CH432984A - Verfahren und Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten eines Kegel- oder Hyperboloidrades mit längsgekrümmten Zähnen - Google Patents

Verfahren und Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten eines Kegel- oder Hyperboloidrades mit längsgekrümmten Zähnen

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CH432984A
CH432984A CH327665A CH327665A CH432984A CH 432984 A CH432984 A CH 432984A CH 327665 A CH327665 A CH 327665A CH 327665 A CH327665 A CH 327665A CH 432984 A CH432984 A CH 432984A
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Gleason Works
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23F9/08Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
    • B23F9/10Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill
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Description


  Verfahren und Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten eines Kegel- oder Hyperboloidrades mit  längsgekrümmten Zähnen    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und  eine Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten eines  Kegel- oder Hyperboloidrades mit längsgekrümmten  Zähnen ohne Abwälzbewegung mittels eines um seine  Achse umlaufenden ringförmigen Werkzeugs, dessen  Achse zur Schraubenachse der Schraubenfläche geneigt  ist.  



  Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zugrunde:  Das Zahnrad soll sich mittels des Verfahrens und der  Maschine nach der Erfindung derart schruppen lassen,  dass seine Abmessungen die endgültigen Sollmasse nur  wenig überschreiten und es daher anschliessend entwe  der durch Schleifen oder durch das bekannte Verfah  ren nach der deutschen Patentschrift 1.178.677 ge  schlichtet werden kann. Das Schruppen soll dabei durch  Fräsen mittels eines Messerkopfes erfolgen können, das  den Durchgang einer grössseren Anzahl von Messern  durch die Zahnlücke ermöglicht, als es bei dem be  kannten Verfahren zu erreichen war.

   Auch das Schlich  ten soll mittels des Verfahrens und der Maschine nach  der Erfindung möglich sein, wobei das die Pendelbe  wegung ausführende ringförmige Werkzeug von einer  Schleifscheibe oder einem Messerkopf gebildet werden  kann und wobei entweder jeweils eine Zahnflanke oder  die beiden Zahnflanken derselben Zahnlücke gleichsei  tig geschlichtet werden und dabei dieselbe Gestalt er  halten wie bei dem Verfahren nach der genannten Pa  tentschrift.  



  Die momentane Berührungslinie zwischen der span  abhebenden Werkzeugfläche und der Zahnflanke soll  in einer Ebene liegen, die auf der schraubenförmigen  Zahnflanke lotrecht steht, weil sich bei Erfüllung dieser  Bedingung das Werkzeug leichter herstellen lässt, wenn  es sich bei ihm um einen Messerkopf handelt, und leich  ter abrichten lässt, wenn es sich bei ihm um eine  Schleifscheibe handelt.  



  Das Verfahren nach der Erfindung zum spanab  hebenden Bearbeiten einer von einer Schraubenfläche    gebildeten Zahnflanke eines Kegel- oder Hyperboloid  rades mit längsgekrümmten Zähnen ohne     Abwälzbewe-          gung    mittels eines um seine Achse umlaufenden ring  förmigen Werkzeugs, dessen Achse zur Schraubenachse  der Schraubenfläche um einen spitzen Winkel geneigt  ist, wobei Werkzeug und Zahnrad relativ zueinander  eine Vorschubbewegung längs der Schraubenachse und  gleichzeitig eine Drehbewegung um diese ausführen und  daher das Werkzeug die Zahnflanke von deren einem  zum anderen Ende auf einer schraubenförmigen Bahn  überfährt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die aufein  anderfolgenden Stellungen der spanabhebenden Werk  zeugrotationsfläche,

   die mit der Zahnflanke während  der Relativbewegung in Berührung steht, von einer  Fläche umhüllt sind, die ungefähr gerade Mantellinien  aufweist, die in einer Ebene liegen, welche parallel zur  Schraubenachse im Abstand von dieser verläuft.  



  Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Ma  schine     zur    Ausführung dieses Verfahrens, mit Einrich  tungen zur Herbeiführung einer relativen Schraubenbe  wegung von Werkzeug und Werkstück um eine Schrau  benachse herum, die zur Werkzeugspindelachse geneigt  verläuft, um dadurch das Werkzeug längs einer schrau  benförmigen Bahn durch eine Zahnlücke hindurch von  deren einen zum anderen Ende vorzuschieben.

