Was ist Superfinishing der Laufbahn und wozu dient es?

Einführung von Superfinishing:

Superfinishing ist ein Mikroschleif- und Polierverfahren, das zur Verbesserung der Oberflächenqualität eines Werkstücks eingesetzt wird. Es wird in der Regel nach dem Präzisionsdrehen oder -schleifen angewendet. Bei diesem Verfahren wird mit feinkörnigen Schleifwerkzeugen (z. B. Honsteinen) leichter Druck auf das rotierende Werkstück ausgeübt. Das Schleifwerkzeug oszilliert unter guten Schmier- und Kühlbedingungen schnell in kurzen Hüben senkrecht zur Rotation des Werkstücks.

Zweck des Superfinishings in der Lagerherstellung:

Superfinishing ist der letzte Prozess für Lagerringe und ist von entscheidender Bedeutung für die Reduzierung oder Beseitigung von Fehlern aus früheren Schleifprozessen. Es verbessert auch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Oberfläche.

Zu den Hauptfunktionen gehören:

• Reduzierung von Lärm und Vibrationen:

Superfinishing minimiert Welligkeit, korrigiert Formfehler in der Laufbahn und verfeinert die Oberflächenrauheit, was zu einem ruhigeren Betrieb und einer leiseren Leistung führt.

• Verlängerung der Lebensdauer:

Durch die Verbesserung der Oberflächenqualität und die Erzeugung von Druckeigenspannungen erreicht das Lager bessere Ermüdungsbeständigkeit und längere Lebensdauer.

• Verbesserung der Präzision:

Die geometrische Genauigkeit wird verbessert und die Kontaktfläche zwischen den Lagerkomponenten wird vergrößert, was zur verbesserten Leistung und Zuverlässigkeit beiträgt.

Spezifische Vorteile des Superfinishings:

• Reduzierung der Welligkeit:

Der Honstein berührt hauptsächlich die Oberflächenspitzen und übt Druck auf diese Punkte aus. Dadurch werden die Höcker abgetragen und die Welligkeit effektiv reduziert.

• Verbesserung der Laufbahngeometrie:

Korrigiert etwa 30 % der Formfehler der Laufbahn und sorgt so für bessere Rollleistung.

• Induzierung von Druckspannung:

Die plastische Kaltverformung während des Superfinishings erzeugt Druckeigenspannung auf der Oberfläche, wodurch die Haltbarkeit und die Ermüdungsbeständigkeit verbessert werden.

• Vergrößerung der Kontaktfläche:

Nach dem Superfinish erhöht sich die Kontaktfläche der Arbeitsfläche erheblich, von 15–40 % (nach dem Schleifen) auf 80–95 %, wodurch die Lastverteilung und die Betriebsstabilität verbessert werden.

Phasen des Superfinishings:

1. Schneidphase:

Schleifkörner auf dem Honstein schneiden die Spitzen auf der rauen Oberfläche der Laufbahn. Der hohe lokale Druck ermöglicht den schnellen Materialabtrag, wodurch Oberflächenhöcker und Schleifschäden beseitigt werden.

2. Halbschneidphase:

Während die Oberfläche glatter wird, vergrößert sich die Kontaktfläche, wodurch der Druck und die Schnitttiefe verringert werden. Die Schneidfähigkeit der Schleifkörner nimmt ab, sodass flachere Bearbeitungsspuren zurückbleiben.

3. Polierphase:

Diese Phase umfasst zwei Schritte:

Übergangsschleifen: Die Schleifkörner werden stumpf und das Werkzeug wechselt zum Polieren, wodurch eine helle, glatte Oberfläche entsteht.

Endpolieren: Durch die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück entsteht ein hydrodynamischer Ölfilm. Das Schleifwerkzeug „schwimmt“ auf dem Film und poliert die Oberfläche, ohne sie zu zerspanen.

Die Superfinish-Bearbeitung ist der entscheidende letzte Schritt bei der Bearbeitung der Wälzflächen von Lagerringen. Sie gewährleistet optimale Oberflächenqualität, verbessert die geometrische Präzision und reduziert die Oberflächenrauheit. Diese Verbesserungen sind für die Montage und Leistung der fertigen Lager von entscheidender Bedeutung. Daher ist eine gründliche Prüfung der superfinish-bearbeiteten Oberflächen unerlässlich, um hohe Produktqualität zu gewährleisten.