Verzahnungsschleifen Verbessertes Verzahnungsschleifen durch Verfahrenskombination

Autor / Redakteur: Friedrich Wölfel / Peter Königsreuther

Speziell der Fahrzeugbau wählt immer häufiger hartfeinbearbeitete Verzahnungen. Deren Festigkeit und ruhiger Lauf befriedigen die gestiegenen Anforderungen an Getriebe. Um auch die Serienherstellung zu optimieren, bedarf es im Vergleich zur Weichfeinbearbeitung aber neuer Wege in puncto Maschinenkonzeption.

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Bild 1: Die patentierte Kapp KX 100 Dynamic kombiniert kurze Neben- und Rüstzeiten mit einem integrierten Automationskonzept zum wirtschaftlicheren Verzahnungsschleifen.
Bild 1: Die patentierte Kapp KX 100 Dynamic kombiniert kurze Neben- und Rüstzeiten mit einem integrierten Automationskonzept zum wirtschaftlicheren Verzahnungsschleifen.
(Bild: Kapp)

Der Anteil hartfeinbearbeiteter Verzahnungen hat in den letzten Jahren, insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik erheblich zugenommen. Gründe dafür sind in erster Linie die gestiegenen Anforderungen an diese Produkte hinsichtlich Festigkeit und Geräuschreduzierung. Diese Entwicklung folgt allerdings auch den signifikanten Fortschritten bei den eingesetzten Bearbeitungsmaschinen und -verfahren, die den früheren Kostennachteil der Hart- gegenüber der Weichfeinbearbeitung vollständig kompensiert haben.

Viele Faktoren beeinflussen die Auswahl der Schleifmaschine

Bei den infrage kommenden Bearbeitungsverfahren in diesem Segment dominiert bis heute klar das sogenannte kontinuierliche Wälzschleifen (Bild 2 – siehe Bildergalerie) unter Verwendung eines schneckenförmigen Werkzeuges. Dabei wird das Werkzeug achsial gekoppelt auf dem verzahnten Werkstück abgewälzt. Auf diese Weise findet der Materialabtrag kontinuierlich statt.

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Um dieses produktive Verfahren auch maschinenseitig wirtschaftlich umzusetzen, kommen in diesem Produktbereich heute hauptsächlich zwei Grundtypen von Bearbeitungsmaschinen zum Einsatz:

  • Maschinen mit einer ortsfesten Werkstückspindel und einem integrierten Beladesystem (Bild 3);
  • Maschinen mit zwei auf einem Rundschalttisch angeordneten Werkstückspindeln und externem Beladesystem (Bild 4).

Die Entscheidung darüber, welcher dieser Maschinengrundtypen für den jeweiligen Anwendungsfall der geeignete ist, wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst. Seitens der Werkstücke seien hier beispielhaft die Kriterien der Bauteilabmessungen, der geplanten Losgrößen und Jahresstückzahlen, aber auch der Materialfluss an sich genannt.

Maschine mit zwei Werkstückspindeln auf einem NC-Rundtisch erlaubt 50 % weniger Nebenzeiten

Auf Seiten der eingesetzten Bearbeitungsmaschine liegen die hauptsächlichen Unterschiede in den Prozesshaupt- und Nebenzeiten, den Rüstzeiten, und letztlich spielen die Kosten für die Maschine sowie die erforderlichen Automationseinrichtungen eine Rolle. Vergleicht man die beiden hier beschriebenen Maschinentypen hinsichtlich der Prozessnebenzeiten, ergibt sich ein Zeitvorteil von 50 % bei der Anlage, die mit zwei Werkstückspindeln auf einem NC-Rundtisch arbeitet. Dieses Merkmal resultiert aus der Möglichkeit, nahezu alle nebenzeitrelevanten Funktionen mit der eigentlichen Bearbeitung zu überlagern.

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