DE102007006139A1

DE102007006139A1 - Entgratungsvorrichtung für eine Walzfräsmaschine

Info

Publication number: DE102007006139A1
Application number: DE102007006139A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey R. Tipton Lee; Frank H. Brighton Kays; Travis M. Ann Arbor Thompson; Stephen D. Saline Doubler
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2007-09-13
Also published as: CN101015871B; CN101015871A; US7310863B2; US20070186398A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Walzfräsmaschine zur Verfügung. Die Walzfräsmaschine umfasst eine Klemmvorrichtung, die geeignet ist, einen Zahnradrohling zu halten. Ein Motor ist funktionsmäßig mit der Klemmvorrichtung verbunden und ist gestaltet, um die Klemmvorrichtung und den Zahnradrohling gemeinsam mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu rotieren. Ein rotierbares Schneidwerkzeug ist in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar und ist gestaltet, um den Zahnradrohling zu schneiden und dadurch mehrere Zahnradzähne zu produzieren. Ein Entgratungswerkzeug ist in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar und ist gestaltet, um Grate von dem Zahnradrohling zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden. Eine motorisierte Spindel ist funktionsmäßig mit dem Entgratungswerkzeug verbunden und ist gestaltet, um das Entgratungswerkzeug mit einer vordefinierten Geschwindigkeit anzutreiben und zu rotieren, um die Entfernung der Grate zu optimieren.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/772,049, eingereicht am 10. Februar 2006, welche hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Werkzeugmaschinen, und insbesondere eine Entgratungsvorrichtung für eine Walzfräsmaschine, die verwendet wird, um Zahnrad- und Keilwellenprofile zu schneiden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Walzfräsmaschine ist eine spezialisierte Form einer Fräsmaschine, die verwendet werden kann, um Zahnradzähne in einen Zahnradrohling zu fräsen und dadurch ein Zahnradelement oder ein Keilwellenelement zu produzieren. Die Walzfräsmaschine erzeugt ein Zahnradelement, indem ein Zahnradrohling und ein Schneidwerkzeug oder ein Walzfräswerkzeug synchron rotiert werden, während das Walzfräswerkzeug in Eingriff mit dem Zahnradrohling gebracht wird. Das Walzfräswerkzeug kann an dem Zahnradelement einen Grat produzieren, wenn die Zahnradzähne geschnitten werden. Der Grat wird vorzugsweise durch ein Entgratungswerkzeug entfernt, um die Leistungsfähigkeit des Zahnradelements zu verbessern. Im gegenwärtigen Stand der Technik wird ein Entgraten bei Walzfräsmaschinen durch ein Werkzeug mit scharfer Kante, wie zum Beispiel eine Stahlscheibe, durchgeführt, welche Grate über den Schervorgang an dem Schnittpunkt der Stahlscheibe und des Zahnradrohlings entfernt. Diese herkömmliche Art des Entgratens ist für Zahnradrohling-Werkstücke mit erhöhten Druckseiten oder komplexen Randabrundungsgestaltungen nicht gut geeignet. In diesen Fällen sind für eine vollständige Gratentfernung zusätzliche Verarbeitungsschritte erforderlich, beispielsweise eine zusätzliche Verarbeitung, wie zum Beispiel Abrundungsmaschinen, Schleif-/Drahtscheibenmaschinen, Strahlputzen und Entgraten mit Schmirgelemulsion.

