CH537238A

CH537238A - Verfahren zur Herstellung der Zähne eines Teiles und Profilfräser zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH537238A
Application number: CH100872A
Authority: CH
Inventors: Moser Josef
Original assignee: Technica Ag
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1972-01-24
Publication date: 1973-05-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Zähne eines Teiles, insbesondere eines Triebes oder eines Rades für Uhren und Apparate, und einen ein- oder mehrteiligen Profilfräser zur Ausführung des Verfahrens, mit einem Körper, der wenigstens drei Fräserzähne mit je einem Profil aufweist.

Triebe oder Räder für Uhren und Apparate können entweder in einem Teilverfahren oder in einem Abwälzverfahren hergestellt werden.

Beim Teilverfahren wird das zu herstellende Profil der Triebe oder Räder mittels Profil-, Stichel- oder Pignonfräser verfertigt, welche am Werkstück jeweils eine Zahnlücke nach der anderen fräsen.

Beim Abwälzverfahren werden die Profile mittels Abwälzfräser hergestellt, welche im Gegensatz zu den beim Teilverfahren verwendeten Profilfräsern dem Werkstückprofil nicht entsprechen.

Bisher wurden die Profile mit vorwiegend kleiner Zähnezahl, wie insbesondere Triebe, infolge ihrer zu grossen Zahnhöhe hauptsächlich im Teilverfahren unter Verwendung von Profilfräsern hergestellt. Durch den einseitigen Schnittdruck des Profilfräsers auf die Zahnflanken des Werkstückes werden jedoch die Teilungen ungenau ausgebildet.

Die im Wälzverfahren hergestellten Profile der Triebe weisen Hüllschnitte auf, wobei besonders der Zahngrund (die Zykloide bzw. Epizykloide) nicht sauber geführt ist und deswegen nicht genau dem gewünschten Profil entspricht. Bei diesem Verfahren verändern sich die Profile des Werkstückes auch bei der geringfügigen Durchmesserkorrektur.

Jede Zykloide und ähnliche Profile sind auf solche Fehler anfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile durch ein Herstellungsverfahren und einen zur Ausführung des Verfahrens dienenden Fräser zu beseitigen, mit welchem Fräser eine hohe Profilgenauigkeit, insbesondere bei Profilen mit vorwiegend kleiner Anzahl von Zähnen einer grossen Höhe, erreicht werden kann.

Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren erreicht, das durch die Verwendung eines an der Welle einer Wälzfräsmaschine angeordneten Profilfräsers gekennzeichnet ist, der das Werkstück mit seinen Fräserzahnprofilen anschneidet und das Profil am Werkstück durch ein stufenweises Abnehmen des Werkstückmaterials im Abwälzfräsen verfertigt, wobei jedes, der Zahnlücke am Werkstück voll oder teilweise entsprechende, Fräserzahnprofil das Werkstück über mehrere Zahnlücken stets umschliesst.

Zur Ausführung des Verfahrens ist der erfindungsgemässe ein- oder mehrgängige Profilfräser dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fräserzahnprofil so gestaltet ist, dass es mindestens teilweise der Zahnlücke am Werkstück entspricht, und dass jeder Fräserzahn der Teilung des Werkstückes entsprechend ein anderes Profil aufweist.

Die Verwendung dieses Profilfräsers im Abwälzfräsverfahren stellt eine Kombination des Teil- und Abwälzverfahrens dar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Profilfräsers im grösseren Massstab,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3-12 zehn Positionen des Arbeitsvorganges beim Abwälzfräsverfahren mit dem zehnzähnigen Profilfräser im grösseren Massstab.

In der Fig. 1 und 2 ist ein Profilfräser dargestellt, der einen Fräserkörper 1 mit zehn Fräserzähnen la aufweist. Die einzelnen Zähne la liegen am Körper 1 in gleichem Abstand voneinander, wobei jeder Zahn la an seinem Umfang mit einem anderen Profil 1b versehen ist. Die Zähne la sind auf dem gesamten Umfang des Fräsers verteilt. Mit 3 ist eine Bohrung im Körper 1 des Fräsers bezeichnet.

Wie aus den Fig. 3-12 ersichtlich ist, ist das Fräserzahnprofil 1b jedes Zahnes la so gestaltet, dass es bei der Bearbeitung eines Werkstückes 2 drei benachbarte Zahnlücken 2b umschliessen kann. Dabei entspricht seine Form mindestens teilweise der Form der Zahnlücke 2b am Werkstück 2.

Die Profilfräser können im Aussendurchmesser und in der Bohrung den Wünschen oder den Bedürfnissen der Kunden angepasst werden.

Die Voraussetzung dafür ist, dass die Fräsergrösse in einer bestimmten Relation zur Profilgrösse steht. Die Fräser können im Aussendurchmesser von 4-60 mm, mit entsprechenden Bohrungen von etwa 2-22 mm hergestellt werden.