   Diese  Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das ring  förmige Werkzeug eine in einer     Querschnittsebene    hoh  le spanabhebende Rotationsfläche und eine im Quer  schnitt gewölbte spanabhebende Rotationsfläche auf  weist, um mit diesen Flächen gleichzeitig die gegenüber  liegenden     Zahnflanken    und der Zahnlücke zu bear  beiten, und dass diese Rotationsflächen je ein gewölb  tes     Axialschnittprofil    haben.  



  Nunmehr sei ein     Ausführungsbeispiel    der Erfindung  anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen:       Fig.    1 eine perspektivische Ansicht der Maschine,       Fig.    2 und 3 schematische Darstellungen der räum  lichen Beziehung von Werkzeug und Werkstück, wobei      die Pendelachsen zum Herausarbeiten der schrauben  förmigen Zahnflanken dargestellt sind, und zwar in  Fig. 2 in einer diese Pendelachse enthaltenden Ebene  und in Fig. 3 in einer dazu lotrechten Ebene,  Fig. 4 einen Schnitt durch den Zahnkranz eines     er-          findungsgemäss    hergestellten Tellerrades in einer zu den  Bildebenen der Fig. 2 und 3 lotrechten Ebene, die durch  die Mitte der     Zahnlücke    geht,  Fig.

   5 bis 7 schematische Darstellungen, die den  Fig. 2 bis 4 entsprechend eine abgeänderte Form des  Verfahrens wiedergeben, mit dessen Hilfe die beiden  Zahnflanken der Zahnlücke gleichzeitig erzeugt werden  können,  Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläute  rung eines Verfahrens, mit dessen     Hilfe    man das     Axial-          schnittprofil    des Werkzeugs bei dem Verfahren der  Fig. 5 bis 7 bestimmt, und  Fig. 9 und 10 Darstellungen, die den Fig. 5 und 6  entsprechend eine weitere     Ausführungsform    des Ver  fahrens zeigen.  



  Eine ein Werkzeug T tragende Wiege 11 ist um eine  etwa waagerechte Achse 12 drehbar in einem Maschi  nengestell 10 der in Fig. 1 gezeigten Maschine gelagert.  Bei diesem Werkzeug T handelt es sich um ein ring  förmiges Werkzeug, nämlich um einen Stirnmesserkopf  oder um eine tropfförmige oder     tellerförmige    Schleif  scheibe. Eine um eine Achse 14 umlaufende Werk  zeugspindel 13 ist in einem Kopf 15 gelagert, der sei  nerseits kippbar in einem Taumelkörper 17 sitzt. Die  ser ist in der Wiege 11     derart    einstellbar, dass sich der  radiale Abstand des Werkzeugs T von der Wiegenachse  12, der Neigungswinkel der Werkzeugspindelachse 14  zur Wiegenachse 12 und der Abstand ändern lässt, in  welchem sich die beiden Achsen 12 und 14 kreuzen.

    Man kann diesen Abstand bis auf Null verringern, so  dass sich alsdann die beiden Achsen 12 und 14 schnei  den.  



  Eine das Werkstück G tragende Werkstückspindel  24 ist um eine waagerechte Achse 25 drehbar in einem  Werkstückspindelkopf 26 gelagert, der auf und ab ver  stellbar an einem Ständer 27 gleitend gelagert ist. Man  kann die Werkstückspindelachse 25 daher mit Bezug  auf die Achse 12 der Wiege heben oder senken. Der  Ständer 27 wird von einer Tragplatte 28 getragen, die  man um eine lotrechte Achse 29 verschwenken kann  und die Gleitbahnen 31 bildet, welche parallel zur  Werkstückspindelachse 25 verlaufen. Auf dieser Gleit  bahn 31 lässt sich in     Richtung    der Achse 25 eine Platte  33 verstellen, die ihrerseits     Führungsschlitze    34 auf  weist, die quer zur Gleitbahn 31 verlaufen und zur       Gleitführung    des Ständers 27 dienen.

   Man kann den  Ständer 27 mittels der Führungsschlitze 24 so verschie  ben, dass sich die Achsen 25 und 29 im Abstand von  einander kreuzen. Die schwenkbare Tragplatte 28 ist  schwenkbar auf einem Schlitten 32 gelagert, der auf  dem Bett der Maschine in     Richtung    der Wiegenachse  12 verschiebbar geführt ist und die Beistellung des  Werkstücks zum Werkzeug     ermöglicht.     



