CH706303A2

CH706303A2 - Method for dressing and profiling of grinding tool for production of workpiece, involves selectively reducing areas of grinding tool such that profile is removed in partial areas from head to toe material at workpiece during grinding stroke

Info

Publication number: CH706303A2
Application number: CH00407/13A
Authority: CH
Inventors: Hansjoerg Geiser
Original assignee: Liebherr Verzahntech Gmbh
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-09-30
Also published as: CH706303B1; DE102012006581A1

Abstract

The method involves dressing and profiling the grinding tool by a dressing tool. The areas of the grinding tool are selectively reduced, such that the profile is removed in partial areas from head to toe material at the workpiece during a grinding stroke. The dressing tool is divided into different width positions with varying active profile areas. The dressing tool is continuously radially delivered or pulled back while moving in the tool longitudinal direction, and the grinding tool is spirally dressed or the spiral-shaped areas are selectively covered. An independent claim is included for a method for rolling or profile grinding of a workpiece with corrected gear flank geometry and modified surface structure.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten bzw. Profilieren eines Schleifwerkzeuges für die Herstellung eines Werkstückes mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und modifizierter Oberflächenstruktur. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Schleifen von modifizierten Verzahnungen sowie geeignete Vorrichtungen zur Ausführung der entsprechenden Verfahren. The invention relates to a method for dressing or profiling a grinding tool for the production of a workpiece with corrected tooth geometry and modified surface structure. The invention also relates to a method for grinding modified gears as well as suitable devices for carrying out the corresponding methods.

[0002] Bei geräuschkritischen Anwendungen in hochbelasteten Getrieben finden zunehmen topologisch korrigierte und in ihrer Oberflächenstruktur modifizierte Verzahnungen Anwendung. Das Geräuschverhalten bekannter Getriebe wird massgeblich von der Anregung aus der vorgesehenen Verzahnung beeinflusst. Dieser Einfluss der Verzahnungsgeometrie auf das Anregungsverhalten erklärt sich durch gewisse Hauptgeometriekenngrössen, wie Profil und Sprungüberdeckung, sowie durch die Form der Zahnflankentopologie. Zudem kann sich jede auch nur geringfügige Herstellabweichung von der festgesetzten Zahnflankentopologie nachteilig auf das Anregungsverhalten auswirken. For noise-critical applications in high-load gearboxes find increasingly topologically corrected and modified in their surface structure gears application. The noise behavior of known transmissions is significantly influenced by the excitation from the intended teeth. This influence of the gearing geometry on the excitation behavior is explained by certain key geometry parameters, such as profile and jump coverage, as well as the shape of the tooth flank topology. In addition, any even slight manufacturing deviation from the set tooth flank topology can adversely affect the excitation behavior.

[0003] Derzeit ist man bestrebt, mit gezielten Flankenkorrekturen das Anregungsverhalten zu optimieren um somit das Geräuschverhalten gewisser Getriebearten zu verbessern. Erzeugt werden diese Modifikationen mittels Wälzschleif- bzw. Profilschleifverfahren. Das erforderliche Schleifwerkzeug kann abrichtbar ausgestaltet sein und wird in ein oder mehreren Abrichtvorgängen in Abhängigkeit der erwünschten Oberflächengeometrie des Werkstückes entsprechend angepasst. Currently, efforts are being made to optimize the excitation behavior with targeted edge corrections in order to thus improve the noise behavior of certain transmission types. These modifications are produced by means of hobbing or profile grinding methods. The required grinding tool can be configured dressable and is adjusted accordingly in one or more dressing operations depending on the desired surface geometry of the workpiece.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem Fachmann ein neuartiges Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit modifizierter Oberflächenstruktur und korrigierter Verzahnungsgeometrie an die Hand zu geben, dass zum einen den Abrichtvorgang des passenden Schleifwerkzeuges sowie zum anderen das Herstellungsverfahren selbst betrifft. The object of the present invention is to provide the person skilled in a novel method for producing a workpiece with a modified surface structure and corrected tooth geometry, that on the one hand, the dressing of the appropriate grinding tool and on the other hand, the manufacturing process itself.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Schleifverfahren und ein Verfahren zum Abrichten und Profilieren eines Schleifwerkzeuges gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1 und 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand der sich an die Hauptansprüche anschliessenden abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a grinding method and a method for dressing and profiling a grinding tool according to the features of claim 1 and 2. Further advantageous embodiments of the method are the subject of adjoining the main claims dependent claims.

[0006] Erfindungsgemäss wird zur Herstellung eines Werkstücks mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und modifizierter Oberflächenstruktur ein Wälz- oder Profilschleifverfahren sowie ein Verfahren zum Abrichten des entsprechenden Schleifwerkzeuges vorgeschlagen, bei dem mittels des Abrichtwerkzeuges einzelne Profilbereiche des Schleifwerkzeuges freigelegt werden, die im anschliessenden Schleifhub nicht zu Eingriff kommen. Durch oszillierende Zusatzbewegungen einzelner, am Prozess beteiligter Maschinenachsen werden im Schleifprozess Modifikationen oder Welligkeiten auf der Zahnflanke über Teile der Flanke oder über der gesamten Werkstückbreite erzeugt. According to the invention a Wälz- or profile grinding method and a method for dressing the corresponding grinding tool is proposed for the production of a workpiece with corrected tooth geometry and modified surface structure, in which by means of the dressing tool individual profile areas of the grinding tool are exposed, which do not interfere in the subsequent grinding stroke , By means of oscillating additional movements of individual machine axes involved in the process, modifications or ripples on the tooth flank are generated during the grinding process over parts of the flank or over the entire workpiece width.

[0007] Unter Schleifhub im Sinne dieser Erfindung versteht man einen Bearbeitungsschritt bei dem das Schleifwerkzeug in axialer Richtung, parallel zur Werkstückachse bewegt wird und dabei zumindest Teilbereiche der Zahnradflanken bearbeitet. Under Schleifhub in the context of this invention is meant a processing step in which the grinding tool is moved in the axial direction, parallel to the workpiece axis and thereby machined at least portions of the gear edges.

