Die Grundlagen des Anfasens und Entgratens von Verzahnungen

Was ist Zahnradfasen?

Viele Zahnradhersteller mussten mit vorzeitigem Getriebeausfall, nicht optimaler Effizienz oder unerträglichem Lärm fertig werden, der aus der Verwendung von Getrieben resultiert, die mit weniger als einer makellosen Zahnflanke arbeiten.

Für diese Hersteller ist es von größter Bedeutung, eine Fase zu erzeugen, die den Kundenspezifikationen für Größe, Form und Winkel entspricht, um das Potenzial für scharfe, spröde Kanten nach der Wärmebehandlung zu minimieren und um Material plus-Zustände in der Zahnflanke vorher zu vermeiden zur manuellen Endbearbeitung. Das Anfasen und Entgraten von Verzahnungen ist ein oft unterschätzter Prozess in der Zahnradfertigung. Es wirkt sich jedoch positiv auf die Gebrauchseigenschaften des Werkstücks aus. Das Verfahren wird auch zur Verbesserung der Schaltleistung von Fahrzeugen eingesetzt. Im nächsten Abschnitt erläutern wir die komplizierten Werkzeuge, die zum Anfasen, Rollen und Schneiden zum Entgraten erforderlich sind.

Warum ist das Anfasen von Zahnrädern erforderlich?

Zahnräder müssen aus folgenden Gründen mit einem hochwertigen und kontrollierten Verfahren angefast und entgratet werden:

Um Bruch zu vermeiden: Übermäßiges Aufkohlen entlang der Zahnflanken kann oft zum Bruch des Zahnrads führen.
Um Schäden an Zahnrädern und Lagern zu vermeiden: Das Anfasen und Entgraten von Zahnrädern ist erforderlich, um Grate zu entfernen. Wenn die Grate nicht entfernt werden, können sie während des Laufzyklus abplatzen und sowohl die Zahnräder als auch die Lager beschädigen.
Um eine schlechte Standzeit bei den Endbearbeitungsprozessen zu vermeiden: Das Anfasen und Entgraten von Zahnrädern ist ein erforderlicher Prozess, um die Lebensdauer des Werkzeugs im Endbearbeitungsprozess zu verlängern.
Sicherheit: Das Verletzungsrisiko bei der Handhabung von Werkzeugen kann stark reduziert werden, wenn die scharfen Grate mit dem Verfahren zum Anfasen und Entgraten von Verzahnungen entfernt werden.

Darüber hinaus gibt es im Wesentlichen vier Arten des Anfasens von Verzahnungen:

Typ A: Das Anfasen der Verzahnung erfolgt in nur einer Flanke mit konstanter Größe zusammen mit dem Profil.
Typ B: Die Verzahnungsfasung erfolgt in beiden Flanken mit konstanter Größe zusammen mit dem Profil.
Typ C: Das Anfasen von Verzahnungen erfolgt mit einer Fase im Kerndurchmesser.
Typ D: Das Anfasen von Zahnrädern wird ohne Anfasung des Fußdurchmessers durchgeführt.

Manchmal ist auch ein weiterer Walzvorgang erforderlich (siehe Abschnitt Anfaswalzen weiter unten).

Die Vorteile des Verzahnungsfasens

Das Anfasen und Entgraten von Zahnrädern ist besonders wichtig vor dem Hartverzahnungsprozess. Dies gilt insbesondere für das Honen, wo gehärtete Fräser und übermäßiges Material die Standzeit erheblich verkürzen und dadurch die Stückkosten erheblich erhöhen können. Diese Bedingungen können auch auftreten, wenn der Endbearbeitungsprozess das Schleifen von Gewindescheiben ist.

