Wälzstossen

Wälzstossen: eine Kombination aus Stoss- und Wälzbewegung. Aber wo und wann genau wird dieses Verfahren angewendet?

Dieses Fertigungsverfahren wird für aussen- und innenverzahnte Stirnräder sowie für konische Verzahnungen angewendet. Das Wälzstossen zeichnet sich vor allem durch die Prozesskinematik aus, die einen geringen Werkzeugüberlaufweg und damit einen geringen Auslauf benötigt. Eingesetzt wird das Wälzstossen vornehmlich zur Fertigung von Verzahnungen mit Störkonturen im Werkzeugauslauf – beispielsweise für Innenzahnkränze bei Planetengetrieben, Kupplungsnaben sowie Antriebswellen.

Der Bearbeitungsprozess

Das Wälzstossen ist eine Kombination aus Stoss- und Wälzbewegung. Ähnlich wie beim Wälzhobeln führt das Werkzeug im Prozess eine lineare Schnittbewegung längs der Werkzeugmittelachse aus. Anschliessend wird das Werkzeug an den Ausgangspunkt zurückgeführt. Um eine Kollision von Werkzeug und Werkstück zu vermeiden, wird der Achsabstand jeweils vor dem Rückhub vergrössert. Die Rotationsachsen von Werkzeug und Werkstück werden beim Wälzstossen mechanisch oder elektronisch gekoppelt. Die Produktivität ist dabei geringer als beim Wälzfräsen. Deshalb werden Wälzstossmaschinen vorrangig bei Verzahnungen mit begrenztem axialem Freiraum – wie beispielsweise Verzahnungen an Stufenwellen – oder für die Herstellung von Innenverzahnungen eingesetzt.

Einstellparameter und Werkzeuge

Die wichtigsten Einstellparameter beim Wälzstossen sind die Schnittgeschwindigkeit und Hubzahl sowie der Wälzvorschub. Aufgrund der dicken Durchdringungsverhältnisse beim Wälzstossen sind Simulationsprogramme unabdingbar.

Die Wahl der Anzahl Doppelhübe pro Minute bzw. der Schnittgeschwindigkeit muss beim Wälzstossen an die Werkstoff-Schneidstoff-Kombination angepasst sein. Durch den Einsatz von Werkzeugen aus Hartmetall kann die Schnittgeschwindigkeit gegenüber derjenigen beim Einsatz von Werkzeugen aus HSS gesteigert werden – sofern dies die Kinematik der Maschine zulässt. Es gibt verschiedene Varianten von Stosswerkzeugen. Die Auswahl erfolgt aufgrund der zu bearbeitenden Werkstückgeometrie. So werden für die Fertigung von Aussenverzahnungen und grossen Innenverzahnungen Scheiben- und Glockenschneidräder eingesetzt, während für Innenverzahnungen mit kleinem Durchmesser häufig Schaftschneidräder benützt werden.

Wälzstossen bei der GROB AG

Wir wenden dieses Fertigungsverfahren bei der GROB AG seit unserer Gründung an, weshalb wir auch hier über sehr grosses Knowhow verfügen. Auf unseren vier Wälzstossmaschinen können wir Zahnräder von Modul 0.8 bis 12 und bis zu einem Aussendurchmesser von max. 1000 mm fertigen. Für die Herstellung von Innenverzahnungen liegt der Bearbeitungsbereich zwischen ø15 – 800 mm bei einer max. Zahnbreite von ca. 180 mm.

Beim Wälzstossen ist die Erfahrung unserer Mitarbeiter essenziell. Je nach Kontur, Werkstoff oder benötigter Verzahnungsqualität der Zahnräder müssen die Maschinenparameter entsprechend verändert werden. Dieses Fachwissen kann man sich nicht mit Literatur aneignen: Es verlangt eine hohe Kenntnis der Praxis. Wir haben ein grosses Lager an Standard- sowie Spezialschneidrädern, mit welchen wir die Aufträge bearbeiten. Diese Schneidräder können wir selbst nachschleifen, was – wie bei den Wälzfräsern – eine hohe Flexibilität sowie Qualität garantiert.

GROB AG Nebikon, Ursula Hofer / Rafael Fellmann