Fachinformationen rund um's Schleifen von

Fehler beim Verzahnungsschleifen

Fehler beim Verzahnungsschleifen

Nachfolgend werden häufige Fehler beim Verzahnungsschleifen mit passenden
Lösungsvorschlägen beschrieben. Oft ist es so, dass gleiche Fehlerdarstellungen unterschiedliche Fehlerquellen haben. Trotzdem wurde versucht, eine Übersicht der am häufigsten auftretenden Fehler zu erstellen.

Fehler beim Wälzschleifen

MERKMALMÖGLICHE URSACHEABHILFE
Schleifbrand
(an allen Zähnen)

  • Zerspanleistung Qmax zu hoch

  • Kühlung falsch eingestellt

  • Schleifkorn verschlissen

  • Schleifschnecke zu hart

  • Vorschub reduzieren

  • vc reduzieren

  • Zustellung reduzieren

  • Kühlöldüse nachjustieren
Schleifbrand
(nur an einer 
Flanke)

  • Kühlmittelzufuhr durch Fehlstellung 
    der Düse nicht ausreichend
  • Abrichtrolle verschlissen

  • Kühlmitteldüse nachjustieren

  • Abrichtrolle prüfen, ggf.austauschen
Schleifbrand
(an Segment)

  • Durch zu enges Anfahren in X-Richtung 
    entsteht beim Anfahren der Schnecke 
    bei hohem Rundlauf Schleifbrand an erhöhter Stelle

  • Mehr Spiel in X-Richtung
Schleifscheibe
drückt

  • Schleifscheibe (wirkt) zu hart

  • Schleifkorn verschlissen

  • vc reduzieren

  • Schleifscheibe weicher auslegen
Profil hält nicht

  • Schleifscheibe (wirkt) zu weich

  • Schleifscheibe bricht ein

  • vc erhöhen

  • Schleifschnecke härter auslegen

  • Andere Kornmischung wählen

  • Shiftbetrag erhöhen
Oberfläche zu fein

  • Schleifscheibe zu fein

  • Gröberes Schleifkorn
    verwenden
Oberfläche zu grob

  • Schleifscheibe zu grob

  • Abrichtrolle verschlissen

  • Feineres Schleifkorn verwenden

  • Abrichtrolle nachschleifen/ ersetzen
Zu hohe
Stromaufnahme

  • Schleifscheibe (wirkt) zu hart

  • Schleifkorn verschlissen

  • vc reduzieren

  • Qmax reduzieren

  • Schleifscheibe weicher auslegen
Rattermarken auf
Flankenlinie

  • Werkstückspannung fehlerhaft

  • Fehler an Wälzkopplung

  • Schleifscheibe (wirkt) zu hart

  • Maschinensteifigkeit

  • Bauteilgeometrie (großer Durchmesser/ 
    kleine Bohrung)

  • Schleifparameter

  • Spannsituation (Flattern des Werkstücks)

  • Spannsystem prüfen

  • Elektronik prüfen

  • Reduzierung Schnittgeschwindigkeit

  • Zustellung letzter Hub auf Minimum

  • Egalisierschnitt einfügen

  • Änderung der Gängigkeit

  • Ziel: Frequenz der
    Vibration beseitigen

Praxisbeispiel: Rattermarken auf Flankenlinie

Abhilfemaßnahmen:

  • Reduzierung vc auf 40 m/s -> keine Verbesserung
  • Erhöhung vc auf 63 m/s -> keine Verbesserung
  • Reduzierung Vorschub -> leichte Verbesserung, aber viel längere Prozesszeit
  • Erhöhung Schruppschnitte (Reduzierung Zustellung) -> keine Verbesserung

Lösung:
Änderung der Gängigkeit von 5 gg auf 3 gg führt zur Reduzierung der dynamischen
Belastung -> Oberfläche i. O.

Unwucht

Unwucht führt beim Verzahnungsschleifen zu starken Profilfehlern. Diese lassen sich durch Welligkeit sehr gut erkennen. Weiter erkennt man Unwucht an auftretenden Schwingungen, welche man teilweise an der Maschinenverkleidung durch Berühren spüren kann, und auch beim Betrachten der Werkzeuge. Im Bild oben sieht man eine Wälzschnecke mit starker Unwucht. Man sieht an der Schneckenflanke gleichmäßige Kontraste an Zusetzung, mal mehr, mal weniger. Der Abstand zeigt die Frequenz der Unwucht. Einzige Abhilfe ist das Auswuchten der Schnecke bzw. der Schleifscheibe.