  Ferner hat die Maschine einen Beistellantrieb mit  dessen     Hilfe    man den Schlitten 32 auf dem Bett in       Richtung    der Achse 12 verschieben kann, um Werk  zeug und Werkstück in Eingriff miteinander zu brin  gen. Ist das geschehen, dann     bewirkt    die um die Achse  12 pendelnde Wiege 14, dass das umlaufende Werk  zeug seinen Vorschub längs einer Zahnlücke des Werk-    Stücks G erfährt. Während dies geschieht, wird gleich  zeitig der Schlitten 32 auf dem Bett in     Richtung    der  Wiegenachse 12 beigestellt. Die während des Vorschu  bes erfolgende Beistellung führt dazu, dass das Werk  zeug eine schraubenförmige Bahn gegenüber dem Werk  stück     zurücklegt,    während es die Zahnlücke durch  fährt.

   Nach dem Hindurchgang durch die Zahnlücke  wird der Bettschlitten 32     zurückgezogen,    damit bei dem  Zurückpendeln der Wiege um die Achse 12 das Werk  zeug am Werkstück frei vorbeigehend wieder seine Aus  gangslage erreicht. Gleichzeitig dreht eine Teilschalt  vorrichtung die Werkstückspindel 24 um einen Teil  schritt, um die nächste Zahnlücke des Werkstücks in  die Bearbeitungsstellung zu bringen.  



  Die schraubenförmigen Zahnflanken, die auf der  Maschine herzustellen sind, sind in einer auf ihrer  Achse 12 lotrechten Ebene evolventenförmig gekrümmt  und haben gerade Mantellinien, die in Ebenen liegen,  welche auf der Evolvente senkrecht stehen, also paral  lel zur Schraubenachse 12 verlaufen. Fig. 2, gibt einen  Axialschnitt durch das Werkzeug T und einen Schnitt  durch das Werkstück G wieder. Die Schnittebene fällt  ungefähr mit einer Ebene zusammen, welche die Schrau  benachse 12 und die Mitten 81 und 82 (Fig.3) der  einander gegenüberliegenden Zahnflanken 83 und 84  der Zahnlücke enthält. Fig. 3 stellt einen Schnitt durch  die Zahnlücke vor, wobei die Schnittebene lotrecht zur  Schraubenachse 12 verlaufend durch die Mittelpunkte  81 und 82 geht.

   Die Achse 12 steht senkrecht auf der  Stirnfläche 85 des Zahnrades G oder liegt wenigstens  in einer auf dieser Stirnfläche senkrecht stehenden  Ebene. Das um seine eigene Achse 14 umlaufende  Werkzeug T vermag beim Durchfahren der Zahnlücke,  deren mittlerer Querschnitt in Fig. 2 mit ausgezogenen  Linien und deren radial äusseres Ende durch die ge  strichelten Linien 86 wiedergegeben ist, seine Bahn der  abnehmenden Zahnlückentiefe anzupassen, und zwar  dadurch, dass es bei der Pendelbewegung um die Ach  se 12 sich längs dieser Achse verschiebt.  



  In den Fig. 2 und 3 ist eine Linie 87 eingezeich  net, die auf der Zahnflanke 83 in deren Mitte 81 senk  recht steht. Sie liegt in einer zur Schraubenachse 12  parallelen Ebene 88, die tangential zum     Evolventen-          Grundkreiszylinder    89 verläuft und diesen in der Linie  91 berührt. Wenn nun eine in dieser Normalebene 88  liegende gerade Mantellinie der spanabhebenden Rota  tionsfläche des Werkzeugs für die ganze Dauer der Pen  delbewegung und der axialen Verschiebung des Werk  zeugs in     Berührung    mit der Flankenfläche 83 bleibt  und wenn die Umlaufachse 14 des Werkzeugs eben  falls in dieser Normalebene 88     liegt,        dann    stellt die  Zahnflanke eine ideale Evolventenschraubenfläche dar.

    Das bedeutet, dass die auf der Schraubenachse 12 senk  recht stehende Zeichenebene der Fig. 3 die Zahnflanke  83 längs einer Kreisevolvente schneidet, deren Grund  kreis den Kreis darstellt, in welchem der Zylinder 89  die Zeichenebene durchdringt. Entsprechendes gilt für  die gegenüberliegende Zahnflanke 84. Die in ihrer Mit  te 82 errichtete Lotrechte 92 verläuft tangential zum       Grundkreiszylinder    93 und berührt diesen im Punkt 94.