[0008] Das Schleifwerkzeuges für dieses Verfahren ist eine Schleifschnecke, deren Oberflächenstruktur mittels des erfindungsgemässen Verfahrens abgerichtet und profiliert wird, um die periodische Flankenwelligkeit auf der aktive Oberfläche erzeugen zu können. The grinding tool for this method is a grinding worm whose surface structure is dressed and profiled by means of the method according to the invention in order to be able to produce the periodic flank waviness on the active surface.

[0009] Die Ausführung des Verfahrens ist jedoch nicht auf abrichtbare Schleifschnecken z.B. aus Korund oder CBN begrenzt, sondern lässt sich analog auf ein Schleifwerkzeug in Form einer Profilscheibe anwenden oder aber mit einem hartstoffbeschichteten, aber nicht abrichtbaren Schleifwerkzeug durchführen. However, the execution of the method is not on dressable grinding worms, e.g. made of corundum or CBN, but can be analogously applied to a grinding tool in the form of a profile disc or perform with a hard-coated, but not dressable grinding tool.

[0010] Das Schleifwerkzeug für dieses Verfahren wird so hergestellt oder abgerichtet und profiliert, dass in verschiedenen Werkzeugbreitenpositionen (Shiftpositionen) jeweils unterschiedliche Profilbereiche hervorragen die in unterschiedlichen Schleifhüben zum Eingriff kommen. In den, zurückgesetzten Profilbereiche, wird das Zahnrad während dieses Schleifhubes nicht bearbeitet. Nach dem Vershiften des Schleifwerkzeuges in eine andere Werkzeugbreitenposition werden diese Werkstückbereiche dann, von dem dort aktiven Profilbereich bearbeitet. Die Anzahl der Breitenpositionen am Werkzeug mit unterschiedlichen Profilbereichen ist abhängig von der Anzahl der geplanten Schleifhübe zur kompletten Bearbeitung der Zahn-flanke-/Profilhöhe einer Verzahnung. The grinding tool for this process is prepared or dressed and profiled that in different tool width positions (shift positions) each projecting different profile areas come in different grinding strokes for engagement. In the recessed profile areas, the gear is not machined during this Schleifhubes. After shifting the grinding tool to another tool width position, these workpiece areas are then machined by the profile area active there. The number of width positions on the tool with different profile areas depends on the number of planned grinding strokes for complete machining of the tooth flank / profile height of a toothing.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch das Schleifwerkzeug so profiliert und abgerichtet werden, dass während eines Hubes Bereiche von Kopf bis Fuss bearbeitet werden. Dies kann dann der Fall sein, wenn das Schleifwerkzeug zum Diagonalschleifen genutzt werden soll. Dabei kann das Schleifwerkzeug so abgerichtet werden, das sich der aktive Profilbereich spiralförmig um das Schleifwerkzeug herum erstreckt. Hierzu wird beim Abrichten das Abrichtwerkzeug in Abhängigkeit von der Werkzeugbreitenposition radial zugestellt oder zurückgezogen. In a further embodiment of the invention, the grinding tool can be profiled and dressed so that areas are processed from head to toe during a stroke. This may be the case if the grinding tool is to be used for diagonal grinding. In this case, the grinding tool can be dressed so that the active profile area extends spirally around the grinding tool. For this purpose, the dressing tool is radially delivered or withdrawn during dressing as a function of the tool width position.

[0012] Vor Ausführung des nächsten Schleifhubes muss dann das Werkzeug vershiftet werden wodurch sich der aktive Profilbereich ebenfalls verlagert. Der Bearbeitungsbereich läuft dann parallel zum Bearbeitungsbereich des ersten Hubes schräg über die Zahnflanke. Before the next Schleifhubes then the tool must be vershiftet whereby the active profile area also moves. The processing area then runs parallel to the processing area of the first stroke obliquely over the tooth flank.

[0013] Wenn das Werkzeug in einen Schrupp- und einen Schlichtbereich aufgeteilt ist, kann auch nur der Schlichtbereich über seiner gesamten Breite spiralförmig abgerichtet werden und für diesen speziellen Prozessschritt vorbereitet sein. If the tool is divided into a roughing and a finishing area, only the sizing area can be trained helically over its entire width and prepared for this particular process step.

[0014] Neben dem speziell für dieses Verfahren aufbereiteten Schleifwerkzeug sind auch noch Zusatzbewegungen einer oder mehrerer am Schleifprozess beteiligter Maschinenachsen notwendig. In addition to the specially prepared for this process grinding tool also additional movements of one or more involved in the grinding process machine axes are necessary.

[0015] Achsbewegungen im Sinne der Erfindungen sind dabei oszillierende Bewegungen einer oder mehrerer Maschinenachsen in radialer, oder tangentialer Richtung zur Verzahnung, abhängig von der aktuell bearbeiteten Werkstückbreitenposition. Diese Zusatzbewegungen erzeugen periodisch wiederkehrende Oberflächenstrukturen oder Welligkeiten in dem bearbeiteten Profilhöhenbereich auf der Zahnflanke, die zu einer anregungsoptimierten Zahnradoberfläche führen. Achsbewegungen in the sense of the inventions are oscillating movements of one or more machine axes in the radial or tangential direction to the toothing, depending on the currently machined workpiece width position. These additional movements produce periodically recurrent surface textures or undulations in the machined profile height region on the tooth flank leading to an excitation-optimized gear surface.

[0016] Die Amplitude dieser Strukturen oder Welligkeiten liegt dabei im Mikrometerbereich. The amplitude of these structures or ripples is in the micrometer range.

