CH667029A5 - Verfahren zur steuerung der werkzeug-zustellung bei bearbeitungsbeginn an einer zahnrad-bearbeitungsmaschine. - Google Patents

Verfahren zur steuerung der werkzeug-zustellung bei bearbeitungsbeginn an einer zahnrad-bearbeitungsmaschine. Download PDF

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CH667029A5
CH667029A5 CH2808/85A CH280885A CH667029A5 CH 667029 A5 CH667029 A5 CH 667029A5 CH 2808/85 A CH2808/85 A CH 2808/85A CH 280885 A CH280885 A CH 280885A CH 667029 A5 CH667029 A5 CH 667029A5
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Description

BESCHREIBUNG
Ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem CH-Patent 632 947 bekannt. Diese Schrift befasst sich hauptsächlich mit dem Ausrichten des sich drehenden Werkzeuges auf das im Zwangslauf ebenfalls mit Arbeitsgeschwindigkeit drehende Werkstück. Nach dem Ausrichten wird das Werkzeug radial zugestellt, bis es in Eingriff mit dem Werkstück gelangt. Diese Bewegung sollte möglichst rasch erfolgen, um die Taktzeit kurz zu halten. Schwierigkeiten bereitet dabei das Abschätzen des zulässigen Betrages dieser anfänglichen radialen Eilzustellung.
Aus dem CH-Patent 585 609 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung der Eilzustellung der Schleifscheibe einer Rund- und Flachschleifmaschine bekannt. Diese Einrichtung ist mit einem auf Ultraschall ansprechenden Mikrophon ausgerüstet, welches die beim Auftreffen der Schleifscheibe auf das Werkstück entstehenden Schwingungen in Form eines Signals an eine Steuerung weitergibt, welche ihrerseits die Eilzustellung der Schleifscheibe stoppt, und diese auf einen kontinuierlichen Arbeitsvorschub oder eine schrittweise Arbeitszustellung umschaltet. Die Verwendung dieser Einrichtung bei der Zahnrad-Bearbeitung im kontinuierlichen Wälzverfahren ist mit einem grossen Nachteil verbunden, da sie den bei der Vorbearbeitung der Zahnlücken entstandenen Rundlauffehler nicht berücksichtigt. Würde nämlich beim Zustellen des Wälz Werkzeuges (Schleifschnek-ke, Wälzfräser, Walzschnecke etc.) das letztere zufällig im tiefsten Punkt der Unrundheit der Verzahnung auf das Werkstück (Zahnrad etc.) auftreffen, so würde die abzuhebende Werkstoffschicht im Laufe der nächsten halben Umdrehung des Werkstücks, entsprechend der Grösse der Rundlaufabweichung der Verzahnung, stark zunehmen und eventuell die zulässige Grösse überschreiten. Schleifbrand und Zerstörungen am Werkzeug könnten die Folge sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass die Werkzeug-Zustellungszeit minimiert werden kann, die Ausführung von sogenannten Lufthüben auf ein Minimum reduziert wird, und dass Schleifbrand und Zerstörung des Werkzeuges mit Sicherheit vermieden werden. Diese
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Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Eilzustellung wird also, anders als beim Verfahren gemäss CH-Patent 585 609, nicht bis zum Berühren des Werkstücks, sondern um einen vorgegebenen Betrag durchgeführt, wobei insbesondere die Fertigungstoleranzen des vorbearbeiteten Werkstücks berücksichtigt werden. Dabei kann auch eine gewisse Anhaltestrecke mitberücksichtigt werden, so dass die Eilzustellung rascher erfolgen kann als beim CH-Patent 585 609, wo ja vom Eintreffen des Berührungssignals bis zum Stillstand des Zustellschlittens zwangsläufig eine, wenn auch kleine, Zeitspanne verstreicht, während welcher die Zustellung noch fortsetzt.
Die nachfolgende schrittweise Zustellung kann bedeutend rascher als beim Bearbeitungsprozess erfolgen, da nach jeder Werkstückumdrehung ein Zustellschritt erfolgen kann. Die Ausführung von Lufthüben ist also minim. Weil die Zustellschritte betragsmässig auf jene des Bearbeitungsprozesses, z. B. auf die Grösse eines Schruppzustellschrittes, beschränkt sind, wird mit Sicherheit Schleifbrand und Zerstörung des Werkzeugs vermieden.
Die Ausführung von Lufthüben kann mit der Ausführungsform gemäss Anspruch 2 ganz vermieden werden. Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn sich das Werkzeug während der Eilzustellung und der Zustellung zwischen der ersten und zweiten Stellung in der Mitte der Zahnkranzbreite des Werkstücks befindet, damit geringfügige Achswinkeltoleranzen ausgemittelt werden.