Ein weiterer Vorteil des Anfasens und Entgratens besteht darin, die Gesundheits- und Sicherheitsrisiken zu verringern, die sich aus der Handhabung von Teilen mit scharfen Graten ergeben können. Viele Hersteller bieten als Reaktion auf die potenziellen Risiken äußerst wünschenswerte Anfas- und Entgratungslösungen mit Wälzfräs- und Entgratmaschinen an, die es Benutzern ermöglichen, die optimale Anfastechnologie für ihre speziellen Anwendungsbereiche unter Verwendung von Umform- oder Schneidtechnologien anzuwenden – bis hin zu Zahnrädern in Lkw-Größe.

Werkzeuge zum Anfasen von Zahnrädern:Kunststoff-Verformungs- und Kompressionswerkzeuge

Fortgeschrittene Werkzeuge zum Anfasen von Zahnrädern nutzen Kompression, um Fasen an der Kante zu erzeugen. Der Druck und die Verformung des Materials können die Struktur des Metalls verändern. Stellen Sie sich Anfaswerkzeuge als Kegelräder mit einer Breite von etwa 10-15 mm vor, die normalerweise sehr gut mit einer spiegelähnlichen Oberfläche versehen sind, um vorzeitigen Verschleiß zu verhindern.

Zu den wichtigsten Vorteilen des Anfasens mit diesen Werkzeugen gehören:

1. Stärkere Verzahnung durch optimalen Materialfluss.
2. Präzisere Fasenwinkel.

Die Winkel der Fasen werden durch die Werkzeugzeichnung definiert, aber die Größe basiert auf der Walzzeit und dem Druck des Werkzeugs gegen das Zahnrad. Wenn die Kontaktzeit zwischen Werkzeug und Werkstück zunimmt, wird die Fase größer. Der Druck, der die Verformungskraft definiert, wird mit einem Pneumatikzylinder erzeugt. Diese Methode garantiert eine „elastische Kraft“, die einen Bruch verhindert.

Fasenwalzvorgang

Faswalzen ist ein Umformverfahren, das vor allem bei kleineren Zahnrädern bis Modul 5 mm angewendet wird und bei dem durch Pressen von Material Fasen entlang der Zahnflanke erzeugt werden. Das gepresste Material bildet einen Grat auf der Stirnseite des Zahnrads und einen kleineren auf der Zahnflanke.

Während der Stirngrat durch Einzelschneiden, Entgratscheiben oder Feilscheiben entfernt wird, erfordert der Flankengrat spezielle Faswalzwerkzeuge mit Rollierfunktion oder die Entfernung durch einen zusätzlichen Wälzfräser, der einem nachfolgenden vorgeschaltet ist Hartschlichtoperation. Zahnräder erfordern nach dem Anfasen wegen der plastischen Verformung, die durch diesen Vorgang verursacht wird, und um die sich am Material bildenden Grate oder Schwellungen zu beseitigen, einen Walzvorgang. Während Grate auf der Zahnradoberfläche durch Entgratungsmaschinen oder -werkzeuge entfernt werden können, können die auf dem Blei verbleiben. Diese Grate, meist in einer Spannweite von 0,05 bis 0,07 mm, verursachen in den nachfolgenden Schleifphasen Probleme und können die Schleifscheibe gefährden. An diesem Punkt wird ein Rollvorgang auf den Zahnrädern notwendig. Gerollte und angefaste Zahnräder werden nach der Wärmebehandlung geprüft. Im gewalzten Bereich bilden sich keine Risse. Die Struktur ist normal und entspricht allen Strukturmerkmalen des Materials.

Zusammenfassung

Das Anfasen und Entgraten von Zahnrädern ist zweifellos die Schlüsselprozesstechnologie in der Automobilindustrie, um eine reibungslose Getriebeübertragung zu erreichen, wobei die Fähigkeit, starke und genaue Anfasungen herzustellen, sehr wichtig ist. Bei nachträglich endbearbeiteten Zahnrädern kann ein Anfaswalzvorgang mit dem oben erwähnten Anfasen und Entgraten von Verzahnungen integriert werden. Mehrere Konfigurationsoptionen im Werkzeug ermöglichen eine Lösung für eine breite Palette von Fahrzeuggetrieben.