CH658613A5

CH658613A5 - Zahnradbearbeitungsverfahren.

Info

Publication number: CH658613A5
Application number: CH112583A
Authority: CH
Inventors: Klaus Corbach
Original assignee: Reishauer Ag
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1983-03-01
Publication date: 1986-11-28
Also published as: DE3401340A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung der Zähne eines rotierenden Zahnrades mittels mindestens eines rotierenden zahnradartigen oder schneckenförmigen Werkzeuges gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 31 50 961 ist ein solches Verfahren bekannt, um ein Stirnzahnrad mittels einer globoidischen Schleifschnecke auf beiden Flanken ohne axiale Verschiebung des Zahnrades gegenüber der Schnecke zu schleifen. Die rotierende Schleifschnecke, deren Bodenzahndicke kleiner ist als das Fertigmass der Bodenzahnlücke des zu erzeugenden Zahnrades, wird dabei zuerst relativ zum rotierenden Zahnrad zugestellt bis zum Erreichen des Soll-Fertigungsachsabstandes. Anschliessend wird eine genau definierte relative Kreisvorschubbewegung ausgeführt, bestehend aus einer positiven und einer anschliessenden negativen Zusatzdrehbewegung des Zahnrades oder der Schnecke, wobei diese Zusatzdrehbewegung der entsprechenden Grunddrehzahl des Zahnrades bzw. der Schnecke überlagert wird. Dadurch wird erreicht, dass zuerst die einen Flanken und anschlies-s send die anderen Flanken des Zahrades auf Fertigmass bearbeitet werden.

Bei diesem Verfahren besteht zwischen der Schleifschnecke und der Zahnflanke des Zahnrades schon beim Schruppen, unabhängig von der Bearbeitungszugabe, eine io volle Linienberührung. Das Verfahren eignet sich für hohe Schleifleistungen und grosse Materialabtragungen, da infolge des vorhandenen Spieles eine wirksame Kühlung möglich ist. Über die gesamte Bearbeitungsoperation wird ein optimaler Spanabtrag unter Vermeidung von Brandflecken er-15 zielt.

Die schleif bare Zahnradbreite ist jedoch begrenzt durch die Verzahnungsdaten des Werkstückes sowie den Durchmesser und die Gangzahl der Schleifschnecke. So kommt es z.B. bei Werkstücken mit geringem Schrägungswinkel vor, 20 dass sie nach diesem Verfahren nicht bearbeitet werden können, weil die maximale schleifbare Zahnbreite kleiner ist als die effektive Zahnradbreite.

Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, das bekannte Bearbeitungsverfahren so zu verbessern, dass der Anwen-25 dungsbereich in Richtung grösserer Werkstückzahnbreiten erweitert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in der Kennzeichnung des Patentanspruchs 1 definierten Verfahrensschritte.

30 Zweckmässigerweise wird das Werkstück vor dem Schleifen der einen Flanken aus seiner Mittelstellung axial nach der einen Seite verschoben und anschliessend vor dem Schleifen der anderen Flanken axial nach der anderen Seite verschoben, währenddem die Position des Werkzeuges in be-35 zug auf die Bearbeitungsmaschine unverändert bleibt. Diese Verschiebung des Zahnrades gestattet das Bearbeiten breiterer Zahnräder durch die gleiche Schnecke, als dies beim bekannten Verfahren möglich ist.

Nachstehend werden anhand der Zeichnungen Ausfüh-40 rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Eingriffsverhältnisse zwischen einem rotierenden Stirnzahnrad und einer globoidischen Schleifschnecke,

45 Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in grösserem Massstab,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Schleifschnecke und das Zahnrad, senkrecht zu den beiden parallelen Ebenen, in denen ihre Drehachsen liegen, und so Fig. 4 eine Draufsicht auf das zu bearbeitende Zahnrad, wobei der grobe Verlauf der Berührungslinien beim Bearbeiten der einen und der anderen Flanken eingezeichnet ist und die axiale Verschiebung nach der einen bzw. der anderen Seite angedeutet ist.

55 In den Fig: 1 und 2 ist die Bearbeitung des rotierenden Stirnzahnrades 1 durch die rotierende globoidische Schleifschnecke 2 dargestellt. Das zu erzeugende Zahnradfertigprofil ist mit 3, die rohen Zahnflanken sind mit 4 und die beiden Teilkreisradien des Zahnrades 1 bzw. der Schnecke 2 sind 60 mit rz bzw. rs bezeichnet. Das Profil 5 der Schleifschnecke 2 ist so gewählt, dass deren Bogenzahnlücke Ls grösser oder höchstens gleich gross ist wie die Bogenzahndicke Dz des Zahnrades 1, d.h. Ls ^ Dz. So kann die Schleifschnecke 2 sofort auf die volle Tiefe bis zum Erreichen des Soll-Ferti-65 gungsachsabstandes a zwischen der Schleifschneckenachse 6 und der Stirnzahnradachse 7 zugestellt werden, ohne dass eine Berührung mit den noch rohen Zahnflanken 4 des Werkstückes stattfindet.