Daher gibt es einen Bedarf an einer Walzfräsmaschinen-Entgratungsvorrichtung, welche ein Zahnradrohling-Werkstück mit erhöhten Druckseiten oder komplexen Abrundungsgestaltungen ohne die Notwendigkeit, die Kosten von oben skizzierten zusätzlichen Verarbeitungsschritten zu übernehmen, wirksam entgraten kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Walzfräsmaschine der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klemmvorrichtung, die geeignet ist, einen Zahnradrohling zu halten. Ein Motor ist funktionsmäßig mit der Klemmvorrichtung verbunden und ist gestaltet, um die Klemmvorrichtung und den Zahnradrohling gemeinsam mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu rotieren. Ein rotierbares Schneidwerkzeug ist in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar und ist gestaltet, um den Zahnradrohling zu schneiden und dadurch mehrere Zahnradzähne zu produzieren. Ein Entgratungswerkzeug ist in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar und ist gestaltet, um Grate von dem Zahnradrohling zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden. Um die Entfernung von Graten an Schrägstirnrädern zu optimieren, ist die Drehrichtung des Entgratungswerkzeugs ausgewählt, um in einer Richtung zu rotieren, die bewirkt, dass das Entgratungswerkzeug in die spitze oder scharfe (acute) Seite des Zahnradprofils des Zahnradrohlings rotiert. Um dies zu vereinfachen, ist eine motorisierte Spindel funktionsmäßig mit dem Entgratungswerkzeug verbunden und gestaltet, um das Entgratungswerkzeug mit einer durch einen Benutzer ausgewählten vordefinierten Geschwindigkeit und Richtung antreibbar zu rotieren, um so die Entfernung von Graten von dem Zahnradrohling zu optimieren.

Das Entgratungswerkzeug kann eine Umfangskante aufweisen, die geschärft ist, um die Grate abzuscheren und dadurch zu entfernen.

Das Entgratungswerkzeug kann eine Kontaktfläche aufweisen, die gestaltet ist, um die Grate abzuschleifen und dadurch zu entfernen.

Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Durchführung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Seitendarstellung einer Walzfräsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Draufsicht eines Zahnradrohlings in Eingriff mit einem Entgratungswerkzeug;
3A ist eine schematische Schnittansicht eines Zahnradzahns gerade vor einem Eingriff mit einem Entgratungswerkzeug;
3B ist eine schematische Schnittansicht eines Zahnradzahnes, während er in Eingriff mit einem Entgratungswerkzeug gebracht wird;
3C ist eine schematische Schnittansicht eines Zahnradzahnes, nachdem er in Eingriff mit einem Entgratungswerkzeug gebracht wurde; und
4 ist ein Verfahren zum Entgraten eines Zahnradrohlings an einer Walzfräsmaschine während des Schneidens von Zahnradzähnen in den Zahnradrohling gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei in den mehreren Ansichten gleiche Zeichen gleiche oder entsprechende Teile darstellen, ist in 1 eine schematische Darstellung einer vertikalen Walzfräsmaschine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es sollte einzusehen sein, dass die vertikale Walzfräsmaschine 10 zum Zweck der Veranschaulichung gezeigt ist und die vorliegende Erfindung mit alternativen Walzfräsmaschinen-Konfigurationen, wie z.B. einer horizontalen Walzfräsmaschine, ausgeführt sein kann. Die Walzfräsmaschine 10 hält vorzugsweise ein Werkstück oder einen Zahnradrohling 12 zwischen einer Klemmvorrichtung 14 und einem Reitstock 16. Der Zahnradrohling 12 definiert eine zentrale Öffnung 18 und einen Außendurchmesser 20 und weist eine untere Endfläche 22 und eine obere Endfläche 24 auf. Während der Zahnradrohling 12 maschinell bearbeitet wird, werden mehrere Zahnradzähne 26 an dem Außendurchmesser 20 ausgebildet. Zum Zweck der Veran schaulichung sind die Zahnradzähne 26 spiralförmig gezeigt; es sollte jedoch einzusehen sein, dass alternative Verzahnungskonfigurationen, wie z.B. Stirnräder vorstellbar sind.
