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.
In previously known methods for finishing tooth flanks, e.g. When lapping or honing, a worm tool is used whose tooth profile has an involute profile that matches the desired tooth profile of the workpiece to be finished.
During lapping, the finished workpiece is in contact with a lapping tool made of suitable cast iron. by which it is rotated, at the same time a liquid lapping agent is supplied to the processing point, which then helps. remove the small protrusions on the tooth profile to be machined. The life of the lapping tool is very short because it is subject to great wear and tear. In addition, it is difficult to obtain a precisely working tooth profile because the initial tooth profile of the lapping tool is lost due to wear.
A known tooth flank honing method, which is already an improvement of a previously known tooth flank scraping method according to Japanese Patent 8697/1960, works with a rigid honing tool in the form of a worm-toothed gear: this honing tool is made of plastics or synthetic resins that are bonded with abrasive particles, whereby the hardness is between 90 points above zero and forty points below zero on the Rockwell M scale. The honing tool has a tooth flank profile that exactly matches the tooth flank profile to be machined, as shown in FIG. 5A of the drawing. It removes burrs and notches from the surface to be machined and also changes the tooth profile slightly. However, this known honing tool is expensive because a sophisticated technique is required to manufacture the same in an accurate shape.
Furthermore, the honing process is not particularly effective because it does not involve rolling movements. but only uses the sliding movements that are in engagement with the honing tool during the rotation of the workpiece. It must be taken into account that these sliding movements are slight in comparison with the peripheral speed of the workpiece.
Of course, one also knows the finish grinding of tooth flanks. In this case, a hob grinding tool is used which, like the workpiece to be machined, is rotated, whereby both rotations must of course be precisely coordinated with one another. Complicated drive connections must be provided to coordinate the two rotary movements and the feed rates, and the grinding tool must be dressed at regular time intervals. Therefore, gear grinding machines are very complicated and expensive. It should also be taken into account that, because a grinding wheel has to work at high speed, it cannot be used to machine tooth flanks on workpieces. whose profile is larger than module 7, taking into account the dynamic balancing of the grinding wheel.
The present invention relates to a screw generating honing tool for honing tooth profiles to be finished. a method of manufacturing the tool and a method of operating the same.
With regard to the screw hobbing honing tool, the invention is based on one whose tooth profile corresponds to that of the basic rack in the normal plane: according to the invention, this honing tool is characterized in that the tooth profile contains grinding particles that are distributed in
Polymer material that has a Shore scale hardness of 15-75O and a modulus of elasticity of 0.5-70 103 kg / cm2
The inventive method for producing this
Honing tool is characterized in that a shape is used whose inner surface has the desired contour of the honing tool, that of this shape with a
Mixture of abrasive particles are filled, which are evenly dispersed in a liquid composition of polyurethane rubber and epoxy resin and a hardener effective for both.
The inventive method for operating the honing tool is characterized in that this honing tool is held in engagement with a gear to be honed, the honing tool rotates to thereby rotate the gear and the tooth flanks of the gear are honed by bringing about an internal relative advancing movement between the gear and the Honing tool parallel to the axis of the gear.
The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, for example.
Show it:
1 shows a perspective view of the honing tool and the workpiece in engagement therewith, the movements also being indicated by arrows,
FIG. 2 is a side view of FIG. 1, also in a perspective view,
3 is a perspective view of a honing apparatus.
4 shows a side elevation, partly in section, of an arrangement for practicing another embodiment of the method according to the invention,
5A and 5B are schematic representations to illustrate a method for honing tooth flanks using a known honing tool in the form of a gear,
6 shows a cross section to illustrate the working relationship between an exemplary embodiment of the honing tool according to the invention and the workpiece to be finished,
7 shows a schematic representation of the workpiece during honing with a tool according to the invention,
8 shows an elevation of an individual tooth of a completely honed workpiece,
Fig.
9 and 10 vertical sections to illustrate the method for producing a honing tool according to the invention,
1IA and 1 IB are sectional views on a greatly enlarged scale, which illustrate the tooth surface before and after honing,
12A shows a diagram to illustrate the maximum total division error, the maximum individual division error and the maximum change in pitch of a toothing after cutting but before honing, and FIG
12B is a diagram similar to FIG. 12A, which illustrates the same errors for toothing after honing according to the method according to the invention.
