Maschine zum Bearbeiten der Zähne von Stirn- oder Schraubenrädern, längs genuteten Wellen und dergleichen Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Be arbeiten der Zähne von Stirn- oder Schraubenrädern längs genuteten Wellen und dergleichen, bei der ein umlaufendes schneckenförmiges Werkzeug mit dem Werkstück und eine dem Werkzeug entsprechend ge formte, auf der Achse des Werkzeugs sitzende Schnecke mit einem Werkstückmodell in Eingriff ste hen und das Werkstück und das Werkstückmodell in Gleichlauf angetrieben und auf einem Schlitten gelagert sind. Die Erfindung bezweckt die Schaf fung einer Maschine zur Massenherstellung von Ge trieben bei grösster Genauigkeit.
Hierfür ist eine we sentliche Voraussetzung, dass die Werkzeuge mass haltig bleiben, und eine zweite, dass das Spiel zwi schen zueinander beweglichen Teilen der Maschine möglichst klein ist. Die Masshaltigkeit der Werkzeuge lässt sich dadurch verbessern, dass durch eine zusätz liche Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück verschiedene Teile des Werkzeugs nacheinander auf das Werkstück einwirken. Das Spiel kann durch Verringerung der Anzahl der beweglichen Teile klein gehalten werden. Beide Forderungen sind aber ein ander entgegengesetzt.
Die Erfindung soll diese Aufgabe dadurch lösen, dass die Achsen des Werkstückmodells und des Werk stücks, wie an sich bekannt, derart geneigt zur senk recht zur Werkzeugachse liegenden Bewegungsrich tung des Schlittens angeordnet sind, dass die Schrau bengänge der Schnecke zu den Zähnen des Werk stückmodells parallel verlaufen, und dass ein den Schlitten tragender, unterer, zweiter Schlitten in. Richtung der Werkzeugachse unter Aufrechterhal tung der Antriebsverbindung zwischen der Schnecke und dem Werkstückmodell bewegbar ist.
Durch diese Kombination wird es möglich, in den verschiedenen axialen Bereichen liegende Teile des Werkzeugs nacheinander auf das Werkstück ein wirken zu lassen, ohne dass die getriebliche Verbin dung zwischen Werkstück und Werkzeug gelöst wird und ohne dass besondere Massnahmen notwendig sind, um das Werkzeug zusätzlich um seine Achse zu drehen, wenn es in Achsrichtung des Werkzeugs verschoben wird, da diese Drehung dem Werkstück durch das Modell bei der Axialverschiebung ver mittelt wird.
Beiliegende Zeichnung stellt ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dar. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine, Fig.2 eine Vorderansicht und teilweise einen senkrechten. Schnitt und Fig. 3 einen Grundriss bei Fortlassung eines Teils der Schnecke und des Schleifrades.
Vom Sockel 5 der Maschine ragt eine Säule 6 auf, die Lager 7 für eine waagrechte Welle 8 auf weist. Auf der Welle 8 sitzen die Schnecke 9 und das Werkzeug, das aus einer Schleifschnecke 10 besteht. Dessen Gewinde hat dieselbe Steigung wie das der Schnecke 9. Die Welle 8 wird von einem im Sockel der Maschine eingebauten Motor 11 über den Riemen 12 und die Riemenscheiben 13 und 14 auf der Motorwelle bzw. der Welle 8 angetrieben.
Am Sockel 5 der Maschine ist ein Schlitten 15 waag recht und parallel zur Welle 8 geführt, der hydrau lisch über einen im Sockel 5 der Maschine ange ordneten Zylinder 16 mit Kolben 17 betrieben wird, der mittels seiner Stange 18 und der Platte 19 mit dem Schlitten 15 verbunden ist.
Der untere Schlitten 15 trägt einen oberen Schlitten 20, der waagrecht im rechten Winkel zum unteren Schlitten 15 beweglich ist. Dieser obere Schlitten wird in ähnlicher Weise wie der untere Schlitten 15 hydraulisch gesteuert, z. B. durch einen Zylinder 21 auf dem unteren Schlitten 15.
In Konsolen 22 des oberen Schlittens 20 lagert die Welle 23, die das Werkstückmodell 24 für den Eingriff mit der Schnecke 9 trägt. Die Welle 23 trägt das eine Ende eines um diese beweglichen Rahmens 25 mit den einander entgegengerichteten Spitzen 26 und 27, zwischen denen eine Welle 28 mit dem Werkstück 29 eingesetzt ist, das von der Schleif schnecke 10 bearbeitet werden soll. Die Spitze 27 sitzt an einer Welle 30, und es sind geeignete, nicht gezeigte Mittel vorgesehen, welche die Welle 28 mit der Welle 30 kuppeln. Die Wellen 23 und 30 sind durch die Zahnräder 31 und 32 sowie durch das Zwischenrad 33 gekuppelt.
