Schonend veredeln

So profitieren Bauteiloberflächen vom Streamfinishen

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Verschleißresistentere Zahnräder für die Luftfahrtindustrie

Greofen Zahnrädern in der Praxis ineinander, reduziert ein Schmierfilm Reibung und Verschleiß. Im Streamfinish-Verfahren entstehen nun mikroskopisch kleine Vertiefungen auf der Oberfläche des Werkstücks, die man auch als „Schmiertaschen“ bezeichnen könnte, denn in ihnen lagert sich der Schmierstoff ab und ist länger sicherer verfügbar, erklärt Otec. Denn ist die Oberfläche zu eben und zu glatt, kann es zu einem Schmierfilmabriss zwischen den ineinandergreifenden Zähnen kommen, was ein Fressen des Getriebes und somit den Totalausfall zur Folge hat.

Zahnräder werden durch die Bearbeitung im Streamfinish-Verfahren also noch auf andere Weise verbessert. Darunter versteht sich auch das Einebnen der Oberfläche und das Entfernen von Rauheitsspitzen beziehungsweise Bearbeitungsriefen. Das führe zu einer isotropen Oberfläche sowie zu einer gemeinsam mit dem Kunden abstimmbaren Rauheit. Im Streamfinish-Verfahren bearbeitete Zahnräder werden durch einen hohen Eintrag von Reibenergie bereits für den späteren Einsatz vorbereitet („Einlaufen“). Außer der Verringerung der Reibung und des Verschleißes, entsteht an der Oberfläche eine sogenannte Scherschicht. In ihr werden Gefügeveränderungen und Druckeigenspannungen erzeugt, welche das Zahnrad einsatztauglicher machten.

Oberflächenbearbeitung mit Ausschussvermeidung

Das Streamfinish-Verfahren punktet auch mit einer äußert geringen Prozessstreuung von nur 1 Mikrometer. Im Vergleich zu chemisch beschleunigten Verfahren streut dieser Prozess laut Otec etwa fünf- bis zehnmal weniger. Dies bedeutet für die Produktion, dass ein Großteil des Toleranzfeldes für den vorgelagerten formgebenden Schleifprozess zur Verfügung steht, betont Otec. Somit kann die Ausschussrate, die auf eine hohe Streuung des Finishing-Prozesses zurückzuführen ist, ganz vermieden werden. Bei hochpräzise geschliffenen Zahnrädern winken dadurch im Idealfall Einsparungen im fünfstelligen Bereich - pro vermiedenem Ausschussstück.

Praktisches Anwendungsbeispiel hochbelastetes Zahnrad

Das ist der Ausgangszustand:

  • Material: Stahl, gehärtet, 60+ HRC, hochpräzise geschliffenes Zahnrad;
  • Eingangsrauhigkeit: Ra = 0,19 bis 0,21 Mikrometer;
  • Prozesszeit: 20 bis 35 Minuten.

Hier das Bearbeitungsergebnis:

  • Sehr isotrope Oberfläche;
  • Endrauhigkeit: Ra = 0,042 bis 0,084 Mikrometer;
  • keine Riefen und Rillen;
  • homogen verrundete Kanten;
  • sehr geringe Prozessschwankung;
  • mikroskopische Schmiertaschen in der Oberfläche.

Hier einige generelle Merkmale zum Streamfinish-Prozess:

  • schnelles Entgraten, Kantenverrunden sowie Glätten in einem Schritt;
  • keine Rauheitsspitzen (Rpk < 0,1 Mikrometer): weniger Verschleiß, kein Einlaufen notwendig, längere Ölstandzeit;
  • geringes Risiko von Graufleckigkeit;
  • kostensparend, als kreislauffähiger Prozess;
  • viermal schnellere Bearbeitung, als das chemisch beschleunigten Verfahren.

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