Die Klemmvorrichtung 14 weist einen Vorsprung 28 auf, der in die Öffnung 18 des Zahnradrohlings 12 einsetzbar ist, um den Zahnradrohling 12 zu lokalisieren und zu halten. Der Reitstock 16 wird von der Klemmvorrichtung 14 zurückgezogen, um es zu ermöglichen, den Zahnradrohling 12 auf die Klemmvorrichtung 14 aufzusetzen. Der Zahnradrohling 12 wird dann auf die Klemmvorrichtung 14 gesetzt, so dass der Vorsprung 28 in die Öffnung 18 eingesetzt wird. Danach wird der Reitstock 16 in negativer Y-Richtung in Eingriff mit dem Zahnradrohling 12 verschoben, so dass der Zahnradrohling 12 auf die Klemmvorrichtung 14 gesetzt wird und der Zahnradrohling 12 sicher zwischen dem Reitstock 16 und der Klemmvorrichtung 14 gehalten wird. Ein Motor 30 dreht die Klemmvorrichtung 14, so dass die Klemmvorrichtung 14, der Zahnradrohling 12 und der Reitstock 16 gemeinsam mit einer vorbestimmten Rate rotieren, die typischerweise eine Umfangsgeschwindigkeit in dem Bereich von 7–8 M/m relativ zu einem ortsfesten Objekt ergibt. Ein Controller 31 steuert den Ausgang des Motors 30, so dass die Rate, mit welcher der Zahnradrohling 12 rotiert, programmierbar ist.
Die Walzfräsmaschine 10 umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches Walzfräswerkzeug oder ein Schneidwerkzeug 32 mit mehreren Zähnen 34 und einer Mittellinie 36. Das Schneidwerkzeug 32 ist um seine Mittellinie 36 rotierbar und ist unter der Kraft von dem Motor 30 oder von einem separaten Motor (nicht gezeigt) sowohl in X- als auch in Y-Richtung verschiebbar. Nachdem der Zahnradrohling 12 auf die oben beschriebene Weise auf die Klemmvorrichtung 14 aufgesetzt wurde, wird das Schneidwerkzeug in X-Richtung in Eingriff mit einem unteren Abschnitt des Zahnradrohlings 12 (nahe der unteren Endfläche 22) und dann nach oben in positiver Y-Richtung verschoben, wodurch der Außendurchmesser 20 des Zahnradrohlings 12 geschnitten wird, um mehrere Zahnradzähne 26 zu produzieren. Wie auf dem Gebiet wohlbekannt ist, sind die Drehgeschwindigkeiten des Schneidwerkzeugs 32 und des Zahnradrohlings 12 durch den Controller 31 synchronisiert, um eine vordefinierte Verzahnungskonfiguration zu produzieren.
Wenn die Zahnradzähne 26 geschnitten werden, kann das Schneidwerkzeug 32 einen Grat 40 nahe der unteren Endfläche 22 eines Zahnradzahns 26 und/oder einen Grat 42 nahe der oberen Endfläche 24 eines Zahnradzahns 26 produzieren. Herkömmliche Entgratungswerkzeuge bestehen aus einem Werkzeug mit einer scharfen Kante, die gestaltet ist, um derartige Grate abzuscheren. Das herkömmliche Entgratungswerkzeug ist im Allgemeinen an einer nicht angetriebenen Spindel befestigt und ist gestaltet, um unter dem Einfluss einer durch den Zahnradrohling vermittelten Zugkraft zu rotieren. Da die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Zahnradrohlings im Allgemeinen relativ gering ist (d.h. ungefähr 7–8 Meter/Minute oder M/m), ist die Relativgeschwindigkeit, mit der die Schneidkante eines herkömmlichen Entgratungswerkzeugs in Eingriff mit einem Grat steht, ebenfalls gering. Diese Art des Entgratens lässt typischerweise bis zu 0,25 mm große Grate an den Zahnradzähnen zurück, welche eine zusätzliche Verarbeitung für eine vollständigere Entfernung erforderlich machen.
Es wurde beobachtet, dass eine relative Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 60 M/m zwischen dem Entgratungswerkzeug und dem Grat optimal für eine Gratentfernung unter Verwendung eines Schervorgangs ist. Außerdem ist durch Bereitstellen einer variablen relativen Umfangsgeschwindigkeit der Entgratungsvorgang nicht auf den herkömmlicheren Schervorgang beschränkt. Beispielsweise können Entgratungswerkzeuge, welche einen Schleifvorgang oder einen Fräsvorgang beinhalten, an Stelle eines Schervorgangs oder zusätzlich zu einem Schervorgang angewendet werden. Die Walzfräsmaschine 10 umfasst deshalb eine motorisierte Spindel oder eine Lagerung 50 mit einem Entgratungswerkzeug 52, wie im Detail nachfolgend beschrieben wird.
