Geschäftsbericht 2010 - FVA

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Das laufende Forschungsprogramm
Steigerung der Wirtschaftlichkeit beim Verzahnungsschleifen
einsatzgehärteter Stirnräder
FVA-Nr. 329 IV AK Fertigungstechnik
Bei der Hartfeinbearbeitung von
Verzahnungen mit dem diskontinuierlichen
Zahnflankenprofilschleifen
stellt die thermische Werkstückbelastung
während der Bearbeitung eine
große Herausforderung dar. Besonders
die Zusetzung der Schleifscheibe
durch das zähe Material aus der
Randoxidationsschicht der einsatzgehärteten
Zahnräder führt zu einer erhöhten
Reibleistung in der Kontaktzone.
Bei ungünstiger Prozessführung
kann eine thermische Gefügeschädigung
in Form von Schleifbrand entstehen,
Bild 1.
Aus diesem Grund hat das Werkzeugmaschinenlabor
(WZL) der
RWTH Aachen gemeinsam mit der
Forschungsvereinigung Antriebstechnik
e.V. (FVA) ein Forschungsprojekt
durchgeführt. Ziel des Projektes ist
die Steigerung der Prozesssicherheit
und der Wirtschaftlichkeit bei der Bearbeitung
randoxidierter Zahnräder
Bild 1: Anwendungsbeispiel einer
Schrumpfscheibe
durch Ermittlung geeigneter Schleifwerkzeuge.
Hierfür werden verschiedene
Schleifscheibenspezifikationen
und deren Verhalten bei der Schleifbearbeitung
der oxidierten Randzone
untersucht. Zur Bewertung der Leistungsfähigkeit
verschiedener Schleifwerkzeuge
ist eine ganzheitliche Betrachtung
des Schleifprozesses notwendig.
Hierzu werden sowohl der
Einfluss des Schleifwerkzeuges, der
Bearbeitungs- und Abrichtparameter
bei der Schruppbearbeitung als auch
das Prozessverhalten der Schleifwerkzeuge
bei der Schlichtbearbeitung
analysiert.
Im Rahmen des Projektes sind experimentelle
Untersuchungen im Profilschleifprozess
mit einer NKW-Verzahnung
auf der Profilschleifmaschine
VAS 55 P der Firma KAPP am
WZL durchgeführt und anschließend
durch Versuche unter industriellen
Randbedingungen an Großverzah-
Bild 1: Problemstellung beim Profilschleifen randoxidierter Zahnräder
nungen verifiziert worden. Bild 2 zeigt
die Daten der Versuchsverzahnung
und die am WZL zur Verfügung stehende
Versuchsmaschine.
Die Analyse der Schleifwerkzeuge
zeigt, dass sich mit den untersuchten
Schneidstoffenzusammensetzungen
Sinterkorund mit 30% Abral (SK/Abral)
sowie Edelkorund mit 30% Sinterkorund
(SK Typ2) bei konstanter volumetrischer
Zusammensetzung die
höchsten Standzeiten erzielen lassen,
Bild 3. Die Variation der Schleifscheibenspezifikation
zeigt außerdem,
dass durch eine gezielte Veränderung
der volumetrischen Zusammensetzung
die Standzeiten der einzelnen
Schleifscheibe weiter verbessert
werden kann. Mit einer offenporigen
Schleifscheibe aus dem Schneidstoff
Sinterkorund (SK Typ2) können hier
die höchsten Standzeiten bei der Bearbeitung
randoxidierter Zahnräder
erzielt werden.