DE102018115401A1 - METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES - Google Patents

METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES Download PDF

Info

Publication number
DE102018115401A1
DE102018115401A1 DE102018115401.1A DE102018115401A DE102018115401A1 DE 102018115401 A1 DE102018115401 A1 DE 102018115401A1 DE 102018115401 A DE102018115401 A DE 102018115401A DE 102018115401 A1 DE102018115401 A1 DE 102018115401A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
bevel gear
gear workpiece
workpiece
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018115401.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Hartmuth Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klingelnberg AG
Original Assignee
Klingelnberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Klingelnberg AG filed Critical Klingelnberg AG
Priority to DE102018115401.1A priority Critical patent/DE102018115401A1/en
Publication of DE102018115401A1 publication Critical patent/DE102018115401A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/006Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/05Honing gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/05Honing gear teeth
    • B23F19/055Honing gear teeth by making use of a tool in the shape of a bevel gear or a crown gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F1/00Making gear teeth by tools of which the profile matches the profile of the required surface
    • B23F1/02Making gear teeth by tools of which the profile matches the profile of the required surface by grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/03Honing tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F9/00Making gears having teeth curved in their longitudinal direction
    • B23F9/02Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Verfahren zum Nachbearbeiten der Zahnflanken eines bereits verzahnten, gehärteten Kegelrad-Werkstücks (20) mit einem achsversetz angeordneten Werkzeug (10), das abrasiv wirkende Zähne mit nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken aufweist, mit den Schritten (in beliebiger Reihenfolge):• Drehantreiben des Werkzeugs (10) um eine Werkzeugspindelachse (A1) und/oder Drehantreiben des Kegelrad-Werkstücks (20) um eine Werkstückspindelachse (B),• Ausführen einer synchronisierten, NC-gesteuerten Zustellbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), um die Zähne des Werkzeugs (10) mit Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks (20) in Eingriff zu bringen,• Ausführen◯ einer Wälzbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), und◯ einer dazu überlagerten, NC-gesteuerten Relativbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), wobei diese Relativbewegung so ausgeführt wird, dass ein Bereich der ballig geformten Zahnflanken entlang der Zahnflanken (21) des Kegelrad-Werkstücks (20) so kontrolliert verlagert wird, dass sich ein lokal begrenzter, sich entlang der Zahnflanken (21) verschiebender Bearbeitungsbereich (23) ergibt.Method for reworking the tooth flanks of an already toothed, hardened bevel gear workpiece (20) with an offset tool (10), which has abrasive teeth with non-conjugated, spherical tooth flanks, with the steps (in any order): • Rotary drive of the tool (10) around a tool spindle axis (A1) and / or driving the bevel gear workpiece (20) rotationally about a workpiece spindle axis (B), • executing a synchronized, NC-controlled feed movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece ( 20) in order to engage the teeth of the tool (10) with tooth gaps of the bevel gear workpiece (20), • performing ◯ a rolling movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20), and ◯ one superimposed on it , NC-controlled relative movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20), this relative movement being carried out in such a way that an area of the crowned tooth flanks along the tooth flanks (21) of the bevel gear workpiece (20) are shifted in a controlled manner in such a way that a locally limited machining area (23) which moves along the tooth flanks (21) results.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachbearbeiten von Kegelrad-Werkstücken.The present invention relates to a method for reworking bevel gear workpieces.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, dass ein Kegelrad durch das wälzende Bearbeiten mit einem Verzahnungswerkzeug verzahnt werden kann. Der für das Bearbeiten erforderliche Wälzvorgang umfasst eine Überlagerung mehrerer Relativbewegungen. Details hierzu sind z.B. den Seiten 76-77 und der .5 des Buches „Kegelräder; Grundlagen, Anwendungen“, J. Klingelnberg, Springer-Verlag, 2008, zu entnehmen.It is known that a bevel gear can be toothed by rolling machining with a gear cutting tool. The rolling process required for machining involves superimposing several relative movements. Details can be found on the pages 76 - 77 and the .5 of the book “Bevel Gears; Basics, Applications ”, J. Klingelnberg, Springer-Verlag, 2008.