Die motorisierte Spindel 50 ist vorzugsweise funktionsmäßig mit einem Motor 54 verbunden, der gestaltet ist, um die Spindel 50 und das daran montierte Entgratungswerkzeug 52 zu rotieren. Alternativ kann die motorisierte Spindel 50 durch den Motor 30 angetrieben sein. Die Spindel 50 ist auch in X- und Y-Richtung verschiebbar. Der Controller 31 steuert den Motor 54, so dass die Rate der Spindelrotation und die Verschiebung der Spindel 50 programmierbar sind. Die Spindel 50 wird vorzugsweise in die in 1 gezeigte Eingriffsposition verschoben, während das Schneidwerkzeug 32 die Zahnradzähne 26 schneidet, so dass das Entgratungswerkzeug 52 in Kontakt mit dem Zahnradrohling 12 kommt und jegliche Grate (z.B. Grat 40) von diesem entfernen kann. Die Rate (oder Geschwindigkeit) und die Richtung, mit der das Entgratungswerkzeug 52 rotiert wird, ist über den Controller 31 programmierbar und kann ausgewählt sein, um die Entfernung von Graten zu optimieren. Die optimale Drehgeschwindigkeit des Entgratungswerkzeugs 52 ist abhängig von der speziellen Art des angewendeten Werkzeugs, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Draufsicht eines Entgratungswerkzeugs 52 in Eingriff mit dem Zahnradrohling 12 gezeigt. Das Entgratungswerkzeug 52 ist im Wesentlichen kreisförmig und definiert eine zentrale Öffnung 60, durch welche das Entgratungswerkzeug 52 an die Spindel 50 (in 1 gezeigt) montiert ist. Das Entgratungswerkzeug 52 weist eine ringförmige Kontaktfläche 62 auf, die gestaltet ist, um in Ein griff mit dem Zahnradrohling 12 zu stehen und jegliche Grate (z.B. Grat 40) von diesem zu entfernen. Die Zusammensetzung der Kontaktfläche 62 kann ausgewählt sein, um die Bedürfnisse einer bestimmten Anwendung zu erfüllen und kann zum Beispiel von dem Zahnradrohling-Material und/oder der maximal zulässigen Gratgröße abhängen. Die Vorrichtung aus motorisierter Spindel 50 und rotierbar angetriebenem Entgratungswerkzeug 52 der vorliegenden Offenbarung kann Zahnradrohlinge mit erhöhten Druckseiten oder komplexen Abrundungsgestaltungen ohne den Bedarf an zusätzlichen Verarbeitungsgängen wirksam entgraten.
Beispielhafte Zusammensetzungen der Kontaktfläche 62 können Schnellarbeitsstahl (HSS), Karbid oder abschleifende Zusammensetzungen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid oder kubisches Bornitrid (CBN), umfassen. Wie zuvor angegeben, ist die optimale Drehgeschwindigkeit des Entgratungswerkzeugs 52 von der speziellen Art des angewendeten Werkzeugs abhängig. Es wurde beobachtet, dass ein Entgratungswerkzeug 52 mit einer Kontaktfläche 62, die aus HSS gebildet ist, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 M/m optimal Grate entfernt. In ähnlicher Weise beträgt die optimale Umfangsgeschwindigkeit für eine Karbidzusammensetzung 150 M/m, für eine Schleifmaterialzusammensetzung beträgt die optimale Umfangsgeschwindigkeit 1200 M/m, und für eine CBN-Zusammensetzung beträgt die optimale Umfangsgeschwindigkeit 2700 M/m. Alternativ kann die Kontaktfläche 62 derart gebildet sein, dass sie Zacken oder Zähne aufweist, die geeignet sind, um jegliche Grate abzuschneiden.
