In vorbekannten Verfahren zum Fertigbearbeiten von Zahnflanken, wie z.B. beim Läppen oder beim Honen, wird eine Werkzeugschnecke benützt, deren Zahnprofil ein Evolventenprofil besitzt, das zum gewünschten Zahnprofil des fertig zu bearbeitenden Werkstückes passt.
Beim Läppen steht das fertig zu bearbeitende Werkstück mit einem Läppwerkzeug aus geeignetem Gusseisen im Eingriff. durch das es gedreht wird, wobei zugleich ein flüssiges Läppmittel der Bearbeitungsstelle zugeführt wird, das dann mithilft. die kleinen Vorsprünge am zu bearbeitenden Zahnprofil wegzunehmen. Die Lebensdauer des Läppwerkzeuges ist dabei recht kurz, weil es einem grossen Verschleiss unterworfen ist. Ausserdem ist es schwierig, ein präzise arbeitendes Zahnprofil zu erhalten, weil ja das anfängliche Zahnprofil des Läppwerkzeuges durch den Verschleiss verloren geht.
Ein bekanntes Zahnflankenhonverfahren, das bereits eine Verbesserung eines vorbekannten Zahnflankenschabverfahrens gemäss dem japanischen Patent 8697/1960 ist, arbeitet mit einem starren Honwerkzeug in der Form eines schneckenverzahnten Zahnrades: dieses Honwerkzeug ist gebildet aus Kunststoffen oder Kunstharzen, die mit Schleifpartikeln verbunden sind, wobei die Härte nach der Rockwell M Skala zwischen 90 Punkten über Null und vierzig Punkten unter Null beträgt. Das Honwerkzeug hat ein Zahnflankenprofil, das zu dem zu bearbeitenden Zahnflankenprofil genau passt, wie dies in Fig. 5A der Zeichnung gezeigt ist. Es entfernt an der zu bearbeitenden Fläche Gräte und Kerben und verändert auch geringfügig das Zahnprofil. Jedoch ist dieses bekannte Honwerkzeug teuer, da es einer hochentwickelten Technik bedarf, um dasselbe in genauer Form herzustellen.
Des weiteren ist der Honprozess nicht besonders wirksam, da er nicht die Rollbewegungen. sondern nur die Gleitbewegungen ausnützt, die während der Drehung des Werkstückes im Eingriff mit dem Honwerkzeug sind. wobei zu berücksichtigen ist, dass diese Gleitbewegungen geringfügig sind im Vergleich mit der Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes.
Man kennt natürlich auch das Fertigschleifen von Zahnflanken. In diesem Falle wird ein Abwälzschleifwerkzeug benützt, das ebenso wie das zu bearbeitende Werkstück gedreht wird, wobei natürlich beide Drehungen genau aufeinander abgestimmt sein müssen. Zur Abstimmung der beiden Drehbewegungen und der Vorschübe müssen komplizierte Antriebsverbindungen vorgesehen sein und das Schleifwerkzeug muss in regelmässigen Zeitabständen abgerichtet werden. Deshalb sind Zahnradschleifmaschinen sehr kompliziert und teuer. Des weiteren ist noch zu berücksichtigen, dass, weil eine Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit arbeiten muss, sie nicht benützt werden kann zum Bearbeiten von Zahnflanken an Werkstücken. deren Profil grösser ist als Modul 7, dies mit Rücksicht auf die dynamische Auswuchtung der Schleifscheibe.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubenabwälz Honwerkzeug zum Honen von fertig zu bearbeitenden Zahnprofilen. ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeuges und ein Verfahren zum Betrieb desselben.
