Kundenspezifische Wellenfertigung: Typen & Werkstoffe

Eine Welle ist eine sehr nützliche Komponente, die in vielen Anwendungen die Kraftübertragung unterstützt. Die Wellenfertigung ist ein Prozess, für den verschiedene Techniken zum Einsatz kommen.

Die kundenspezifische Wellenfertigung gehört zu den wichtigsten Anforderungen in der Zerspanungsbranche. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, lesen Sie den folgenden Leitfaden.

DEK fertigt diese Wellen nach Zeichnung; siehe kundenspezifisch bearbeitete Wellen.

Was ist kundenspezifische Wellenfertigung?

Eine Welle ist eine runde, zylindrische Komponente, die der Kraftübertragung zwischen verschiedenen Maschinenkomponenten dient. Bei der Wellenfertigung kommen je nach Anforderung der Anwendung unterschiedliche Werkstoffe und Verfahren zum Einsatz.

Bei der kundenspezifischen Wellenfertigung werden Wellen nach spezifischen Anforderungen gefertigt. Die vorgegebenen Abmessungen, der Werkstofftyp und die Ausführung der Welle werden individuell angepasst.

Wie werden kundenspezifisch bearbeitete Wellen gefertigt?

Die Fertigung kundenspezifisch bearbeiteter Wellen umfasst verschiedene Schritte, und jeder Schritt spielt eine entscheidende Rolle. Diese Schritte sind wie folgt:

• Der erste Schritt ist die Erstellung des Designs der kundenspezifischen Welle in der Software. Dazu werden die Abmessungen, der Werkstoff und weitere Spezifikationen in der CAD-Software festgelegt.
• Die CAD-Software wandelt die Datei anschließend in G-Code um, den die Maschinen verstehen. Danach wird die CNC-Maschine mit dem passenden Werkzeug je nach Wellentyp eingerichtet.
• Die CNC-Bearbeitung ist das am besten geeignete Verfahren für die Fertigung kundenspezifisch bearbeiteter Wellen, da sie hohe Präzision und Kontrolle während des Prozesses bietet.
• Nach Abschluss der Wellenfertigung folgt die Nachbearbeitung, um die Oberfläche zu veredeln und die Welle haltbarer und funktionaler zu machen.

Typen bearbeiteter Wellen und ihre Einsatzbereiche

Es gibt verschiedene Typen bearbeiteter Wellen, und jeder Typ hat seine eigenen Einsatzbereiche und Leistungsparameter. Einige der Typen bearbeiteter Wellen sind die folgenden:

Hohlwellen

Hohlwellen weisen eine Bohrung in der Mitte auf, durch die Draht, Fluid oder eine andere Komponente leicht hindurchgeführt werden kann. Diese Wellen sind leichtgewichtig und werden aufgrund ihres geringeren Gewichts in Flugzeugen und Rennfahrzeugen eingesetzt.

Gewindewellen

Gewindewellen verfügen über Innen- oder Außengewinde. Diese Gewinde ermöglichen in vielen Anwendungen eine Verbindung zum Befestigen und Lösen.

Sie werden häufig in der Sanitär- und Elektrotechnik eingesetzt, etwa in Form von Gewindespindeln, Gewindewellen und anderen Befestigungsmechanismen.

Passfederwellen

Die Passfederwelle besitzt eine Passfedernut, die Bauteile wie Zahnräder, Kettenräder und Riemenscheiben sichert. Diese Wellen schützen die übrigen Komponenten vor dem Verrutschen und stellen Verbindungen für Anwendungen mit hohem Drehmoment her, etwa in Pumpen und Motoren.

Keilwellen

Die Keilwellen verfügen über Verzahnungen oder Längsnuten, die über ihre gesamte Länge eingefräst sind, sodass sie in passende Verzahnungen eingreifen können.

Dies ermöglicht eine sehr feste Verbindung und eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung. Sie können in Zahnkupplungen und Fahrzeuggetrieben eingesetzt werden.