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Das rotierende Werkzeug 2 und das rotierende Werkstück 1 stehen dabei miteinander in korrektem Zahneingriff, wobei das Verhältnis der Drehzahlen einem aus dem Verhältnis der beiden Zähnezahlen von Werkstück und Werkzeug resultierenden Grunddrehzahlenverhältnis entspricht.

Nun wird zwischen dem Werkstück 1 und dem Werkzeug 2 eine relative Kreisvorschubbewegung erzèugt, die aus einer positiven und anschliessend negativen Zusatzdrehbewegung Aca des Werkstückes oder des Werkzeuges besteht, welche Zusatzdrehbewegung der entsprechenden Grunddrehzahl überlagert wird. Dadurch werden nacheinander zuerst die einen und dann die anderen Zahnflanken des Werkstückes geschliffen.

Bei bekannten Verfahren gemäss der eingangs erwähnten DE-OS 31 50 961 wird der Kreuzungspunkt 8 der beiden sich unter dem Winkel a kreuzenden Achsen 6 und 7 in die mittlere Stirnschnittebene 11 des Werkstückes 1 gelegt (Fig. 3). Wenn nun der Schrägungswinkel ß des Werkstückes 1 relativ klein ist, kann es vorkommen, dass ein Schleifen nach den bekannten Verfahren nicht möglich ist, weil die maximale schleifbare Zahnradbreite Bmax kleiner ist als die effektive Zahnradbreite B. Die verfahrensgemässe Bearbeitungsweise — zuerst werden die einen und dann die anderen Zahnflanken auf Fertigmass geschliffen — bringt es mit sich, dass die Abstände zwischen dem Achskreuzungspunkt 8 und der linken bzw. rechten Zahnrad-Stirnschnittebene, bis zu der die jeweilige Zahnflanke vollstänig geschliffen ist, ungleich gross sind und je nach Zahnflankengeometrie stark voneinander abweichen können.

Diese Verhältnisse werden nun anhand der Fig. 4 näher erläutert. Die beiden Zahnflanken jedes Zahnes des Zahnrades sind mit F i und F2 bezeichnet. Beim Bearbeiten der ersten Zahnflanken Fi berührt die Schleifschnecke 2 diese Flanken Fi längs der Berührungslinie Li. Entlang dieser Linie Li, deren rechtes Ende bei der rechten Stirnschnittebene 10' beginnt und deren linkes Ende sich um einen gestrichelt eingezeichneten Abschnitt über die linke Stirnebene 9 des Zahnrades 1 bis zur linken Stirnschnittebene 9' erstreckt, ist ein vollständiger Schliff der Zahnflanke F i gewährleistet. Praktisch heisst das, dass auf der rechten Seite des Zahnrades ab der Schnittebene 10' die Zahnflanke F i unvollständig geschliffen ist, währenddem auf der linken Seite die Zahnflanke Fi bis zur Stirnebene 9 korrekt geschliffen ist, die maximal mögliche Schliffbreite auf dieser Seite aber nicht vollständig ausgenützt ist.

Beim Schleifen der zweiten Zahnflanke F2 sind die Verhältnisse analog, d.h. die Berührungslinie L2 erstreckt sich von der linken Stirnschnittebene 9" über die rechte Stirnebene 10 des Zahnrades 1 hinaus bis zur rechten Stirnschnittebene 10".

Dabei sind die Abstände B' und B" der linken und der rechten voll ausgeschliffenen Zahnrad-Stirnschnittebenen 9' und 10' vom Achskreuzungspunkt 8 beim Schleifen der ersten Werkzeugflanken F] gleich gross wie die Abstände der 5 rechten 10" bzw. linken 9" voll ausgeschliffenen Werkstück-Stirnschnittebenen vom Achskreuzungspunkt 8 beim Schleifen der zweiten Werkstückflanke F2. Da beim Schleifen nach dem bekannten Verfahren die Lage des Achskreuzungspunktes 8 unverändert bleibt, ist Bmax durch den kleineren io Abstand B' zwischen dem Achskreuzungspunkt 8 und der voll ausgeschliffenen Werkstück-Stirnschnittebene bestimmt (Bmax=2B'), währenddem der Unterschied zwischen dem kleineren und dem grösseren Abstand (B"—B') ungenützt bleibt.