Zusätzlich zu dem Schleifen oder Schneiden von Graten, das durch die Kontaktfläche 62 durchgeführt wird, kann das Entgratungswerkzeug 52 eine Umfangskante 64 aufweisen, die geschärft wurde, um die Entfernung von Graten zu erleichtern. Die Umfangskante 64 entfernt Grate unter Verwendung eines Schervorgangs, ist aber wirksamer, da die Relativge schwindigkeit, mit der die Kante 64 in Eingriff mit dem Grat steht, viel schneller sein kann als zuvor möglich. Ebenso kann bei einigen Anwendungen der Schervorgang der Umfangskante 64 den Schleif- oder Fräsvorgang der Kontaktfläche 62 ergänzen, um die Gratentfernung weiter zu optimieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Umfangskante 64 abgerundet sein, um mit einer Abrundung oder mit Stufen (nicht gezeigt) in dem Zahnradrohling 12 zusammenzupassen.
Wie in 2 gezeigt ist, sind drei Zonen (Zone 1, Zone 2 und Zone 3) hervorgehoben, um eine Schrittsequenz zu zeigen, während der ein Grat von einem einzelnen Zahnradzahn entfernt wird. Die Zonen 1, 2 und 3 sind in 3A–3C detaillierter gezeigt und werden nachfolgend detailliert beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 3A ist eine Schnittansicht von Zone 1 gezeigt. Genauer gesagt zeigt Zone 1 eine Schnittansicht eines Zahnradzahnabschnitts 26A gerade vor einem Eingriff durch das Entgratungswerkzeug 52. Der Zahnradzahnabschnitt 26A weist eine spitze Seite oder Flanke 70, eine stumpfe Seite oder Flanke 72, eine obere Endfläche 74 und eine untere Endfläche 76 auf. Der Zahnradzahnabschnitt 26A weist auch einen relativ größeren Grat 40A und einen relativ kleineren Grat 40B auf, die gebildet wurden, während der Zahn 26 (in 1 gezeigt) durch das Schneidwerkzeug 32 (in 1 gezeigt) geschnitten wurde. Wie auf dem Gebiet bekannt ist, bildet sich der größere Grat 40A im Allgemeinen an der spitzen Seite 70 des Zahns 26, und der kleinere Grat 40B bildet sich im Allgemeinen an der stumpfen Seite 72 des Zahns 26. Das Entgratungswerkzeug 52 ist mit einer geschärften Umfangskante 64 gezeigt und ist gestaltet, um die Grate 40A und 40B während eines Eingriffs mit der Umfangskante 64 durch einen Schervorgang und während eines Eingriffs mit der Kontaktfläche 62 durch einem möglicherweise ergänzenden Schleif- oder Fräsvorgang zu entfernen. Alternativ kann die Umfangskante 64 abgerundet oder abgestumpft sein, falls lediglich die Kontaktfläche 62 angewendet wird, um die Grate 40A und 40B zu entfernen.
Unter Bezugnahme auf 3B ist eine Schnittansicht von Zone 2 gezeigt. Genauer gesagt zeigt Zone 2 eine Schnittansicht eines Zahnradzahnabschnitts 26A, nachdem das Entgratungswerkzeug 52 in Eingriff mit der spitzen Seite 70 des Zahnabschnitts 26A gelangt ist, aber bevor das Entgratungswerkzeug 60 in Eingriff mit der stumpfen Seite 72 des Zahnabschnitts 26A gelangt. Man kann sehen, dass der Grat 40A durch den Eingriff der Umfangskante 64 und der Kontaktfläche 62 auf die oben beschriebene Weise entfernt wurde.
Unter Bezugnahme auf 3C ist eine Schnittansicht von Zone 3 gezeigt. Genauer gesagt zeigt Zone 3 eine Schnittansicht eines Zahnradzahnabschnitts 26A, nachdem sich das Entgratungswerkzeug 52 sowohl an der spitzen Seite 70 als auch an der stumpfen Seite 72 des Zahnabschnitts 26A vorbeibewegt hat. Man kann sehen, dass die Grate 40A und 40B durch den Eingriff der Umfangskante 64 und der Kontaktfläche 62 auf die oben beschriebene Weise entfernt wurden.
