Einfluss der elastischen Nachgiebigkeit auf die Kraft beim tauchenden Kegelradschleifen

Zusammenfassung

Aufgrund steigender Anforderungen an den Wirkungsgrad und die Geräuschanregung von Zahnradgetrieben ist die Hartbearbeitung von Zahnrädern für viele Anwendungen zu einem notwendigen Prozessschritt geworden. Die Hartfeinbearbeitung durch Schleifen ist ein etabliertes Herstellungsverfahren für verschiedene Arten von Zahnrädern, da eine gute Qualität der Geometrie und der Oberfläche erreicht werden kann. Das Schleifen wird bei Kegelrädern insbesondere bei hohen Qualitätsanforderungen eingesetzt. Die Kenntnis der Schleifkraft ist von wesentlicher Bedeutung für die Vorhersage der Randzoneneigenschaften und der Belastung des Schleifwerkzeugs. Daher spielt die Kenntnis der Schleifkraft eine wichtige Rolle bei der wissensbasierten Prozessauslegung. Für das Kegelradschleifen existieren jedoch keine Modelle zur Vorhersage der Schleifkraft. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Berechnung der Schleifkraft auf der Grundlage theoretischer Kontaktbedingungen und des Modells nach Werner nicht der gemessenen Prozesskraft entspricht. Diese Diskrepanz kann mit der elastischen Verformung des Systems zusammenhängen. In der vorliegenden Arbeit werden elastische Effekte beim tauchenden Kegelradschleifen untersucht. Zunächst wird der charakteristische Verlauf der Werkzeugspindelleistung und der Schleifkraft in Abhängigkeit von der Zustellung bestimmt. Anschließend wird der Zusammenhang zwischen der Kraft und der elastischen Verformung analysiert. Die vorgestellte Arbeit soll dazu beitragen, den Einfluss elastischer Effekte beim tauchenden Kegelradschleifen zu verstehen.

Abstract

Due to rising requirements concerning efficiency and noise excitation of gear drives, hard finishing of gears has become a necessary process step for many applications. Hard finishing by grinding is an established manufacturing process for different types of gears, as good geometric and surface quality can be achieved. For bevel gears, grinding is used especially in case of high quality requirements. The knowledge of the grinding force is of essential relevance for the prediction of the properties of the near surface zone and the load on the grinding tool . Therefore, the prediction of the grinding force plays an important role in the knowledge-based process design. For bevel gear grinding, no models for the prediction of the grinding force exist. Previous examinations showed that the calculation of the grinding force based on theoretical contact conditions and the model according to Werner does not correspond to the measured process force. This discrepancy can be caused by elastic deformation of the system. In the work presented, elastic effects in plunging bevel gear grinding are investigated. First, the characteristic course of the tool spindle power and the grinding force in relation to the infeed is determined. Subsequently, the correlation between the force and the elastic deformation is analyzed. The work presented shall contribute to understand the influence of elastic effects in plunging bevel gear grinding.