Kettenrad- und ZahnradbearbeitungEs handelt sich um einen äußerst komplexen Prozess, und nur mit der richtigen Technologie ist eine effiziente Produktion möglich. Jeder einzelne Produktionsschritt muss zudem äußerst präzise Abmessungen aufweisen.
Der Bearbeitungszyklus für Zahnräder umfasst konventionelles Drehen → Wälzfräsen → Wälzkörperformen → Zahnradschaben → Hartdrehen → Zahnradschleifen → Honen → Bohren → Innenschleifen → Schweißen → Messen. Die Konfiguration eines geeigneten Spannsystems ist für diesen Prozess besonders wichtig. Im Folgenden wird das Zahnradspannsystem für jeden einzelnen Bearbeitungsschritt erläutert.
1. Gewöhnliche maschinelle Bearbeitung
Beim konventionellen Drehen werden Zahnradrohlinge üblicherweise auf vertikalen oder horizontalen Drehmaschinen eingespannt. Bei automatisch gespannten Vorrichtungen ist meist keine zusätzliche Stabilisierungseinrichtung auf der anderen Seite der Spindel erforderlich.
2. Wälzfräsen
Aufgrund seiner hervorragenden Wirtschaftlichkeit wird das Wälzfräsen zur Herstellung von Außen- und Stirnrädern eingesetzt. Es findet breite Anwendung nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch bei der Fertigung großer Industriegetriebe, sofern die Bearbeitung nicht durch die Außenkontur des Werkstücks eingeschränkt ist.
Drei: Zahnradformung
Die Zahnradformung ist ein Bearbeitungsverfahren, das vor allem dann zum Einsatz kommt, wenn Wälzfräsen nicht möglich ist. Dieses Verfahren eignet sich hauptsächlich zur Bearbeitung von Innenverzahnungen sowie zur Bearbeitung von Außenverzahnungen bei bestimmten Zahnrädern, bei denen strukturelle Interferenzen ein Problem darstellen.
4. Zahnabrasurprozess
Das Zahnradschaben ist ein Bearbeitungsverfahren für Zahnräder, bei dem mit einem Schneidwerkzeug, das dem Zahnprofil entspricht, Material abgetragen wird. Dieses Verfahren ist in der Produktion sehr wirtschaftlich und wird daher in der Industrie häufig eingesetzt.
5. Hartdrehen
Hartdrehen ermöglicht es, teure Schleifprozesse zu ersetzen. Für einen einwandfreien Betrieb müssen die verschiedenen Systemkomponenten und der Bearbeitungsbereich entsprechend aufeinander abgestimmt sein. Die Auswahl der richtigen Werkzeugmaschine, der passenden Vorrichtung und der geeigneten Schneidwerkzeuge bestimmt die Qualität der Drehergebnisse.
6. Zahnradschleifen
Um die in der heutigen Zahnradfertigung geforderte Präzision zu erreichen, ist eine Hartbearbeitung der Zahnradzähne oft unerlässlich. Dies ist ein sehr wirtschaftliches und effizientes Bearbeitungsverfahren für die Serienfertigung. Andererseits bietet das Zahnradschleifen, ähnlich wie die Musterbearbeitung, durch den Einsatz verstellbarer Schleifwerkzeuge eine größere Flexibilität.
7. Honprozess
Honen ist ein Bearbeitungsverfahren für gehärtete Zahnräder, bei dem amorphe Schnittwinkel zum Einsatz kommen. Honen ist nicht nur äußerst wirtschaftlich, sondern erzeugt auch eine glatte, geräuscharme Oberfläche. Im Vergleich zum Schleifen werden beim Honen sehr niedrige Schnittgeschwindigkeiten (0,5 bis 10 m/s) verwendet, wodurch Schäden an den Zahnrädern durch Wärmeentwicklung vermieden werden. Genauer gesagt: Die in der bearbeiteten Zahnoberfläche entstehenden inneren Spannungen wirken sich positiv auf die Tragfähigkeit der Anlage aus.
Fallstudien zum Honen mit Flanschvorrichtungen:
8. Bohren
Bohren ist ein Drehschneidverfahren. Die Drehachse des Werkzeugs und der Mittelpunkt des zu bearbeitenden Lochs sind axial exakt ausgerichtet und stimmen mit der axialen Vorschubrichtung des Werkzeugs überein. Die Hauptachse der Schnittbewegung muss mit dem Werkzeug ausgerichtet und unabhängig von der Vorschubrichtung sein. Beispiel für das Bohren mit dem SG-Spannsystem:
9. Innenbohrungsschleifen
Innenschleifen ist ein Bearbeitungsverfahren mit amorphen Schnittwinkeln. Im Vergleich zu anderen Zerspanungsverfahren bietet das Schleifen Vorteile wie hohe Maß- und Formgenauigkeit bei harten Metallen, Maßgenauigkeit (IT 5-6), sehr geringe Vibrationsspuren und eine hohe Oberflächengüte (Rz = 1-3 μm).
Fallstudie zum Innenlochschleifen mit dem Dünnschicht-Spannsystem SM:
10: Kondensatorentladungsschweißen
Das kapazitive Entladungsschweißen (CDM) ist ein Widerstandsschweißverfahren. Es zeichnet sich durch einen raschen Stromanstieg, eine relativ kurze Schweißzeit und einen sehr hohen Schweißstrom aus. Daher bietet CDM zahlreiche Vorteile. Angesichts der stetig steigenden Energiepreise sind die Wirtschaftlichkeit und die hohe Leistungsfähigkeit von CDM besonders wichtig.
Fallstudie zum Kondensatorentladungsschweißen mit Schweißvorrichtungssystemen:
11: Messung
GangDer Prüfprozess ist sehr umfangreich und muss an die verschiedenen Zahnradformen angepasst werden. Bei der Zahnradmessung werden diverse wichtige Parameter des Zahnrads durch Längen-, Winkel- und spezielle Fertigungsprozesse ermittelt.
Fallstudie zur Messung mit dem Flansch-SP-Klemmsystem: