134 ZähneFräser Nr. 8 für 135– ∞ Zähne

100

Zahnformfräser für GroßverzahnungenDie Bearbeitungsmethoden vonZahnrädern mit großen Modulnsind in der Praxis sehr unter-schiedlich. Anzahl und Verzah-nungsgrößen der Räder, die Lei-stungsfähigkeit der Verzahnungs-maschine sowie Zerspanbarkeitund Radqualität sind nur einige derFaktoren, welche die Auswahl derFräswerkzeuge beeinflussen.

Zahnform-Vorfräser Kat.-Nr. 2667 mit Hartmetall-Wendeplatten

Zahnform-Fertigfräser Kat.-Nr. 2675 mit Hartmetall-Wendeplatten, Evolventenprofil

Stufenförmig hinterdrehterZahnform-Vorfräser Kat.-Nr. 2630

Zahnform-Fingerfräser (Vorfräser) Kat.-Nr. 2620

101

FETTE hat große Erfahrung in derAuslegung dieser Werkzeuge.Insbesondere für das Vorzerspa-nen wurden Schruppfräser hoherLeistungsfähigkeit für die unter-schiedlichsten Bearbeitungsma-schinen entwickelt. Die Ausfüh-rungen aus Vollmaterial ist für denEinsatz auf konventionellen Räder-fräsmaschinen ausgelegt (Kat.2630). Zahnform-Fingerfräser(Kat.-Nr. 2620 und 2621) liefern wirfür große Moduln, z. B. für die Be-arbeitung von Zahnsegmenten aufPlatten-Bohrwerken. Für Verzah-nungsmaschinen mit leistungs-fähigen Motorfräsköpfen fertigenwir Fräser mit Wendeplatten (Kat.-Nr. 2675 und 2667).

Für die Herstellung von Sonder-formen fertigt FETTE individuellausgelegte Profilfräser unter-schiedlicher Bauart. Darüber hin-aus stellen wir unsere Erfahrungenauch für den Einsatz und die In-standhaltung der Fräser zur Verfü-gung.

Profilvorfräser für Drehkolben (Rootsgebläse)2teilig, Ø 312 x 260 x Ø 120 mm, 92 Wendeplatten

Zahnform-Scheibenfräser m 50, E � 20°, 11 Zähne, ohne Fußrundung,Ø 295 x 190 x Ø 80 mm, 136 Wendeplatten

Zahnform-Fingerfräser (Vorfräser)m 48-Stub, E � 20°, Ø 150 x 180 mmLänge, 22 Wendeplatten

102

Zahnform-Fingerfräser (Vorfräser)

d1d2d3

l3

l2l1

20°

für Zahnräder und Zahnstangen

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil IV nach DIN 3972mit geraden Flankenspiralgenutetmit Innengewinde und Zentrierungzum Aufschrauben2 Schlüsselflächen

KHSS-E EMo5Co5

2620 gefräst und geschliffenKatalog-Nr.

Diese Fräserausführung wird auch als Fertigfräser für Zahnstangen mit Bezugsprofil I oder II nach DIN 3972 geliefert.

Anschlußmaße für Aufnahmedorne

Aufnahmekegel wahlweiseMorsekegel DIN 1806Morsekegel DIN 2207Metr. Kegel DIN 1806Steilkegel DIN 2080


d3 (Zoll)

20 60 120 11/4 36 45 1022 65 1252426 70 13028 75 135 11/2 4230 8032 85 14034 90 14536 95 2 56 50 1238 100 15040 105 15542 11044 11546 120 160 21/2 7048 12550 130

m d1 l1

Fräser-Baumaße

d2 l2 l3

Aufnahme-Maße

Abmessungen in mm

d3 (Zoll)

BSW 11/4 – 7 Gg 36 70 40 9,5BSW 11/2 – 6 Gg 42 90BSW 2 – 41/2 Gg 56 115 45 11,5BSW 21/2 – 4 Gg 70 130

d2 d1 l1 l2

d1 d2 d3

l2

l1

Aufnahmekegel

103

Zahnform-Fingerfräser (Fertigfräser)

d1d2d3

Lehre

l1

l2

l3

Evolventenprofil

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil I oder II nach DIN 3972geradegenutetmit Innengewinde und Zentrierbohrungzum Aufschrauben2 Schlüsselflächen

KHSS-E EMo5Co5

2621 hinterdreht ■ mit ProfilfasenschliffKatalog-Nr.

Abmessungen in mm

Zahnform-Fingerfräser mit Evolventenprofil sind in der Regel nicht für Zähnezahlbereiche ausgelegt, sondern für spezielle Verzahnungsaufgaben mit bestimmter Zähnezahl.

Bei Bestellung bitten wir daher um Werkstückzeichnungen oder genaue Zahnraddaten.

Zur Erzielung hoher Profilgenauigkeit und Oberflächengüte erhalten die Fräser einen Profilfasenschliff. Für die Instandhaltung liefern wir auf Wunsch Prüflehren und Schleifschablonen für Werkzeugschleif-Maschinen: Studer-Oerlikon, Aldrigde oder Schütte. Bezugszylinder für die Profilprüfung ist der geschliffene Fräseraußendurchmesser.

20 70 115 66 115 62 120 60 120 11/4 36 45 1022 76 72 120 66 125 62 12524 84 120 78 74 6826 90 84 78 72 13028 98 90 84 78 135 11/2 4230 104 98 125 90 8232 110 125 104 96 130 88 14534 118 110 102 9436 124 130 116 130 108 135 98 145 2 56 50 1238 130 135 122 135 114 140 104 15040 136 128 140 120 145 110 15542 144 140 134 145 126 150 11644 150 150 140 155 130 155 12046 156 146 136 160 125 160 21/2 7048 164 160 152 142 13050 170 160 160 148 135

Zähnezahl-Bereich Aufnahmemaße

m d1 I1 d1 I1 d1 I1 d1 I1 d3 (Zoll) d2 l2 I3

12 … 16 17 … 25 26 … 54 55 … ∞

104

Zahnform-Vorfräser

d1d2

Bezugsprofil IV DIN 3972

b1

DIN 138

Radial-Span � 8°

stufenförmig

Eingriffswinkel 20°wechselseitig schneidendmit Längsnut

KHSS-E EMo5Co5

Abmessungen in mm Ident Nr.Anzahl derSpannutenm d1 b1 d2


12 145 28 40 16 212208514 160 32 212926616 170 37 212503618 180 42 50 212503720 200 46 212500522 210 50 212500624 220 54 212500726 240 58 60 212926828 250 63 212168030 260 68 2129276

12 160 28 50 18 212587414 175 32 212926716 190 37 212170118 210 42 60 212689820 225 46 212288322 240 50 212750024 250 54 212750126 275 58 80 212926928 290 63 212927530 300 68 2129277

Fräser Reihe I

Fräser Reihe II

Das stufenförmige Vorzerspanen ist ein in der Praxis bewährtes Verfahren bei Verzahnungsgrößenüber Modul 10. Die Fräserausführung zeichnet sich durch relativ geringen Kraftbedarf aus, da dieSpanbildung an den Stufen nur in Umfangsrichtung erfolgt und fast keine Seitenbelastung auftritt.Hinzu kommt die relativ einfache Instandhaltung durch Spanflächenschleifen.

Bei ausreichender Maschinenleistung können die Fräser auch als Satzfräser für die gleichzeitigeBearbeitung von zwei nebeneinanderliegenden Zahnlücken eingesetzt werden.

Aus der Praxis haben sich für stufenförmige Zahnform-Vorfräser zwei Baumaßreihen ergeben. Es können aber auch Sonderwünsche bei den Fräserabmessungen berücksichtigt werden.

105

Zahnform-Vorfräser

m 6-10 m 12-14 m 16-18 m 20-36

b1

d1

k

d2

t

20°

mit Hartmetall-Wendeplatten

Eingriffswinkel 20°Bezugsprofil IV nach DIN 3972mit Längsnut DIN 138wahlweise mit Quernut

2667 kreuzverzahntKatalog-Nr.

* für runde Kopfformen

1 2 3

FormKat.-Nr.

Form Kat.-Nr. l s d b d1

1 1185-11 12,7 6,35 14,3 0,78 5,3

2 1185-31 19,05 6,35 14,3 0,78 5,3

3 25,4 5 14,3 5,5

4* 1185-15 15,88 7,94 12,7 5,4

5* 1185-35 19,03 6,35 14,3 5,8

Wendeplatten präzisionsgeschliffen4fach wendbar

m d1 b1 d2 z k t

Baumaße Profil

6 160 50 50 12 3,14 17 12220 60 16 16280 80 20 20

8 180 50 12 4,41 23 12220 60 16 16 1150-86280 80 20 20

10 180 60 50 12 5,67 12220 60 16 16280 80 20 20

12 200 50 12 6,93 33 18250 60 16 24320 80 20 30

14 200 50 12 8,20 18250 60 16 24320 80 20 30

16 200 70 50 12 9,47 49 24250 60 16 32320 80 20 40

18 200 50 12 10,75 24250 60 16 32320 80 20 40

20 220 80 60 12 12,03 6 18280 80 16 8 24360 100 20 10 30

22 250 60 12 13,32 65 6 24300 80 16 8 32360 100 20 10 40 1150-80

24 250 60 12 14,61 6 24300 80 16 8 32360 100 20 10 40

26 320 100 80 16 15,89 8 32400 100 20 10 40

28 320 80 16 17,18 8 32400 100 20 10 40

30 320 80 16 18,46 80 8 40400 100 20 10 50

32 340 80 16 19,76 8 40420 100 20 10 50

34 340 80 16 21,05 95 56420 100 20 70

36 340 80 16 22,35 56420 100 20 70

d

l

s

b

d1

Abmessungen in mm Anzahl der Wendeplatten Spannschrauben

106

Zahnform-Scheibenfräser mit Form-Wendeplatten, Kat.-Nr. 2675Diese Zahnformfräser sind Hoch-leistungs-Werkzeuge zum Fertig-verzahnen. Eine doppelt negativeSchneidengeometrie in Verbindungmit hoher Messerzahl ergibt gutesSchneidverhalten (Schälschnitt).Wendeplatten von hoher Genauig-keit und Schliffgüte erzeugen sau-bere Radflanken. Durch zusätzlicheHartstoff-Beschichtungen werdenhohe Standzeiten erreicht.

z. B. Außenverzahnung

Modul 16α0 = 20°z = 89

Fräser-Ø: 300Bohrungs-Ø: 80Form-Wendeplatten: 24

Zum Vorfräsen empfehlen wir Zahnform-Schruppfräserentsprechend FETTE Kat.-Nr. 2667

z. B. Innenverzahnung

Modul 10α0 = 20°z = 94

Fräser-Ø: 380Bohrungs-Ø: 80Form-Wendeplatten: 30Wendeplatten fürKantenbruch: 10

107

Zahnform-Fertigfräser■ mit Hartmetall-Formwendeplatten■ Evolventenprofil■ für Außen- oder Innenverzahnung■ wechselseitig schneidend■ Längs- oder Quernut nach DIN■ Eingriffswinkel 20°■ z = Messerzahl

Die Baureihe zeigt Richtwerte fürhohe Rad-Zähnezahlen. Die Fräser-durchmesser sind Schneidenzahl-abhängig. Abweichende Baumaßesind möglich.

Hartmetall-Form-Wendeplatten

■ Evolventenprofil■ für Außen- oder Innenverzahnung■ allseitig geschliffen■ 2 Schneiden■ Lieferung Satzweise,

1 Satz = z Stück

Diese Form-Wendeplatten haben imNeuzustand 2 Schneiden. Sie kön-nen sowohl rechts- als auch linkssei-tig eingesetzt werden.

Die Wendeplatten sind nachschleif-bar. Das Nachschleifen erfolgt durchPlanschleifen der Spanflächen, je-doch nur an einer Seite.

Bei nachgeschliffenen Sätzen ist zuunterscheiden zwischen Rechts- undLinkswendeplatten.

d1d2

b1

l

s

R

bei Nachschliff

L

b

Nachschliff

b2

Modul z = 24 z = 28 z = 32

810 d1 300 350 42012 b1 70 80 10014 d2 80 80 100161820222426

Modul l b s

8 25,40 5,0010 31,75 6,3512 31,75 6,3514 38,10 7,1416 44,45 14,30 7,9418 50,80 7,9420 57,15 8,7322 66,68 9,5324 66,68 9,53

Zahnformfräserfür mehrgängige Schnecken und Förderschrauben (Rotoren)

Kat.-Nr. Seite

Profilfräser für mehrgängige Schnecken und Förderschrauben mit Sonderprofilen 110

Rotoren-Vorfräser, mit Hartmetall-Wendeplatten 2695 111

Rotoren-Profilfräser, mit eingesetzten Messern 2690 112

110

Profilfräser für mehrgängige Schnecken und Förderschraubenmit Sonderprofilen

Neben den normalen Schnecken-fräsern mit geraden Flanken(Kat.-Nr. 2500, 2512, 2521, 2522)fertigen wir Sonderfräser zur Er-zeugung beliebiger Schraubenver-zahnungen im Einzelteilverfahren.Beispiele derartiger Werkstückesind z. B. Schraubenpumpen fürFlüssigkeiten und Gase, Extruder-schnecken, vielgängige Evolven-tenschnecken für Getriebe usw.

Abb. 1: Werkstück: Förderschrau-benpaar, 2gängig, für eine Schrau-benpumpe; Werkzeug: Profilfertig-fräser, geradeverzahnt, hinter-schliffen.

Abb. 2: Werkstück: Antriebs- undLaufspindel einer Flüssigkeits-pumpe; Werkzeug: Profilfertigfrä-ser, kreuzverzahnt, hinterschliffen.

Abb. 3: Werkstück: Nebenläufer ei-nes Schraubenverdichters; Werk-zeug: Profil-Vorfräser mit einge-setzten Messern, kreuzverzahnt,siehe auch Kat.-Nr. 2690.

Zur Ermittlung der Fräserprofileverfügen wir über universelleRechnerprogramme für beliebigeSchraubenformen.

Sind die Fräserprofile noch nichtbekannt, so benötigen wir entspre-chend Abb. 4 folgende Angabenüber die zu fräsenden Schrauben:

1. Die Schraubensteigung H2. Stirnschnittkoordinaten r, ö, αs

oder Achsschnittkoordinaten r,a, αA

Achsschnitt-Koordinaten sind zuermitteln aus der Beziehung a = arc ö · H/2πtan αA = tan αs · H/2rπ

Abb. 1

Abb. 2

Stirnschnitt Achsschnitt

a

r

αA

P

ö

P

αS

r

Abb. 4Abb. 3

2695Katalog-Nr.

Anzahl derPlatten

111

Rotorenvorfräserfür Hartmetall-Wendeplatten für Schraubenverdichter

HL = Hauptläufer (MALE)NL = Nebenläufer (FEMALE)Wendeplatten tangential angeordnetLängsnut DIN 138

für Hauptläufer für Nebenläufer

Abmessungen in mmForm Bezeichnung Spannschraube

12,70 6,35 14,29 1185-117,94 15,88 1185-15

A15,88 M4-2176419,05 6,35 14,29 1185-3112,70 M4-20859 1150-80

B7,94 15,88 M4-19730-2

C 19,05 6,35 14,29 M4-21056

D25,40 M4-2092419,05 1185-35

L S d

A B C D

d

L

S

Wendeplatten-Formen

Diese Werkzeuge sind wegen ihrerhohen Abtragsleistungen und pro-blemlosen Instandhaltung beson-ders wirtschaftlich.Das Profil wird polygonförmig ausgeraden Abschnitten gebildet undenthält ein Mindestaufmaß zumSchlichtfräsen.

Um möglichst parallele Schlicht-aufmaße zu erzielen, werden ne-ben den Standardwendeplattenauch modifizierte Formen einge-setzt. Diese sind mit Fasen oderAbrundungen versehen.

Für Rotoren aus nichtrostendenCr-Legierungen oder für Maschi-nen mit geringer Antriebsleistungerfolgt die Bestückung wahlweisemit KHSS-E-Wendeplatten mit po-sitiven Hohlkehlen.

Abmessungen in mm

100 22 HL 220 60 6025– 36NL

127,5 27,5 HL 250 70 8032– 45NL

163,2 35,5 HL 8040– 56NL

204 44 HL 300 100 10050– 70NL

255 55 HL 320 12563– 85NL 100

318 70 HL 350 16070–100NL 125

Außen-Ø Profilhöhe Art d1 b1 d2

Rotormaße Fräsermaße (variabel)

112

Rotoren-Profilfräser

Hauptläufer Nebenläufer

für Schraubenverdichterfür Hauptläufer oder Nebenläufermit eingesetzten MessernMesser radial und axial nachstellbarMesserspannung durch Spannkeil und Schraubemit Längsnut DIN 138

AVorfräsermit Profiluntermaßversetzte Spanbrecherpositive Spanwinkel radial + 10°axial + 10°

BFertigfräserSpanwinkel radial 0°axial 0°

KVHSS-E EV4Co

2690 kreuzverzahnt ■ mit ProfilfasenschliffKatalog-Nr.

Fräser für Hauptläufer

Fräser für Nebenläufer

Abmessungen in mmAnzahl der

Messer

127,5 27,5 210 70 50 60 16163,2 35,5 220 85 65204,0 44,0 235 105 80255,0 55,0 290 125 100 80

340 100 20318,0 70,0 360 160 125400,0 86,0 380 200 160

Außen-Ø Profilhöhe d1 b1 Hauptläufer b1 Nebenläufer d2

Rotormaße Fräsermaße

Rotoren-Scheibenfräser müssenim Außendurchmesser in geringenGrenzen konstant gehalten wer-den, da sich Durchmesserver-änderungen auf das erzeugteSchraubenprofil auswirken. Des-halb erfolgt das Scharfschleifendieser Werkzeuge im Fasenschleif-verfahren.

Die radiale Nachstellung der Mes-ser erfolgt durch Stellschrauben,die Breitenverstellung ist durchgestaffelte Rillenverzahnung inStufen von 0,25 mm möglich.

Die Fräserprofile überschneidenden Rotor-Außendurchmesser underzeugen das gesamte Lücken-profil einschließlich Kopfradienund Dichtkanten.

Bei Anfragen benötigen wir Werk-stückzeichnungen mit Profilan-gaben. Wir übernehmen die Be-rechnung der Fräserprofile.

Ersatzmesser sind im Profil mitSchleifaufmaß vorgearbeitet undan den Spanflächen geschliffen.

113

Zahnformfräserfür Kettenräder, Zahnriemenscheiben und Steckverzahnungen

Kat.-Nr. Seite

Formfräser für Kettenräderzu Ketten nach DIN 8187, 8188 2701 116

Formfräser für Zahnriemenprofilefür Zahnriemenscheiben 2742 117

Formfräser für Keilwellenprofilenach DIN 5462, 5463, 5464, 5471, 5472sowie für Zapfwellen nach DIN 9611 2730 118

Formfräser für Keilwellen und Zahnwellenals Satzfräser 2731 120

Zahn-Abrundfräsermit geraden Flanken 2801 122mit geschweiften Flanken 2802 122mit Fingerformfräser 2803 122als Dachformfräser/Glockenfräser 2804 122

Walzstangen 121

116

Fräser Nr. 1 für 8– 9 ZähneFräser Nr. 2 für 10–13 ZähneFräser Nr. 3 für 14–20 ZähneFräser Nr. 4 für 21–34 ZähneFräser Nr. 5 für 35– ∞ Zähne

Formfräser

d2 d1

für Kettenräderzu Rollen- und Hülsenkettennach DIN 8187, 8188



6 15/64 4 5/32 63 226,35 1/4 3,38 5/16 5 3/16

9,525 3/8 706 15/64

6,35 1/4

12,7 1/2 7,75 5/16

7,938,51

15,875 5/8 10,16 90 2719,05 3/4 11,9 15/32

12,07 1/2

25,4 1 15,88 5/8 10030 11/4 105 3231,75 19,05 3/4 11038,1 11/2 22,22 7/8 125

25,4 144,45 13/4 140 40

27,9450,8 2 28,57 11/8

29,2157,15 21/4 35,71 113/32 15063,5 21/2 39,37 170 50

39,68 19/16

76,2 3 47,62 17/8 19048,26

Satzeinteilungin Sätzen zu 5 Stück


Formfräser für Kettenräder werden sowohl in vollständigen Sätzen als aucheinzeln geliefert. Bei der Bestellung von Einzelfräsern istdie Fräsernummer oder die zu fräsendeZähnezahl anzugeben.

Außerdem fertigen wir:Formfräser für Kettenräder mit anderen oder größeren Abmessungen, für Ketten-räder zu Gallketten DIN 8150 und 8151,Buchsenketten DIN 8164, SAE-Ketten, Renold-Ketten und für Kettenräder andererSysteme.

mm ca. Zoll mm ca. Zoll mm mm

Teilung Rollen-/Hülsen-Ø d1 d2

Fräser Nr. 1 für 10–13 ZähneFräser Nr. 2 für 14–20 ZähneFräser Nr. 3 für 21–34 ZähneFräser Nr. 4 für 35–71 ZähneFräser Nr. 5 für 72– ∞ Zähne

117

Formfräser

d1

rK

d2

b1

r1h h1

b

r2

α

für Zahnriemenscheibenhalb-überschneidendpositiver Spanwinkel

KHSS-E EMo5Co5


Beim Fräsen von Zahnriemenrädern im Einzelteilverfahren wird der Zahnkopfradius r1 überschnitten. Die Profilhöhe h1 am Fräser ist damit abhängig von der zu fräsenden Radzähnezahl. Diese ist zur technischen Bearbeitung mit anzugeben.

Für Räder mit abweichender Riementeilung oder mit Sonderprofilen benötigen wir Maßangaben entsprechend obenstehender Abbildung.

Abmessungen in mmSatzeinteilung

für metrische Teilungen nach DIN 7721

T 2,5 SE bis 20 63 5 22T 2,5 N über 20T 5 SE bis 20 6T 5 N über 20T 10 SE bis 20 9T 10 N über 20T 20 SE bis 20 70 18 27T 20 N über 20

Fräser Nr. 1 für 10–13 ZähneFräser Nr. 2 für 14–20 ZähneFräser Nr. 3 für 21–34 ZähneFräser Nr. 4 für 35–71 ZähneFräser Nr. 5 für 72– ∞ Zähne

d1 b1 d2

Fräsermaße

T

Satzeinteilungfür Zoll-Teilungen

nach DIN ISO 5294

5,08 = 1/5" XL 63 5 229,525 = 3/8" L 8

12,70 = 1/2" H 1022,225 = 7/8" XH 80 18 3231,75 = 11/4" XXH 90 26

z

Abmessungen in mm

d1 b1 d2

Fräsermaße

T Kurzzeichen

rk = Außenradiusb = Lückenbreiteα = Lückenwinkelh = Frästiefeh1 = Zahnhöhe am Fräserr1 = Zahnkopfradiusr2 = Zahngrundradius

118

Formfräser

d1d2

b1für Keilwellenprofile

KHSS-E EMo5Co5

2730 hinterdreht oder hinterschliffenKatalog-Nr.

* Nennmaß: Innen-Durchmesser x Außen-Durchmesser x Keilbreite Wenn nicht anders vorgeschrieben, liefern wir Form D in hinterdrehter Ausführung.

Abmessungen in mm

23 x 26 x 6 6 63 10 2226 x 30 x 6 1228 x 32 x 6 1332 x 36 x 6 8 1136 x 40 x 7 1242 x 46 x 8 1346 x 50 x 9 70 14 2752 x 58 x 10 1656 x 62 x 10 1862 x 68 x 1272 x 78 x 12 10 1682 x 88 x 12 80 19 3292 x 98 x 14 20

102 x 108 x 16 21112 x 120 x 18 23

DIN ISO 14 - leichte ReiheNennmaß* Anzahl der Keile d1 b1 d2

Keilwellenmaße Fräsermaße

DIN ISO 14 - mittlere ReiheNennmaß* Anzahl der Keile d1 b1 d2

DIN 5464 Nennmaß* Anzahl der Keile d1 b1 d2

11 x 14 x 3 6 56 6 2213 x 16 x 3,516 x 20 x 4 818 x 22 x 521 x 25 x 5 63 923 x 28 x 6 1026 x 32 x 6 1228 x 43 x 7 1332 x 38 x 6 8 1136 x 42 x 7 1242 x 48 x 8 1346 x 54 x 9 70 14 2752 x 60 x 10 1656 x 65 x 10 1862 x 72 x 1272 x 82 x 12 10 1682 x 92 x 12 80 19 3292 x 102 x 14 20

102 x 112 x 16 21112 x 125 x 18 23

16 x 20 x 2,5 10 56 5 2218 x 23 x 321 x 26 x 3 723 x 29 x 4 6326 x 32 x 4 828 x 35 x 432 x 40 x 5 70 10 2736 x 45 x 5 1242 x 52 x 6 1346 x 56 x 752 x 60 x 5 16 80 9 3256 x 65 x 5 1062 x 72 x 6 1172 x 82 x 782 x 92 x 6 20 9092 x 102 x 7 12

102 x 115 x 8 13112 x 125 x 9



119

Abmessungen in mm

2730 hinterdreht oder hinterschliffenKatalog-Nr.

DIN 5471 – 4 KeileNennmaß* d1 b1 d2


11 x 15 x 3 56 11 2213 x 17 x 4 1216 x 20 x 618 x 22 x 6 63 1421 x 25 x 824 x 28 x 8 1628 x 32 x 10 1732 x 38 x 10 70 22 2736 x 42 x 10 2342 x 48 x 12 2746 x 52 x 14 2852 x 60 x 14 80 34 3258 x 65 x 16 3862 x 70 x 16 4068 x 78 x 16 45

DIN 5472 – 6 KeileNennmaß* d1 b1 d2


DIN 9611 – 6 Keile d1 b1 d2

Zapfwelle 1** Fräsermaße

21 x 25 x 5 63 9 2223 x 28 x 6 1026 x 32 x 6 1228 x 34 x 7 1332 x 38 x 8 70 14 2736 x 42 x 8 1642 x 48 x 10 1746 x 52 x 12 80 18 3252 x 60 x 14 2058 x 65 x 14 2262 x 70 x 16 2368 x 78 x 16 90 2772 x 82 x 16 2978 x 90 x 16 3382 x 95 x 16 3688 x 100 x 1692 x 105 x 20 3898 x 110 x 20 40

105 x 120 x 20 100 45115 x 130 x 20 45130 x 145 x 24 54

28,91 x 34,79 x 8,69 70 11 27

Form Aohne Höckerohne Kantenbruch

Form Bohne Höckermit Kantenbruch

Form Cmit Höckerohne Kantenbruch

Form D (Standard)mit Höckermit Kantenbruch

Form ESchleifmaßfräser

für Form A–Ezum Durchfräseneines Bundes

Formfräser für Keilwellenprofilewerden in hinterdrehter oder fürerhöhte Genauigkeit auch in hin-terschliffener Ausführung gefertigt.Auch Satzfräser für das gleichzei-tige Fräsen mehrerer Werkstückeauf Keilwellenfräsautomaten sindlieferbar. Je nach Verwendungs-zweck werden die Fräser als Vor-oder Fertigfräser ausgelegt.

Genormte Keilwellenverzahnungensind u. a.:DIN ISO 14 – leichte ReiheDIN ISO 14 – mittlere ReiheDIN 5464 – schwere Reihe

DIN 5471 – 4 Keile, innenzentriertDIN 5472 – 6 Keile, innenzentriertDIN 9611 – Zapfwellen

Fräserausführungen mit Höcker(Form C und D) garantieren bei in-nenzentrierten Keilwellen ein ein-wandfreies Tragen bis zum Keil-wellengrund. Durch Kantenbruch(Form B und D) wird das erforder-liche Spiel in den Nutenecken derNaben erreicht. FlankenzentrierteKeilwellen, die für den Innen- undAußen-Durchmesser in der Keil-nabe Spiel haben, können mit derFräsernorm A erzeugt werden. Als

Vorfräser für Schleifaufmaß sinddie Fräser nach Form E – zumFreifräsen des Grundes und derKeilflanken – vorgesehen. ZumDurchfräsen eines Anschlagbun-des eignen sich die Fräser mit ver-längerten Flanken. Diese Aus-führung kann mit allen Formen A–Ekombiniert werden.

Formfräser für Evolventen-Zahn-wellen nach DIN 5480 und DIN5482 sowie für Kerbzahnwellennach DIN 5481 werden aufWunsch ebenfalls gefertigt.

Wenn nicht anders vorgeschrieben, liefern wir Form D in hinterdrehter Ausführung.

* Nennmaß: Innen-Durchmesser x Außen-Durchmesser x Keilbreite** Zapfwellen 2 und 3 auf Anfrage

120

Formfräser

d1d2

b1für Keilwellen und Zahnwellenals Satzfräser6° positiver Spanwinkelversetzte Keilnuten1 Satz gleich 2 StückFräser Nr. 2 mit 2 Längsnuten

KHSS-E-PM

Abmessungen in mm

d1 b1 d2


75 bis 85 10 401214161820

Diese Fräserausführung wird vorwiegend bei Serienfertigung von Steckverzahnungen auf Keilwellenfräsautomaten (z. B. Typ Hurth) eingesetzt. Die Fräser sind innerhalb des Satzes auf genaue Breite, Profilsymmetrie und gleichenAußendurchmesser in engen Toleranzen geschliffen. Fräser Nr. 2 eines Satzes erhält eine zweite Längsnut, die um 1/2 Zahnteilung versetzt ist.

Haupteinsatzgebiete sind Keilwellen mit parallelen Flanken sowie Zahnwellen mit Evolventenflanken.

Bei Bestellung benötigen wir Maß- und Toleranzangaben oder Zeichnungen der zu fräsenden Werkstückprofile.

121

FETTE-Zahnkanten-FräserIn der Verzahnungsfertigung ist esnahezu unerläßlich, nach dem Frä-sen der Verzahnung im Wälzfräs-oder Teilfräsverfahren die Flanken-und die Kopfstirnkanten zu bearbei-ten. Zum Teil handelt es sich hierbeium ein Entgraten der Zahnkanten.Sehr häufig müssen aber auch funk-tionsnotwendige Formen an denFlanken- und Kopfstirnkanten ange-bracht werden. Die Form wird in derRegel bestimmt durch die Aufgabe,die das Rad zu erfüllen hat. Die be-kanntesten Formen sind einfacheAbschrägungen, halbkreisförmigeAbrundungen, ballige Abrundungund ballige Dachformen, die sowohlan Außen- als auch an Innenverzah-nungen vorhanden sein müssen.

Für das Bearbeiten der Verzah-nungsstirnkanten sind Zahnkanten-fräsmaschinen entwickelt worden,

die ein wirtschaftliches Fräsen derKantenformen sicherstellen. Hierbeiist zwischen zwei Bearbeitungs-verfahren zu unterscheiden, wobeidas richtige Verfahren durch die Artder Kantenform bestimmt wird.

Halbkreis- oder dachförmige Abrun-dungen werden mit Fingerform-fräsern hergestellt, die mit außenprofilierten Schneiden versehen sind(Abb. 1). Das Profil der Fräserschnei-den wird nach der zu fräsenden Ver-zahnung des Rades ausgelegt.Dreh- und Axialbewegung des Ra-des werden durch die Maschine ge-steuert, so daß die Zahnkanten-abrundung im Kopierfräsvorgangvorgenommen wird.

Das Fräsen dachförmiger Schalt-erleichterungen, das Entgraten vonZahnrädern sowie das Fräsen vonSonderkantenformen werden in der

Regel mit Glockenfräsern (Abb. 2)im Stoßfräsverfahren durchgeführt.Hierbei wird meistens eine rechteund eine linke Zahnflanke gleichzei-tig bearbeitet. Die Schneiden einesGlockenfräsers sind innenliegendprofiliert, der Fräser schneidet über-wiegend mit seinen Innenkonturen.

