Die Zahnradfeinbearbeitung ist der Schritt, der die endgültige Genauigkeit und das Geräusch eines Zahnrads bestimmt. Nach dem Wälzfräsen oder Räumen benötigen die meisten Zahnräder einen Feinbearbeitungsschritt, um Verzug aus der Wärmebehandlung zu korrigieren, die Oberflächenrauheit zu senken und die Zahnform in Toleranz zu bringen. Die drei gängigen Verfahren — Schleifen, Honen und Schälen — sind nicht austauschbar, und die falsche Wahl kostet entweder zu viel oder lässt die Genauigkeit vermissen.
Zahnradschleifen ist die Option mit höchster Genauigkeit. Es erreicht IT3–IT5 und eine Oberflächenrauheit von Ra 0,2–0,8 µm und kann den Verzug korrigieren, der durch das Abschrecken entsteht. Damit ist es der Standard für Werkzeugmaschinenzahnräder, Roboterreduzierer, Renngetriebe und jede Anwendung, bei der Geräusch oder Spiel minimal sein müssen. Der Preis sind Kosten und Zeit: Schleifen ist das langsamste und teuerste der drei Verfahren und funktioniert am besten bei gehärteten Zähnen ab etwa 45 HRC — bei weicherem Material setzt sich die Scheibe schnell zu. Sowohl Formschleifen als auch Schnecken schleifen sind üblich, wobei Formschleifen für große Module und Schneckenschleifen für kleine bis mittlere Losgrößen schneller ist.
Zahnradschälen ist ein Feinbearbeitungsverfahren vor der Wärmebehandlung. Es erreicht IT6–IT7 und Ra 0,8–1,6 µm, zu einem Bruchteil der Kosten und Zeit des Schleifens. Schälen ist der Standard für hochvolumige Zahnräder mittlerer Genauigkeit wie Automobilgetriebe und Landmaschinengetriebe. Die Einschränkung: Schälen muss vor dem Abschrecken erfolgen — es kann keinen Wärmebehandlungsverzug korrigieren, sodass jede Verformung nach dem Härten im fertigen Zahnrad verbleibt. Es funktioniert zudem am besten im Modulbereich etwa m1–m6; außerhalb dieses Bereichs wird die Schneidgeometrie unpraktisch.
Zahnradhonen liegt dazwischen. Es ist ein Verfahren nach der Wärmebehandlung, das IT5–IT6 und Ra 0,2–0,4 µm erreicht, leichten Abschreckverzug korrigiert und eine Druckeigenspannung auf der Zahnflanke erzeugt, die die Lebensdauer verbessert. Honen ist die bevorzugte Wahl für Zahnräder mittlerer bis hoher Genauigkeit mit niedrigem Geräusch — Elektrofahrzeug-Reduzierer, Elektrowerkzeuge, Servoantriebe — bei denen Schleifen überdimensioniert und zu teuer wäre. Die Stückkosten liegen zwischen Schälen und Schleifen, und das Verfahren ist nach dem Einrichten des Werkzeugs schneller als Schleifen.
Die Auswahlentscheidung läuft auf drei Fragen hinaus. Welche Toleranzklasse ist erforderlich? Oberhalb IT5 ist Schleifen meist die einzige Antwort. Ist das Zahnrad gehärtet? Wenn ja, scheidet Schälen aus, und die Wahl liegt zwischen Schleifen und Honen. Wie groß ist die Losgröße? Für kleine Lose und Prototypen ist Schleifen am flexibelsten, da kein Spezialwerkzeug benötigt wird; für große Volumina geben Schälen oder Honen nach Amortisation der Werkzeuge viel niedrigere Stückkosten. Ein häufiger Fehler ist es, „zur Sicherheit" für jedes Zahnrad Schleifen zu spezifizieren — bei einem mittelgenauen, hochvolumigen Teil addiert das nur Kosten ohne funktionellen Nutzen.
In unserer Fabrik bieten wir alle drei Verfahren im Haus an, mit Zahnradschleifen bis IT4, Honen bis IT5 und Schälen bis IT6. Senden Sie uns Ihre Zeichnung mit der geforderten Toleranzklasse und der erwarteten Jahresmenge, und wir empfehlen das Feinbearbeitungsverfahren, das die Spezifikation zu den niedrigsten Kosten erfüllt — statt standardmäßig das teuerste zu wählen.