Die .5 des genannten Buches ist hier als 1 gezeigt. Um die Herstellkinematik des wälzenden Bearbeitens beschreiben zu können, wird ein virtuelles Planrad PR als Erzeugungsrad definiert. Man kann in 1 erkennen, dass das Planrad PR ein ebenes, unendlich dünnes, ringförmiges Gebilde ist. Die Herstellkinematik kann dadurch mathematisch beschrieben werden, dass das Kegelrad-Werkstück 2 (hier ein Ritzel) mit dem Planrad PR wälzt. Das Verzahnungswerkzeug 1 (hier in Form eines Messerkopfes mit mehreren Messern) wälzt nicht mit dem Planrad PR, sondern die Schneiden (hier die Messerschneiden der Stabmesser) stellen dort wo sie mit dem Kegelrad-Werkstück 2 in Kontakt kommen einen Zahn (im Einzelteilverfahren) oder mehrere Zähne (im kontinuierliches Verfahren) des Planrades P dar. Das Kegelrad-Werkstück 2 selbst wälzt dann in einem Getriebe mit meist einem Gegenrad ab und dieses Wälzen hat ein anders Übersetzungsverhältnis als das Abwälzen mit des Kegelrad-Werkstücks 2 mit dem Planrad P. Ein solches Planrad kann deswegen auch eine nicht-ganzzahlige Zähnezahl haben.The .5 of the book mentioned is here as 1 shown. In order to be able to describe the manufacturing kinematics of rolling machining, a virtual face wheel is used PR defined as the generation wheel. You can in 1 realize that the face wheel PR is a flat, infinitely thin, ring-shaped structure. The manufacturing kinematics can be described mathematically in that the bevel gear workpiece 2 (here a pinion) with the face wheel PR circulated. The gear cutting tool 1 (here in the form of a knife head with several knives) does not roll with the face wheel PR , but the cutting edges (here the knife edges of the bar knives) place where they are with the bevel gear workpiece 2 one tooth (in the single part process) or several teeth (in the continuous process) of the face gear come into contact P The bevel gear workpiece 2 itself then rolls in a gear with mostly a counter gear and this rolling has a different transmission ratio than the rolling with the bevel gear workpiece 2 with the face wheel P , Such a face gear can therefore also have a non-integer number of teeth.

In der 1 ist neben dem Verzahnungswerkzeug 1 und dem Kegelrad-Werkstück 2 auch das virtuelle Planrad PR im gegenseitigen Eingriff gezeigt. Der resultierende Bewegungsvorgang umfasst eine Drehung des Verzahnungswerkzeugs 1 um eine Werkzeugspindelachse A1 (um eine Schnittbewegung zu erzeugen) und ein Schwenken oder Drehen um eine Wälzwiegenachse W1 (hier Wälzung genannt), die mit der Planradachse zusammenfällt. Das Schwenken oder Drehen um die Wälzwiegenachse W1 wird meistens durch einen Wälzwiegen-Winkelbereich definiert. Außerdem kommt eine Drehbewegungen des Kegelrad-Werkstücks 2 um eine Werkstückspindelachse B hinzu.In the 1 is next to the gear cutting tool 1 and the bevel gear workpiece 2 also the virtual face wheel PR shown in mutual engagement. The resulting movement process involves rotation of the gear cutting tool 1 around a tool spindle axis A1 (to create a cutting motion) and pivoting or rotating about a roller cradle axis W1 (called rolling here), which coincides with the face wheel axis. Swiveling or rotating around the roller cradle axis W1 is mostly defined by a range of cradle angles. There is also a rotational movement of the bevel gear workpiece 2 around a workpiece spindle axis B added.