Die Schneidendurchmesser derZahnkantenabrund-, Dachform- undEntgratfräser sind von der zu bear-beitenden Verzahnungsgröße ab-hängig, also vom Modul und von derZähnezahl des Rades. Darüber hin-aus bestimmen die unterschied-lichen Zahnkantenformen die Aus-führung der Zahnkantenfräser. Durchdiese Faktoren ergibt sich eine Viel-zahl an Ausführungsmöglichkeiten,so daß Zahnkantenfräser als reineSonderfräser zu betrachten sind, dieauf jede Verzahnungsform abge-stimmt werden müssen.

Für alle Zähnezahlen einer Modulgröße und für Eingriffswinkel 15° oder 20° ist nur ein Fräser erforderlich.

Zahn-Abrundfräserzum Abrunden von Zahnkanten

HSS

Abmessungen in mm

m d2 l11 13 80 1259311 1259918 – –1,25 1259320 1259927 – –1,5 1259339 1259936 – –1,75 1259348 1259945 – –2 1259357 1259954 – –2,25 1259366 1259963 – –2,5 1259375 1259971 – –2,75 1259384 1259981 – –3 1259393 1259990 – –3,25 1259400 1260005 – –3,5 1259419 1260014 – –3,75 1259428 1260023 – –4 1259437 1260032 – –4,5 1259446 1260041 – –5 18 1259455 1260050 – –5,5 1259464 1260069 – –6 1259473 1260078 – –6,5 1259482 1260087 – –7 25 110 1259491 1260096 – –8 1259507 1260103 – –

2801 hinterschliffen ■ mit geraden Flanken

2802 hinterschliffen ■ mit geschweiften Flanken

2803 2804

Katalog-Nr.

d2

l1

40°d2

l1R

Abb. 1

2801 2802

2803 2804

Abb. 2

2801 2802 2803 2804Ident Nr. Ident Nr. Ident Nr. Ident Nr.

122

WalzstangenFETTE fertigt Walzstangen zurHerstellung von Verzahnungen aufallen gängigen Walzmaschinen.Extreme Genauigkeit und höchsteStandzeit sind auch hier das Qua-litätsmerkmal. FETTE bietet aufdiesem Sektor eine außerordent-lich hohe Leistungskapazität. DieWerkzeuge können für Zahnwel-lenverbindungen nach DIN 5480(bis Modul 1,25), für Zahnwellen-verbindungen nach ANSI B92.1–1970 (bis DP 20/40) oder fürRändelungen nach DIN 82 RAAausgeführt werden.

Bei Anfragen bitten wir um An-gaben über die Maschine, aufder das Werkzeug eingesetztwerden soll.

Walzstangen für Verzahnungen

Walzstangen für Schrägverzahnungen

123

Anwendungstechnische Informationen und Verzeichnisse

Seite

Gegenüberstellung: Teilung – Modul 126

Toleranzen für eingängige Wälzfräser 127

Toleranzen für mehrgängige Wälzfräser 128

Wälzfräser-Prüfprotokolle 130

Auswirkung von Fräserabweichungen und Fräsereinspannfehlern auf das Zahnrad 132

Einfluß der Güteklasse des Wälzfräsers auf die Verzahnungsqualität 134

Werkzeugaufnahme von Wälzfräsern in der Wälzfräsmaschine 135

Werkzeug-Bezugsprofil und Zahnradprofil beim Wälzfräsen 137

Bezugsprofile für Stirnräder mit Evolventenverzahnung 138

Genormte Bezugsprofile für Stirnräder mit Evolventenverzahnung 139

Wälzfräser-Bezugsprofile 140

Profile gängiger Verzahnungen und entsprechende Wälzfräser-Bezugsprofile 144

Schneidstoffe für Wälzfräser 149

Hartstoffschichten bei Verzahnwerkzeugen 151

Schnittbedingungen beim Wälzfräsen 155

Einstellängen, Profilausbildende Länge, Shiftweg, Axialweg 162

Instandhaltung von Wälzfräsern 168

Protuberanz-Wälzfräser 179

Verschleißerscheinungen am Wälzfräser 182

Zahnformfräser mit Wendeplatten 192

Katalognummern-Verzeichnis 193

DIN-Nummern-Verzeichnis 194

126

Gegenüberstellung: Teilung – Modul – Diametral Pitch – Circular Pitch

Teilung

Teilung Modul DP CP Teilung Modul DP CP Teilung Modul DP CPmm mm mm

0,31416 0,1 2,84987 28 22,22500 7/8

0,34558 0,11 2,98451 0,95 22,79899 3 1/2

0,37699 0,12 3,06909 26 23,81250 1 5/16

0,39898 200 3,14159 1 25,13274 80,43982 0,14 3,17500 1/8 25,40000 10,44331 180 3,32485 24 26,59892 30,45598 175 3,62711 22 26,98750 1 1/16

0,49873 160 3,92699 1,25 28,27433 90,50265 0,16 3,98982 20 28,57500 1 1/8

0,53198 150 4,43314 18 29,01689 2 3/4

0,56549 0,18 4,71239 1,5 30,16250 1 3/16

0,62831 0,20 4,76250 3/16 31,41593 100,62832 127 4,98728 16 31,75000 1 1/4

0,66497 120 5,49779 1,75 31,91858 2 1/2

0,69115 0,22 5,69975 14 33,33750 1 5/16

0,75997 105 6,28319 2 34,55752 110,78540 0,25 6,35000 1/4 34,92500 1 3/8

0,79796 100 6,64970 12 35,46509 2 1/4

0,83121 96 7,06858 2,25 36,51250 1 7/16

0,87965 0,28 7,85398 2,5 37,69911 120,90678 88 7,93750 5/16 38,10000 1 1/2

0,94248 0,30 7,97965 10 39,89823 20,99746 80 8,63938 2,75 41,27500 1 5/8

1,09557 0,35 8,86627 9 43,98230 141,10828 72 9,42478 3 44,45000 1 3/4

1,24682 64 9,52500 3/8 45,59797 1 3/4

1,25664 0,40 9,97456 8 47,62500 1 7/8

1,32994 60 10,21018 3,25 50,26548 161,41372 0,45 10,99557 3,5 50,80000 21,57080 0,50 11,11250 7/16 53,19764 1 1/2

1,58750 1/16 11,39949 7 56,54867 181,59593 50 11,78097 3,75 62,83185 201,66243 48 12,56637 4 63,83716 1 1/4

1,72788 0,55 12,70000 1/2 69,11504 221,73471 46 13,29941 6 75,39822 241,81356 44 14,13717 4,5 78,53982 251,88496 0,60 14,28750 9/16 79,79645 11,89992 42 14,50845 5 1/2 81,68141 261,99491 40 15,70796 5 87,96459 282,04204 0,65 15,87500 5/8 91,19595 7/8

2,09991 38 15,95930 5 94,24778 302,19911 0,70 17,27876 5,5 100,53096 322,21657 36 17,46250 11/16 106,39527 3/4

2,34695 34 17,73255 4 1/2 109,95574 352,35619 0,75 18,84956 6 113,09734 362,49364 32 19,05000 3/4 125,66371 402,51327 0,80 19,94911 4 127,67432 5/8

2,65988 30 20,42035 6,5 141,37167 452,67035 0,85 20,63750 13/16 157,07963 502,82743 0,90 21,99115 7 159,59290 1/2

m = 25,4 m = 8,08507111 x CPDP

Modul

DP = 3,14159265 DP = 25,4CP m

Diametral Pitch

CP = 3,14159265 CP = mDP 8,08507111

Circular Pitch

127

Toleranzen für eingängige Wälzfräser für Stirnräder mit Evolventenverzahnung DIN 3968 in µm

lfd.Nr.* Messung Kurz-

zeichenGüte-klasse

für Modulbereich

über über über über über über über über über0,63–1 1–1,6 1,6–2,5 2,5–4 4–6,3 6,3–10 10–16 16–25 25–40

Durchmesser der Bohrung

frp

fps

frk

FfN

ftN

FtN

fHN

FfS

fs

fHF

FHF

fe+–

Fe

1

4

5

6

7

8

10

11

12

13

14

15

16

17

Rundlauf-abweichung anden Prüfbunden

Planlauf-abweichung anden Spannflächen

Rundlauf-abweichung anden Zahnköpfen

Form- undLageabweichungder Spanfläche

Einzelteilung derSpannuten

Summenteilungder Spannuten

Spannuten-richtung über 100 mm Fräserlänge

Formabweichungder Schneidkante

Zahndicke aufdem Bezugs-zylinder

Fräsersteigungs-höhe vonSchneidkante zuSchneidkante inGangrichtung

Fräsersteigungs-höhe in Gangrich-tung zwischenbeliebigenSchneidkanten einer Windung

Eingriffsteilungs-abschnitt vonSchneidkante zuSchneidkante

Eingriffsteilung innerhalb einesEingriffsbereichs

* Laufende Nr. der Meßpunkte nach DIN 3968** Nach Werksnorm werden FETTE-Wälzfräser Güteklasse B mit Bohrungstoleranz H 5 ausgeführt.

AA H 5A H 5B H 6**C H 6D H 7

AA 5 5 5 5 5 5 6 6 8A 5 5 5 6 8 10 12 16 20B 6 6 6 8 10 12 16 20 25C 10 10 10 12 16 20 25 32 40

AA 3 3 3 3 3 4 5 5 6A 3 3 3 5 5 8 8 10 10B 4 4 4 6 6 10 10 12 12C 6 6 6 10 10 16 16 20 20D 10 10 10 16 16 25 25 32 32

AA 10 10 12 16 20 25 32 40 50A 12 16 20 25 32 40 50 63 80B 25 32 40 50 63 80 100 125 160C 50 63 80 100 125 160 200 250 315D 100 125 160 200 250 315 400 500 630

AA 10 10 12 16 20 25 32 40 50A 12 16 20 25 32 40 50 63 80B 25 32 40 50 63 80 100 125 160C 50 63 80 100 125 160 200 250 315D 100 125 160 200 250 315 400 500 630

AA 10 10 12 16 20 25 32 40 50A 12 16 20 25 32 40 50 63 80B 25 32 40 50 63 80 100 125 160C 50 63 80 100 125 160 200 250 315D 100 125 160 200 250 315 400 500 630

AA 20 20 25 32 40 50 63 80 100A 25 32 40 50 63 80 100 125 160B 50 63 80 100 125 160 200 250 315C 100 125 160 200 250 315 400 500 630D 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

AA 50A 70B 100C 140D 200

AA 6 6 6 8 10 12 14 18 22A 10 11 12 14 16 20 25 32 40B 20 22 25 28 32 40 50 63 80C 40 45 50 56 63 80 100 125 160

AA 16 16 16 20 25 32 40 50 63A 25 28 32 36 40 50 63 80 100B 50 56 63 71 80 100 125 160 200C 100 112 125 140 160 200 250 320 400D 100 112 125 140 160 200 250 320 400

AA 4 4 4 5 6 8 10 12 16A 6 7 8 9 10 12 16 20 25B 12 14 16 18 20 25 32 40 50C 25 28 32 36 40 50 63 80 100D 50 56 63 71 80 100 125 160 200

AA 6 6 6 8 10 12 14 18 22A 10 11 12 14 16 20 25 32 40B 20 22 25 28 32 40 50 63 80C 40 45 50 56 63 80 100 125 160D 80 90 100 112 125 160 200 250 320

AA 4 4 4 5 6 8 10 12 16A 6 7 8 9 10 12 16 20 25B 12 14 16 18 20 25 32 40 50C 25 28 32 36 40 50 63 80 100

AA 8 8 8 10 12 16 20 25 32A 12 14 16 18 20 25 32 40 50B 25 28 32 36 40 50 63 80 100C 50 56 63 71 80 100 125 160 200

Nr. 7

Nr. 8

Nr. 10

Nr. 11

Nr. 12

Nr. 14

Nr. 15

Nr. 16, 17

FrästiefeAchsebene

Soll-Linie

u

42

1

4 2

1

3

12

11

10

100 mm

fHN

FfS

HN · Hi (HN ± H)

HN · Hi (HN ± H)

n · HN · Hi (HN ± H)

Eingriffsbereich

tei

+–

+–

+–

–

128

Toleranzen für mehrgängige Wälzfräser

lfd.Nr.

Messung Kurz-zeichen

Güte-klasse

für Modulbereich


2–4gängig

5–7gängig

AA H 5

A H 5

B H 6

AA 5 5 5 5 5 5 6 6 8

A 5 5 5 6 8 10 12 16 20

B 6 6 6 8 10 12 16 20 25

AA 3 3 3 3 3 4 5 5 6

A 3 3 3 5 5 8 8 10 10

B 4 4 4 6 6 10 10 12 12

AA 10 12 16 20 25 32 40 50 63

A 16 20 25 32 40 50 63 80 100

B 32 40 50 63 80 100 125 160 200

AA 12 16 20 25 32 40 50 63 80

A 20 25 32 40 50 63 80 100 125

B 40 50 63 80 100 125 160 200 250

AA 10 10 12 16 20 25 32 40 50

A 12 16 20 25 32 40 50 63 80

B 25 32 40 50 63 80 100 125 160

AA 10 10 12 16 20 25 32 40 50

A 12 16 20 25 32 40 50 63 80

B 25 32 40 50 63 80 100 125 160

AA 20 20 25 32 40 50 63 80 100

A 25 32 40 50 63 80 100 125 160

B 50 63 80 100 125 160 200 250 315

AA 50

A 70

B 100

AA 6 6 8 10 12 14 18 22 28

A 11 12 14 16 20 25 32 40 50

B 22 25 28 32 40 50 63 80 100

AA 6 8 10 12 14 18 22 28 36

A 12 14 16 20 25 32 40 50 63

B 25 28 32 40 50 63 80 100 125

AA 8 10 12 14 18 22 28 36 45

A 14 16 20 25 32 40 50 63 80

B 28 32 40 50 63 80 100 125 160

1

4

5

6

7

8

10

11

12

Durchmesser der Bohrung

Rundlaufabweichung an den Prüfbunden

Planlaufabweichung an den Spannflächen

Rundlaufabweichung an den Zahnköpfen

Form- und Lageabweichung der Spanfläche

Einzelteilung der Spannuten

Summenteilung derSpannuten

Spannutenrichtungüber 100 mm Fräserlänge

Formabweichung derSchneidkante

frp

fps

frk

FfN

+ftN –

FtN

+fHN –

FfS

2gängig

3–4gängig

5–6gängig

Toleranzen in µm

129

für Modulbereich

lfd.Nr.

Messung Kurz-zeichen

Güte-klasse


2gängig

3–4gängig

5–6gängig

2gängig

3–4gängig

5–6gängig

2–3gängig

4–6gängig

AA –25 –28 –32 –36 –40 –50 –63 –80 –100

A –25 –28 –32 –36 –40 –50 –63 –80 –100

B –50 –56 –63 –71 –80 –100 –125 –160 –200

AA 4 4 5 6 8 10 12 16 20

A 7 8 9 10 12 16 20 25 32

B 14 16 18 20 25 32 40 50 63

AA 4 5 6 8 10 12 16 20 25

A 8 9 10 12 16 20 25 32 40

B 16 18 20 25 32 40 50 63 80

AA 5 6 8 10 12 16 20 25 32

A 9 10 12 16 20 25 32 40 50

B 18 20 25 32 40 50 63 80 100

AA 6 6 8 10 12 14 18 22 28

A 11 12 14 16 20 25 32 40 50

B 22 25 28 32 40 50 63 80 100

AA 6 8 10 12 14 18 22 28 36

A 12 14 16 20 25 32 40 50 63

B 25 28 32 40 50 63 80 100 125

AA 8 10 12 14 18 22 28 36 45

A 14 16 20 25 32 40 50 63 80

B 28 32 40 50 63 80 100 125 160

AA 5 5 6 7 8 11 13 16 20

A 7 8 9 10 12 16 20 25 32

B 14 16 18 20 25 32 40 50 63

AA 6 7 8 11 13 16 20 25 32

A 9 10 12 16 20 25 32 40 50

B 18 20 25 32 40 50 63 80 100

AA 8 8 8 11 14 17 20 25 31

A 14 15 17 20 22 28 35 45 56

B 28 31 35 39 45 56 70 88 112

AA 10 10 10 13 16 19 22 29 35

A 16 18 19 22 26 32 40 51 64

B 32 35 40 45 51 64 80 101 128

13

14

15

18

19

Zahndicke auf dem Bezugszylinder

Fräsersteigungshöhevon Schneidkante zuSchneidkante in Gangrichtung

Fräsersteigungshöhein Gangrichtung zwischenbeliebigen Schneidkanten einerAxialteilung

Teilungsabweichungzwischen benachbarten Gängeneines Zahnstollens

Teilungsabweichungzwischen beliebigen Gängen eines Zahnstollens innerhalb derFräsersteigungshöhe

fs –

+fHF –

FHF

+fpx –

Fpx

2–3gängig

4–6gängig

Toleranzen in µm

130

Wälzfräser-PrüfprotokolleDie Toleranzen eingängiger Wälz-fräser für Stirnräder mit Evolven-tenverzahnung sind in DIN 3968und die Toleranzen für die Wälzfrä-ser der Feinwerktechnik sind inDIN 58413 festgelegt.Die Toleranzen für mehrgängigeWälzfräser und für Wälzfräser mit

Sonderprofilen werden in Werks-normen oder nach Vereinbarungzwischen Hersteller und Abnehmerdefiniert.Die Wälzfräser werden in die Güte-klassen A, B, C, D und die Sonder-klasse AA eingestuft. Für höchsteAnforderungen ist es üblich, für die

Toleranzen der Güteklasse AA wei-tere Einengungen zu vereinbarenund als Güteklasse AAA zu be-zeichnen.Die Abweichungen der gemesse-nen Größen können manuell auf-geschrieben oder aufgezeichnetwerden, sie können mechanisch

Ident-Nr.: 2352101 Kopfkreis-Ø: 58.979 Steigungswinkel: 02° 43'33"Fräser-Nr.: E1305 Schneidenbreite: 150 Steigungshöhe: 7.8314Modul: 2.49 Bohrungs-Ø: – Bezugsprofil: –Eingriffswinkel: 20° 00'00" Gangrichtung/-zahl: R1 Profilmodifikation: –Zahnkopfhöhe: 3.82 Spannutenzahl: 14 Frästiefe: –Axiale Zahndicke: 3.9154 Spanflächenabstand: 0 Werkstoff: –Zahnhöhe: 6.6 Spannutensteigung: 1.E + 100 Härte: HRc –

Soll Istfrp 5 AA 2 AAA

Soll Istfrk 12 AA 7 AAA

Soll IstFfn 12 AA 5 AAA

Soll IstFtN 25 AA 11 AAAftN 12 AA 8 AAA

Soll IstfHN 50 AA 5 AAA

Soll Istfps 3 AA 2 AAA

Soll Istfps 3 AA 2 AAA

Soll Istfrp 5 AA 2 AAA

Soll IstFHF 6 AA 3 AAAfHF 4 AA 1 AAA

SollFpx 4fpx 2

Toleranzen nach:DIN 3968 AAA

Datum: 15. Jan. 1998

Prüfer: Mumsen

Zeichn.-Nr.: 61574

Mess-File: E1305 05M

WÄLZFRÄSER MESSUNG

20 my

RWF

Soll IstFHF 6 AA 2 AAAfHF 4 AA 1 AAA

Soll IstFe 8 AA 4 AAAfe 4 AA 2 AAA

Soll IstFe 8 AA 3 AAAfe 4 AA 2 AAA

SollFpx 2fpx 1

(4) Rundlauf rechts (5) Planlauf rechts (5) Planlauf links (4) Rundlauf links

(6) Rundlauf Zahnkopf (7) Form und Lage Spanfläche (8,10) Teilung Spannuten (11) Spannutenrichtung

(14, 15) Steigung rechts (14, 15) Steigung links (16, 17) Eingriffsteilung rechts (16, 17) Eingriffsteilung links

Achsteilung rechts Achsteilung links

NL R mm

. 5 6.6

1 3 5K F

N1 14 mm

0 100

L R

NL R

NL R

NL R

NL R

NF K

NF K

131

aufgezeichnet oder von einemRechner gespeichert werden.Bei den Güteklassen AA oder AAAist es üblich, die Abweichungender gemessenen Größen in einemPrüfprotokoll zu dokumentieren.Das Prüfprotokoll dient zur Über-wachung des Fräsers während

seiner gesamten Lebensdauer.Das Prüfprotokoll wird besondersanschaulich und aussagefähig,wenn die Eingriffsteilung oder dieFormabweichung der Schneidkan-te und die Abweichung der Fräser-steigungshöhe in Form von Dia-grammen dargestellt werden.

Diese Diagramme können dannunmittelbar mit den Profilschrie-ben der gefrästen Räder vergli-chen und interpretiert werden.

Das Prüfprotokoll ist hier verklei-nert dargestellt, die Originalgrößeist DIN A 3.

(LF) Soll IstFfS 6 AA 3 AAABemerkung:

(13) Zahndicke fs Soll Ist–16 AA –3 AAA

(RF) Soll IstFfS 6 AA 2 AAA

Datum: 15. Jan. 1998

Prüfer: Mumsen

Zeichn.-Nr.: 61574

Mess-File: E1305 05M

WÄLZFRÄSER MESSUNG

20 my

RWF

Kopf

Fuss

0

6.6

3.82

(12) Formabweichung der Schneidkante

132

Auswirkungen von Fräserabweichungen und Fräsereinspannfehlernauf das Zahnrad (für eingängige Fräser mit Eingriffswinkel von 20° und Kopffreiwinkel von etwa 10°)

Die Qualität einer wälzgefrästenVerzahnung ist das Produkt ausdem Zusammenwirken verschie-dener Komponenten und Produk-tionsbedingungen.

Die Abweichungen von der Soll-geometrie des benutzten Wälzfrä-

sers und die Aufspannfehler desFräsers auf der Wälzfräsmaschinespielen dabei eine wichtige Rolle.Beim Wälzfräser wird zwischenden Abweichungen an der Hüll-schraube des Fräsers und den Ab-weichungen an den Spanflächendes Fräsers unterschieden.

Die Abweichungen eingängigerWälzfräser wirken sich auf dieQualität des Zahnrades überwie-gend in Form von Profilabwei-chungen aus.

Dabei ist es wichtig zu wissen, inwelcher Größenordnung sich die

Art der Abweichungen

Abweichungen an der Hüllschraube des Fräsers

Abweichungen an den Spanflächen des Fräsers

Aufspannfehler des Fräsers auf derWälzfräsmaschine

lfd. Nr. u. Zeichen der Abweichung nach DIN 3968(Sept. 1960)

Darstellung der AbweichungBenennung und Zeichen der Abweichung nach VDI 2606

Wälzfräser

Eingriffsstrecke

Kopf Fuß

Profilausbildungszone

pz

1 Fräserumdrehung

fs

aktive Profilhöhe

Kopf Fuß

aktive Profilhöhe

Kopf Fuß

1 Fräserumdrehung

100

Profilausbildungszone

1 Fräserumdrehung

1 Fräserumdrehung

Eingriffsteilungs-GesamtabweichungFpe innerhalb eines Eingriffsbereiches

Nr. 17Fe

Nr. 15FHF

Nr. 6frk

Nr. 13fs

Nr. 12FfS

Nr. 7FfN

Nr. 10FtN

Nr. 11fHN

Nr. 4frP

Nr. 5fps

Fräsersteigungshöhen-Abweichung inGangrichtung FHF zwischen beliebigenSchneidkanten einer Windung

Rundlauf-Abweichung fra am Zahnkopf

Zahndicken-Abweichung fs auf dem Bezugszylinder

Formabweichung FfS der Schneidkante

Form- und Lage-Abweichung FfN derSpanflächen

Teilungssummen-Abweichung FpNder Spannuten (Spanflächen)

Spannutenrichtungs-Abweichung fHNüber 100 mm Fräserlänge

Rundlauf-Abweichung frP an den beiden Prüfbunden

Planlauf-Abweichung frx an den Spannflächen

133

Abweichungen am Wälzfräser unddie Aufspannfehler des Fräsers aufdie Radqualität auswirken.

Diese Zusammenhänge könnender Tabelle entnommen werden.Dabei sollte beachtet werden, daßdie Arbeitsgenauigkeit des Wälz-

fräsers durch fehlerhaftes Nach-schleifen in erheblichem Maße be-einträchtigt werden kann. EineKontrolle der Abweichungen anden Spanflächen des Fräsers soll-te daher nach jedem Scharfschliffobligatorisch vorgeschrieben wer-den.

Die fachgerechte Prüfung vonWälzfräsern, die erforderlichenHilfsmittel und die Auswertung derMeßergebnisse sind ausführlich inder VDI/VDE-Richtlinie 2606 be-schrieben.

Typischer Verlauf der AbweichungWirkung der Abweichung Größenordnung der Wirkung

Zahnrad

Profilabweichung ≈ 100 %

≈ 100 %

≈ 20 %

(≈ 100 %)

> 100 %

≈ 100 %

≈ 10 %

≈ 10 %

≈ 10 %

≈ 30 %

≈ 100 %

Profilabweichung(nur die Abweichung der jeweiligen Profilausbildungszone ist wirksam)

Formabweichung im Zahnlückengrund(nur die Abweichung der den Fußzylinder bildenden Kopfschneiden ist wirksam)

(Zahndicken-Abweichung)

Durchmesser-Abweichungen

Profilabweichung

Profilabweichung

Profilabweichung

Profilabweichung

Profilabweichung

Profilabweichung(nur die Abweichung der Profilausbildungszone ist wirksam)

KopfFuß

KopfFuß

KopfFuß

KopfFuß

KopfFuß

KopfFuß

rechte Flanke

linke Flanke

KopfFuß

KopfFuß

Die Zahndicken-Abweichung des Fräserswird in der Regel durch eine Korrektur desAchsabstandes der Fräsmaschine aus-geglichen und ist daher nicht wirksam alsZahndickenabweichung am Zahnrad.Aus dieser Korrektur ergeben sich Verän-derungen an folgenden Durchmessern der Verzahnung:Fußkreis und Fußnutzkreis, Kopfkreis beiüberschneidenden Fräsern, Kopfnutzkreisbei Fräsern mit Kantenbruch.

134

Einfluß der Güteklassen des Wälzfräsers auf die VerzahnungsqualitätFür Stirnräder sind in DIN 3962bis DIN 3967 die Toleranzen ihrerBestimmungsgrößen angegeben.Die Verzahnungsqualität ist inzwölf Qualitätsstufen unterteilt, diemit den Ziffern 1 bis 12 bezeichnetwerden. Die Verzahnungsqualität 1ist die genaueste.

Die zulässigen Abweichungen füreingängige Wälzfräser sind in DIN3968 festgelegt. Entsprechend derGenauigkeit werden fünf Güte-klassen unterschieden, und zwardie Güteklassen A, B, C, D und dieSonderklasse AA.

Die Eingriffsteilung am Wälzfräserläßt bedingt einen Schluß zu aufdie Profil-Gesamtabweichung amZahnrad. Es ist daher sinnvoll, dieEingriffsteilungsabweichung Feinnerhalb eines Eingriffsbereichesdes Wälzfräsers mit der Profil-Ge-samtabweichung Ff des Zahn-rades zu vergleichen.

Dabei ist zu berücksichtigen, daßdie Profil-Gesamtabweichung nichtnur durch die Abweichungen amWälzfräser, sondern auch durch dieWälzfräsmaschine, durch Fehlerbeim Aufspannen von Wälzfräser

und Werkstück und durch dieSchnittkräfte verursacht werdenkönnen.

Der Tabelle „Erreichbare Rad-qualitäten“ liegt die Annahme zu-grunde, daß 2/3 der Profil-Gesamt-abweichung am Zahnrad durchden Wälzfräser und der Rest durchdie oben genannten weiteren Ein-flußfaktoren verursacht werden.

Hinweise zu ToleranzenDIN 3968, Seite 127

In DIN 3968 sind die zulässigenAbweichungen für eingängigeWälzfräser festgelegt.

Dabei handelt es sich um 16Einzelabweichungen, die z. T. von-einander abhängig sind, und um ei-ne Sammelabweichung.

Als Sammelabweichung ist die Ein-griffsteilungsabweichung Fe inner-halb eines Eingriffsbereiches dieaussagekräftigste Größe bei derBeurteilung der Wälzfräserqualität.Sie gestattet – mit Einschränkun-gen – auch Aussagen über die zuerwartende Flankenform des Werk-rades.

Für die Erhaltung der Fräserqualitätist es erforderlich, daß nach jedemScharfschliff die zulässigen Abwei-chungen für Form und Lage, Tei-lung und Richtung der Spanflächen(lfd. Nr. 7 bis 11) geprüft werden.

Erreichbare Radqualitäten nach DIN 3962 Teil 1 – 8.78 (Ff)

Güteklassenach DIN 3968für eingängige

Wälzfräser

Fe

über über über über über über über über über über über1 1,6 2 2,5 3,55 4 6 6,3 10 16 25

bis bis bis bis bis bis bis bis bis bis bis1,6 2 2,5 3,55 4 6 6,3 10 16 25 40

Modul-Bereiche

AA 7 7 7 8 7 7 7 8 8 7 7

A 9 10 9 9 9 9 8 9 9 9 9

B 11 11 11 11 10 11 10 11 11 10 10

C 12 * 12 12 12 12 12 12 12 12 12

* schlechter als Verzahnungsqualität 12

135

Werkzeugaufnahme von Wälzfräsern in der WälzfräsmaschineDer Werkzeugaufnahme kommenzwei wesentliche Funktionen zu.Dies sind zum einen die Dreh-momentenübertragung und zumanderen die Lagefixierung desWerkzeuges in der Werkzeug-maschine. Dies gilt natürlich auchfür die Schnittstelle bzw. Trenn-stelle zwischen Wälzfräsmaschineund Wälzfräser ggf. Fräsdorn. Imwesentlichen wird die geome-trische Gestaltung dieser Verbin-dung durch den Wälzfräsma-schinenhersteller bestimmt.

Folgende zwei grundsätzliche Va-rianten in der Wälzfräsergestaltungan der Schnittstelle zur Werkzeug-maschine bzw. Fräsdorn werdenverwendet: Bohrungs- oderSchaftausführung.

In der Bohrungsausführung wirdunterschieden zwischen den Vari-anten:

■ Bohrung mit Längsnut zurformschlüssigen Drehmoment-übertragung

■ Bohrung mit ein- ggf. zweiseiti-ger Quernut zur formschlüssi-gen Drehmomentübertragung

■ Bohrung mit stirnseitiger friktio-naler Drehmomentübertragung

In der Schaftausführung wirdunterschieden zwischen den Vari-anten:

■ beidseitige kurze zylindrischeSchäfte mit kraftschlüssigerDrehmomentübertragung

■ beidseitige kegelige Schäftemit kraftschlüssigerDrehmomentübertragung

■ auf Antriebsseite und Gegen-lagerseite unterschiedlicheAusführung – zylindrisch undkegelig

■ Hohlschaftkegelausführung

■ Steilkegelausführung auf derAntriebsseite und zylindrischebzw. kegelige Ausführung aufder Gegenlagerseite.

