TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Bild 4: Tellerradwerkzeugsystem ponenten des Normalenvektors für jeden Messpunkt sowie die Angabe des Zahndickenwinkels 4. Mit Unterstützung der verwendeten Software GearEngineer® kann das Messgitter des aufmaßbehafteten Versuchsträgers im CAD-System CATIA V5 abgeleitet werden. Diese Daten wurden der Verzahnungsmessmaschine zur Verfügung gestellt, sodass die Messpunkte angetastet und die Abweichungen der Ist- zu den Soll-Koordinaten ermittelt werden können. Die Erstmusterschmiedungen von IFUTEC und LUW lieferten bezüglich aller Verzahnungs und Radkörpermerkmale Genauigkeiten bis Qualität 11 nach DIN 3965 und DIN 3962. Lediglich der Kopfkegelwinkel wies eine geringere Genauigkeit auf. Die gemittelten Rauhtiefen betrugen Rz 6,3. Zur Differenzierung der Erstmusterqualität in zu korrigierende prozessbedingte und werkzeugbaubedingte Abweichungen war die Kenntnis der gefertigten Flankentopographie der Verzahnungsmatrize unerlässlich. Die gemessenen Matrizenabweichungen gegenüber CAD-Solldaten ergaben eine hinreichende Qualität 6 des Werkzeugs. Zur Verbesserung der Verzahnungsgenauigkeit des Prozesses erfolgte die Korrektur der Erstwerkzeuge auf Basis einer Flankenformanpassung. Wie in Bild 5 gezeigt, wird hierzu die gemessene Erstmusterabweichung agemessen an einem Messgitterpunkt zunächst um die Abweichung der Matrizengeometrie amat am jeweiligen Punkt vermindert. Es handelt sich hierbei um kleinere, singuläre Fertigungsabweichungen des Werkzeugbaus, die nicht vorgehalten werden können. Die resultierende Restabweichung arest wird nun am Messgitterpunkt P mittels des Normalenvektors n gespiegelt, sodass sich der Korrekturpunkt K ergibt. Nach der Rückführung aller Korrekturpunkte in das CAD-Modell des Kegelrads wird eine NURBSFläche an die Korrekturpunkte angenähert. Dadurch wird eine korrigierte Zahnflanke erzeugt, deren Form durch Grad und Segmentierung der NURBS-Fläche beeinflusst wird. Aus dem korrigierten CAD-Modell des Kegelrads lässt sich dann die Matrizengeometrie als Negativ ableiten. Durch Anwendung der Korrekturmethode und Nachsetzen des Verzahnungswerkzeugs konnte die Verzahnungsqualität um mehr als drei Stufen auf Qualität 8 bis 9 verbessert werden. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Im Rahmen des Projekts wurde ein Präzisionsschmiedeverfahren zur endkonturnahen Einbringung von Spiralverzahnungen in Ringrohteile entwickelt und umgesetzt. Die erfolgreich bewältigten Herausforderungen lagen in der konstruktionstechnischen Beherrschung der komplexen Flankentopographie, der nicht trivialen messtechnischen Erfassung von Matrizen und Pressteilqualität sowie der Entwicklung von Strategien zur automatisierten Generierung korrigierter Verzahnungsfreiformfächen in den CAD-Modellen. Die Verzahnungsqualität wurde unter Anwendung der entwickelten Methodik in einer einzigen Rekursion auf Qualität 8 bis 9 verbessert. Damit ist eine Feinbearbeitung mit hinreichend gleichmäßigem Aufmaß durchführbar. 72 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2016
massivUMFORMUNG September 2016 01
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