NC-Verzahnungsmaschinen
- 1. Überblick
- 2. Hauptarten von Zahnrädern
- 3. Gebräuchliche Verzahnungsmethoden
- 4. NC-Maschinen zur Zahnradherstellung
1. Überblick
Von der Antike bis ins 18. Jahrhundert, als sich die Mechanisierung in Europa mit der Einführung von Uhren und anderen Maschinen durchsetzte, wurden Zahnräder von Hand gefertigt. Während der industriellen Revolution wurden in schneller Folge Maschinen zur Herstellung von Zahnrädern entwickelt.
In der Zahnradherstellung werden Stahlzylinder zunächst zu kreisförmigen Platten geschnitten, die dann zu Rohlingen (gelochte Platten ohne Zähne) bearbeitet werden, bevor sie den Prozessen des Wälzfräsens (Zähne ausschneiden), Härtens (Wärmebehandlung) und Schleifens der Oberflächen und Zähne unterzogen werden. Heute verwendet jeder Prozess eine NC-Zahnradherstellungsmaschine, wie z.B. eine Wälzfräsmaschine (Maschine zum Ausschneiden von Zähnen). Diese Maschinen zur Zahnradherstellung ermöglichen es dem Bediener, die Schnittgeschwindigkeit einfach einzustellen und die Anzahl der Zähne festzulegen.
In den letzten Jahren sind Verbundbearbeitungsmaschinen auf Basis von Drehmaschinen weit verbreitet. Diese Verbundbearbeitungsmaschinen können die Prozesse vom Räumen (Bearbeitung der Bohrinnenflächen) über das Fräsen (Schneiden) bis hin zum Wälzfräsen vervollständigen, wodurch Umrüstungen minimiert und eine höhere Effizienz in der Zahnradproduktion ermöglicht werden.
2. Hauptarten von Zahnrädern
Zahnräder gibt es in verschiedenen Formen und Größen, und sie alle benötigen spezielle Maschinen für die Bearbeitung. Zahnräder können breit in Stirnräder und Kegelräder unterteilt werden, jeweils mit Stirnrad- und Kegelradverzahnungsmaschinen als Spezialverzahnungsmaschinen.
Weitere Zahnräder sind Schrägverzahnungen mit Spiralverzahnung, Zahnstangen- und Ritzelsysteme, die Drehbewegungen in Linearbewegungen umsetzen, und Schneckenräder, die Bewegungen in 90-Grad-Winkeln übertragen.
- A
- Ritzel
- B
- Zahnstange
- C
- Schnecke
- D
- Schneckenrad
3. Gebräuchliche Verzahnungsmethoden
Die gebräuchlichsten Verfahren zum Schneiden von Verzahnungen (Wälzfräsen) sind das Wälzverfahren und das Umformverfahren.
Beim Wälzverfahren wird der Zahnstangenfräser gegen die Scheibe gedrückt, die zu einem Zahnrad wird und entlang des Umfangs der Scheibe schneidet. Dieses Verfahren ermöglicht zwar die Herstellung hochpräziser Zahnräder, die hohen Kosten sind jedoch ein Nachteil. Präzisionsteile können dann nach dem Schneiden der Zähne durch Schleifen oder Ziehschleifen fertiggestellt werden. Das Wälzverfahren ist beim Verzahnen weit verbreitet, und die am häufigsten verwendete Maschine ist die Wälzfräsmaschine.
Andererseits verwendet das Umformverfahren eine Fräsmaschine, die mit einem Schneidwerkzeug ausgestattet ist, das die gleiche Form wie die Nuten des gewünschten Zahnrades hat. Dieses Verfahren ermöglicht die Serienproduktion von Zahnrädern ohne den Einsatz von speziellen Produktionsmaschinen.
Weitere Möglichkeiten der Zahnradherstellung sind die Formgebung zur Herstellung von Kegelrädern und plastische Umformverfahren wie das Schmieden.
Bild des Verzahnens durch das Wälzverfahren
- A
- Zahnstangenfräser
- B
- Verfahrrichtung der Zähne
Bild des Verzahnens durch Umformverfahren
Jede Nut wird
mit einem speziellen Werkzeugmeißel bearbeitet, der an der Fräsmaschine befestigt ist
4. NC-Maschinen zur Zahnradherstellung
Unter den vielen NC-Maschinen zur Zahnradherstellung ist die NC-Fräsmaschine eine der am weitest verbreiteten Arten und wird in der Automobilindustrie eingesetzt. Zahlreiche Modelle wurden entwickelt, um Präzision und Produktionseffizienz zu erreichen und die Zahnradherstellung weiter zu stärken.
Weitere NC-Maschinen zur Zahnradherstellung sind Formmaschinen, die eine präzise Verzahnung erreichen können; Schleifmaschinen, die vergütete Zahnräder schleifen; Ziehschleifmaschinen, die die Oberfläche von Zahnrädern nach dem Härten reinigen; und Schälmaschinen, die die Zahnräder endbearbeiten. Diese Maschinen werden alle zur Herstellung von Präzisionszahnrädern eingesetzt.