Hinsichtlich des Schraubenabwälz-Honwerkzeuges geht die Erfindung aus von einem solchen, dessen Zahnprofil demjenigen der Basiszahnstange in der Normalebene entspricht: erfindungsgemäss zeichnet sich dieses Honwerkzeug dadurch aus, dass das Zahnprofil Schleifpartikel enthält, die verteilt sind in
Polymermaterial, das eine Härte nach der Shore-Skale von 15 -75O hat und ein Elastizitätsmodul von 0,5-70 103 kg/cm2
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieses
Honwerkzeuges ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Form verwendet wird, deren Innenoberfläche die gewünschte Kontur des Honwerkzeuges hat, dass der dieser Form mit einer
Mischung von Schleifpartikeln gefüllt sind, die gleichmässig dispergiert sind in einer flüssigen Zusammensetzung von Polyurethangummi und von Epoxyharz und einem für beide wirksamem Härter.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb des Honwerkzeuges ist dadurch gekennzeichnet, dass man dieses Honwerkzeug im Eingriff hält mit einem zu honenden Zahnrad, das Honwerkzeug rotiert, um dadurch das Zahnrad zu rotieren und die Zahnflanken des Zahnrades hont durch Herbeiführung inner relativen Vorschiebebewegung zwischen dem Zahnrad und dem Honwerkzeug parallel zur Achse des Zahnrades.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Honwerkzeuges und des damit in Eingriff stehenden Werkstückes, wobei auch die Bewegungen durch Pfeile angedeutet sind,
Fig. 2 ist eine Seitenansicht zu Fig. 1, auch in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Honapparates.
Fig. 4 einen Seitenriss, teilweise im Schnitt, einer Anordnung zum Ausüben einer anderen Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 5A und 5B schematische Darstellungen zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Honen von Zahnflanken unter Verwendung eines bekannten Honwerkzeuges in der Form eines Zahnrades,
Fig. 6 einen Querschnitt zur Veranschaulichung der Arbeitsbeziehung zwischen einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Honwerkzeuges mit dem fertig zu bearbeitenden Werkstück,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Werkstückes während dem Honen mit einem erfindungsgemässen Werkzeug,
Fig. 8 einen Aufriss eines einzelnen Zahnes eines fertig gehonten Werkstückes,
Fig.
9 und 10 Vertikalschnitte zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemässen Honwerkzeuges,
Fig. 1IA und 1 IB Schnittdarstellungen in stark vergrössertem Masstab, welche die Zahnoberfläche vor bzw. nach dem Honen veranschaulichen,
Fig. 12A ein Diagramm zur Veranschaulichung des maximalen Summenteilungsfehlers, des maximalen Einzelteilungsfehlers und der maximalen Steigungsveränderung einer Verzahnung nach dem Schneiden, aber vor dem Honen, und
Fig. 12B ein der Fig. 12A ähnliches Diagramm, welches die gleichen Fehler für eine Zahnung nach dem Honen gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren veranschaulicht.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeug zum Honen eines geschnittenen Zahnrades ist mit 1 bezeichnet und wird parallel zur Achse des Zahnrades 2 bewegt während der Drehung, die durch einen geeigneten Motor eingeleitet wird.
wobei das Honwerkzeug mit dem Werkstück in Eingriff steht.
Die Fig. 3 veranschaulicht eine Einrichtung zum Honen von Zahnrädern und Schneckenrädern nach einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Spindel 3 des Honwerkzeuges 1' wird gedreht mittels eines Wechselradgetriebes 5 durch einen Motor 4. Das zu bearbeitende Zahnrad 2 ist auf einer Spindel 6 angebracht, die zwischen den Zentren 7a und 7b auf einem Tisch 8 gelagert ist. Die Spindel 6 trägt eine Bremstrommel 9, mit der ein Bremsschuh 10 zusammenwirkt, der durch ein Gewicht 11 belastet ist.
Der Tisch 8 ist winkelverstellbar in den durch die Pfeile x angegebenen Richtungen zum Einstellen der Richtung des einen schraubenförmigen Verlauf aufweisenden Wirkteiles des Honwerkzeuges 1 ' in bezug auf den Zahnverlauf des Werkstückes 2'. Nachdem das Honwerkzeug B mit dem Werkstück 2' in Eingriff gebracht worden ist, wird dieses Werkzeug 1' durch den Motor in Drehung versetzt, und es dreht dann das Werkstück 2', das dabei durch die Bremsvorrichtung gebremst wird.