Der Funktion und der jeweiligenAufgabe angepaßt, wird meistbeim Kauf der Wälzfräsmaschineeine der oben aufgeführten Varian-ten vom Maschinenhersteller emp-fohlen. Dabei ist zu beachten, daßes in der Fräskopfausführung undsomit der WerkzeugaufnahmeUnterschiede zwischen den ver-schiedenen Wälzfräsmaschinen-herstellern gibt. Die Verwendungvon Adaptern zur Aufnahmegleichartiger Werkzeuge sollte nurals Hilfslösung betrachtet werden,denn in der Mehrzahl der Fälle istmit Qualitätsverlusten am gefrä-sten Werkstück zu rechnen. Ausdiesem Grunde ist es notwendig,sich vor dem Beschaffen einerWälzfräsmaschine über die Ein-heitlichkeit der Trenn- bzw.Schnittstelle im Klaren zu sein. An-sonsten ist eine Vielzahl vonWälzfräserausführungen erforder-lich, wenn Wälzfräsmaschinen mitunterschiedlichen Werkzeugauf-nahmen zum Einsatz kommen.

Die am weitesten verbreitete Artder Wälzfräserausführung ist dieBohrungsausführung mit Längs-nut. Dies hat zum Teil historischeGründe. Wälzfräser in Schaftaus-führung wurden nur dann einge-setzt, wenn geometrische Grenzenoder höhere Qualitätsanforde-rungen dies erforderlich machten.Für die Kleinserienfertigung undgeringere Anforderungen an dieWerkstückgenauigkeit sind Wälz-fräser in Bohrungsausführung einegute Wahl. Üblicherweise werdenWälzfräser in Schnellstahlausfüh-rung mit einer Längsnut nachDIN 138 ausgeführt. GeometrischeErfordernisse lassen aber auch dieAusführung mit ein- aber auchbeidseitiger Quernute nach DIN138 (auch in verkürzter Ausfüh-rung) zu. Hartmetallwälzfräser wer-den ausschließlich mit ein- aberauch beidseitiger Quernute herge-stellt. Hier fast immer in verkürzterAusführung (1/2 Quernuttiefe zuAngaben nach DIN 138). Boh-rungswälzfräser können aber auchohne Längs- bzw. Quernute aus-geführt werden.

Vor allem in der Großserienferti-gung werden in steigendem MaßeWälzfräser mit kurzen zylindri-schen Schäften auf beiden Seitenverwendet. Die Vorteile liegen beischnellem Werkzeugwechsel undbei sehr hoher Rundlaufgenauig-keit der Wälzfräser in der Ma-schine. Es ist kein Vorausrichtenauf dem Fräsdorn erforderlich. DasElement der Trennstelle (der Fräs-dorn) entfällt. Auf die Kompa-tibilität von Wälzfräsern auf Wälz-fräsmaschinen unterschiedlicherHersteller ist bei Neubeschaffungvon Wälzfräsmaschinen gegebe-nenfalls zu achten.

Die anderen oben aufgeführten Ar-ten von Wälzfräserausführungenstellen weitere Möglichkeiten dar,die aber als Sonderfälle zu be-trachten sind und spezifischenKundenforderungen gerecht wur-den.

Soweit erforderlich werdenSchneckenradwälzfräser mit andie Wälzfräsmaschine angepaßterSchnittstellengeometrie ausge-führt (siehe Kapitel Schneckenrad-wälzfräsen).

136

� Rundlaufprüffläche� Aufnahme- und Anlageflächen� Spannkraft






Kegel 1:10


Kegel 7:24

Wälzfräser-Aufspannungfriktionale Drehmomentübertragung

Wälzfräser-Aufspannungbeidseitige Quernut

Wälzfräser-AufspannungHSK-Schaft

Wälzfräser-AufspannungZylindrischer Schaft

Wälzfräser-AufspannungLängsnut

Wälzfräser-Aufspannungkegeliger Schaft

Wälzfräser-Aufspannungeinseitige Quernut

137

Werkzeug-Bezugsprofil und Zahnradprofil beim Wälzfräsen

Walzfräser

Zahnrad

h FaP

0

Protuberanz-Evolvente

h aP

0h F

fP0h f

P0

h P0

h prP

0α tK

αt

αtpr

Kantenbruch-Evolvente

Nutz-Evolvente

ProfilbezugsliniePP

Wälzgerade

sta

staK

d Fa d a

d FaV

h Kd bp

r

d

qt

x Em

n

C0

FStV

d fE

d b

ψb

prtP0

d bK

dFf

V

dFf

α tKα

t α tpr

pt2

Vorverzahntes Schrägstirnrad-Stirnprofil mit Kantenbruch und Fußfreischnitt, mit zugehörigem Bezugsprofil des Vor-Verzahnungswerkzeuges

138

Bezugsprofile für Stirnräder mit EvolventenverzahnungDie Flankenprofile von Stirnrädernmit Evolventenverzahnung sind imStirnschnitt (Schnittebene senk-recht zur Radachse) Kreisevolven-ten.

Die Form der Evolvente hängt u. a.von der Zähnezahl der Räder ab.Mit zunehmender Zähnezahl wirddie Krümmung der Evolvente im-mer schwächer. Bei einer Zähne-zahl von z = ∞ wird aus dem Stirn-rad eine Zahnstange mit geradenFlanken. Die Zahnstange kann al-so an die Stelle eines Stirnradestreten und gewährleistet im Eingriffmit einem Gegenrad eine gleich-förmige und störungsfreie Be-wegungsübertragung.

Da die Form einer Zahnstange ein-facher zu beschreiben ist als dieeines Stirnrades, lag es nahe,die Verzahnungsgrößen von Stirn-rädern an der sogenannten Be-zugs-Zahnstange zu bemaßen unddiese als Bezugsprofil zu bezeich-nen.

Die Definition des Bezugsprofilslautet:

Das Bezugsprofil einer Stirnrad-verzahnung ist der Normalschnittdurch die Verzahnung der Be-zugs-Zahnstange, die aus einerAußenradverzahnung durch Ver-größern der Zähnezahl bis z = ∞und damit der Durchmesser bisd = ∞ entsteht. Die Flanken desBezugsprofils einer Evolventen-verzahnung sind Geraden. Größendes Bezugsprofils werden mitdem zusätzlichen Index P be-zeichnet.

Basis für die Maße am Bezugs-profil ist der Modul m. Der Modulist ein Längenmaß mit der Einheitmm. Er ergibt sich als Quotient ausder Teilung p und der Zahl π. Es istüblich, die Maße am Bezugsprofilmodulproportional zu definieren.

Die Profilbezugslinie schneidet dasBezugsprofil derart, daß Zahn-

dicke und Lückenweite der halbenTeilung entsprechen.

Die Kopfhöhe entspricht im allge-meinen 1 · m.

Da die Zahnköpfe eines Gegen-rades den Zahnlückengrund desRades nicht berühren dürfen, istdie Fußhöhe hfP des Bezugsprofilsum den Betrag des Kopfspiels cpgrößer als seine Kopfhöhe.

Der Profilwinkel αp am Bezugs-profil ist gleich dem Normal-eingriffswinkel des entsprechen-den Rades.

Hinweis auf genormte Bezugs-profile für Stirnräder:

DIN 867DIN 58400ISO 53

p = p · m

hfP

hP

Fußlinie

Profilbezugslinie

Zahnmittellinie

Zahnlückengrund

Fußrundung

Kopflinie

Gegenprofil

haP

CPöfP

CP

aP

hwP

sP =p2 eP =

p2

Bezugsprofil einer Stirnradverzahnungp = m · π = Teilung

eP = Lückenweite auf der Profilbezugslinie

sP = Zahndicke auf der Profilbezugslinie

hP = Profilhöhe

haP = Kopfhöhe

hfP = Fußhöhe

αP = Profilwinkel (Eingriffswinkel)

öfP = Fußrundungshalbmesser

hwP = gemeinsame Zahnhöhe von Bezugsprofil und Gegenprofil

cP = Kopfspiel zwischen Bezugsprofil und Gegenprofil

Größen des Stirnrad-Bezugsprofils werden mit dem Index p bezeichnet.

Stirnrad-Bezugsprofil

139

Genormte Bezugsprofile für Stirnräder mit EvolventenverzahnungBezugsprofile für EvolventenverzahnungenKurzzeichen:

p = Teilung

eP = Lückenweite auf der Profilbezugslinie

sP = Zahndicke auf der Profilbezugslinie

hP = Profilhöhe

haP = Kopfhöhe

hfP = Fußhöhe

αP = Profilwinkel (Eingriffswinkel)

öfP = Fußrundungsradius

hwP = gemeinsame Zahnhöhe von Bezugsprofil und Gegenprofil

cP = Kopfspiel zwischen Bezugsprofil und Gegenprofil

m = Modul

CaP = Kopfrücknahme

hCaP = Höhe der Kopfrücknahme

DIN 867 – Bezugsprofil für Stirnräder (Zylinderräder mit Evolventenverzahnung)haP = mhfP = m + ccP = 0,1 · m bis 0,3 · m

= 0,4 · m in SonderfällenhwP = 2 · m öfPmax. = 0,25 · m bei cP = 0,17 · m

= 0,38 · m bei cP = 0,25 · m= 0,45 · m bei cP = 0,3 · m

ISO 53 – Bezugsprofil für Stirnrädermit Evolventenflankenp = m · π

sP =p2

haP = mhfP = 1,25 · mhP = 2,25 · mαP = 20°öfP = 0,38 · mCaP = 0,02 · mhCaP = 0,6 · m

hfP

hP

haP

cPöfP

cP

aP = 20°

hwP

p = p · m

sP =p2 eP =

p2

hfP

hP

haP

öfPaP

hCaP

p

p2

p2 CaP

Abb. 1.00

Abb. 1.01

140

Wälzfräser-BezugsprofileDefinition der Wälzfräser-Bezugsprofile

Die Definition der Wälzfräser-Be-zugsprofile wird im allgemeinenvon den Bezugsprofilen der Stirn-radverzahnungen abgeleitet. DieseVorgehensweise gilt für Stirnrad-verzahnungen nur mit Einschrän-kungen und ist für Sonderverzah-nungen nicht brauchbar, da fürdiese keine Bezugsprofile existie-ren.

Das Wälzfräser-Bezugsprofil kannim allgemeinen wie folgt definiertwerden:

Das Wälzfräser-Bezugsprofil istdas Normalschnittprofil einer ge-dachten Zahnstange, die unter fol-genden Bedingungen mit derWerkradverzahnung im Eingriff ist:

1. Die Profilbezugslinie der Zahn-stange wälzt auf einem definier-ten Wälzkreisdurchmesser desWerkrades ab.

2. Die Teilung der Zahnstange istgleich der Teilung auf demWälzkreisdurchmesser.

3. Der Eingriff mit dem Werkraderfolgt:a) nach dem Grundgesetz der

Verzahnung, indem die ge-meinsame Normale im Be-

rührungspunkt von Radflan-ke und Zahnstangenflankedurch den Berührungspunktvon Wälzkreis und Bezugs-linie (Wälzpunkt) geht, oder

b) durch relative Bahnen vonTeilen des Zahnstangen-profils am Werkrad.

Der rechnerische und konstruktiveAufwand für das Festlegen desBezugsprofils hängt von der Artder Werkradverzahnung ab. Ameinfachsten ist die Bestimmungdes Wälzfräser-Bezugsprofils fürStirnräder mit Evolventenflanken.

Wälzfräser-Bezugsprofilfür Stirnräder mitEvolventenverzahnung

Das Wälzfräser- oder Werkzeug-Bezugsprofil ist das Gegenprofilzum Bezugsprofil der Stirnrad-verzahnung. Die Profilbezugslinienvon Wälzfräser- und Stirnrad-Be-zugsprofil fallen zusammen, d. h.,die Zahndicke sP0 ist gleich der hal-ben Teilung. Die Kopfhöhe haP0entspricht der Fußhöhe hfP amStirnrad-Bezugsprofil und derKopfrundungshalbmesser öaP0 istgleich dem Fußrundungshalb-messer öfP am Stirnrad-Bezugs-profil.

Mit dem gleichen Wälzfräser kön-nen Stirn- und Schraubenräder mitbeliebigen Zähnezahlen, Schrä-gungswinkeln und Profilverschie-bungen hergestellt werden, wenndas Wälzfräser-Bezugsprofil keineProfilmodifikationen wie Kanten-bruch, Flankeneinzug, Protube-ranz usw. enthält.

Hinweis auf genormte Wälzfräser-Bezugsprofile:

DIN 3972DIN 58412

Wälzfräser-Bezugsprofilund Wälzfräserprofil

Das Wälzfräser-Bezugsprofil darfnicht mit dem Wälzfräserprofilgleichgesetzt werden. Das Be-zugsprofil ist zwar die Grundlagefür die Berechnung des Wälz-fräserprofils, aber auch der Durch-messer und die Gangzahl des Frä-sers haben Einfluß auf dasWälzfräserprofil. Die Einzelheitensind Sache des Wälzfräserher-stellers. Dieser hat sicherzustellen,daß Wälzfräser mit dem gleichenBezugsprofil, im Rahmen der zu-lässigen Wälzfräsertoleranzen,identische Verzahnungen erzeu-gen.

hNfP0

hP0

hNaP0

Werkzeug-Profilbezugslinie

hfP0

haP0

sP0 =p2

öfP0

aP0

öaP0

Wälzfräser-Bezugsprofilp = m · π = Teilung

sP0 = Zahndicke

hP0 = Profilhöhe

haP0 = Kopfhöhe

hfP0 = Fußhöhe

αP0 = Profilwinkel(Eingriffswinkel)

öaP0 = Kopfrundungshalbmesser

öfP0 = Fußrundungshalbmesser

hNaP0 = Kopf-Nutzhöhe

hNfP0 = Fuß-Nutzhöhe

Größen des Werkzeug-Bezugsprofils werden mit den Indizes P0 bezeichnet.

Wälzfräser-Bezugsprofil

141

Wälzfräser-Bezugsprofilenach DIN 3972Kurzzeichen:

haP0 = Kopfhöhe des Bezugsprofils

hP = Profilhöhe des Rades = Frästiefe

hP0 = Profilhöhe des Bezugsprofils

sP0 = Zahndicke

öaP0 = Kopfrundungsradius

öfP0 = Fußrundungsradius

DIN 3972 – Bezugsprofil IProfilwinkel 20°haP0 = 1,167 · mhP = 2,167 · mhP0 = 2,367 · möaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m

sP0 =π

· m2

für Fertigbearbeitung

DIN 3972 – Bezugsprofil II Profilwinkel 20°haP0 = 1,250 · mhP = 2,250 · mhP0 = 2,450 · möaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m

sP0 =π

· m2

für Fertigbearbeitung

DIN 3972 – Bezugsprofil III Profilwinkel 20°haP0 = 1,25 · m + 0,25

3

mhP = 2,250 · mhP0 = 2,450 · möaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m

sP0 =π

· m2

q = 0,253

m · sin 20°

für Vorbereitung zum Schleifenoder Schaben

DIN 3972 – Bezugsprofil IV Profilwinkel 20°haP0 = 1,25 · m + 0,60

3

mhP = 2,250 · mhP0 = 2,450 · möaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m

sP0 =π

· m2

q = 0,6 3

m · sin 20°

für Vorbereitung zum Schlichten

öfP020°

sP0

hP0hP

haP0

öaP0

öfP020°

sP0

hP0hP

haP0

öaP0

öfP020°

sP0

hP0hP

haP0

öaP0

q

öfP020°

sP0

hP0hP

haP0

öaP0

q

Abb. 2.00

Abb. 2.01

Abb. 2.02

Abb. 2.03

142

Wälzfräser-Bezugsprofilenach DIN 58412Kurzzeichen:

hfP0 = Fußhöhe des Bezugsprofils

hPw = Abstand zwischen demZahngrund und dem Ende dergeraden Flanke des Bezugs-profils



sP0 = π · m = Zahndicke2


öfP0 = Fußrundungsradius

U1 Für VerzahnungenN1 mit Bezugsprofil

V1 nach DIN 58400

U2 Für VerzahnungenN2 mit Bezugsprofil

V2 nach DIN 867

DIN 58412 – Bezugsprofil U I überschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1,1 · mhPw = 2,2 · mhPw = 2,2 · mhP = hP0 = 2,6 · m von Modul 0,1 ÷ 0,6hP = hP0 = 2,45 · m über Modul 0,6 ÷ 1öaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m Größtmaßfür Fertigbearbeitung

DIN 58412 – Bezugsprofil N 1 nichtüberschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1,3 · mhPw = 2,4 · mhP = 2,6 · m von Modul 0,1 ÷ 0,6hP = 2,45 · m über Modul 0,6 ÷ 1hP0 = 2,8 · m von Modul 0,1 ÷ 0,6hP0 = 2,65 · m über Modul 0,6 ÷ 1öaP0 ≈ 0,2 · möfP0 ≈ 0,2 · m Größtmaßfür Fertigbearbeitung

DIN 58412 – Bezugsprofil U 2 überschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1 · mhPw = 2 · mhP = hP0 = 2,25 · möaP0 = 0,2 · möfP0 = 0,2 · m Größtmaßfür Fertigbearbeitung

DIN 58412 – Bezugsprofil N 2 nichtüberschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1,2 · mhPw = 2,2 · mhP = 2,25 · mhP0 = 2,45 · möaP0 = 0,2 · möfP0 = 0,2 · m Größtmaßfür Fertigbearbeitung

DIN 58412 – Bezugsprofil V 1 nichtüberschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1,3 · mhP = 2,6 · m von Modul 0,3 ÷ 0,6hP = 2,45 · m über Modul 0,6 ÷ 1hP0 = 2,8 · m von Modul 0,3 ÷ 0,6hP0 = 2,65 · m über Modul 0,6 ÷ 1

sP0 = π · m – 2q2 cos α

öaP0 = 0,1 · möfP0 = 0,2 · m Größtmaßq = 0,05 · m + 0,03

für Vorbearbeitung

DIN 58412 – Bezugsprofil V 2 nichtüberschneidend – Profilwinkel 20°hfP0 = 1,2 · mhP = 2,25 · mhP0 = 2,45 · m

sP0 = π · m – 2q2 cos α

öaP0 = 0,1 · möfP0 = 0,2 · m Größtmaßq = 0,05 · m + 0,03für Vorbearbeitung

öfP0 20°

sP0

hP0hPw

hfP0

öaP0 15°

öfP0 20°

sP0

hP0hPw

hfP0

öaP0 15°

hP

öfP0 20°

sP0

hP0hPw

hfP0

öaP0 15°

öfP0 20°

sP0

hP0hPw

hfP0

öaP0 15°

hP

öfP0 20°

sP0

hP0hP

hfP0

öaP0

q

öfP020°

sP0

hP0hP

hfP0

öaP0

q

Abb. 3.00

Abb. 3.01

Abb. 3.02

Abb. 3.03

Abb. 3.04

Abb. 3.05

}

}

143

Wälzfräser-Bezugsprofilefür Diametral Pitch-VerzahnungenKurzzeichen:

haP0 = Kopfhöhe des Bezugsprofils



sP0 = Zahndicke

hCP0 = Höhe des Einzuges

CP0 = Breite des Einzuges

RCP0 = Radius des Einzuges


öfP0 = FußrundungsradiusöfP0

20°

sP0

hP0

haP0

öaP0

hP

RCP0

hCP0

CP0

öfP0

14° 30'

sP0

hP0

haP0

öaP0

hP

öfP0

20°

sP0

hP0

haP0

öaP0

hP

öfP0

20°

sP0

hP0

haP0

öaP0

hP

Für Verzahnungen nach British Standard 2062,Part 1, 1959, für DP 1 ÷ DP 20,Profilwinkel 20°

haP0 = 1,25 25,4DP

hP = 2,25 25,4DP

hP0 = 2,45 25,4DP

sP0 = 1,5708 25,4DP

hCP0 = 0,63 25,4DP

CP0 = 0,019 25,4DP

RCP0 = 12,9 25,4DP

öaP0 = 0,39 25,4DP

öfP0 = 0,2 25,4DP

Für Verzahnungen nach AGMA 201.02 – 1968für DP 1 ÷ DP 19,99Profilwinkel 14° 30'

haP0 = 1,157 25,4DP

hP = 2,157 25,4DP

hP0 = 2,357 25,4DP

sP0 = 1,5708 25,4DP

öaP0 = 0,209 25,4DP

öfP0 = 0,2 25,4DP

Für Verzahnungen nach AGMA 201.02 – 1968für DP 1 ÷ DP 19,99Profilwinkel 20°

haP0 = 1,25 25,4DP

hP = 2,25 25,4DP

hP0 = 2,45 25,4DP

sP0 = 1,5708 25,4DP

öaP0 = 0,3 25,4DP

öfP0 = 0,2 25,4DP

Für Verzahnungen nach AGMA 201.02 – 1968für DP 1 ÷ DP 19,99Profilwinkel 20°Stub-Verzahnung

haP0 = 1 25,4DP

hP = 1,8 25,4DP

hP0 = 2 25,4DP

sP0 = 1,5708 25,4DP

öaP0 = öfP0 = 0,2 25,4DP

Abb. 4.00

Abb. 4.01

Abb. 4.02

Abb. 4.03

144

h

ha

hf

öfP0

h

öaP0α

p

hP0

haP0

sP0

h

ha

hf

CaP

hCaP

öfP0

öaP0

p

hP0h

haP0

sP0

RCP0hCP0

öaP0

pP0

hP0h

haP0

öfP0sP0

hFfP0

aKP0

h

ha

hf

aK

hK

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder, Fräserbezugsprofil z. B.DIN 3972 I÷IV.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel α, Bezugsprofil derVerzahnung (Abb. 1.00) oder Wälzfräser-Bezugsprofil (Abb. 2.02).

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder mit Kopfrücknahme.Diese Profilausbildung dient zur Ver-meidung des Eintrittstoßes.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel α, Zähnezahl,Schrägungswinkel, Profilverschiebungund Kopfkreisdurchmesser des Rades,Bezugsprofil der Verzahnung, Höhe undBreite der Kopfrücknahme oder Wälz-fräser-Bezugsprofil.

Räder schnellaufender Getriebe werdenzur Geräuschminderung an den Zahn-köpfen korrigiert. In dieser Korrektur istdie elastische Zahndurchbiegung be-rücksichtigt. Die Fräserkorrektur ist dabeiauf die zu fräsende Rad-Zähnezahl abge-stimmt.

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder mit Kopfkantenbruch.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel α, Zähnezahl,Schrägungswinkel, Profilverschiebungund Kopfkreisdurchmesser des Rades,Bezugsprofil der Verzahnung, Radial-betrag und Winkel des Kantenbruchsoder Wälzfräser-Bezugsprofil.

Der Kopfkantenbruch ist als Schutzfaseangesehen werden, die die Zahnkopf-kante vor Beschädigungen und Gratbil-dung schützt. Bei Groß-Serien empfiehltes sich, die Radkopfkante bereits mitdem Wälzfräser zu brechen. Der mit ei-nem Wälzfräser zu fräsende Zähnezahl-bereich ist dabei allerdings begrenzt, dasonst die Größe des Kantenbruchs beikleiner Rad-Zähnezahl zu gering und beigroßer Zähnezahl zu groß würde.

Werkstück Fräser-Bezugsprofilh = Profilhöhe = Frästiefe hP0 = Profilhöheha = Kopfhöhe haP0 = Kopfhöhehf = Fußhöhe α = Profilwinkel (Eingriffswinkel)

p= m = Modulπ

Werkstück Fräser-BezugsprofilhCaP = Höhe der Kopfrücknahme hCP0 = Höhe des Einzuges über der

CaP = Kopfrücknahme BezugslinieRCP0 = Radius des Einzuges

Werkstück Fräser-BezugsprofilhK = Radialbetrag des Kantenbruchs hFfP0 = Fuß-Nutzhöhe des αK = Winkel des Kantenbruchs Fräser-Bezugsprofils

αKP0 = Profilwinkel derKantenbruchflanke

Abb. 5.02

Abb. 5.01

Abb. 5.00

Profile gängiger Verzahnungen und entsprechende Wälzfräser-Bezugsprofile

145

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder mit Protuberanz (Zahn-fußfreischnitt). Diese Profilausbildungwird für Räder gewählt, die zum Scha-ben, Schleifen oder Schälwälzfräsen vor-gearbeitet werden.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel α, Bezugsprofil derVerzahnung, Bearbeitungszugabe undFußfreischnitt oder Wälzfräser-Bezugs-profil.

Räder, die mit Schabe- oder Schleif-aufmaß verzahnt werden, erzeugt manvorteilhaft mit einem Protuberanz-Fräser.Der damit erreichte Zahnfußfreischnittvergrößert die Standzeit des Schabe-werkzeuges und verbessert die Qualitätdes geschabten bzw. geschliffenen Ra-des.

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder mit Protuberanz (Zahn-fußfreischnitt) und Kopfkantenbruch.

Dieses Profil kommt für Räder in Frage,die zum Schaben oder Schleifen vorgear-beitet werden und im fertigen Zustand ei-nen Kopfkantenbruch aufweisen sollen.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel α, Zähnezahl,Schrägungswinkel, Profilverschiebungund Kopfkreisdurchmesser des Rades,Bezugsprofil der Verzahnung, Radial-betrag und Winkel des Kantenbruchsoder Wälzfräser-Bezugsprofil.

Evolventenverzahnung für Stirn- undSchraubenräder zum gleichzeitigen Über-schneiden des Außendurchmessers(Überschneidfräser). Diese Profilausfüh-rung kann auch für alle vorausgegange-nen Profile 5.00 bis 5.04 benutzt werden.

Bei Bestellung bitte angeben:„Überschneidfräser“ und die Angabenentsprechend den Profilen 5.00 bis 5.04.

Überschneidfräser werden vorwiegendfür kleinere Verzahnungen verwendet, umeinen guten Rundlauf der Verzahnung zurBohrung zu erreichen. Hauptsächlichwerden Überschneidfräser verwendet,wenn bei Werkstücken die Bohrung erstnach dem Verzahnen fertig bearbeitetwird. Bei Spannung der Teile über dieZahnköpfe wird ein guter Rundlauf derBohrung zur Verzahnung gewährleistet.

h

ha

hf

q h

öaP0

p

hP0

haP0

öfP0sP0

PrP0

h

ha

hf

hK

aK

q

öfP0

öaP0

p

hP0h

haP0

sP0

PrP0

aKP0

hFfP0

h

ha

hf

öfP0

öaP0

p

hP0

haP0

sP0

Werkstück Fräser-Bezugsprofilq = Bearbeitungszugabe PrP0 = Protuberanzbetrag

Werkstück Fräser-BezugsprofilhP0 = h

Werkstück Fräser-Bezugsprofil

Abb. 5.03

Abb. 5.04

Abb. 5.05

146

Kettenradverzahnung für Rollen- undHülsenketten nach DIN 8187 und 8188,Verzahnung der Kettenräder nach DIN8196, Wälzfräser-Bezugsprofil nach DIN8197.

Bei Bestellung bitte angeben:Kettenteilung, Rollendurchmesser, DIN-Bezeichnung der Kette.

Kettenradverzahnung für Gallketten(schwer) nach DIN 8150.


Das Fräser-Bezugsprofil für schwereGallketten nach DIN 8150 ist nicht ge-normt und wird von uns mit einemEingriffswinkel von 20° ausgeführt.

Kettenradverzahnung für Buchsenkettennach DIN 8164


Das Fräser-Bezugsprofil für Buchsen-ketten nach DIN 8164 ist nicht genormtund wird von uns mit einem Eingriffs-winkel von 20° ausgeführt.

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil ohne Höcker, ohne Kantenbruch(flankenzentriert).

Bei Bestellung bitte angeben:Innendurchmesser di, Außendurch-messer da, Keilbreite b, Anzahl der Keile,Toleranzen für da, di, b. Eventuell nochDIN-Bezeichnung der Keilwelle. Bezeich-nung: „Ohne Höcker, ohne Kantenbruch.“

Flankenzentrierte Keilwellen, die für denInnen- und Außendurchmesser in derKeilnabe genügend Spiel vorfinden, wer-den mit Wälzfräsern ohne Höcker undohne Kantenbruch erzeugt. Es ist zu be-achten, daß aus wälztechnischen Grün-den kein scharfkantiger Übergang vonder Keilflanke zum Innendurchmesser derKeilwelle entstehen kann. Die Größe derAusrundungskurve hängt von den Keil-wellenmaßen ab. Es muß sichergestelltwerden, daß es zu keinen Überschnei-dungen zwischen Ausrundungskurve undNabe kommt. Evtl. muß auf ein Werkzeugmit Höcker ausgewichen werden.

öaP0

pP0

hP0

haP0

sP0

24°

dadf

d

dadf

d

p

hP0

haP0

öaP0

sP0

20°

40°

dadf

d

p

hP0

haP0

öaP0 sP0

20°

40°

dFf

di

da

b

Werkstück Fräser-Bezugsprofilp = Kettenteilung pP0 = 1,005 · p = Teilung des d1 = Rollendurchmesser Bezugsprofilsd = Teilkreisdurchmesser haP0 = 0,5 · d1df = d – d1 = Fußkreisdurchmesserda = Kopfkreisdurchmesser

Werkstück Fräser-Bezugsprofildf = d – d1 öaP0 = 0,54 · d1

haP0 = 0,5 · d1hP0 = d1 + 2 bis d1 = 5hP0 = d1 + 2,5 für d1 > 5

Werkstück Fräser-Bezugsprofildf = d – d1 öaP0 = 0,54 · d1

haP0 = 0,5 · d1haP0 = d1 + 1,5

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserb = KeilbreitedFf = Formkreisdurchmesser

Oberhalb dFf sind die Keilflankengerade, unterhalb dFf beginnt dieAusrundungskurve

Abb. 5.06

Abb. 5.07

Abb. 5.08

Abb. 5.09

147

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil mit Höcker und Kantenbruch.

Bei Bestellung bitte angeben:Innendurchmesser di, Außendurch-messer da, Keilbreite b, Anzahl der Keile,Größe des Kantenbruches g, Toleranzenfür da, di, b. Eventuell noch DIN-Bezeich-nung der Keilwelle. Bezeichnung: „MitHöcker und Kantenbruch.“

Um bei innenzentrierten Keilwellen eineinwandfreies Tragen bis zum Keilwellen-grund zu erreichen, wird der Wälzfräserim allgemeinen mit Höcker ausgeführt.Durch den Kantenbruch wird das erfor-derliche Spiel in den Nutenecken der Na-be erreicht.

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil mit Höcker ohne Kantenbruch(innenzentriert).

Bei Bestellung bitte angeben:Innendurchmesser di, Außendurch-messer da, Keilbreite b, Anzahl der Keile,Toleranzen für da, di, b. Eventuell nochDIN-Bezeichnung der Keilwelle. Bezeich-nung: „Mit Höcker, ohne Kantenbruch.“

Für den Höcker gilt das für Abb. 5.10 Ge-sagte. Ein Kantenbruch ist nicht erforder-lich, wenn zwischen Keilwellen- Außen-durchmesser und dem dazugehörigenNaben-Außendurchmesser genügendSpiel vorhanden ist.

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil ohne Höcker mit Kantenbruch(außenzentriert).

Bei Bestellung bitte angeben:Innendurchmesser di, Außendurch-messer da, Keilbreite b, Anzahl der Keile,Toleranzen für da, di, b. Größe des Kopf-kantenbruches g. Eventuell noch DIN-Be-zeichnung der Keilwelle. Bezeichnung:„Ohne Höcker mit Kantenbruch.“

Werden innenzentrierte Keilwellen mitWälzfräsern ohne Höcker gefräst, dannmuß durch Fasen an den Zähnen der Na-be sichergestellt sein, daß Überschnei-dungen mit der Ausrundungskurve derWelle ausgeschlossen sind.

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil mit einem Höcker mit Kantenbruch(flankenzentriert oder außenzentriert).Dieses Profil kommt vor z. B. bei SAE-Keilwellen.

