Auswahl der richtigen Schleifscheibe

Experten mit Norton | Saint-Gobain Abrasives erörtert die Herausforderungen des Verzahnungsschleifens und wie Fortschritte in der Technologie die Effizienz von Schleifverfahren verbessern.

Die Methoden des Verzahnungsschleifens haben sich im Laufe der Jahre geändert. Da die Fertigungsstandards immer strenger werden, sind die richtigen Maschinen und Schleifmittel, die zur Erfüllung der Spezifikationen benötigt werden, noch wichtiger geworden. Produktmanager Josh Fairley und Senior Application Engineer Phil Plainte mit Norton | Saint-Gobain Abrasives teilt sein Fachwissen darüber, wie das Verzahnungsschleifen – neben der Verwendung der richtigen Schleifscheibe – eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Verzahnungen spielt. Sie zeigen auch, wie ihr Unternehmen diesen wichtigen Prozess angeht.

Welche Veränderungen haben Sie in Bezug auf die Anforderungen von Zahnradherstellern an Schleifscheiben festgestellt?

KLEIN:  Die Massenproduktion von Automobilen hat den größten Einfluss auf die Veränderung und Umgestaltung der Art und Weise, wie Zahnräder in Massenproduktion hergestellt werden. Automobilhersteller bauen Getriebe mit Zahnrädern in Flugzeugqualität, die den höchsten Qualitätsstandards entsprechen. Die neueren Getriebe sind nur einen Bruchteil der Größe der älteren Konstruktionen und bewältigen ein deutlich höheres Drehmoment, eine höhere Leistung und höhere Drehzahlen. Die Effizienz dieser Getriebe hat sich um das Zehnfache von Meilen pro Gallone erhöht. Diese Änderungen haben Maschinenbauer und Schleifscheibenhersteller dazu veranlasst, Produkte zu entwickeln, die den neuen Anforderungen entsprechen.

Zahnradhersteller benötigten nicht immer Schleifscheiben, um die erforderliche endgültige Oberflächengüte und Form bereitzustellen. Sie konnten mit Wälzfräsen und Schaben auskommen, und bei besonderen Arbeiten konnten sie Läppringe und Ritzelsätze verwenden. Die Luft- und Raumfahrtindustrie war die erste Branche, die sich für Schleifzahnräder entschieden hat, aber die Luft- und Raumfahrtindustrie war nicht so kostenorientiert wie die Automobilindustrie.

FAIRLEY: Die Qualitätsstandards sind im Laufe der Jahre für alle Getriebeanwendungen dramatisch gestiegen. Die Notwendigkeit, die Effizienz zu verbessern und gleichzeitig eine hohe Qualität beizubehalten und die Kosten pro Stück zu senken, hat die Auswahl der richtigen Schleifscheibe für die jeweilige Aufgabe viel wichtiger gemacht. Abhängig von den Zielen des Zahnradherstellers sind unterschiedliche Schleifscheibenspezifikationen erforderlich, um die gewünschten Metriken zu optimieren.

Was sind die häufigsten Herausforderungen beim Zahnradschleifen, die Sie von Zahnradherstellern sehen? (d. h. höhere Geschwindigkeiten, Gratbildung, Veredelung usw.?)

FAIRLEY: Die häufigsten Herausforderungen beim Zahnradschleifen ergeben sich aus den strengen Qualitätsstandards und den Effizienz-/Flexibilitätsanforderungen der Zahnradhersteller. Zahnradhersteller suchen bei der Verwendung ihrer Schleifscheiben nach sehr feinen Oberflächen und hervorragenden Zahnradgeometrieergebnissen. Sie suchen auch nach präziser Formhaltung und reduzierten Maßabweichungen zusammen mit erheblichen Zykluszeitverkürzungen. Diese Qualitätsmetriken sind schwieriger zu erhalten, da die Gefahr besteht, dass Zahnräder durchbrennen. Eine Kontaktfläche mit hohem Schleifanteil, Anforderungen an eine feine Oberflächenbeschaffenheit und strenge Anforderungen an die Formbeständigkeit wirken allesamt gegen einen brandfreien Schliff. Daher ist es entscheidend, die beste Schleifscheibenmatrix und die besten Schleifparameter für den Job anzugeben.

Eine weitere große Herausforderung sind Bediener- und Ingenieurkenntnisse im Schleifen. Norton | Saint-Gobain bietet technische Schulungen vor Ort über unsere „Norton School of Grinding“ sowie unsere Precision Customer Seminare in Worcester, Massachusetts, an. Diese Schulungskurse geben Zahnradherstellern die Möglichkeit, Schleiftheorie zu lernen und unseren Schleifexperten anwendungsspezifische Fragen zu stellen.

Was sind die fünf wichtigsten Tipps zur Bestimmung einer geeigneten Schleifscheibe bei der Bewertung einer Schleiflösung für die Zahnradherstellung?

FAIRLEY:1) Identifizieren Sie das Ziel und die wichtigsten Kennzahlen für den Grinding-Prozess: Wenn Sie nach hoher Qualität, hoher Effizienz oder beidem suchen, werden Sie mit verschiedenen Schleifscheibenspezifikationen dorthin gelangen. Wir bieten verschiedene Spezifikationen für jede dieser Leistungsmetriken an, um die optimalste Lösung für den Kunden bereitzustellen, anstatt eine Spezifikation für alles.

