DE102005058536A1 - Schneidwerkzeugsystem, insbesondere zum Verzahnen von Kegelrädern im Einzel-Teil-Verfahren - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeugsystem, insbesondere zum Verzahnen von Kegelrädern im Einzel-Teil-Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Aus der WO 99/41035 sowie aus der
DE 196 24 685 C1 sind Werkzeugsysteme bekannt, die einen vielfach einsetzbaren Messerkopf mit darin einsetzbaren Schneidmessern aufweisen. Die Messer sind stabförmig ausgebildet und werden in Taschen des Messerkopfes so befestigt, dass die Enden der Schneidmesser, an denen sich die Schneiden befinden, auf einem Flugkreis auf der Stirnseite vor dem Messerkopf rotieren, wenn der Messerkopf auf der Spindel der Fräsmaschine montiert ist und die Spindel rotiert. - Es ist eine Schnittaufteilung auf Innen- und Außenmesser (Zweiflankenmesser) bekannt. Aufgrund der Tatsache, dass die Werkzeuge mit ihrem theoretischen Profil an drei benachbarten Flanken schneiden und somit Mehrflankenspäne erzeugen, die hohe Werkzeugbelastungen und einen schnell ansteigenden Werkzeugverschleiß hervorrufen, wird bei den bekannten Schneidwerkzeugsystemen eine Schnittaufteilung auf mehrere Werkzeuge vorgenommen, die eine Messergruppe, das heißt ein theoretisches Werkzeug mit dem Sollprofil, bilden.
1 zeigt ein als Dreiflankenschneider ausgebildetes Schneidmesser mit den Schneidkanten 27–29. Bei den Werkzeugsystemen gemäß der WO 99/41035 und derDE 196 24 685 C1 wird die gleiche Schnittaufteilung vorgenommen, nämlich eine Aufteilung auf zwei Messer pro Gruppe. Diese Zweiflankenmesser sind so gestaltet, dass das Innenmesser die konvexe Flanke des Zahnes und etwa die halbe Breite des Lückengrundes schneidet.2 zeigt einen solchen Zweiflankenschneider, bei dem mit den Schneidkanten30 und31 die konvexe Flanke des Zahnes der Lücke und die halbe Breite des Lückengrundes geschnitten werden. Das Außenmesser hat gemäß2 die Schneiden32 und33 , mit denen die konkave Flanke des Zahnes und die andere Hälfte des Lückengrundes geschnitten werden. Eine leichte Überlappung der Schneiden des Innen- und des Außenmessers ist dabei üblich. Diese Schnittaufteilung auf Außen- und Innenmesser hat folgende Auswirkungen: - 1. Die Bildung von Dreiflankenspänen, welche die höchste Werkzeugbelastung und den größten Spanraumbedarf hervorruft, wird vermieden.
- 2. Auch bei dieser Schnittaufteilung entstehen Zweiflankenspäne, die zwar nicht so kritisch sind wie die zuvor genannten Dreiflankenspäne, jedoch ebenfalls höhere Schneidenbelastungen als Einflankenspäne hervorrufen.
- 3. Aufgrund der Schnittaufteilung des theoretischen Werkzeugprofils auf zwei Messer lassen sich auf einem Messerkopf nur halb so viele wirksame Schneiden (Messergruppen) unterbringen wie bei einem Werkzeug, bei dem alle Messer mit allen drei Flanken schneiden.