Bei Bestellung bitte angeben:Innendurchmesser di, Außendurchmes-ser da, Keilbreite b, Anzahl der Keile,Toleranzen für da, di, b. Größe des Kopf-kantenbruches g. Eventuell noch DIN-oder SAE-Bezeichnung der Keilwelle.Bezeichnung: „Mit einem Höcker undKantenbruch.“

Flankenzentrierte Vielkeilwellen haben einsehr tiefes Keilprofil und werden in derRegel mit Wälzfräsern erzeugt, die nur ei-nen erhöhten Zahnkopf haben. Das Frä-ser-Bezugsprofil hat so schmale Zahn-köpfe, daß nur noch Platz für einenHöcker (ist gleichzusetzen mit Zahnkopf-erhöhung) vorhanden ist.

dg

da

b di

g x 45°

dg

da

b di

da

b

g x 45°

didFf

da

b

g x 45°

dgdi

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserdg = Grunddurchmesserb = Keilbreiteg = Breite des Kopfkantenbruches

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserdg = Grunddurchmesserb = Keilbreite

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserb = Keilbreiteg = Breite des KopfkantenbruchesdFf = Formkreisdurchmesser

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserdg = Grunddurchmesserb = Keilbreiteg = Breite des Kopfkantenbruches

Abb. 5.10

Abb. 5.11

Abb. 5.12

Abb. 5.13

148

Keilwellenverzahnung; Fräser-Bezugs-profil mit erhöhtem Zahn zum Durch-fräsen eines Bundes.

Bei Bestellung bitte angeben:Bunddurchmesser dB und außerdem dieAngaben entsprechend den Profilen 5.09bis 5.13.

Wenn bei Keilwellen die Nabe gegen ei-nen Bund der Keilwelle geschoben wer-den soll, dann schneidet der Wälzfräserin diesen Bund hinein. Da aber derAußendurchmesser des Bundes nicht ab-gefräst werden darf, müssen die Zähneam Fräser-Bezugsprofil entsprechendhöher ausgelegt werden.

Kerbverzahnung nach DIN 5481; Nenn-durchmesser 7 x 8 bis 55 x 60. Fräser-Be-zugsprofil mit gewölbten Flanken für ge-rade Werkstückflanken. Für den o. g.Nenndurchmesser-Bereich können auchBezugsprofile mit geraden Flanken ver-wendet werden, wenn dies mit dem Be-steller entsprechend vereinbart wurde.

Bei Bestellung bitte angeben:DIN-Bezeichnung der Kerbverzahnungund von der Norm abweichende Maße.Falls nicht anders vereinbart, liefern wirWälzfräser mit geraden Flanken für ge-wölbte Werkstückflanken entsprechendAbb. 5.16.

Kerbverzahnungen werden zur Her-stellung formschlüssiger Steckverbin-dungen verwendet.

Kerbverzahnung nach DIN 5481; Nenn-durchmesser 7 x 8 bis 55 x 60 und 60 x65 bis 120 x 125. Fräser-Bezugsprofil mitgeraden Flanken für gewölbte Werk-stückflanken. Für den Nenndurchmesser-Bereich 7 x 8 bis 55 x 60 können auchFräser-Bezugsprofile nach 5.15 verwen-det werden.

Bei Bestellung bitte angeben:DIN-Bezeichnung der Kerbverzahnungund von der Norm abweichende Maße.

Zahnwellenprofile mit Evolventenflankennach DIN 5480 und Sondernormen.

Bei Bestellung bitte angeben:Modul, Eingriffswinkel, Kopfkreisdurch-messer, Fußkreisdurchmesser, diametra-les Zweirollenmaß, DIN-Bezeichnung derZahnwelle.

dg

da

bdi

g x 45°

dB

hP0

pP0

sP0

haP0

öf da

df

d

60°

p2

dad

di

2aP0öfP0

p

sP0

haP0

aP0

öaP0

hP0

daddf

öfP0

p

haP0

30°

60°

öaP0

hP0

pP0 2

Werkstück Fräser-BezugsprofilhaP0 = 0,60 · m hP0 = 1,25 · möaP0 = 0,16 · möfP0 = 0,10 · m

Werkstück Fräser-Bezugsprofildi = Innendurchmesserda = Außendurchmesserdg = Grunddurchmesserb = KeilbreitedB = Bunddurchmesserg = Breite des Kopfkantenbruches

Werkstück Fräser-Bezugsprofildf = Fußkreisdurchmesserd = Teilkreisdurchmesserda = Kopfkreisdurchmesser

Werkstück Fräser-Bezugsprofil

Abb. 5.14

Abb. 5.15

Abb. 5.16

Abb. 5.17

149

Schneidstoffe für WälzfräserBei der Auswahl des optimalenSchneidstoffes sind insbesonderebeim Wälzfräser deutliche techno-logische Grenzen gesetzt. Auf-grund der bei der Verzahnungs-herstellung geforderten hohenFertigungspräzision kommen bei-spielsweise bevorzugt einteiligeWerkzeuge zum Einsatz. Abernicht jeder Schneidstoff läßt sichzu einem einteiligen Wälzfräser

Die Legierungselemente Wolfram(W), Molybdän (Mo), Vanadium (V)und Chrom (Cr) bilden zusammenmit dem Kohlenstoff (C) sogenannteKarbide. Diese Karbide sind sehrhart und abriebfest. Hohe Gehaltean diesen Elementen verbesserndaher die Verschleißfestigkeit,führen aber auch zu einer gewissenEinbuße an Zähigkeit. Abhilfe kön-nen in diesem kritischen Punktpulvermetallurgisch hergestelltePM-HSS-Stähle schaffen, die vergli-chen mit konventionellen HSS-Sor-ten bei gleicher Härte über höhereZähigkeitsreserven verfügen kön-nen.

verarbeiten. Etabliert haben sichdaher bestimmte Hochleistungs-Schnellarbeitsstähle (HSS) undneuerdings zunehmend Hart-metalle (HM).

Unter dem Oberbegriff HSS wirdeine Gruppe von hochlegiertenEdelstählen zusammengefaßt, dieaufgrund ihrer Legierungszusam-mensetzung extrem hoch aus-

gehärtet werden können. Heut-zutage werden bei der Herstellungvon HSS-Verzahnungswerkzeugenbis auf wenige Ausnahmen kobalt-legierte HSS-Sorten verwendet.Kobalt (chemisches Elementsym-bol: Co) erhöht die Warmhärte unddie Hitzebeständigkeit und ermög-licht so höhere Schnittgeschwin-digkeiten beim Werkzeugeinsatz.

C Co W Mo V CrStoff-Nr. Kurzname Handelsname

chemische Analyse in Gew.-%

1.3202 S 12-1-4-5 (EV4Co) – 1,37 4,8 12 0,8 3,8 4,31.3207 S 10-4-3-10 (EW9Co10) – 1,27 10 9,5 3,5 3,21.3243 S 6-5-2-5 (EMo5Co5) – 0,92 4,8 6,4 5 1,9

1.3344 S 6-5-3 ASP 2023 1,28 – 6,4 5 3,1 4,1S 6-5-3-9 ASP 2030 8,5 4,2S 10-2-5-8 ASP 2052 1,60 8 10,5 2 5 4,8

1.3241 S 6-7-6-10 ASP 2060 2,30 10,5 6,5 7 6,5 4,2S 10-2-5-8 S390 PM 1,60 8 10,8 2 5 4,75S 12-0-5-5 CPM REX T15 1,55 5 12,25 – 4S 10-5-3-9 CPM REX 76 1,50 9 10 5,25 3,1 3,75

Konventionell erschmolzene Stähle

Pulvermetallurgisch hergestellte Stähle (PM-HSS)

Chemische Analyse gebräuchlicher HSS-Sorten

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Bie

gebr

uchf

estig

keit

(N/m

m2 )

63 64 65 66 67 68 69

Rockwell-Härte HRC

konventioneller HSS

PM-HSS

quer zur Walz-richtung belastet

parallel zur Walz-richtung belastet

HM HSS

Einsatztemperaturen1250

1000

750

500

250

0

Tem

pera

tur/

°C

beschichtet

HSS

Zähigkeit

Ver

schl

eiß

fest

igke

it

beschichtet

HM

150

Unter dem Oberbegriff Hartmetall(HM) werden pulvermetallurgischhergestellte Werkstoffe zusam-mengefaßt, die im wesentlichenaus den Hartstoffen Wolfram-Kar-bid (WC), Titan-Karbid (TiC) undTantal-Karbid (TaC) sowie aus demBindermetall Kobalt (Co) beste-hen. Einen technologischen Ver-gleich zwischen HSS und HM zeigtdie Tabelle rechts.

Für Hartmetalle existiert keine denHSS-Stoff-Nummern vergleichba-re Klassifizierung hinsichtlich ihrerchemischen Zusammensetzung.Hartmetalle werden nach derNorm ISO 513 entsprechend ihrenAnwendungsmöglichkeiten densogenannten Zerspanungshaupt-gruppen und Anwendungsgrup-pen zugeordnet.

Die Auswahl des optimalen Hart-metalls erfolgt also erstens überden zu bearbeitenden Werkstoffund zweitens über die zu erwar-tende Belastung des Werkzeugs,was sich auch in der Sorten-Tabel-le widerspiegelt.

Im Vergleich besitzt HSS eine deut-lich höhere Zähigkeit, wohingegensich HM durch eine gesteigerteVerschleißfestigkeit auszeichnet.HSS ist daher häufig der in der An-wendung problemlosere Schneid-

stoff. Der sinnvolle Einsatz vonHSS endet aber, wenn mit dra-stisch höheren Schnittgeschwin-digkeiten deutlich höhere Zer-spanungsleistungen erzielt werdensollen. Die Einsatztemperaturgren-ze von HSS liegt bei ca. 500 °C, dievon HM bei ca. 1000 °C. Diese Ei-genschaft prädestiniert Hartmetallfür die Zerspanung mit erhöhtenSchnittgeschwindigkeiten und fürdie Trockenbearbeitung, entspre-chend geeignete Maschinen vor-ausgesetzt.

Härte HV10 800–900 1200–1900Biegebruchfestigkeit N/mm2 5000 1000–2500Dichte g/cm3 8–8,3 11–15Elastizitätsmodul 103 N/mm2 217 480–660Wärmeausdehnungskoeffizient µm/(m °C) 10–13 5–7Wärmeleitfähigkeit (bis 20 °C) W/(m °C) 19 30–100

FC222N HC-P25 Tin (PVD) � nicht erforderlich

FC232N HC-P30 TiN (PVD) � � erforderlich

FC612N HC-K15F TiN (PVD) � � erforderlich

FW606 HW-K10 – � –

Eigenschaft Einheit HSS HM

M WC Rost- und säure- M 10 SchlichtenTiC, (Ta, Nb) C beständige austenitische M 20 allgemeine Aufgaben

Co Stähle und hochwarm- M 30 Schruppenfeste Werkstoffe M 40 schweres Schruppen

K WC kurzspanender K05 SchlichtenCo Eisenguß und K10 allgemeine Aufgaben

NE-Metalle K20 leichtes SchruppenK30 mittleres SchruppenK40 schweres Schruppen

P WC langspanende Stahl- P10 SchlichtenTiC, (Ta, Nb) C und Stahlgußwerkstoffe P20 allgemeine Aufgaben

Co P30 leichtes SchruppenP40 mittleres SchruppenP50 schweres Schruppen

Zerspanungs- Gefüge- zur Bearbeitung Anwendungs- Arbeits-hauptgruppe bestandteile von gruppe bedingungen

Klassifizierung der Hartmetalle im Rahmen der Norm ISO 513

Grünfräsen in Schälwälz- WiederbeschichtenSorte ISO 513 Beschichtung Stahl Guß fräsen nach dem Schärfen

� empfohlene Anwendung � auch geeignet

Die FETTE-Hartmetall-Sorten für Wälzfräser

151

Hartstoffschichten bei VerzahnungswerkzeugenAls Anfang der 80er Jahre mit demIonenplattier-Verfahren der ent-scheidende Durchbruch bei derHerstellung von Titan-Nitrid-Hart-stoffschichten (TiN) gelang, öffne-ten sich erhebliche Leistungs-reserven bei der Anwendung vonZerspanungswerkzeugen. 15 Jah-re später liegt der Anteil beschich-teter Wälzfräser bei über 80 %, be-zogen auf das zerspanteWerkstückvolumen sogar nochdeutlich darüber.

Das Ionenplattieren ist ein soge-nanntes PVD-Verfahren (PVD =physical vapour deposition, zudeutsch: physikalische Abschei-dung aus der Gasphase). In einemauf Hochvakuum evakuierten Be-hälter, dem Rezipienten, sind diepeinlichst gesäuberten und entfet-teten Werkzeuge ringförmig aufdrehbaren Halterungen montiert.Aus einem zentral angeordnetenTiegel wird Titan verdampft. Übermehrere Ventile werden gasförmi-ger Stickstoff und das Edelgas Ar-gon in den Rezipienten geleitet.Bei der Herstellung von Titan-Car-bonitrid (TiCN) wird außerdem einKohlenstoffträgergas benötigt.Schließlich wird bei einem definier-ten Druck von wenigen Millionstelbar eine elektrische Glimm-entladung gezündet. Dabei wird

das Gas ionisiert und es entstehtein Plasma, das die für die chemi-sche Reaktion

2 Ti + N2 → 2 TiN

notwendige Energie liefert. Auf denOberflächen der Werkzeuge schei-det sich goldfarbenes Titan-Nitridab. Die hochenergetischen Ionenim Plasma bombardieren währendder Beschichtungsdauer perma-nent die aufwachsende Schicht.Wie kleine Dampfhämmer kom-paktieren sie das TiN, das dadurchbesonders fest und hart wird.

Während des Prozesses wird dieTemperatur der Werkzeuge auf

450 °C gehalten. Diese niedrigeProzeßtemperatur macht es mög-lich, auch HSS-Stähle zu be-schichten ohne Gefahr des Ver-zuges oder einer thermischenSchädigung des Gefüges. Gleich-zeitig können Hartmetalle be-schichtet werden. Für Wälzfräserist die Unversehrtheit der Schneid-kante von herausragender Bedeu-tung. Auch hier garantiert dieniedrige Prozeßtemperatur desIonenplattier-Verfahrens, die beiHartmetallen gefürchtete Schneid-kantenversprödung zu vermeiden.Die nur wenige µm dicken Be-schichtungen ermöglichen es, sehrscharfe Schneidkanten an denWälzfräsern zu verwirklichen.

HMHSS

4000

3000

2000

1000

0

Vic

kers

-Här

te H

V1

TiN TiCN

Werkzeugaufnahme

neutrales Gas(Argon)

Vakuumkammer

Verdampfertiegel

Vakuumpumpe

(10–5 mbar)

Reaktionsgas 2(Kohlenwasserstoff)

Reaktionsgas 1(Stickstoff)

verdampfendes Titan

Plasma

Schematischer Aufbau einer PVD-Anlage

152

Neben der hohen Härte sind esinsbesondere reibphysikalischeund chemische Eigenschaften, diedie extremen Standzeiterhöhun-gen von beschichteten gegenüberunbeschichteten Werkzeugen be-wirken. Die geringe chemischeAffinität des TiN zum heißen Stahl-span führt in der Folge zu wenigerReibung, dadurch zu wenigerReibwärme und so zu weniger Ver-schleiß.

Die Beschichtung wirkt wie eineBarriere, welche das darunterlie-gende Substrat gegen den Ver-schleißangriff abschirmt.

Besonders interessant für den An-wender sind die mit beschichtetenWerkzeugen möglichen größerenSchnitt- und Vorschubgeschwin-digkeiten. Dabei steht nicht nur diehöhere Standzeit im Vordergrund,sondern auch die Reduktion derFertigungshauptzeiten. Beschich-tete Wälzfräser spielen so inner-halb kürzester Zeit ihre Beschich-tungskosten wieder ein.

Bei der Fertigung eines Sonnen-rades wurde die Standzeit desHSS-Wälzfräsers durch die Auf-bringung einer TiN-Beschichtungum das 5fache von 100 auf 502gefertigte Zahnräder gesteigert.Nach dem Nachschliff wurde dasWerkzeug nicht wiederbeschichtetund war daher auf der Spanflächeunbeschichtet und nur noch aufder Freifläche beschichtet. In die-sem Zustand erreichte das Werk-zeug dennoch eine Standmengevon durchschnittlich 251 gefertig-ten Rädern. Bei insgesamt 22Schärfzyklen wurden mit demunbeschichteten Wälzfräser insge-samt 2300 Räder, mit dem be-schichteten Fräser dagegen insge-samt 6024 Räder gefertigt, alsodas 2,6-fache. Der relativ geringeMehrpreis für die TiN-Beschich-tung wurde dadurch spielendamortisiert.

Auch die Wiederbeschichtungnach dem Schärfen (Spanflächen-schliff) des zuvor verschlissenenHSS-Werkzeuges ist wirtschaftlichüberaus sinnvoll. Unproblematischist ist hierbei die TiN-Beschichtungnach dem Ionenplattier-Verfahren.Es kann einerseits mehrfach über-beschichtet und andererseits auch

chemisch im Tauchbad entschich-tet werden.

Etwas komplizierter gestaltet sichdie Kombination TiN auf Hartme-tall, wobei allerdings auch hierein mehrfaches Überbeschichtenmachbar ist. Das Tauchbad-Ent-schichten von Hartmetall ist auf-grund der chemischen Verwandt-schaft der Hartmetalle und derTiN-Beschichtung problematisch.

Das grauviolette TiCN bereitetgrößere Probleme bei der Wieder-beschichtung, da es einen mehr-lagigen Schichtaufbau aufweist.Solche Multilayerbeschichtungenkönnen nicht ohne Probleme be-liebig übereinandergestapelt wer-den. Tauchbad-Entschichten auf

HSS ist machbar, aber noch etwasaufwendiger als beim TiN. AufHartmetall kommen die oben ge-schilderten Probleme hinzu.

Eine sehr interessante Beschich-tungsvariante ist das goldfarbeneTiCN Plus. Grundsätzlich handeltes sich um eine hochverschleißfe-ste TiCN-Mehrlagenbeschichtung.Am Ende des Beschichtungspro-zesses wird dann aber eine reineTiN-Decklage abgeschieden. Da-mit wird das Reibverhalten desSpanes auf dem Werkzeug maß-geblich durch die TiN-Deckschichtbeeinflußt, die Verschleißfestigkeitaber durch das darunter befindli-che TiCN. TiCN Plus verhält sichbeim Wiederbeschichten gutmüti-ger als TiCN.

Werkstück:Werkstoff:Werkzeug:Baumaße:Modul:Gangzahl:Spannutenzahl:Güteklasse:

Sonnenrad17CrNiMo6HSS-Walzfräserd 90 x 80 mm3 mm112AA

10

8

6

4

2

0

Sta

ndw

eg p

ro F

räse

rzah

n (m

)

TiN TiN / geschärft unbeschichtet

Schnittdaten

Frästiefe:Schnittgeschw.:Axial-Vorschub:Kopfspanungsdicke:Shiftlänge:

6,808 mm65 m / min3 mm / WU0,224 mm54,3 mm

Span

Beschichtung

Schneidkeil

Werkstück

Beschichtung

++=

höhere Härtegeringere Reibungreduzierte Diffusionweniger Verschleiß

153

Verschleißentstehung

Die im Einsatz befindliche Werk-zeugschneide unterliegt einer Rei-he von äußeren Einflüssen, die inder Gesamtheit den Werkzeug-verschleiß zur Folge haben. Dabeihat die Prozeßtemperatur eine her-ausragende Bedeutung. Die we-sentlichen Prozeßwärmequellenund ihr ungefährer Beitrag zur ge-samten Temperaturbilanz sind:

■ plastische Umformung imWerkstück unmittelbar vor derSchneide … 60 %

■ Reibeffekte zwischen Span undWerkzeugspanfläche … 20 %

■ Reibeffekte zwischen Werk-stück und Werkzeug-Freifläche… 20 %

Ein Teil dieser Wärme (ca. 5–10 %)fließt ins Werkzeug und führt zu ei-ner Erweichung des Schneid-stoffes. Je höher die Arbeitstem-peratur ist, um so weicher wird derSchneidstoff und um so wenigerWiderstand hat er dem abrasivenReibverschleiß entgegenzusetzen.Ungefähr 75–80 % der Wärmewird über den Span abgeführt.

Besonders stark erhöhen sich mitsteigender Temperatur die Ver-schleißmechanismen Verzunde-rung (oder Oxidation) und Diffu-sion. Deren dramatischer Anstiegmit steigender Temperatur defi-niert eine kritische Einsatztempe-raturgrenze, oberhalb derer dieStandzeiten drastisch und schließ-lich sogar bis zur Unwirtschaftlich-keit abnehmen.

Je nach Arbeitsfall ergibt sich so fürjeden Schneidstoff ein Bereich op-timaler Schnittgeschwindigkeiten.Insbesondere der zu bearbeitendeWerkstoff, die geforderten Ferti-gungstoleranzen, die gegebenenMaschinenbedingungen, wie z. B.die Systemsteifigkeit und die Effek-tivität der Kühlung, und die Warm-festigkeit des Schneidstoffes ha-ben hierauf einen starken Einfluß.

mechanischeÜberlastung Preß-

schweißung

Aufbauschneide

Oxidation

Abrieb

Diffusion

Werkstück

Span

Schneidkeil

Verschleißursachen an der Schneide

Hartmetall

HSS

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

1500

1000

500

0

Vic

kers

-Här

te H

V10

Temperatur / °C

Warmhärte von HSS und von Hartmetall

154

Beim Wälzfräsen tritt nun darüberhinaus die Besonderheit auf, daßdie Fräserzähne lokal stark unter-schiedlich belastet werden. Diesesfolgt aus der Tatsache, daß dasherzustellende Zahnprofil amWerkstück erst in der Schnittfolgemehrerer eingreifender Wälzfräser-zähne entsteht. Die Zahnköpfe er-bringen die Hauptzerspanungs-leistung. Hier entstehen relativgroßvolumige Späne, die entspre-chend viel Wärme aufnehmen kön-nen. Im Bereich der Wälzfräser-zahnflanken hingegen werdendeutlich dünnere Späne geschnit-

ten. Aufgrund der besonderen Ein-griffsbedingungen ergibt sich dortaußerdem ein relativ kleiner effek-tiver Freiwinkel. Hier ist der Schnittdurch einen vergleichsweise ho-hen, wärmeerzeugenden Reiban-teil gekennzeichnet. Demgegen-über entstehen relativ dünne,kleinvolumige Späne mit geringerWärmekapazität. Entsprechendfließt mehr Wärme ins Werkzeug.

Das Shiften wirkt dem sich darausergebenden lokal überhöhten Ver-schleiß entgegen. Sowohl bezo-gen auf den gesamten Wälzfräser

als auch auf den einzelnen Fräser-zahn, ergibt sich beim Shiften eineausgewogenere Werkzeugbela-stung. Sowohl die abrasiven alsauch die thermisch unterstütztenVerschleißmechanismen werdengleichmäßiger auf das Werkzeugverteilt.

Insbesondere beim Grob-Shiftenerhalten temporär nicht an derZerspanung beteiligte Fräser-bereiche ausreichend Gelegenheitzum Abkühlen.

Schnittgeschwindigkeit / Temperatur

a – Anfangskantenverschleißb – mechanischer Abriebc – Aufbauschneided – Oxidatione – Diffusion

Vers

chle

iß

e

d

b

a

Summe

c

Die Temperaturabhängigkeit der Verschleißursachen (nach Vieregge)

155

Schnittbedingungen beim WälzfräsenBei den Schnittbedingungen beimWälzfräsen handelt es sich inder Hauptsache um Schnittge-schwindigkeiten und Vorschübe.

Die in den folgenden „Schnittbe-dingungen beim Wälzfräsen“ an-gegebenen Schnittgeschwindig-keiten und Vorschübe sind alsEmpfehlungen anzusehen. Der An-wender kann im Normalfall mit die-sen Richtwerten seine Verzahnungsicher herstellen. Eine Optimierungder Schnittparameter ist nur vorOrt unter Berücksichtigung desgesamten Umfeldes möglich.

Die Optimierung kann mit unter-schiedlichen Zielsetzungen erfol-gen, z. B.:

■ Kurze Fräszeiten,

■ hohe Standmengen,

■ geringe Werkzeug- oder Verzahnungskosten,

■ Verbesserung der Verzahnungsqualität.

Die richtige Wahl der Schnittbedin-gungen kann nur getroffenwerden, wenn die Wechselbezie-hungen zwischen Werkstück,Wälzfräser und Wälzfräsmaschineberücksichtigt werden.

Die Schnittbedingungen beimWälzfräsen werden hauptsächlichbeeinflußt von:

■ Zahnradwerkstoff: ChemischeAnalyse, Wärmebehandlung,Zugfestigkeit, Gefügezustand,Bearbeitbarkeit,

■ Wälzfräser-Schneidstoff: HSS,Hartmetall, chemische Analyse,Gebrauchshärte, Warmhärte,Art der Beschichtung,

■ Zustand der Wälzfräsmaschine:Stabilität, Genauigkeit,

■ Werkstückaufspannung: Rund-lauf, Planlauf, Vermeidung vonVerformungen und Schwingun-gen,

■ Einspannung des Wälzfräsers:Rundlauf, Planlauf, möglichstgeringer Abstand der Frässpin-dellager,

■ Verzahnungsgröße: Modul, Frästiefe,

■ Standzeit und Standmenge,

■ geforderte Verzahnungs-qualität.

Wichtig für die Bestimmung derSchnittbedingungen sind nicht zu-letzt die unterschiedlichen Forde-rungen, die an die Schrupp- undSchlichtbearbeitung gestellt wer-den.

Beim Schruppen werden zur Er-zielung einer hohen Zerspanungs-leistung möglichst große Vorschü-be gewählt. Die erreichbare Ober-flächengüte der Flanke ist vonsekundärer Bedeutung.

Die Schnittbedingungen beimSchlichten sind so zu wählen, daßdie Forderungen an die Verzah-nungsqualität und Oberflächengü-te erfüllt werden.

Selbstverständlich müssen bei derWahl der Schnittbedingungenauch wirtschaftliche Aspekteberücksichtigt werden. Unter Um-ständen ist es erforderlich, dieWerkzeug- und Maschinenkostenund die Fräszeiten zu berechnen,um so die günstigste Kombinationder Schnittparameter zu ermitteln.

156

Schneidstoffe für Wälzfräser

(Siehe auch Seite 149)Für Wälzfräser werden überwie-gend KHSS (kobaltlegierte Hochlei-stungs-Schnellarbeitsstähle) undzunehmend Hartmetalle verwendet.

Bei KHSS (mit Beschichtung) liegtdie wirtschaftliche maximaleSchnittgeschwindigkeit bei 120 m/min, wenn Zahnräder mit kleinenModulen und aus gut zerspanba-ren Werkstoffen gefräst werden.Der am häufigsten verwendeteKHSS ist EMo5Co5 (S 6-5-2-5,Stoff-Nr. 1.3243).

Für Zahnrad-Werkstoffe mit Zug-festigkeiten über 1200 N/mm2

müssen höher legierte KHSS ein-gesetzt werden. Für diesen Fallsind pulvermetallurgisch herge-stellte Stähle eine gute Wahl. Siekönnen höher ausgehärtet werdenund haben trotzdem eine höhereZähigkeit als vergleichbare kon-ventionell erschmolzene Stähle.

Pulvermetallurgisch hergestellteStähle sind natürlich auch fürZahnrad-Werkstoffe mit Zugfestig-keiten unter 1200 N/mm2 geeig-net, wenn höhere Schnittparame-ter oder höhere Standmengen imVergleich zu EMo5Co5 erzielt wer-den müssen.

Wälzfräser aus KHSS werdenüberwiegend mit TiN beschichtet.Wälzfräser aus Hartmetall zumFräsen ins Volle (Grünfräsen) vonZahnrädern bis ca. Modul 3 kön-nen mit Schnittgeschwindigkeiteneingesetzt werden, die um denFaktor 3 höher liegen als die vonFräsern aus KHSS. Diese Fräsersind grundsätzlich beschichtet,überwiegend mit TiCN Plus.

Bearbeitbarkeit

Die Bearbeitbarkeit eines Zahnrad-werkstoffes kann sich auf unter-schiedliche Eigenschaften beziehen.

Ein Werkstoff ist leicht oderschwer zu bearbeiten, je nach-dem, ob er mit größeren oder klei-neren Schnittgeschwindigkeiten,bei angemessenen Standmengenund Verschleißmarkenbreiten, be-arbeitet werden kann.

Die Bearbeitbarkeit kann aberauch nach der Höhe der erforderli-chen Schnittkräfte beurteilt wer-den oder danach, wie leicht oderwie schwer eine gute Oberflächeerreicht werden kann.

Bei der Festlegung der Schnittge-schwindigkeit beim Wälzfräsen istzunächst davon auszugehen, daßeine bestimmte Verschleißmarken-breite (Siehe auch „Instandhaltungvon Wälzfräsern“ Seite 168) nichtüberschritten werden darf. HoherVerschleiß verursacht geometri-sche Abweichungen an denSchneidkanten der Fräserzähneund hohe Schnittkräfte. Die Folgeist eine schlechtere Qualität derVerzahnung. Da der Verschleiß abeiner bestimmten Größe überpro-

4 Chrom-Nickel-Molybdänstähle5 Nickel-Molybdänstähle6 Chrom-Molybdänstähle

7 Chromstähle undChrom-Vanadiumstähle

8 Silizium-Manganstähle

Brinellhärte N/mm2

Bea

rbei

tbar

keit

in %

Zugfestigkeit N/mm2

400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

100 150 200 250 300 350 450400

1

2

7

6

3

5

8

4

1 Kohlenstoffstähle2 Nickelstähle und Chrom-Nickelstähle

(niedrig legiert)3 Chrom-Nickelstähle

Diagramm 1: Bearbeitbarkeit der Zahnradwerkstoffe

157

portional ansteigt, ist auch auswirtschaftlichen Gründen die Ver-schleißmarkenbreite zu begrenzen.Gleichzeitig muß aber auch sicher-gestellt werden, daß eine wirt-schaftliche Standmenge zwischenzwei Scharfschliffen des Fräserserzielt wird. Zu kleine Standmen-gen sind gleichbedeutend mit lan-gen Stillstandzeiten der Wälzfräs-maschine für den Fräserwechselund mit erhöhten Schärfkosten.Wir beurteilen also in diesem Falldie Bearbeitbarkeit des Zahnrad-werkstoffes bezüglich der Schnitt-geschwindigkeit bei angemesse-nen Standmengen und Verschleiß-markenbreiten. Die Bearbeitbarkeitder Zahnradwerkstoffe in Abhän-gigkeit von ihrer chemischenZusammensetzung und von derZugfestigkeit Rm in N/mm2 bzw.der Brinellhärte HB ist aus demDiagramm 1 (ursprüngliches Dia-gramm nach [1], geringfügig modi-fiziert) zu entnehmen. Hierbei wur-de für den Stahl B1112 nach AISI(American Iron and Steel Institute)

die Bearbeitbarkeit 100 % bei ei-ner Schnittgeschwindigkeit von55 m/min festgelegt. Alle anderenStahlsorten wurden relativ hierzueingeordnet. Die Bearbeitbarkeitist in Prozent angegeben.

