Prozess-Maschine-Interaktion beim Verzahnungshonen

 

Beim Verzahnungshonen von Stirnrädern kann häufig die Leistungsfähigkeit moderner Verzah-nungshonmaschinen nicht ausgenutzt werden, da Schwingungen auftreten und die gewünschte Verzahnungsqualität nicht erreicht werden kann. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Vorhersage der Anregungsursachen und des Schwingverhaltens des Verzahnungshonprozess und eine Abbildung möglicher selbsterregter Schwingungen. Dazu werden ein Prozessmodell und ein Maschinenmodell aufgebaut.

Je nach Ursache und Form der kritischen Schwingungen wird ein Modell der gesamten Maschine oder ein Teilmodell mit dem Prozessmodell gekoppelt. Als Grundlage für das Prozessmodell und die Anregung werden die Kontaktbedingungen des Verzahnungshonens auf einen Analogieprozess übertragen. Für jede in Kontakt befindliche Zahnradflanke wird ein Analo-gieprozess unter Ermittlung der Prozesskräfte durchgeführt. Anhand dieser Daten kann der Hon-prozess örtlich und zeitlich aufgelöst über der Zahnflanke analysiert werden. Durch Superposition der lokalen Zerspankräfte und einen Abgleich mit Honversuchen wird das Prozessmodell validiert. Das Maschinenmodell (ggf. Teilmodell) wird entweder durch eine Approximation des Frequenzgangs durch gekoppelte Einmassenschwinger oder durch ein FE-Modell abgebildet. Der Aufbau eines Gesamtmodells orientiert sich am regelungstechnischen Grundmodell der Wechselwirkung zwischen Maschine und Prozess. Die Berechnung des dynamischen Verhaltens des Gesamtsystems erfolgt für diskrete Zeitschritte. Die Zerspankräfte werden mithilfe des vorgestellten Prozessmodells berechnet und mit dem Maschinenmodell gekoppelt. Die auftretenden Verlagerungen werden in das Prozessmodell zurückgeführt und der Regelkreis geschlossen. Das Modell wird es ermöglichen die Prozesskräfte und das Anregungsverhalten beim Verzahnungshonen vorherzusagen.