- Um den unter 1. beschriebenen Nachteil zu vermeiden, kann eine weitere Schnittaufteilung vorgenommen werden, so dass eine Messergruppe aus drei Messern besteht und jedes Messer nur an einer Seite schneidet. Eine solche bekannte Ausführung zeigt
3 . Die Messergruppe besteht bei diesem bekannten Werkzeugsystem aus einem Innenschneider mit der Schneidkante34 , einem Mittenschneider mit der Schneidkante35 und einem Außenschneider mit der Schneidkante36 . Diese Ausbildung hat jedoch den Nachteil, dass die Anzahl der auf dem Messerkopf unterzubringenden Messergruppen (Werkzeugschneiden) weiter sinkt, was sich nachteilig auf die erzielbare Zerspanleistung beim Fräsen auswirkt. Ein solches System ist beispielsweise in derDE 2 202 967 beschrieben. - Es ist weiter ein Räumzahnwälzfräser bekannt (
DE 2 946 949 C1 ), dem ein ähnlicher Gedanke zugrunde liegt. Zur Vermeidung einer hohen Werkzeugbelastung wird eine „Schnittunterteilung" vorgenommen. Auch das Problem der Werkzeugbelastung durch Dreiflankenspäne (auch „U-Späne" genannt), wird beschrieben. Bei diesem Werkzeug handelt es sich jedoch um einen einteiligen Wälzfräser zum Verzahnen von Stirnrädern (Zylinderrädern). Die dem Prozeß zugrundeliegende Kinematik sowie die Gestalt des Werkzeuges und seine Herstellung und Aufbereitung unterscheiden sich stark von den in dieser Druckschrift beschriebenen Stirnmessersystemen mit stabförmigen Werkzeugen zum Verzahnen von Kegelrädern. - Um den oben unter 3. genannten Nachteil zu vermeiden, wird ein Schneidwerkzeug eingesetzt, das an drei Seiten schneidet und keine Schnittaufteilung besitzt. Ein solches bekanntes Schneidwerkzeug zeigt
1 , das ein Dreiflankenschneider (Vollprofilmesser) mit den drei Schneidkanten27 bis29 ist. Bei einer solchen Ausbildung können zwar auf einem Messerkopf mehr wirksame Schneiden montiert werden, jedoch ist der Nachteil der Bildung von Dreiflankenspänen vorhanden. Aufgrund der Anforderung an das Werkzeug, an drei aneinander grenzenden Seiten zu schneiden und das richtige Lückenprofil zu erzeugen, ist die Anzahl der Freiheitsgrade der Werkzeuggestaltung und -optimierung stark begrenzt. Ein Beispiel dafür ist die Tatsache, dass der Spanwinkel der einen seitlichen Schneide gleich dem negativen Spanwinkel der anderen seitlichen Schneide entspricht. Aus diesem Grunde wird bei einem Werkzeugsystem dieser Art (Klingelnberg „Twin Blade") der Spanwinkel auf beiden Seiten gleich Null gewählt. - Die beschriebenen bekannten Werkzeugsysteme haben den Nachteil, dass sie entweder drei Messer pro Messergruppe erfordern (Einflankenmesser) und dadurch die Anzahl der im Messerkopf einzusetzenden Messergruppen sinkt, was sich negativ auf die Produktivität auswirkt, oder dass für das Verschleißverhalten ungünstige Späne gebildet werden, die mit zwei oder drei benachbarten Werkzeugflanken erzeugt werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Schneidwerkzeugsystem so auszubilden, dass die Anzahl der im Messerkopf einzusetzenden Messergruppen hoch ist und dabei eine nachteilige Spanbildung vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Schneidwerkzeugsystem erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung werden nur noch Einflankenspäne gebildet, was sich vorteilhaft auf das Verschleißverhalten der Werkzeuge auswirkt. Das erfindungsgemäße Schneidwerkzeugsystem vereint also die Vorteile des bekannten Systems mit drei Messern pro Messergruppe und im bekannten System mit zwei Messern pro Messergruppe, wodurch zum einen die Zahl der im Messerkopf einzusetzenden Messergruppen hoch ist und zum anderen keine ungünstige Spanbildung auftritt. Die nachteilige Bildung von Mehrflankenspänen wird vermieden. Das Spitzenmesser schneidet nur mit der Kopfschneide und gegebenenfalls an Teilen der benachbarten Radien. Das Flankenmesser schneidet an beiden seitlichen Flanken und gegebenenfalls einem Teil des Übergangsradius von der Flanke zum Kopf.
- Vorteilhaft wird diese Schnittaufteilung dadurch erreicht, dass – ausgehend von einem gedachten Werkzeug mit der Sollgeometrie eines Dreiflankenwerkzeuges – folgende Modifikationen eingebracht werden:
- a) Am Spitzenmesser werden die seitlichen Werkzeugschneidkanten relativ zu den Schneidkanten des Flankenmessers zurückgesetzt, so dass dort keine Späne gebildet werden.
