Verfahren zum Formen einer einen schraubenlinienfürmigen Verlauf aufweisenden Arbeitsfläche einer Schleifscheibe, die zur Bearbeitung von Zahnrädern und dergleichen nach dem Abwälzprinzip dient, und Maschine zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen einer einen schraubenlinienförmieen Verlauf aufweisenden Arbeitsfläche einer Schleif scheibe, die zur Bearbeitung von Zahnrädern und dergleichen Werkstücken, wie z. B. Keilwellen, nach dem Abwälzprinzip dient.
Bis anhin wurden zu diesem Zweck Verfahren angewendet, die denjenigen ähnlich sind, die man beim Schneiden von Gewinden anwendet. In andern Fällen benützte man Wälzchen aus sehr hartem Material.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein drehbar gelagertes Werkzeug benützt, dessen Profil dem jenigen entspricht, welches die Schleifscheibe auf einem mit ihr zu schleifenden Werkstück erzeugen <B>soll.</B>
Eine beispielsweise Ausführungsform dieses Ver fahrens zeichnet sich dadurch aus, dass man das Werkzeug so gegenüber der Schleifscheibe anordnet, dass es eine an ihm vorhandene Stimfläche der sich drehenden Schleifscheibe entgegenstellt und dass es an der Berührungsstelle zwischen ihm und der Schleif scheibe, wenn auf dieser das Profil geformt ist, dieses Profil tangierend berührt, und dass man während des Bearbeitungsvorganges dem Werkzeug zugleich eine Hin- und Herbewegung in einer zur Achse der Schleifscheibe parallelen Richtung und eine Drehung um seine Eigenachse erteilt, welche genau der Dre hung entspricht,
die ein identisches Zahnrad aus führen würde, das mit einer Schnecke in Eingriff stünde, deren Form genau derjenigen der fertig ge formten Schleifscheibe entspricht.
Man kann dabei so vorgehen, dass man nebst einem ersten, zur Schleifscheibe parallelen Steuerrad, dessen schraubenlinienförmig verzahnte Mantelfläche der auf der Schleifscheibe zu erzeugenden Arbeits fläche genau entspricht und das man mit gleicher Geschwindigkeit dreht wie die zu bearbeitende Schleifscheibe, ein mit dem Werkzeug drehfest ver bundenes und bezüglich Verzahnung mit ihm iden tisches zweites Steuerrad benützt und mit dem ersten in Eingriff hält, währenddem man es zusammen mit dem Werkzeug in der zu den Achsen der Schleif scheibe und des ersten Steuerrades parallelen Rich tung hin und her bewegt.
Die Erfindung hat auch eine Maschine zur Durchführuno, dieses Verfahrens zum Gegenstand, welche Maschine gekennzeichnet ist durch einen motorischen Antrieb zum Antreiben von zwei par allelen, in einem Träger axial unbeweglich gelagerten Spindel und des ersten, auf einer dieser Spindeln festsitzenden Steuerrades, sowie einer auf der andern Spindel festgespannten zu bearbeitenden Schleif scheibe mit gleicher Umgangsgeschwindigkeit, einen Kreuzschlitten mit darauf festgehaltenem Reitstock, eine dritte in diesem axial unbeweglich gelagerte Spindel, auf der das zweite Steuerrad und das Werk zeug festsitzen,
durch Mittel zum Hin- und Herbewe gen des Reitstockes samt den von ihm getragenen Teilen in Längsrichtung der beiden ersten Spindeln und durch Mittel zur Erteilung einer Vorschubbewe- gung in einer zur Längsrichtung der beiden ersten Spindeln senkrechten Richtung.
Anhand beiliegend-er Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Ma schine darstellt, wird auch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Die Fig. <B>1,</B> 2 und<B>3</B> zeigen die Maschine im Aufriss, Seitenriss bzw. <B>im</B> Grundriss.