Fehler beim Profilschleifen

MERKMALMÖGLICHE URSACHEABHILFE
Schleifbrand
(an allen Zähnen)

  • Zerspanleistung Q’w zu hoch

  • Kühlung falsch eingestellt

  • Schleifkorn verschlissen

  • Schleifscheibe zu hart

  • Vorschub reduzieren

  • vc reduzieren

  • Zustellung reduzieren

  • Kühlöldüse nachjustieren
Schleifbrand
(ansteigend je Zahn)

  • Zerspanvolumen V’w zu hoch

  • Zerspanvolumen
    reduzieren
Schleifbrand
(nur an der Flanke)

  • Kühlmittelzufuhr durch Fehlstellung der Düse nicht
    ausreichend

  • Abrichtrolle verschlissen

  • Kühlmitteldüse nachjustieren

  • Abrichtrolle prüfen, ggf. austauschen
Zu hohe
Stromaufnahme

  • · Schleifscheibe (wirkt) zu hart

  • Schleifkorn verschlissen

  • vc reduzieren

  • Q’w reduzieren

  • Schleifscheibe weicher auslegen
Schleifscheibe
drückt

  • Schleifscheibe (wirkt)
    zu hart

  • vc reduzieren

  • Überdeckungsgrad reduzieren

  • Geschwindigkeitsverhältnis reduzieren

  • Schleifscheibe weicher auslegen
Profil hält nicht

  • Schleifscheibe (wirkt) zu weich

  • Schleifscheibe bricht ein

  • vc erhöhen

  • Schleifscheibe härter auslegen

  • Andere Kornmischung wählen
Geringe Standzeit

  • Schleifscheibe verschleißt

  • Schleifscheibe härter auslegen

  • Leistungsfähigeres Korn wählen
Oberfläche zu fein

  • Schleifscheibe zu klein

  • Korngröße zu fein

  • Überdeckungsgrad zu hoch

  • vc reduzieren
Oberfläche zu grob

  • Schleifscheibe zu grob

  • Abrichtrolle verschlissen

  • Überdeckungsgrad zu niedrig

  • Geschwindigkeitsverhältnis zu hoch

  • Korngröße zu grob

  • Abrichtrolle nachschleifen/
    ersetzen

  • vc erhöhen

Auftretende Schwingungen

Stirnräder mit hoher Anzahl von Zähnen und großem Durchmesser, welche entweder in kleiner Bohrung oder nahe der Bohrung gespannt werden, wo die Länge von Spannung zu Zahnflanke sehr groß ist, neigen beim Leistungsschleifen leicht zu Schwingungen. Schleifen unter höchster Zerspanleistung führt aufgrund steigender Einwirkkräfte zum Aufbau von Schwingungen.

Wann?

  • Große Durchmesser, kleine Zahnbreite
  • Geringe Auflagefläche des Werkstücks
  • Instabiler Werkstücktisch
  • Bauteil für Maschine zu schwer

Fehler:
Schleifkorn wird durch auftretende Schwingungen überbelastet und verschleißt. Das Korn erhält durch die Schwingungen Schläge, welche die feinen Kornspitzen zum Abbrechen bringen. Das Korn wird stumpf und drückt, es entsteht Schleifbrand, welcher sich von Hub zu Hub steigert. Ein deutliches Zeichen dafür ist, wenn von Lücke zu Lücke bei geringem v’w der Schleifbrand
immer stärker wird.

Verschränkungen

Durch zeitliche und örtliche Verlagerung der Schleifflächen bei mehreren Werkstückumdrehungen, beim Schleifen von breitenballigen, schrägverzahnten Zahnrädern resultiert die Kopf- bzw. Fußzurücklegung. Die gesamte Zahnflanke wird verzerrt.
Kenntlich wird die Verschränkung in den Messprotokollen durch erheblichen Taumelfehler im Profil. Um Verschränkung messen zu können, muss an mehreren Stellen der Zahnbreite das Profil gemessen werden. Würde man nur in der Mitte messen, wäre die Abweichung nicht erkennbar. Bild oben links zeigt, wie die Zahnflanke „verzerrt“ ist. Würde man nun das Profil entlang der Zahnradbreite an mehreren Stellen messen, würde bei verschränkter Verzahnung starker Profiltaumel gemessen werden.

Ursache:
Verschränkung tritt nur bei schrägverzahnten, breitenballigen Bauteilen auf. Beim Schleifen liegt der Kontaktpfad nicht auf dem Stirnschnitt. Zahnkopf und Zahnfuß werden nicht zur gleichen Zeit, mit ungleichem Achsabstand und durch Breitenballigkeit geschliffen.

Abhilfe:

  • Beim Wälzschleifen wird die Korrektur über das Abrichten in die Schnecke
    eingebracht.
  • Beim Profilschleifen wird die Korrektur über die CNC-Steuerung durch den
    Schleifkopf übertragen.