- b) Am Flankenmesser wird die Kopfschneidkante relativ zur Schneidkante des Spitzenmessers zurückgesetzt, so dass nur noch an den Seiten des Schneidenkörpers Späne gebildet werden.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
- Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
-
1 ein Werkzeugprofil eines Dreiflankenmessers (Vollprofilmessers) nach dem Stand der Technik, -
2 eine Schnittaufteilung auf Außen- und Innenmesser eines Zweiflankenschneiders nach dem Stand der Technik, -
3 eine Schnittaufteilung auf Außen-, Mitten- und Innenmesser von Einflankenschneidern nach dem Stand der Technik, -
4 eine erste Ausführungsform eines Spitzenmessers des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
5 ein Flankenmesser des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
6 in einer Darstellung entsprechend5 eine zweite Ausführungsform eines Flankenmessers des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
7 eine Art der Realisierung der Schnittaufteilung durch relative Rücknahmen an Kopf- bzw. Seitenschneidkanten, -
8 in einer Darstellung entsprechend7 die Schnittaufteilung des Flankenmessers gemäß6 , -
9 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Flankenmessers des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
10 das Flankenmesser gemäß9 in einer weiteren Schrägansicht, -
11 das Flankenmesser gemäß9 in Vorderansicht, -
12 das Flankenmesser gemäß9 in Seitenansicht, -
13 das Flankenmesser gemäß9 in Ansicht von der gegenüberliegenden Seite, -
14 eine Draufsicht auf das Flankenmesser gemäß9 , -
15 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Spitzenmessers des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
16 das Spitzenmesser gemäß15 in einer weiteren Schrägansicht, -
17 und18 das Spitzenmesser gemäß15 in beiden Seitenansichten, -
19 eine Vorderansicht des Spitzenmessers gemäß15 , -
20 eine Draufsicht auf das Spitzenmesser gemäß15 , -
21 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flankenmessers des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugsystems, -
22 das Flankenmesser gemäß21 in einer Draufsicht -
23 das Flankenmesser gemäß19 in einer Schrägansicht, -
24 das Flankenmesser gemäß21 in einer weiteren Schrägansicht, -
25 einen erfindungsgemäßen Messerkopf in perspektivischer Darstellung. -
4 zeigt ein Spitzenmesser1 zur Verwendung in einem Schneidwerkzeugsystem, das vorteilhaft zum Verzahnen von Kegelrädern im Einzel-Teil-Verfahren eingesetzt wird. Das Spitzenmesser1 hat einen Grundkörper2 , der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt hat. Der Grundkörper2 kann aber auch einen anderen eckigen Querschnitt, halbrunden oder runden Querschnitt oder auch jede sonstige geeignete Querschnittsform haben. An einer Stirnseite des Grundkörpers2 sitzt der Messerteil3 , der in Ansicht (4b ) etwa Dreieckform hat. Der Schneidteil3 ist mit einer Kopfschneide21 versehen, die durch eine gestrichelte Linie eingekreist ist. Das Spitzenmesser1 schneidet nur mit der Kopfschneide21 , die bogenförmig ausgebildet ist. In den4a und4b ist schematisch dargestellt, dass der Messerteil3 im Anschluß an die Kopfschneide21 flankenseitig zurückgesetzt ist, so dass sich die mit dicken Linien angegebenen Seitenkanten20 ,23 ergeben. Die in den4a und4b eingezeichneten Pfeile sollen veranschaulichen, dass der Messerteil3 zunächst die Kanten20' ,23' hat (dünne Linien), die durch Materialabnahme so verlagert werden, dass sie die Kanten20 ,23 bilden. Aufgrund dieser zurückgesetzten Kanten20 ,23 wird erreicht, dass sie am Schneidprozeß nicht teilnehmen, so dass das Spitzenmesser1 ausschließlich mit der Kopfschneide21 , gegebenenfalls noch an Teilen der benachbarten Radien, Material am Werkstück abnimmt. Die Kanten20 ,23 begrenzen eine Spanfläche4 . -
5 zeigt ein Flankenmesser5 mit einem Grundkörper6 , der gleich ausgebildet sein kann wie der Grundkörper2 des Spitzenmessers1 . An einer Stirnseite des Grundkörpers6 befindet sich ein Messerteil7 mit zwei seitlichen Schneiden24 ,26 . Die am Kopfbereich vorgesehene Kante25 ist so weit zurückgesetzt, dass mit ihr kein Materialabtrag am Werkstück vorgenommen wird. Dieser Materialabtrag ist in den5a und5b durch den Pfeil kenntlich gemacht, der andeuten soll, dass die ursprünglich vorhandene Kante25' so weit zurückgesetzt wird, dass die durch eine dicke Linie gekennzeichnete Kante25 entsteht. An die seitlichen Schneidkanten24 ,26 schließt eine Spanfläche8 an. - Das Flankenmesser