[0017] Eine Zustellbewegung in einer ersten Ausführungsform kann eine radiale Zustellbewegung des Werkzeuges zum Werkstück hin oder vom Werkstück weg, sein. Diese Bewegung wird der für den Schleifhub notwendigen Zustellbewegung überlagert und erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Werkstückbreitenposition. A feed movement in a first embodiment may be a radial feed movement of the tool towards the workpiece or away from the workpiece. This movement is superimposed on the necessary for the Schleifhub feed movement and takes place in dependence on the workpiece width position.

[0018] Eine weitere Form einer Zusatzbewegung kann in Form einer tangentialen Zusatzbewegung in Richtung der Werkzeugachse erfolgen. Des Weiteren ist eine Modifikation in Form von zusätzlich überlagerte Beschleunigung oder Verzögerung zu den Drehbewegungen der Werkzeug- und/oder Werkstückdrehbewegung möglich. Auch über diese Zusatzbewegungen kann eine wellige Flankenstruktur erzeugt werden. Another form of additional movement can take place in the form of a tangential additional movement in the direction of the tool axis. Furthermore, a modification in the form of additionally superimposed acceleration or deceleration to the rotational movements of the tool and / or workpiece rotational movement is possible. Also via these additional movements, a wavy edge structure can be generated.

[0019] Auch über ein Schwenken des Schleifwerkzeuges können Modifikationen auf der Zahnflanke erzeugt werden. Durch ein Schwenken des Schleifwerkzeuges wird die Werkzeugbreite im Eingriff erhöht oder ggf. reduziert. Auch damit lassen sich Welligkeiten oder Modifikationen auf der Zahnflanke erzeugen. Even on a pivoting of the grinding tool modifications can be generated on the tooth flank. By pivoting the grinding tool, the tool width is increased in engagement or possibly reduced. This also allows ripples or modifications to be generated on the tooth flank.

[0020] Im weiteren Schleifhub sind die zunächst genutzten Profilbereiche des Schleifwerkzeuges zurückgesetzt und neue bisher nicht benutzte Profilbereiche kommen zu Einsatz. Auch hier werden wieder die zuvor genannten Zusatzbewegungen der Maschinenachsen ausgeführt. Die Oszillation der Zusatzbewegungen kann dabei phasenverschoben oder phasenversetzt zur den Zusatzbewegungen im ersten Schleifhub erfolgen. Damit wird ein ungleichmässiges Welligkeitsbild auf der Flanke der Verzahnung erzeugt. In the further Schleifhub the first used profile areas of the grinding tool are reset and new previously unused profile areas are used. Again, the aforementioned additional movements of the machine axes are performed again. The oscillation of the additional movements can be carried out phase-shifted or out of phase with the additional movements in the first grinding stroke. This creates an uneven ripple pattern on the flank of the toothing.

[0021] Die Wiederholung der Schleifhübe mit der zugehörigen Zusatzbewegung erfolgt so lange bis die gesamte Zahnflanke der Verzahnung bearbeitet worden ist. Durch die Verschiebung der Phasenlage der Welligkeit je Hub, kann ein phasenverschobenes Wellenmuster über der Profilhöhe bzw. Zahnbreite erzeugt werden. The repetition of the grinding strokes with the associated additional movement takes place until the entire tooth flank of the toothing has been processed. By shifting the phase position of the ripple per stroke, a phase-shifted wave pattern over the profile height or tooth width can be generated.

[0022] Der Abrichtvorgang selbst kann stufenweise erfolgen. Zunächst wird das Schleifwerkzeug mit einer Formrolle über der gesamten Profilhöhe abgerichtet. Nur die zurückgesetzten Profilbereiche können dann anschliessend z.B. mit dem Zeilenabrichtverfahren freigelegt werden.. Damit kann der Abrichtprozess wirtschaftlicher gestalten werden, wie ein reiner Zeilenabrichtprozess. Je nach Grösse der Zustelltiefe der zurückgelegten Profilbereiche können auch mehrere Abrichtzyklen mit der Abrichtrolle erfolgen, bevor es ggf. wieder notwendig wird, die zurückgelegten Profilbereiche neu abzurichten. The dressing itself can be done gradually. First, the grinding tool is dressed with a forming roller over the entire profile height. Only the recessed profile areas can then subsequently be used e.g. This can make the dressing process more economical, like a pure line-dressing process. Depending on the size of the infeed depth of the traversed profile areas, several dressing cycles can also be carried out with the dressing roller, before it may become necessary again to re-trim the recessed profile areas.

[0023] Die Reihenfolge der verschiedenen Abrichtprozesse kann auch getauscht werden. The order of the different dressing processes can also be exchanged.

[0024] Die einzelnen Profilbereiche können die Zusatzbewegungen sodann während des Schleifvorgangs auf die Flankenstruktur der Werkstückverzahnung übertragen werden. Das Schleifwerkzeug muss nicht notwendigerweise zwischen einzelnen Bearbeitungshüben erneut abgerichtet bzw. profiliert werden. The individual profile areas, the additional movements can then be transferred to the flank structure of the workpiece teeth during the grinding process. The grinding tool does not necessarily have to be re-dressed or profiled between individual machining strokes.

[0025] Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von mehreren heterogener Abrichtrollen, Diese kommen idealerweise nacheinander zum Einsatz und richten jeweils freigelegte oder vorstehende Profilbereiche des Schleifwerkzeuges ab. Dadurch wird der Zeitaufwand für den Abrichtvorgang deutlich reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird weiter optimiert. Another possibility is the use of several heterogeneous dressing rolls, these are ideally used in succession and align each exposed or projecting profile areas of the grinding tool. As a result, the time required for the dressing process is significantly reduced and the cost-effectiveness of the process is further optimized.

