Definition
Als parabolische Verrundung wird eine charakteristische Übergangsgeometrie zwischen dem Außendurchmesser und der Stirnfläche eines rotationssymmetrischen Bauteils bezeichnet. Sie entsteht beim Fliehkraftschleifen (FKS) oder auch Gleitschleifen und unterscheidet sich damit von der klassischen Radius- oder Fasenbearbeitung durch einen Drehprozess grundlegend. Das Profil folgt näherungsweise einem parabelförmigen Verlauf, wodurch es seinen Namen erhält.
Die parabolische Verrundung ist also das Ergebnis eines abrasiven Batch-Prozesses und wird nicht durch ein Werkzeug in Einzelfertigung am Bauteil erzeugt.
Kurz erklärt
Statt einer gedrehten Fase entsteht durch das Fliehkraftschleifen ein weicher, stetiger Übergang von der Mantelfläche zur Stirnfläche. Dieser Übergang hat keinen festen Radius, ist aber bei festgelegten Prozessparametern über Chargen hinweg reproduzierbar – und eignet sich hervorragend als Einführhilfe in der Montage unserer Kunden.
Entstehung
Beim Fliehkraftschleifen befinden sich Werkstücke zusammen mit Schleifkörpern und einer Prozessflüssigkeit in einem rotierenden Behälter. Durch die hohen Fliehkräfte bewegen sich die Schleifkörper relativ zum Werkstück und tragen bevorzugt Material an exponierten Kanten ab.
Am Übergang zwischen Außendurchmesser und Stirnfläche konzentriert sich der Materialabtrag auf die scharfe Kante des meist durch adiabatische Trennung erzeugten Rohteils. Mit zunehmender Bearbeitungsdauer entsteht ein kontinuierlicher Übergang, dessen Form durch die Relativbewegung der Schleifkörper sowie die lokale Kontaktgeometrie bestimmt wird.
Geometrische Eigenschaften
Im Gegensatz zu einer klassischen Radiusverrundung besitzt die parabolische Verrundung keinen konstanten Krümmungsradius.
Kennzeichnend sind:
- stetiger Übergang zwischen Mantelfläche und Stirnfläche,
- kontinuierliche Änderung der Krümmung,
- kein eindeutig definierter Radius,
- von den Prozessparametern abhängige Form.
Die finale Geometrie wird unter anderem beeinflusst durch:
- Bearbeitungszeit,
- Schleifkörperform, -größe und -zusammensetzung,
- Werkstoff des Bauteils, insbesondere dessen Härte zum Zeitpunkt des FKS,
- Aufmaße vor dem Fliehkraftschleifen.
Fertigungstechnische Bedeutung
Die parabolische Verrundung ersetzt, wo immer es möglich ist, zunehmend die klassisch gedrehte Fase, denn
- sie eignet sich gut als Einführhilfe für Montagezwecke (Anschnäbeln),
- sie erzeugt durch den stetigen Übergang zum Außendurchmesser keine Kraftsprünge beim Einpressen,
- sie vermeidet Beschädigungen im Schüttgut und vereinfacht so das Handling, z. B. beim Befüllen von Zuführungen.
Spezifikation
Die Verrundung wird üblicherweise nicht über einen einzelnen Radiuswert beschrieben, obwohl auch dies in der Praxis vorkommt. Stattdessen erfolgt die Spezifikation meist über die Verrundungsbreiten (Längenangaben axial/radial), selten anhand von Referenzprofilen.
In der Regel reicht die Angabe der axialen Länge vollkommen aus, da sich die radiale Länge bei festgelegten Prozessparametern reproduzierbar aus ihr ergibt.
Abgrenzung zu anderen Kantenformen
| Kantenform | Beschreibung |
|---|---|
| Fase | Geradliniger Materialabtrag mit definiertem Winkel. |
| Radius | Kreisbogen mit konstantem Radius. |
| Elliptische Verrundung | Übergang mit elliptischem Profil. |
| Parabolische Verrundung | Prozessbedingter, kontinuierlicher Übergang mit annähernd parabelförmigem Verlauf und variabler Krümmung. |
Reproduzierbarkeit
Die Geometrie der parabolischen Verrundung ist zwar ein „Naturprodukt“, aber bei einmal festgelegten Prozessparametern ist die entstehende Geometrie nicht nur innerhalb einer, sondern auch über getrennte Chargen reproduzierbar.
Messtechnik
Die Charakterisierung einer parabolischen Verrundung erfolgt bei Batal typischerweise mittels:
- taktiler Konturmessung,
- optischer Profilometrie.
Anwendbarkeit
Nicht alle Bauteile sind für die parabolische Verrundung geeignet. Ein wichtiger Vorteil dieser Technik liegt in der Chargenbearbeitung. Je mehr Teile gleichzeitig bearbeitet werden können, desto günstiger ist die Erzeugung des Merkmals am Einzelteil. Limitierend sind hierbei:
- die absolute Größe des Bauteils,
- das Aspektverhältnis des Bauteils.
So bestimmt letztlich das Bauteil die Chargengröße und damit meist auch die wirtschaftliche Fertigungslosgröße. Da die Kosten bei gleicher Bearbeitungszeit pro Charge in etwa konstant sind, gibt es bei steigender Größe und/oder steigendem Aspektverhältnis des Bauteils – und dadurch sinkender Chargengröße – einen Break-even, an welchem sich diese Art der Bearbeitung (adiabatische Trennung + FKS) nicht mehr lohnt und die klassische Drehbearbeitung wieder kostengünstiger wird.
Hinweis
Der Begriff parabolische Verrundung ist bislang nicht als normativer Begriff in den einschlägigen DIN- oder ISO-Normen definiert. In der industriellen Praxis wird er verwendet, um die charakteristische, durch Fliehkraftschleifen erzeugte Übergangsgeometrie von einer geometrisch definierten Radiusverrundung zu unterscheiden. Die tatsächliche Profilform stellt dabei eine Näherung an einen parabelförmigen Verlauf dar, dessen genaue Geometrie in gewissen Grenzen durch die Prozessführung gezielt variiert werden kann.
Häufige Fragen
Wodurch entsteht eine parabolische Verrundung?
Sie entsteht beim Fliehkraftschleifen: In einem rotierenden Behälter tragen Schleifkörper unter Fliehkraft bevorzugt Material an der scharfen Kante zwischen Außendurchmesser und Stirnfläche ab. Mit zunehmender Bearbeitungsdauer bildet sich daraus ein kontinuierlicher, annähernd parabelförmiger Übergang.
Worin unterscheidet sie sich von einer Fase?
Eine Fase ist ein geradliniger Abtrag mit definiertem Winkel, ein Radius ein Kreisbogen mit konstantem Radius. Die parabolische Verrundung hat dagegen keinen konstanten Krümmungsradius, sondern einen stetigen Übergang mit kontinuierlich wechselnder Krümmung – und erzeugt beim Einpressen keine Kraftsprünge.
Wie wird eine parabolische Verrundung spezifiziert?
Meist über die Verrundungsbreiten als Längenangaben (axial/radial), nicht über einen einzelnen Radiuswert. In der Regel genügt die axiale Länge, da sich die radiale Länge bei festgelegten Prozessparametern reproduzierbar daraus ergibt.
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