Die Verdrehung des Rahmens 25 für die Bewe gring des Werkstücks 29, um es mit der Schleif schnecke 10 in und ausser Eingriff zu bringen, wird durch die hydraulisch betriebene Kolbenstange 34 bewirkt, deren Kolben 35 in einem Zylinder 36 des oberen Schlittens 20 geführt ist. Die Kolbenstange 34 ist mit dem Rahmen 25 durch ein Gelenk 37 ver bunden. Der Bereich, innerhalb dessen das Werk stück in Eingriff mit der Schleifschnecke gebracht werden kann, ist bestimmt durch einen einstellbaren Anschlag 38 am oberen Ende eines in den oberen Schlitten 20 geschraubten Bolzens 39. Sein unteres Ende trägt eine Skala 40 zur Einstellung.
Die beiden Wellen 28 und 23 des Werkstücks 29 und des Werkstückmodells 24 liegen parallel zuein ander und sind so geneigt zur Bewegungsrichtung des oberen Schlittens 20, dass die Zähne des Werkstück modells 24 und des Werkstücks 29 parallel zu den Gewinden der Schnecke 9 und der Schleifschnecke 10 liegen. Die Anordnung ist derart, dass, wenn die Maschine arbeitet, das Werkstückmodell 24 durch die Schnecke 9 in Drehung versetzt wird und eine entsprechende Drehung als Teilungsantrieb dem Werkstück 29 durch die Zahnräder 31, 32 und 33 vermittelt wird.
Die Achse der Welle 8 und die Bewegungsrich tung des oberen Schlittens 20 entsprechen zwei Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks, bei dem eine der Wellen 23 oder 30 die Hypothenuse bildet. Während der Bewegungen des oberen Schlittens 20 führen sowohl das Werkstückmodell 24 als auch das Werkstück 29 eine Bewegung mit einer Komponente parallel zur Achse der Welle 8 und proportional dem Tangens des Winkels zwischen der Bewegungs richtung des oberen Schlittens 20 und der Achse der Welle 23 oder 30 aus. Diese Bewegung des oberen Schlittens 20 bewirkt, dass die ganze axiale Länge des Werkstücks 29 von der Schleifschnecke 10 be arbeitet wird.
Die gleichartige Bewegung des unteren Schlittens 15 veranlasst das Werkstück 29, die ganze axiale Länge der Schleifschnecke 10 zu passieren, wodurch die Abnutzung über seine ganze Breite ver teilt wird.
Die Schleifschnecke 10 kann im ganzen als ein einziges Stück aus dem gewünschten Schleifmaterial bestehen. Jedoch könnte sie auch aus Scheiben von zwei oder mehr Schichten von verschiedenem Schleif material zusammengesetzt sein. Die erste dieser Scheiben, die den Schleifvorgang am Werkstück be ginnt, könnte aus einem Schleifmaterial solcher Art bestehen, das aus einem Werkstück von ebener zylin drischer Form Metall geschruppt wird, so dass dar auf Getriebezähne in roher Form entstehen. Die fol gende oder folgenden Scheiben der Schleifschnecke sind von solcher Qualität, dass sie die gewünschte Genauigkeit und Oberflächenfeinheit der Zähne des Werkstücks ergeben.
Durch die Steuerung des un teren und des oberen Schlittens 15 und 20 wird das Werkstück nacheinander durch Schleifscheiben un terschiedlicher Art bearbeitet.
Um die Schleifschnecke 10 von Zeit zu Zeit nach erfolgter Abnutzung wieder nachzuarbeiten, kann auf die Welle 28 ein Werkzeug gespannt werden, dessen wirksame Schneiden dieselbe Form aufwei sen wie die des Werkstücks. Durch Hin- und Her bewegen des unteren Schlittens 15 während der Be wegung des oberen Schlittens 20 gegen die Schleif schnecke und Drehung derselben und des Werkzeugs wird der Schleifschneckenumfang wieder auf sein ge wünschtes Profil gebracht.