The tool shown in Figs. 1 and 2 for honing a cut gear is denoted by 1 and is moved parallel to the axis of the gear 2 during the rotation, which is initiated by a suitable motor.
wherein the honing tool engages the workpiece.
FIG. 3 illustrates a device for honing gear wheels and worm wheels according to an embodiment of the method according to the invention. The spindle 3 of the honing tool 1 'is rotated by means of a change gear 5 by a motor 4. The gear 2 to be machined is mounted on a spindle 6 which is mounted on a table 8 between the centers 7a and 7b. The spindle 6 carries a brake drum 9 with which a brake shoe 10 interacts, which is loaded by a weight 11.
The table 8 is angularly adjustable in the directions indicated by the arrows x in order to set the direction of the active part of the honing tool 1 'having a helical course with respect to the course of the teeth of the workpiece 2'. After the honing tool B has been brought into engagement with the workpiece 2 ', this tool 1' is set in rotation by the motor, and it then rotates the workpiece 2 ', which is thereby braked by the braking device.
At the same time the table is moved in the directions indicated by the arrows y by another gear, which is not shown, and so the workpiece 2 is advanced parallel to its axis to the honing tool 1 '. The engagement between the honing tool and the workpiece is adjusted by a vertical movement of either the honing axis or the table, whereby the center distance between the honing axis and the workpiece axis is changed, and this adjustment is made so that there is a certain amount of play during the honing process.
The spindle 3 of the tool 1 'can be rotated in one sense or the other by the motor 4, depending on whether the right-hand or left-hand surface of the teeth of the workpiece 2 that are to be machined one after the other are to be honed.
4 illustrates a universal gear milling machine in its use for finishing a large-diameter gear according to one embodiment of the method according to the invention. A worm gear honing tool 1 is fixed to the spindle 13 of the machine; this spindle is driven by an independent motor which is not shown in the drawing. The spindle 13 is inclined as in gear cutting and the direction of the course of the teeth of the honing tool 1 'and that of the tooth back on the workpiece 2 "to be finished are made to coincide with each other. The saddle 14 is moved up and down with a suitable one Speed by another independent drive mechanism, which is not shown in the drawing.
The table 15 does not have to be adjusted in rotation, and in the arrangement shown it is only necessary that the workpiece 2 can rotate freely on the table 15. The tool spindle 13 is rotated in one sense or the other, depending on whether one or the other flank of the teeth of the workpiece 2 is to be honed. In a variant, both tooth flanks adjoining each tooth gap could be honed simultaneously by setting the honing tool accordingly in relation to the workpiece.
For honing according to the method according to the invention, it is necessary that the material of the worm-toothed honing tool has sufficient elastic resilience and flexibility to adapt to the flank surfaces of the workpiece without the sharpness being reduced. Furthermore, the honing tool must also have a sufficiently high wear resistance, but without becoming blunt.
For previously known honing tools, hard plastics, e.g.
Epoxy resins, amino resins, phenol resins and the like have been used, or these hardened and molded hard plastics have been bonded with fibers to increase their tensile strength. A honing tool produced in this way has little flexibility and must afterwards be brought into the required shape with the greatest possible precision with a tooth profile that matches that of the gearwheel to be finished; such a honing tool production is very expensive.
The properties of a honing tool used to carry out the method according to the invention have been tested and it has been shown that binders for the abrasive grains should consist of polymer materials whose hardness on the Shore D scale is equal to 15-75, whose modulus of elasticity (Young's modulus) equal to 0.5-70 103 kg / cm2, which have high adhesion to the abrasive particles and good resistance to the oil commonly used in honing.
A mixture of 90-20% liquid polyurethane rubber prepolymer and 10-805S CTc epoxy resin, which is cured with suitable amines, is intended as a material that has these necessary properties; however, a different composition could also be used, provided that they produce the physical properties on the finished honing tool which correspond to the above conditions.
