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Verfahren zur spanabhebenden Herstellung von gezahnten Oberflächen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanabhebenden Herstellung von gezahnten Oberflächen an zylindrischen Werkstücken mit Hilfe eines oder mehrerer in Form eines Zahnrades ausgebil- deter Schneidräder, welche mit ihren Zähnen auf die gewünschte Verzahnungstiefe am Werkstück ein- greifend bei Drehung des Werkstückes und Vorschub des Werkzeughalters parallel zur Werkstückachse stirnseitig spanabhebend die gewünschte Verzahnung am Werkstück ausschneiden.
Ein solches Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen ist beispielsweise in der österr. Patentschrift Nr. 181481 beschrieben und zeichnet sich besonders durch seine Einfachheit und hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus.
Eine gewisse Schwierigkeit bereitet bei derartigen Verzahnungsverfahren die Einhaltung einer bestimmten konstanten Zähnezahl sowie eines gleichmässigen Zahnabstandes (Teilung) an allen mit demselben Werkzeug bearbeiteten gleichartigen Werkstücken. Die Ursachen dieser Schwierigkeiten liegen darin, dass beim Ansetzen des Werkzeuges an noch unverzahnten Werkstücken eine exakte Führung schwierig ist, wodurch zwischen Werkzeug und Werkstück ein unkontrollierbarer Schlupf auftreten kann, der in der Folge zu dem angegebenen Mangel führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beseitigen, was dadurch erreicht wird, dass am stirnseitigen Rand des Werkstückes mit Hilfe des Teilverfahrens oder des Abwälzverfahrens ein gezahnter Führungsansatz hergestellt wird, von welchem aus die weitere Verzahnung des Werkstückes mit einem oder mehreren gezahnten Schneidrädern durch Vorschub derselben bei Drehung des Werkstükkes erfolgt.
Mit Hilfe des Teilverfahrens oder des Wälzverfahrens kann der Führungsansatz am Werkstück mit einer Verzahnung von exakter Zähnezahl und gleichmässigem Zahnabstand (Teilung) hergestellt werden.
Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitraubend, weshalb nach der Herstellung des Führungsansatzes mit dem eingangs erwähnten Verfahren der Herstellung von Verzahnungen mittels Schneidrädern weitergearbeitet wird.
Das weitere Ausschneiden der Verzahnung am Werkstück erfolgt dabei auf die Weise, dass das Schneidrad mit dem Führungsansatz in Eingriff gebracht wird und an diesem durch Drehung des Werkstückes (mit welchem sich auch das Führungs-Zahnrad mitdreht) abrollt, wobei sich gleichzeitig durch Vorschub des Schneidrades in Achsrichtung des Werkstückes die stirnseitigen Schneidkanten des Schneidrades auf volle Verzahnungstiefe in das Werkstück einarbeiten. Durch das Abrollen des Schneidrades am Führungsansatz wird das Schneidrad beim Anschneiden des Werkstückes geführt und kann sich nur in der durch den Führungsansatz bestimmten Zähnezahl und unter Einhaltung eines gleichmässigen Zahnabstandes in das Werkstück einschneiden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen durch ein Beispiel näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Fig. 1 zeigt in Seitenansicht und Fig. 2 im Schnitt nach der Linie II- II der Fig. 1 ein mit dem Führungsansatz in Eingriff befindliches Schneidrad samt Werkzeughalter. Fig. 3 zeigt den Werkzeughalter mit Schneidrolle in Draufsicht.
An dem mit einer Verzahnung zu versehenden zylindrischen Werkstück 1 wird im stirnseitigen Randbereich mit Hilfe des Teilverfahrens (wobei jeder Zahn einzeln unter Anwendung eines Teilkopfes
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gefräst wird) oder des Abwälzverfahrens (wobei mit Abwälzfräsern gearbeitet wird) ein Führungsansatz 2 mit vorbestimmter Zähnezahl und gleichmässigem Zahnabstand (Teilung) hergestellt. Dann wird das Werkstück 1 an einer Drehbankspindel aufgespannt, und am Support der Drehbank wird das Werkzeug zur Fortsetzung der Verzahnung festgespannt. Dieses Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem Schneidrad 3, welches auf dem Kopf 4 eines Werkzeughalters mit Schaft 5 drehbar gelagert ist.