Bei der gezeigten Maschine ist auf einem Bett a ein Ständer<B>b</B> befestigL An diesem ist schwenkbar das eine Ende eines einen Träger bildenden hohlen Armes c gelagert, an dem ein Elektromotor<B>d</B> ange bracht ist. Innerhalb des Armes befinden sich ein durch den Elektromotor angetriebenes kleines Zahn rad<B>g</B> und zwei mit diesem im Eingriff stehende und zu seinen beiden Seiten angeordnete Zahnräder e und f. Die Schwenklage des Armes kann mittels den Einstellschrauben h eingestellt werden.
Die zu bearbeitende Schleifscheibe i ist auf der Spindel des Zahnrades e festgespannt. Auf der zur Spindel parallelen Spindel<B>k</B> des Rades<B>f,</B> die auch zur schwenkbaren Lagerung des Armes c dient, ist ein Steuerrad m befestigt, dessen schraubenlinienför mige Verzahnung genau derjenigen entspricht, die auf der Schleifscheibe zu erzeugen ist. Dieses Steuerrad hat vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise den selben Durchmesser wie die Schleifscheibe. Die Spin deln<B><I>j, k</I></B> sind im Arm c axial unbeweglich gelagert.
Das Maschinenbett a hat unterhalb des Armesc eine zur Achse jeder der Spindeln<B>i</B> und<B>k</B> parallele Führung n für einen Schlitten o, auf dem in einer zur vorgenannten Richtung senkrechten Richtung ein Schlitten<B>p</B> geführt ist.
Auf diesem Schlitten<B>p,</B> also auf dem durch die beiden Schlitten o<I>und</I><B>p</B> gebildeten Kreuzschlitten ist ein Reitstock angebracht, in dem axial unbeweg lich eine zur Verschiebungsrichtung des Schlittens<B>p</B> parallele dritte Spindel r gelagert ist. Eines der beid seitig aus dem Reitstock herausragenden Enden die ser dritten Spindel trägt ein als Zahnrad mit ebener Stirnfläche ausgebildetes Werkzeug it und das andere Ende trägt ein zweites Steuerrad t, dessen Durch messer und Zahnung gleich sind wie beim Werkzeug u und das mit dem ersten Steuerrad m im Eingriff steht. Folglich haben dieses zweite Steuerrad und das Werkzeug u Schrägverzahnung, weil die Räder t und m ein Schraubengetriebe bilden.
Es könnte aber auch die Achse der dritten Spindel r so geneigt sein, dass das zweite Steuerrad und das Werkzeug u gerade verzahnt sein können.
Die Maschine weist auch Mittel auf, um den Schlitten o auf seiner Führung n hin und her zu ver schieben und um dem Schlitten<B>p</B> samt dem Reit stock, dem zweiten Steuerrad t und dem Werkzeug u eine Vorschubrichtung in Längsrichtung der Spindel r zu erteilen.
Ist die Schleifscheibe, die zu bearbeiten ist, zum Bearbeiten von Zahnrädern mit Evolventenverzah- nung bestimmt, so müssen die Zähne des Werkzeuges u dieses Evolventenprofil haben; das auf der Schleif scheibe erzeugte Profil hat dann die Form der dazu passenden Zahnstange.
Das wirksame Ende des Werkzeuges u befindet sich in den Fig. <B>1</B> und<B>3</B> am rechtsseitigen Ende; es besteht vorzugsweise aus einem Hartmetall wie Wolframkarbid oder aus in Metall eingebetteten Diamantkörnchen. Zum Formen der Arbeitsfläche mit schrauben linienförmigem Vorlauf auf der Schleifscheibe wird nun wie folgt vorgegangen: Der Schlitten<B>p</B> wird zuerst nach links ausgefah ren von der Stellung aus, die er in Fig. <B>1</B> einnimmt und in der das Werkzeu- u unwirksam ist.
Der Arm c wird dann mittels den Einstellschrauben h so ein gestellt, dass das Werkzeug u bei der Verschiebung nach rechts (Fig. <B>1)</B> die volle Tiefe der schrauben förmigen Nut in die Schleifscheibe einschneiden kann. Diese Verschiebung nach rechts, also die Vor- schubbewegung, wird vorgenommen, nachdem man den Motor<B>d</B> in Funktion gesetzt hat; sie wird fort gesetzt, bis die rechtsseitige Stirnfläche des Werk- zeuges, die sich der Schleifscheibe entgegenstellt, in die vertikale Längsmittelebene der Schleifscheibe ge langt ist.
