Bauteile in einer Aufspannung zu bearbeiten, hat viele Vorteile: Die Bearbeitungsgenauigkeit nimmt ebenso zu wie die Produktivität, und Aufwendungen im Bauteilhandling werden reduziert. Damit Kunden diese Potenziale erschließen können, integriert Heller sukzessive weitere Technologien in seine Bearbeitungszentren. Ein Beispiel ist das Wälzschälen, mit dem Anwender*innen von 5-Achs-Fräszentren Bauteile auch verzahnen – ohne umzuspannen.
Hochproduktiv und flexibel
Beim Power Skiving gibt es kaum Stirnräder, die sich nicht herstellen lassen. Ob gerade oder schräge Verzahnung, ob Außen- oder Innenverzahnung – alles ist problemlos machbar. Auch ballige Verzahnungen können über eine komplexe mathematische Transformation mit höchster Profiltreue realisiert werden. Die Kosten für eine extra Verzahnungsmaschine lassen sich dabei sparen, das Verfahren ist zwei- bis dreimal schneller als das Stoßen und damit weitaus produktiver. Dazu punktet das Wälzschälen mit weniger Störkonturen, mehr Flexibilität und günstigeren Werkzeugen als beim Räumen und beim Wälzfräsen.
Einfache Integration und Programmierung
Die einzige Voraussetzung ist, dass die eingesetzte 5-Achs-Maschine zusätzlich über die Drehfunktionen der Heller Mill-Turn-Option mit dem direkt angetriebenen Rundtisch verfügt. Ist dies der Fall, lässt sich die Technologie Wälzschälen einfach in moderne Siemenssteuerungen integrieren und ebenso einfach programmieren. Selbst Maschinenbediener*innen mit wenig Verzahnungserfahrung werden keine Probleme haben, ein zuverlässig funktionierendes Programm zu erstellen. Basis dafür ist ein Technologiezyklus mit klarer Gliederung und grafisch unterstützter Eingabemaske. Die Programmierenden geben hierzu schrittweise alle relevanten Verzahnungsdaten ein und bestätigen diese am Ende. Dann führt der Zyklus automatisch eine umfangreiche Plausibilitätsprüfung durch. Schließt diese erfolgreich ab, lässt sich der Produktionsprozess starten.
Die Bearbeitung selbst setzt eine hohe Genauigkeit aller Maschinenachsen voraus. Im Mittelpunkt stehen hierbei der Rundtisch mit dem Werkstück und die Spindel mit dem Werkzeug. Diese beiden Rundachsen sind generisch gekoppelt, da sie exakt synchron rotieren müssen. Bei diesem hochdynamischen Prozess wälzen Schälrad und Werkstück aufeinander ab. Gleichzeitig führt die Maschine entlang der Verzahnungsachse einen gleichmäßigen Vorschub aus, und trägt so den Span ab. Die Zahnform ergibt sich letztendlich aus der synchronen Rotation und der Form des jeweils eingesetzten Fräsers.
Kurze Bearbeitungszeit und hohe Qualität
Auf der EMO 2023 in Hannover stellte Heller auf dem neuen 5-Achs-Bearbeitungszentrum F 6000 im Rahmen einer Performance- und Technologie-Demobearbeitung in Stahl die Verzahnungstechnologie Power Skiving vor. Das Werkstück wird in einer Aufspannung gedreht, gefräst, gebohrt und bekommt schließlich via Wälzschälen eine Innenverzahnung mit Modul 4 (31 Zähne). Letztere Bearbeitung nimmt lediglich 80 Sekunden in Anspruch und erreicht dank der hochpräzisen Heller Bearbeitungszentren und des Heller Know-hows hinsichtlich des Wälzschälprozesses eine herausragende Qualität von 6 nach DIN 3961.
Power Skiving erweitert so das Spektrum der Komplettbearbeitung auf einfache und zuverlässige Weise. Dabei halten sich die Zusatzinvestitionen in engen Grenzen. Denn es werden lediglich die jeweiligen Werkzeuge benötigt. Die im Paket integrierte Sicherheitsoption ESR sorgt dafür, dass das Werkzeug im Störfall sofort aus dem Werkstück springt und kein Schaden entsteht.
Gebr. Heller
Maschinenfabrik GmbH
Der Autor
Daniel Kehl
Projektleiter Power Skiving / Technologieentwicklung
Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH.