[0026] Eine dazu alternative Abrichtmethode basiert auf Grundlage eines Abrichtzahnrades. Idealerweise umfasst das verwendete Abrichtzahnrad verschiedener Arbeits- bzw. Abrichtbereiche über seine Breite. Die Zahnradoberfläche kann mit einem Hartstoff, üblicherweise Diamant, beschichtet sein. Während des Abrichtverfahrens können durch gezieltes Anfahren der unterschiedlichen Breitenbereiche des Abrichtwerkzeuges unterschiedlichen Bereiche des Schleifwerkzeuges abgerichtet werden. An alternative dressing method based on a dressing gear. Ideally, the dressing gear used comprises different working or dressing areas over its width. The gear surface may be coated with a hard material, usually diamond. During the dressing process, different areas of the grinding tool can be dressed by targeted approach of the different width ranges of the dressing tool.

[0027] Die Erfindung betrifft zudem ein Schleifwerkzeug, das erfindungsgemäss unterschiedliche Arbeitsbereiche aufweist, welche in zeitlich nacheinander angeordneten Schleifhüben unterschiedliche Profilbereiche der Verzahnung bearbeitet. Mittels des erfindungsgemässen Schleifwerkzeugs lässt sich ein Werkstück, vorzugsweise mit einer zylindrischen Stirn- oder Schrägverzahnung, mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und/oder modifizierter Oberflächenstruktur schleifen, wodurch die Betriebscharakteristik derartiger Werkstücke spürbar verbessert wird. The invention also relates to a grinding tool, which according to the invention has different working areas, which processes different profile areas of the toothing in successively arranged grinding strokes. By means of the grinding tool according to the invention, it is possible to grind a workpiece, preferably with a cylindrical face or helical toothing, with a corrected tooth geometry and / or a modified surface structure, whereby the operating characteristics of such workpieces are appreciably improved.

[0028] Das Schleifwerkzeug ist abrichtbar ausgeführt. Vorzugsweise ist das Schleifwerkzeug mittels des voranstehend beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens bzw. mittels einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens abrichtbar und/oder profilierbar bzw. abgerichtet und/oder profiliert. Das Schleifwerkzeug weist offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie das erfindungsgemässe Verfahren auf, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird. The grinding tool is designed to be dressed. Preferably, the grinding tool can be dressed and / or profiled or dressed and / or profiled by means of the method according to the invention described above or by means of an advantageous embodiment of the method according to the invention. The grinding tool obviously has the same advantages and properties as the method according to the invention, which is why a repetitive description is omitted here.

[0029] Das Schleifwerkzeug kann als Schleifschnecke ausgeführt sein. Prinzipiell kann das Schleifwerkzeug auch eine Profilschleifscheibe sein, die eine entsprechende Oberflächenstruktur aufweist. The grinding tool can be designed as a grinding worm. In principle, the grinding tool can also be a profile grinding wheel which has a corresponding surface structure.

[0030] Die Oberfläche des Schleifwerkzeuges bildet sich im Zuge des Schleifprozesses auf der Flanke der geschliffenen Verzahnung des bearbeiteten Werkstücks ab und erzeugt so bei der Ausführung des erfindungsgemässen Feinbearbeitungsverfahrens Werkstücke, die eine periodische Flankenwelligkeit als Oberflächenmuster auf den Zahnoberflächen aufweisen. Ein derartiges Oberflächenmuster kann zu einer deutlichen Reduzierung der Eingriffs- und Betriebsgeräusche derartiger Verzahnungen führen. The surface of the grinding tool is formed in the course of the grinding process on the flank of the ground toothing of the machined workpiece and thus produced in the execution of the novel finishing process workpieces having a periodic flank waviness as a surface pattern on the tooth surfaces. Such a surface pattern can lead to a significant reduction of the meshing and operating noise of such teeth.

[0031] Das erfindungsgemässe Schleifwerkzeug kann vorzugsweise in mehrere Bereiche eingeteilt sein, die nacheinander in Eingriff mit dem Werkstück bringbar sind. Beispielsweise kann das erfindungsgemässe Schleifwerkzeug ein oder mehrere Schruppbereiche und bzw. oder ein oder mehrere Schlichtbereiche aufweisen. The inventive grinding tool may preferably be divided into several areas, which are successively engageable with the workpiece. For example, the inventive grinding tool can have one or more roughing areas and / or one or more finishing areas.

[0032] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, wobei eine korrigierte Verzahnungsgeometrie und ein modifizierte Oberflächenstruktur zur Verbesserung der Betriebscharakteristik des Werkstücks, insbesondere eines Zahnrads, wünschenswert sind. Another aspect of the invention relates to a method of grinding a workpiece, wherein a corrected tooth geometry and a modified surface structure for improving the operating characteristics of the workpiece, in particular a gear, are desirable.

[0033] Zur Herstellung der geforderten Oberflächenstruktur der zu erstellenden Werkstückverzahnung wird auf das erfindungsgemässe Schleifwerkzeug zurückgegriffen und/oder das eingespannte Schleifwerkzeug vor oder während des Schleifvorgangs gemäss dem voranstehend beschriebenen Abrichtverfahren abgerichtet und/oder profiliert. Zusätzlich werden die periodischen Zusatzachsbewegungen den Achsbewegungen zur Feinbearbeitung einer Verzahnung, überlagert. To produce the required surface structure of the workpiece toothing to be created, use is made of the inventive grinding tool and / or the clamped grinding tool is dressed and / or profiled before or during the grinding process according to the dressing method described above. In addition, the periodic additional axis movements are superimposed on the axis movements for fine machining of a gearing.

[0034] Die Oberfläche des Schleifwerkzeuges bildet sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren durch den Schleifprozess auf der Flanke der geschliffenen Verzahnung ab und erzeugt so bei der Feinbearbeitung ein entsprechendes Werkstück, das eine periodische Flankenwelligkeit als Oberflächenmuster auf den Zahnoberflächen aufweist. The surface of the grinding tool is formed in the inventive method by the grinding process on the flank of the ground toothing and thus generates a corresponding workpiece during the fine machining, which has a periodic flank waviness as a surface pattern on the tooth surfaces.

