Die standzeitoptimalen Fertigungs- und Werkzeugparameter für das Kegelradfräsen werden oftmals erfahrungsbasiert gewählt oder empirisch ermittelt. Hierbei gilt es den Versuchsaufwand möglichst zu minimieren, um Zeit und Kosten zu reduzieren. Somit bedarf es einer Möglichkeit, den Standweg bzw. die Standmenge eines Prozesses analysieren und im besten Fall vorhersagen zu können.

Daher ist es Ziel dieser Arbeit erstmals eine Methodik zur lokalen Standweg- und Standmengenvorhersage beim Kegelradfräsen zu entwickeln. Basierend auf der Methodik wird ein simulationsbasiertes Berechnungsmodell abgeleitet, welches diverse Einflussgrößen des Kegelradfräsens, wie bspw. die Frei- und Spanwinkel der Werkzeuge, berücksichtigt. Im Rahmen dieser Arbeit wird auf das Messerkopffräsen mit Hartmetallstabmessern im Einzelteilverfahren fokussiert.

Nachdem der Stand der Technik vorgestellt und Defizite bzgl. der Standweg- und Standmengenvorhersage aufgezeigt werden, wird das Konzept der Methodik zur Standwegvorhersage beim Kegelradfräsen vorgestellt. Zur Umsetzung der Methodik in ein lokales Standwegmodell werden Analogieversuche zum Kegelradfräsen im Leistendrehprozess durchgeführt. Hierbei wird die Forschungshypothese bestätigt, dass der Leistendrehprozesses zur Abbildung der Eingriffsbedingungen beim Kegelradfräsen für den Einflankenschnitt befähigt.

Anschließend wird, basierend auf den untersuchten Einflussgrößen ein Regressionsmodell zur Standwegvorhersage für den Einflankenschnitt erstellt. Weiterhin wird das Regressionsmodell mit der Fertigungssimulation „KegelSpan“ gekoppelt, sodass die Standmenge lokal über der abgewickelten Schneidkante berechnet werden kann. Hierdurch wird ein Standweg- und Standmengenmodell für den Einflankenschnitt realisiert. Nachfolgend wird die zweite Forschungshypothese beantwortet, ob die Ergebnisse der Standweguntersuchungen im Einflankenschnitt sich mittels rein geometrischer Kenngrößen, unter Berücksichtigung der empirischen Randbedingungen, auf den Mehrflankenschnitt überführen lassen.

Es wird weiterhin die dritte Forschungshypothese bestätigt, dass basierend auf geometrischen Kenngrößen eine lokale quantitative Standwegvorhersage beim Kegelradfräsen ermöglicht werden kann. Abschließend wird die Anwendung des Modells zur Standmengenvorhersage an ausgewählten Fräsprozessen zur Trockenbearbeitung von Tellerrädern mit Hartmetallwerkzeugen validiert und verifiziert. Zur Einordnung des entwickelten Modellansatzes in den zukünftigen Auslegungsprozess des Fräsprozesses werden Ansätze zur toleranzfeldbasierten Definition von Grenzwerten für die Stabmessergeometrien zur standmengenoptimalen Werkzeugauslegung vorgestellt.