Wieder auf 1 Bezug nehmend, kann gemäß einer alternativen Ausführungsform die Spindel 50 angepasst sein, um Grate von der oberen Endfläche 24 des Zahnradrohlings 12 ebenso wie von der unteren Endfläche 22 zu entfernen. Die Spindel 50 umfasst daher auch einen Abstandhalter 80 und ein zweites Entgratungswerkzeug 82. Der Abstandhalter 80 ist geeignet, das zweite Entgratungswerkzeug 82 in einem vorbestimmten Abstand über dem Entgratungswerkzeug 52 zu positionieren, so dass die Entgratungswerkzeuge 52, 82 jeweils in Eingriff mit der unteren Endfläche 22 und der oberen Endfläche 24 des Zahnradrohlings 12 stehen können. Das zweite Entgratungswerkzeug 82 ist dem Entgratungswerkzeug 52 ähnlich, weist aber eine Kontaktfläche 84 auf, die nach unten weist, um in Eingriff mit der oberen Endfläche 24 des Zahnradrohlings 12 zu stehen. Gemäß noch einer anderen alternativen Ausführungsform kann eine separate motorbetriebene Spindel (nicht gezeigt) ähnlich der Spindel 50 angewendet werden, um das zweite Entgratungswerkzeug 82 anzutreiben.
Die hier zuvor beschriebenen Verfahrensschritte sind in 4 kurz wiederholt, welche ein Verfahren zum Entgraten eines Zahnradrohlings auf einer Walzfräsmaschine veranschaulicht, während Zahnradzähne in den Zahnradrohling geschnitten werden. Das Verfahren beginnt bei Schritt 102 durch ein Zurückziehen des Reitstocks 16 weg von der Klemmvorrichtung 14. Bei Schritt 104 wird der Zahnradrohling 12 in die Klemmvorrichtung gesetzt. Bei Block 106 wird der Reitstock 16 nach außen ausgefahren, um den Zahnradrohling 12 in die Klemmvorrichtung 14 zu klemmen. Bei Schritt 108 dreht der Motor 30 die Klemmvorrichtung 14, um den Zahnradrohling 12 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit rotierend anzutreiben. Bei Block 110 wird das Walzfräswerkzeug oder das Schneidwerkzeug 32 in Eingriff mit dem Zahnradrohling 12 verschoben, um den Außendurchmesser des Zahnradrohlings zu schneiden, um Zahnradzähne zu bilden, wobei der Schneideprozess auch Grate an den Endflächen des Zahnradrohlings produziert. Bei Block 112 wird eine Drehgeschwindigkeit und eine Drehrichtung des Entgratungswerkzeugs ausgewählt, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung ausgewählt werden, um die Gratentfernung zu optimieren. Bei Block 114 wird mindestens ein motorisiertes oder anderweitig angetriebenes Entgratungswerkzeug (52 oder 82) in Eingriff mit dem Zahnradrohling 12 gebracht, um Grate von zumindest einer Endfläche (22 oder 24) des Zahnradrohlings 12 zu entfernen.
