Wälzfräsen

Kinematik und Profilbildung beim Wälzfräsen

Das Verfahren arbeitet mit einem schneckenförmigen Wälzfräser, der mit dem Werkstück in einer definierten Relativbewegung steht. Aus dieser Abwälzbewegung entsteht die Verzahnungsgeometrie als kontinuierlicher generativer Prozess. Dadurch unterscheidet sich Wälzfräsen von Verfahren, bei denen einzelne Zahnlücken nacheinander geformt werden. Bearbeitet werden typischerweise zylindrische Verzahnungen; die genaue Auslegung richtet sich nach Geometrie, Werkstoff und geforderter Qualität des Bauteils.

Einsatz bei Aussenverzahnungen und wiederkehrenden Geometrien

Wälzfräsen wird für Zahnräder, Ritzel und weitere verzahnte Werkstücke eingesetzt, wenn eine reproduzierbare Zahnform wirtschaftlich gefertigt werden soll. Das Verfahren ist in der Lohnfertigung besonders dort verbreitet, wo gleiche oder ähnliche Verzahnungen mehrfach hergestellt werden. Häufig folgt auf das Wälzfräsen je nach Bauteil noch ein weiterer Schritt wie Wärmebehandlung oder Feinbearbeitung. Der Einsatz hängt unter anderem von Zahnform, Stückzahl, Werkstoff und Toleranzvorgaben ab.

Ausprägungen nach Verzahnungsart und Bearbeitungsstufe

Innerhalb des Wälzfräsens unterscheiden sich Aufspannung, Werkzeugauslegung und Prozessführung je nach gerad- oder schrägverzahnter Ausführung, Bauteilabmessung und Bearbeitungsziel. Auch der Bearbeitungszeitpunkt im Fertigungsablauf variiert: In manchen Fällen dient das Verfahren dem Erzeugen der Grundverzahnung, in anderen Fällen dem Erreichen der geforderten Endgeometrie ohne zusätzliche Feinbearbeitung. Relevant sind zudem Werkstoffzustand, Zahnbreite, Einspannverhältnisse und die Frage, ob angrenzende Konturen den Werkzeuglauf begrenzen.

Abgrenzung zu Stossen, Schleifen und Honen

Im Bereich Verzahnen gehört Wälzfräsen zur eigentlichen Erzeugung der Zahnform. Gegenüber Stossen eignet es sich besonders für viele Aussenverzahnungen, während Stossen dort Vorteile haben kann, wo die Geometrie mit einem Fräser nicht sinnvoll zugänglich ist, etwa bei bestimmten Innenverzahnungen oder nahen Schultern. Schleifen und Honen sind davon zu unterscheiden: Diese Verfahren dienen in der Regel der Fein- oder Nachbearbeitung bereits erzeugter Verzahnungen. In der Hierarchie unter Zahnrad steht Wälzfräsen damit für ein eigenständiges Herstellverfahren und nicht für einen nachgelagerten Finishschritt.