Zugleich wird der Tisch in den durch die Pfeile y angegebenen Richtungen bewegt durch ein anderes Getriebe, das nicht gezeigt ist, und so wird das Werkstück 2 parallel zu seiner Achse zum Honwerkzeug 1' vorgeschoben. Der Eingriff zwischen Honwerkzeug und Werkstück wird eingestellt durch eine vertikale Bewegung entweder der Honachse oder des Tisches, wodurch der Zentrumabstand zwischen der Honachse und der Werkstückachse geändert wird, und diese Einstellung erfolgt so, dass ein gewisses Spiel während dem Honvorgang besteht.
Die Spindel 3 des Werkzeuges 1' kann in dem einen oder anderen Sinne durch den Motor 4 gedreht werden, je nachdem die rechtsseitige oder die linksseitige Fläche der nacheinander in Bearbeitung kommenden Zähne des Werkstückes 2 gehont werden sollen.
Die Fig. 4 veranschaulicht eine Universalzahnradfräsmaschine in ihrer Verwendung zum Fertigbearbeiten eines grossdurchmessrigen Zahnrades nach einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens. Ein schneckenverzahntes Honwerkzeug 1 ist an der Spindel 13 der Maschine festgesetzt; diese Spindel wird durch einen unabhängigen Motor angetrieben, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Spindel 13 ist wie beim Zahnradschneiden geneigt und die Richtung des Zahnverlaufes des Honwerkzeuges 1 ' und jene des Zahnrückens am Werkstück 2", das fertig zu bearbeiten ist. sind miteinander in Übereinstimmung gebracht. Der Sattel 14 wird nach oben und unten bewegt mit einer geeigneten Geschwindigkeit durch einen anderen unabhängigen Antriebsmechanismus, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Der Tisch 15 muss nicht drehverstellt werden, und in der gezeigten Anordnung ist es nur notwendig, dass das Werkstück 2 auf dem Tisch 15 sich frei drehen lässt. Die Werkzeugspindel 13 wird im einen oder anderen Sinne gedreht, je nachdem, ob die eine oder andere Flanke der Zähne des Werkstückes 2 zu honen ist. In einer Variante könnten beide an jede Zahnlücke angrenzenden Zahnflanken gleichzeitig gehont werden durch entsprechende Einstellung des Honwerkzeuges in bezug auf das Werkstück.
Zum Honen nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es erforderlich, dass der Werkstoff des schneckenverzahnten Honwerkzeuges eine genügende elastische Nachgiebigkeit und Flexibilität hat, um sich an die Flankenflächen des Werkstükkes anzupassen, ohne dass die Schärfe vermindert wird. Des weiteren muss das Honwerkzeug auch eine genügend hohe Verschleissfestigkeit haben, ohne aber dabei stumpf zu werden.
Für vorbekannte Honwerkzeuge sind Hartkunststoffe, wie z.B.
Epoxyharze, Aminoharze, Phenolharze und dergleichen, verwendet worden oder diese erhärteten und geformten Hartkunststoffe sind mit Fasern verbunden worden zur Erhöhung ihrer Zugfestigkeit. Ein so hergestelltes Honwerkzeug hat eine geringe Flexibilität und muss nachher mit höchster Genauigkeit in die erforderliche Form gebracht werden mit einem Zahnungsprofil, das zu demjenigen des fertig zu bearbeitenden Zahnrades höchst genau passt; eine solche Honwerkzeugherstellung ist aber sehr teuer.
Die Eigenschaften eines zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienenden Honwerkzeuges sind getestet worden und es hat sich gezeigt, dass Bindemittel für die Schleifkörnchen aus Polymermaterialien bestehen sollten, deren Härte nach der Shore-D-Skala gleich 15-75 ist, deren Elastizitätsmodul (Young's modulus) gleich 0,5-70 103 kg/ cm2 ist, die eine hohe Haftung an den Schleifpartikeln und gute Widerstandsfähigkeit gegen das beim Honen üblicherweise verwendete Öl aufweisen.