Es sollte jedoch bedacht werden,daß nicht nur die Zugfestigkeitsondern auch unterschiedlicheGefügezustände Einfluß auf dieBearbeitbarkeit haben. Vermutlichändert sich auch die relative Be-arbeitbarkeit für andere Schnitt-geschwindigkeitsbereiche, dennZahnräder mit kleinen Modulenwerden mit Schnittgeschwindig-keiten gefräst, die etwa doppelt sohoch liegen wie die, für die dieseKurven erstellt wurden. Es kannauch mit einiger Sicherheit ange-nommen werden, daß die Bear-beitbarkeit beim Einsatz unbe-schichteter oder beschichteterWälzfräser unterschiedlich beurteiltwerden muß, weil sich die Spanbil-dung wesentlich unterscheidet.

Schnittgeschwindigkeitvc [m/min]

Aus dem Diagramm 2 kann dieSchnittgeschwindigkeit in Abhän-gigkeit vom Modul und der Bear-beitbarkeit entnommen werden.Diese Schnittgeschwindigkeit istauf den Schneidstoff S-6-5-2-5(1.3243, EMo5Co5) bezogen undgilt für den Schrupp-Schnitt (Frä-sen ins Volle).

Für den Schlicht-Schnitt (zweiterSchnitt) kann die Schnittgeschwin-digkeit mit dem Faktor 1,2 erhöhtwerden.

Bei beschichteten Fräsern ausKHSS kann die Schnittgeschwin-digkeit mit dem Faktor 1,25 multi-pliziert werden.

Sch

nitt

gesc

hwin

dig

keit

v c [m

/min

]

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Bearbeitbarkeit in %

1

2

3

4

5

6

8

10

14

18

25

32

20 7030 40 50 60

Modul

Diagramm 2: Schnittgeschwindigkeit beim WälzfräsenSchneidstoff KHSS, unbeschichtet, Schrupp-Schnitt

158

Wir haben zusätzlich zwei Tabellenmit Richtwerten, aufgrund prakti-scher Erfahrungen, für die Schnitt-geschwindigkeit beim Fräsen mitWälzfräsern aus KHSS Schneid-stoff S-6-5-2-5 (1.3243, EMo5Co5)zusammengestellt. Die gängigenZahnradwerkstoffe sind bezüglichihrer Bearbeitbarkeit in die Kate-gorien „gut“, „mittel“ und „schwer“eingeordnet. Die Schnittgeschwin-digkeiten sind in Abhängigkeitvom Modul für den Schrupp-Schnitt und für den Schlicht-Schnitt angegeben. Die Tabelle 1ist unterteilt für Fräser mit TiN-Be-schichtung und für Fräser ohneBeschichtung.

Wälzfräser aus Hartmetall zumFräsen ins Volle (Grünfräsen) vonZahnrädern bis ca. Modul 3 kön-nen mit oder ohne Kühlschmier-mittel wie folgt eingesetzt werden:

Zahnradwerkstoff: Einsatz- undVergütungsstähle, Zugfestigkeit bis800 N/mm2

Schnittgeschwindigkeit:220 bis 250 m/min mit Kühlschmierung;280 bis 350 m/min ohne Kühlschmierung.

Diese Fräser sind grundsätzlichbeschichtet, überwiegend mitTiCN Plus.

Bearbeitbarkeitgut mittel schwer

Zugfestigkeit Zugfestigkeit Zugfestigkeitbis 700 N/mm2 bis 900 N/mm2 bis 1.200 N/mm2

Schruppen Schlichten Schruppen Schlichten Schruppen SchlichtenModul

m/min m/min m/min

16 Mn Cr 5, C 15, C 35, Ck 45, C 60, 18 Cr Ni 8, 34 Cr Ni Mo 6 V,20 Mn Cr 5, 15 Cr Ni 6 42 Cr Mo 4, 37 Mn Si 5, 30 Cr Mo V9 V,

18 Cr Ni 8, 17 Cr Ni Mo 6 40 Ni Cr Mo 7

< 2 100 130 75 98 55 772 92 120 69 90 50 703 84 110 63 82 40 564 76 99 57 74 30 425 68 88 51 66 26 366 60 84 45 63 25 357 56 78 42 59 24 348 52 73 39 55 23 329 48 67 36 50 22 31

10 44 62 33 46 21 2912 38 53 29 41 20 2814 35 49 26 36 19 2716 33 46 25 35 18 2618 30 42 23 32 17 24

< 2 75 90 56 67 34 412 69 83 52 62 31 373 63 75 47 56 29 354 57 68 43 52 26 315 51 61 38 46 23 286 45 56 34 41 22 267 42 55 32 38 21 258 40 52 30 36 20 249 38 49 29 35 19 25

10 37 48 28 34 18 2312 34 44 26 32 17 2214 32 42 24 29 16 2116 30 39 23 28 15 2018 27 35 20 24 14 1820 25 31 19 25 13 1722 23 29 18 23 13 1725 22 28 17 22 12 1628 20 25 15 20 11 1432 18 23 14 18 10 13

Tabelle 1: Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit beim WälzfräsenVollstahl-Wälzfräser aus KHSS

Ohne Beschichtung

Mit TiN-Beschichtung

159

Axialvorschubfa [mm/WU]

Der Axialvorschub wird in mm proWerkstückumdrehung angegeben.

Bei der Vielzahl der Parameter, dieden Zerspanungsprozeß beimWälzfräsen beeinflussen, hat essich als sinnvoll erwiesen, denAxialvorschub in Abhängigkeit vonder Kopfspanungsdicke festzule-gen.

Die Kopfspanungsdicke ist dietheoretisch maximale Spandicke,die durch die Zahnköpfe der Frä-serzähne abgetrennt wird.

Die Kopfspanungsdicke wird alsKriterium für die Belastung desWälzfräsers angesehen, wobei ho-he Kopfspanungsdicken hoheSchnittkräfte und kürzere Stand-zeiten bedeuten.

Die Kopfspanungsdicken werdengrößer, wenn Modul, Axialvor-schub, Frästiefe und Gangzahlgrößer werden. Die Kopfspanungs-dicken werden kleiner, wenn Rad-zähnezahl, Fräserdurchmesser undSpannutenzahl größer werden.

Hoffmeister [2] hat eine Bestim-mungsgleichung für die maximaleKopfspanungsdicke aufgestellt.

Wenn diese Gleichung umgestelltwird, ist es möglich, den Axialvor-schub in Abhängigkeit von den an-deren Verzahnungsparametern zuberechnen. Dabei kann erfah-rungsgemäß von einer Kopfspa-nungsdicke von 0,2 bis 0,25 mm/WU ausgegangen werden.

Aus wirtschaftlichen Gründen wirdein möglichst, großer Axialvor-schub angestrebt, da die Fräszeitmit zunehmendem Vorschub pro-portional kürzer wird.

Dabei muß aber auch berücksich-tigt werden, daß die Tiefe der Vor-schubmarkierungen quadratischmit dem Axialvorschub zunimmt.Daß außerdem in Abhängigkeitvon der Bearbeitungsstufe wieFertigfräsen, Vorfräsen zum Scha-ben oder Vorfräsen zum Schleifenunterschiedliche, von der Qualitätder Verzahnung oder vom Aufmaßabhängige maximale Vorschub-markierungstiefen zulässig sind.

Werden Wälzfräser aus Hartmetallzum Fräsen ins Volle eingesetzt,dann sollte die maximale Kopfspa-nungsdicke zwischen 0,12 und0,20 mm liegen. Besonders beimWälzfräsen mit Hartmetall und oh-ne Kühlschmierung müssen 80 %der beim Schnittprozeß entstehen-

den Wärme durch die Späneabgeführt werden. Dafür sind aus-reichende Spanquerschnitte erfor-derlich. Aus diesem Grunde sollteder Wert 0,12 mm für die Kopfspa-nungsdicke nicht unterschrittenwerden.

Schnittiefe

ra0

h1 max

Werkstück

Fräsermittelpunkt

mZ2ß0xPra0ifaa

ModulZähnezahlSchrägungswinkel (rad)Profilverschiebungsfaktorhalber FräserdurchmesserSpannutenzahl/GangzahlAxialvorschubFrästiefe

Beispiel:

faa

==

49

ra0i

==

5512/2

ß0xP

==

160,2

mZ2

==

446

h1 = 0,3659 Dissertation von Bernd Hoffmeister 1970

ra0m

h1 max = 4.9 · m · Z2(9.25 · 10–3 · β0 – 0.542) · e–0.015 · β0 ·

· e–0.015 · xp ·

· · [mm]0.511

(–8.25 · 10–3 · β0 – 0.225)· i–0.877 ·

fam

0.319am

Maximale Kopfspanungsdicke

th [min]Z2

da0 [mm]

E [mm]

b [mm]

A [mm]

Z0

fa [mm/WU]Vc [m/min]

FräszeitZähnezahl der zu frä-senden VerzahnungKopfkreisdurchmesserdes WälzfräsersEinlaufweg desWälzfräsersZahnbreite der zu frä-senden VerzahnungÜberlauf des Wälz-fräsersGangzahl des Wälz-fräsersAxialvorschubSchnittgeschwindigkeit

==

=

=

=

=

=

==

th = [min]Z2 · da0 · π · (E + b + A)

Z0 · fa · Vc · 1000

Fräszeit (Hauptzeit) beim Wälzfräser

fa

δx

dδx [mm] = fa

cos β0

2 ·

sin αn

4 · da0

δx [mm] = Tiefe der Vorschub- markierung

fa [mm/WU] = Axialvorschubβ0 = Schrägungswinkelαn = Profilwinkelda0 [mm] = Kopfkreisdurchmesser

des Wälzfräsers

Tiefe der Vorschubmarkierungen

160

Gangzahl des Wälzfräsers

Mehrgängige Wälzfräser dienen,mit Ausnahme von Schneckenrad-Wälzfräsern, zur Leistungssteige-rung beim Wälzfräsen.

Bekanntlich muß der Axialvor-schub bei einer vorgegebenenKopfspanungsdicke reduziert wer-den, wenn die Gangzahl erhöhtwird (Gleichung für di max. Kopf-spandicke nach Hoffmeister).

Es ist auch bekannt, daß die Tiefeder Vorschubmarkierungen vomAxialvorschub abhängt (Gleichungfür Tiefe der Vorschubmarkierun-gen).

Es besteht also eine Abhängigkeitzwischen Gangzahl, Kopfspa-nungsdicke und Axialvorschubund zwischen Axialvorschub undTiefe der Vorschubmarkierungen.

In der Gleichung für die Fräszeitstehen Gangzahl und Axialvor-schub unter dem Bruchstrich,d. h., je größer das Produkt ausGangzahl und Axialvorschub ist,um so kürzer wird die Fräszeit.

Es kommt also darauf an, das Pro-dukt aus Gangzahl und Axialvor-schub so groß wie möglich zuwählen, ohne daß die Kopfspa-nungsdicke und die Tiefe der Vor-schubmarkierungen zu groß wer-den.

Festlegung der Gangzahl auf-grund der Kopfspanungsdickeund der Tiefe der Vorschubmar-kierungen

In der Tabelle 2 wird an einem Ver-zahnungsbeispiel die Optimierungvon Gangzahl und Axialvorschubgezeigt.

In den Spalten 2 bis 6 wurde dieGangzahl 1 bis 5 und die gleicheKopfspanungsdicke von 0,2 mmeingetragen.

In der Zeile 11 stehen die maxima-len Vorschübe, die bei einer Kopf-spanungsdicke von 0,2 mm nochzulässig sind.

In der Zeile 12 wurde das Produktaus Gangzahl und Axialvorschubgebildet.

Die relative Fräszeit in der Spalte 2wurde gleich 1 gesetzt und dieFräszeiten in folgenden Spalten inRelation zur Spalte 2 berechnet.

Die Zeile 13 weist zunächst ein-deutig aus, daß bei gleichen Kopf-spanungsdicken mit dem eingän-gigen Wälzfräser die kürzeste Fräs-zeit erreicht werden kann. Die Zeile14 zeigt aber auch, daß die Tiefeder Vorschubmarkierungen mit0,206 mm unbrauchbar tief wird.

Bei dem zweigängigen Wälzfräsermuß der Vorschub im Vergleichzum eingängigen Fräser auf ca.30 % reduziert werden. Das wirdaber durch die Gangzahl teilweisekompensiert, weil sich die Tisch-drehzahl bei gleicher Schnittge-schwindigkeit verdoppelt. Da aberdie Tiefe der Vorschubmarkierun-gen nur 0,019 mm beträgt, kannder Axialvorschub von 4,78 mmnoch beim Vorfräsen zum Scha-ben oder Schleifen akzeptiert wer-den.

Wenn wir also davon ausgehen,daß die Verzahnung zum Schabenoder Schleifen vorgefräst wird,bietet der zweigängige Fräser, miteinem Produkt aus Vorschub undGangzahl von 9,56, die wirtschaft-lichste Lösung.

Der eingängige Fräser kommtnicht in Frage, weil auch mit demeingängigen Fräser nur ein Vor-schub von maximal 4,78 mm we-gen der Vorschubmarkierungstiefegefahren werden dürfte, und dasProdukt aus Gangzahl und Axial-vorschub nur 4,78 betragen würde.

Auch der dreigängige Wälzfräserist in diesem Fall ungeeignet, weildas Produkt aus Gangzahl undAxialvorschub aufgrund der maxi-malen Kopfspanungsdicke nur7,14 beträgt.

Bei der Festlegung der Gangzahlsollte also zunächst der maximaleAxialvorschub für die zulässigeTiefe der Vorschubmarkierungenberechnet werden. Es sollte dannder Fräser mit der Gangzahl ge-wählt werden, bei dem sich dasgrößte Produkt aus Gangzahl undVorschub ergibt, ohne daß der ma-ximale Axialvorschub aufgrund derTiefe der Vorschubmarkierungenoder der Axialvorschub aufgrundder maximalen Kopfspanungs-dicke (Zeile 11) überschritten wer-den.

Zeile/Spalte 1 2 3 4 5 6

Tabelle 2: Vorschübe und Tiefe der Vorschubmarkierungen für mehrgängige Wälzfräser

1 Modul 2,52 Eingriffswinkel [°] 203 Zähnezahl 294 Schrägungswinkel [°] 155 Profilverschiebungsfaktor 0,26 Frästiefe 5,637 Fräserdurchmesser 1108 Spannutenzahl 249 Gangzahl z0 1 2 3 4 5

10 Kopfspanungsdicke 0,2 0,2 0,2 0,2 0,211 Axialvorschub fa 15,71 4,78 2,38 1,46 0,9912 z0 x fa 15,71 9,56 7,14 5,84 4,9513 Relative Fräszeit 1 1,64 2,2 2,69 3,1714 Tiefe der Vorschubmarkierungen 0,206 0,019 0,005 0,002 0,001

161


Trotz der wirtschaftlichen Vorteile,die mehrgängige Wälzfräser bie-ten, darf die Genauigkeit der Ver-zahnung nicht außer acht gelassenwerden. Es ist daher von Fall zuFall zu prüfen, ob mehrgängigeFräser, die wie oben beschriebenausgewählt wurden, auch so ein-gesetzt werden können.

Die Zahl der Fräserzähne, die eineZahnflanke profilieren, hängt vonder Zähnezahl und vom Eingriffs-winkel des Zahnrades und von derSpannutenzahl, der Teilung undder Gangzahl des Wälzfräsers ab.

Unter der Voraussetzung, daß dieSpannutenzahl unverändert bleibt,wird die Zahl der profilausbilden-den Fräserzähne z. B. bei zwei-oder dreigängigen Wälzfräsern aufdie Hälfte oder ein Drittel reduziert.Und das erzeugte Hüllkurvennetzist weniger dicht und die sog. Hüll-schnittabweichungen treten alsAbweichungen der Profilform inErscheinung. Die Berechnung undÜberprüfung der Hüllschnittabwei-

chungen ist besonders wichtig beikleinen Radzähnezahlen, da sichhier aus der starken Krümmungdes Profils und aus dem relativgroßen Verdrehwinkel des Werk-stücks pro Fräserzahn besondersgroße Hüllschnittabweichungenergeben.

Die Hüllschnittabweichungen kannman dadurch reduzieren, indemman die Spannutenzahl erhöht.

Einfluß der Fräsergangzahl auf dieFlankenform und Teilungder Verzahnung

Bei der für das Wälzfräsen typi-schen Erzeugung der Zahnradflan-ken als Hüllkurvennetz ist auch zuberücksichtigen, daß jede Fräser-zahnflanke nur einen Hüllschnitterzeugt. Daß weiterhin die relativeLage der Hüllschnitte zueinandervon der Genauigkeit der Fräser-steigung und von der Teilgenauig-keit der Wälzfräsmaschine ab-hängt.

Eingängige Wälzfräser haben kei-nen Einfluß auf die Teilungsgenau-igkeit der Verzahnung, da immerdie gleichen Wälzfräserzähne alleZähne des Werkstückes bearbei-ten. Steigungsabweichungen beieingängigen Wälzfräsern beein-flussen nur die Flankenform dergefrästen Verzahnung.

Mehrgängige Wälzfräser dagegenwirken auch auf die Teilungsge-nauigkeit des Zahnrades, wenn dieRadzähnezahl durch die Gangzahldes Fräsers ganzzahlig teilbar ist.Dann wird das Profil einer Zahn-lücke nur durch die Zähne einesFräserganges bearbeitet. Unterdieser Voraussetzung verursachendie Teilungsabweichungen derFräsergänge periodische Teilungs-abweichungen am Werkstück. Daz. B. beim Schaben die Teilungs-abweichungen nur teilweise besei-tigt werden können, sollte beimehrgängigen Vorfräsern mit Auf-maß zum Schaben ein nicht ganz-zahliger Quotient aus Radzähne-zahl und Fräsergangzahl ange-strebt werden.

Oberflächenstruktur

Für das Fertigfräsen sollte aberauch darauf geachtet werden, daßdie Spannutenzahl durch dieGangzahl nicht ganzzahlig teilbarist. Die Hüllschnitte werden dannvon Gang zu Gang in unterschied-licher Höhe erzeugt und die Zahn-flanken erhalten eine wabenförmi-ge Oberflächenstruktur.

Begrenzung der Gangzahlbei Wälzfräsern mit achsparallelen Spannuten

Bei Wälzfräsern mit achsparallelenSpannuten ist darauf zu achten,daß durch die Vergrößerung derGangzahl der Steigungswinkel 7,5°nicht überschreitet. Andernfalls isteine Verschlechterung der Ober-flächengüte an der entsprechen-den Radflanke zu erwarten, be-dingt durch den großen Keilwinkelan der ablaufenden Fräserflanke.

Quellennachweis[1] Schmidthammer: Schnittbedingungen

beim Wälzfräsen: FETTE-Katalog Nr.1137: Verzahnungswerkzeuge

[2] B. Hoffmeister: Dissertation Aachen 1979

δ y [mm]

z0

mnαnz2i

=

=

====

Höhe derHüllschnitt-abweichungGangzahl desWalzfräsersNormalmodulProfilwinkelRadzähnezahlSpannutenzahldes Wälzfräsers

δy

d

δ y [mm] =π2 · z0

2 · mn · sinαn

4 · z2 · i2


162

EinstellängeBeim Wälzfräsen muß zwischender Vorschneidzone und der profil-ausbildenden Zone unterschiedenwerden. In der Vorschneidzonewird der größte Teil des zu zerspa-nenden Volumens herausgefräst.Die Vorschneidzone liegt auf demEnde des Fräsers, das beim Axial-fräsen zuerst in den Radkörpereintaucht. Der Wälzfräser muß solang eingestellt werden, daß er dieVorschneidzone vollständig über-deckt. Diese mindestens erforder-liche Fräserlänge wird auch alsEinstellänge bezeichnet.

Für die Berechnung der Einstellän-ge ist die Kenntnis der Durch-dringungskurve (Abb. 1) der Kopf-zylinder von Rad und Fräsererforderlich. Für die folgenden Be-trachtungen wird zunächst davonausgegangen, daß es sich um eineSchrägverzahnung handelt unddaß die Fräserachse um denSchwenkwinkel (β – γ0) zur Hori-zontalen geneigt ist. Und zwar un-ter der Bedingung, daß wenn einSchrägungswinkel vorhanden ist,dieser immer größer ist als derSteigungswinkel. Die Blickrich-tung auf die Durchdringungskur-ve ist die vom Hauptständer inRichtung Fräser und Rad. Diebeiden Kopfzylinder durchdringensich in einer Tiefe, die der Frästiefeentspricht. Die Schnittlinie zwi-schen den beiden Körpern ist eineräumliche Kurve, die zugleich aufdem Rad- und Fräserzylinder liegt.Wenn im folgenden von der Durch-dringungskurve gesprochen wird,dann handelt es sich um die Pro-jektion der Schnittlinie in eine Ebe-ne achsparallel zur Fräserachse.

Form und Größe der Durchdrin-gungskurve sind abhängig von:

■ Kopfkreisdurchmesser des Rades,

■ Fräserdurchmesser,

■ Schwenkwinkel (Schrägungswinkel β des Rades, Steigungswinkel γ0des Fräsers),

■ Frästiefe.

Die Gleichungen für die Berech-nung der Durchdringungskurvesind im Kapitel „Verschleißerschei-nungen am Wälzfräser“, Seite 187Bild 13, angegeben.

Alle Fräserzähne, die bei der Rota-tion des Fräsers nicht durch dieDurchdringungskurve (Abb. 2) lau-fen, berühren den Radkörpernicht. Sie sind also an der Spanbil-dung nicht beteiligt. Bezogen aufdie Horizontale, die durch denSchnittpunkt „S“ von Radachseund Fräserachse verläuft, ist derPunkt 1 der höchste und der Punkt1’ der tiefste Punkt der Durchdrin-gungskurve.

Rad

Fräser

Abb. 1: Durchdringung Rad/Fräser

l 4

Rad links Fräser links

Vorschubrichtungdes Fräskopfes

Gleichlauf

Gegenlauf

Fräserachse

Radachse

Rad

l 1

l 4'

l 1'

4'

1'

3'

3

1

4

1A

s

fa [mm/WU]

gleichsinnigß > γ0

ß - γ0

l = Einstellänge

Blick vom Haupständer auf Fräser und Zahnrad

Abb. 2: Ermittlung der Einstellänge aus der Durchdringungskurve

163

Schrägverzahnung

Gleichlauf, gleichsinnig:Wenn sich der Fräser beim Gleich-lauffräsen von unten nach obenauf die untere Stirnfläche des Ra-des zubewegt, dann schneidet derFräserzahn, dessen Bahn durchden Punkt 1 verläuft, als erster denKopfzylinder des Rades an. DieserFräserzahn befindet sich dann ineiner Ebene rechtwinklig zur Frä-serachse, in der die Punkte 1 und1A liegen. Die Entfernung zumPunkt „S“, parallel zur Fräserachsegemessen, ist gleich der Streckemit den Endpunkten „S“ und 1A.Sie entspricht der Fräserlänge fürden Punkt 1, bezogen auf denAchsenschnittpunkt „S“.

Nach einer Radumdrehung hatsich der Fräser um den Axialvor-schub weiter nach oben bewegt.Eine Parallele im Abstand „fa“ zurHorizontalen durch Punkt 1schneidet die Durchdringungskur-ve in den Punkten 3 und 4. Derschraffierte Streifen zwischen denParallelen durch die Punkte 1 und4 entspricht dem Materialstreifen,der sich während des Fräsprozes-ses fortwährend in den Arbeitsbe-reich des Fräsers hineinschiebt.Der Punkt 4 ist der Punkt auf derDurchdringungskurve, der sichnoch an der Zerspanung beteiligtund am weitesten vom Achsen-schnittpunkt „S“ entfernt liegt. Alle

Fräserzähne, deren Bahn durchdie Durchdringungskurve verläuft,die aber weiter entfernt vom Punkt„S“ liegen, sind an der Zerspanungnicht beteiligt. Die dem Punkt 4entsprechende Fräserlänge ist inder Abb. 2 mit „l4“ bezeichnet. Dasist die Einstellänge des Fräsersbeim Gleichlauffräsen einerSchrägverzahnung mit einem Frä-ser, der die gleiche (gleichsinnige)Steigungsrichtung hat wie dasZahnrad.

Da der Fräser im allgemeinen zurAnschnittseite hin geshiftet wird,wird bei Beginn des Fräsprozessesdie Anschnittseite entsprechendder oben ermittelten Einstellängepositioniert. Würde der Fräser kür-zer eingestellt, dann fehlten im An-schnittbereich Zähne und dienachfolgenden Zähne müßten de-ren Anteil an der Zerspanungsar-beit mit übernehmen. Das könntezu einer Überlastung der erstenZähne im Anschnittbereich führen.Ein zu lang eingestellter Fräserwürde sich aus wirtschaftlichenGründen verbieten, weil dann dievor der Einstellänge liegendenZähne nicht genutzt würden.

Gleichlauf, gegensinnig:Wenn statt des linksgängigen einrechtsgängiger (gegensinniger)Fräser eingesetzt wird, dann än-

dert sich der Einstellwinkel (β + γ0)und das Rad läuft von links nachrechts in den Arbeitsbereich desFräsers (Durchdringungskurve) ein.Der am weitesten außen liegendePunkt, der noch an der Zerspa-nung beteiligt ist, ist der Punkt 1.

Die dem Punkt 1 entsprechendeFräserlänge ist dann die Ein-stellänge. Die Einstellänge ist beimGleichlauffräsen mit gegensinni-gem Fräser kürzer als mit gleich-sinnigem Fräser. Sie ist unabhän-gig von der Größe des Vorschubs.

Gegenlauf, gleichsinnig:Wenn sich der Fräser beim Gegen-lauffräsen von oben nach untenauf die obere Stirnfläche des Ra-des zubewegt, dann schneidet derFräserzahn, dessen Bahn durchden Punkt 1’ verläuft, als ersterden Kopfzylinder des Rades an,und die Einstellänge entspricht derLänge l1’.

Da es sich bei den beiden Hälftender Durchdringungskurve linksund rechts von der Normalen aufdie Fräserachse durch den Punkt„S“ um deckungsgleiche Kurven-teile handelt, die um die Normaledurch „S“ und um die Fräserachsegespiegelt sind, sind l1’ = l1 und l4’= l4.

Einstellänge (Fortsetzung)

164

Einstellänge (Fortsetzung)

Weitere Kombinationen aus Fräs-verfahren und Steigungsrichtungvon Rad und Wälzfräser

In der Tabelle 1 sind für verschie-dene Kombinationen aus Fräsver-fahren und Steigungsrichtung vonRad und Fräser die Einlaufseite,Schwenkwinkel und Einstellängeangegeben. „Einlaufseite links“bedeutet, daß das Rad von links indie Durchdringungskurve läuft.„Einstellänge l4 links, hoch“ be-deutet, daß die Einstellänge demMaß l4 aus der Durchdringungs-kurve entspricht. Bezogen auf dieRadachse liegt sie auf der linkenSeite. Die Fräserseite, auf der dieEinstellänge liegt, ist nach obengerichtet.

Auch hier gelten die Bedingungen:Blickrichtung vom Hauptständerauf Fräser und Rad. Bei Schräg-verzahnungen ist der Schrä-gungswinkel größer als der Stei-gungswinkel des Wälzfräsers.

Blick vom Hauptständer auf Fräser und Zahnrad

Fräser: rechtsgängig Fräser: linksgängig

Rad rechtssteigend linkssteigend geradverzahnt rechtssteigend linkssteigend geradverzahnt

Gleichlauf

Gegenlauf

links links links rechts rechts rechts

β – γ0 β + γ0 γ0 β + γ0 β – γ0 γ0

l4 links, oben l1 rechts, oben l1 rechts, oben l1 links, oben l4 rechts, oben l1 links, oben

links links links rechts rechts rechts

β – γ0 β + γ0 γ0 β + γ0 β – γ0 γ0

l1 rechts, unten l4 links, unten l4 links, unten l4 rechts, unten l1 links, unten l4 rechts, unten

Einlaufseite

Schwenkwinkel

Einstellänge

Einlaufseite

Schwenkwinkel

Einstellänge

Tabelle 1

165

Profilausbildende Längebeim WälzfräsenDie Profilierung der Verzahnung ge-schieht ausschließlich in der Profil-ausbildungszone, die symmetrischzum Wälzpunkt angeordnet ist. DieBerechnung der Profilausbildungs-zone wird im Stirnschnitt der Ver-zahnung durchgeführt und wirddort mit lPa bzw. lPf bezeichnet.Die Profilausbildung erfolgt beimWälzfräsen auf den Eingriffslinien(Abb. 3). Der Bereich für die Profil-ausbildung wird begrenzt durchdie Schnittpunkte der Eingriffslini-en mit dem Kopfkreisdurchmesserdes Rades und durch eine Linie,die die Übergangspunkte von denKopfradien zur Flanke des Wälz-fräser-Bezugsprofils (Kopf-Form-höhe) verbindet. Der größere Abstand der End-punkte der Eingriffslinien, entwe-der im Kopfbereich (lPa) oder imFußbereich (lPf) des Wälzfräser-Be-zugsprofils ist als maßgeblicheLänge anzusehen. Ob dabei dieEndpunkte der Eingriffslinien imKopfbereich oder im Fußbereichdes Wälzfräser-Bezugsprofils be-stimmend sind, hängt von der Pro-filverschiebung des Rades ab. Sie-he Abb. 4 und Abb. 5. Die Abb. 4entspricht einem Rad mit positiverund die Abb. 5 einem mit negativerProfilverschiebung.Der größere der beiden Werte – lPaoder lPf – wird dann vom Stirn-schnitt in den Achsschnitt desWälzfräsers umgerechnet und als„profilbildende Länge lP0“ bezeich-net.

lP0

lP0

2

lP0

2

C

Abb. 3

da

hFaP0

lPf

öaP0

Abb. 4

da

hFaP0

lPa

öaP0

Abb. 5

tan αt = tan α / cos βlPa = 2 · (ha0 – x · mn – ρa0 ·

(1 – sin α)) / tan αt

db = z · mn · cos αat / cos βcos αat = db / da

d = z · mn / cos βlPf = 2 · (da / 2 · cos (αat – αt) – d/2) /

tan αt

WennlPa > lPf, dann lP0 = lPa · cos γ0 / cos βWennlPf > lPa, dann lP0 = lPf · cos γ0 / cos βha0 = Zahnkopfhöhe am Wälzfräserx · mn = Profilverschiebungρa0 = Zahnkopfradius am Wälzfräserα = Eingriffswinkelβ = Schrägungswinkelz = Zähnezahlmn = Normalmodulda = Kopfkreisdurchmesser des Radesγ0 = Steigungswinkel des Wälzfräsers

Profilausbildende Länge

166

ShiftwegBekanntlich sind die Spanquer-schnitte innerhalb des Arbeits-bereiches eines Wälzfräsers sehrverschieden. Demzufolge werdendie einzelnen Fräserzähne unter-schiedlich belastet und weisendarum auch ungleichmäßigen Ver-schleiß auf. Es ist daher nur kon-sequent, wenn der Wälzfräser,schrittweise tangential verschobenwird, nachdem ein oder mehrereWerkstücke in einer Position ge-fräst wurden. Diese Fräser-verschiebung wird mit dem englischen Begriff „shifting“ be-zeichnet.

Durch das Shiften rücken fortlau-fend neue Zähne in den Arbeitsbe-reich des Fräsers. Die verschlisse-nen Zähne treten aus demArbeitsbereich heraus, und derVerschleiß wird gleichmäßig überdie nutzbare Fräserlänge verteilt.Die Anzahl der Werkstücke, die miteinem Wälzfräser zwischen zweiScharfschliffen verzahnt werdenkönnen, hängt von der Länge desFräsers und damit auch von derLänge des Shiftweges ab.