Die Fräserbreite ist hauptsächlich von der Profilgrösse abhängig. Da dieser Profilfräser nur in einer einzigen Stellung zum Werkstück das Sollprofil erzeugen kann, ist eine seitliche Verschiebung des Fräsers nicht möglich. Hingegen können auf einem Fräserkörper mehrere Bearbeitungsstellen nebeneinander angebracht werden. Diese sind jedoch voneinander völlig unabhängig und müssen durch eine entsprechende Lücke getrennt werden.

Die Zähnezahl am Fräser ist keineswegs begrenzt. Es können sowohl 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 oder mehrere Zähne hergestellt werden. Die Mindestzahl beträgt jedoch 3, wobei die Gestaltung des Fräsers mit zehn Zähnen vorteilhaft ist.

Ferner kann der Profilfräser als ein- oder mehrgängiger Profilfräser hergestellt werden. So z. B. mit einem zweigängigen Fräser können in einem Fräserumgang zwei Zähne am Werkstück bearbeitet werden.

Der Profilfräser wird vorzugsweise aus einem Hartmetall hergestellt, jedoch zu seiner Herstellung können auch andere Materialien vorgesehen werden, wie Schnellarbeitsstähle usw.

Der oben beschriebene Profilfräser kann im Prinzip auf jeder Wälzfräsmaschine, die in der Uhrenindustrie oder in dem Apparatenbau verwendet wird, eingesetzt werden.

In der Abwälzfräsmaschine wird der Profilfräser an einer Welle angeordnet, deren Drehachse zu derjenigen des Werkstückes 2 mit Berücksichtigung eines Steigungswinkels senkrecht ist; die Drehzahl des Profilfräsers muss grösser sein als die Drehzahl des Werkstückes 2, wobei die beiden Drehzahlen zueinander synchronisiert sind.

Der Steigungswinkel des Profilfräsers wird entsprechend der Teilung des Werkstückes 2 bestimmt. Dies bedingt eine entsprechende Einstellung des Profilfräsers auf der Wälzfräsmaschine.

Die Fig. 3-12 veranschaulichen im grösseren Massstab die zehn Positionen des Arbeitsvorganges beim Abwälzverfahren mit dem Profilfräser mit zehn Zähnen. Jede Position stellt den Arbeitsvorgang jedes einzelnen Fräserzahnes la mit seinem Profil lb dar. Das Fräserprofil 1b in der Position 1 befindet sich in der Achse x des Werkstückes 2. In den Positionen 2 bis 10 befindet sich das Profil 1b in einer Winkellage zu der Achse x. Die Position 10 stellt dann ein Spiegelbild zu der Position 2 dar.

Der Vorteil des oben beschriebenen Abwälzfräsverfahrens bei der Verwendung des oben beschriebenen Profilfräsers liegt vorwiegend darin, dass Profile mit kleiner Zähnezahl, wie Triebe, die infolge zu grosser Zahnhöhe bisher nicht im Abwälzfräsverfahren hergestellt werden konnten, nun auf diese Art verzahnt werden können. Dabei wird eine höhere Teilgenauigkeit gegenüber dem bisherigen Teilverfahren und eine höhere Profilgenauigkeit des Erzeugnisses infolge des Wegfalles der Hüllschnitte im bisherigen Wälzverfahren erzielt.

Der Vorteil des Profilfräsers liegt in einer geringeren Einrichtzeit auf der Wälzfräsmaschine, wobei der neue Profilfrä ser keine Änderungen an den bestehenden Wälzfräsmaschinen bedingt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur Herstellung der Zähne eines Teiles, insbesondere eines Triebes oder. eines Rades für Uhren und Apparate, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an der Welle einer Wälzfräsmaschine angeordneten Profilfräsers, der das Werkstück mit seinen Fräserzahnprofilen anschneidet und das Profil am Werkstück durch ein stufenweises Abnehmen des Werkstückmaterials im Abwälzverfahren verfertigt, wobei jedes, der Zahnlücke am Werkstück voll oder teilweise entsprechende, Fräserzahnprofil das Werkstück über mehrere .Zahnlücken stets umschliesst.

II. Ein- oder mehrgängiger Profilfräser zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einem Körper, der wenigstens drei Fräserzähne mit je einem Profil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fräserzahnprofil (lb) so gestaltet ist, dass es mindestens teilweise der Zahnlücke (2b) am Werkstück (2) entspricht, und dass jeder Fräserzahn (la) der Teilung des Werkstückes (2) entsprechend ein anderes Profil (lb) aufweist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilfräser, dessen Drehachse zu derjenigen des Werkstückes senkrecht ist, mit einer grösseren Drehzahl dreht als das Werkstück.

2. Fräser nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sein Steigungswinkel entsprechend der Teilung des Werkstückes (2) bestimmt ist.

3. Fräser nach Patentanspruch II und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (la) am Körper (1) in gleichem Abstand voneinander liegen.

4. Fräser nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Hartmetall hergestellt ist.

5. Fräser nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Schnellarbeitsstählen hergestellt ist.

6. Fräser nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Keramik hergestellt ist.

7. Fräser nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass er aus natürlichem oder synthetischem Diamant hergestellt ist.