Es gibt auch Kegelradpaarungen, bei denen das Tellerrad nur getaucht wird (d.h. es findet keine Wälzung mit dem Erzeugerrad statt) und das Ritzel gewälzt wird. In diesem Fall ist das Erzeugerrad kein Planrad, sondern das Tellerrad (d.h. ein kegliges Erzeugerrad). Das Werkzeug stellt dann dieses keglige Erzeugerrad dar.There are also bevel gear pairs in which the ring gear is only immersed (i.e. there is no rolling with the generator wheel) and the pinion is rolled. In this case, the generator wheel is not a face wheel, but the ring gear (i.e. a conical generator wheel). The tool then represents this conical generator wheel.

Die Herstellkinematik, die anhand der 1 beschrieben wurde, kann auch auf andere Werkzeuge, wie z.B. Schleifwerkzeuge angewendet werden.The manufacturing kinematics based on the 1 described, can also be applied to other tools, such as grinding tools.

Zum Nachbearbeiten (auch Hartfeinbearbeiten genannt) eines bereits verzahnten Kegelrad-Werkstücks 2 kann beispielsweise ein Honwerkzeug eingesetzt werden. Das Honen kann der letzte spanende Bearbeitungsschritt bei der Verzahnungsherstellung sein.For reworking (also called hard fine machining) an already toothed bevel gear workpiece 2 For example, a honing tool can be used. Honing can be the last machining step in gear manufacturing.

Beim Verzahnungshonen kommt ein Honwerkzeug zum Einsatz, das die Form einen Zahnrades hat, das mit dem zu honenden Kegelrad-Werkstück 2 gepaart werden kann. Die Zähne des Honwerkzeugs haben dabei eine Flankenform, die konjugiert ist zur Flankenform der Zähne des Kegelrad-Werkstücks 2. Ein konjugierter Zahn ist in diesem Sinne die genaue „Konjugation“ der Flanken dieses Zahnes mit der Zahnlücke am Kegelrad-Werkstück 2. Die Zahnflanke des Kegelrad-Werkstücks 2 und die dazu konjugierte Zahnflanke des Honwerkzeugs haben entlang der gesamten Flanke die gleichen Tangentialebenen und die gleichen Normalen.Gear honing uses a honing tool that is in the form of a gearwheel with the bevel gear workpiece to be honed 2 can be paired. The teeth of the honing tool have a flank shape that is conjugated to the flank shape of the teeth of the bevel gear workpiece 2 , In this sense, a conjugated tooth is the exact “conjugation” of the flanks of this tooth with the tooth gap on the bevel gear workpiece 2 , The tooth flank of the bevel gear workpiece 2 and the conjugated tooth flank of the honing tool has the same tangential planes and the same normals along the entire flank.

Generell kann gesagt werden, dass eine Fläche zu einer anderen Fläche konjugiert ist, wenn die Fläche Teil der Einhüllenden der anderen Fläche ist. Zwei Flächen sind zueinander konjugiert, wenn diese jeweils Teil der Hüllfläche der anderen Fläche sind. Wird die Einhüllende durch eine Bewegung mit einem freien Parameter (z.B. Werkzeugdrehung um eine Werkzeugspindelachse) erzeugt, so besteht bei konjugierten Flächen zu jedem Zeitpunkt der Bewegung Linienkontakt zwischen den beiden Flächen. Diese Aussage bezieht sich auf einen lastfreien Zustand. Beim Verzahnungshonen mit einem konjugierten Honwerkzeug ergibt sich unter Last eine Flächenpressung. Daher wird aus dem Linienkontakt ein flächiger Kontakt.In general it can be said that a surface is conjugated to another surface if the surface is part of the envelope of the other surface. Two surfaces are conjugate to each other if they are part of the envelope of the other surface. If the envelope is generated by a movement with a free parameter (e.g. tool rotation around a tool spindle axis), there is line contact between the two surfaces at any time during the movement of conjugated surfaces. This statement refers to a no-load condition. Gear honing with a conjugated honing tool results in surface pressure under load. Therefore, the line contact becomes a flat contact.