Kegelwellen

Kegelwellen sind Wellen, deren Durchmesser über die Länge hinweg allmählich abnimmt. Diese Wellen werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Bauteile besonders sicher montiert werden müssen, etwa bei Riemenscheiben, Radnaben und Zahnrädern.

Stufenwellen

Stufenwellen werden überwiegend in Antriebssträngen eingesetzt, da sie Nocken und große Zahnräder für die Kraftübertragung aufnehmen können. Sie verfügen an den Enden über Lager und können Axialschub, Biege- und Torsionslasten aufnehmen.

Verfahren zur Fertigung von Präzisionswellen

Für die Fertigung von Präzisionswellen kommen verschiedene Techniken zum Einsatz, und zwar die folgenden:

CNC-Fräsen

Beim CNC-Fräsen schneiden rotierende Fräser den Rohling und erzeugen Merkmale wie Passfedernuten, Planflächen und Verzahnungen. Da mehrschneidige Rotationswerkzeuge zum Einsatz kommen, können sie Wellen in einer gleichbleibenden Position in die gewünschte Form bringen.

CNC-Drehen

Beim CNC-Drehen werden zylindrische Bauteile und Präzisionswellen gefertigt; auch zylindrische Formen lassen sich damit einfach spanend bearbeiten. Es ermöglicht die Herstellung von Wellen mit den geforderten Durchmessern und eignet sich für die Großserienfertigung.

CNC-Schleifen

CNC-Schleifen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem eine rotierende Schleifscheibe die Oberfläche der Welle glättet. Es stellt sicher, dass die geforderten Toleranzen und Abmessungen der Wellen erreicht werden.

CNC-Bohren

Beim CNC-Bohren werden Bohrungen und Kanäle durch die Wellen gebohrt. Diese Bohrungen können dazu dienen, Legierungsbauteile in der Welle zu befestigen. Es lassen sich Nuten unterschiedlicher Tiefe und Durchmesser in die Welle einbringen.

EDM-Bearbeitung

EDM ist ein passendes Verfahren für Präzisionswellen; es verdampft das Werkstück mithilfe von elektrischer Energie und schneidet feine Strukturen. Es ist ein effizientes Verfahren, um feine Details in bearbeiteten Wellen zu erzeugen.

Geeignete Werkstoffe für die Fertigung kundenspezifischer Wellen

Die für die Wellenfertigung verwendeten Werkstoffe sind vielfältig; einige davon sind:

Aluminium

Aluminium ist ein Werkstoff, der korrosionsbeständig und leicht ist. Er ist gut zerspanbar und eignet sich für verschiedene Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.

Edelstahl

Edelstahl eignet sich hervorragend für die Herstellung von Präzisionswellen; der Hauptgrund für die Wahl von Edelstahl für Wellen ist seine Korrosionsbeständigkeit. Daher werden Edelstahlwellen in maritimen Anwendungen und in Chemieanlagen eingesetzt.

Titan

Titan wird für Wellen aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und des guten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses gewählt. Es wird für Luftfahrtanwendungen eingesetzt.

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl weist eine hohe Zerspanbarkeit und Zugfestigkeit auf. Daher ist er hitzebeständig und wird aufgrund seiner Eigenschaften in Motoren und Pumpen eingesetzt.

Legierter Stahl

Legierter Stahl 4340 und 4140 werden meist für Präzisionswellen gewählt, die in Schwerlastindustrien eingesetzt werden. Legierter Stahl bietet Zähigkeit und hohe Festigkeit und eignet sich damit für industrielle Anwendungen.

Nickellegierungen

Nickellegierungen eignen sich für die Fertigung von Wellen, die in turbinenbezogenen Anwendungen und bei hohen Temperaturen benötigt werden. Sie sind bekannt für ihre Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Oberflächenveredelungsoptionen für kundenspezifisch bearbeitete Wellen

Kundenspezifisch bearbeitete Wellen bieten verschiedene Oberflächenveredelungsoptionen; einige davon sind im Folgenden aufgeführt.

Eloxieren

Eloxieren ist eine Oberflächenveredelung, die idealerweise für Wellen aus Aluminium gewählt wird. Sie erzeugt eine Schicht auf der Welle, die die Korrosionsbeständigkeit gewährleistet und durch die verschiedenen angebotenen Farben und Texturen auch die Optik verbessert.

