Zahnradbearbeitungsmaschine Die Erfindung betrifft eine Zahnradbearbeitungs maschine, bei der ohne Aufspannwechsel des Werk stückes das Werkstück wälzgefräst und nachbear beitet, z. B. geschabt wird.
Es sind Zahnradwälzfräsmaschinen bekannt, bei welchen die Zahnräderwerkstücke mit lotrechter Auf spannachse auf einem Drehtisch gehalten und in automatisch gesteuertem Arbeitsgang gefertigt wer den, wobei der auf einem am Maschinengestell an gebrachten Fräserschlitten gelagerte Wälzfräser auf genauer Frästiefe und Synchronlauf eingestellt ist und in einem Durchgang im Seitenvorschub die Zahn form mit grosser geometrischer Genauigkeit aus fräst.
Es ist nun üblich, zwecks Erzielung einer grossen Laufruhe der auf diesen Maschinen hergestellten Getriebezahnräder, dieselben nach dem Fräsen einer Nachbearbeitung, dem sogenannten Finish, zu unter ziehen. Dieses besteht in einer Feinbearbeitung der Zähne durch ein Schabewerkzeug in Gestalt eines Schaberades oder anstelle eines solchen durch ein Prägepolierrad. Hierdurch wird im einen Falle neben der Glättung der Bearbeitungsflächen eine weitere geometrische Genauigkeit, im anderen Falle jethoch, wenn bereits eine hohe Genauigkeit der Zahnformen vorliegt, eine wesentliche Verbesserung der Ober flächenbeschaffenheit erreicht. In der Regel wird dieses Nachbearbeitung auf besonderen Schabe- bzw. Prägepoliermaschinen durchgeführt.
Es ergibt sich daher ausser der Belastung der Produktion durch den erforderlichen Transport der Werkstücke von Maschine zu Maschine der Nachteil, dass jedes Werkstück erneut aufgespannt und genau zentriert werden muss, was zeitraubend ist.
Es ist aber auch bereits bekannt, ohne Aufspann wechsel des Werkstückes hintereinanderfolgend das Werkstück zu fräsen und dann zu schaben. Hierbei wird bei einer bekannten Ausführungsform einer Zahnradwälzfräsmaschine das Fräswerkzeug und der Frässchlitten gegen einen das Schaberad tragenden Kopf ausgewechselt, der anstelle des Frässchlittens angebracht werden muss.
Diese Ausbildung erfordert am Drehtisch ein ausrückbares Teilschneckenrad und einen zweiten Antrieb des Tisches mittels Stirn- rad'getriebe. Man wendet diese Bearbeitungsmethode daher ausschliesslich bei grossen und schweren Werk stücken an, und da bei diesen eine Fertigung in grossen Stückzahlen bei verhältnismässig geringer Fräszeit nicht in Frage kommt, spielt die erhebliche Umbauzeit der Maschine keine gewichtige Rolle.
Bei der Herstellung von Getriebezahnrädern für den Kraftfahrzeugbau, bei welcher ausserordentlich hohe Stückzahlen in Betracht kommen und die Fräszeiten nur kurz sind, ist man einerseits ge zwungen, hohe Leistungen der Zahnradwälzfräsma- schinen zu erreichen, anderseits entsteht das Problem, die bei Anwendung eines Zahnradfinish entstehenden Zwischenzeiten, sei es durch den Transport des Werkstückes zu einer Spezialbearbeitungsmaschine, sei es durch den Umbau der Fräsmaschine zu einer Schabemaschine zu vermeiden.
Ferner ist zu berück sichtigen und ausschlaggebend, dass die 'beim Fräsen erreichte hohe Genauigkeit der Bearbeitung nicht durch erneutes Aufspannen des Werkstückes be einträchtigt werden darf.