Durch das Zähnezahlverhältnis der Zähnezahl des Honwerkzeugs zur Zähnezahl des Kegelrad-Werkstücks 2, das dem Übersetzungsverhältnis entspricht, und durch die Achsanordnung im dreidimensionalen Raum ist beim konventionellen Honen ein räumliches Schraubgetriebe festgelegt, das einerseits das Kegelrad-Werkstück 2 und andererseits das dazu konjugierte Honwerkzeug umfasst.By the number of teeth ratio of the number of teeth of the honing tool to the number of teeth of the bevel gear workpiece 2 , which corresponds to the transmission ratio, and by the axis arrangement in three dimensions In conventional honing, space is defined by a spatial screw gear, which on the one hand is the bevel gear workpiece 2 and on the other hand includes the conjugated honing tool.

In 2 ist die Radialprojektion einer Zahnflanke 3 (grau dargestellt) eines Zahnes eines Kegelrad-Werkstücks 2 (hier ein Tellerrad) gezeigt. Im unteren Bereich ist eine Schnittfläche durch den Fußbereich 4 der Zahnlücke zu erkennen. im Bereich der Zahnflanke 3 ist das Tragbild in schematischer Form dargestellt, das sich ergibt, wenn die Zahnflanke 3 mit einem konjugierten Honwerkzeug bearbeitet wird. Man erkennt eine Schar von Berührlinien BL und einen dazu quer verlaufenden Linienzug, der den Kontaktpfad (path of contact) KP zeigt.In 2 is the radial projection of a tooth flank 3 (shown in gray) of a tooth of a bevel gear workpiece 2 (here a ring gear). In the lower area is a cut surface through the foot area 4 to recognize the tooth gap. in the area of the tooth flank 3 the contact pattern is shown in schematic form, which results when the tooth flank 3 is processed with a conjugated honing tool. You can see a bevy of lines of contact BL and a line that runs transversely to it and that defines the path of contact KP shows.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zu stellen, das eine hochgenaue und toleranzhaltige Nachbearbeitung von vorverzahnten und gehärteten Kegelrad-Werkstücken ermöglicht. Die Nachbearbeitung soll effizient und reproduzierbar sein.It is therefore the object of the invention to provide a method which enables high-precision and tolerance-based reworking of pre-toothed and hardened bevel gear workpieces. Post-processing should be efficient and reproducible.

Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.The objects are achieved according to the invention by a method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention form the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Nachbearbeiten der Zahnflanken eines bereits verzahnten, gehärteten Kegelrad-Werkstücks mit einem achsversetz angeordneten Werkzeug, das abrasiv wirkende Zähne mit nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken aufweist, gelöst. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte, die nicht zwingend in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden müssen:

  • • Drehantreiben des Werkzeugs um eine Werkzeugspindelachse und/oder Drehantreiben des Kegelrad-Werkstücks um eine Werkstückspindelachse,
  • • Ausführen einer synchronisierten, NC-gesteuerten Zustellbewegung des Werkzeugs relativ zu dem Kegelrad-Werkstück, um die Zähne des Werkzeugs mit Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks in Eingriff zu bringen,
  • • Ausführen
    • ◯ einer Wälzbewegung des Werkzeugs relativ zu dem Kegelrad-Werkstück, und
    • ◯ einer dazu überlagerten, NC-gesteuerten Relativbewegung des Werkzeugs relativ zu dem Kegelrad-Werkstück, wobei diese Relativbewegung so ausgeführt wird, dass ein Bereich der ballig geformten Zahnflanken entlang der Zahnflanken des Kegelrad-Werkstücks so kontrolliert verlagert wird, dass sich ein lokal begrenzter, sich entlang der Zahnflanken verschiebender Bearbeitungsbereich ergibt.
According to the invention, this object is achieved by a method for reworking the tooth flanks of an already toothed, hardened bevel gear workpiece with an offset tool which has abrasive teeth with non-conjugated, spherically shaped tooth flanks. The procedure comprises at least the following steps, which do not necessarily have to be carried out in the order specified:
  • Driving the tool around a tool spindle axis and / or driving the bevel gear workpiece around a workpiece spindle axis,
  • • Execute a synchronized, NC controlled feed movement of the tool relative to the bevel gear workpiece in order to engage the teeth of the tool with tooth gaps of the bevel gear workpiece,
  • • To run
    • ◯ a rolling movement of the tool relative to the bevel gear workpiece, and
    • ◯ one superimposed, NC -controlled relative movement of the tool relative to the bevel gear workpiece, this relative movement being carried out in such a way that a region of the spherical tooth flanks along the tooth flanks of the bevel gear workpiece is displaced in a controlled manner in such a way that a locally limited machining region that moves along the tooth flanks is shifted results.