Zur Einleitung des Bearbeitungsprozesses sind die beiden Varianten gemäss den Ansprüchen 4 und 5 zweckmässig. Damit wird vermieden, dass an irgend einer Stelle des Werkzeugs eine grössere Materialstärke als der Betrag eines Zustellschrittes abgetragen werden muss.
Das erstmalige Berühren zwischen Werkzeug und Werkstück kann optisch festgestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, dazu eine akkustische Einrichtung wie z.B. beim CH-Patent 585 609 zu verwenden. Dadurch kann die Zustellung des Werkzeuges vollautomatisch ablaufen.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für Zahnrad-Schleifmaschinen, jedoch ist es z.B. auch für Wälzfräsmaschinen anwendbar.
Aus der CH-PS 246 320 ist ferner ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 6 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden zunächst Werkzeug und Werkstück im Stillstand manuell aufeinander ausgerichtet und das Werkzeug radial in eine erste Radialstellung in Eingriff mit dem Werkstück zugestellt. Das Werkstück wird zunächst von seinem Antrieb entkoppelt und der Werkzeugantrieb eingeschaltet, so dass das Werkstück vom Werkzeug angetrieben wird. Erst wenn der Werkzeugantrieb hochgefahren ist, wird das Werkstück mit seinem synchron drehenden Antrieb gekoppelt und der Bearbeitungsprozess eingeleitet. Damit wird erreicht, dass Werkzeug und Werkstück genau synchron miteinander hochfahren, ohne dass dazu antriebsseitig aufwendige Einrichtungen nötig sind.
Wie beim zuerst erwähnten Verfahren ist es dabei schwierig, den Betrag der anfänglichen radialen Zustellung in die erste Radialstellung günstig zu wählen. Wählt man ihn zu klein, so führt die Werkzeugmaschine viele «Lufthübe» aus, bevor beide Zahnflanken in Eingriff sind. Ausserdem sind dann anfänglich die Zähne des Werkzeugs nicht in der Mitte der Zahnlücken des Werkstücks, so dass an der einen Zahnflanke unnötig viel Material abgetragen werden muss. Die Bearbeitungszeit wird dabei lang und die Bearbeitung deshalb unrationell. Wenn andererseits die radiale Zustellung in die erste Radialstellung so gross gewählt wird, dass bereits beide Zahnflanken des Werkzeugs das Werkstück berühren, so kann es sein, dass dies zufällig im tiefsten Punkt der Un-rundheit der vorbearbeiteten Verzahnung des Werkstücks erfolgt. Die abzuhebende Werkstoffschicht im Laufe der nächsten halben Umdrehung könnte dann stark zunehmen und eventuell die zulässige Grösse übersteigen, was nach ' Einschalten des Längsvorschubes zu Schleifbrand und Zerstörung des Werkzeuges führen könnte.
Analog der zuvor erwähnten Aufgabe stellt sich hier also das Problem, die Werkzeugzustellung so zu optimieren, dass Lufthübe auf ein Minimum reduziert und Schleifbrand und Zerstörung des Werkzeugs mit Sicherheit vermieden werden. Diese Aufgabe wird analog zur zuvor erwähnten Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Auch hier erfolgt also die anfängliche radiale Zustellung nur soweit, dass mit Sicherheit noch keine Zweiflankenbe-rührung entsteht. Für diese ursprüngliche radiale Zustellung werden wiederum insbesondere die Fertigungstoleranzen des vorbearbeiteten Werkstücks berücksichtigt. Die schrittweise Zustellung nach Einschalten des Werkzeugantriebs kann bedeutend rascher als beim Bearbeitungsprozess erfolgen, da nach jeder Werkstückumdrehung ein Zustellschritt erfolgen kann. Die Ausführung von Lufthüben ist also minim. Weil die Zustellschritte betragsmässig auf jene des Bearbeitungsprozesses, z.B. auf die Grösse eines Schruppzustellschrittes, beschränkt sind, wird mit Sicherheit Schleifbrand und Zerstörung des Werkzeugs vermieden.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 7 können Achswinkeltoleranzen ausgemittelt werden. Die Ausführungsform nach Anspruch 8 hat den Vorteil, dass zunächst die gröbsten Unregelmässigkeiten abgeschliffen werden und somit die relative Winkelposition des Werkstücks relativ zum Werkzeug gewissermassen ausgemittelt wird. Dadurch kann die Werkstoffzugabe am Werkstück klein gehalten und damit die Bearbeitungszeit minimiert werden.
Um zu vermeiden, dass an irgend einer Stelle des Werkzeugs eine grössere Materialstärke als der Betrag eines Zustellschrittes abgetragen werden muss, sind wiederum die Ausführungsformen nach Anspruch 9 oder 10 zweckmässig.