Während dieser Vorschubbewegung wird ausserdem der Schlitten o samt Reitstock r, Werk zeug u und Steuerrad t auf dem Bett a in einer zur Drehachse der Schleifscheibe parallelen Richtung hin und her verschoben. Ausserdem wird dem Werk- zeu- u über das Getriebe<I>e,<B>g,</B></I> f, die Spindel<B>k,</B> das Paar von Steuerrädern m und t und die Spindel r eine zusammengesetzte Drehung erteilt, genau so wie wenn es mit einer der zu formenden Schleifscheibe identischen Schnecke in Eingriff stünde. Dabei haben die Schleifscheibe i und das Steuerrad m die gleiche Umfangsgeschwindigkeit.
Da alle drehenden Teile inkl. der Schleifscheibe miteinander synchronisiert sind, können die Vor- schubbewegung und die Hin- und Herbewegungen unabhängig voneinander ausgeführt werden, so wie es für jede am zweckmässigsten erscheint.
Es könnte auch von Anfang an das Werkzeug u so ein-estellt werden, dass seine rechtsseitige Stirn fläche in der vertikalen Längsmittelebene der zu bearbeitenden Schleifscheibe liegt, und daraufhin diese letztere abwärts bewegt werden, bis das Werk zeug, das gleichzeitig in Richtung der Führung n hin und her bewegt wird, in die Schleifscheibe das Pro fil in der vollen Tiefe eingeschnitten hat.
C, Das eben beschriebene Verfahren kann selbst verständlich nicht nur zum Einschneiden des Profils in eine vorher volle Schleifscheibe benützt werden, sondern auch um eine gebrauchte Schleifscheibe ab zurichten.
Das zu bearbeitende schraubenlinienförmige Pro fil kann ein- oder mehrgängig sein.
Method for shaping a helical course having a working surface of a grinding wheel, which is used for machining gears and the like according to the rolling principle, and machine for carrying out the method. The invention relates to a method for shaping a helical course having a working surface of a grinding wheel, which for machining gears and similar workpieces, such as. B. splined shafts, according to the rolling principle.
Heretofore, methods similar to those used when cutting threads have been used for this purpose. In other cases, rolls made of very hard material were used.
The method according to the present invention is characterized in that a rotatably mounted tool is used, the profile of which corresponds to that which the grinding wheel is supposed to produce on a workpiece to be ground with it
An example embodiment of this method is characterized by the fact that the tool is arranged opposite the grinding wheel in such a way that it opposes an end face of the rotating grinding wheel that is present on it and that it is at the point of contact between it and the grinding wheel when the Profile is shaped, touches this profile tangentially, and that during the machining process the tool is simultaneously given a back and forth movement in a direction parallel to the axis of the grinding wheel and a rotation about its own axis, which corresponds exactly to the rotation,
which would lead from an identical gear that would be in engagement with a worm, the shape of which corresponds exactly to that of the finished ge formed grinding wheel.
One can proceed in such a way that in addition to a first control wheel parallel to the grinding wheel, whose helically toothed outer surface corresponds exactly to the work surface to be created on the grinding wheel and which is rotated at the same speed as the grinding wheel to be processed, a rotationally fixed ver with the tool bound and with regard to the toothing with it identical second steering wheel used and with the first in engagement while moving it back and forth together with the tool in the direction parallel to the axes of the grinding wheel and the first steering wheel Rich.
The invention also has a machine for the implementation of this method, which machine is characterized by a motor drive for driving two par allelic, axially immovable spindle mounted in a carrier and the first, fixed on one of these spindles, as well as a steering wheel the other spindle clamped grinding wheel to be machined at the same speed, a compound slide with the tailstock held on it, a third spindle, axially immovable in this, on which the second steering wheel and the tool are stuck,
by means for moving the tailstock back and forth together with the parts carried by it in the longitudinal direction of the first two spindles and by means for imparting a feed movement in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first two spindles.