2) Kennen Sie Ihre Anwendung: Es gibt verschiedene Arten des Verzahnungsschleifens und je nach Art sollten unterschiedliche Schleifscheibenspezifikationen und -größen verwendet werden.

3) Ausrüstungsinformationen: Um die optimale Schleifscheibe für Ihren Zahnradschleifprozess auszuwählen, sollten alle Aspekte des Zahnrads kommuniziert werden. Das zu schleifende Material, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit und das zu haltende Profil sind entscheidend für die Auswahl der richtigen Scheibe.

ANMERKUNG:4) Kühlmittelzufuhr und Maschineneigenschaften: Es ist bekannt, wie kritisch Kühlmittel beim Verzahnungsschleifen ist. In einem idealen Szenario sind Temperatur, Durchfluss, Ausrichtung, Druck und Filtration des Kühlmittels alle richtig eingestellt. Wenn eines davon jedoch nicht in einem idealen Zustand ist, kann eine Änderung der Schleifscheibenspezifikation oder der Schleifparameter diese Probleme lindern.

5) Dressing-Methodik: Die Abrichttechnologie, die Anwendung und die Abrichtparameter haben einen großen Einfluss auf die Schleifleistung. Je nach verwendetem Abrichtwerkzeug und verwendeten Parametern werden verschiedene Schleifscheibentechnologien optimiert.

Was sollten Zahnradhersteller in Bezug auf Technologie und Anwendungsunterstützung vom Hersteller/Lieferanten ihrer Schleifscheiben erwarten?

KLEIN: Wir arbeiten auf allen Ebenen mit dem Kunden zusammen, vom Design bis zur Fertigung. Wir haben ausgezeichnete Beziehungen zu Werkzeugmaschinenherstellern und beginnen gerne am ersten Tag des Anwendungsdesignprozesses für das Zahnradschleifen. Wir engagieren uns auch, wenn Zahnradhersteller vor Herausforderungen stehen und nach neuen Wegen suchen, Zahnräder herzustellen und Prozesse zu entwickeln.

Auf welche Weise geht Norton die Zukunft des Zahnradschleifens an?

KLEIN: Norton | Saint-Gobain ist ein weltweit führendes Unternehmen in der Schleifmittelindustrie, das sich auf die Entwicklung technischer Materialien konzentriert. Ein beträchtlicher Prozentsatz des Bruttoumsatzes wird in Forschung und Entwicklung reinvestiert. Wir haben weltweit sechs Schleiftechnologiezentren.

FAIRLEY: Engagement für Innovationen. Fortschritte bei Körnung, Bindung und technischer Porosität, alle im eigenen Haus entwickelt. Norton war das erste Unternehmen, das keramische, mikrostrukturierte Körner entwickelte und das Spiel in Bezug auf die Möglichkeiten von Schleifprozessen veränderte. Wir waren die Ersten, die geformte Körner entwickelt haben, die beispiellose Abtragsraten ermöglichen. Als sich die Ausrüstungsindustrie schnell weiterentwickelte, haben auch wir uns weiterentwickelt, um den Markt zu unterstützen.

Norton | Saint-Gobain ist führend in der Schleifscheibentechnologie und im Know-how. Wir haben auch ein großes und vielfältiges Team aus erfahrenen Vertriebsmitarbeitern und Anwendungssupport, sowohl lokal als auch weltweit.

Wir haben vor kurzem die Norton Xtrimium™-Reihe von Getriebelösungen eingeführt, die für das Hochleistungsschleifen von Getrieben in Umgebungen mit extremen, engen Toleranzen entwickelt wurden. Das neu strukturierte Portfolio von Produkten zum Verzahnungsschleifen wurde speziell nach Kategorien entwickelt, um eine höhere Profilgenauigkeit, hervorragende Formbeständigkeit und einbrandfreies Schleifen in Schnecken-, Profil- und Fasenanwendungen zu bieten. Das Highlight des neuen Sortiments ist ein innovatives Doppelschneckenrad-Design, das zwei Arbeitsgänge in einer Schleifscheibe ermöglicht, wodurch Zeit und Kosten erheblich gespart werden.

Wie geht es Norton | Saint-Gobain befasst sich mit Industrie 4.0-Initiativen?

FAIRLEY: Um Industrie 4.0-Initiativen anzugehen, haben wir das Prozessüberwachungs- und Diagnosesystem Norton 4Sight eingeführt, das eine Echtzeitüberwachung und eine verbesserte Sicht auf die Maschine und den Betrieb sowie einen detaillierten Einblick in den Schleifzyklus zur Optimierung und Fehlerbehebung bietet. Dadurch können Kunden auch aus der Ferne mit Norton-Anwendungstechnikern zusammenarbeiten, um Fehlersuche und Optimierung in Echtzeit durchzuführen. Außerdem untersuchen wir in Zusammenarbeit mit Kunden den Einsatz von QR-Codierung und RFID-Technologien, um Zahnradherstellern dabei zu helfen, ihre Industrie-4.0-Ziele zu erreichen.

Zuvor auf der Ressourcenseite von Norton Abrasive vorgestellt.