5 schneidet an den beiden seitlichen Schneidkanten24 ,26 und gegebenenfalls an einem Teil des Übergangsradius zum Kopf. Dementsprechend arbeitet das Spitzenmesser1 gemäß4 nur mit der Kopfschneide21 und gegebenenfalls mit Teilen der benachbarten Radien. Während das Spitzenmesser1 nur mit seiner Kopfschneide21 Material abträgt, sind beim Flankenmesser5 beide Seitenschneidkanten24 ,26 in Eingriff. -
7 zeigt in schematischer Darstellung die Realisierung der Schnittaufteilung durch das Spitzenmesser1 und das Flankenmesser5 . Die Messerteile3 ,7 sind in7c gedanklich übereinander gelegt. Daraus ist ersichtlich, dass die Schneidkanten24 ,26 des Flankenmessers5 über die seitlichen Kanten20 ,23 des Spitzenmessers1 überstehen. Dementsprechend steht die Kopfschneide21 des Spitzenmessers1 über die zurückgesetzte Kante25 des Flankenmessers5 vor. -
7c zeigt das gedachte Werkzeug mit der Sollgeometrie eines Dreiflankenwerkzeuges (Vollprofilschneiders). Es wird in der beschriebenen Weise so modifiziert, dass am Spitzenmesser1 die seitlichen Kanten20 ,23 und am Flankenmesser5 die kopfseitige Kante25 so zurückgesetzt sind, dass dort keine Späne gebildet werden. Auf diese Weise wird eine Schnittaufteilung erreicht, dass nur noch Einflankenspäne gebildet werden, was sich besonders vorteilhaft auf das Verschleißverhalten der Werkzeuge auswirkt. -
6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Flankenmessers5 mit dem Grundkörper6 und dem Messerteil7 . Er hat die seitlichen Schneidkanten24 ,26 mit den anschließenden Spanflächen8 und9 . Die kopfseitige Kante25 ist so weit zurückgesetzt, dass sie nicht schneidet. Das Flankenmesser5 dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass an den beiden seitlichen Schneidkanten24 ,26 ein positiver Spanwinkel γ gebildet wird. In8d sind die positiven Spanwinkel γF1, γF2 der seitlichen Schneidkanten24 ,26 dargestellt. An die Schneidkanten24 ,26 schließen Freiflächen bzw. Seitenflächen11 ,12 unter dem Freiwinkel αF1, αF2 an. - Um den positiven Spanwinkel γF1, γF2 zu erzielen, ist in die Spanfläche eine Vertiefung
37 eingebracht, die im Ausführungsbeispiel etwa V-förmig ausgebildet ist. Diese Vertiefung37 kann auch jede andere Profilierung haben, beispielsweise ein U-Profil oder jede beliebige andere Topographie. Ebenso ist ein erhabenes Profil denkbar, durch das bewusst negative Spanwinkel an den Schneidkanten realisiert werden können. In der dargestellten Ausführungsart mit positiven Spanwinkeln schneiden die Spanflächen8 und9 einander in einer Kante10 , die infolge der Rücknahme des Kopfes25 relativ zu den Schneidkanten des Flankenschneiders außerhalb des Bereichs der Schneidkanten24 ,26 liegt, die zur Spanbildung eingesetzt werden. - Der Kopfbereich des Flankenmessers
5 ist relativ zur Schneidkante des Spitzenschneiders zurückgesetzt, so dass die kopfseitige Kante25 bei der spanabhebenden Bearbeitung nicht am Werkstück angreift. -
8b zeigt das Spitzenmesser1 mit der Kopfschneide21 und den zurückgesetzten seitlichen Kanten20 ,23 . Werden die beiden Messer1 ,5 gedanklich übereinandergelegt (8c ), dann ergibt sich ein gedachtes Werkzeug mit der Sollgeometrie eines Dreiflankenwerkzeuges (Vollprofilmessers) mit der Modifikation, dass die seitlichen Kanten20 ,23 des Spitzenmessers1 und die kopfseitige Kante25 des Flankenmessers5 zurückgesetzt sind. Dadurch ist dieses gedachte Werkzeug so ausgebildet, dass im Kopfbereich nur die Kopfschneide21 des Spitzenmessers1 und im Seitenbereich nur die seitlichen Schneidkanten24 ,26 des Flankenmessers5 Späne am Werkstück abnehmen. Bei der Profilierung des Flankenmessers5 , beispielsweise durch fünfachsiges Schleifen, ist der Versatz der Schneidkanten24 ,26 zu berücksichtigen und zu kompensieren. Der Versatz entsteht dadurch, dass an den Flanken11 ,12 der Freiwinkel αF1, αF2 besteht und die Spanflächen8 ,9 durch das Einbringen der nutförmigen Vertiefung37 in Richtung des Werkzeuggrundkörperinneren geneigt sind. Die Kompensation dieses geometrischen Versatzes ist jedoch als unproblematisch anzusehen, da die relevanten Größen bekannt sind und der Fehler wie auch die erforderliche Kompensation beim Profilieren analytisch leicht herzuleiten sind. - Wie sich aus den