An embodiment of the method according to the invention is also explained with the aid of the accompanying drawing, which schematically shows an embodiment of the machine according to the invention. Figures <B> 1, </B> 2 and <B> 3 </B> show the machine in elevation, side elevation and <B> in </B> plan.
In the machine shown, a stand <B> b </B> is attached to a bed a. One end of a hollow arm c, which forms a carrier and to which an electric motor is attached, is pivotably mounted on this is. Inside the arm there is a small toothed wheel <B> g </B> driven by the electric motor and two toothed wheels e and f which are in engagement with this and are arranged on both sides. The pivot position of the arm can be adjusted using the adjusting screws h.
The grinding wheel i to be machined is clamped onto the spindle of the gear wheel e. On the spindle <B> k </B> of the wheel <B> f, </B>, which is parallel to the spindle and which also serves to pivot the arm c, a steering wheel m is attached, the helical toothing of which corresponds exactly to that which is to be generated on the grinding wheel. This steering wheel preferably, but not necessarily, has the same diameter as the grinding wheel. The spindles <B> <I> j, k </I> </B> are axially immovable in the arm c.
The machine bed a has below the arm c a guide n parallel to the axis of each of the spindles <B> i </B> and <B> k </B> for a slide o on which a slide <in a direction perpendicular to the aforementioned direction B> p </B> is performed.
On this slide <B> p, </B> that is, on the compound slide formed by the two slides o <I> and </I> <B> p </B>, a tailstock is attached in which an axially immovable one for Direction of displacement of the slide <B> p </B> parallel third spindle r is mounted. One of the ends protruding from the tailstock on both sides of the ser third spindle carries a tool designed as a gear with a flat face and the other end carries a second steering wheel t whose diameter and teeth are the same as the tool u and that with the first steering wheel m is engaged. Consequently, this second steering wheel and the tool u have helical teeth because the wheels t and m form a helical gear.
However, the axis of the third spindle r could also be inclined so that the second control wheel and the tool u can be toothed straight.
The machine also has means to move the slide o back and forth on its guide n and to move the slide <B> p </B> together with the tailstock, the second steering wheel t and the tool u in a longitudinal direction to give the spindle r.
If the grinding wheel to be machined is intended for machining gears with involute teeth, the teeth of the tool u must have this involute profile; the profile generated on the grinding wheel then has the shape of the matching rack.
The effective end of the tool u is located in FIGS. 1 and 3 at the right-hand end; it consists preferably of a hard metal such as tungsten carbide or of diamond grains embedded in metal. To shape the work surface with a helical linear advance on the grinding wheel, the following procedure is now used: The slide <B> p </B> is first extended to the left from the position shown in FIG. 1 > occupies and in which the tool is ineffective.
The arm c is then set by means of the adjusting screws h so that the tool u can cut the full depth of the screw-shaped groove into the grinding wheel when it is moved to the right (Fig. 1). This shift to the right, ie the feed movement, is carried out after the motor <B> d </B> has been activated; it is continued until the right-hand end face of the tool, which faces the grinding wheel, has reached the vertical longitudinal center plane of the grinding wheel.
During this feed movement, the slide o including the tailstock r, tool u and steering wheel t is moved back and forth on bed a in a direction parallel to the axis of rotation of the grinding wheel. In addition, the tool is provided with the gear <I> e, <B> g, </B> </I> f, the spindle <B> k, </B> the pair of control wheels m and t and the spindle r gives a compound rotation just as if it were in engagement with a worm identical to the grinding wheel to be formed. The grinding wheel i and the steering wheel m have the same peripheral speed.
Since all rotating parts, including the grinding wheel, are synchronized with one another, the feed movement and the to-and-fro movements can be carried out independently of one another, as it seems most appropriate for each.
The tool u could also be set from the beginning in such a way that its right-hand end face lies in the vertical longitudinal center plane of the grinding wheel to be machined, and then this latter is moved downwards until the tool, which is simultaneously moving in the direction of the guide n is moved back and forth, in the grinding wheel has cut the profile to the full depth.
C, The method just described can of course not only be used to cut the profile into a previously full grinding wheel, but also to dress a used grinding wheel.
The helical profile to be processed can be single or multi-threaded.