Während die besten Arten zur Durchführung der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem diese Erfindung betreffenden Gebiet verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zum Anwenden der Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Walzfräsmaschine, umfassend: eine rotierbare Klemmvorrichtung, die geeignet ist, einen Zahnradrohling zu halten; ein rotierbares Schneidwerkzeug, das in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar ist, wobei das Schneidwerkzeug gestaltet ist, um den Zahnradrohling zu schneiden und dadurch mehrere Zahnradzähne und möglicherweise Grate zu produzieren; ein erstes rotierbares Entgratungswerkzeug, das in Eingriff mit einer ersten Endfläche des Zahnradrohlings verschiebbar ist, wobei das Entgratungswerkzeug gestaltet ist, um die Grate von der ersten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden; und eine angetriebene Spindel, die antreibbar mit dem Entgratungswerkzeug verbunden ist und in der Lage ist, das Entgratungswerkzeug mit einer vordefinierten Geschwindigkeit und Richtung zu rotieren, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung ausgewählt sind, um die Entfernung der Grate zu optimieren.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Entgratungswerkzeug eine Umfangskante aufweist, die geschärft ist, um einige der Grate abzuscheren und dadurch zu entfernen.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Entgratungswerkzeug eine Kontaktfläche aufweist, die gestaltet ist, um andere Grate abzuschleifen und dadurch zu entfernen.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 3, wobei die Kontaktfläche Zusammensetzungen aus Schnellarbeitsstahl, Karbid oder abschleifenden Zusammensetzungen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid oder kubischem Bornitrid, aufweisen kann.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 1, ferner einen Motor umfassend, um die angetriebene Spindel anzutreiben.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 1, umfassend: einen ersten Motor, der funktionsmäßig mit der Klemmvorrichtung verbunden ist, um die Klemmvorrichtung und den Zahnradrohling mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu rotieren; und einen zweiten Motor, um die Spindel des Entgratungswerkzeugs anzutreiben.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 6, ferner einen Controller umfassend, der die Ausgabe des zweiten Motors steuert, wobei die vordefinierte Geschwindigkeit und die Richtung der Spindel des Entgratungswerkzeugs durch den Controller programmierbar ist.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 7, wobei die erste Spindel des Entgratungswerkzeugs zwischen zwei oder mehr Positionen einschließlich einer ersten, in Bezug auf die Endfläche nicht in Eingriff stehenden Position und einer zweiten, in Bezug auf die Endfläche in Eingriff stehenden Position verschiebbar ist, und wobei die Positionsverschiebung durch den Controller programmierbar ist.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein zweites Entgratungswerkzeug, das in Eingriff mit einer zweiten Endfläche des Zahnradrohlings verschiebbar ist, wobei das zweite Entgratungswerkzeug gestaltet ist, um Grate von der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden; und einen Abstandhalter, der geeignet ist, das zweite Entgratungswerkzeug in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Entgratungswerkzeug zu positionieren, wobei der Abstandhalter an einem Ende an der angetriebenen Spindel befestigt ist, wobei der Abstandhalter an einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem zweiten Entgratungswerkzeug befestigt ist, um so das zweite Entgratungswerkzeug gemeinsam mit dem ersten Entgratungswerkzeug zu rotieren, wobei der vorbestimmte Abstand des Abstandhalters derart ausgewählt ist, dass das zweite Entgratungswerkzeug in Eingriff mit der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings steht, während das erste Entgratungswerkzeug in Eingriff mit der ersten Endfläche steht, um Grate von der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen.
Walzfräsmaschine nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein zweites Entgratungswerkzeug, das in Eingriff mit einer zweiten Endfläche des Zahnradrohlings verschiebbar ist, wobei das zweite Entgratungswerkzeug gestaltet ist, um Grate von der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen; und eine zweite angetriebene Spindel, die funktionsmäßig mit dem zweiten Entgratungswerkzeug verbunden ist, wobei die zweite angetriebene Spindel gestaltet ist, um das zweite Entgratungswerkzeug mit einer vordefinierten Geschwindigkeit und Richtung zu rotieren, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung ausgewählt sind, um die Entfernung von Graten zu optimieren, wobei die vordefinierte Drehgeschwindigkeit der Spindel des zweiten Entgratungswerkzeugs durch den Controller programmierbar ist.
