Identifikation verzugsrelevanter Einflussgrößen und Wechselwirkungen in der Fertigungskette „Einsatzgehärtetes Tellerrad“*

Abstract

KurzfassungDer grundlegende Ansatz, den Verzug als Systemeigenschaft einer spezifischen Prozesskette aufzufassen, setzt sich im wissenschaftlichen, aber auch im industriellen Kontext immer mehr durch. Der im Jahr 2001 eingerichtete Sonderforschungsbereich 570 „Distortion Engineering – Verzugsbeherrschung in der Fertigung“ hat diesen Ansatz aufgegriffen und beschäftigt sich mit der Bestimmung signifikanter Einflussgrößen und Wechselwirkungen auf den Verzug über die gesamte Fertigungskette von ausgewählten Bauteilen, um die wesentlichen Mechanismen der Verzugsentstehung zu identifizieren. Seit 2007 wird in einem sogenannten Transferprojekt mit dem Kooperationspartner ZF Achsgetriebe GmbH diese systemorientierte Betrachtungsweise des Bauteilverzugs auf eine industrielle Fertigungskette übertragen. Als Bauteil wurde hierfür ein bogenverzahntes Tellerrad aus dem Werkstoff ZF1 (mod. 17CrNi6-6) ausgewählt. Als Ziel des Projektes wurde definiert, dass das am Ende der Prozesskette erforderliche kostenintensive Verzahnungsschleifen durch die Verzugsbeherrschung in der gesamten Fertigungskette signifikant verringert wird. Mit Hilfe der Statistischen Versuchsplanung wurden in zwei Versuchsplänen insgesamt ca. 300 Tellerräder untersucht, um aus der Gruppe der ausgewählten Versuchsparameter die signifikanten Einflussgrößen und Wechselwirkungen auf den Verzug der Tellerräder zu erkennen. Als Grundlage dieser Identifikation diente die Analyse der Ergebnisse der umfangreichen Koordinatenmessungen, die in diesem Beitrag zur Diskussion gestellt werden.

Component Distortion due to a Broaching Process

“…According to [9] any 2π-periodic signal can be split into a series of sine and cosine functions by a Fourier-analysis. After measuring the components on the coordinate measuring machine, the measured points can be plotted against the scope of the component, which corresponds to such a 2π-periodic signal, as shown in Fig.…”

“…Figure 5: The different orders of shape deviation according to [9] Applied Mechanics and Materials Vol. 794…”

“…Figure 6: Two theoretical results of measurements that are within the tolerance range (left),Description of deviation in polar coordinates (right), according to[9] …”