Neue CAE-Software unterstützt Entwicklung und Herstellung von Spritzgießwerkzeugen für Zahnräder

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Hugger GmbH

Geartool prüft und simuliert im Vorfeld die verschiedenen Fertigungsoptionen

Systematische Fehler werden dabei transparent dargestellt, so dass es möglich ist, eine Fertigungsstrategie für die Werkzeugkomponenten zu bestimmen, die den Toleranz-anforderungen für das Spritzteil gerecht wird.

Die Datenschnittstellen zwischen CAD- und CAM-Systemen erfordern bei der Systementwicklung besondere Aufmerksamkeit.Um Datenverzerrungen, Einlesefehler oder Fehler bei der Programmerstellung für Werkzeugkomponenten von vornherein zu vermeiden, wurde die Datenschnittstelle von Geartool präzise an die Erfordernisse der im Hause Hugger verwendeten Programmiersysteme angepasst.

Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Verzahnungseinsätze vorzugsweise durch das Drahtschneidverfahren hergestellt. Dabei muss beachtet werden, dass bei diesem Fertigungsverfahren systematische Fehler durch die Drahtführung entstehen. Für die Geometrieauslegung ermittelt die CAE-Software den kleinstmöglichen Abstand der Ebenen von der Radmitte aus, um den Drahtverlauf so nah wie möglich an der vorgegebenen Geometrie der Verzahnung zu führen und somit systematische Konturfehler so klein wie möglich zu halten. Dazu wurden im Vorfeld die Bezugsebenen der Erodiermaschine mit der CAE-Software abgestimmt.

Bei bestimmten Teilegeometrien und ab einem bestimmten Schrägungswinkel der Verzahnung, können die Einsätze nicht mehr drahtgeschnitten werden. Die Gründe hierfür liegen im Ausmaß der systematischen Fertigungsfehler. Die Formeinsätze sind dann durch das Fertigungsverfahren „Senkerodieren“ herzustellen. Die hierfür als Fertigungswerkzeuge erforderlichen „Elektroden“ werden durch Profilschleifen oder Fräsen hergestellt.

Der Senkerodierprozess erfordert aufgrund der prozessbedingten Auslenkung der Elektroden, dass diese mit Untermaß hergestellt sind. Geartool berücksichtigt dieses Untermaß automatisch bei der Generierung der Elektrodengeometrie. Das System simuliert darüber hinaus das Fertigungsverfahren, ermittelt die dabei zu erwartenden systematischen Geometrieabweichungen und kompensiert diese wiederum durch eine Modifikation der Elektrodengeometrie.

Praxisbeispiel eines typischen Werkzeugprojektes

Um den hohen und stetig wachsenden Anforderungen in Bezug auf Teilequalität, Wirtschaftlichkeit und Durchlaufzeit gerecht zu werden , wird die CAE-Software bei Hugger bereits zu Beginn eines Werkzeugprojektes eingesetzt und begleitet dieses lückenlos bis zur Freigabe des Werkzeuges durch den Kunden.

Im Folgenden wird der Ablauf eines typischen Werkzeugprojektes näher erläutert. Die Aufgabenstellung des Kunden gab vor, ein bereits existierendes Stahlzahnrad durch ein preiswerteres Kunststoffzahnrad zu ersetzen. Dabei sollte die Welle als Einlegeteil umspritzt werden. Für die Verzahnung war die Qualitätsstufe 10 vorgegeben. Das Werkzeug sollte für ein Jahresvolumen von 10.000 Teilen ausgelegt werden.

Für diesen relativ kleinen Bedarf bot sich aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Einsatz eines universell einsetzbaren Werkzeugaufbaus an. Dieser Werkzeugbaukasten stellt in standardisierter Form bereits wesentliche Grundfunktionen des Spritzgießwerkzeuges zur Verfügung. Lediglich die konturbestimmenden Komponenten sind noch zu fertigen und in den Grundaufbau einzupassen. (Mehr Infos nach dem Umblättern)

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