Das Fertigungsverfahren Feinschneiden verbindet einen hohen Glattschnittanteil der Schnittflächen mit einer hohen geometrischen Präzision der Werkstücke und einer kurzen Taktzeit. Da außerdem nur geringer Aufwand für die Folgeprozesse erforderlich ist, eignet sich das Feinschneiden ausgezeichnet zur Großserienfertigung präziser Komponenten aus Blech. Mit der konventionellen Prozesskinematik können allerdings lediglich Geradverzahnungen feingeschnitten werden. Aus der Literatur sind zwar mehrere Ansätze zum Normalschneiden von Schrägverzahnungen bekannt, wissenschaftliche Arbeiten existierten aber bisher weder zum Normalschneiden noch zum Feinschneiden von Schrägverzahnungen.

Das Ziel dieser Arbeit war daher, das serienmäßige Feinschneiden außenverzahnter Schrägstirnräder mit einem neu entwickelten Werkzeugkonzept zu realisieren sowie die für die Werkstückqualität entscheidenden Wirkzusammenhänge zu beschreiben und zu erklären. Anhand einer beispielhaften schrägverzahnten Zahnradgeometrie wurden zunächst die Anforderungen an das Werkzeug analysiert sowie die Formeln zur Berechnung der Prozesskräfte an das Feinschneiden von Schrägverzahnungen angepasst und erweitert. Darauf aufbauend wurde ein neuartiges Werkzeugkonzept methodisch entwickelt, umgesetzt und erprobt. Die Analyse der feingeschnittenen Zahnräder zeigte einige verfahrensspezifische Besonderheiten der Werkstückqualität, sowohl hinsichtlich der feinschneidtypischen Qualitätsmerkmale als auch in Bezug auf die Verzahnungsqualität.

Zur Erklärung der zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge wurden zunächst mit Hilfe von Analogieversuchen die Vorgänge im Schneidspalt analysiert. Dabei wurde unter anderem gezeigt, dass sich die Spannungs- und Dehnungsverteilung im Werkstück zwischen Links- und Rechtsflanke unterscheidet. Darüber hinaus beeinflusst der Schrägungswinkel die Interaktion von Werkstück und Werkzeug, welche im Realprozess anhand des experimentellen und mit der FEM simulierten Feinschneidens der oben erwähnten Zahnradgeometrie analysiert wurde. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde eine signifikante Verbesserung der Werkstückqualität erzielt. Abschließend wurden in einem Syntheseschritt die Erkenntnisse in einem umfassenden Prozessmodell zusammengeführt. Damit sind die für die Werkstückqualität entscheidenden Wirkmechanismen beim Feinschneiden von Schrägverzahnungen erstmals wissenschaftlich beschrieben und in zentralen Aspekten erklärt.