Es geht um, ein Verfahren, das mit einem Werkzeug arbeitet, das geometrisch unbestimmte Schneiden aufweist. D.h., das Werkzeug, das hier zum Einsatz kommt, weist keine geometrisch bestimmten Schneiden auf. Es handelt sich somit um ein Verfahren, das im Prinzip mit dem Honen vergleichbar ist. Daher ist hier - der Einfachheit halber- auch von einem Honwerkzeug die Rede, obwohl sich das Werkzeug der Erfindung vom klassischen Honwerkzeug dadurch unterscheidet, dass es nicht-konjugierte Flanken aufweist. Außerdem unterscheidet sich das Verfahren der Erfindung vom klassischen Honen dadurch, dass zusätzlich zu dem Eingriff von Werkstück und Werkzeug eine überlagerte, NC-gesteuerte Relativbewegung ausgeführt wird. Das Verfahren wird daher hier auch als Bahn-Honen oder als bahngesteuertes Honen bezeichnet.It is about a process that works with a tool that has geometrically undefined cutting edges. This means that the tool used here has no geometrically defined cutting edges. It is therefore a process that is in principle comparable to honing. Therefore, for the sake of simplicity, there is also talk of a honing tool, although the tool of the invention differs from the classic honing tool in that it has non-conjugated flanks. In addition, the method of the invention differs from classic honing in that, in addition to the engagement of the workpiece and the tool, a superimposed, NC -controlled relative movement is carried out. The process is therefore also referred to here as path honing or path-controlled honing.

Eine nicht-konjugierte Flanke ist eine Flanke, die bezogen auf die Sollgeometrie der Zahnflanken des Kegelrad-Werkstücks nicht-konjugiert ist.A non-conjugated flank is a flank that is non-conjugated in relation to the nominal geometry of the tooth flanks of the bevel gear workpiece.

Die NC-gesteuerte Relativbewegung wird ausgeführt, da der Bearbeitungsbereich nur einen Teilbereich der nachzubearbeitenden Zahnflanke des Kegelrad-Werkstücks überdeckt. Durch das Ausführen der NC-gesteuerten Relativbewegung wird dieser Bearbeitungsbereich entlang der Zahnflanke verschoben und es ergibt sich so ein effektiver Bearbeitungsbereich, der einen größeren Teilbereich der Zahnflanke des Kegelrad-Werkstücks abdeckt.The NC-controlled relative movement is carried out because the machining area covers only a partial area of the tooth flank of the bevel gear workpiece to be reworked. By running the NC -controlled relative movement, this machining area is shifted along the tooth flank, and this results in an effective machining area that covers a larger partial area of the tooth flank of the bevel gear workpiece.

Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die NC-gesteuerte Relativbewegung so ausgeführt, dass sich eine zusammenhängende Fläche als effektiver Bearbeitungsbereich ergibt, die mindestens 50% der Gesamtfläche der Zahnflanke abdeckt.In at least part of the embodiments, the NC -controlled relative movement executed in such a way that a coherent surface results as an effective machining area, which covers at least 50% of the total surface of the tooth flank.