Die Zahnradbearbeitungsmaschine gemäss vor liegender Erfindung vermeidet die erwähnten Nach teile und erfüllt die gestellten Anforderungen. Die Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass im Gegen halter für das Werkstück ein. Nachbearbeitungs- werkzeug längsverschiebbar angeordnet ist und dass Mittel vorgesehen sind, um wahlweise den Wälz- fräser oder das Nachbearbeitungswerkzeug in Wir kung zu setzen, wobei ein Werkstückträgerteil mit dem Fräser bzw. mit dem Nachbearbeitungswerk zeug zusammenarbeitet.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Zahnradwälzfräs- und nachbearbei- tungsmaschine in Seitenansicht, Fig. 2 einen Längsschnitt in grösserem Massstab. Das Gestell der Maschine 'besteht im wesent lichen aus dem Bett 1, dem Ständer 2 und dem den verschiebbaren Gegenhalter 3 tragenden Gegenstän der 4, der mit dem Ständer 2 durch ein Querhaupt 5 verbunden ist. Am Ständer 2 ist der Frässchlitten 6 verschiebbar gelagert; letzterer trägt unter anderem den Fräskopf 7 mit dem Wälzfräser B.
Auf dem Bett 1 ist der Rundtisch 9 angeordnet, der in nicht dargestellter Weise durch eine Teil schnecke synchron zur Fräserwelle angetrieben ist. Der Rundtisch 9 trägt einen Werkstückträger 10, auf dem das Werkstück 11 mittels einer Gegenhalterplatte 12 von dem Gegenhalter 3 eingespannt gehalten wird. Das Werkstück 11 ist hierbei (s. Fig.2) mittels eines Dornes 13 zentriert.
Die Gegenhalterplatte 12 erstreckt sich nach oben in Form einer Hohlspindel 15 und wird hier vom Gegenhalter 3 gehalten. Die Spindel 15 umfasst auf ihrer ganzen Länge den Dorn 13.
Im Bereich des obern Endes der Spindel 15 sind auf ihr zwei Zahnräder 16 und 30 aufgekeilt.
Auf dem Gegenhalter 3 ist ein Elektromotor 14 angeordnet, welcher durch ein auf seiner Antriebs welle angeordnetes Ritzel 29 mit dem Zahnrads 30 in Eingriff steht. Das zweite auf der Spindel 15 auf- gekeilte Zahnrad 16 steht mit einem Zahnrad 17 in Eingriff, welches auf einer Vorschubspindel 18 sitzt, welche Vorschubspindel 18 an ihrem freien Ende ein Schabemd 19 trägt. Ausser dem Schaberad 19, welches von einem genaueste Zahnform aufwei senden, gehärteten Zahnrad gebildet ist, auf dessen Zahnflanken feine Messerschneiden angearbeitet sind, kann vorzugsweise auf dem Ende der Vorschub spindel, hinter dem Schaberad 19, noch ein Präge polierrad 31 angeordnet sein.
Die Vorschubspindel 18 ist in einer Büchse 20 fest gelagert; letztere weist eine Zahnstange 21 auf, in. welche eine Verstellspindel 22 eingreift, durch deren Wirkung das Schaberad 19 in und aus der Ebene des Werkstückes 11 bewegt werden kann.
Die Vorschubspindel 18 kann auch so gelagert sein, dass sie radial gegen die Aufspannachse des Werkstückes verschiebbar oder sie kann auch schief zur Aufspannachse verschiebbar sein.
Der auf dem Rundtisch angebrachte Werkstück träger 10 besitzt eine frei drehbare Planscheibe 23, die mit einem Zapfen 24 in Lagern 25, 25' geführt ist. Am Ende des Zapfens 24 ist eine Kupplungs nabe 26 angebracht, auf welcher Kupplungslamellen 27 angeordnet sind, wobei Gegenlamellen in einem Kupplungsring 28 sitzen, welcher fest im Werkstück träger sitzt. Die Betätigung der Kupplungslamellen 27 erfolgt vorzugsweise durch elektromagnetische Ein- bzw. Ausrückung. Da die Kupplung im Einrück zustande nicht gleiten darf, kann man die Lamellen 27 und ihre Gegenlamellen mit einer Mitnehmer zahnung versehen.
Das Werkstück 11 kann demnach in seiner Auf spannstellung von dem zwangläufigen synchronen Antrieb durch den Rundtisch 9 durch Lösen der Kupplung 26-28 gelöst werden.
