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Fertigung hochgenauer Evolventen-Normale

12.10.2016

Für Messungen an Zahnrädern werden Normale mit evolventenförmigen Konturen benötigt. Die vorliegende Aufgabe für den Wissenschaftlichen Gerätebau bestand hier in der Konstruktion einer geeigneten Auflage des scheibenförmigen Normals und der hochgenauen Fertigung der Normale. Die Überlagerung der Kontur in Form von Innen- und Außenevolventen war mit periodischen Störungen mit Amplituden von nur 1 bis 5 µm vorgesehen. Die zur Verfügung gestellten Geometriedaten wurden für die Verarbeitung in der verwendeten Drahterodiermaschine optimiert. Die Ermittlung der optimalen Bahnparameter wurde mittels eigens dafür erstellter Software gelöst. Anhand von Probebauteilen mit ähnlichen Mikrogeometrien, die einfach gemessen werden konnten, wurden zuvor die optimalen Bahnparameter für die Drahterodiermaschine ermittelt.

Die Schleifbearbeitung der 20 mm dicken Edelstahl-Platte mit ca. 300 mm Durchmesser ermöglicht das hochgenaue Einmessen des fertigen Normals auf einer Messmaschine. Sowohl die Ebenheit als auch die Rundheit der Bezugsfläche der Normale weichen nur wenige Mikrometer von der Idealgeometrie ab. Die eigens entwickelte und gefertigte Auflagevorrichtung hält die Verformung des Normals minimal, siehe Bild 1 und Bild 2.


Bild 1: CAD-Modell des Evolventennormals (oben) mit Grundplatte bzw. Auflagevorrichtung (unten)


Bild 2: Finite-Elemente-Simulation der Verformung durch Eigengewicht. Die Verformung ist kleiner als 1 µm (Farbskala der Verschiebung von blau für 0 µm bis rot für 0,66 µm).

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