Als Werkstoff, der diese notwendigen Eigenschaften besitzt, ist eine Mischung von 90-20% von flüssigem Polyurethan Gummi-Vorpolymer und von 10-805S CTc Epoxyharz vorgesehen, die gehärtet wird mit geeigneten Aminen; es könnte aber auch eine andere Zusammensetzung verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie die physikalischen Eigenschaften am fertiggestellten Honwerkzeug ergeben, welche den obigen Bedingungen entsprechen.
Die Verwendung von Polyurethan-Gummi als Hauptbestandteil für das Honwerkzeug dient der Verbesserung der Verschleissfestigkeit des schneckenverzahnten Honwerkzeuges, zur Verhinderung einer Deformation des Zahnprofiles und auch zur Erhöhung der Genauigkeit der fertigbearbeiteten Zahnräder dank dem elastischen Anliegen der Honwerkzeugzähne an den Werkstückzähnen während dem Honvorgang.
Jedoch wäre ein nur aus Polyurethan-Gummi gebildetes Honwerkzeug zu weich, um genügend zu honen, insbesondere, wenn die Werkstücke an der der Zahnflankenoberfläche angrenzenden Schicht eine grosse Härte haben. Nach dem erfindungsgemässen Vorschlag ist das Mengenverhältnis von Epoxyharz zu Polyurethan-Gummi an die Härteeigenschaften des zu bearbeitenden Werkstückes anpassbar. Beispielsweise kann der Anteil an Polyurethan-Gummi erhöht werden zum Honen von Werkstücken, die aus verhältnismässig weichen Werkstoffen, wie z.B. Bronze, bestehen.
Die anderen Gründe für die Verwendung von Polyurethan Gummi als Hauptbestandteil des erfindungsgemässen Honwerkzeuges sind etwa die folgenden:
1. Polyurethan-Gummi-Vorpolymerisat ist vor dem Aushär tungsvorgang flüssig und kann somit leicht mit Schleifpar tikeln und mit flüssigem Epoxyharz vermischt werden, welch letzteres zugeführt wird, um dem zu erhaltenden
Werkzeug die erforderliche Härte zu verleihen.
2. Die Mischung eignet sich für das Einbringen in eine
Pressform.
3. Polyurethan-Gummi-Vorpolymerisat und Epoxyharz können zusammen ausgehärtet werden mit einem einzi gen Härter auf der Basis von Amin oder von Säureanhy drid, wobei sich ein guter Werkstoff ergibt.
4. Polyurethan-Gummi hat ein hohes Elastizitätsmodul, falls die Verformungsgeschwindigkeit gross ist, wobei es dann die gleichen Eigenschaften wie ein Gummi von grösserer
Härte zeigt. Wenn also der Honapparat ein schnecken verzahntes Honwerkzeug aufweist. das eine variable
Drehgeschwindigkeit besitzt, so kann dieses eine Hon werkzeug zugleich wirken wie ein weiches und wie ein hartes Honwerkzeug über einen grossen Bereich, und es können verschiedenste Werkstücke, die verschiedene
Härten aufweisen, nach dem Abschrecken unter den besten Bedingungen gehärtet werden niit einem einzigen schneckenförmigen Honwerkzeug. Diese Möglichkeit der Änderung der Härte des Honwerkzeuges durch Ände rung von dessen Drehgeschwindigkeit ist eine Besonder heit der Erfindung, die in bezug auf vorbekannte Hon werkzeuge des ähnlichen Typs vollständig unbekannt ist.