The use of polyurethane rubber as the main component for the honing tool serves to improve the wear resistance of the worm-toothed honing tool, to prevent deformation of the tooth profile and also to increase the accuracy of the finished gears thanks to the elastic contact of the honing tool teeth with the workpiece teeth during the honing process.
However, a honing tool made only of polyurethane rubber would be too soft to be able to hone sufficiently, especially if the workpieces on the layer adjacent to the tooth flank surface are very hard. According to the proposal according to the invention, the proportion of epoxy resin to polyurethane rubber can be adapted to the hardness properties of the workpiece to be machined. For example, the proportion of polyurethane rubber can be increased for honing workpieces that are made of relatively soft materials, e.g. Bronze, exist.
The other reasons for using polyurethane rubber as the main component of the honing tool according to the invention are as follows:
1. Polyurethane rubber prepolymer is liquid before the hardening process and can therefore easily be mixed with abrasive particles and with liquid epoxy resin, which the latter is fed to the to be obtained
To give the tool the required hardness.
2. The mixture is suitable for introduction into a
Compression mold.
3. Polyurethane rubber prepolymer and epoxy resin can be cured together with a single hardener based on amine or acid anhydride, which results in a good material.
4. Polyurethane rubber has a high modulus of elasticity if the rate of deformation is high, and then it has the same properties as a rubber of greater
Shows hardness. So if the honing apparatus has a worm gear honing tool. the one variable
Rotation speed possesses, this one honing tool can act at the same time as a soft and like a hard honing tool over a large area, and a wide variety of workpieces, the different
Hardening, hardening after quenching under the best conditions with a single helical honing tool. This possibility of changing the hardness of the honing tool by changing its rotational speed is a special feature of the invention, which is completely unknown with respect to previously known honing tools of the similar type.
The aspects mentioned above appear with great clarity from the following table for some compositions of the honing tool material:
Starting materials for the production of honing tools and properties of the honing tools Example No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Starting materials Polyether-polyurethane prepolymer 100 90 60 50 25 0 90 60 50 25 Epoxy resin 0 10 40 50 75 100 10 40 50 75 Hardener based on amine -Base 11 13.8 22.2 25 32 45 13.8 22.2 25 32 Plasticizer 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 Abrasive particle size WA #
320 214 218 226 228 234 248 0 0 0 0 Abrasive particle size WA # 120 0 0 0 0 0 0 269 278 282 289 Volume percentage of abrasive particles 35 35 35 35 35 35 35 40 40 40 40 Properties after hardening Tensile strength (km / cm2 ) 215 186 395 561 675 860 149 307 433 520 Elongation (%) 120 90 12.5 2.5: 0. 0 25 7.5 2.5:
: 0 hardness according to Shore D scale 22 26.5 36.0 42.5 60.0 82.5 24.0 34.0 39.0 46.5 modulus of elasticity (103 kg / cm2) 0.32 0.65 4.65 30.4 58.9 76.7 1.03 7.74 37.8 63 Resilience limit (kg / cm2) - - 1150 1270 1615 1920 - 780 869 1500 Impact strength (IZOD kg.cm/cm2)> 30> 30 6.22 4.53 2.28 1.31> 30 4.72 2.99 2.36 Result of the honing test Condition of the honed surface bad good good good good bad good good good good In the table above, hardener 4, 4 -Methylene-bis- (2chloraniline), intended as Welchmacher Uloctylphthalat and as the epoxy resin of Epikote 828. which latter is a liquid epoxy resin. sold by Shell Oil Company, which is a condensate of epichlorohydrin and bisphenol A.
The abrasive particles are made of white aluminum and the numbers added indicate the particle size, as usual, according to the mesh size.
The compositions listed in the table are prepared and pressed in a mold and then heat cured. so that the helically toothed honing tools result. If the abrasive particles are added to the liquid polymer mixtures and the mold is filled, if the liquid polymer mixtures are present in too small an amount in relation to the abrasive particles. the moldings have voids and decreased strength. If, on the other hand, the mixtures are too rich in liquid polymers in relation to the abrasive particles in the case of mixtures, the latter will sediment and lead to products with an unevenly composed composition.