Passivieren

Kundenspezifische Wellen werden auch hinsichtlich ihrer Oberfläche durch Passivierung verbessert. Sie wird meist für Wellen aus Edelstahl gewählt.

Beim Passivieren wird die Oberfläche der Welle mit einer sauren Lösung gereinigt. Es entfernt freie Eisenbestandteile von der Oberfläche und bildet eine Oxidschicht.

Kugelstrahlen

Kugelstrahlen ist ein Verfahren, bei dem feine Glaspartikel oder Stahlkugeln mit hohem Druck auf die Wellen gestrahlt werden. Es entfernt Verunreinigungen von der Oberfläche und sorgt für eine saubere Oberfläche.

Galvanisieren

Galvanisieren ist eine Oberflächenbehandlung, die die Oberfläche der Wellen verbessert, indem eine Schicht aus Nickel, Gold oder Zink auf der Welle abgeschieden wird. Sie erhöht die Beständigkeit der Welle gegen Korrosion und Verschleiß.

Polieren

Polieren ist eine Methode der Oberflächenveredelung, die die Wellen vor Oxidation schützt. Es hilft außerdem, Kratzer und Markierungen von der bearbeiteten Welle zu entfernen.

Verchromen

Beim Verchromen wird eine dünne Chromschicht auf der Maschinenwelle abgeschieden. Es verbessert die Abdichtung der Welle und erhöht die Härte.

Tipps für die Fertigung kundenspezifischer Wellen

Die folgenden Tipps können den Prozess der Fertigung kundenspezifischer Wellen verbessern und Ihnen hochwertig bearbeitete Wellen liefern.

• Berücksichtigen Sie das Drehmoment und die Last, die die Welle aufnehmen muss, und bestimmen Sie entsprechend den zuverlässigen Werkstoff und Durchmesser.
• Analysieren Sie die Festigkeit und Haltbarkeit des Werkstoffs bei der Auswahl für eine bearbeitete Welle im Hinblick auf die Umgebung, in der sie eingesetzt wird.
• Die Anwendungsanforderung bestimmt die Länge und den Durchmesser der Welle und legt auch eine Querschnittsform fest, die die Last aufnehmen kann.
• Die Wahl der Oberflächenveredelung sollte im Hinblick auf die Haltbarkeit der Welle und ihre Korrosionsbeständigkeit getroffen werden.

DEK Fertigung – Kompetenz in der Wellenfertigung

Als erfahrenes Fertigungsunternehmen in der Zerspanungsbranche wissen wir bei DEK um die Bedeutung der maßgenauen und präzisen Fertigung kundenspezifischer Wellen.

Wir setzen verschiedene CNC-Bearbeitungsverfahren ein und fertigen eine kundenspezifische Welle für Ihre Anwendungen – mit einer hervorragenden Oberflächenveredelung.

Fazit

Kundenspezifische Wellen werden unter Berücksichtigung des jeweiligen Anwendungsbedarfs gefertigt. Bei der Fertigung kundenspezifischer Wellen werden Abmessungen, Werkstoffe und der benötigte Wellentyp berücksichtigt.

Nachdem Sie den obigen Leitfaden durchgearbeitet haben, dürften Sie nun alles Wissenswerte über die Fertigung kundenspezifischer Wellen im Detail verstanden haben.

Häufig gestellte Fragen

Welche Standardtoleranz gilt für präzisionsbearbeitete Wellen?

Die Standardtoleranz bearbeiteter Wellen liegt bei Durchmessern zwischen ±0,01 mm und ±0,05 mm sowie zwischen ±0,1 mm und ±0,2 mm.

Wozu dient eine bearbeitete Welle?

Bearbeitete Wellen dienen der Kraftübertragung zwischen Bauteilen in Motoren und Maschinen.

Welches Bearbeitungsverfahren eignet sich am besten für die Fertigung einer Welle?

CNC-Drehen ist das ideale Verfahren für die Fertigung von Wellen.