Die oben erwähnten Aspekte erscheinen mit aller Deutlichkeit aus der nachfolgenden Tabelle, für einige Zusammensetzungen des Honwerkzeug-Werkstoffes:
Ausgangsmaterialien für die Honwerkzeugherstellung und Eigenschaften der Honwerkzeuge Beispiel Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ausgangsmaterialien Polyäther-polyurethan Vorpolymerisat 100 90 60 50 25 0 90 60 50 25 Epoxyharz 0 10 40 50 75 100 10 40 50 75 Härter auf Amin-Basis 11 13,8 22,2 25 32 45 13,8 22,2 25 32 Weichmacher 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 Schleifpartikelkörnung WA #
320 214 218 226 228 234 248 0 0 0 0 SchleifpartikelkörnungWA # 120 0 0 0 0 0 0 269 278 282 289 Volum- %iger Anteil der Schleifkörner 35 35 35 35 35 35 40 40 40 40 Eigenschaften nach dem Aushärten Zugfestigkeit (km/cm2) 215 186 395 561 675 860 149 307 433 520 Dehnung(%) 120 90 12,5 2,5 :0 . 0 25 7,5 2,5 :
:0 Härte nach Shore-D-Skala 22 26,5 36,0 42,5 60,0 82,5 24,0 34,0 39,0 46,5 Elastizitätsmodul (103 kg/cm2) 0,32 0,65 4,65 30,4 58,9 76,7 1,03 7,74 37,8 63 Nachgiebigkeitsgrenze (kg/cm2) - - 1150 1270 1615 1920 - 780 869 1500 Schlagfestigkeit (IZOD kg.cm/cm2) > 30 > 30 6,22 4,53 2,28 1,31 > 30 4,72 2,99 2,36 Resultat des Hontestes Zustand der gehonten Fläche schlecht gut gut gut gut schlecht gut gut gut gut In der obigen Tabelle ist als Härter 4,4 -Methylen-bis-(2chloranilin), als Welchmacher Uloctylphthalat und als Epoxyharz des Epikote 828 vorgesehen. welch letzteres ein flüssiges Epoxyharz ist. das durch die Firma Shell Oil Company verkauft wird und ein Kondensat von Epichlorhydrin und von Bisphenol A ist.
Die Schleifpartikeln bestehen aus weissem Alund und die angefügten Zahlen geben die Partikelgrösse wie üblich nach der Maschenweite an.
Die Zusammensetzungen, die in der Tabelle angeführt sind, werden zubereitet und in einer Form gepresst und dann in der Wärme gehärtet. damit sich die schraubenförmig verzahnten Honwerkzeuge ergeben. Wenn die Schleifpartikel in die flüssigen Polymerisat-Mischungen eingegeben werden und die Form gefüllt wird, so werden, falls die flüssigen Polymerisat Mischungen in zu kleiner Menge vorliegen im Verhältnis zu den Schleifpartikeln. die Formlinge Lunker aufweisen und verminderte Festigkeit. Falls hingegen die Mischungen zu reich an flüssigen Polymerisaten sind im Verhältnis zu den Schleifpartikeln bei Mischungen, so werden diese letzteren sedimentieren und zu ungleichmässig zusammengesetzten Produkten führen.
Deshalb werden vorzugsweise spezielle Prozeduren angewendet. wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, zur Erzielung von Produkten gleichmässiger Zusammensetzung. Nach der Fig. 9 werden die Schleifpartikel in den Formhohlraum einer Form eingebracht, die eine Basis 16, einen äusseren Formteil und einen mittleren Formteil 18 aufweist, und es wird die ohere Fläche der Partikelschicht auf Niveau gebracht. Ein Behälter 20 steht mit dem Boden des Formhohlraumes 19 in Verbindung und wird mit der flüssigen Polymerisatmischung gefüllt. Die Flüssigkeitsfläche wird allmählich gehoben vom unteren Teil der Partikel bis zur oberen Begrenzungsfläche der Partikellage: daraufhin wird die Masse samt Form erhitzt,um so das Aushärten der Polymerisatmischung zu bewirken.
Wenn gewisse Sorten von Schleifpartikeln (Grösse oder Form) in Polymerisatmischungen bestimmter Viskosität usw.
vorkommen. so wird eine Prozedur nach Fig. 10 angewendet.
Die Schleifpartikeln werden vollständig mit der flüssigen Polymerisatmischung vermischt, in den Formhohlraum 19 einer Giessform eingebracht. der Deckel 21 I aufgesetzt und die Mischung dann erhitzt zwecks Aushärtens derselben unter Drehung der Giessform durch geeignete Mittel zur Verhinderung einer Sedimentation der Schleifpartikeln.