    Auch die Fläche 84 stellt daher eine     Evolventenschrau-          benfläche    dar, zu welcher der     Grundkreiszylinder    93  gehört, sofern sowohl die Achse 14 als auch die an der       Zahnflankenfläche    84     anliegende    gerade     Mantellinie    der  Rotationsfläche des Werkzeugs in einer Ebene 95 lie-      gen, welche die Lotrechte 92 enthält und tangential  zum Grundkreiszylinder 93 verläuft. Um den Vergleich  der Linien zu erleichtern, an denen die Zahnflanken  flächen 93 und 84 die Zeichenebene durchdringen, ist  in Fig. 3 um die Schraubenachse 12 herum ein Kreis  96 gelegt, der durch die Mitte der Zahnlücke geht.  



  Die beiden Grundkreiszylinder sind durch die Zahn  winkel und durch die Beziehung zwischen dem Pendel  weg des Werkzeugs und dem relativen Vorschub zwi  schen Werkzeug und Werkstück längs der Schrauben  achse 12 gegeben. Zur Schraubenachse 12 ist die Zahn  flanke 83 um einen grösseren Winkel mit Bezug auf  Fig. 2 geneigt als die Zahnflanke 84. In Fig. 3 strebt  die Zahnflanke 83 stärker vom Kreis 96 fort als die  Zahnflanke 84. Denn die Lotrechte 87 kreuzt die Ach  se 12 in einem grösseren Abstand als die Lotrechte 92.  Der Grundkreiszylinder 89 hat also einen grösseren  Durchmesser als der Grundkreiszylinder 93. Ferner ge  hen die Lotrechten 87 und 92 und die Tangentialflä  chen 88 und 95 auf entgegengesetzten Seiten an der  Schraubenachse 12 vorbei.  



  Aus diesem Grunde müssen die beiden Zahnflan  ken 83 und 84 der Zahnlücke in getrennten Verfah  rensschritten herausgearbeitet werden, in denen die  Werkzeugachse 14 auf verschiedenen Seiten an der Wie  genachse 12 vorbei gerichtet ist. Nur dann kann man  bei Verwendung eines Werkzeugs mit     kegelförmigen     spanabhebenden Rotationsflächen die Zahnflanken als  Evolventenschraubenflächen herausarbeiten. Obgleich  bei diesem Verfahren zwei Verfahrensschritte erforder  lich sind, bietet es den Vorteil, dass man Stirnmesser  köpfe mit Schneidkanten verwenden kann, die in axia  len Ebenen gerade verlaufen. Solche Messerköpfe aber  lassen sich billig herstellen.

   Ein weiterer Vorteil be  steht darin, dass die Gestalt der herauszuarbeitenden  Zahnflanke des Werkstücks von Änderungen des Durch  messers des Messerkopfes oder von Änderungen der  Neigung der Messerkopfachse zur Wiegenachse nicht  beeinflusst wird. Der Durchmesser und die Neigung des  Werkzeugs müssen daher lediglich die Bedingung     erfül-          len,    dass das Werkzeug mit seiner nichtschneidenden  Seite von der benachbarten Flanke der Zahnlücke frei  kommt und daher in sämtlichen Lagen seiner Schrau  benbewegung um die Achse 12 herum und längs dieser  Achse nicht etwa an die gegenüberliegende Zahnflanke  anstösst.

   Diese Bedingung ist aber erfüllt, wenn sämt  liche Lotrechten, die der Linie 87 entsprechend lot  recht auf dem äusseren spanabhebenden Profil des  Werkzeugs stehen, die Werkzeugachse 14 an einer Stel  le schneiden, die zwischen dem Profilschnittpunkt 81  und dem Berührungspunkt 91 mit dem Grundkreis  zylinder liegt, und wenn sämtliche der Lotrechten 92  entsprechenden Lotrechten auf dem inneren spanabhe  benden Profil des Werkzeugs den Grundkreis an einer  Stelle 94 berühren, die zwischen dem Profilschnittpunkt  82 und dem Schnittpunkt der Normalen mit der Werk  zeugachse liegt.  