[0035] Beispielsweise kann das Werkstück mittels des erfindungsgemässen Verfahrens in mehreren Bearbeitungshüben geschliffen werden. In diesem Fall werden unterschiedliche Profilbereiche des Werkstückes mit den jeweiligen zugeordneten Profilbereichen des Schleifwerkzeuges bearbeitet. So kann z. B. während des ersten Schleifhubs der Bereich vom Zahnfuss bis zu einer bestimmten Zahnhöhe bearbeitet werden, und in einem nachfolgenden Schleifhub der Kopfbereich der Verzahnung fertiggestellt werden. Die Anzahl der Schleifhübe ist nicht beschränkt, beträgt jedoch mindestens zwei. Grundsätzlich kann die Mindestanzahl von zwei Schleifhüben beliebig erhöht werden. Üblicherweise sind 1 bis 7 Wellen über der gesamten Profilhöhe erforderlich, um eine optimale Betriebscharakteristik des Werkstückes zu erreichen. For example, the workpiece can be ground by means of the inventive method in several processing strokes. In this case, different profile regions of the workpiece are processed with the respective associated profile regions of the grinding tool. So z. For example, during the first sanding stroke the area from the tooth root to a certain tooth height can be machined, and in a subsequent sanding stroke the head area of the toothing can be completed. The number of grinding strokes is not limited, but is at least two. In principle, the minimum number of two grinding strokes can be increased as desired. Usually 1 to 7 waves over the entire profile height are required in order to achieve an optimal operating characteristic of the workpiece.

[0036] Der Abrichtvorgang des Schleifwerkzeuges erfolgt idealerweise einmalig vor dem Schleifgang kann aber auch beispielsweise zyklisch während des Schleifvorgangs wiederholt werden. The dressing of the grinding tool ideally takes place once before the grinding cycle but can also be repeated cyclically during the grinding process, for example.

[0037] Das Schleifwerkzeug kann beispielsweise während des Schleifvorgangs kontinuierlich in Achsrichtung des Werkstückes verfahren werden. Erfolgt ein Werkzeugvorschub lediglich in Achsrichtung des Werkstückes, so wird der Prozess als Axialschleifverfahren bezeichnet. The grinding tool can be moved, for example, during the grinding process continuously in the axial direction of the workpiece. If a tool feed occurs only in the axial direction of the workpiece, the process is referred to as axial grinding.

[0038] Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich eine Flankenwelligkeit entlang der Zahnflanke erreichen. Wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens das Schleifwerkzeug zusätzlich tangential zum Werkstück vershiftet, so entspricht das Schleifverfahren einem diagonalen Schleifverfahren, wodurch ein schräg über die Flankenbreite verlaufender periodischer Wellenverlauf erreicht wird. Ein optimaler schräger Verlauf der Welligkeiten über die Flankenbreite kann gegebenenfalls einen positiven Einfluss auf das Laufgeräusch entsprechender Zahnradpaare haben. By means of the method according to the invention, a flank ripple can be achieved along the tooth flank. If, in a particularly advantageous embodiment of the method, the grinding tool is additionally moved tangentially to the workpiece, the grinding method corresponds to a diagonal grinding method, whereby a periodic wave progression running obliquely over the edge width is achieved. An optimal oblique course of the undulations over the edge width may possibly have a positive influence on the running noise of corresponding gear pairs.

[0039] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verzahnmaschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Abrichten eines Schleifwerkzeuges. Weiterhin kann die Verzahnmaschine geeignet sein, ein Werkstück gemäss dem erfindungsgemässen Schleifverfahren zu fertigen. Besonders bevorzugt ist es, wenn beide Verfahren in gegenseitiger Abstimmung auf der Verzahnmaschine ausführbar sind. The invention further relates to a gear cutting machine for carrying out the inventive method for dressing a grinding tool. Furthermore, the gear cutting machine may be suitable for producing a workpiece according to the inventive grinding method. It is particularly preferred if both methods can be carried out in mutual coordination on the gear cutting machine.

[0040] Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1:<sep>eine CNC-Verzahnmaschine zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren, <tb>Fig. 2:<sep>eine schematische Darstellung der Profilwelligkeit, <tb>Fig. 3:<sep>eine Schleifschnecke mit verschiedenen Flankenbereichen, <tb>Fig. 4, 5:<sep>eine Schleifschnecke zur Diagonalbearbeitung mit verschiedenen Flankenbereichen und <tb>Fig. 6:<sep>eine Schleifscheibe die verschiedene Flankenbereiche abrichtet.Further advantages and features of the invention are explained in more detail below with reference to several drawings. Show it: <Tb> FIG. 1: <sep> a CNC gear cutting machine for carrying out the method according to the invention, <Tb> FIG. 2: <sep> is a schematic representation of the profile waviness, <Tb> FIG. 3: <sep> a grinding worm with different flank areas, <Tb> FIG. 4, 5: <sep> a grinding worm for diagonal machining with different flank areas and <Tb> FIG. 6: <sep> a grinding wheel that cuts different flank areas.

[0041] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wälz- und Profilschleifmaschine zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung einer periodischen Flankenwelligkeit auf einem zu verzahnenden Werkstück vorgenommen werden kann. Die Wälz- und Profilschleifmaschine weist dabei die für die Bearbeitung notwendigen Freiheitsgrade auf und kann insbesondere die eingezeichneten Bewegungen A1, B1, B3, C2, C3, C5, V1.X1.Z1, sowie Z4 ausführen. Im Einzelnen beschreibt X1 die Radialbewegung des Ständerschlittens, V1 die Tangentialbewegung des Werkzeugs, Z1 die Axialbewegung des Werkzeugs, B1 die Drehbewegung des Werkzeugs, C2 die Drehbewegung des Werkstücks, A1 die Schwenkbewegung des Werkzeugs, Z4 die Vertikalbewegung des Gegenhalters, C3 die Drehbewegung des Ringladers, B3 die Drehbewegung des Abrichtwerkzeugs sowie C5 den Schwenkwinkel des Abrichtwerkzeugs zur Änderung des Eingriffswinkel am Schleifwerkzeug. Fig. 1 shows a perspective view of a rolling and profile grinding machine for carrying out the inventive method for producing a periodic edge ripple on a workpiece to be toothed can be made. In this case, the rolling and profile grinding machine has the degrees of freedom necessary for the machining and can, in particular, execute the drawn movements A1, B1, B3, C2, C3, C5, V1.X1.Z1 and Z4. In detail, X1 describes the radial movement of the stator carriage, V1 the tangential movement of the tool, Z1 the axial movement of the tool, B1 the rotational movement of the tool, C2 the rotational movement of the workpiece, A1 the pivoting movement of the tool, Z4 the vertical movement of the counterholder, C3 the rotational movement of the ring loader B3 is the rotational movement of the dressing tool and C5 is the tilt angle of the dressing tool for changing the pressure angle on the grinding tool.