Therefore, special procedures are preferably used. as shown in FIGS. 9 and 10, in order to achieve products of uniform composition. According to FIG. 9, the abrasive particles are introduced into the mold cavity of a mold which has a base 16, an outer mold part and a central mold part 18, and the upper surface of the particle layer is brought level. A container 20 communicates with the bottom of the mold cavity 19 and is filled with the liquid polymer mixture. The liquid surface is gradually raised from the lower part of the particles to the upper boundary surface of the particle layer: then the mass and the mold are heated in order to bring about the hardening of the polymer mixture.
When certain types of abrasive particles (size or shape) in polymer mixtures of a certain viscosity etc.
occurrence. so a procedure of Fig. 10 is applied.
The abrasive particles are completely mixed with the liquid polymer mixture and introduced into the mold cavity 19 of a casting mold. the cover 21 I is put on and the mixture is then heated for the purpose of hardening the same while rotating the casting mold by suitable means to prevent sedimentation of the abrasive particles.
If the proportion of polyurethane rubber is too large and the adhesion between the abrasive particles and the polymer mixture is insufficient, the surface of the abrasive particles is first coated in an extremely thin layer with an epoxy resin to increase the adhesion.
Honing tests with 10 kinds of helical honing tool manufactured as mentioned above were carried out with the apparatus of Fig. 3, and the results of these tests are given in the last line of the preceding table. The details of an example from the table are as follows:
: Specifications of the tested screw-toothed honing tool normal module 3 pitch circle diameter 100 mm outer diameter 107.2 mm axial pitch 9.43 mm pressure angle 20 lead angle 1 "43 'type of screw right-hand thread catchy Composition of honing tool No. 4 of table 1 Specifications of the machined gear Number of teeth 24 Pitch circle diameter 78 mm Pressure angle 20 Tooth width 50 mm Material SMCM 9 * Brinel hardness after hardening 380 * SMCM 9 stands for a nickel-chromium-molybdenum
Steel according to Japanese industrial standards from 1965, with the following composition:
C 0.4 F 0.50 Sun
Si 0.150.35%, Mn 0.600.90%, P less than
0.030%, S less than 0.030%, Ni 1.60-2.00%,
Cr 0.60 / 1.00%, Mo 0.190.30%.
In tests under the above conditions, honing only took about 40 seconds to achieve a mirror-like surface smoothness on the tooth flanks of the gear.
As already mentioned, FIG. 11A illustrates a roughness profile diagram of the tooth profile after the tooth cutting, whereas FIG. 11B is the roughness profile of the same tooth profile after honing according to the method according to the invention.
The pitch errors at the gear were measured and shown in FIGS. 12A and 12B, with FIG. 12A illustrating the pitch errors before honing and FIG. 12B illustrating the pitch errors after honing. These pitch errors are extremely small after honing and the roughness of the tooth flank surface is also considerably reduced. The values are as follows:
Before after
Honing honing (micron) (micron)
Tooth profile error 13 4
Tooth alignment error 6 3
Maximum sum division error 35 7
Maximum single division error 24 10
Maximum pitch deviation 35 7
The honing results with the described honing tools with the ten compositions according to Table 1 have been tested.
With the honing tool with composition (6), i. with the composition in which only epoxy resin is used, the finished gear was given a very beautiful appearance; but his teeth were mostly only worked on at the dividing points.
When using a honing tool made of the material according to composition (1), i.e. only made of polyurethane rubber, the workpiece is not actually honed, but just somehow glazed (glazed) as with buffing, and no effect can be achieved, even if the proportion of grinding particles is changed or the speed of the helical or worm-shaped honing tool is increased . Using honing tools of any of the other eight compositions listed in the table has given satisfactory results.
The honing method proposed here can be compared with a previously known honing method in which a helically toothed gear is used, with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5B shows how the honing tool in the form of a helical toothed gear meshes with the gear wheel 23 to be finished according to the previously known method, and FIG. 5A is a different view of this. At the pitch circle point P at which the engagement takes place, the surface speed of the gear wheel 23 in the tangential direction is equal to v1 and that of the honing tool is equal to v2. Thus, the sliding speed of the meshing tooth surfaces is v3.
