Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Zahnradproduktion

So lassen sich Zahnräder kostengünstig in Serie herstellen

| Autor / Redakteur: Friedhelm Jütte / Carmen Kural

Bild 1: Mit der Umformung von einsatzgehärteten Stählen besteht eine Möglichkeit, Präzisionsverzahnungen herzustellen.
Bildergalerie: 6 Bilder
Bild 1: Mit der Umformung von einsatzgehärteten Stählen besteht eine Möglichkeit, Präzisionsverzahnungen herzustellen. (Bild: VBM-Archiv)

Firma zum Thema

Um eine kostengünstige Zahnradherstellung zu erreichen, bedarf es einer optimalen Prozesskette. Mit der Umformung von einsatzgehärteten Stählen in einem genauigkeitsbestimmenden Kalibrierverfahren besteht die Möglichkeit, Präzisionsverzahnungen zu erreichen.

Bei Zahnrädern handelt es sich oft um typische Massenteile. Besonders durch die Umformtechnik ist es möglich, diese Teile kostengünstig herzustellen und gleichzeitig die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Räder zu verbessern sowie die Leistungsdichte von Getrieben zu vergrößern. Bei den bisher eingesetzten Umformverfahren wurden Zahnräder kalt oder warm durch verschiedene Verfahren umgeformt. Jedoch kann die hier erreichte Verzahnungsqualität für Laufverzahnungen der Klasse IT 6 nur mit Sondermaßnahmen erreicht werden. Durch die anschließende Wärmebehandlung, wie Einsatzhärten, wird die Qualität der Räder weiter verschlechtert (Bild 1).

Durch Kalibrieren wird der Faserverlauf nicht unterbrochen

Deshalb werden die Zahnräder für die Verbesserung der Verzahnungsqualität durch Honen oder Schleifen in den Zahnflanken nachbearbeitet. Anschließend erfolgt eine einfache spanende Bearbeitung der Bohrung und der Stirnflächen.

Wie Bild 2 (siehe Bildergalerie) zeigt, wird durch die bisherige Prozesskette der Faserverlauf unterbrochen. Aus dem unteren Bildteil kann man erkennen, dass bei der optimierten umformenden Prozesskette in der genauigkeitsbestimmenden Stufe ein weiterer umformender Kalibriervorgang verwendet wird und anschließend nur einfache spanende Nachbearbeitungsverfahren eingesetzt werden. Der Vorteil hierbei ist, dass der nicht unterbrochene Faserverlauf erhalten bleibt. Durch den Kalibriervorgang bei geringen Umformgraden und -kräften wird die Verzahnungsqualität verbessert. Bedingt durch die teilplastische Umformung können sich, wie aus anderen Verfahren bekannt, Druckeigenspannungen in der Randzone ausbilden, die ebenfalls zu einer Verbesserung der Dauerfestigkeit führen können. Als weiterer Vorteil kann angesehen werden, dass in der Prozesskette überwiegend Umformverfahren mit vergleichsweise geringen Maschinenstundensätzen eingesetzt werden können. Im Rahmen der vorgestellten Forschungsarbeiten wurden deshalb im Vorfeld Grundlagenuntersuchungen durchgeführt, um die Umformgrenzen von einsatzgehärteten Teilen mit den üblichen Härtegraden durch Voll-Vorwärts-Fließpressen zu ermitteln.

In Bild 3 ist die Härteverteilung im Querschnitt der Proben bei verschiedenen Härtegraden dargestellt. Die maximale Härtetiefe beträgt etwa 800 HV Vickers bei einer Härtetiefe von etwa 0,8 mm, die zur Mitte hin abfällt.

Proben wurden labortechnisch in einem Kalibrierwerkzeug umgeformt

Für die Voruntersuchungen wurden zylindrische Proben mit einer Länge von 30 mm und einem Durchmesser von 20 mm eingesetzt. Mit einem eigens im Labor entwickelten Kalibrierwerkzeug wurden die Versuchswerkstücke umgeformt. Unter Kalibrieren wird eine Umformung bei geringen Umformgraden und geringen Kräften verstanden, wobei die genauigkeitsverschlechternden Einflüsse minimiert werden.

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 38076460 / Fertigungsautomatisierung / Prozessautomatisierung)

Themen-Newsletter Automatisierung abonnieren.
* Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung einverstanden.
Spamschutz:
Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.

Marktübersicht

Die Top-100 Automobilzulieferer des Jahres 2018

Das Jahr 2018 überraschte mit hohen Wachstumsraten und neuen Rekordumsätzen. Allerdings zeigten sich auch kräftige Bremsspuren: Viele Unternehmen wurden mit rückläufigen Margen konfrontiert. lesen

Dossier Maschinensicherheit 2019

Funktionale Sicherheit in allen Facetten

Ohne geht's nicht: Maschinensicherheit steht bei Konstrukteuren und Entwicklern ganz oben auf der Prioritätenliste – Hier die spannendsten Artikel der letzten Monate rund um die Funktionale Sicherheit in einem Dossier zusammengefasst. lesen