Die Schnecke 9 und die Schleifschnecke 10 kön nen denselben Durchmesser haben, jedoch auch von verschiedenem Durchmesser sein. Im gezeigten Bei spiel hat die Schleifschnecke 10 etwas grösseren Durchmesser als die Schnecke 9, jedoch dieselbe Gewindesteigung. Das in die Schnecke 9 greifende Werkstückmodell 24 kann denselben Durchmesser und dieselbe Zähnzahl haben wie das Werkstück 29. Auch die Zahnräder 31 und 32 haben gleichen Durchmesser. Anderseits könnte das Werkstück modell 24 einen Durchmesser und eine Zähnezahl haben, die von denen des Werkstücks verschieden sind, wenn das Verhältnis der Zahnräder 31 und 32 zueinander geändert wird, um die richtige Drehzahl des Werkstücks im Verhältnis zur Schleifschnecke zu erhalten.
Hat das Werkstückmodell 24 den drei fachen Durchmesser und die dreifache Zähnezahl wie das Werkstück, so hat auch das Zahnrad 31 den dreifachen Durchmesser und die dreifache Zähnezahl des Zahnrades 32.
Wie bereits erwähnt, ist die Maschine zur Ge staltung der Zähne eines Werkstücks bestimmter Form bestimmt, insoweit es sich um Form und An ordnung der Zähne mit Bezug auf die Achse der Schleifschnecke handelt. Soll ein Werkstück anderer Art bearbeitet werden, so werden der obere Schlit ten und Rahmen durch einen ähnlichen Schlitten und Rahmen ersetzt, bei denen die Wellen 23 und 30 in einem anderen Winkel zur Bewegungsrichtung des Schlittens entsprechend der Art und Gestalt der Zähne des Werkstücks angeordnet sind.
Wenn ein Werkstück durch einen Schneidvor- gang zu bearbeiten ist, wird das Schleifrad durch ein entsprechendes Werkzeug ersetzt. Die Maschine ist auch anwendbar zum Ausfräsen von längsgenuteten Wellen oder ähnlichen Werkstücken, die eine Zahn form haben.
Machine for processing the teeth of spur or helical gears, longitudinally grooved shafts and the like The invention relates to a machine for loading the teeth of spur or helical gears longitudinally grooved shafts and the like, in which a rotating worm-shaped tool with the workpiece and the tool appropriately shaped worm seated on the axis of the tool is in engagement with a workpiece model and the workpiece and the workpiece model are driven in synchronism and are mounted on a slide. The invention aims to create a machine for the mass production of Ge drives with the greatest accuracy.
For this, one essential prerequisite is that the tools remain dimensionally stable, and a second one is that the play between mutually moving parts of the machine is as small as possible. The dimensional accuracy of the tools can be improved by having different parts of the tool act one after the other on the workpiece through an additional movement between the tool and the workpiece. The game can be kept small by reducing the number of moving parts. But both demands are opposed to one another.
The invention is intended to solve this problem in that the axes of the workpiece model and of the workpiece, as known per se, are arranged so inclined to the direction of movement of the slide perpendicular to the tool axis that the screw threads of the worm to the teeth of the workpiece model run parallel, and that a lower, second slide carrying the slide can be moved in the direction of the tool axis while maintaining the drive connection between the worm and the workpiece model.
This combination makes it possible to let parts of the tool located in the various axial areas act one after the other on the workpiece without the gear connection between workpiece and tool being released and without special measures being necessary to additionally move the tool to rotate its axis when it is moved in the axial direction of the tool, since this rotation is conveyed to the workpiece by the model during the axial displacement.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. They show: FIG. 1 a side view of the machine, FIG. 2 a front view and partially a vertical view. Section and FIG. 3 shows a plan with the omission of part of the worm and the grinding wheel.
A column 6 protrudes from the base 5 of the machine and has bearings 7 for a horizontal shaft 8. The worm 9 and the tool, which consists of a grinding worm 10, sit on the shaft 8. Its thread has the same pitch as that of the worm 9. The shaft 8 is driven by a motor 11 built into the base of the machine via the belt 12 and the pulleys 13 and 14 on the motor shaft or shaft 8.
At the base 5 of the machine, a slide 15 is horizontally and parallel to the shaft 8, the hydrau cally is operated via a cylinder 16 with piston 17 arranged in the base 5 of the machine, which is operated by means of its rod 18 and the plate 19 with the slide 15 is connected.
The lower slide 15 carries an upper slide 20 which can be moved horizontally at a right angle to the lower slide 15. This upper slide is hydraulically controlled in a similar manner to the lower slide 15, e.g. B. by a cylinder 21 on the lower slide 15.