Der Zentrierdorn 13 durchsetzt den Zapfen 24 der Planscheibe 23, tritt durch die Zentrierbohrung des Werkstückes 11 hindurch in die Antriebsspindel 15 ein.
Die Wirkungsweise der erläuterten Maschine ist folgende: Nachdem ein Werkstück 11 aufgespannt ist, wird der Fräser 8, der genau auf Frästiefe zuge stellt ist, in Richtung des Pfeiles X (Fig. 2) bewegt. Das Werkstück 11 dreht sich hierbei, durch die Kupplung 26, 27, 28 fest mit dem Rundtisch 9 gekuppelt, synchron zur Fräserdrehung. Hierbei wird im Längsvorschub des Fräsers zum Werkstück die Verzahnung ausgefräst.
Bei Beendigung des Wälzfräsens tritt eine auto matische Steuerung in Wirkung, welche den Fräser gemäss der schematisch dargestellten punktierten Linie y in die Startstellung zurückfährt.
Sobald der Fräser 8 aus dem Werkstück ausge fahren ist, wird die Kupplung 27 gelöst und der Motor 14 angefahren, sodann die Vorschubspindel 18 abwärts bewegt. Hierbei gelangt das Schaberad 19 in Eingriff mit der Zahnung des Werkstückes 11, und es erfolgt unter schneller Drehung von Werk stück und Schaberad das Schaben des ersteren.
Durch weiteres Abwärtsbewegen der Vorschub spindel 18 kann ferner das Prägepolierrad 31 zum Eingriff in die Zahnung des Werkstückes 11 ge bracht werden, wobei das Schaberad 19 nach unten austritt. Nun erfolgt ein Polieren der Zahnflanken. Es versteht sich, dass hierbei sowohl das erforder liche Andrücken der Werkzeuge als auch das Zu bringen von Kühlöl bewirkt wird.
Zum Wechsel des Werkstückes wird nach Be endigung der Finishbearbeitung und Lösen des Dor- nes 13 der Gegenhalter 3 aufwärtsgefahren, und das Schabe- und Prägepolierrad wird mittels der Vor schubspindelzurückgezogen.
Zufolge dieser Ausbildung ergeben sich folgende Vorteile: Es entfällt nicht nur der Transport von Maschine zu Maschine und das wiederholte Auf spannen und Ausrichten des Werkstückes, sondern man kann sogar die Leerlaufzeit der Fräsmaschine für den Feinbearbeitungsvorgang ausnutzen. Diese Leerlaufzeit, welche sich zwangläufig für den Fräser aus dem Rückzug aus der Zahnung sowie dem dem Vorschub entgegengesetzten Rücklauf in die Start position ergibt, ist eine erhebliche Zeitgrösse, die nunmehr nutzbringend verwendet ist.
Ausserdem wird aber auch noch durch die hiermit erleichterte grund sätzliche Anwendung des Finish ermöglicht, dass das Fräsen mit erheblicher Einsparung an Fertigungs zeit durchgeführt werden kann, wobei man geringe Rücksicht auf höchste geometrische Genauigkeit oder Flächenglätte zu nehmen braucht. Ferner ist die bisher geforderte äusserste Genauigkeit in der Wälz- fräserherstellung und dessen Einstellung nicht nötig, auch ist die bisher geforderte Genauigkeit der Ge triebe und insbesondere des Teilgetriebes der Wälz- fräsmaschine nicht mehr erforderlich.
Weiterhin wird das Schärfen des Fräsers, das Nachstellen der Ge triebe und die Pflege der Maschine zufolge des Fort falles der Forderung höchster Präzision erleichtert.
Ferner kann man nun auch noch eine ausser ordentliche Zahnflankenoberflächengüte dadurch er zielen, dass man das auf dem Ende der Vorschub spindel hinter dem Schaberad angeordnete Präge polierrad zur Wirkung kommen lässt.
Anstelle des Schaberades kann auch ein anderes Nachbearbeitungswerkstück Verwendung finden.