  Handelt es sich bei dem spanabhebenden Werkzeug  nicht um einen Messerkopf, sondern um eine Schleif  scheibe, dann bietet die Erfindung den Vorteil, dass  sich diese Schleifscheibe wegen der Kegelgestalt ihrer  Schleifflächen leicht abrichten lässt und dass die     Evol-          ventenschraubengestalt    der Zahnflanken nicht dadurch  beeinflusst wird, dass sich beim wiederholten Abrich  ten der Schleifscheibe deren Durchmesser verringert.    Wenn gleichzeitig mit den Zahnflanken auch der Zahn  lückengrund bearbeitet werden soll, dann ist es bei dem  beschriebenen Verfahren erforderlich, dass die Lücken  breite im Zahngrund und die Abrundungen an diesem  entsprechend gewählt sind. Fig. 4 zeigt einen Schnitt  in einer Ebene, die auf der Zeichenebene der Fig. 2  und 3 senkrecht steht.

   Fig. 4 zeigt, dass die Kopfschneid  fläche 97 des Werkzeugs tangential zum Zahnlücken  grund 98 verläuft und diesen bei 99 berührt. Dieser  Punkt 99 ist um die Strecke B von der     Berührungslinie     101 entfernt, in der das Werkzeug an der Zahnflanke  84 anliegt. Diese Berührungslinie<B>101</B> liegt in der Nor  malebene 95. Aus diesem Grunde ist es für ein voll  ständiges Bearbeiten des Zahnlückengrundes erforder  lich, dass die Länge der Pendelbewegung der Werk  zeuge um die Schraubenachse 12 um die Strecke B'  über das Mass hinaus     vergrössert    wird, das zum Her  ausarbeiten der Zahnflanke 84 nötig ist.

   Das bedeutet  also, dass die Stelle 102 des Werkzeugs     (Fig.2)    die  Abrundung 103 mit dem     Tiefenmass    C,     Fig.    4, bear  beitet.  



  Nimmt die Achse 14 des Werkzeugs eine Stellung  ein, bei der sie von der Normalebene 88 oder 95 ab  weicht und hat das Werkzeug eine kegelförmige     seitliche     spanabhebende Fläche, d. h. gerade     Mantellinien    in ei  ner die Achse 14 enthaltenden Ebene, dann fällt das  Zahnprofil der Zahnflanken 83 und 84     gewölbt-ge-          krümmt    aus. Die Linien, in denen die Normalebenen  88 und 95 die Zahnflanken 83 und 84 durchdringen  verlaufen dann also konvex. Werden die beiderseitigen  Zahnflanken in getrennten Verfahrensschritten heraus  gearbeitet, dann kann man das Mass der Krümmung  dieser Profile dadurch einstellen, dass man den Ab  stand ändert, in welchem sich die Werkzeugachse 14  und die Wiegenachse 12 kreuzen.

   Will man also die  beiderseitigen     Zahnflanken    der Zahnlücke gleichzeitig  mit einem Werkzeug herausarbeiten, dessen beide span  abhebenden     Rotationsflächen    Kegelgestalt haben, wo  bei die Werkzeugachse weder in der Normalebene 88  noch in der Normalebene 95 liegt, sondern dazwi  schen, dann erhalten die beiden     Zahnflanken    gewölbte  Zahnprofile in den     Normalsbenen    88, 95. Das gilt also  z. B. für den Fall, in welchem die Werkzeugachse in  die Ebene 104,     Fig.    3, verlegt wird, welche auch die  Wiegenachse 12 enthält.

   In einem solchen Falle kann  man die Profilkrümmungen der gegenüberliegenden       Zahnflanken    nach Wunsch gleich gross oder auch ver  schieden gross machen, je nach dem, in welchem Ab  stand man die Werkzeugachse 14, die Wiegenachse 12  kreuzen lässt. Lässt man die Wiegenachse zwischen den  Ebenen 104 und 95     (Fig.    3) verlaufen, dann fällt das  in der Ebene 95 liegende Profil der Zahnflanke 84  linienstark konvex aus als das in der Normalebene 88  liegende Profil der     Zahnflanke    83.  