The sum of this sliding speed and the involute sliding speed, which is zero at the pitch circle point P and which is greater at the tooth root and at the tooth tip, is the
Basis for the grinding particles of the honing tool to cut on the tooth surface to be honed. However, the speed and magnitude of this sliding is small compared to the peripheral speed of the gear.
Fig. 6 illustrates an example of the cutting effect that comes about by touching the tooth surface of a helical toothed honing tool after its engagement with the gear to be finished, the two elements being in the order a, b, c, d, e. The
Fig. 7 illustrates the honed surfaces resulting from the
Touching the tooth surface of the gear in the process of being machined results in positions a, b, c, d, e at any time.
The screw or worm toothed honing tool proposed here bends elastically and the surface area of material removal by contact is larger by increasing the contact pressure. In each
Moment during the operation, the abrasive particles slide
Honing tool in the directions indicated by the arrows and with respect to each of the surface areas involved in honing. Thus, the cutting process with the Schleifparti angles using the honing tool proposed here is completely different from that with a honing tool that is a helical toothed, gear-like honing tool.
The engagement between a helical gear type honing tool and the workpiece consists of rolling contact and sliding contact, and the speed and size of the slide are small compared to the peripheral speed. In contrast, the contact between a helical honing tool and the workpiece is only a sliding contact, the peripheral speed of the helical honing tool being the same as the sliding speed. Furthermore, the sliding speed and the strength are by far greater than in the previously known method, and thus the cutting effect is considerably greater and, furthermore, the freedom in the choice of working conditions is also increased.
In addition, the means for supporting the workpiece are simple, since the rotational speed of the workpiece is small compared to that on an apparatus for performing the previously known methods.
It should also be noted that, because at least two or three turns of the thread turn of the helical honing tool are always in contact with an equal number of teeth on the workpiece, the contact pressure is only concentrated on the projections on the tooth surface, the cutting effect on these projections being the largest is; this improves the division accuracy to a considerable extent.
Another special feature of the inventive proposal is that the area of the tooth contact surface of the helical honing tool has the appearance according to FIG. 6, the number of working grinding particles being large in the vicinity of subpoint c and small at the tooth root a and at the tooth tip e. The contact pressure is also high at the points, so that the tooth root and tooth tip are significantly honed, as shown in FIG. 8. Thus, tooth profile correction can be achieved by establishing suitable working conditions. The helical honing tool according to the invention is also elastic and the head is stiffer than the foot. Thus, there is a tendency for the root of each workpiece tooth to be trimmed more than the head.
If the tooth root is more swollen during quenching, the corresponding layer size is lifted off to a greater extent than at the tooth head. Another characteristic of the present invention is that the gear being machined can be finished with the helical honing tool by changing the center distance of the honing tool and workpiece by a very small amount at an appropriate time. In one example of the method, the helical honing tool is provided with a double eccentric spindle which can rotate and revolve at the same time, and the center of the helical honing tool and that of the gear approach and move away from each other by a very small amount.
Another advantage is that a support member for the workpiece and the center for the honing tool can be moved closer and farther from each other by small amounts periodically with the rotation of the honing tool using a cam mechanism.
When this is done, the abrasive particles work even more efficiently because the tendency to dull or dull.
Vitrification is avoided. Such types of procedure could not be used in the previously known gear finishing processes, and the inventive proposal is particularly effective when it comes to removing the high points and irregularities on the teeth of the workpiece, especially the raising of corrugations at high speed.
It can be seen from the preceding description that the method according to the invention differs completely from known methods for honing tooth flanks and from other tooth flank machining methods. Compared to the honing with a helical gear wheel, the elastic screw-rolling honing tool is provided according to the proposal according to the invention, which can be produced very easily and cheaply and has a high honing efficiency. The workpiece can be finished in a very short time using a very simple apparatus. to reduce the roughness of the tooth surface, the tooth profile errors and the pitch errors and also to improve the accuracy of the tooth profile, etc.