Modellierung des Einsatzverhaltens elastisch gebundener Honringe beim Polierhonen von Verzahnungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514632478

Die stetig steigenden Leistungsanforderungen an Zahnradgetriebe machen in vielen Fällen eine spanende Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen unabdingbar, um Abweichungen aus dem Vorverzahnen und der Wärmebehandlung zu korrigieren. Das Verzahnungshonen ist ein hochproduktiver Prozess im Bereich der Hartfeinbearbeitung insbesondere von kleinen bis mittleren Verzahnungen. Aufgrund geforderter immer niedrigerer Oberflächenrauheit auf Zahnflanken ist eine Übertragung aktueller Verzahnungspolierschleifprozesse mit elastisch gebundenen Schleifwerkzeugen auf den Verzahnungshonprozess ein wichtiger Schritt. Für das Verzahnungshonen wurden die Potenziale zur Erzeugung hochfeiner Oberflächen beim Einsatz elastisch gebundener Schleifwerkzeuge bislang nicht untersucht. Elastisch gebundene Honringe können sich im Prozess verformen. Diese elastische Verformung kann zu geometrischen Abweichungen der Verzahnungen führen. Diese Abweichungen müssen bereits im Abrichtprozess des elastischen Honrings korrigiert werden. Da Abrichtwerkzeuge zum Verzahnungshonen hinsichtlich der zu erzeugenden Geometrie unflexibel sind, müssen die geometrischen Korrekturen der Verzahnung bereits im Abrichtwerkzeug vorgesehen werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher, die Modellierung der Zerspankraft beim Abrichten elastisch gebundener Honringe zur Vorhersage der Honringverformung und der daraus resultierenden Auswirkung auf die zu erzielende Verzahnungsgeometrie beim Verzahnungshonen. Die Originalität des Forschungsvorhabens liegt in der Entwicklung einer Methode zur Vorhersage der Verzahnungsgeometrie auf Basis eines Abrichtkraftmodells und eines Verzahnungshonkraftmodells. Damit wird es erstmalig möglich sein, die Verzahnungsgeometrie im Verzahnungshonprozess in Abhängigkeit von der Abrichtwerkzeuggeometrie sowie der Honringgeometrie und -nachgiebigkeit vorherzusagen. Die wissenschaftliche Herausforderung liegt einerseits in dem Transfer eines existierenden Honkraftmodells auf den Abrichtprozess und die im Abrichtprozess vorliegenden kinematischen Bedingungen. Andererseits ist die Erweiterung der Modelle um die Nachgiebigkeit geplant, wodurch die mechanische Verformung des Werkzeug-Werkstücks-Systems vorhergesagt werden soll. Der zu erwartende Erkenntnisgewinn liegt im verbesserten Verständnis und der Berechnung der auftretenden Verformung des Werkzeug-Werkstück-Systems und der damit einhergehenden Beeinflussung der Verzahnungsgeometrie beim Verzahnungshonen insbesondere mit neuen elastisch gebundenen Honringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: GKN Driveline International GmbH; Gleason Switzerland AG; Hermes Schleifmittel GmbH