Unter wirtschaftlichen Gesichts-punkten – hohe Standmengen, ge-ringe anteilige Werkzeugkosten,niedrige Maschinenstillstandzeiten

lP0

lP0

2

lP0

2

C

Shift-Richtung

l3

lsle

lP0

2≈ 1 · mn ≈ 2 · mn

l3lelslP0

====

Nutzbare Länge des FräsersEinstellängeShiftwegLänge der Profilausbildungszone

Abb. 6: Bestimmung des Shiftweges

wegen Fräserwechsel – werdenmöglichst lange Shiftwege ange-strebt. Die maximale Länge desShiftweges ist durch die Konstruk-tion der Wälzfräsmaschine vorge-geben und damit begrenzt. DerZusammenhang zwischen dernutzbaren Fräserlänge, der Ein-stellänge, der Länge der Profilaus-bildungszone und dem Shiftwegist in der Abb. 6 dargestellt.

ls = l3 – le – lP0 / 2 – 3 · mn

Der Betrag 3 · mn berücksichtigtdie unvollständigen Zähne an denFräserenden.

Axialweg beim Wälzfräsen

Der Axialweg eines Wälzfräsersbeim Axialfräsen setzt sich im all-gemeinen aus Einlaufweg, Rad-breite und Überlaufweg zusam-men. Die Abb. 7 zeigt schematischden Axialweg eines Wälzfräsersbeim Gleichlauffräsen.

Der Einlaufweg ist die Strecke, dieder Wälzfräser parallel zur Radach-se zurücklegen muß. Und zwar vomAugenblick des ersten Anschnei-dens bis zu dem Zeitpunkt, in demder Schnittpunkt von Fräser- undRadachse die untere Stirnebenedes Radkörpers erreicht hat.

Der Einlaufweg ist gleich der Höhedes höchsten Punktes der Durch-dringungskurve über der horizon-talen Ebene durch den Schnitt-punkt von Fräser- und Radachse.Die Gleichungen für die Berech-nung der Durchdringungskurvesind im Kapitel „Verschleißerschei-nungen am Wälzfräser“, Seite 187,Bild 13 angegeben.

Der Einlaufweg kann auch ausrei-chend genau mit den folgendenGleichungen berechnet werden:

Für Geradverzahnung:

E = h · (da0 – h)

Für Schrägverzahnung:

E = tan η · h · da0 + da – hsin2 η

E = Einlaufwegh = Frästiefeda0 = Fräserdurchmesserη = Schwenkwinkelda = Kopfkreisdurchmesser des Rades

Bei Geradverzahnungen ist, abge-sehen von einem Sicherheitszu-schlag, kein Überlauf erforderlich.

Der Überlaufweg bei der Schräg-verzahnung hängt von der Profil-ausbildungszone im Stirnschnittab (Abb. 8).

Die Maße für lPa und lPf werden mitden Gleichungen im Kapitel „Pro-filausbildende Länge beim Wälz-fräsen“ bestimmt und wie folgtumgerechnet:

Wenn lPa > lPf, dann U = lPa · tan βWenn lPf > lPa, dann U = lPf · tan βU = ÜberlaufwegAxialweg = E + b + U

167

da

hFaP0

lPf

öaP0

lPa

U

Ubeim Gegen-lauffräsen

beim Gleich-lauffräsen

Normalschnitt Fräser/Verzahnung

U = Überlaufweg

Abb. 8

U

b

E

EbU

===

EinlaufwegRadbreiteÜberlaufweg

Abb. 7

( )

Axialweg

168

Einleitung

Auf dem Gebiet der spanabheben-den Fertigungsverfahren zur Her-stellung von Verzahnungen nimmtdas Wälzfräsen eine hervorragen-de Stellung ein. Sie wird auch inZukunft nur durch ständige Ver-besserung von Qualität und Wirt-schaftlichkeit gehalten.Bei diesen Bemühungen ist dasWälzfräsen als System zu sehen,das aus Maschine, Werkzeug undSchnittparametern besteht unddas immer wieder aufs neue in be-zug auf die unterschiedlichstenVerzahnungsaufgaben optimiertwerden muß.Wenn durch die Entwicklung lei-stungsfähiger Wälzfräsmaschinenund Wälzfräser die Haupt- und Ne-benzeiten wesentlich verkürzt wur-den, dann gewinnen natürlich beieiner Analyse der Verzahnungs-kosten für ein bestimmtes Werk-stück die Werkzeugkosten, dieKosten für den Werkzeugwechselund die Instandhaltungskostendes Wälzfräsers an Bedeutung.Es mußten daher zwangsläufigauch die Technologie des Scharf-schleifens von Wälzfräsern durchleistungsfähige Schleifverfahren,wie das Tiefschleifen, und durchgeeignete, auf die unterschied-lichen Wälzfräserschneidstoffe ab-gestimmte Schleifmittel weiterent-wickelt werden. So sollten nebenden konventionellen Schleifmittelnwie Siliziumkarbid (SiC) und Ko-rund (Al2O3) auch Schleifscheibenaus kubisch kristallinem Bornitrid(CBN) und Diamant verwendetwerden.Obwohl es beim Schärfen einesWälzfräsers zunächst nur darumgeht, die Verschleißmarken an denFräserzähnen zu entfernen, müs-sen doch eine Reihe von Forde-rungen gestellt werden, die imfolgenden als Aufgabenstellungformuliert sind.

AufgabenstellungWie bei jedem spanabhebendenBearbeitungsverfahren mit defi-nierter Schneide bilden sich auchan den Schneidkanten der Fräser-zähne Verschleißmarken, die dieSpanbildung beeinflussen, höhereSchnittkräfte verursachen und da-durch die Verzahnungsqualität ver-schlechtern können. Es ist alsoerforderlich, den Verschleiß zu ent-

fernen wenn er eine bestimmteGröße erreicht hat. Welche maxi-male Verschleißmarkenbreite nochzulässig ist, wird im folgenden be-handelt werden.Das Schärfen aller hinterdrehtenoder hinterschliffenen Wälzfräsererfolgt durch Abschliff an derSpanfläche. Dieser Arbeitsgangmuß bei so hochwertigen Präzisi-onswerkzeugen fachgerecht undmit der nötigen Sorgfalt durchge-führt werden.Unabhängig von der Bauart, denAbmessungen, der Schneiden-geometrie und dem Werkstoff derWälzfräser sind folgende Forde-rungen beim Scharfschleifen un-bedingt einzuhalten:■ Die Spanflächengeometrie ist

entsprechend der Güteklassedes Wälzfräsers herzustellen,

■ die thermische Belastung desFräserwerkstoffes durch denSchleifprozeß ist auf ein Mini-mum zu beschränken,

■ die Rauhigkeit der Spanflächenund damit die Schartigkeit derSchneiden ist so gering wiemöglich zu halten,

■ Schleifmethoden und Hilfsmittelsind so zu wählen, daß dieInstandhaltungskosten einerÜberprüfung nach wirtschaft-lichen Kriterien standhalten.

Alle Vorbereitungen, die Durch-führung und die Kontrolle desSchärfprozesses müssen die un-eingeschränkte Einhaltung deroben genannten Forderungen zumZiel haben.

Bei der Instandsetzung von Hart-metall-Wälzfräsern sind nochfolgende Punkte zu beachten:

Hartmetall-Wälzfräser, die dem Be-reich „ISO K“ zugeordnet werden:1. entschichten2. Spanfläche schleifen3. beschichtenHartmetall-Wälzfräser, die dem Be-reich „ISO P“ zugeordnet werden:

Spanfläche schleifeneine Wiederbeschichtung kannentfallen.

Verschleißerscheinungenam WälzfräserWenn im Zusammenhang mit demWälzfräsen von der Verschleißmar-kenbreite gesprochen wird, dannist im allgemeinen die Länge des

1.6

1.2

0.8

0.4

0Vers

chle

iß p

ro S

tück

µm

/Stc

k.

Anzahl Räder

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

0 80 160 240 320

mm

Stck.

Abb. 2: Freiflächenverschleiß in Abhängigkeit von derStückzahl

Schneidkanten-abrundung

Aus-bröckelung

Kolk

Flankenverschleiß(Hohlkegel)

Freiflächen-verschleiß

Abb. 1: Verschleißformen am Wälzfräserzahn

Instandhaltung von WälzfräsernFreiflächenverschleißes an denKopfecken der Fräserzähne ge-meint. In der Abb. 1 wird dieser alsFlankenverschleiß bezeichnet. Die-se besonders ausgeprägte Formdes Flankenverschleißes bestimmtauch das Standzeitende des Wälz-fräsers.In der oberen Kurve der Abb. 2 istder charakteristische Verlauf fürdie Bildung der Verschleißmarken-breite dargestellt. Sie entwickeltsich nicht proportional zur Zahl derverzahnten Werkstücke.Die untere Kurve der Abb. 2 hat einausgeprägtes Minimum für denanteiligen Verschleiß eines Radesam Übergang zum progressivenTeil der oberen Kurve.Für die untersuchten Verzahnun-gen sollte daher der maximale Ver-schleiß 0,25 mm bei TiN-be-schichteten HSS-Wälzfräsern bzw.0,15 mm bei HM-Wälzfräsern nichtüberschreiten, wenn minimale anteilige Werkzeugkosten angestrebtwerden.

169

Da nicht in allen Fällen die Ver-schleißkurven in der gezeigtenForm ermittelt werden können,sind in der Abb. 3 einige Richtwer-te angegeben.Gleichzeitig wird aber auch deut-lich, daß es noch eine Reihe ande-rer Kriterien wie Schneidstoff,Modulgröße, Fertigungsfolge odergeforderte Verzahnungsqualitätgibt, nach denen die Verschleiß-markenbreite beurteilt werden muß.Die Säule „Schruppen“ der Abb. 3zeigt relativ große Verschleißmar-kenbreiten beim Schruppen vonRädern mit großem Modul. Mit Si-cherheit befindet man sich hierschon in dem Bereich, in dem derVerschleiß progressiv ansteigt.Das ist hier aber oft nicht zu ver-meiden, weil das zu zerspanendeVolumen mit dem Modul quadra-tisch ansteigt, während die Zahlder am Zerspanungsprozeß betei-ligten Fräserzähne gleich bleibtoder sogar abnimmt. Die Konse-quenzen sind höhere Belastungeinzelner Fräserzähne und darumhöherer Verschleiß.

Anforderungen an die Span-flächen-SchleifmaschineBeim Schlichten müssen dieVerschleißmarkenbreiten deutlichniedriger liegen, weil verschleißbe-dingter Schneidkantenversatz undhöhere Schnittkräfte die Verzah-nungsgenauigkeit herabsetzen.Die Erfahrungen mit titannitridbe-schichteten (TiN) Wälzfräsern zei-gen, daß schon bei Verschleißmar-kenbreiten ab 0,2 mm nicht mehrdie Hartstoffschicht sondern derGrundwerkstoff für die Verschleiß-entwicklung bestimmend ist.Beim Fräsen gehärteter Räder mitHartmetall-Schälwälzfräsern ist mit0,15 mm eine kritische Verschleiß-markenbreite erreicht. Die erhöh-ten Schnittkräfte und Schnittem-peraturen, die aus der Schneid-kantenabstumpfung resultieren,belasten nicht nur das Werkstückund mindern seine Qualität. Sieführen auch zu sporadischen Aus-bröckelungen und Abplatzungenam Werkzeug.Bei Vollhartmetall-Wälzfräsern zumTrockenfräsen sollte der Verschleißnicht mehr als 0,15 mm betragen.Ein weiterer Anstieg des Ver-schleißes führt zur Zerstörung desWerkzeuges. Die Ermittlung der

Standmenge pro Scharfschliff istdeshalb von größter Bedeutung.Erstes Anzeichen von erhöhtemVerschleiß ist beim Trockenfräsender Anstieg der Werkstücktempe-ratur und vermehrter Funkenflug.Bei sehr starkem Funkenflug istder Verzahnungsprozeß sofort zustoppen.Für die wirtschaftliche Nutzung istneben der Verschleißmarkenbreiteauch die Verschleißverteilung vonentscheidender Bedeutung.Betrachtet man den Verschleiß je-des einzelnen Fräserzahnes, dannergibt sich eine Verteilung entspre-chend der gestrichelten Kurve inder Abb. 4, wenn der Fräser nur ineiner Stellung benutzt wurde. Wirddagegen der Wälzfräser nach je-

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite

3 6 10 20Modul

Schruppen KHSS-E + TiN Schlichten KHSS-E + TiN

Hartmetall-Schäl-Wälzfräser Voll-Hartmetall-Wälzfräser

Abb. 3: Verschleißmarkenbreite für unterschiedliche Wälzfräserwerkstoffe

Fräserzahnnummer

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

0 80 160 240

mm

140120100 180 200 220604020

1600 Räder mit shiften(Shiftsprung: 0,64 mm/Aufspannung)

40 Räder ohne ShiftenStreubereich

Abb. 4: Verschleißmarkenbreite beim Wälzfräsen mit und ohne Shiften

dem Arbeitszyklus axial verscho-ben (geshiftet), dann rücken immerneue Zähne in den Arbeitsbereich.Der Verschleiß verteilt sich gleich-mäßig über eine größere Anzahlvon Fräserzähnen und die Aus-bringung zwischen zwei Scharf-schliffen wird vervielfacht.Der versierte Fachmann in derWerkzeugschleiferei kann auf-grund der Verschleißmarkenbreiteund der Verschleißverteilung er-kennen, ob ein Wälzfräser unterGesichtspunkten der Qualitätssi-cherung und Wirtschaftlichkeitrichtig eingesetzt war. Werden dieempfohlenen Richtwerte wesent-lich über- oder unterschritten, soll-te auf jeden Fall eine Rückmel-dung an die Produktion erfolgen.

Anforderungen an dieSpanflächenschleif-maschine

Maschinendaten:Tischgeschwindigkeit je nach Mo-dul und Qualität bei HSS-Werkzeu-gen 250–600 mm/min, bei HM-Werkzeugen 80–150 mm/minZustellung 0,10–0,20 mm

Allgemeine Bemerkungen:Rundlauf/Planschlag der Schleif-scheibe < 0,01 mm. Die Schleif-scheibenform grundsätzlich sosteif wie möglich wählen. Mög-lichst kleine Eingriffsflächen (Kon-taktfläche) wählen. Emulsionensind beim Schleifen von Hartmetalldem Öl vorzuziehen.

Schwingungen zwischen Werk-stück und Werkzeug beeinflussendie Oberflächengüte. Alle im Kraft-

fluß zwischen Werkstück undSchleifscheibe befindlichen Bau-und Spannelemente müssen zurVermeidung von Schwingungen sosteif wie möglich sein.

Durch falsch gewählte Schleifbe-dingungen kann sich der Schleif-belag zusetzen. Die Reinigung desBelages, d. h. die Entfernung deranhaftenden Rückstände, wird mitdem Stein Nr. 2 (z. B. von Winter)von Hand durchgeführt.

Abrichtwerkzeuge für Diamant-SchleifscheibenAbrichtvorrichtung mit Fliehkraft-bremseSiliziumkarbid-Schleifscheibe z. B.3” x 1” x 1/2” / 37C60-N5VCBN Pulverdiamant und Abricht-stein

Achtung:Hartmetall-Wälzfräser sind sehrschlagempfindlich. Bitte die Zahn-köpfe beim Transportieren und Ab-stellen schützen.

170

Schleifhub

Wälzfräser

Ø 150 bis 200 mmRund- undPlanlaufgenauigkeit< 0,010 mm

Schleifscheibe

Teilung

Aufnahmedornkeinen Preßdorn verwenden!Schlag- und Zugbeanspruchungdes Wälzfräsers vermeiden!

Zustellungbis 0,20 mm

Rückhub

Abb. 5: Anforderungen an die Spanflächenschleifmaschine

Schleifscheibendaten:

HSS-Wälzfräser HM-WälzfräserForm: 1K222-150-2-3,3-50,8 K222-150-2-3,3-50,8Körnung: CBN151 D126Konzentration: C125 C100 = 4,4 kt/cm3

Bindung: 66 K-plus 888 RYA (Kunstharz)Schnittgeschwindigkeit: v = ca. 35 m/s v = 23–25 m/sKühlung: Öl, z. B. Shell Garia TC Emulsion z. B. Castrol Kühlöldruck: Syntiol DC 83 (Öl z. B. Shell 8–10 bar Garia TC)Kühlölmenge: ca. 100 Liter/min

171

Wälzfräsertoleranzen

Die Flankenschneiden des Wälz-fräsers werden durch den Schnittder Spanflächen mit den hinter-drehten oder hinterschliffenenSchraubenflächen der Zahnflan-ken gebildet. Da beim Fräsvorgangdas Zahnprofil durch Hüllschnittegebildet und jeder einzelne Hüll-schnitt von einer anderen Schneid-kante des Fräsers erzeugt wird,muß sowohl die genaue Form derSchneidkanten wie auch die relati-ve Lage der Schneidkanten zuein-ander stimmen.

Durch das Scharfschleifen an derSpanfläche werden immer neueSchneidkanten gebildet. Die Ar-beitsgenauigkeit eines Wälzfräserskann daher durch das Scharf-schleifen in erheblichem Maßebeeinträchtigt werden. Die durchdas Scharfschleifen erzeugtenSchneidkanten erhalten nur dannihre richtige Form und Lage, wenndie neu entstandenen Spanflächenin Form, Lage, Richtung und Tei-lung den ursprünglichen entspre-chen. Nur bei einwandfreiemScharfschliff bleibt die Werkzeug-genauigkeit entsprechend demNeuzustand erhalten. Die Toleran-zen eingängiger Wälzfräser fürStirnräder mit Evolventenverzah-nung sind in DIN 3968 angegeben.Entsprechend der Genauigkeitwerden fünf Güteklassen unter-schieden, und zwar die Güteklas-sen AA, A, B, C und D.

Die Norm enthält die zulässigenAbweichungen für 17 zu messen-de Größen. Davon betreffen 5Meßgrößen allein die Spanflächen.

Das Scharfschleifen ist daher un-ter Einhalten der zulässigen Ab-weichungen für folgende Meß-größen durchzuführen:

■ Form- und Lageabweichungder Spanflächen,

■ Einzelteilung der Spannuten,■ Summenteilung der Spannuten

und■ Spannutenrichtung.

Bei Genauigkeitswälzfräsern ist esdaher auch selbstverständlich,daß nach jedem Scharfschliff dieEinhaltung der entsprechendenToleranzen auf geeigneten Meß-geräten überprüft wird.

Rundlaufabweichungen an denPrüfbunden und Planlaufabwei-chungen an den Spannflächen(lfd. Nr. 4 und 5 DIN 3968)

Voraussetzung für alle Instandset-zungs- und Prüfarbeiten am Wälz-fräser ist, daß die Schleif- undMeßdorne genau laufen und daßdie Prüfbunde des Wälzfräsers zu-

einander und zum Aufnahmedornlaufen (Abb. 6 und 7).

Es wird angestrebt, die Achse derFräserschraube mit der momenta-nen Drehachse zur Deckung zubringen und durch die Messungder Rundlaufabweichungen zuüberprüfen.

Abb. 6: Messung der Rundlaufabweichung an Dorn und Prüfbunden und der Planlaufabweichung an den Spannflächen

Zu messende Größe

Rundlaufabweichungen an den beiden Prüfbundenbezogen auf die Achse derBohrung

Rundlaufabweichungen an den Spannflächenbezogen auf die Achse der Bohrung

Güte-klasse

Kurz-zeichender Ab-

wei-chung

Toleranzen in µm (1 µm = 0,001 mm) bei Modul

über über über über über über über über über0,63 1 1,6 2,5 4 6,3 10 16 25bis bis bis bis bis bis bis bis bis1 1,6 2,5 4 6,3 10 16 25 40

frp

fps

Abb. 7: Zulässige Rundlauf- und Planlaufabweichungen nach DIN 3968

5 5 5 5 5 5 6 6 8

5 5 5 6 8 10 12 16 20

6 6 6 8 10 12 16 20 25

10 10 10 12 16 20 25 32 40

3 3 3 3 3 4 5 5 6

3 3 3 5 5 8 8 10 10

4 4 4 6 6 10 10 12 12

6 6 6 10 10 16 16 20 20

10 10 10 16 16 25 25 32 32

Die höchsten gemessenen Punkte an den beiden Prüfbunden dürfen in ihrer Lage nicht mehr als 90°gegeneinander versetzt sein.

AA

A

B

C

D

AA

A

B

C

D

nicht festgelegt

172

Liegen die Hoch- bzw. Tiefpunkteder beiden Prüfbunde in einerAxialebene des Fräsers, dann lie-gen die Achse der Fräserschraubeund die Drehachse zueinanderversetzt – der Fräser schlägt.

Liegen die Hoch- bzw. Tiefpunkteder beiden Prüfbunde zueinanderverdreht, dann verlaufen die Dreh-achse und die Achse der Fräser-schraube windschief zueinander,d. h., der Fräser taumelt, und eswerden auch Planlaufabweichun-gen festzustellen sein.

Bei Arbeiten mit oder an demWälzfräser muß der Anwenderwissen, daß er eine einwandfreieVerzahnung beim Fräsen, eine feh-lerlose Geometrie beim Schärfenund ein aussagefähiges und repro-duzierbares Ergebnis bei der Prü-fung des Wälzfräsers nur dann er-hält, wenn die Rundlauf- undPlanlaufabweichungen so geringwie möglich gehalten werden.

Es ist daher verständlich, daß diezulässigen Abweichungen für dieRundlauf- und Planlaufabweichun-gen sehr eng bemessen sind undnicht nur bei der Abnahmeprüfungdes Wälzfräsers, sondern auch beider Prüfung nach jedem Scharf-schliff unbedingt zu messen undeinzuhalten sind.

Form- und Lageabweichung derSpanflächen (lfd. Nr. 7 DIN 3968)Die Spanflächen werden durchGeraden erzeugt, die normalerwei-se durch die Fräserachse desWälzfräsers verlaufen (Abb. 8a). Inden Fällen, in denen diese Gera-den vor oder hinter der Fräserach-se verlaufen, bilden sie mit denRadialen negative oder positiveSpanwinkel (Abb. 8b, c). Entspre-chend dem Spanwinkel müssenSchleifscheibe und Abrichtdia-mant um den Spanflächenabstand„u“ vor oder hinter der Fräserach-se eingestellt werden. Gleiches giltnatürlich auch für die Höhenein-stellung des Meßtasters bei derKontrolle der Form- und Lageab-weichung (Abb. 9).

Für Vorfräser mit positivem Span-winkel genügt es, das in derFräserbeschriftung angegebene u-Maß beim Scharfschleifen einzu-halten. Bei Fertigfräsern mit positi-vem oder negativem Spanwinkel,

z. B. HM-Schälwälzfräser, mußdas u-Maß aus einem Nachschleif-diagramm in Abhängigkeit vomDurchmesser des Fräsers abge-lesen werden. Dieses Nachschleif-diagramm ist auf den Fräserdurch-messer, den Spanwinkel und aufdas Hinterschleifverfahren abge-

stimmt und wird mit dem Fräsermitgeliefert (Abb. 10).

Abweichungen vom Sollmaß desSpanflächenabstandes ergebenFlankenform- und Eingriffstei-lungsabweichungen an den gefrä-sten Werkstücken.

b)

–u

a)

+u

Abb. 9: Einstellung des Meßtasters beia) positivem Spanwinkel b) negativem Spanwinkel

a) b) –u c)+u

Abb. 8: Spanflächen am Wälzfräser

173

Ein größerer Spanwinkel (Abb. 11)verlängert den Fräserzahn undverkleinert den Profilwinkel.

Ein kleinerer Spanwinkel (Abb. 12)ergibt einen kürzeren Fräserzahnund einen größeren Profilwinkel.

Die Spanflächenformabweichun-gen können in drei Hauptformeneingeordnet werden: ballig, hohlund wellig.

Die ballige Spanflächenform ist zubeobachten, wenn Wälzfräser, dieeine Spannutensteigung haben,mit gerade abgerichteten Schleif-scheiben geschliffen werden. Die-se Balligkeit wird größer bei kurzerSpannutensteigung, großer Zahn-höhe und großem Schleifschei-bendurchmesser.

Wälzfräser mit balligen Span-flächen (Abb. 13) erzeugen Werk-stückzähne, an denen im Kopf-und Fußbereich zuviel Materialstehen bleibt. Diese Räder zeigenein unruhiges Laufverhalten undverringerte Tragfähigkeit und wer-den so nicht akzeptiert.

Durch die Wahl einer Schleifschei-be mit kleinerem Durchmesserkann die ballige Form an derSpanfläche reduziert werden. Eineentsprechend ballig hergestellteoder abgezogene Schleifscheibeerzeugt eine gerade oder sogarhohle Spanfläche (Abb. 15).

Spanflächenabstand u (mm)

189

188

187

186

185

184

183

–45,4 –45,8 –46,2 –46,6 –47,0 –47,4

Frs.

-Dur

chm

esse

r (m

m)

Zeichng.-Nr.: 1-46276-01 hinterschliffenDurchmesser = 189,52

u = –47,5Fräser-Nr.:Modul:

P25010

Abb. 10: Spanflächen-Nachschleifdiagramm für Hartmetall-Schäl-Wälzfräser

Abb. 11:Lageabweichung der Spanflächea) Fehlerhafte, positive Span-

flächenlageb) Verlängerter Fräserzahnc) Der Werkstückzahn wird am

Kopf dicker, Kopfträger

Die gestrichelten Konturen zeigendas theoretisch richtige Profil desFräserzahnes bzw. des Werkstück-zahnes.

Abb. 12:Lageabweichung der Spanflächea) Fehlerhafte, negative Span-

flächenlageb) Verkürzter Fräserzahnc) Der Werkstückzahn wird zum

Kopf hin dünner

Abb. 13:Formabweichung der Spanflächea) Fehlerhafte, ballige Spanflächeb) Balliger Fräserzahnc) Hohle Flankenform am

Werkstückzahn, Kopf- undFußträger

174

Wälzfräser mit geringfügig hohlerSpanfläche erzeugen Werkstück-zähne mit Kopf- und Fußflanken-einzug. Diese Form der Abwei-chung von der idealen Evolventen-form ist zulässig und wird in vielenFällen sogar vorgeschrieben.

Wellige Formabweichungen an derSpanfläche sind im allgemeinenauf fehlerhaft abgezogene Schleif-scheiben oder auf abgenutzteoder schlecht geführte Abrichtdia-manten zurückzuführen (Abb. 16).

Teilungsabweichungen der SpannutenTeilungsabweichungen liegen dannvor, wenn die Abstände der Span-flächen untereinander nicht gleichsind. In der Praxis liegen einzelneSpanflächen vor oder hinter denangenommenen Teilungsradialen,die die fehlerfreie Sollteilung vor-geben.

Liegt die Spanfläche eines Zahnesgegenüber der Sollage zurück,dann wird er eine Flankenform er-zeugen, die gegenüber der Soll-form vorsteht. Ein Zahn mit vorste-hender Spanfläche wird an derZahnflanke zuviel wegschneiden.

Unzulässige Abweichungen vonEinzel- und Summenteilung derSpannuten können unregelmäßigoder periodisch auftretende Flan-kenform- und Eingriffsteilungsab-weichungen an den Werkstückenverursachen.

Hinzu kommt, daß sich die Flan-kenform am Werkrad verändert,wenn der Fräser geshiftet wird. DieUrsache liegt darin, daß es vonBedeutung ist, wo der mit einerTeilungsabweichung behafteteFräserzahn in der jeweiligen Profil-ausbildungszone des Fräsers liegtund daß der entsprechende Zahnbeim Shiften seine Position verän-dert.

Einzelteilung der Spannuten(lfd. Nr. 8 DIN 3968)Sollen die Einzelteilungsabwei-chungen mit Hilfe der Zweiuhren-messung festgestellt werden,dann müssen die Ablesewerte wiefolgt umgerechnet werden: DieMeßwerte für eine vollständigeFräserumdrehung werden unter

Abb. 15:Spanflächenformfehler an einemWälzfräser mit Spannutenstei-gung. Mit gerade abgezogenerScheibe geschliffen

Abb. 14:Spanfläche an einem Wälzfräsermit Spannutensteigung. Mit ballig abgerichteter Scheibegeschliffen

Beachtung der Vorzeichen addiert.Die Summe wird durch die Anzahlder Messungen dividiert. Der soermittelte Korrekturwert wird vonden Ablesewerten unter Beach-tung der Vorzeichen subtrahiert.Die Differenzen entsprechen denEinzelteilungsabweichungen.

Die Differenz zweier benachbarterEinzelteilungsabweichungen wirdals Teilungssprung bezeichnet.

Zu messende Größe

Form- und Lageabweichung derSpanflächen

Abstand u der Soll-Linie von der Achsebene(Bei Spanwinkel 0° = Null)

Prüfdiagramm

Güte-klasse

Kurz-zeichender Ab-

wei-chung



FfN

AA

A

B

C

D

Frästiefe

Soll-Linie

Zah

n-fu

ß

Zah

n-ko

pf

F fN

Fräs-tiefe

Achsebene

Soll-Linie

u

Abb. 16: Form- und Lageabweichung der Spanflächen nach DIN 3968

10 10 12 16 20 25 32 40 50

12 16 20 25 32 40 50 63 80

25 32 40 50 63 80 100 125 160

50 63 80 100 125 160 200 250 315

100 125 160 200 250 315 400 500 630

175

Die Messung kann auch durch Ver-gleich mit einer Teilscheibe odermit der Teileinrichtung einer Meß-maschine erfolgen. Die Ablesewer-te stellen gegenüber der Nullstel-lung der ersten Spannut dieSummenteilung der gemessenenSpannuten dar. Die Einzelteilungs-abweichung ist gleich der Differenzzweier benachbarter Summen-teilungsabweichungen (Abb. 17).

Eine Zusammenfassung der Be-rechnungsverfahren ist in Abb. 18dargestellt.

Summenteilung der Spannuten(lfd. Nr. 10 DIN 3968)Die Summenteilungsabweichunggibt den Unterschied von Ist- undSollage der Spannuten an, wobeieine Spanfläche als Bezug genom-men wird.

Die Summenteilungsabweichun-gen können direkt abgelesen wer-den, wenn die Messung mit Hilfeeiner Teilscheibe oder mit einerentsprechend genauen Teileinrich-tung durchgeführt wird.

Die Summenteilungsabweichun-gen können aber auch aus derZweiuhrenmessung berechnetwerden, wenn die Einzelteilungs-abweichungen fortlaufend aufad-diert werden.

Die Toleranzen in DIN 3968 lfd.Nr. 10 beziehen sich auf die Ge-samtteilungsabweichung. Dabeiist die Gesamtteilungsabweichungder Abstand zwischen der größtenpositiven und der größten negati-ven Summenteilungsabweichung(Abb. 18).

1

2

3

Abb. 17:Teilungsabweichung der SpannutenSpanfläche 1: Liegt theoretischrichtigSpanfläche 2: Teilung zu kurz,Zahnprofil steht relativ zum Profilan der Spanfläche vorSpanfläche 3: Teilung zu groß,Zahnprofil steht relativ zum Profilan der Spanfläche 1 zurück

Abb. 18: Berechnungsschema für Einzelteilungsabweichung, Teilungssprung und Summenteilungsabweichung aus denMeßwertanzeigen der Zweiuhrenmessung

Einzelteilungsabweichung ftN ist die Differenz aus demAnzeigewert der 2-Uhrenmessung und dem Korrekturwert.Der Korrekturwert wird ermittelt aus der algebraischenSumme aller Anzeigewerte, dividiert durch die Anzahl derTeilungen

1. Berechnung des Korrekturwertes0 + 8 – 2 – 4 + 10 + 4 +2 – 2 = + 16

16/8 = + 2 Korrekturwert

2. Berechnung der EinzelteilungsabweichungAnzeigewert – Korrekturwert = Einzelteilungsabweichung0 – (+2) = –2+8 – (+2) = +6–2 – (+2) = –4–4 – (+2) = –6+10 – (+2) = +8+4 – (+2) = +2+2 – (+2) = 0–2 – (+2) = –4

Teilungssprung fuN wird berechnet, indem von der Einzel-teilungsabweichung die vorhergehende Einzelteilungsab-weichung subtrahiert wird.