  Die sich bei diesem Verfahren ergebenden Profil  krümmungen sind klein, besonders, wenn     die    Grund  kreiszylinder der     Evolventen    einen     kleinen    Durchmes  ser haben, wie es bei Zahnrädern mit kleiner Zahntei  lung immer der Fall ist. Dieses Verfahren eignet sich  also zur Herstellung derartiger Zahnräder. Denn man  kann dann einen Messerkopf mit einer grösseren Mes  serzahl verwenden, als es bei dem Verfahren der ein  gangs erwähnten     Auslegeschrift    möglich ist.

   Aus diesem  Grunde eignet sich das Verfahren nach der     Erfindung     besonders zum     Schruppen    von Zahnrädern grosser      Zahnteilung, die nachträglich nach dem bekannten Ver  fahren der Auslegeschrift und mit der darin beschrie  benen Maschine geschlichtet werden sollen.  



  Man kann aber das Verfahren nach der Erfindung  auch so ausgestalten, dass man die einander gegenüber  liegenden Flanken einer Zahnlücke mit demselben  Werkzeug gleichzeitig herausarbeiten und dennoch da  bei     Zahnprofile    erhalten kann, die in den Normalebe  nen 88 und 95     geradlinig    verlaufen. Zu diesem Zweck  müssen die Rotationsflächen des Werkzeugs, welche die  Zahnflanken bearbeiten, in ihren Axialebenen gewölbt  gekrümmt sein. Handelt es sich bei dem Werkzeug um  einen Messerkopf, dann können zu diesem Zweck die  seitlichen Schneidkanten entsprechend gekrümmt ge  schliffen werden. Handelt es sich um eine Schleifschei  be, dann     kann    diese derart abgerichtet werden, dass  ihr Schleifflächenprofil konvex ist.  



  In den Fig. 5 bis 8 ist schematisch eine Ausfüh  rungsform des Verfahrens nach der Erfindung gezeigt,  bei der die beiderseitigen Flanken der Zahnlücke gleich  zeitig     geschliffen    werden. Dabei schneidet die Werk  zeugachse 14 die Achse 12 der Wiege in einem Punkt  111, der so gelegen ist, dass die im Schnittpunkt<B>111</B>  auf der Wiegenachse 12 errichtete Lotrechte 112 durch  die Mitte 113 der Zahnlücke geht und in einer Ebene  liegt, die bei 113     senkrecht    auf der Schraubenlinie 120  steht. Der Verlauf der     Schraubenlinie    120 richtet sich  nach der Steigung der Schraubenbewegung.

   Errichtet  man auf der Evolventenschraubenfläche, welche die       Zahnflanke   <B>115</B> bildet, eine durch die Mitte 113 ver  laufende Normale 114, dann berührt diese bei 117 den  Grundkreiszylinder 116 und schneidet im Punkt 118  die Werkzeugumlaufachse 14. In entsprechender Wei  se berührt eine durch die Mitte 113 verlaufende und  auf der gewölbten Zahnflanke 121 senkrecht stehende  Normale 119 den Grundkreiszylinder 122 im Punkt 123  und schneidet die Achse 14 bei 124. Man kann auf  der Zahnflanke 115 noch weitere Normale errichten,  z. B. 114' und 114", welche die Achse 14 an anderen  Stellen schneiden, etwa 118' und 118". Die     Fusspunkte     der Normale 114', 114 und 114" liegen bei 125', 125  und 125", und zwar auf einer auf der Zahnflanke ver  laufenden Kurve 126.

   Diese Kurve stellt die momen  tane Berührungslinie     zwischen    einer die Achse 14 um  gebenden Rotationsfläche und der schraubenförmigen  Zahnflankenfläche 115 dar. Betrachtet man jede dieser  Normalen, z. B. die Normale 114', und das     Profil    der  Schneckenfläche in einer Ebene, die den     Zylinder    122       berührt    und die Normale aufnimmt, dann kann man die  Länge der Normale zwischen der Achse 15 und dem  Punkt 125' auf der Schraubenfläche leicht bestimmen,  ebenso auch die Lage des Punktes 125' auf diesem Pro  fil. Betrachtet man dann die Normale 114' in der  Ebene, welche diese Normale und die Achse 14 auf  nimmt, dann kann man die Neigung der Normalen zu  dieser Achse 14 bestimmen. Schwenkt man alle auf  einanderfolgenden Normalen, z.