Wenn der Anteil des Polyurethan-Gummis zu gross ist und die Haftung zwischen den Schleifpartikeln und der Polymerisatmischung ungenügend ist, so wird die Oberfläche der Schleifpartikel vorgängig überzogen in äusserst dünner Schicht mit einem Epoxyharz zur Erhöhung der Haftung.
Honteste mit 10 Arten eines schraubenverzahnten Honwerkzeuges, das wie oben angeführt hergestellt wurde, wurden durchgeführt mit dem Apparat nach Fig. 3, und die Resultate dieser Tests sind in der letzten Zeile der vorangehenden Tabelle angeführt. Die Einzelheiten eines Beispiels aus der Tabelle sind die folgenden:
: Spezifikationen des getesteten schraubenverzahnten Honwerkzeuges Normalmodul 3 Teilkreisdurchmesser 100 mm Aussendurchmesser 107,2 mm Axialteilung 9,43 mm Druckwinkel 20 Führwinkel (lead angle) 1"43' Art der Schraube Rechtsgewinde eingängig Zusammensetzung des Honwerkzeuges Nr. 4 der Tabelle 1 Spezifikationen des bearbeiteten Zahnrades Zähnezahl 24 Teilkreisdurchmesser 78 mm Druckwinkel 20 Zahnbreite 50 mm Material SMCM 9 * Brinel-Härte nach dem Härten 380 * SMCM 9 steht für ein Nickel-Chrom-Molybdän
Stahl gemäss japanischen Industrienormen von 1965, mit folgender Zusammensetzung:
C 0,4F0,50So,
Si 0,150,35%, Mn 0,600,90%, P weniger als
0,030%, S weniger als 0,030%, Ni 1,60-2,00%,
Cr 0,60/1,00%, Mo 0,190,30%.
Bei Tests unter den obgenannten Bedingungen benötigte das Honen nur etwa 40 Sekunden, um an den Zahnflanken des Zahnrades eine spiegelähnliche Oberflächenglätte zu erreichen.
Wie schon erwähnt, veranschaulicht Fig. 1 lA ein Rauhigkeitsprofildiagramm des Zahnprofils nach dem Zahnschneiden, wogegen die Fig. I 1B das Rauhigkeitsprofil des gleichen Zahnprofils nach dem Honen gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ist.
Die Teilungsfehler am Zahnrad wurden gemessen und in den Fig. 12A und 12B gezeigt, wobei die Fig. 12A die Teilungsfehler vor dem Honen und die Fig. 12B die Teilungsfeh ler nach dem Honen veranschaulicht. Diese Teilungsfehler sind ausserordentlich klein nach dem Honen und auch die Rauhigkeit der Zahnflankenoberfläche ist erheblich vermindert. Die Werte sind die folgenden:
Vor dem Nach dem
Honen Honen (micron) (micron)
Zahnprofilfehler 13 4
Zahnverlauffehler 6 3
Maximaler Summenteilungs fehler 35 7
Maximaler Einzelteilungs fehler 24 10
Maximale Teilungsabweichung 35 7
Die Honresultate mit den beschriebenen Honwerkzeugen mit den zehn Zusammensetzungen nach Tabelle 1 sind getestet worden.
Mit dem Honwerkzeug mit Zusammensetzung (6), d.h. mit der Zusammensetzung, in der nur Epoxyharz verwendet ist, erhielt das fertiggestellte Zahnrad ein sehr schönes Aussehen; seine Zähne wurden aber zum grössten Teil nur bei den Teilungspunkten bearbeitet.
Bei Verwendung eines Honwerkzeuges aus dem Werkstoff nach Zusammensetzung (1), d.h. nur aus Polyurethan-Gummi, ist das Werkstück nicht eigentlich gehont, sondern nur irgendwie glasiert (glazed) wie beim Buffing , und es kann kein Effekt erzielt werden, sogar bei Änderung des Anteiles an Schleifpartikeln oder bei Vergrösserung der Drehzahl des schrauben- oder schneckenförmigen Honwerkzeuges. Bei Verwendung von Honwerkzeugen mit irgendeiner der anderen acht Zusammensetzungen, wie in der Tabelle angeführt, wurden zufriedenstellende Resultate erzielt.