Walzfräsmaschine zum Schneiden von Zahnradzähnen in einen Zahnradrohling, umfassend: eine rotierbare Klemmvorrichtung, die geeignet ist, den Zahnradrohling zu halten; einen ersten Motor, der funktionsmäßig mit der Klemmvorrichtung verbunden ist, um die Klemmvorrichtung und den Zahnradrohling mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu rotieren; ein rotierbares Schneidwerkzeug, das in Eingriff mit dem Zahnradrohling verschiebbar ist, wobei das Schneidwerkzeug gestaltet ist, um den Zahnradrohling zu schneiden und dadurch mehrere Zahnradzähne und möglicherweise Grate zu produzieren; ein erstes rotierbares Entgratungswerkzeug, das in Eingriff mit einer ersten Endfläche des Zahnradrohlings verschiebbar ist, wobei das Entgratungswerkzeug gestaltet ist, um die Grate von der ersten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden; eine angetriebene Spindel, die antreibbar mit dem Entgratungswerkzeug verbunden ist und in der Lage ist, das Entgratungswerkzeug mit einer vordefinierten Geschwindigkeit und Richtung zu rotieren, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung ausgewählt sind, um die Entfernung der Grate zu optimieren; einen zweiten Motor, um die Spindel des Entgratungswerkzeugs anzutreiben; und einen Controller, welcher den Ausgang des zweiten Motors steuert, wobei die vordefinierte Geschwindigkeit der Spindel des Entgratungswerkzeugs durch den Controller programmierbar ist, wobei die Spindel des ersten Entgratungswerkzeugs zwischen zwei oder mehr Positionen einschließlich einer ersten in Bezug auf die Endfläche nicht in Eingriff stehenden Position und einer zweiten in Bezug auf die Endfläche in Eingriff stehenden Position verschiebbar ist und wobei die Positionsverschiebung durch den Controller programmierbar ist.
Walzfräsmaschine zum Schneiden von Zahnradzähnen in einen Zahnradrohling nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein zweites Entgratungswerkzeug, das in Eingriff mit einer zweiten Endfläche des Zahnradrohlings verschiebbar ist, wobei das zweite Entgratungswerkzeug gestaltet ist, um Grate von der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen, während die Zahnradzähne geschnitten werden; und einen Abstandhalter, der geeignet ist, das zweite Entgratungswerkzeug in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Entgratungswerkzeug zu positionieren, wobei der Abstandhalter an einem Ende an der angetriebenen Spindel befestigt ist, wobei der Abstandhalter an einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem zweiten Entgratungswerkzeug befestigt ist, um so das zweite Entgratungswerkzeug gemeinsam mit dem ersten Entgratungswerkzeug zu rotieren, wobei der vorbestimmte Abstand des Abstandhalters derart ausgewählt ist, dass das zweite Entgratungswerkzeug in Eingriff mit der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings steht, während das erste Entgratungswerkzeug in Eingriff mit der ersten Endfläche steht, um Grate von der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche des Zahnradrohlings zu entfernen.
Verfahren zum Entgraten eines Zahnradrohlings auf einer Walzfräsmaschine während des Schneidens von Zahnradzähnen in den Zahnradrohling, umfassend: ein Zurückziehen eines Reitstocks weg von einer Klemmvorrichtung; ein Setzen eines Zahnradrohlings in die Klemmvorrichtung; ein Ausfahren des Reitstocks, um den Zahnradrohling auf die Klemmvorrichtung zu klemmen; ein rotierendes Antreiben des Zahnradrohlings mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit; ein Verschieben eines rotierbaren Schneidwerkzeugs in Eingriff mit dem Zahnradrohling, um Zahnradzähne in den Rohling zu schneiden, wobei das Schneiden der Zahnradzähne Grate an mindestens einer Endfläche des Zahnradrohlings produziert; ein Auswählen einer Drehgeschwindigkeit und einer Drehrichtung des Entgratungswerkzeugs, um die Gratentfernung zu optimieren; und ein Antreiben des mindestens einen rotierend angetriebenen Entgratungswerkzeugs in Eingriff mit dem Zahnradrohling, wobei das Entgratungswerkzeug in der Lage ist, Grate von dem Zahnradrohling zu entfernen, wobei das Entgratungswerkzeug durch einen Motor mit einer ausgewählten Geschwindigkeit und Richtung rotierend angetrieben wird, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung ausgewählt sind, um die Gratentfernung zu optimieren.