   B. 114', 114 und 114"  um die Achse 14 bis in eine gemeinsame Ebene, etwa  gemäss Fig. 8, dann kann man die Wölbung des Pro  fils 127 der Rotationsfläche vollständig bestimmen.  Durch ein entsprechendes Vorgehen mit     Hilfe    einer  Reihe von     Normalen,    wie<B>119,</B> kann man die konvexe       Profilkrümmung    128 der     Rotationsfläche    um die Ach  se 14 bestimmen, die längs der Kurve 129 an der  Evolventenschraubenfläche 121 anliegt.

   Man kann da-    her mit Hilfe eines Fräsmesserkopfes oder einer Schleif  scheibe T, welche diese Aussen- und Innenprofile 127  und 128     aufweist,    die einander gegenüberliegenden,  nach einer Evolventenkegelfläche gestalteten Zahnflan  ken 115 und 121 der Zahnlücke gleichzeitig heraus  arbeiten, und zwar je als Hüllfläche der aufeinander  folgenden Stellungen, die das Profil 127, bzw.<B>128,</B> auf  seiner     Wanderung    längs der schraubenförmigen Bahn  um die Achse 12     herum    einnimmt. Wie bereits oben  erläutert, kann man gleichzeitig den Zahnlückengrund  131 und die Abrundungen an diesem mit Hilfe der  Kopffläche 132 und der Ecken 133 des Werkzeugs her  ausarbeiten.

   Da die Werkzeugachse 14 bis in die auf  der mittleren     Schraubenlinie    120 lotrechte Ebene ge  dippt ist - die Schraubenlinie 120 verläuft um die  Achse 12 herum durch die Zahnlücke hindurch -, ent  sprechen die auf diese Weise herausgearbeiteten Abrun  dungen     denjenigen,    die mit dem bekannten Verfahren  der oben genannten Auslegeschrift erzeugt werden.  



  Das mit Bezug auf die Fig. 5 bis 8 beschriebene Ver  fahren ist nicht auf die Bedingung beschränkt, dass die       Werkzeugumlaufachse    14 die Wiegenachse 12 im Punkt  111 schneidet, und auch nicht auf die Bedingung, dass  diese Achsen sich überhaupt schneiden. Wie in den       Fig.    9 und 10 gezeigt - diese entsprechen ungefähr den       Fig.    5 und 6 -, kann die Achse 14 auch auf einen an  deren Neigungswinkel zur Wiegenachse 12 eingestellt  werden, ohne dass die durch die Mitte 113 gehenden       l',Tormalen    114 und 119 in eine neue Stellung gebracht  würden. Dabei kann die Achse 14 im Abstand an der  Wiegenachse 12 vorbei verlaufen und dennoch die Nor  malen 114 und 119 schneiden. Diese Schnittpunkte sind  mit 118a und 124a bezeichnet.

   Vergleicht man die       Fig.    5 und 9, so erkennt man, dass durch diese Um  stellung der Achse 14 der Radius R des Werkzeugs  eine     Änderung    erfährt. Die Möglichkeit, den Radius  des Werkzeugs und die Neigung seiner Achse frei zu  wählen gestattet es, dass man Werkzeuge auswählen  kann, die auf beiden Seiten der momentanen Berüh  rungslinie (entsprechend den Kurven 126 und 129 der       Fig.    6) vom Werkstück freikommen und mit ihrer In  nenseite und Aussenseite ungefähr gleich viel Werk  stoff zerspanen.  



