Zahnradherstellung – Präzise Verzahnungen vom Rohling bis zur fertigen Oberfläche
Von der Weichbearbeitung bis zur Hartfeinbearbeitung: Vollständige Prozesskette für Zahnräder
Weichbearbeitung: Wälzfräsen und Wälzschälen als produktive Einstiegsprozesse
Die Zahnradherstellung beginnt mit der Weichbearbeitung des Rohlings. Beim Wälzfräsen kommen viele Schneiden gleichzeitig zum Einsatz, was das Verfahren besonders produktiv macht und beliebige Zähnezahlen, Schrägungswinkel und Verzahnungsbreiten ermöglicht. Wälzschälen (Power Skiving) ergänzt das Portfolio als Hochleistungsalternative, vor allem bei Innenverzahnungen. Gegenüber dem Wälzstoßen ist es zwei- bis dreimal so produktiv.
Wälzstoßen und Entgraten: Flexibilität für anspruchsvolle Geometrien
Für Verzahnungen mit Störkonturen oder kleinem Auslauf bietet das Wälzstoßen die nötige Flexibilität – sowohl für gerade als auch für schräge Innen- und Außenverzahnungen. Im Anschluss an die Verzahnung ist das Entgraten und Anfasen ein unverzichtbarer Schritt, da verbleibende Grate Lager und Folgewerkzeuge beschädigen können. Hierfür bieten wir drei Verfahren: Rolldrückentgraten, Schleifscheiben-Entgraten und Entgraten per Wälzfräser – abgestimmt auf Stückzahl und Bauteilvielfalt.
Hartfeinbearbeitung: Schaben, Profilschleifen und Wälzschleifen für höchste Präzision
Vor dem Härten sorgt das Verzahnungsschaben für geräuscharme Oberflächen bei hoher Produktivität – ein bewährtes Verfahren in der Automobilindustrie. Nach der Wärmebehandlung kommen das Wälzschleifen oder Profilschleifen zum Einsatz, um fertigungsbedingte Maßabweichungen zu beseitigen.
Vorteile
- Durchgängige Prozesskette: Von der Weichbearbeitung bis zur Hartfeinbearbeitung deckt EMAG alle Schritte der Zahnradfertigung mit aufeinander abgestimmten Maschinen und Verfahren ab.
- Präzision auf µm-Ebene: Wälzschleifen und Profilschleifen nach der Wärmebehandlung beseitigen Maßabweichungen – entscheidend für Laufruhe und Lebensdauer.
- Flexibilität für viele Geometrien: Ob Innen- oder Außenverzahnung, gerade oder schräg, mit Störkontur oder kleinem Auslauf – EMAG bietet für jede Anforderung das passende Verfahren.
- Hohe Produktivität: Verfahren wie Wälzfräsen und Wälzschälen ermöglichen kurze Taktzeiten durch kontinuierliche Zerspanung mit vielen Schneiden – auch bei großen Stückzahlen zuverlässig reproduzierbar.
- Weniger Umspannfehler: Durch die Kombination mehrerer Operationen in einer Aufspannung – z. B. Drehen und Wälzschälen – werden Rundlauffehler weitgehend eliminiert und die Teilelogistik vereinfacht.
Fragen und Antworten
- Welche Fertigungsverfahren kommen bei der Zahnradherstellung grundsätzlich zum Einsatz?
- Welche besonderen Anforderungen stellen Zahnräder an die spanende Fertigung?
- Welches Verfahren eignet sich für Innenverzahnungen in der Zahnradfertigung?
- Wie sieht eine typische Prozesskette bei der Zahnradfertigung aus?
- In welchen Branchen und Anwendungsfeldern ist die Zahnradfertigung besonders relevant?
- Wie lässt sich die Wirtschaftlichkeit bei der Zahnradfertigung gezielt verbessern?
Die Zahnradherstellung gliedert sich in Weich- und Hartbearbeitung, die jeweils unterschiedliche Verfahren erfordern. Zur Weichbearbeitung zählen Wälzfräsen, Wälzschälen (Power Skiving) und Wälzstoßen, die das Zahnprofil in das noch nicht gehärtete Bauteil einbringen. Nach der Wärmebehandlung folgt die Hartfeinbearbeitung per Wälzschleifen oder Profilschleifen, um Verzugsfehler zu korrigieren und Präzisionsoberflächen zu erzeugen. Entgraten und Anfasen ergänzen die Prozesskette als unverzichtbare Zwischenschritte.
Zahnräder erfordern enge Toleranzen an Zahnform, Flankenlinien und Oberflächengüte – selbst minimale Welligkeit im µm-Bereich kann zu Störgeräuschen im Antrieb führen. Zusätzliche Herausforderungen entstehen durch Störkonturen, kleine Ausläufe oder Innenverzahnungen, die den Einsatz bestimmter Verfahren einschränken. Wärmebehandlungsbedingte Maßabweichungen müssen in der Hartbearbeitung gezielt kompensiert werden. Für E-Antriebe steigen die Anforderungen an Laufruhe und Flächentragbild weiter.
Für Innenverzahnungen stehen bei EMAG vor allem die Verfahren Wälzschälen (Power Skiving) und Wälzstoßen zur Verfügung. Das Wälzschälen ist dabei die produktivere Wahl: Es arbeitet kontinuierlich mit axialem Vorschub und ist gegenüber dem Wälzstoßen zwei- bis dreimal schneller. Für Werkstücke mit Störkonturen oder sehr kleinem Auslauf bietet das Wälzstoßen hingegen konstruktive Vorteile, da das Werkzeug auch in beengten Verhältnissen präzise arbeitet.
Eine vollständige Prozesskette beginnt mit dem Vordrehen des Rohlings, gefolgt von der Vorverzahnung per Wälzfräsen oder Wälzschälen. Anschließend werden Grate durch Rolldrückentgraten oder Entgratscheiben entfernt. Nach dem Härten folgt das Wälzschleifen oder Profilschleifen zur Endbearbeitung. Das Ergebnis: maßgenaue Verzahnungen mit definierter Oberflächengüte und langer Lebensdauer.
Die Zahnradfertigung ist ein Kernprozess überall dort, wo Drehmomente übertragen werden – vor allem in der Automobil- und Zulieferindustrie, im Nutzfahrzeugbau sowie in der Landtechnik. Zunehmend bedeutsam wird die Zahnradfertigung auch für E-Antriebe: Hohe Drehmomente und Drehzahlen erfordern besonders geräuscharme Oberflächen und enge Toleranzen. EMAG liefert dafür speziell abgestimmte Lösungen, etwa für Planetengetriebe oder Hohlräder in Elektrofahrzeugen.
Entscheidende Hebel sind kurze Taktzeiten, geringe Nebenzeiten und wenige Umspannvorgänge. Das Wälzschälen in einer Aufspannung mit dem Vordrehen reduziert Teilelogistik und Rundlauffehler gleichzeitig. Beim Wälzschleifen ermöglicht die zweite Werkstückspindel das hauptzeitparallele Be- und Entladen. Entgraten direkt auf der Wälzfräsmaschine spart einen weiteren Prozessschritt. Das Verzahnungsschaben ist gegenüber dem Schleifen kosteneffizienter und erzielt trotzdem geräuscharme Ergebnisse – ein klarer Vorteil bei großen Stückzahlen.
Technologien
Technologien
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