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Verfahren und Werkzeug zum Fräsen von Kegelrädern.
Es ist bereits bekannt, Kegelräder mittels hinterdrehter, schneckenförmiger Fräser zu schneiden. So besteht beispielsweise ein Verfahren, nach welchem ein schneckenartigor, umlaufender Fräser quer zum Werkstück längs seiner Drehachse verschoben wird, während sich das Werkstück ebenfalls in achsialer Richtung bezw.
in Längsrichtung der Zähne hin und her bewegt,
Das den Gegenstand der zu beschreibenden Erfindung bildende Verfahren zum Fräsen von Kegelrädern mittels Schraubenfräser ist dem bekannten gegenüber durch die besonderen Arbeits- und Schaltbewegungen von Werkzeug und Werkstück gekennzeichnet, und zwar dadurch, dass sowohl das Werkstück wie der Schraubonfräscr eine ununterbrochene Drehung um ihre eigenen Achsen vollziehen, wobei der Fräser zugleich eine ununterbrochene Schaltbewegung in Richtung der Erzeugenden des Kegels erhält, und zwar derart, dass einer vollen Umdrehung des Werkstückes nur eine geringe Schaltbewegung des Fräsers entspricht.
Hinsichtlich der praktischen Durchführung dns Verfahrens gilt folgendes : Es ist erforderlich, einen Schraubenfräser ( (Fig. 1 und 2) zu benutzen, welcher nur einen Schraubengang aufweist und dessen Steigung beispielsweise mit der kleinsten Teilung eines Kegelrades mit n-Zähnen übereinstimmt. Der Fräser ist entsprechend der Gewindesteigung
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Richtung der Kegelerzeugenden eine hiezu parallele Zahniücke geschaffen werden kann.
Der schraubenförmige Fräser muss entsprechend einer Zähnezahl n des Kegelrades während einer vollen Umdrehung desselben -Umdrehungen ausführen. Der in den Kegel entsprechend tief eindringende Fräser bewirkt an der angenommenen Stelle (Höhenschicht) eine genaue Einteilung des Kogelumfanges in n-Teile, indem er in das zu bearbeitende Material entsprechend seiner Gewindetiefe einen Kranz kurzer, achsial gerichteter Nuten einschneidet.
Lässt man den Fräser einen Weg parallel zur Erzeugungslinie des Kegels durchlaufen und sich dabei der Grundfläche des Kegels nähern, dann wachsen die Querschnitte beständig. Dieses Anwachsen der Querschnitte richtet sich nach dem Abstand der jeweiligen Schnittstelle von der Kegelspitze, nach der auf der Erzeugungslinie des Kegels durchlaufenden Länge sowie nach der Anzahl 11 der Zähne. Diese Schaltbowegung des Fräsers ist eine ununterbrochene und im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes ausserordentlich langsam, so dass auf eine volle Umdrehung des Kegels ein Vorschub des Fräsers von etwa nur 112-1 mm erfolgt.
Die Abmessungen des Fräsers ergeben sich aus der Rechnung ; für diese sei angenommen, dass ein Kegelrad mit u. Zähnen (Fig. 3 und 4) hergestellt worden soll. sei die am Fusskreis der kleinen Kegelbasis gemessene Zahnteilung, P die am Fusskreis der grossen Basis gemessene Teilung und l die Zahnlänge. Der Grund der Zahnlücke besitze eine Breite e an der kleinen und E an der grossen Kegelgrundfläche. Die Ganghöhe des Schraubenfräsers sei z. B. gleich der Grösse p.
Betrachtet man die Wirkungsweise des Schraubenfräsers an dem Umfange der grossen
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eilung des Kegels vor dem Fräser stattfindet, um die Differenz P- vergrössert werden ; die Vergrösserung darf aber in Wirldichkoit nur die Grösse E-e (siehe Fig. 3) botragen. Bezeichnet man mit C den vollen Kreisumfang des Schraubenfräsers, dann ergibt sich für-
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die Flanken dieser Zahnpyramiden sind noch nicht von den erforderlichen Kurven begrenzt.
Um diese wünschenswerte Kurvenform zu erhalton, könnte man, wie es bei anderen Verfahren zur Herstellung von Kegelrädern mittels Fräsern bereits geschehen ist, entweder eine grössere Anzahl von Schraubongängen benutzen oder es könnte auch, ebenfalls nach bekanntem System, ein auszichbarer Fräser Vorwendung finden, welcher durch einen entsprechenden Mechanismus mit zunehmender Zahnlücke seinen Querschnitt vergrössert.
Während letztere Ausführungsform die Maschine ausserordentlich verteuert und bei wechselndem Kegelwinkel der herzustellenden Räder nur annähernd richtige Zahnprofile entstehen lässt, hat die erstere Konstruktion den Nachtol, dass die nachfolgenden Schraubengänge in bereits bearbeitete Flächen eingreifen und durch weitere Wegnahme von Material den Zahn schwächen. Um diese Übotstände zu beseitigen, ist es bei Verwendung eines nach vortn'gondf'm Verfahren arbeitenden Fräsers erforderlich, dass derselbe ein und dieselbe Zahnlücke in verschiedenen Arbeitsgängen bearbeitet.
Hiebei bewegt sich zweckmässigerweise der Fräser, dessen Achse, wie erwähnt, hicboi entsprechend seiner Gewindesteigung schräg zur Werkstückachse gelagert ist, beim ersten Arbeitsgange in der Mittelachse der herzustellenden Zahnlücke ; hierauf wird der Fräser in die Anfangsstellung zurückgebracht und unter entsprechender Einstellung der Fräserachsc parallel der Mittelachse der auf der entsprechenden Seite liegenden nächstfolgenden Zahnlücke an der Kegelfläche entlang geführt.
Wenn also die Richtung des ersten Arbeitsganges durch die Linie m- der
Fig. 5 dargestellt ist, muss der Fräser noch einen zweiten und dritten Arbeitsgang vornehmen, in Richtung der Linien o - p und Q-1'. Um eine grössere Genauigkeit der Zahnkurven zu erzielen, ist es wünschenswert, den Fräser noch zwei weitere Arbeitsgänge durchlaufen zu lassen, so dass das Lückenprofil im ganzen in fünf Arbeitsgängen hergestellt wird. Auf diese Weise ist es leicht, mit der gewünschten theoretischen Genauigkeit die erforderlichen Begrenzungskurven der Zahnflanken zu erzeugen.
Es kann ein für die Praxis genügendes Ergebnis auch dadurch erzielt worden, dass man den ersten Arbeitsgang in Richtung der Linie tn- weglässt und nur die anderen
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Kegelrädern mittels Schraubenfräser, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Werkstück wie der Sehraubenfrliser eine ununterbrochene Drehung um ihre eigenen Achsen vollziehen, wobei der Fräser zugleich eine ununterbrochene Schaltbewegung in Richtung der Erzeugenden des Kegels erhält, und zwar derart, dass einer vollen Umdrehung des Werkstückes nur eine verschwindend kleine Schaltbewegung des Fräsers entspricht.