  übrigens stellen die     Fig.    3 bis 10 keine     massstab-          getreuen    Darstellungen des Verfahrens dar sondern rein  schematische Darstellungen, die nur das Prinzip des  Verfahrens erläutern sollen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten eines Kegel- oder Hyperboloidrades mit längsgekrümmten Zähnen ohne Abwälzbewegung mittels eines um seine Achse umlaufenden ringförmigen Werkzeugs, dessen Achse (14) zur Schraubenachse (12) der Schrauben fläche um einen spitzen Winkel geneigt ist, wobei Werk zeug und Zahnrad relativ zueinander eine Vorschub bewegung längs der Schraubenachse (12) und gleich zeitig eine Drehbewegung um diese ausführen und da her das Werkzeug die Zahnflanke von deren einem zum anderen Ende auf einer schraubenförmigen Bahn überfährt, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinan derfolgenden Stellungen der spanabhebenden Werkzeug rotationsfläche, die mit der Zahnflanke während der Relativbewegung in Berührung steht,
    von einer Fläche umhüllt sind, die ungefähr gerade Mantellinien auf weist, die in einer Ebene (88 oder 95) liegen, welche parallel zur Schraubenachse (12) im Abstand von die ser verläuft. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Ebene (88 oder 95), welche parallel zur Schraubenachse (12) im Abstand von die ser verläuft, auch die Werkzeugachse (14) liegt. 2.
    Verfahren nach Unteranspruch 1, gekennzeich net durch einen solchen Abstand der Ebene (88 oder 95) von der Schraubenachse (12), dass die Umlauf achse (14) des Werkzeugs im wesentlichen in einer Tangentialebene des Grundzylinders (89 oder 93) einer Evolventenschraubenfläche liegt, die von der Zahnflan ke gebildet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die spanabhebende Werkzeugrota tionsfläche ein gewölbtes Axialschnittprofil (127 oder 128) hat. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Erzeugen der bei den schraubenförmigen Zahnflanken (115 und 121) ei nerseits einer Zahnlücke das Werkzeug eine im Quer schnittsprofil hohle und eine im Querschnittsprofil ge wölbte Rotationsfläche (127 bzw. 128) hat, die gleich zeitig an den beiden Zahnflanken anliegen, die eine ge meinsame Schraubenachse (12) aufweisen. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden an den Zahnflanken an liegenden Rotationsflächen des Werkzeugs je ein ge wölbtes Axialschnittprofil (127 und 128) haben. 6.
    Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden spanabhebenden Rota tionsflächen, deren eine im Querschnittsprofil hohl und deren andere im Querschnittsprofil gewölbt ist, ein so stark gekrümmtes Axialschnittprofil haben, dass die auf einanderfolgenden Stellungen dieser beiden Rotations flächen von Flächen umhüllt sind, die ungefähr gerade Mantellinien aufweisen, die in den zu den Zahnflanken lotrechten und parallel zur Schraubenachse verlaufen den Flächen liegen. 7.
    Verfahren nach Unteranspruch 4, 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, dass die Achse des Werkzeuges im wesentlichen in einer Ebene gehalten wird, die senk recht auf einer gemeinsamen Schraubenlinie (120) steht, die um ihre Schraubenachse (12) herum durch die Zahnlücke verläuft.
    PATENTANSPRUCH II Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Pa tentanspruch I, mit Einrichtungen zur Herbeiführung einer relativen Schraubenbewegung von Werkzeug und Werkstück um eine Schraubenachse (12) herum, die zur Werkzeugspindelachse geneigt verläuft, um dadurch das Werkzeug längs einer schraubenförmigen Bahn durch eine Zahnlücke hindurch von deren einen zum anderen Ende vorzuschieben, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Werkzeug eine in einer Quer schnittsebene hohle spanabhebende Rotationsfläche und eine im Querschnitt gewölbte spanabhebende Rota tionsfläche aufweist, um mit diesen Flächen gleichzei tig die gegenüberliegenden Zahnflanken (115) und (121) der Zahnlücke zu bearbeiten,
    und dass diese Rotations fläche je ein gewölbtes Axialschnittprofil (127 bzw. 128) haben. UNTERANSPRÜCHE B. Maschine nach Patentanspruch II, gekennzeich net durch eine solche Krümmung der gewölbten Axial schnittprofile der beiden Rotationsflächen, dass eine Hüllfläche, welche die längs der Schraubenbahn einan der folgenden Stellungen der spanabhebenden Werk zeugrotationsflächen umhüllt, eine im wesentlichen ge rade Erzeugende hat, die in einer auf den beiden Zahn flanken (115 oder 121) lotrecht stehenden Ebene pa rallel zur Achse (12) der Schraubenbewegung verläuft. 9.
    Maschine nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einrichtungen, welche Werkzeug und Werkstück längs einer relativen schraubenförmi gen Bahn führen, derart einstellbar sind, dass sich der Abstand zwischen der Werkzeugachse (14) von der Schraubenachse (12) ändern lässt. 10. Maschine nach Unteranspruch 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen, welche Werkzeug und Werkstück auf einer relativen Schrau benbahn führen, derart einstellbar sind, dass sich die Neigung der Werkzeugachse (14) zur Schraubenachse (12) ändern lässt.
CH327665A 1963-09-26 1965-03-09 Verfahren und Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten eines Kegel- oder Hyperboloidrades mit längsgekrümmten Zähnen CH432984A (de)

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