7c und8c ergibt, liegen die zurückgesetzten seitlichen Kanten20 ,23 des Spitzenmessers1 parallel zu den seitlichen Schneidkanten24 ,26 des Flankenmessers5 . Selbstverständlich können die zurückgesetzten Kanten20 ,23 auch einen anderen Verlauf haben; sie müssen nicht parallel zu den Schneidkanten24 ,26 des Flankenmessers5 verlaufen. Auch kann der Übergang von den zurückgesetzten Kanten20 ,23 zur Schneidkante21 im Kopfbereich auf verschiedene Weise gestaltet werden. Dieser Übergang kann über Ausrundungen und Radien oder auch scharfkantig erfolgen. Dies gilt in gleicher Weise auch für den Übergang der Schneidkanten24 ,26 zur kopfseitigen Kante25 des Flankenmessers5 . - Die
9 bis14 zeigen eine weitere Ausbildung eines Flankenmessers5 mit den seitlichen Schneidkanten24 ,26 und der zurückgesetzten kopfseitigen Kante25 . In der Spanfläche befindet sich vorteilhaft die Vertiefung37 zur Erzielung der positiven Spanwinkel γF1, γF2. Die Vertiefung37 ist nur beispielhaft V-förmig gestaltet, kann aber auch beispielsweise U-Profil oder jedes andere geeignete Profil haben. Durch die Vertiefung37 werden die positiven Spanwinkel γF1, γF2 (8d ) erreicht. - Um die kopfseitige Kante zurückzusetzen, kann optional in die Freifläche
13 des Flankenmessers5 eine Vertiefung14 eingebracht werden, die in die Vertiefung37 in der Spanflächen8 und9 mündet. Eine relative Rücknahme des Kopfes zum Spitzenschneider mit dem Ziel, dass das Flankenmesser im Kopfbereich25 keine Späne bildet, ist jedoch auch ohne Einbringen einer in der Freifläche des Flankenmessers5 sichtbare Vertiefung14 möglich. Die Kante zwischen dem Boden der Vertiefung14 und dem Boden der Vertiefung37 ergibt die zurückgesetzte Kante25 . Die Freifläche13 liegt unter einem spitzen Winkel zu Spanfläche. - An die seitlichen Schneidkanten
24 ,26 schließen unter dem Freiwinkel αF1, αF2 die Seitenflanken11 ,12 an. Sie sind wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen vorteilhaft eben. - Die Spanfläche
8 ,9 des Flankenschneiders5 erstreckt sich bis in den Grundkörper6 , so dass sie beispielsweise durch einen Schleifvorgang einfach hergestellt werden kann. Durch die beschriebene Rücknahme des Werkzeugprofils am Kopf des Flankenmessers5 relativ zur Schneidkante des Spitzenschneiders wird wiederum gewährleistet, dass das Flankenmesser5 im Bereich des Kopfes des Werkzeuggrundprofils keine Späne bildet. - Die
15 bis20 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Spitzenmessers1 . Es hat den Grundkörper2 , der ähnlich oder gleich ausgebildet ist wie der Grundkörper6 des Flankenmessers5 gemäß den9 bis14 . Die Kopfschneide21 verläuft bogenförmig und geht in die zurückgesetzten Kan ten20 ,23 über. Beim Einsatz des Spitzenmessers1 werden dadurch im Bereich der seitlichen Kanten20 ,23 keine Späne gebildet, sondern nur an der Kopfschneide21 . An sie schließen Freiflächen15 an. Die Spanfläche4 ist eben und in Ansicht dreieckförmig. An sie schließen über die zurückgesetzten Kanten20 ,23 die seitlichen Flankenflächen11 ,12 an, die vorteilhaft eben sein können und sich bis zum Grundkörper2 erstrecken. - Die
21 bis24 zeigen schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flankenmessers5 . Die kopfseitige Kante25 ist relativ zur Spitzenmesserschneidkante zurückgesetzt, so dass an ihr kein Span abgetragen wird. An die zurückgesetzte Kante25 schließen die seitlichen Schneidkanten24 ,26 an, mit denen Material am zu bearbeitenden Werkstück abgetragen wird. An die seitlichen Schneidkanten24 ,26 schließen die Spanflächen8 ,9 an. Sie werden durch die seitlichen Schneidkanten24 ,26 von den Freiflächen11 ,12 getrennt. - Zwischen den Schneidkanten
24 ,26 befindet sich ein Zugabebereich16 , der ein mehrmaliges Nachschleifen des Flankenmessers5 zulässt. Er erstreckt sich von der kopfseitigen Kante25 bis in den Grundkörper6 . Der Zugabebereich16 wird in Richtung auf den Grundkörper6 zunehmend breiter. - An die zurückgesetzte kopfseitige Kante