Das hier vorgeschlagene Honverfahren kann mit einem vorbekannten Honverfahren verglichen werden, bei dem ein schraubenlinig verzahntes Zahnrad zur Anwendung gelangt, unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B. Die Fig. 5B zeigt, wie das Honwerkzeug in der Form eines schraubenlinienverzahnten Zahnrades in Eingriff steht mit dem fertig zu bearbeitenden Zahnrad 23 nach dem vorbekannten Verfahren, und die Fig. 5A ist eine andere Ansicht hierzu. Bei der Teilkreisstelle P, an der der Eingriff stattfindet, ist die Oberflächengeschwindigkeit des Zahnrades 23 in Tangentialrichtung gleich vl und jene des Honwerkzeuges gleich v2. Somit ist die Gleitgeschwindigkeit der in Eingriff stehenden Zahnflächen gleich v3.
Die Summe dieser Gleitgeschwindigkeit und der evolventen Gleitgeschwindigkeit, die bei der Teilkreisstelle P gleich Null ist und die grösser ist am Zahnfuss und am Zahnkopf ist die
Basis dafür, dass die Schleifpartikel des Honwerkzeuges an der zu honenden Zahnoberfläche zum Schneiden kommen. Jedoch ist die Geschwindigkeit und die Grösse dieses Gleitens klein im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades.
Die Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel der Schneidwirkung, die durch die Berührung der Zahnoberfläche eines schneckenförmig verzahnten Honwerkzeuges zustandekommt nach ihrem Eingriff mit dem fertig zu bearbeitenden Zahnrad, wobei die beiden Elemente in der Reihenfolge a, b, c, d, e sind. Die
Fig. 7 veranschaulicht die gehonten Flächen, die sich aus der
Berührung der Zahnoberfläche des in Bearbeitung befind lichen Zahnrades ergeben zu jedem Zeitpunkt in den Lagen a, b, c, d, e.
Das hier vorgeschlagene schrauben- bzw. schneckenver zahnte Honwerkzeug biegt elastisch aus und der Oberflächen bereich der Werkstoffwegnahme durch Berührung wird grösser durch Vergrösserung des Berührungsdruckes. In jedem
Moment während dem Eingriff gleiten die Schleifpartikel des
Honwerkzeuges in den durch die Pfeile angegebenen Richtungen und in bezug auf jede der in Honung begriffenen Flächenbereiche. Somit ist der Schneidvorgang mit den Schleifparti keln unter Verwendung des hier vorgeschlagenen Honwerkzeuges vollständig verschieden von jenem mit einem Honwerkzeug, das ein schraubenlinienverzahntes zahnradartiges Honwerkzeug ist.
Der Eingriff zwischen einem Honwerkzeug in der Art eines schraubenlinienverzahnten Zahnrades und dem Werkstück besteht aus einem Rollkontakt und einem Gleitkontakt, und die Geschwindigkeit und die Grösse der Gleitung sind klein im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit. Demgegenüber ist die Berührung zwischen einem schraubenförmigen Honwerkzeug und dem Werkstück nur eine Gleitberührung, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des schraubenförmigen Honwerkzeuges die gleiche ist wie die Gleitgeschwindigkeit. Des weiteren sind die Gleitgeschwindigkeit und die Stärke bei weitem grösser als beim vorbekannten Verfahren, und somit ist die Schneidwirkung erheblich grösser und ferner ist auch die Freiheit in der Wahl der Arbeitsbedingungen vergrössert.
Zudem sind die Mittel zur Lagerung des Werkstückes einfach, da die Drehzahl des Werkstückes klein ist im Vergleich zu jenem auf einem Apparat zur Ausübung der vorbekannten Verfahren.
