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Präzisionsbearbeitung hochbeanspruchter Bauteile Um hochbeanspruchte Bauteile präzise zu bearbeiten, kommen zunehmend innovative Technologien zur Anwendung. Experten auf diesem Gebiet beschreiben aktuelle Entwicklungen und Trends in der Hartfeinbearbeitung. Die Randzone technischer Bauteile ist oft der am stärksten beanspruchte Bereich. Hochbeanspruchte Bauteile – wie Zahnräder oder Kurbelwellen – werden daher üblicherweise gehärtet und im harten Zustand abschließend präzise bearbeitet, um die Festigkeitsanforderungen zu erfüllen. Von einer Hartbearbeitung wird gesprochen, wenn die zu bearbeitende Werkstückrandzone eine Härte von mehr als 45 HRC aufweist. Die Hartbearbeitung dient der Herstellung von mikro- (zum Beispiel Rauheit) und makrogeometrischen (beispielsweise Formtoleranzen) Oberflächeneigenschaften sowie entsprechender Randzoneneigenschaften. Als qualitätskritischer Fertigungsschritt nimmt die Hartbearbeitung eine entscheidende Rolle bezüglich der Bauteilfunktionalität ein. Leistungsfähige Prozesse verschieben die alten Grenzen in vielen Bereichen der Hartbearbeitung immer weiter (Bilder: WZL) Autoren: Christoph Löpenhaus, Daniel Trauth, Fritz Klocke, WZL der RWTH Aachen Trends in der umformenden Hartbearbeitung Das maschinelle Oberflächenhämmern (MOH) ist ein aufkommendes Endbearbeitungsverfahren, bei dem die Bearbeitung der Bauteilrandzone durch hochfrequente Schläge (bis 500 Hertz) eines Stößels mit Kugelkopf (bis 20 Millimeter) erfolgt. Beim MOH werden drei Wirkprinzipien unterschieden: elektromechanisch, pneumatisch und piezoelektrisch. Die Umformung der Randzone bewirkt eine glattere Oberfläche, eine höhere Randzonenhärte sowie die Einbringung von Druckeigenspannungen (DES). Anwendung findet das MOH bei der Schweißnahtnachbearbeitung und als Substitutionsprozess zum manuellen Polieren von gegossenen automobilen Tiefziehwerkzeugen. Ein weiteres Randzonen-Bearbeitungsverfahren ist das Hartglattwalzen (HGW). Es kommt zur Anwendung, um niedrige Rauheitswerte (bis Rz < 1 μm und Ra < 0,1 μm) zu erzielen. Das Prinzip basiert auf einer Randzonenbearbeitung mit einem Walzkörper (keramische Kugel, Hartmetallwalze), wobei der Werkstoff über die Einstellung des Walzdrucks und der Vorschubgeschwindigkeit in Vorschubrichtung verdrängt wird. Mittels HGW werden beispielsweise Getriebewellen, Turbinenscheiben oder Zylinderlaufbuchsen endbearbeitet. Um zukünftig mittels HGW höhere DES und Härtewerte in der Werkstückrandzone sowie geringere Rauheitswerte zu erzielen, kann der axiale Werkzeugvorschub mit einer oszillierenden Bewegung überlappt werden. Die häufigeren Verformungsrichtungswechsel des Werkstoffflusses können zusätzlich eine Kornfeinung begünstigen, welche sowohl die Festigkeits- als auch Duktilitätseigenschaften signifikant verbessern kann. ¢¢Trends in der Hartfeinbearbeitung Leistungsfähige Prozesse werden für Unternehmen immer wichtiger, um den heutigen Herausforderungen durch Globalisierung, Kostendruck und steigenden Anforderungen an die Produktqualität gerecht zu werden. Dazu sind die Wechselwirkungen zwischen allen am Prozess beteiligten Komponenten zu berücksichtigen. Die hier vorgestellten Beispiele zeigen, dass sich in vielen Bereichen der Hartfeinbearbeitung die bisherigen Grenzen weiter verschieben. 16  Sonderteil Hartfeinbearbeitung dima 1.2018


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