is Erfindungsgemäss wird die volle schleifbare Radbreite B'+B" der linken und rechten voll ausgeschliffenen Zahnradstirnschnittebenen dadurch nutzbar gemacht, dass der Achskreuzungspunkt zum Schleifen der ersten bzw. der zweiten Zahnflanke F1; F2 jeweils um den Verschiebeweg

2° B"-B'

V 2

axial vom mittleren Achskreuzpunkt 8 nach rechts bzw.

nach links verschoben wird. Anders ausgedrückt: das Zahn-25 rad 1 wird beim Schleifen so axial verschoben, dass die Endpunkte der beiden Berührungslinien Li und L2 gerade in die Stirnseiten des Zahnrades zu liegen kommen, dass also die ganze Länge von Li und L2 ausgenützt werden kann.

Das kann z.B. so durchgeführt werden, dass beim Schlei-30 fen die rotierende Schnecke 2 zuerst radial zugestellt wird, bis der Soll-Fertigungsabstand a vom rotierenden Zahnrad, das von seiner Mittellage aus um den Verschiebeweg v axial nach der linken Seite verschoben wurde, erreicht ist. Durch Überlagern der Kreisvorschubbewegung Aca auf die Grund-35 drehzahl der Schleifschnecke oder des Zahnrades wird dann die erste Flanke F \ auf ihrer ganzen Breite B"+B' geschliffen. Nach dem Schleifen der ersten Flanke F i wird zunächst die Schnecke 2 radial aus der Verzahnung des Zahnrades 1 ausgefahren; anschliessend wird das Zahnrad 1 um den Be-40 trag 2-v nach rechts verschoben. Dabei muss die Werkstückdrehwinkellage relativ zur Schneckendrehwinkellage durch einen dem Schrägungswinkel ß und dem Verschiebeweg 2-v entsprechenden Drehwinkel korrigiert werden. Aus dieser Position folgt nun wieder das Zustellen der Schnecke 2 auf 45 den Soll-Fertigungsabstand und das Überlagern der Kreisvorschubbewegung A a auf die Grunddrehzahl im umgekehrten Drehsinn wie zum Schleifen der ersten Flanke, womit die zweite Flanke F2 auf ihrer ganzen Breite geschliffen wird.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Bearbeitung der Zähne eines rotierenden Zahnrades (1) mittels mindestens eines rotierenden, zahnradartigen oder schneckenförmigen Werkzeuges (2), wobei das Werkzeug (2), dessen Bogenzahnlücke (Ls) grösser ist als das Fertigmass der Bogenzahndicke (Dz) des Werkstückes (1), relativ zum letzteren radial zugestellt wird bis zum Erreichen des Soll-Fertigungsachsabstandes (a), und wobei durch Erzeugen einer Drehvorschubbewegung zwischen dem Werkstück (1) und dem Werkzeug (2) zuerst die einen Flanken (Fi) und dann die andern Flanken (F2) aller Werkstückzähne bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Achskreuzpunktes (8) der Werkzeug-und Werkstückachse (6 bzw. 7) beim Bearbeiten der einen Zahnflanken (Fi) unterschiedlich ist zur Lage des Achskreuzpunktes (8) beim Bearbeiten der anderen Zahnflanken (F2).

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beim Schleifen der einen bzw. der anderen Flanken (F i, F2), wobei die Positionen der vollausgeschliffenen Zahnradschnittebenen durch die jeweiligen Verzahnungscharakteristiken des Werkzeuges und des Werkstückes gegeben sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskreuzpunkt (8) zum Bearbeiten der einen Flanken (F ]) aus der mittleren Stirnschnittebene (11) des Werkstückes (1) auf dessen Achse (7) nach einer Seite verschoben wird und anschliessend zum Bearbeiten der anderen Flanken (F2) von der Stirnschnittebene (11) aus axial nach der anderen Seite verschoben wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskreuzpunkt (8) nach der einen und der anderen Seite um den gleichen Betrag (v) verschoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebebetrag (v) des Achskreuzpunktes (8)

nach der einen oder anderen Seite der halben Differenz der Abstände (B',B") der voll ausgeschliffenen Zahnradschnittebenen (9', 10' bzw. 9", 10") vom mittleren Achskreuzpunkt (8) entspricht (y = B'-B")

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) aus seiner Mittelstellung axial nach der einen und anschliessend nach der anderen Seite verschoben wird, während die Position des Werkzeuges (2) in bezug auf die Bearbeitungsmaschine unverändert bleibt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus der Verschiebung resultierender Winkelpositionsfehler zwischen dem Werkzeug (2) und dem Werkstück (1) durch eine entsprechende Drehwinkelkorrektur des Kreisvorschubes kompensiert wird.