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1. Verfahren zur Steuerung der Werkzeug-Zustellung bei Bearbeitungsbeginn an einer Zahnrad-Bearbeitungsmaschi-ne. die im kontinuierlichen Wälzverfahren arbeitet, wobei vor dem Einfahren des Werkzeugs in die vorbearbeiteten Zähne des Werkstücks die Verzahnungen von Werkzeug und Werkstück aufeinander ausgerichtet werden und die Drehung des Werkzeugs zwangsläufig mit der Drehung des Werkstücks gekoppelt ist, und wobei während der Bearbeitung bei kontinuierlich drehendem Werkzeug und Werkstück das Werkzeug über die Breite des Werkstücks hin und her verschoben wird und jeweils an mindestens einem der Hubenden dieses Längsvorschubes das Werkzeug um einen Zustellschritt radial zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausrichten das Werkzeug im Eilgang radial soweit in die Zahnlücken des Werkstücks zugestellt wird, dass mit Sicherheit noch kein Kontakt mit dem Werkstück auftritt, dass aus dieser ersten Stellung das Werkzeug schrittweise im Abstand je mindestens einer Werkstückumdrehung und im Betrag jeweils eines Zustellschrittes zugestellt wird, bis in einer zweiten Stellung das Werkzeug das Werkstück erstmals berührt, und dass hierauf der Bearbeitungsprozess eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Eilzustellung und während der Zustellung zwischen der ersten und zweiten Stellung der Längsvorschub ausgeschaltet ist, und dass der Längsvorschub nach Erreichen der zweiten Stellung zum Einleiten des Bearbeitungsprozesses eingeschaltet wird.
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PATENTAN SPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Werkzeug während der Eilzustellung und während der Zustellung zwischen der ersten und zweiten Stellung etwa in der Mitte der Zahnkranzbreite des Werkstücks befindet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der zweiten Stellung der Längsvorschub zunächst zum einen Hubende und anschliessend zum andern Hubende ohne einen Zustellschritt ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der zweiten Stellung das Werkzeug um einen Zustellschritt zurückgezogen, an das eine Hubende des Längsvorschubes verschoben und an diesem Hubende wieder um einen Zustellschritt zugestellt wird, worauf der Bearbeitungsprozess eingeleitet wird.
6. Verfahren zur Steuerung der Werkzeug-Zustellung bei Bearbeitungsbeginn an einer Zahnrad-Bearbeitungsmaschine, die im kontinuierlichen Wälzverfahren arbeitet, wobei vor dem Einfahren des Werkzeugs in die vorbearbeiteten Zähne des Werkstücks die Verzahnungen von Werkzeug und Werkstück aufeinander ausgerichtet werden und während der Bearbeitung die Drehung des Werkzeugs zwangsläufig mit der Drehung des Werkstücks gekoppelt ist, wobei während der Bearbeitung bei kontinuierlich drehendem Werkzeug und Werkstück das Werkzeug über die Breite des Werkstücks hin und her verschoben wird und jeweils an mindestens einem der Hubenden dieses Längsvorschubes das Werkzeug um einen Zustellschritt radial zugestellt wird, und wobei zunächst die Antriebsverbindung zum Werkstück unterbrochen wird, das Werkzeug radial in eine erste Radialstellung zugestellt wird, und hierauf der Drehantrieb des Werkzeugs eingeschaltet wird, so dass das Werkstück vom Werkzeug angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Radialstellung noch ein Flankenspiel zwischen Werkzeug und Werkstück vorhanden ist, dass aus der ersten Radialstellung das Werkzeug schrittweise im Abstand je mindestens einer Werkstückumdrehung und im Betrage jeweils eines Zustellschrittes radial zugestellt wird, bis das
Werkzeug das Werkstück in einer zweiten Radialstellung erstmals an beiden Flanken berührt, und dass hierauf die Antriebsverbindung zum Werkstück hergestellt und der Bearbeitungsprozess eingeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Zustellschritte bei ausgeschaltetem Längsvorschub in ungefähr der Mitte der Zahnkranzbreite des Werkstückes erfolgen.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in einer ersten Phase des Bearbeitungsbeginnes nur schwach antriebsverbunden ist, d.h. dass die Antriebsverbindung als Rutschkupplung wirkt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der zweiten Radialstellung der Längsvorschub zunächst zum einen Hubende und anschliessend zum anderen Hubende ohne einen Zustellschritt ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der zweiten Radialstellung das Werkzeug um einen Zustellschritt zurückgezogen, an das eine Hubende des Längsvorschubes verschoben und an diesem Hubende wieder um einen Zustellschritt zugestellt wird, worauf der Bearbeitungsprozess eingeleitet wird.
CH2808/85A 1985-07-01 1985-07-01 Verfahren zur steuerung der werkzeug-zustellung bei bearbeitungsbeginn an einer zahnrad-bearbeitungsmaschine. CH667029A5 (de)

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