Der Kopf 4 des Werkzeughalters ist um eine in Richtung der Längserstreckung des Schaftes 5 verlaufende Achse schwenkbar und in den einzelnen Schwenkstellungen feststellbar.
Zu Beginn der Fortsetzung der Herstellung der Verzahnung durch das Schneidrad 3 wird dieses mit dem Führungsansatz 2 in Eingriff gebracht, das Werkstück l um seine Achse gedreht und dem Werk-
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Damit das Schneidrad 3, welches eine Schrägverzahnung aufweist, am Werkstück 1 eine Ver- zahnung mit parallel zur Werkstückachse verlaufenden Zähnen schneidet, muss die Achse 6 des
Schneidrades 3 schräg zur Werkstückachse eingestellt werden, u. zw. derart, dass die Zähne des
Schneidrades 3 parallel zur Werkstückachse verlaufen. Will man am Werkstück 1 eine Schräg- verzahnung anbringen, so kann man dies durch Verschwenken des Kopfes 4 des Werkzeughalters erreichen, womit die Schneidradachse 6 verschwenkt wird und die Richtung der Zähne des Schneidrades in Schräglage zur Werkstückachse gelangen. Natürlich muss in einem solchen Falle auch der Führungsansatz 2 eine entsprechende Schrägverzahnung erhalten.
Ausser den bereits genannten Beziehungen zwischen den Verzahnungen des Schneidrades, des Führungsansatzes und der weiteren Verzahnung des Werkstückes ergeben sich in den verschiedenen speziellen Ausführungsfällen der herzustellenden Verzahnung weitere zwangsläufig oder zweckmässig einzuhaltende Beziehungen. So wird man die Verzahnung des Führungsansatzes mit der durch die Schneidräder herzustellenden Verzahnung nicht bloss in der Zähnezahl, sondern auch hinsichtlich des Kopfkreisdurchmessers, des Fusskreisdurchmessers und-sofern bei der betreffenden Verzahnung definiert-auch hinsichtlich des Teilkreisdurchmessers übereinstimmen lassen. Eine Übereinstimmung in der Zahnform bzw. im Zahnprofil (Evolventenverzahnung, Zykloidenverzahnung, Kerbverzahnung) kann ebenfalls gegeben sein.
Schneidrad und Führungsansatz sollen so aufeinander abgestimmt sein, dass Ihre Verzahnungen einwandfrei miteinander arbeiten. Bei Verzahnungen mit definiertem Teilkreis wird dies durch Übereinstimmung der Teilung (= Teilkreisbogen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rechts-oder Linksflanken) ermöglicht, was auch eine Übereinstimmung im Modul bedingt, da zwischen Teilung t und Modul m die Beziehung gilt : t = m. Tr. Während aber in diesem Falle die Kopfhöhe der Zähne des Führungsansatzes gleich dem Modul sein soll, wird man die Kopfhöhe der Zähne des Schneidrades um das Kopfspiel verlängern, damit sich das Schneidrad in das Werkstück in der Tiefe des Fusskreises des Führungsansatzes einarbeiten kann.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann nicht bloss bei der Herstellung von Aussenverzahnungen, sondern auch bei der Herstellung von Innenverzahnungen angewendet werden, wobei im letzteren Fall der Führungsansatz mit einer Innenverzahnung versehen sein muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur spanabhebenden Herstellung von gezahnten Oberflächen an zylindrischen Werkstücken mit Hilfe eines oder mehrerer in Form eines Zahnrades ausgebildeter Schneidräder, welche mit ihren Zähnen auf die gewünschte Verzahnungstiefe am Werkstück eingreifend bei Drehung des Werkstückes und Vorschub des Werkzeughalters parallel zur Werkstückachse stirnseitig spanabhebend die gewünschte Verzahnung am Werkstück ausschneiden, dadurch gekennzeichnet, dass am stirnseitigen Rand des Werkstückes mit Hilfe des Teilverfahrens oder des Abwälzverfahrens ein gezahnter Führungsansatz hergestellt wird, von welchem aus die weitere Verzahnung des Werkstückes mit einem oder mehreren gezahnten Schneidrädern durch Vorschub derselben bei Drehung des Werkstückes erfolgt.
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