[0042] Die Fig. 2 zeigen eine schematische Darstellung der erwünschten Profilwelligkeit eines zu verzahnenden Werkstückes. Die Darstellung gemäss Fig. 2a offenbart eine perspektivische Seitenansicht auf die Oberseite eines einzelnen Zahns. Die Flankengeometrie wird mittels Profil- und Flankenlinien beschrieben, wobei die Profillinien auf jeder Flankeseite vom Zahnkopf bis hin zum Zahnfussbereich verlaufen. Die Flankenlinien erstrecken sich über die gesamte Zahnbreite, d.h. quer zur Ausrichtung der Profillinien. 2 shows a schematic representation of the desired profile waviness of a workpiece to be toothed. The illustration according to FIG. 2a discloses a perspective side view of the top side of a single tooth. The flank geometry is described by profile and flank lines, with the profile lines running on each flank side from the tooth tip to the tooth root area. The flank lines extend over the entire tooth width, i. transverse to the alignment of the profile lines.

[0043] Fig. 2b zeigt nun eine dreidimensionale Darstellung einer möglichen Zahnflankenstruktur des Zahnrads. In der Diagrammdarstellung ist der Amplitudenverlauf der Oberflächenwelligkeit der Zahnflanke gegenüber der Zahnbreite und der Eingriffstrecke eingetragen. Zur Verdeutlichung sind ebenfalls die in Fig. 2a definierten Flanken- und Profillinien gekennzeichnet. Wie der Fig. 2bim Einzelnen zu entnehmen ist, zeigt die Zahnoberfläche sowohl in Richtung der Zahnhöhe als auch in Richtung der Zahnbreite eine periodische Welligkeit, wobei die Welligkeiten auf der Zahnflanke schräg über der Flankenbreite verlaufen. 2b now shows a three-dimensional representation of a possible tooth flank structure of the gear. In the diagram, the amplitude profile of the surface waviness of the tooth flank is plotted against the tooth width and the engagement distance. To clarify the flank and profile lines defined in Fig. 2a are also marked. As can be seen in detail in FIG. 2 b, the tooth surface exhibits a periodic waviness both in the direction of the tooth height and in the direction of the tooth width, wherein the undulations on the tooth flank extend obliquely over the flank width.

[0044] Eine mögliche Vorgehensweise zur Erzeugung der periodischen Korrekturen auf der Zahnflanke besteht darin, das Werkstück in mehreren Bearbeitungshüben zu schleifen. Als Schleifwerkzeug wird eine Schleifschnecke verwendet. Es werden unterschiedliche Profilbereiche definiert, die nacheinander mittels der Schleifschnecke bearbeitet werden. Fig. 3zeigt eine mögliche Definition einzelner Teilbereiche, wobei die Zahnflanke vom Zahnfuss D bis zum Zahnkopf A in die drei Teilbereiche 1, 2, 3 unterteilt ist. In diesem Fall wird während des ersten Schleifhubs der Bereich vom Zahnfuss D bis in die Nähe des Teilkreises 1 bearbeitet. Im nachfolgenden Schleifhub erfolgt die Bearbeitung des Bereichs um den Teilkreis 2, um abschliessend im dritten Schleifhub den Kopfbereich der Verzahnung 3 fertigzustellen. A possible procedure for generating the periodic corrections on the tooth flank is to grind the workpiece in several processing strokes. The grinding tool used is a grinding worm. Different profile areas are defined, which are processed successively by means of the grinding worm. Fig. 3 shows a possible definition of individual subregions, wherein the tooth flank from the tooth root D to the tooth head A is subdivided into the three subregions 1, 2, 3. In this case, during the first grinding stroke, the area from the tooth root D to the vicinity of the pitch circle 1 is processed. In the subsequent grinding stroke, the machining of the area around the pitch circle 2 takes place, in order finally to complete the head area of the toothing 3 in the third grinding stroke.

[0045] Die Wellenförmigen Linien in Flankenrichtung der Verzahnung werden durch die periodisch wiederkehrenden oder oszillierenden Zusatzbewegungen der Maschinenachsen erzeugt, die den Achsbewegungen zur Feinbearbeitung einer Verzahnung überlagert werden. Zwischen den einzelnen Schleifhüben wird die Phasenlagen der oszillierende Bewegung in Flankenrichtung verschoben umso gezielt ein Welligkeitsmuster auf der Zahnflanke zu erzeugen. Dadurch wird das Geräuschverhalten der Zahnradpaarungen noch weiter verbessert. The wavy lines in the flank direction of the toothing are generated by the periodically recurring or oscillating additional movements of the machine axes, which are superimposed on the axis movements for fine machining of a toothing. Between the individual grinding strokes, the phase positions of the oscillating movement are shifted in the flank direction in order to generate a waviness pattern in a targeted manner on the tooth flank. As a result, the noise behavior of the gear pairs is further improved.