The shaft 23, which carries the workpiece model 24 for engagement with the worm 9, is supported in brackets 22 of the upper slide 20. The shaft 23 carries one end of a frame 25 movable around this with the opposing tips 26 and 27, between which a shaft 28 is inserted with the workpiece 29 that is to be processed by the grinding worm 10. The tip 27 is seated on a shaft 30, and suitable means, not shown, are provided which couple the shaft 28 to the shaft 30. The shafts 23 and 30 are coupled by the gears 31 and 32 and by the intermediate gear 33.
The rotation of the frame 25 for moving the workpiece 29 in order to bring it into and out of engagement with the grinding worm 10 is effected by the hydraulically operated piston rod 34, the piston 35 of which is guided in a cylinder 36 of the upper slide 20. The piston rod 34 is ver with the frame 25 by a joint 37 connected. The area within which the work piece can be brought into engagement with the grinding worm is determined by an adjustable stop 38 at the upper end of a bolt 39 screwed into the upper slide 20. Its lower end carries a scale 40 for setting.
The two shafts 28 and 23 of workpiece 29 and workpiece model 24 are parallel to one another and are inclined to the direction of movement of upper slide 20 that the teeth of workpiece model 24 and workpiece 29 are parallel to the threads of worm 9 and grinding worm 10 lie. The arrangement is such that, when the machine is working, the workpiece model 24 is set in rotation by the worm 9 and a corresponding rotation as a dividing drive is imparted to the workpiece 29 by the gears 31, 32 and 33.
The axis of the shaft 8 and the direction of movement of the upper slide 20 correspond to two cathets of a right triangle in which one of the shafts 23 or 30 forms the hypotenuse. During the movements of the upper slide 20, both the workpiece model 24 and the workpiece 29 move with a component parallel to the axis of the shaft 8 and proportional to the tangent of the angle between the direction of movement of the upper slide 20 and the axis of the shaft 23 or 30 out. This movement of the upper slide 20 has the effect that the entire axial length of the workpiece 29 is processed by the grinding worm 10.
The similar movement of the lower slide 15 causes the workpiece 29 to pass the entire axial length of the grinding worm 10, whereby the wear is divided over its entire width ver.
The grinding worm 10 as a whole can consist of the desired grinding material as a single piece. However, it could also be composed of discs of two or more layers of different abrasive material. The first of these disks, which begins the grinding process on the workpiece, could consist of a grinding material of this type, which is roughed metal from a workpiece of flat cylindrical shape, so that it is produced on gear teeth in a raw form. The following or following disks of the grinding worm are of such a quality that they give the desired accuracy and surface fineness of the teeth of the workpiece.
By controlling the un direct and the upper carriage 15 and 20, the workpiece is processed successively by grinding wheels un different types.
To rework the grinding worm 10 from time to time after wear and tear, a tool can be clamped on the shaft 28, the effective cutting edge aufwei sen the same form as that of the workpiece. By moving the lower slide 15 back and forth during the movement of the upper slide 20 against the grinding worm and rotating the same and the tool, the grinding worm circumference is brought back to its desired profile.
The worm 9 and the grinding worm 10 can have the same diameter, but also be of different diameters. In the example shown, the grinding worm 10 has a slightly larger diameter than the worm 9, but the same thread pitch. The workpiece model 24 engaging in the worm 9 can have the same diameter and the same number of teeth as the workpiece 29. The gears 31 and 32 also have the same diameter. On the other hand, the workpiece model 24 could have a diameter and number of teeth that are different from those of the workpiece if the ratio of the gears 31 and 32 to one another is changed in order to obtain the correct speed of the workpiece in relation to the grinding worm.
If the workpiece model 24 has three times the diameter and three times the number of teeth as the workpiece, then the gear wheel 31 also has three times the diameter and three times the number of teeth of the gear wheel 32.
As already mentioned, the machine is intended for the design of the teeth of a workpiece of a certain shape, as far as it is the shape and arrangement of the teeth with respect to the axis of the grinding worm. If a workpiece of a different type is to be machined, the upper slide and frame are replaced by a similar slide and frame in which the shafts 23 and 30 are arranged at a different angle to the direction of movement of the slide according to the type and shape of the teeth of the workpiece .
When a workpiece is to be machined using a cutting process, the grinding wheel is replaced by an appropriate tool. The machine can also be used for milling grooved shafts or similar workpieces that have a tooth shape.