25 schließt eine Freifläche17 an (22 ), die zwischen den Flankenflächen11 ,12 liegt. Die Freifläche17 ist gegenüber dem theoretischen Profil des Flankenmessers5 zurückgesetzt. - Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann der zurückgenommene Bereich am Spitzenmesser
1 und am Flankenmesser5 unterschiedlich gestaltet sein. Die entsprechende zurückgenommene Kante20 ,23 ,25 muss nicht entlang einer geraden Linie verlaufen, sondern kann auch als Kurve ausgebildet sein. Die Wahl der Schnittaufteilung in den Übergangsradien zwischen Kopf und Flanke der Messer1 ,5 kann unterschiedlich sein und ist nicht auf eine exakte Ausbildung beschränkt. Die Querschnittsform des Grundkörpers6 kann beliebig sein. Die Schnittaufteilung mittels der Messer1 ,5 kann bei einem viereckigen, fünfeckigen, kreisförmigen, halbkreisförmigen, dreieckigen oder andersartig geformten Querschnitt des Grundkörpers2 ,6 eingesetzt werden. Auch ist das Schneidwerkzeugsystem in der beschriebenen Weise mit Schneidplatten möglich. Ob der Messerkopf einteilig oder mehrteilig gefertigt ist und welche Fertigungsverfahren bei der Messerkopfherstellung zum Einsatz kommen, ist für die Anwendung der Erfindung unerheblich. - Die Messer
1 ,5 sowie die spanabhebend arbeitenden Schneiden21 ,24 ,26 sind so zueinander positioniert, dass die von ihnen erzeugten Werkstückflächen stufenlos ineinander übergeben. Die für das Werkzeugverschleißverhalten nachteilige Bildung von Mehrflankenspänen wird vermieden. - Hat das Flankenmesser
5 an den beiden seitlichen Schneidkanten24 ,26 den positiven Spanwinkel γF1, γF2, dann befindet sich die Kante10 außerhalb des Bereichs der Schneidkanten, die zur Spanbildung eingesetzt werden. Dadurch wird die vom Schneidwerkzeugsystem (Kombination aus Spitzen- und Flankenmesser) erzeugte Werkstückgeometrie im Lückengrund nicht beeinträchtigt. - Für das Spitzenmesser
1 und das Flankenmesser5 können deutlich unterschiedliche Neigungswinkel λi gewählt werden. Die Begriffe Neigungs-, Span- und Freiwinkel sind in der DIN 6581 „Bezugssysteme und Winkel am schnedteil des Werkzeugs" definert. Für das Flankenmesser5 erzeugt die Neigung des Messers um die gedachte radiale Verbindungslinie vom Messerkopfstirnflächenmittelpunkt zum Stabmesser in der Ebene der Messerkopfstirnseite den Neigungswinkel λF. Für das Spitzenmesser erzeugt die Drehung des Messers um die Achse, die durch die Schneidkante21 geht und parallel zur Messerkopf-Drehachse ist, den Neigungswinkel λS. Bei den herkömmlichen Zweiflankenmessern ist der Neigungswinkel der Kopfschneide gleichzeitig der Spanwinkel der Hauptschneide und umgekehrt. Dies hat zur Folge, dass im System von Innen- und Außenmesser nach Stand der Technik der Spanwinkel des einen Messers und der Neigungswinkel des anderen nicht unabhängig voneinander gewählt werden können. - Infolge der beschriebenen Schnittaufteilung gemäß Anspruch 1 können im erfindungsgemäßen Werkzeugsystem jedoch der Spanwinkel des Spitzenmessers
1 und der Neigungswinkel des Flankenmessers5 vollständig unabhängig voneinander gewählt werden. - Die Teilung zwischen dem Flankenmesser
5 und dem nachfolgenden Spitzenmesser1 an einem Messerkopf19 muss nicht identisch sein mit der Teilung zwischen dem Spitzenmesser1 und dem nachfolgenden Flankenmesser5 dieses Messerkopfes. Dadurch ergibt sich ein Unterschied in der Größe der Spanräume22 , das heißt der Abstand zwischen der Spanfläche des schneidenden Messers1 oder5 und der Rückseite des vorangehenden Messers5 oder1 . Da das Spitzenmesser1 beispielsweise beim Fräsen mit Tauchvorschub aus kinematischen Gründen in vielen Fällen deutlich dickere Späne als das Flankenmesser5 bildet und dickere Späne aufgrund der geringeren sich einstellenden Spankrümmung mehr Spanraum benötigen als die mit dem Flankenmesser5 gebildeten Späne, kann der Messerkopf19 optimal auf die Erfordernisse der Messer1 ,5 hin angepasst werden. Der Spanraum22 vor den Flankenmessern5 kann kleiner gewählt werden als der Spanraum der Messer bei Messerkopfsystemen nach dem Stand der Technik (Zweiflankenmesser bzw. Innen- und Außenmesser), da diese Zweiflankenmesser immer auch Späne mit der Kopfschneide bilden. Der Spanraum muss dementsprechend für Außen- und Innenmesser so groß gewählt werden wie der Spanraum für die Spitzenmesser des beschriebenen Schneidwerkzeugsystems. Die Verringerung des Spanraumes22 der Flankenmesser5 bringt eine Erhöhung der möglichen Anzahl der einzubringenden Messergruppen18 mit sich, was wiederum zu einer Produktivitätssteigerung führt. - Beim Fräsen mit Wälzvorschub liegen die Verhältnisse umgekehrt, das heißt das Flankenmesser