Summenteilungsabweichung FtN ergibt sich durch dasAufaddieren der Einzelteilungsabweichungen.

Einzelteilungsabweichung ftN, Teilungssprung fuN, Summenteilungsabweichung FtN

Meßwertanzeige

Summenteilungs-abweichung FtN

+2

+4

-2 0

+4 -2

+8

-4+10

+4

-2

+4

0

0

-6

+2

3

4

56

7

81

2

fuN

ftN+10

-100

0

-2

+4

0

-6

+2

+4

+4

= -2

= +4

= 0

= -6

= +2

= +4

= +4

+ (-2)

+ (+6)

+ (-4)

+ (-6)

+ (+8)

+ (+2)

+ ( 0)

+ (-4) = 0

+10

-100 ftN

ftN+10

-100

Einzel- Teilungs- Summen-Span- Meßwert- teilungssprung- teilungs-fläche anzeige abweichung abweichung abweichung

ftN fuN FtN

1/2 0 –2 +8 –22/3 +8 +6

–10+4

3/4 –2 –4–2

04/5 –4 –6

+14–6

5/6 +10 +8–6

–26/7 +4 +2

–2+4

7/8 +2 0–4

+48/1 –2 –4

+20

(1/2) (0) (–2) (–2)16 : 8 = +2 –16 +16 –24 +24

176

Spannutenrichtung(lfd. Nr. 11 DIN 3968)Die Toleranzen für die Abweichun-gen der Spannutenrichtung sindauf einen achsparallelen Meßwegvon 100 mm bezogen. Sie geltengleichermaßen für Wälzfräser mitSpannutensteigung und für Fräsermit achsparallelen Spannuten.

Richtungsabweichungen der Span-nuten verursachen Flankenform-,Eingriffsteilungs- und Eingriffswin-kelabweichungen und beim Diago-nalfräsen auch Zahndicken- undZahnrichtungsabweichungen.

Die Toleranzen für die Abweichun-gen der Spannutenrichtung sindrelativ groß, da sie sich nur zu ei-nem Bruchteil auf die Verzah-nungsgeometrie auswirken. Essollte aber berücksichtigt werden,daß der Einfluß der Richtungsab-weichungen auf die Verzahnungs-genauigkeit bei großen Modulngrößer sind als bei kleinen, da dieLänge der Profilausbildungszonemit der Modulgröße wächst(Abb. 19).

Zu messende Größe

Einzelteilung der Spannuten gemessen inhalber Zahnhöhe

Güte-klasse

Kurz-zeichender Ab-

wei-chung



ftN

FtN

fHN

AA

A

B

C

D

42

1

ftN

ftN

1 2 3 4 5 6 7 8 910

1112

Null

Prüfdiagramm

Summenteilung der Spannuten gemessen inhalber Zahnhöhe

4 2

1

3

12

11

10

Prüfdiagramm

FtN

1 2 3 4 5 6 7 8 910

1112

Spannutenrichtung über100 mm Fräserlängebezogen auf den Bezugszylinder

100 mm

fHN

AA

A

B

C

D

AA

A

B

C

D

± 10 ± 10 ± 12 ± 16 ± 20 ± 25 ± 32 ± 40 ± 50

± 12 ± 16 ± 20 ± 25 ± 32 ± 40 ± 50 ± 63 ± 80

± 25 ± 32 ± 40 ± 50 ± 63 ± 80 ±100 ±125 ±160

± 50 ± 63 ± 80 ±100 ±125 ±160 ±200 ±250 ±315

±100 ±125 ±160 ±200 ±250 ±315 ±400 ±500 ±630

20 20 25 32 40 50 63 80 100

25 32 40 50 63 80 100 125 160

50 63 80 100 125 160 200 250 315

100 125 160 200 250 315 400 500 630

200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

± 50

± 70

±100

±140

±200

Abb. 19: Zulässige Abweichungen für Einzelteilung und Summenteilung derSpannuten sowie der Spannutenrichtung

177

Schärfen vonRäumzahn-Wälzfräsern

FETTE-Räumzahn-Wälzfräser las-sen sich auf allen Wälzfräser-Scharfschleifmaschinen nach-schleifen.

Die Fräser sind mit positivemSpanwinkel ausgeführt. Somit liegtdie Spanfläche außerhalb der Mit-te. Die Angabe der Abweichungvon der Mittellage wird durch dasMaß „u“ gegeben, welches auf je-dem Fräser eingraviert ist.

Vor Beginn der Nachschleifarbeitist die Schleifscheibe um das Maß„u“ aus der Mitte zu stellen.

Bei FETTE-Räumzahn-Wälzfräsernmit endlicher Spannutensteigungist darauf zu achten, daß dieSchleifscheibe ballig abgerichtetwird, um gerade Spanflächen zuerhalten.

Sämtliche FETTE-Räumzahn-Wälz-fräser haben 8 (10) Zahngruppenmit je 2 Spannuten, insgesamt also16 (20) Spannuten.

Die Überprüfung der Spannuten-teilung, der Form und Lage derSpannut sowie des Kopfrundlau-fes ist auf jeden Fall nach jedemScharfschleifen durchzuführen,z. B. auf einem Universal-Teilungs-prüfgerät. Die Toleranzen sollen in-nerhalb Güteklasse A nach DIN3968 liegen.

Danach wird mit der 8 (10)erTeilung geschliffen.Hierbei taucht die Schleifscheibebis zur Tiefe der großen Zahnlücke ein.

Dieser Schleifvorgang muß durchgeführtwerden, bis ein glatter Übergang zu dembereits geschärften Zahnkopfteil der 16 (20)erTeilung erreicht ist.

Abtrag beim 2. Schleifdurchgang

Um eine einwandfreie Spannutenteilungzu erhalten, wird als erstes der Fräsermit der 16 (20)er Teilscheibe geschliffen.Dabei taucht die Schleifscheibe bis zurTiefe der kleinen Zahnlücke ein.

Bei diesem Schleifvorgang solleine Spannutenteilung innerhalbder Güteklasse A nach DIN 3968erreicht werden.

Schärfen der Räumzahn-Wälzfräser

178

Beim Scharfschleifen ist auf dierichtige Wahl der Schleifscheibenzu achten. Insbesondere stellt dasSchleifen der 8 (10)er Teilung infol-ge der größeren Spannutentiefedie höchste Anforderung. Die Zu-stellung darf daher nicht zu großgewählt werden, da sonst durchörtliche Erwärmung Spannungenentstehen würden. Schleifrisse ander Spanfläche oder Totalaus-brüche einzelner Zähne könnendie Folge sein.

Aus Erfahrung empfehlen wir des-halb für das Scharfschleifen vonFETTE-Hochleistungs-Räumzahn-Wälzfäsern folgende Schleifpara-meter:

FETTE-Hochleistungs-Räumzahn-Wälzfäser mit unendlicher Span-nutensteigung (Tabelle 1) werdenmit CBN-Schleifscheiben „B151C125“ mit Öl oder Emulsion ge-schliffen.

Die Umfangsgeschwindigkeit derSchleifscheiben soll ca. 35 m/sec.betragen.

FETTE-Hochleistungs-Räumzahn-Wälzfäser mit endlicher Spannu-tensteigung (Tabelle 2) werden imTrockenschliff mit keramisch ge-bundenen Korundscheiben ge-schliffen.

Für Wälzfräser bis etwa200 mm Ø: Korn 36, Härte G–H

Für Wälzfräser über200 mm Ø: Korn 36, Härte F

Die Umfangsgeschwindigkeit derSchleifscheiben soll 30 bis 35 m/sec. betragen.

Jeweils nach der letzten Zustel-lung soll der Schleifvorgang solan-ge fortgesetzt werden, bis dieSchleifscheibe ausgefunkt hat, al-so nicht mehr angreift, um eine gutgeschliffene Spanfläche zu errei-chen.

Zur Erhaltung optimaler Lebens-dauer jeden Fräsers empfehlenwir das Nachschleifen unbe-dingt, sobald eine Abstum-pfungsfase von 0,3, höchstensaber 0,5 mm entstanden ist.

Der Vorschub (Tischgeschwindigkeit): beim Schruppen: beim Schlichten:

bis etwa Modul 16 400 mm/min. 400 mm/min.

bis etwa Modul 20 350 mm/min. 350 mm/min.

über Modul 20 250 mm/min. 250 mm/min.

bis etwa Modul 16 0,20 mm 0,01 mm


über Modul 20 0,10 mm 0,01 mm

Zustellung im Durchgang:

Tabelle 1: Räumzahn-Wälzfräser mit unendlicher Spannutensteigung

Der Vorschub (Tischgeschwindigkeit): beim Schruppen: beim Schlichten:

bis etwa Modul 12 6 m/min. 5 m/min.

über Modul 12 5 m/min. 4 m/min.


über Modul 12 0,02 mm 0,01 mm

Zustellung im Durchgang:

Tabelle 2: Räumzahn-Wälzfräser mit endlicher Spannutensteigung

179

Protuberanz-WälzfräserGrundlagen

Die Wälzfräser mit Protuberanzsind Vorfräser, deren Profil sichvon der Standardausführung nachDIN 3972 dadurch unterscheidet,daß sich an den Zahnköpfen Vor-sprünge – im allgemeinen Pro-tuberanzen genannt – befinden,die über die geraden Flanken desBezugsprofils hinausragen.

Aufgabe der Protuberanz ist es, ei-nen Freischnitt an den Zahnfüßenvon Stirnrädern zu erzeugen. Die-ser wird benötigt, wenn durchSchaben, Schleifen oder durchWälzfräsen mit einem HM-Schäl-wälzfräser die Verzahnung fertigbearbeitet werden soll.

Der Freischnitt an der Radflankeist erforderlich, um bei der Fertig-bearbeitung eine Schwächung desZahnfußes durch die Bildung vonKerben zu vermeiden (Abb. 1.2).Es soll damit auch ein Anecken derSchleifscheibe oder des Schabe-rades im Zahngrund des Werk-rades ausgeschlossen werden, dasonst negative Auswirkungen –durch Abdrücken der Schleif-scheibe oder des Schaberades –auf die Qualität der Flankenformzu erwarten sind. Eine zusätzlicheBelastung des Zahnfußes durchSchleifspannungen wäre dabeinicht auszuschließen. Anzustrebenist eine Freischnittform nach Abb.1.3, die nach dem Abtragen derBearbeitungszugabe einen glattenÜbergang der Fußausrundung indie Zahnflanke ergibt. Diese Formläßt sich aber praktisch nicht ver-wirklichen, weil z. B. eine fehler-freie Positionierung der Schleif-scheibe relativ zum Werkstücksehr aufwendig wäre und eineKompensierung von zulässigen

Maßabweichungen und eventuellauftretendem Härteverzug nichtmöglich ist.

Die Abbildung 1.4 stellt eine all-gemein übliche Form des Frei-schnitts dar. Das Freischnittmaß –und damit auch der Protuberanz-betrag am entsprechenden Wälz-fräser – ist größer als die Bearbei-tungszugabe. Es verbleibt amfertigen Rad ein Restfreischnitt. Ei-ne Vergrößerung der Protuberanzhat aber auch eine Vergrößerungdes Fußformkreisdurchmessers(dFf) zur Folge.

Bei Stirnrädern muß zwischenForm- und Nutzkreisen unterschie-den werden. Kopf- und Fußform-kreise sind die Kreise, bis zu denen

das Evolventenprofil vorhanden ist.Hat ein Stirnrad z. B. Kopfkanten-bruch, dann ist der Kopfformkreis-durchmesser der Durchmesser, andem der Kantenbruch beginnt. DerKopfformkreisdurchmesser ist alsoum die doppelte radiale Höhe desKantenbruchs kleiner als derKopfkreisdurchmesser des Rades.Der Fußformkreisdurchmesser liegtdort, wo die Fußausrundung oderder Unterschnitt beginnen. Damitist aber nicht gesagt, daß die Flan-ken zwischen Kopf- und Fußform-kreisdurchmesser auch zum Ein-griff mit dem Gegenrad kommen,also auch genutzt werden. Eshängt von den Kopfkreisdurch-messern des Radpaares, vomAchsabstand und vom Eingriffs-winkel ab, welche Kopf- und Fuß-

Pro-tuberanz

Abb. 1.1

Bearbeitungs-zugabe

Kerbe

q

FS

Abb. 1.2 Abb. 1.3 Abb. 1.4

dFf

Abb. 1.5

180

nutzkreisdurchmesser sich erge-ben. Die Nutzkreise können diegleiche Größe wie die entspre-chenden Formkreise haben. DerKopfnutzkreisdurchmesser kannaber nie größer als der Kopfform-kreisdurchmesser und der Fuß-nutzkreisdurchmesser kann niekleiner als der Fußformkreisdurch-messer ausfallen. Bei der Aus-legung der Protuberanz muß dar-auf geachtet werden, daß derFußformkreisdurchmesser unter-halb des Fußnutzkreisdurchmes-sers liegt. Nur so ist sichergestellt,daß der für den erforderlichenÜberdeckungsgrad berechneteFußnutzkreisdurchmesser auchvorhanden ist.

In einigen Fällen verzichtet manbeim Vorfräsen zum Schaben aufden Freischnitt ganz, trägt aberdafür Sorge, daß der Zahngrundsoweit ausgefräst wird, daß dasSchaberad die Fußausrundungdes Rades nicht mehr berührt. DasKleinstmaß und das Größtmaß desFreischnitts werden also vom Ver-fahren bei der Fertigbearbeitung(Schaben oder Schleifen, Formund Lage der relativen Kopfbahndes Schaberades oder der Schleif-scheibe, zulässige Zahndickenab-weichungen u.s.w.) begrenzt wieauch von der Größe des Härtever-zugs und der Größe des Fußform-kreisdurchmessers.

Der Bedeutung des Fußformkreis-durchmessers entsprechend, sol-len sich die folgenden Ausfüh-rungen nur mit den Auswirkungender verschiedenen Parameter vonWerkzeug und Werkstück auf dieGröße des Fußformkreisdurch-messers beschäftigen.

Im allgemeinen können mit einemProtuberanzprofil alle Zähnezahleneines Moduls verzahnt werden.

Die Zahnkopfhöhe des Werkzeugssollte größer als 1,25 x m ausge-legt werden.

Der Protuberanzbetrag setzt sichaus der Bearbeitungszugabe unddem am fertigen Rad verbleiben-den Fußfreischnitt zusammen.Diese beiden Größen hängen vomnachfolgenden Bearbeitungsver-fahren, von der Dimension derWerkstücke (Ritzel oder Bandage)und von dem Verzug bei der Wär-

mebehandlung ab. Es können alsohier durchaus unterschiedlicheWerkzeugprofile erforderlich sein.Eine spezielle Auslegung desWerkzeugprofils kann auch erfor-derlich werden bei kleinen Zähne-zahlen (z < 15) und bei großen ne-gativen Profilverschiebungen.

Die Parameter für den Fußform-kreisdurchmesser sind am Werk-stück: Modul, Eingriffswinkel,Zähnezahl, Schrägungswinkel undProfilverschiebung. Und am Wälz-fräser: Zahnkopfhöhe, Zahnkopf-radius, Protuberanzbetrag undProtuberanzwinkel.

Damit es bei den nachfolgendenBetrachtungen keine Mißverständ-nisse in bezug auf die Bedeutungder verwendeten Begriffe gibt, sol-len diese an dem untenstehendenBild erläutert werden.

Bezeichnungen amWälzfräser-Bezugsprofil

Auf dem Bild 2.1 ist das Wälz-fräser-Bezugsprofil dargestellt. Eswird ergänzt durch die Nomen-klatur der im Zusammenhang mitdem Bezugsprofil benutzten Be-griffe.

Nachfolgend ist ein Beispiel für dieeinzelnen Abmessungen einesWälzfräser-Bezugsprofils gege-ben. Dieses Protuberanz-Profil hatsich in vielen Fällen besonders be-währt.

öaP0 = 0,40 · möfP0 = 0,2 · mαP0 = 20°αprP0 = 10°qP0 = 0,09 + 0,0125 · mprP0 = 0,129 + 0,0290 · m

bis Modul 7(u = 0,039 + 0,0165 · m)

prP0 = 0,181 + 0,0235 · m größer Modul 7(u = 0,091 + 0,011 · m)

haP0 = 1,4 · mhP0 = 2,6 · msP0 = m · π

–2 · qP0

2 cos αP0

öaP0 = ZahnkopfradiusöfP0 = ZahnfußradiusαP0 = Profil-�

αprP0 = Protuberanz-�

qP0 = BearbeitungszugabeprP0 = ProtuberanzbetraghprP0 = ProtuberanzhöhehaP0 = ZahnkopfhöhehP0 = ProfilhöhesP0 = Zahndickeu = Fußfreischnitt am

fertigen Radu = prP0 – qP0

hP0

haP0

hprP0

αprP0

öaP0

Protuberanz-flanke

prP0

qP0

sP0

αP0

öfP0

Abb. 2.1: Wälzfräser-Bezugsprofil im Normalschnitt

181

Berechnung des Fußform-kreisdurchmessers

Die Berechnung des Fußform-kreisdurchmessers erfolgt mit ei-ner im Hause FETTE entwickeltenSoftware.

Theoretisch setzt sich die Fuß-kurve zusammen aus dem Teil, derdurch den Zahnkopfradius erzeugtwird und dem, den die Protube-ranzflanke profiliert. Bei dem zwei-ten Teil handelt es sich um einEvolventenprofil. In diesem Fallschneidet die Evolvente der Fuß-kurve die Hauptevolvente. DerSchnittpunkt bestimmt den Fuß-formkreisdurchmesser. In derMehrzahl der untersuchten Fälleist der Evolvententeil der Unter-schnittkurve aber nicht vorhanden,und die vom Zahnkopfradius er-zeugte Fußausrundung bildet denSchnittpunkt mit der Hauptevol-vente.

Es hat sich als zweckmäßig erwie-sen, die berechnete Fußkurve zuplotten und an dem Plot zu analy-sieren. Entscheidend für die Be-urteilung des Fußformkreisdurch-messers ist der Schnittpunkt derFußkurve mit der fertig bearbeite-ten Hauptevolvente. Bei Verzah-nungen, die gehärtet und geschlif-fen werden, ist zu berücksichtigen,daß durch Härteverzug und fehler-haftes Einmitten der Schleif-scheibe unterschiedliche Beträgevon der vorgefrästen Zahnflankeabgeschliffen werden. Darauskann sich eine Verlagerung desFußformkreisdurchmessers ge-genüber dem theoretischen Maßaus der Berechnung ergeben. Esist in solchen Fällen dafür zusorgen, daß eine ausreichende Re-serve zwischen dem berechnetenFußformkreisdurchmesser unddem erforderlichen Fußformkreis-durchmesser vorhanden ist.

Erfahrungsgemäß kann es bei Ver-zahnungen mit kleiner Zähnezahlund nur kleiner positiver Profil-verschiebung Probleme mit einemzu großen Fußformkreisdurch-messer geben. Das Ergebnis kanndurch einen kleineren Protube-ranzbetrag, durch eine größereZahnkopfhöhe oder durch einenkleineren Zahnkopfradius amWälzfräserbezugsprofil verbessertwerden.

(1) dNf1 = (2 · a · sin αwt – d2Na2 – d2

b2)2+ d2

b1

(2) dNf2 = (2 · a · sin αwt – d2Na1 – d2

b1)2+ d2

b2

(3) cos αwt =(z1 + z2) · mt

· cos αt2 · a

(4) mt =mn

cos β

(5) tan αt =tan αn

cos β

(6) db = z · mn · cos αt

cos β

Fuß-Formkreisam gefrästen Rad

Fuß-Formkreisam fertigen Rad

Bearbeitungs-zugabe

Zahnlückenprofil im Stirnschnitt

Wenn der Fußformkreisdurchmesser oder der Fußnutzkreisdurchmesserin der Werkstückzeichnung nicht angegeben sind, dann ist es erforder-lich, aus den Daten der Radpaarung den Fußnutzkreisdurchmesser nachfolgenden Formeln zu berechnen:

Berechnung des Fußnutzkreisdurchmessers

In den Formeln (1) und (2) werdenals Kopfnutzkreisdurchmesser ent-weder die Kopfkreisdurchmesser,oder wenn Kantenbruch vorhan-den ist, die Kopfformkreisdurch-messer der entsprechenden Ge-genräder eingesetzt.

Es bedeuten:dNf1, dNf2 = Fußnutzkreis-ØdNa1, dNa2 = Kopfnutzkreis-

durchmessera = Achsabstandαwt = Betriebseingriffswinkeldb = Grundkreis-Øz1, z2 = Zähnezahlenmt = Stirnmodulαt = Stirn-Eingriffswinkelβ = Schrägungswinkel

182

Verschleißerscheinungen am WälzfräserDie Schnittkräfte

Seit über einem Jahrhundert istdas Wälzfräsverfahren bekannt.Fast ebenso lange haben sichWerkzeug- und Maschinenherstel-ler und die Anwender mit dem Ver-schleißproblem des Wälzfräsersbefaßt. Während beim Drehen undFräsen der Zerspanungsprozeßdurch 3 Größen, nämlich dieSchnittgeschwindigkeit „v“, denVorschub „fa“ und die Zustellung„a“ charakterisiert werden kann,müssen beim Wälzfräsen zwei Be-sonderheiten berücksichtigt wer-den. Im Gegensatz zum Drehenund Fräsen wirken auf den Zerspa-nungsvorgang wesentlich mehrParameter ein. Diese Parameterergeben sich aus dem Herstel-lungsverfahren und darüber hinausaus der Geometrie des Werkzeu-ges und des Werkstückes.

Die Auswirkungen aus dem Zer-spanungsprozeß sind durch dieWechselbeziehung dieser Parame-ter nur schwer erfaßbar.

Thämer (1) stellte bereits bei sei-nen Untersuchungen über dieSchnittkräfte beim Wälzfräsen fest,daß die an jeder Werkzeugschnei-de auftretenden Schnittkräfte ausden jeweils vorliegenden Span-querschnitten berechnet werdenkönnen. Der Bestimmung derSpanquerschnitte kommt daher indiesem Zusammenhang eine we-sentliche Bedeutung zu. Darüberhinaus ermöglicht die Kenntnis derbeim Wälzfräsen auftretendenSpanquerschnitte auch, Aussagenüber den zu erwartenden Werk-zeugverschleiß und über die Ein-satzmöglichkeit für bestimmteSchneidstoffe zu machen. DieSpanungsdicken bei kleinen Mo-duln und die Spanungslängen lassen sich durch Schnittge-schwindigkeit und Vorschub nurgeringfügig beeinflussen und sindin erster Linie durch die geometri-schen Abmessungen von Fräserund Werkstück bestimmt. Bild 1zeigt die an den einzelnen Fräser-schneiden auftretenden Schnitt-kräfte für 3 verschiedene Axialvor-schübe, wie sie sich beimGegenlauffräsen eines Stirnradesergeben. An der einlaufenden Frä-serseite erkennt man, daß die

Schnittkräfte zunächst stark an-steigen, um dann allmählich biszum Ende der Eingriffsstrecke wie-der abzufallen. Abgesehen vonden ersten arbeitenden Fräser-schneiden zeigt sich, daß an allenübrigen Fräserschneiden nahezugleiche Schnittkräfte trotz verän-derter Axialvorschübe vorliegen.Der Grund für diese Erscheinungliegt darin, daß die Spanformen andiesen Fräserschneiden fast aus-schließlich durch die Fräser- undWerkstückabmessung bestimmtwerden. Man erkennt weiterhin,

daß die Zahl der an der Spanab-nahme beteiligten Fräserschnei-den mit wachsendem Axialvor-schub zunimmt. Während inunserem Beispiel bei einem Axial-vorschub von 2 mm je Werk-stückumdrehung nur 13 Fräser-schneiden an der Einlaufseite desFräsers arbeiten, sind es bei 4 mmVorschub je Werkstückumdrehungschon 17 Schneiden und schließ-lich bei 6 mm Vorschub je Werk-stückumdrehung 20 Fräserschnei-den, also rund 50 % mehr als beieinem Vorschub von 2 mm.

nach Thämer WZL – TH Aachen

Werkstück

AuslaufendeRadflanke

EinlaufendeRadflanke

ZulaufendeFräserflanke

AblaufendeFräserflanke

Fräser

500

400

300

200

kp

+20 +15 +10 +5 ±0 – 5

Hau

pts

chni

ttkr

aft

PH

Fräserschneide Nr.

100

0

fa = 2 mm/WUfa = 4 mm/WUfa = 6 mm/WU

Werkstück:mzßo

===

5 mm400°

Fräser:dkiγo

===

100 mm102°30'

Gegenlauffräsen

Bild 1: Einfluß des Vorschubes auf die Schnittkraft beim Wälzfräsen

183

Aus diesem Schnittkraftdiagrammkann man auch erkennen, daßbeim Wälzfräsen die einzelnenFräserschneiden unterschiedlichbelastet werden, wodurch ein un-terschiedliches Verschleißverhal-ten zu erwarten ist. Den Einflußdes Axialvorschubes auf die maxi-male Hauptschnittkraft zeigen wirim Bild 2. Die Schnittkraft steigt fürdas vorliegende Beispiel bis zu ei-nem Vorschub von 3 mm je Werk-stückumdrehung degressiv an.Über 3 mm Vorschub ist eine leichtprogressive Schnittkraftzunahmefestzustellen, welche bei 6 mm ineinen leicht degressiven Verlaufübergeht. Bei 10 mm Vorschubwird etwa die doppelte Schnitt-kraft wie bei 4 mm Vorschub er-reicht.

Die auftretenden Spandicken, diebeim Fräsen von den einzelnenFräserschneiden abzutrennen sind,zeigt Bild 3. Man erkennt, daß dieSpandicken vom Wälzpunkt zureinlaufenden Fräserseite linear an-steigen. Sie sind für alle Axialvor-schübe nahezu gleich und zeigenlediglich bei den ersten arbeiten-den Fräserschneiden gewisse Ab-weichungen. Bei einem Vorschubvon 10 mm je Werkstückumdre-hung liegt die maximale Spandickeüber 0,5 mm. Bei einem Vorschubvon 6 mm je Werkstückumdrehungtritt im vorliegenden Fall eine maxi-male Spandicke von rund 0,45 mmauf, während bei einem Vorschubvon 4 mm pro Werkstückumdre-hung die maximale Spandicke0,35 mm und bei einem Vorschubvon 2 mm pro Werkstückumdre-hung die max. Spandicke ca.0,28 mm wird.


Gegenlauffräsen

Werkstück: mzßo

===

5 mm400°

Fräser: dkiγo

===

100 mm102°30'

s = 10 mm/Werkst.-Umdr.

fa = 6 mm/W-U0,5

0,4

0,3

0,2

mm

25 20 15 10 5 0

Max

imal

e S

pan

dic

ke h

max

Fräserschneide Nr.

0,1

0

fa = 4 mm/W-U

fa = 2 mm/W-U

Bild 3: Einfluß des Axialvorschubes auf die Spandicken

800

600

400

200

kp

0 2 4 6 8 10

Hauptschnittkraft PH

Axialvorschub fa [mm / Werkst.-Umdr.]

berechnete Wertegemessene Werte


Gegenlauffräsen

Werkstück: mzßoCk

===

5 mm400°

Fräser: dkgiγo

====

100 mm1102°30'

45

Bild 2: Einfluß des Axialvorschubes auf die maximale Hauptschnittkraft

184

Ziegler (2) erbrachte den Beweis,daß die Schnittgeschwindigkeitkeinen wesentlichen Einfluß aufdie Hauptschnittkräfte hat (Bild 4).Bei allen Werkstoffen bleiben dieHauptschnittkräfte bei Schnittge-schwindigkeiten über 50 m/min.nahezu konstant, während sie beiVerringerung der Schnittgeschwin-digkeiten ansteigen. Dabei ist derAnstieg beim Gegenlauffräsen et-was größer als beim Gleichlauffrä-sen. Es zeigt sich – unabhängigvom Fräsverfahren und von denZahnraddaten – die abfallendeTendenz bis etwa 50 m/min.

Bei höheren Schnittgeschwindig-keiten können die Schnittkräftenicht weiter abgesenkt werden.Dies konnte insbesondere durchden Einsatz eines Hartmetall-Wälzfräsers Modul 1,5 bestätigtwerden. Als Vorschub wurde beiallen Fräsern ein Wert gewählt, derzahlenmäßig etwa 2/3 des Modulsentspricht. Die Hauptschnittkräftesind neben den Zerspanungsbe-dingungen von den Werkstückab-messungen, insbesondere von derZähnezahl abhängig. Sie werdenjedoch ebenfalls durch die Stollen-zahl des Fräsers und insbesonderedessen Rundlaufgenauigkeit be-einflußt.

Ziegler (3) untersuchte u. a. auchden Einfluß der Steigungsrichtun-gen von Fräser und Werkstück aufdie Umfangskraft und die Zuord-nung dieser Umfangskraft zurTischdrehrichtung. Stimmen dieSteigungsrichtungen von Fräserund Werkstück überein, so ist dieKomponente aus der Haupt-schnittkraft der Werkstückdrehungentgegengesetzt. Das bedeutet,daß die Umfangskraft den Maschi-nentisch und damit das Teil-schneckenrad stärker gegen dietreibende Schnecke anpreßt. Da-bei können keine zusätzlichenTischbewegungen auftreten. Sinddagegen die Steigungsrichtungenentgegengesetzt, so wirkt dieKomponente aus der Haupt-schnittkraft in Tischdrehrichtung.

Wirkt die Umfangskraft der Tisch-drehung entgegen, so wird diesepraktisch nicht beeinflußt. Im ent-gegengesetzten Fall führt derTisch bei konventionellen Wälz-fräsmaschinen mit Stolleneingriffs-frequenz Bewegungen aus, die in

ihrer Größe dem Spiel zwischenSchnecke und Schneckenrad ent-sprechen und ein unsauberes,

welliges Fräsbild entlang der zufräsenden Zahnradflanke ergebenkönnen.

nach Ziegler WZL – TH Aachen

400

300

200

kp

20

Hau

pts

chni

ttkr

aft

PH

100

040 60 80 100 120 140 160 180 m/min 220

Schnittgeschwindigkeit V

m = 5 mm

m = 3 mm

m = 1,5 mm

Werkstoff: Ck 45Zustellung: 2 x mGeradverzahnung

Profilverschiebung: x = 0

z = 31,z = 53,z = 26,z = 26,

fa = 3 mm/WU,fa = 2 mm/WU,fa = 1 mm/WU,fa = 1 mm/WU,

Gegenlauf;Gegenlauf;Gleichlauf;Gleichlauf;

HSS-Fräser,HSS-Fräser,HSS-Fräser,HM-Fräser,

dK =dK =dK =dK =

100 mm,80 mm,63 mm,40 mm,

m =m =m =m =

5 mm,3 mm,

1,5 mm,1,5 mm,

Verzahnungsdaten Fräserdateni =i =i =i =

10101215

Bild 4: Einfluß der Schnittgeschwindigkeit auf die Hauptschnittkräfte

QFA

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7

QFiQK

QK

QFAQFi

Verz

ahnu

ngsm

itte

Schruppzone Bereich der Evolventenausbildung

0,25

mm

2


500

kp

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –715Einschneidezone Ausschneidezone

mziAtv

Ckfam

======

=

4 mm34910240 m/min

1

45

Bild 5: Spanungsquerschnitte und Schnittkräfte bei einem Werkstück mit nur einer Zahnlücke

185

Die Spanungsquerschnitte

Die Erforschung des Ver-schleißverhaltens beim Wälzfräsensetzte die Kenntnis der Spanungs-querschnitte für die einzelnen Frä-serzähne voraus. Bereits die Un-tersuchungen von Ziegler (4) überdie Schnittkräfte machten dieKenntnis der Spanungsquerschnit-te zur Bedingung.