[0046] Für die einzelnen Profilbereiche 1, 2, 3 sind zugeordnete Bereiche der Schleifschnecke vorgesehen. Um die voranstehend beschriebene Profilstruktur zu erhalten, wird nur der jeweils aktive Profilbereich pro Schleifhub in Kontakt gebracht, während die inaktiven übrigen Bereiche der Schleifschnecke zurückgesetzt sind und folglich kein fertig abgerichtetes Profil erzeugen. For the individual profile areas 1, 2, 3 associated areas of the grinding worm are provided. In order to obtain the profile structure described above, only the respective active profile area per grinding stroke is brought into contact, while the inactive remaining areas of the grinding worm are reset and consequently do not produce a finished trued profile.

[0047] Der aktive Arbeitsbereich kann speziell profiliert bzw. abgerichtet werden, um den Übergang zwischen den einzelnen Profilbereichen fliessend zu gestalten. The active work area can be specially profiled or dressed in order to make the transition between the individual profile areas flowing.

[0048] Die Anzahl der Schleifhübe beträgt mindestens zwei und kann nahezu beliebig erhöht werden, wobei üblicherweise ein bis sieben Wellen über die Profilhöhe erforderlich sind. The number of grinding strokes is at least two and can be increased almost arbitrarily, usually one to seven waves on the profile height are required.

[0049] Die verwendete Schleifschnecke kann in mehrere Bereiche eingeteilt sein, die nacheinander in den Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden. Damit kann in einem ersten Schleifvorgang beispielsweise der Schruppbereich genutzt werden und im nachfolgenden Schleifvorgang der Schlichtbereich des Werkzeugs für die Feinbearbeitung in Eingriff gebracht werden. The grinding worm used can be divided into several areas, which are successively brought into engagement with the workpiece. Thus, for example, the roughing area can be used in a first grinding operation and the finishing area of the finishing tool can be engaged in the subsequent grinding operation.

[0050] Das vorgestellte Verfahren kann als Diagonalschleifverfahren ausgeführt werden, indem zusätzlich während eines Schleifhubs eine Tangentialbewegung (V1) des Schleifwerkzeugs zum Werkstück realisiert wird. Über die Tangentialbewegung (V1) kann der Verlauf der ausgeprägten Wellen über die Flankenbreite variiert werden. Das Schleifwerkzeug hierzu kann zusätzlich spiralförmig über der gesamten Werkzeugbreite abgerichtet sein. The presented method can be carried out as a diagonal grinding method by additionally realizing a tangential movement (V1) of the grinding tool to the workpiece during a grinding stroke. The tangential motion (V1) can be used to vary the course of the pronounced waves over the edge width. The grinding tool for this purpose can additionally be dressed in a spiral shape over the entire tool width.

[0051] Beispielsweise kann, wie in Fig. 4dargestellt, der Verlauf des aktiven Werkzeugbereiches an der Flanke in Richtung der Flankenbreite schräg verlaufen. Zunächst ist hier vorgesehen, dass die Zusatzbewegung nur zwischen den einzelnen Schleifhüben aufgebracht wird. In der Fig. 4 ist beispielsweise dargestellt, dass für die Bereiche 1 und 3 das Schleifwerkzeug tiefer zugestellt wurde und für den Bereich 2 die Zustellung reduziert wurde. For example, as shown in Fig. 4, the course of the active tool area on the flank in the direction of the flank width oblique. First, it is provided here that the additional movement is applied only between the individual grinding strokes. FIG. 4 shows, for example, that for the regions 1 and 3 the grinding tool has been lowered and for the region 2 the infeed has been reduced.

[0052] Der Winkel der Wellenausbreitungsrichtung gegenüber der Flankenlängsachse bestimmt sich über die Tangentialbewegung (V1). Die Welligkeit in Profilrichtung wird dabei durch die Zusatzachsbewegung(en), die den Bewegungen für die Feinbearbeitung der Verzahnung überlagert werden, erzeugt. Zunächst ist hier vorgesehen, dass die Zusatzbewegung nur zwischen den einzelnen Schleifhüben aufgebracht wird. The angle of the wave propagation direction with respect to the longitudinal axis of the flank is determined by the tangential movement (V1). The ripple in the profile direction is thereby generated by the Zusatzachsbewegung (s), which are superimposed on the movements for fine machining of the teeth. First, it is provided here that the additional movement is applied only between the individual grinding strokes.

[0053] In einer erweiterten Ausführungsform, wie in Fig. 5 dargestellt, können die Zusatzbewegungen auch hier noch während eines Schleifhubes aufgebracht werden, wobei auch hier die Phasenlage der periodischen Oberflächenmodifikation oder Welligkeit zwischen den einzelnen Bearbeitungsspuren in Flankenrichtung verschoben werden kann, um so geräuschoptimierte Zahnradpaarungen zu erhalten. In an expanded embodiment, as shown in Fig. 5, the additional movements can also be applied here during a Schleifhubes, in which case the phase position of the periodic surface modification or ripple between the individual processing tracks can be moved in the flank direction, so noise-optimized To obtain gear pairings.

[0054] Eine Zahnradpaarung, die einen Flankenwellenverlauf mit gegensinniger Schräge über die jeweilige Zahnbreite aufweist, zeichnet sich durch nochmals verbesserte Laufeigenschaften und eine weitere Reduzierung der Laufgeräusche aus. A gear pair having a flank waveform with opposite slope over the respective tooth width, characterized by even improved running characteristics and a further reduction of running noise.

[0055] Die vorgestellten Herstellungsverfahren funktionieren sowohl für das Wälz- als auch für das Profilschleifen. The production methods described work both for rolling and for profile grinding.

[0056] Für das Profilschleifen muss die Profilscheibe nicht jedes Mal neu profiliert werden. For profile grinding, the profile disk does not have to be profiled anew each time.

[0057] Durch Zusatzbewegungen in C-.und/oder V- und / oder A- und/oder X-Richtung ist es möglich mit einer Profilscheibe unterschiedliche Flankenbereiche zu bearbeiten. Dies ist in der Fig. 6. dargestellt. By additional movements in C- and / or V- and / or A- and / or X-direction, it is possible to work with a profile disc different flank areas. This is shown in FIG. 6.