5 erzeugt deutlich dickere Späne als das Spitzenmes ser. Daher können für das Fräsen mit Wälzvorschub die Spanraumgrößen anders als oben beschrieben gewählt werden. - Die Messer
1 ,5 sind im Messerkopf19 jeweils in Messergruppen18 angeordnet (25 ). Je nach Durchmesser des Messerkopfes19 kann eine große Zahl von solchen Messergruppen18 in Umfangsrichtung angeordnet werden. Infolge der beschriebenen Schnittaufteilung besteht die Messergruppe18 lediglich aus den beiden Messern1 und5 , so dass in Umfangsrichtung des Messerkopfes19 eine größere Zahl von Messergruppen18 vorgesehen werden kann. Der Vorteil liegt in der hohen Produktivität bei verminderter Werkzeugbelastung. Aufgrund der Schnittaufteilung ergeben sich weitere Freiheitsgrade in der Schneidenkörpergestaltung. Die Flankenmesser können so gestaltet werden, dass sie an beiden seitlichen Flanken schneiden und dennoch an jeder der Schneiden einen positiven Spanwinkel γF1, γF2 aufweisen. - Der Messerkopf
19 für die Messer1 ,5 kann in der beschriebenen Weise so gestaltet werden, dass die Neigungswinkel der Messer1 ,5 im Messerkopf deutlich verschieden sind, so dass zum Beispiel für das Fräsen einer Verzahnung im Lückengrund und an den Zahnflanken optimale Zerspanbedingungen vorliegen. Da die Spanräume22 vor den Flanken- und den Spitzenmessern unterschiedlich groß gewählt werden können, können Messerköpfe19 mit einer größeren Messergruppenanzahl konstruiert werden, was Vorteile bezüglich der erreichbaren Produktivität mit sich bringt. - Da die seitlichen Schneidkanten
24 ,26 am Flankenmesser5 und die Kopfschneide21 am Spitzenmesser1 vorgesehen sind, können für die unterschiedlichen Messer unterschiedliche Schneidstoffe, Beschichtungskonzepte oder auch Werkzeugaufbereitungskonzepte verwendet werden. So kann eine optimale Anpassung an die an Kopfschneiden21 und Flankenschneiden24 ,26 unterschiedlichen Spanungsdicken und Belastungen gewährleistet werden. Beispielsweise kann für ein Fräsen mit Tauchvorschub das Spitzenmesser1 aus einem zäheren Schneidstoff hergestellt werden. Dabei kann das Messer im Drei-Flanken-Schliff geschärft werden und vollbeschichtet zum Einsatz kommen. Die Schneidkante21 kann ggf. leicht verwundet werden, was sich bei der Bildung dicker Späne vorteilhaft auf das Verschleißverhalten auswirkt. Für das Flankenmesser5 kann ein härterer Schneidstoff verwendet werden. Für das Flankenmesser5 kann ein Zwei-Flanken-Schliff eingesetzt werden. Es ist dabei nur eine spanflächenseitige Beschichtung notwendig, wobei die seitlichen Flankenschneiden24 ,26 vorteilhaft nicht verrundet sind und sich dadurch sehr scharfe Kanten ergeben, die besonders vorteilhaft für die Bildung dünner Späne sind. Auf diese Weise können Kosten durch eine optimale Abstimmung jeder Werkzeugschneide auf die jeweilige Belastung eingespart werden. Die Standzeit des Flankenmessers5 entspricht etwa der doppelten Standzeit des Spitzenmessers1 und wird daher nur bei jedem zweiten Spitzenmesserwechsel ausgetauscht. - Die Vertiefung
37 im Flankenmesser5 zur Erzielung der positiven Spanwinkel γF1, γF2 kann konstante Tiefe haben. Diese nutartige Vertiefung37 kann ggf. bereits bei der Herstellung des Rohlings ur- oder umformend eingebracht werden. Das Werkzeug wird in diesem Fall durch Nachschleifen nur auf den Flächen11 ,12 und17 nachgeschärft. - Die beschriebene Schnittaufteilung und die Nutzung der damit verbundenen Freiheitsgrade der Werkzeuggestaltung führen zu höheren Standmengen und/oder höheren Zerspanleistungen. Letzteres kann durch die Bildung dickerer Späne und/oder das Erhöhen der Anzahl wirksamer Schneiden im Messerkopf aufgrund des verringerten Spanraums erreicht werden.
