Verzahnungen Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen mit Störkontur

Autor / Redakteur: Friedrich Wölfel / Bernhard Kuttkat

Die Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen ist ein gängiges Fertigungsverfahren zur Herstellung qualitativ hochwertiger Verzahnungen mit deutlich höherer Prozesssicherheit im Vergleich zur Weichfeinbearbeitung. Drei Verfahren stehen dabei zur Auswahl. Das diskontinuierliche Profilschleifen dominiert.

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Eine typische Anwendung des diskontinuierlichen Profilschleifens in der Serie ist die Bearbeitung einer Sonnenradwelle. Bild: Kapp
Eine typische Anwendung des diskontinuierlichen Profilschleifens in der Serie ist die Bearbeitung einer Sonnenradwelle. Bild: Kapp
( Archiv: Vogel Business Media )

Eingesetzt werden für die Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen heutzutage im Wesentlichen drei Verfahren, die entweder abrichtbare oder abrichtfreie Werkzeuge nutzen (Bild 1 a bis c – siehe Bildergalerie). Den breitesten Anwendungsbereich hat bis heute das diskontinuierliche Profilschleifen. Dieses Verfahren ist sowohl hinsichtlich der Größe der zu schleifenden Verzahnungen (Durchmesser, Modul) als auch des Typs der Anwendung (Prototypen, Kleinserie, Großserie, High-End-Anwendungen, beispielsweise Meister-/Prüfräder) sehr flexibel einsetzbar.

Kontinuierliches Wälzschleifen bietet hohe Produktivität

In der Serienbearbeitung (Mittel-/Großserie) von Verzahnungen bis zu einem maximalen Modul von etwa 6 mm kommt das kontinuierliche Wälzschleifen zum Einsatz. Die hohe Produktivität dieses Verfahrens ist insbesondere in den geringen Prozess-Nebenzeiten durch den kontinuierlichen Schleifprozess begründet.

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Die eingesetzten Schnittgeschwindigkeiten bei diesem Verfahren liegen bei 60 bis 75 m/s, die Werkzeugdurchmesser bei 160 bis 320 mm. Die damit möglichen Ratiopotenziale gegenüber dem diskontinuierlichen Profilschleifen forcieren aktuell die Entwicklung von Wälzschleifmaschinen für größere Module und Werkstückdurchmesser von bis zu 1200 mm.

Verzahnungshonen/Coronieren ausschließlich für Großserien

Das dritte Verfahren – das Verzahnungshonen/Coronieren – hat seinen Schwerpunkt in der Bearbeitung von Pkw-, teils auch Lkw-Verzahnungen im Modulbereich bis circa 3,5 mm. Aufgrund der relativ hohen Anfangsinvestition für die eingesetzten Abricht-/Honwerkzeuge ist dieses Verfahren nahezu ausschließlich in der Großserienfertigung beheimatet. Vornehmlich diese genannten Verfahren kommen heute auch für die Hartfeinbearbeitung störkonturbehafteter Verzahnungen zum Einsatz.

Bei der Bearbeitung störkonturbehafteter Verzahnungen wird heutzutage zum größten Teil auf das diskontinuierliche Profilschleifen zurückgegriffen. Eine typische Anwendung in der Serie ist das Bearbeiten einer Sonnenradwelle unter Verwendung abrichtfreier scheibenförmiger Kapp-CBN-Werkzeuge (2-rilliger Schruppsatz/1-rillige Schlichtscheibe).

Die minimalen Durchmesser solcher Schleifwerkzeuge liegen bei etwa 20 mm. Die erforderliche Schnittgeschwindigkeit von rund 40 m/s wird durch entsprechend schnelle Werkzeugantriebe beziehungsweise zusätzliche Übersetzungsstufen zwischen Schleifmotor und Schleifspindel erreicht.

Schleifscheibe und Spindelzapfen aus einem Grundkörper zur Bearbeitung einer Luftfahrt-Verzahnung

Den Grenzbereich für derartige Anwendungen zeigt Bild 2. Dort kommt ein abrichtfreies Schleifwerkzeug mit einem Durchmesser von circa 15 mm zur Bearbeitung einer Luftfahrt-Verzahnung mit eng angrenzender Störkontur zum Einsatz. Im Unterschied zum erwähnten Bearbeiten von Sonnenradwellen sind hier Schleifscheibe und Spindelzapfen aus einem Grundkörper gefertigt.

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