Die Hauptschnittkraft und der Spa-nungsquerschnitt sind beim Wälz-fräsen für jeden einzelnen Zahndes Fräsers verschieden. Damit er-gibt sich beim Wälzfräsen ein er-heblicher Unterschied gegenüberanderen Zerspanverfahren, bei de-nen eine Vorschubvergrößerungunmittelbar eine Spandickenände-rung hervorruft. In Bild 5 sind un-ten die gemessenen Schnittkräfteund oben die berechneten maxi-malen Spanungsquerschnitte füreinen Verzahnungsfall übereinan-der aufgetragen. Die Querschnittesind entsprechend den Schneidenam Kopf bzw. an den beiden Flan-ken der Fräserzähne unterteilt. Esist deutlich zu erkennen, daß in derSchruppzone Querschnitte amFräserkopf gegenüber denjenigender Flanken bei weitem überwie-gen. Nachdem der Zusammen-hang zwischen Schnittkraft undSpanungsquerschnitt hergestelltwar, galt es, die Verschleißformenund ihre Ursachen am Fräserzahngenau zu definieren.

Verschleißkriterien

Am Wälzfräserzahn unterscheidetman einmal den Freiflächenver-schleiß, die Schneidkantenabrun-dung, die Ausbröckelung und denKolk (Bild 6). Um das Ver-schleißverhalten von Wälzfräserngezielt untersuchen zu können,wurden die Versuche in Zusam-menarbeit mit der Industrie unterden Arbeitsbedingungen der Mas-senproduktion durchgeführt. InAbb. 7 ist unter der Verschleißmar-kenbreite „B“ der Flankenver-schleiß zu verstehen. Die obereKurve des Bildes zeigt die bekann-te Charakteristik mit einem zu Be-ginn degressiven Anstieg, demsich ein nahezu lineares Stückanschließt. Bei weiterer Erhöhung

der Stückzahl wird der Anstiegprogressiv. In der unteren Kurve istder Verschleiß auf die gefrästeStückzahl bezogen. Dabei ergibtsich ein Minimum und damit einebestimmte Größe für die Ver-schleißmarke, bei der die anteili-gen Werkzeugkosten minimalwerden. Betrachtet man den Ver-schleiß jedes einzelnen Fräser-zahnes, dann ergibt sich eineDarstellung nach Bild 8. Hierinwurden einmal 40 Räder in einerganz bestimmten Fräserstellungzerspant. Es wird dabei dieSchrupparbeit stets von den glei-chen Schneiden übernommen, sodaß sich ein maximaler Verschleißbei einigen Fräserzähnen ergibt,der bereits einen Nachschliff erfor-dert, obwohl andere Fräserzähnenur wenig oder gar nicht bean-sprucht sind. Bei axialer Fräserver-schiebung (Shiften) hingegen kom-men bei jedem Arbeitszyklus

andere Schneiden in den Bereichder maximalen Beanspruchung, sodaß eine große Anzahl Fräserzäh-ne nahezu gleiche Verschleißmar-kenbreite aufweist.

Schneidkanten-abrundung

Aus-bröckelung

Kolk

Flankenverschleiß(Hohlkehle)

Freiflächen-verschleiß

Bild 6: Verschleißformen am Wälzfräserzahn

Vers

chle

iß p

ro S

tück

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

0,008

0,006

0,004

0,002

0

Anzahl Räder

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0 80 160 240 320

mm

Stck.

mm/Stck.

40 120 200


Bild 7: Freiflächenverschleiß in Abhängigkeit von der Stückzahl

186

Von besonderem Interesse ist derEinfluß der Schnittbedingungenauf den Werkzeugverschleiß. DieAbhängigkeit der Verschleißmar-kenbreite „B“ vom Vorschub ist inBild 9 dargestellt. Bei kleinen Vor-schüben sind die Spandicken undSchnittkräfte gering, dagegen istdie Anzahl der Anschnitte groß.Bei größerem Vorschub steigendie Spanquerschnitte und damitdie Schneidenbelastung und -tem-peratur, dagegen verringert sichdie Anzahl der Anschnitte. Be-trachtet man in Bild 10 den mittle-ren Verschleiß in Abhängigkeitvom Vorschub, dann erkennt man,daß der Verschleißanstieg bei ver-größertem Vorschub so gering ist,daß die durch eine Vorschubver-größerung erreichte Hauptzeitver-kürzung weit stärker ins Gewichtfällt als der nur geringfügig ver-größerte Werkzeugverschleiß. Dar-aus kann gefolgert werden, daß imuntersuchten Bereich eine Vor-schubvergrößerung nicht durchden Verschleiß, sondern durch dieerreichbare Verzahnungsqualität,insbesondere im Hinblick auf dieVorschubmarkierungen, begrenztwird. Im Gegensatz zum Vorschubbeeinflußt die Schnittgeschwindig-keit den Werkzeugverschleiß inweit stärkerem Maße. Wir werdenauf diese Tatsache noch zurück-kommen.

Hoffmeister (5) differenzierte dieEinflüsse auf den Wälzfräser-Ver-schleiß nach Fräser-Bearbeitungs-und Zahnradkriterien. Damit be-einflußt der Durchmesser desWerkzeuges, die Gangzahl desWerkzeuges und die Anzahl derStollen den Verschleiß. Dazu kom-men der Kopfradius, die Freiwinkeldes Fräserprofils, der Spanwinkelder Schneiden, schließlich dieBauart des Werkzeuges und derWerkstoff des Werkzeuges.

Der Verschleiß wird sehr stark vonden folgenden Bearbeitungsbe-dingungen beeinflußt:

Von dem Vorschub „fa“, vom Shift-sprung „sH“, der Tauchtiefe „a“,der Schnittgeschwindigkeit „v“.Weiter wird der Verschleiß beein-flußt vom Fräsverfahren, vom Zu-stand der Wälzfräsmaschine, vonder Ein- und Aufspannung vonWerkzeug (Rundlauf) und Werkradund schließlich vom Kühlmittel.

Fräserzahnnummer

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

0 40 80

mm

706050 90 100 110302010

160 Räder mit Shiftung(Shiftsprung: 0,64 mm / Aufspannung)


40 Räder ohne ShiftungStreubereich

Bild 8: Verschleißmarkenbreite beim Wälzfräsen mit und ohne Shiftung

Fräserzahnnummer

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

40 80

mm

60 10020


fa = 5 mm / WUfa = 4 mm / WUfa = 3,2 mm / WU

Bild 9: Verschleißmarkenbreite in Abhängigkeit vom Vorschub

4 6mm/WU2 3

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Vers

chle

ißm

arke

nbre

ite B

mm

nach Ziegler WZL – TH Aachen Vorschub fa

Bild 10: Verschleißmarkenbreite in Abhängigkeit vom Vorschub

187

Das Zahnrad beeinflußt den Wälz-fräserverschleiß durch seinenDurchmesser, durch die Modul-größe, durch den Schrägungswin-kel seiner Verzahnung, durch dieProfilverschiebung x · m unddurch die Radbreite. Nicht zu ver-gessen ist der Einfluß des Werk-stoffes des Zahnrades auf denWerkzeugverschleiß. Diese Viel-zahl der Einflußgrößen kann manin zwei Gruppen einteilen:

1. In Größen, die von der Geome-trie der Verzahnung und des Frä-sers her die Schnittbogenlängeund Spanungsdicke bestimmen.

2. Technologische Einflüsse, wiedie Schnittgeschwindigkeit, dieSchneidstoff-Werkzeug-Paarung,die Schneidengeometrie, die Kühl-schmierung u. a.

Eingriffsverhältnisse

Hoffmeister (6) unterscheidet zwi-schen der Fräsereinlauf- und -aus-laufseite, die durch den Mitten-zahn getrennt sind, und zwischeneiner Profilerzeugungszone und ei-ner Vorschneidzone. Als Mitten-zahn wird der Fräserzahn bezeich-net, der im AchskreuzungspunktWälzfräser/Zahnrad liegt. Der Mit-tenzahn liegt in der Mitte derProfilerzeugungszone. Die Vor-schneidzone ist von der äußerenForm des Wälzfräsers abhängig.Sie wird bei zylindrischen Werk-zeugen größer sein, als bei Werk-zeugen mit einem kegeligen oderrunden Anschnitt.

Um die Berechnung der Schnitt-bogenlänge und Spanungsdickendurchführen zu können, war es er-forderlich, die Durchdringungskur-ve Werkzeug-Werkrad genau zudefinieren.

Bei der Durchdringung Werkzeug-Werkrad (7) bildete die Durchdrin-gungskurve eine Schnittellipse aufder Zylindermantelfläche des Ra-des. Die Lage dieser Ellipse istvom Kreuzungswinkel der beidenAchsen abhängig. Darüber hinauswird die Form der Ellipse von denGrößenverhältnissen von Wälzfrä-ser und Rad bestimmt. Wesentlichfür die Beurteilung der richtigen

Einstellung des Werkzeuges aufder Wälzfräsmaschine ist die Pro-jektion dieser Schnittellipse in einezur Fräsmaschine parallele Ebene.Übernimmt man die in Abb. 12 an-gegebenen Bezeichnungen, dannkann man die in Abb. 13 darge-stellte Formeln entwickeln. Mit Hil-fe dieser Formeln kann über einenRechner eine Plotterzeichnung er-stellt werden, die eine Beurteilungder Werkzeugeinstellung erlaubt(Abb. 14).

In der Durchdringungsellipse er-halten wir für die Y-Achse einenMaximalwert. Die Projektion die-ses Wertes auf die Fräserachse er-gibt die Anschneidzone für dasGegenlauffräsen. Wird die Kurveüber Ymax. hinaus verfolgt bis zueinem Wert Y = Ymax. – Vorschubpro Werkstückumdrehung, dannerhalten wir einen Punkt auf derKurve, aus dem die Anschneid-zone für das Gleichlauffräsen be-stimmt werden kann.

Rad

Fräser

Bild 11: Prinzip der Durchdringungskurve

A

h

aR

x b

c ß

g

f

L

e

d y

RF

Bild 12: Bemaßung der Durchdringungskurve

188

Die Projektion dieses Kurvenpunk-tes auf die Fräserachse entsprichtder Fräserlänge für die Anschneid-zone bei Schrägverzahnungen,wenn Fräser und Werkrad die glei-che Steigungsrichtung (gleichsin-nig) haben. Bezieht man in dieseBetrachtung ein Werkzeug mit An-schnitt ein, dann ist besonders beiGroßverzahnungen die Kenntnisder Durchdringungslinie von Be-deutung.

Aus der Abbildung 15 ist zu erken-nen, wie die Einlauflängen beimWerkzeug mit kegeligem Anschnittsich entschieden gegenüber demzylindrischen Werkzeug verkürzen.Es soll an dieser Stelle darauf hin-gewiesen werden, daß man auchdie Anschnittgestaltung in Winkelund Form sinnvoll den Gegeben-heiten anpassen sollte, um einÜberlasten der Anschnittzähne zuvermeiden, denn das würde wie-derum zu einem vorzeitigen Ver-schleiß führen. Aus der Kenntnisder Wälzfräserpositionierung aufder Wälzfräsmaschine herauskonnten nun die Verschleißunter-suchungen systematisch durchge-führt werden (Bild 16).

fa = 6

Einlauflänge für

Gegenlauffräsen

Einlauflänge für Gleichlauffräsen

Fräserachse

3,7 m

Radmittellinie

Gegenlauf:Ø 210 x 175 / 229 x Ø 100Anschnittlänge 40 mmEinlauflänge 138 mm

Gleichlauf:Ø 210 x 225 / 279 x Ø 100Anschnittlänge 90 mmEinlauflänge 188 mmVorschub fa = 6 mm

Räumzahn-Walzfräsermit Anschnitt � 8°31'57''3 gängig

RFhRββ0

γ0

WerkzeugradiusZahnhöhe = FrästiefeWerkstückaußenradiusβ0 – γ0Schrägungswinkel derVerzahnungSteigungswinkel desWälzfräsers

=====

=

xR

2A – R 1 –

RF

2 2

c = RF 1 –

A = RF – h + R

xR

2a = R 1 –

2

xR

2b = A – R 1 –

2

xR

2A – R 1 –

RF

2 2

d = RF 1 –

e = x · tan β

1cos β

xR

2A – R 1 –

RF

2 2

f = RF 1 – · tan β

g = xcos β

y = d + e L = f + g

2

2

2

Bild 15: Durchdringungskurve für eine Wälzfräser mit Anschnitt.Rad: Modul 10, 405 Zähne, Schrägungs� 29°

Vorschub pro Werkstückumdrehung

Anschneidzone für das Gegenlauffräsen

Anschneidzone für das Gleichlauffräsen

x

y

Fräserachse

Rad

achs

e

Bild 14: Werkzeug-Rad-Durchdringung

Bild 13: Berechnung der Durchdringungskurve

189

Bei den Verschleißmessungen un-terscheidet man zwischen demKopfkantenverschleiß, hier mit„BK“ bezeichnet; mit dem Ver-schleiß der ablaufenden Fräser-flanke „BA“ bezeichnet und mitdem Verschleiß der zulaufendenFlanke „BZ“ bezeichnet. Als ablau-fende Fräserflanke wird die Flankebetrachtet, deren Relativbewe-gung mit der auslaufenden Rad-flanke gleich ist. Die zulaufendeWerkzeugflanke ist die Fräserflan-ke, auf die die Radflanke in derWälzbewegung zuläuft. Bei derGegenüberstellung der Ergebnisseder Verschleißmessungen amWälzfräser, der zum Gleichlauffrä-sen eingesetzt war, mit den Ver-schleißmessungen am Wälzfräser,der im Gegenlauf eingesetzt war,wurde die Drehrichtung des Rad-körpers und die des Fräsersgleichgehalten. Daraus ergibt sichbei der Darstellung der Verschleiß-kurve, daß der Mittenzahn (mit 0bezeichnet) im Verschleißdia-gramm für das Gleichlauffräsenauf der rechten Diagrammseiteliegt, während der Mittenzahn fürdas Gegenlauffräsen seine Lageauf der linken Diagrammseite hat.Aus dem Diagramm ist ersichtlich,daß beim Gleichlauffräsen mehrZähne beim Anschneiden beteiligtsind, als beim Gegenlauffräsen.Die Belastung der Kopfschneidenist beim Gegenlauffräsen nur ge-ringfügig größer als beim Gleich-lauffräsen. Dies erklärt sich ausder Tatsache, daß weniger Wälz-fräserzähne beim Gegenlauffräsenin Einsatz gebracht werden alsbeim Gleichlauffräsen. Die Bela-stung und damit der Verschleiß derzulaufenden Fräserflanke ist beimGleichlauffräsen am höchsten.Dies besonders im anschneiden-den Fräserteil mit der größtenSchnittbogenlänge.

Die Hauptbelastung beim Gegen-lauffräsen kommt den Zähnen derablaufenden Fräserflanke zu. Hierwird selbst in die Zone der Profil-ausbildung noch der relativ großeVerschleiß hineingezogen. Dies er-klärt sich aus der Tatsache, daßbeim Gegenlauffräsen selbst nochin der Zone der Profilausbildungdie größere Schnittbogenlängevorherrscht. Beim Gleichlauffräsenliegt also der Arbeitsbereich aufder Fräsereinlaufseite, beim Ge-genlauffräsen auf der Auslaufseite.

Die Verschleißdiagramme erklärensich auch wie folgt: Beim Gleich-lauffräsen ist der wirksame Frei-winkel an der äußeren Fräserzahn-flanke kleiner als an der inneren.Deshalb könnte der maximale Ver-schleiß an der äußeren Fräser-zahnflanke durch den Einfluß deskleineren Freiwinkels hervorgeru-fen sein. Diese Erklärung trifft fürdas Gegenlauffräsen nicht zu. DerFlankenverschleiß tritt zwar auchan der äußeren Fräserzahnflankeauf, doch besitzt diese den größe-ren wirksamen Freiwinkel. Aus die-sem Grunde kommt der Einflußdes Freiwinkels als die alleinigeUrsache für die Entstehung desFlankenverschleißes nicht in Be-tracht. Um für die Entstehung desFlankenverschleißes eine glaub-würdige Erklärung zu finden, wa-ren erst weitere Untersuchungenerforderlich.

Die Geometrie des Spa-nes beim Wälzfräsen

Sulzer (8) erarbeitete ein Rechen-verfahren, das die Geometrie deseinzelnen Spanes genau ermittelt.Zu diesem Zweck untersuchte erdie Spanbildung in einer Anzahlvon Schnittebenen während desDurchlaufes eines Fräserzahnes.Der Rechner liefert nun für jedeSchnittebene Zahlenwerte, die der

jeweils ausgebildeten Spanungs-dicke entsprechen. Diese Werte –grafisch dargestellt – ergeben fürdie Schnittebenen Horizontallinienmit den Bezeichnungen von 1 bis6 (Bild 18). Um einen Eindrucküber die Größenverhältnisse zugewinnen, ist auf der linkenDiagrammseite der Maßstab derSpanungsquerschnitte angege-ben. Unterhalb der Grundlinie be-finden sich die Bezeichnungen fürdie Schneidzonen. Die Strecke ABentspricht der einlaufenden Frä-serflanke. Die Strecke BC ent-spricht der Zahnkopfbreite. DieStrecke CD entspricht der auslau-fenden Fräserflanke. Werden dievom Rechner gelieferten Werte fürdie Spanungsquerschnitte vomPlotter dargestellt, dann erhältman auf den Schnittebenen dieQuerschnitte des Spanes abgebil-det. Dieses Plotterbild ergibt eineDarstellung der Spanquerschnitteund des Spanumrisses.

Wird diese Spanquerschnittsbe-rechnung unter Darstellung für alleim Eingriff stehenden Wälzfräser-zähne durchgeführt, bekommtman einen Überblick über Spa-nungsquerschnitte und Spanfor-men beim Wälzfräsen (Bild 19).Darüber hinaus kann man die Be-lastungen der einzelnen Wälzfrä-serzähne und die unterschiedlicheBelastung innerhalb des jeweilsbetrachteten Zahnes erkennen.

+25 +20 +15 +10 +5 0 –5 +5 0 –5 –10 –15 –20

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

mm

Gleichlauffräsen Gegenlauffräsen

BKBABZ

= Kopfkantenverschleiß= Verschleiß an den ablaufenden Flanken= Verschleiß an den zulaufenden Flanken

BA

BZ

BK

BA

BZ

BK

nach Hoffmeister WZL – TH Aachen

Bild 16: Verschleißverteilung am Wälzfräser

190

Beim Simulieren der einzelnenFräsverfahren wie Gegenlauffräsenund Gleichlauffräsen und desgleichsinnigen bzw. gegensinnigenFräsens, liefert der Rechner unter-schiedliche Spanungsquerschnitteund Formen. Unter gleichsinnigemWälzfräsen ist zu verstehen, daßdie Gangrichtung des Wälzfräsersund die Zahnsteigung des Radesgleichsinnig sind, d. h., ein rechts-gängiger Fräser bearbeitet ein Radmit rechtssteigenden Zähnen, bzw.ein linksgängiger Fräser bearbeitetein Rad mit linkssteigenden Zäh-nen. Beim gegensinnigen Fräsenbearbeitet ein rechtsgängiger Frä-ser ein Zahnrad mit linkssteigen-den Zähnen und ein linksgängigerFräser ein solches mit rechtsstei-genden Zähnen. Bei dieser rech-nerischen Erfassung der Spa-nungsgeometrie bestätigte sichdas, was bereits Thämer (1) beiseinen Untersuchungen festge-stellt hatte. Der Flankenverschleißtritt gerade an den Übergängenvon Werkzeugzahnkopf zur Werk-zeugflanke auf, die nicht mehr ak-tiv an der Zerspanung beteiligtsind. Er sagt wörtlich: „Hier zeigtdiejenige Fräserschneide, die ge-rade an dieser Ecke keinen Spanmehr abtrennt, besonders großeVerschleißmarkenbreiten, worauswiederum deutlich wird, daßkein unmittelbarer Zusammenhangallein zwischen Spandicke undWerkzeugverschleiß besteht.“ Dienach Sulzers Methode (9 und 10)erstellten Plotterbilder bestätigen

diese Annahme. Sulzers Unter-suchungen erstrecken sich haupt-sächlich auf das Verschleißverhal-ten von Hartmetall-Wälzfräsern.Anstelle des Flankenverschleißesstellt er in diesem Bereich Mikro-ausbrüche fest. Mit dem Raster-Elektronen-Mikroskop untersuchteer die auslaufenden Flanken nachSpanspuren und entdeckte dabeian den Flanken Preßschweißun-gen. Er sagt wörtlich: (11 und 12)„Die unterschiedliche Richtung derSchnittspuren und der Streifen

deuten darauf hin, daß diese Strei-fen von den ablaufenden Spänenherrühren. Sie treten an Stellen derZahnflanke auf, die mit dem be-treffenden Fräserzahn nicht in Ein-griff kommen, d. h., es existiert imallgemeinen ein Spalt zwischenSchneidkante und diesem Flan-kenbereich“.

Die Kollision zwischen Span undWerkstückflanke kann aus derSpanform und dem Spanablauf er-klärt werden. Die Zerspanung be-

Schnittebenen

nach Sulzer WZL – TH Aachen

1

2

6

3

4

5

einlaufende Flanke auslaufende FlankeKopfA B C D

0,2

mm

1 mm

1 m

m

Bild 18: Bestimmung der Spanungsquerschnitte

Werkrad

Fräser

Schnittebenen


531 2

46

Bild 17: Bestimmung der Spanungsquerschnitte

191

ginnt an der auslaufenden Flankein der Nähe des Fräserzahnkopfes.In diesem Stadium kann er nochfrei abrollen. Danach kommt derKopfbereich des Fräserzahnes inEingriff. Aufgrund der komplizier-ten Form und der engen Raumver-hältnisse in der Zahnlücke kannder Span nicht mehr frei abrollen.Er wird zum Schluß von der ein-laufenden Flanke her über dieSpanfläche hinweg zur anderen

Werkstückflanke geschoben undverschweißt dort. Infolge derSchnittbewegung des Fräserzah-nes werden die Preßschweißun-gen getrennt, durch den ablaufen-den Span bilden sie sich neu.Zusätzlich erfolgt während derSchnittbewegung eine Werkstück-drehung. Sie bewirkt, daß sich dieWerkstückflanke von der auslau-fenden Werkzeugflanke entfernt.Mit dieser Relativgeschwindigkeit

wird der Span von der Spanflächeher über die Schneidkante ge-schoben. Dadurch entstehen Zug-kräfte an der Schneidkante, die zuAusbrüchen bei Hartmetall führenkönnen. Bei Schnellstahl-Fräsernentstehen an dieser Stelle Quet-schungen, die den größeren Frei-flankenabrieb erzeugen. Beim ge-gensinnigen Fräsen tritt dieseErscheinungsform zwar auch auf,aber nicht in diesem großen Maße.


1 2 3

4 5 6

7 8 9

13 14 15

10 11 12

Bild 19: Unterschiedliche Spanungsquerschnitte bei den im Eingriff stehenden Wälzfräserzähnen

Literatur1) Thämer, Untersuchung der Schnittkraft

beim Wälzfräser. Forschungsbericht THAachen 1964

2) Ziegler, Bestimmung optimaler Schnitt-bedingungen für das Wälzfräsen.Forschungsbericht TH Aachen 1965

3) Ziegler, Schnittkräfte beim Wälzfräsengerade- und schrägverzahnter Stirn-räder. Forschungsbericht TH Aachen1966

4) Ziegler, Untersuchung der Hauptschnitt-kraft beim Wälzfräsen von Stirnrädern.Dissertation 1967 an der TH Aachen

9) Sulzer, Stand und Entwicklung beimHM-Wälzfräsen, Untersuchung derSchneiden- und Spanungsgeometrie.Forschungsbericht TH Aachen 1971

10) Sulzer, Vermeidung von Ausbrüchen an HM-Wälzfräsern. ForschungsberichtTH Aachen 1972

11) Sulzer, Ursachen und Vermeidung vonAusbrüchen beim HM-Wälzfräsen. Forschungsbericht TH Aachen 1973

12) Sulzer, Leistungssteigerung bei der Zylinderradherstelllung durch genaue Erfassung der Zerspankinematik. Dissertation 1973 an der TH Aachen

5) Hoffmeister, Standzeituntersuchungenund Abwälzfräsen mit Hartmetall.Forschungsbericht TH Aachen 1968

6) Hoffmeister, Allgemeine Verschleiß-untersuchungen beim Wälzfräsen.Forschungsbericht TH Aachen 1969

7) Hoffmeister, Über den Verschleiß amWälzfräser. Dissertation 1970 an derTH Aachen

8) Sulzer, Optimale Auslegung von Wälz-fräsern und Einsatz von Hartmetall beim Wälzfräsen. Forschungsbericht TH Aachen 1970

192

Richtwerte für den Leistungs-bedarf beim Zahnform-Vorfräsen:

Zeichenerklärung:

Rm = Zugfestigkeit (N/mm2)Vc = Schnittgeschwindigkeit

(m/min)hm1 = mittlere Kopfspandicke

(mm) Wert ≈ 0,1 mmz = Kopfschneidenanzahl / 2fz = Zahnvorschub (mm)a = radiale Zustellung (mm)

(Schnittiefe)D = Werkzeug-Øvf = Vorschub (mm/min)Qspez. = Leistungsfaktor

(cm3 min · kW)(Wert aus Tabelle)

Gültige Formel für volle Profiltiefe:

P(kW) = 3,19 · Mod.2 · vf

1000 · Qspez.

vf = fz · n · z

fz = hm1

Zahnformfräser mit WendeplattenZahnform-Fräsermit HM-Wendeplattenfür das Vor- bzw. Fertigfräsen vonStirnrad- (Außen- und Innen-) Ver-zahnungen, sowie für Schnecken-und Zahnstangenfertigung.

Zahnform-Vorfräsermit tangential angeordneten HM-Wendeplatten, Eingriffswinkel =20°, Bezugsprofil IV nach DIN 3972.

Der Einsatz dieser Werkzeuge istein wirtschaftliches Fertigungsver-fahren für die Vorbearbeitung vonGroßverzahnungen.

Gegebenenfalls bietet es erhebli-che Vorteile beim Vorfräsen vonhochfesten Zahnradwerkstoffen.(Rm > 1000 N/mm2)

Die Zahnlücken werden gerad-flankig-trapezförmig vorgearbeitet.Das Werkzeug-Bezugsprofil ent-spricht BP IV nach DIN 3972. An-dere Profile werden auf Wunsch inSonderausführung geliefert.

AnforderungenDurch die Verwendung von HM-Schneidstoffen werden erheblicheLeistungssteigerungen ermöglicht.Voraussetzung ist eine leistungs-starke, ausreichend steife Bearbei-tungsmaschine. Das Fräsen imEintauch-Verfahren muß auchmöglich sein. Gleichlauffräsen istzu bevorzugen.

Zahnform-FertigfräserDiese Methode kann angewendetwerden bei mittleren Qualitäts-anforderungen an die Verzah-nungsgüte. So ist Güteklasse 9nach DIN 3962/ 68 erreichbar.

Vielfach findet dieses VerfahrenAnwendung bei der Herstellungvon Kugeldrehverbindungen (Stell-getriebe für Auslegerkrane), fürdas Profilieren der Außen- bzw. In-nenverzahnung.

KonstruktionsmerkmaleDurchgehende WSP-Schneidkan-ten ermöglichen das Fertigbear-beiten der gesamten Profilhöhe.Damit ist sichergestellt, daß keinestörenden Überschneidungen zuZeilenbildungen führen.

Die Wendeplatten sind 2fachwendbar. Ein einseitiger nochmali-ger Nachschliff ist möglich. DieBestimmung der Schneidkanten-form erfolgt aus dem uns vorgege-benen Zahnlückenprofil. Sie ist imgroßen Maße abhängig von derRadzähnezahl und dem Profil-verschiebungsfaktor.

aD

180500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70Vc (m/min)

Rm

(N

/mm

2 ) M = 6M = 10M = 14M = 18M = 20M = 22

Richtwert (vc - m/min)

Werkstoff Rm/UTS Leistungsfaktor (N/mm2) Qspez. cm3/min · kW

Unlegierter Baustahl – 700 22 – 24

Automatenstahl – 700 22

Baustahl 500 – 900 18 – 20

Vergütungsstahl, mittelfest 500 – 950 18 – 20

Stahlguß – 950 18 – 20

Einsatzstahl – 950 18 – 20

Rost- und säurebeständiger Stahl, ferritisch, martensitisch 500 – 950 16 – 18

Vergütungsstahl, hochfest 950 – 1400 13 – 18

Nitrierstahl, vergütet 950 – 1400 13 – 18

Werkzeugstahl 950 – 1400 13 – 18

Rost- und säurebeständiger Stahl, austenitisch 500 – 950 18 – 20

Grauguß 100 – 400 (120–600 HB) 28 – 35

legierter Grauguß 150 – 250 (160–230 HB) 22

Sphärguß 400 – 800 (120–310 HB) 24

Temperguß 350 – 700 (150–280 HB) 24

193

Katalognummern-VerzeichnisKatalog-Nummer Seite

2412 66

2422 67

2432 67

2442 68

2444 69

2472 70

2452 71

2462 72

2500 88

2512 89

2513 90

2521 91

2522 92

2560 93

2561 94

2601 98

2620 102

2621 103

2630 104

2667 105

2690 112

2695 111

2701 116

2742 117

2730 118

2731 120

2801 122

2802 122

2803 122

2804 122

Katalog-Nummer Seite

2002 13

2008 14

2022 15

2026 47

2028 44

2031 16

2032 16

2033 17

2042 18

2051 34

2053 34

2055 34

2057 34

2061 35

2063 35

2065 35

2067 35

2082 51

2091 55

2092 56

2094 57

2129 45

2153 46

2163 39

2301 60

2311 61

2331 62

2341 63

2342 64

2352 65

2402 66

194

DIN-Nummern-VerzeichnisDIN Seite

138 30, 46, 111, 112

1806 102

2080 102

2207 102

3968 15–17, 24, 25, 34, 35, 44, 45, 47, 51, 56, 57, 63–72,127, 134, 144, 171, 174, 177

3972 15, 16, 34, 35, 51, 88–94, 98, 102–105, 141, 179, 192

3975 81

5294 117

5464 67,118

5471 67, 119

5472 68, 119

5480 70, 148

5481 72,148

5482 71

58411 13

58412 13, 14,142

58413 13, 14

7721 17

8002A 15

8002B 16

8150 61, 116,146

8151 116

8164 62, 116,146

8187 60, 116,146

8188 60, 116, 146

8196 60

8197 146

9611 69, 119

58411 13

58412 13, 14

58413 13, 14

195

196

Bezeichnung Cat.-No. Ident No. MengeDesignation Quantitiy

Firma n Company

Kd.-Nr. n Customer No.

Name n Name

Abteilung n Department

Telefon n Telephone Fax

Straße n Street

PLZ n Post Code Ort n City

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Verzahnungs-werkzeuge• Wälzfräsen• Zahnformfräsen

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ahn

un

gsw

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e

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