[0058] Das jeweilige Schleifwerkzeug kann während der Verfahrensausführung mittels Zeilenabrichtverfahren profiliert bzw. abgerichtet werden, wobei hier eine Schleifschnecke gezielt in den unterschiedlichen Profilbereichen 1, 2, 3 (vgl. Fig. 3 und Fig. 4) unterschiedlich abgerichtet wird. Alternativ können nacheinander die unterschiedlichen Profilbereiche auf dem Schleifwerkzeug abgerichtet werden, nachdem ein Bearbeitungshub abgeschlossen ist. The respective grinding tool can be profiled or dressed during the process by means of a line dressing method, whereby a grinding worm is specifically dressed differently in the different profile regions 1, 2, 3 (compare FIGS. 3 and 4). Alternatively, successively the different profile areas on the grinding tool can be dressed after a processing stroke is completed.

[0059] Ein besseres Ergebnis kann durch die Verwendung mehrerer unterschiedlich gestalteter Abrichtrollen, die nacheinander zum Einsatz kommen und dabei unterschiedliche Profilbereiche abrichten, erzielt werden. A better result can be achieved by using a plurality of differently shaped dressing rollers, which are used successively and thereby dress different profile areas.

[0060] Eine weitere alternative Abrichtmethode verwendet ein hartstoffbeschichtetes Abrichtzahnrad mit verschiedenen Arbeits- bzw. Abrichtbereichen entlang der Werkzeugbreite. Durch Anfahren unterschiedlicher Breitenabschnitte des Abrichtwerkzeuges werden dann die unterschiedlichen Bereiche des Schleifwerkzeuges abgerichtet. Another alternative dressing method utilizes a hard coated dressing gear having various working or dressing areas along the tool width. By approaching different width sections of the dressing tool then the different areas of the grinding tool are dressed.

[0061] Beide zuletzt genannten Abrichtverfahren zeichnen sich durch eine Verbesserung der Profilqualität aus, da hier die Profilbereiche anders als beim Zeilenabrichten nicht in mehreren Abrichtzyklen erzeugt werden und es daher zu keinen Übergangsbereichen zwischen den Abrichtbahnen kommt. Both of the last-mentioned dressing methods are distinguished by an improvement in the profile quality, since the profile areas are not produced in several dressing cycles, unlike line dressing, and therefore there are no transition areas between the dressing paths.

Claims

1. A method for dressing and / or profiling a grinding tool for the production of a workpiece with corrected Verzahnungsflankengeometrie and / or modified surface structure, wherein the grinding tool is dressed and profiled by means of a dressing tool, characterized in that areas of the grinding tool are taken back specifically, so that During a sanding stroke, material is removed from the workpiece from head to foot only in partial areas of the profile.

2. A method for rolling or profile grinding a workpiece with corrected Verzahnungsflankengeometrie and / or modified surface structure, wherein the machining is carried out in several strokes, characterized in that the tool during a Schleifhubes only in partial areas of the profile from head to foot contact with the tool and modifications or ripples have been applied to the workpiece by selectively superimposing additional axis movements during or between the grinding strokes.

3. A method for dressing a grinding tool in which the dressing tool is divided into different width positions with different active profile areas.

4. The method of claim 3 wherein the grinding tool between the individual grinding strokes with the different active profile areas by selectively superimposing additional axis movements preferably a Vershiften the grinding tool and by deliberate superposition of additional axis movements during the stroke modifications or ripples applied to the workpiece.

5. A method for dressing a grinding tool in which the dressing tool, while it is moved in the tool longitudinal direction is continuously delivered radially or pulled back and so the grinding tool is dressed helical or spiral areas are covered specifically.

6. The method of claim 5 in which the grinding tool is vershiftet between the individual grinding strokes to change the active profile range at the stroke beginning and is supplied differently radially to produce the modifications and ripples depending on the active profile area at the stroke.

7. The method of claim 6 in which the targeted superposition of additional axis movements are also applied periodically modified during a Schleifhubes.

A method according to claim 4, 6 or 7, wherein the abrasive tool is pivoted about the A-axis to produce latitudinal ball.

9. The method of claim 2, 4, 6 or 7 in which as many grinding strokes are performed as correction surfaces are provided on the tooth flank in the flank direction, and the tool to do so.

10. The method of claim 2, 4, 6 or 7 in which the workpiece is first ground according to the known rolling or profile grinding method and only in selected profile areas correction surfaces are provided on the tooth flank in the flank direction, and the tool to do so.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding tool is dressed by means of line dressing and profiled.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding tool is first dressed by means of one or more dressing wheels and trained only the recessed profile areas by means of Zeilenabrichtverfahren and profiled.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding tool is dressed and profiled with a plurality of heterogeneous dressing wheels.

14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding tool is dressed and profiled with at least one Abrichtzahnrad, wherein the at least one Abrichtzahnrad comprises one or more dressing areas.

15. The method of claim 2, 4, 6 or 7, characterized in that by means of the method brings a hard-coated, non-dressable grinding wheel or a hard-coated, non-dressable grinding worm, in several, successive, grinding strokes each different tool profile areas for engagement.

16. The method of claim 2, 4, 6 or 7, characterized in that the grinding tool consists of dressable CBN.

17. Abrasive tool preferably grinding wheel or grinding worm, in which individual profile areas are highlighted for machining a workpiece, so that they remove material in the grinding process at this point on the workpiece.

18. Grinding screw according to one of the preceding claims, wherein the tool is profiled differently in so many sub-areas, as are then planned grinding strokes for machining the teeth.

19. A method for grinding a workpiece with a corrected tooth geometry and / or modified surface structure, characterized in that by means of a grinding tool on at least one tooth flank of the workpiece in at least one profile region of the tooth flank a periodic edge modification is generated.

20. gear cutting machine for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6 and / or for carrying out the method according to one of claims 9 to 10.