Zudem ist zu bemerken, dass, weil mindestens zwei oder drei Umgänge des Gewindeganges des schraubenförmigen Honwerkzeuges stets in Berührung stehen mit einer gleichen Anzahl von Zähnen am Werkstück, der Berührungsdruck nur auf die Vorsprünge an der Zahnoberfläche konzentriert ist, wobei die Schneidwirkung an diesen Vorsprüngen die grösste ist; hierdurch wird die Teilungsgenauigkeit in erheblichem Ausmass verbessert.
Eine andere Besonderheit des erfindungsgemässen Vorschlages besteht darin, dass der Bereich der Zahnberührungsoberfläche des schraubenförmigen Honwerkzeuges das Aussehen nach Fig. 6 hat, wobei die Anzahl von arbeitenden Schleifpartikeln gross ist in der Nähe des Teilpunktes c und klein am Zahnfuss a und am Zahnkopf e. Auch der Berührungsdruck ist hoch an den Stellen, so dass der Zahnfuss und der Zahnkopf wesentlich gehont werden, wie in der Fig. 8 gezeigt. Somit kann eine Zahnprofilkorrektur erzielt werden durch Etablieren von geeigneten Arbeitsbedingungen. Das schraubenförmige Honwerkzeug nach der Erfindung ist auch elastisch und der Kopf ist steifer als der Fuss. Somit besteht eine Tendenz dafür, dass der Fuss jedes Werkstückzahnes mehr beschnitten wird als der Kopf.
Wenn also der Zahnfuss beim Abschrecken mehr geschwollen ist, so wird die entsprechende Schichtgrösse abgehoben in stärkerem Masse als am Zahnkopf. Ein weiteres Charakteristikum der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das in Bearbeitung befindliche Zahnrad mit dem schraubenförmigen Honwerkzeug fertigbearbeitet werden kann durch Ändern des Achsabstandes von Honwerkzeug und Werkstück, um einen sehr kleinen Betrag in einem geeigneten Zeitpunkt. In einem Beispiel des Verfahrens ist das schraubenförmige Honwerkzeug mit einer doppeltexzentrischen Spindel versehen, die zugleich rotieren und umlaufen kann, und das Zentrum des schraubenförmigen Honwerkzeuges und jenes des Zahnrades nähern sich und entfernen sich zu- bzw. voneinander um einen sehr kleinen Betrag.
Ein anderer Vorteil besteht darin, dass ein Tragglied für das Werkstück und das Zentrum für das Honwerkzeug näher zueinander bewegt und weiter voneinander bewegt werden können, um kleine Beträge periodisch mit der Drehung des Honwerkzeuges unter Verwendung eines Kurvenmechanismus.
Wenn so vorgegangen wird, so arbeiten die Schleifpartikel noch wirksamer, weil die Tendenz zum Stumpfwerden bzw.
Verglasen vermieden wird. Solche Vorgehensarten konnten nicht verwendet werden bei den vorbekannten Zahnradfertigbearbeitungsverfahren, und der erfindungsgemässe Vorschlag ist besonders wirksam, wenn es sich darum handelt, die hoch liegenden Stellen und Unregelmässigkeiten an den Zähnen des Werkstückes zu entfernen, besonders die Hochstellen von Wellungen bei hoher Geschwindigkeit.
Aus der vorangegangenen Beschreibung erkennt man, dass das erfindungsgemässe Verfahren von vorbekannten Verfahren zum Honen von Zahnflanken und von sonstigen Zahnflankenbearbeitungsverfahren völlig abweicht. Im Vergleich zum Honen mit schraubenlinienförmigem Zahnrad ist nach dem erfindungsgemässen Vorschlag das elastische Schraubenab wälz-Honwerkzeug vorgesehen, das sehr einfach und billig hergestellt werden kann und einen hohen Honwirkungsgrad aufweist. Das Werkstück kann in sehr kurzer Zeit fertigbearbeitet werden unter Verwendung einer sehr einfachen Apparatur. zur Verminderung der Rauhheit der Zahnoberfläche, der Zahnprofilfehler und der Teilungsfehler und auch zur Verbesserung der Genauigkeit des Zahnverlaufes, usw.