Claims (12)
- Schneidwerkzeugsystem zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Verzahnen von Kegelrädern im Einzel-Teil-Verfahren, mit Messern, bei denen durch entsprechende Gestaltung des Messerprofils eine Schnittaufteilung auf zwei Messer einer Messergruppe vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Messer (
5 ) nur an den Seiten (Flankenmesser) und das andere Messer (1 ) nur am Kopf (Spitzenmesser) schneidet, und dass die Schneiden (21 ,24 ,26 ) so zueinander positioniert sind, dass die von den Schneiden erzeugten Werkstückflächen stufenlos ineinander übergehen. - Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzenmesser (
1 ) seitliche Kanten (20 ,23 ) aufweist, die so weit zurückgesetzt sind, dass sie nicht schneiden. - Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfschneide (
21 ) bogenförmig verläuft. - Schneidwerkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Flankenmesser (
5 ) eine zurückgesetzte kopfseitige Kante (25 ) hat. - Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenschneiden (
24 ,26 ) des Flankenmessers (5 ) an die zurückgesetzte Kante (25 ) anschließen. - Schneidwerkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die eine, vorzugsweise beide Flankenschneiden (
24 ,26 ), einen positiven Spanwinkel (γF1, γF2) haben. - Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des positiven Spanwinkels (γF1, γF2) die Spanfläche (
8 ) des Flankenmessers (5 ) mit einer Vertiefung (37 ) versehen ist. - Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (
37 ) konstante Tiefe hat. - Schneidwerkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spitzenmesser (
1 ) und das Flankenmesser (5 ) unterschiedliche und vom Spanwinkel des jeweils anderen Schneiders unabhängig wählbare Neigungswinkel λi (definiert nach DIN 6581 „Bezugssysteme und Winkel am Schneidteil des Werkzeugs") haben. - Schneidwerkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flankenmesser (
5 ) im Bereich zwischen den Flankenschneiden (24 ,26 ) einen Zugabebereich (16 ) aufweist. - Messerkopf zur Verwendung bei einem Schneidwerkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit mindestens einer Messergruppe, dadurch gekennzeichnet, dass die Messergruppe (
18 ) ein Spitzenmesser (1 ) mit einer Kopfschneide (21 ) und ein Flankenmesser (5 ) mit Flankenschneiden (24 ,26 ) aufweist. - Messerkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Spitzenmesser (
1 ) und dem Flankenmesser (5 ) innerhalb der Messergruppe (18 ) unterschiedlich ist zum Abstand dieses Spitzenmessers (1 ) zum Flankenmesser (5 ) einer benachbarten Messergruppe (18 ).
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Cited By (4)
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WO2008140723A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | The Gleason Works | Tool for improved chip flow |
EP2412467A1 (de) * | 2010-07-29 | 2012-02-01 | Klingelnberg AG | Verfahren zum Fräsen einer Kegelradverzahnung im kontinuierlichen Fräsverfahren |
EP2871015A1 (de) * | 2013-11-11 | 2015-05-13 | Sandvik Intellectual Property AB | Zahnradabwälzwerkzeug sowie Einsatzhalter, Chip-Entfernungseinheit, und Einsatzkit dafür |
EP3693818A1 (de) * | 2019-02-05 | 2020-08-12 | Klingelnberg AG | Verfahren zum bearbeiten von zahnrad-werkstücken |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
US2216139A (en) * | 1937-09-30 | 1940-10-01 | Gleason Works | Gear cutter |
DE19624685C1 (de) * | 1996-06-20 | 1997-02-20 | Oerlikon Geartec Ag | Rundstabmesser und insbesondere dafür vorgesehener Messerkopf |
-
2005
- 2005-12-08 DE DE102005058536A patent/DE102005058536B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008140723A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | The Gleason Works | Tool for improved chip flow |
CN101678489B (zh) * | 2007-05-10 | 2013-02-27 | 格里森工场 | 用于改进切屑流动的工具 |
EP2412467A1 (de) * | 2010-07-29 | 2012-02-01 | Klingelnberg AG | Verfahren zum Fräsen einer Kegelradverzahnung im kontinuierlichen Fräsverfahren |
CN102398087A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-04-04 | 科林基恩伯格股份公司 | 以连续铣削工艺铣削锥齿轮的齿系统的方法 |
CN102398087B (zh) * | 2010-07-29 | 2014-11-05 | 科林基恩伯格股份公司 | 以连续铣削工艺铣削锥齿轮的齿系统的方法 |
US8882414B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-11-11 | Klingelnberg Ag | Method and system for milling a bevel gear tooth system in a continuous miling process |
KR101900100B1 (ko) | 2010-07-29 | 2018-09-18 | 클린게인베르크 아게 | 연속 밀링공정에서 베벨기어 이빨시스템을 밀링하기 위한 방법 |
EP2871015A1 (de) * | 2013-11-11 | 2015-05-13 | Sandvik Intellectual Property AB | Zahnradabwälzwerkzeug sowie Einsatzhalter, Chip-Entfernungseinheit, und Einsatzkit dafür |
US9475143B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-10-25 | Sandvik Intellectual Property Ab | Gear hobbing tool as well as an insert holder, a chip removal unit, and an insert kit therefor |
EP3693818A1 (de) * | 2019-02-05 | 2020-08-12 | Klingelnberg AG | Verfahren zum bearbeiten von zahnrad-werkstücken |
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