Es ist ein Vorteil des Verfahrens der Erfindung, dass es eine ungerichtete, aber sehr hochwertige Oberflächenstruktur an den Zahnflanken des Kegelrad-Werkstücks erzeugt und dass es keinen Schleifbrand erzeugt. It is an advantage of the method of the invention that it creates an undirected but very high quality surface structure on the tooth flanks of the bevel gear workpiece and that it does not produce a grinding burn.

Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen hat das Werkzeug einen konischen Grundkörper mit Zähnen, die nicht-konjugiert sind in Bezug auf die Zähne des nachzubearbeitenden Kegelrad-Werkstücks.In at least part of the embodiments, the tool has a conical base body with teeth that are non-conjugated with respect to the teeth of the bevel gear workpiece to be reworked.

Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen hat das Werkzeug Zahnflanken, die in Flankenlängsrichtung und/oder in Flankenhöhenrichtung ballig sind.In at least some of the embodiments, the tool has tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the flank and / or in the direction of the flank height.

Vorzugsweise werden die Relativbewegung des Werkzeugs relativ zu dem Kegelrad-Werkstück so ausgeführt, dass es nicht zu einem Kantentragen mit den Kanten der nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken der abrasiv wirkenden Zähnen kommt. Die Feinbearbeitung erfolgt primär mit den abrasiv ausgeführten, nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken des Werkzeugs.The relative movement of the tool relative to the bevel gear workpiece is preferably carried out in such a way that there is no edge bearing with the edges of the non-conjugated, spherically shaped tooth flanks of the abrasive teeth. Finishing is done primarily with the abrasive, non-conjugated, spherical tooth flanks of the tool.

Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die NC-gesteuerte Relativbewegung als gleichförmige Relativbewegung ausgeführt, d.h. es handelt sich bei dieser Relativbewegung weder um eine Schwingungsbewegung noch um eine Bewegung, die sich aus einer Exzentrizität ergibt.In at least part of the embodiments, the NC -controlled relative movement carried out as a uniform relative movement, ie this relative movement is neither an oscillatory movement nor a movement that results from an eccentricity.

Eine gleichförmige Relativbewegung ist insbesondere eine Bewegung, die NC-gesteuert einer vorgegebenen Bahn (z.B. durch einen oder mehrere Vektoren definiert) folgt. Die Bewegung, die einer vorgegebenen Bahn folgt, kann eine im Wesentlichen konstante Geschwindigkeit haben. Es kann z.B. aber auch ein Geschwindigkeitsprofil vorgegeben werden.A uniform relative movement is in particular a movement that NC -controlled follows a given path (eg defined by one or more vectors). The movement following a given path can have a substantially constant speed. However, a speed profile can also be specified, for example.

Mit dem Verfahren der Erfindung lassen sich besonders gute Oberflächeneigenschaften erzielen, wenn das Kegelrad-Werkstück nach dem Härten und vor dem erfindungsgemäßen Nachbearbeiten geschliffen wird.With the method of the invention, particularly good surface properties can be achieved if the bevel gear workpiece is ground after hardening and before the reworking according to the invention.

Das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders zum Feinhartbearbeiten der Kegelräder von qualitativ hochwertigen Getrieben, die hohen geometrischen Anforderungen genügen, hohe Festigkeitseigenschaften aufweisen und eine geringe Geräuschemission haben.The method of the invention is particularly suitable for fine-machining the bevel gears of high-quality gearboxes that meet high geometric requirements, have high strength properties and have low noise emissions.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Illustration eines virtuellen Planrades einer Kegelrad-Verzahnmaschine zusammen mit einem Kegelrad-Werkstück und einem Verzahnungswerkzeug;
  • 2 zeigt eine schematische Illustration der Radialprojektion der Zahnflanke eines Kegelrad-Werkstücks (hier ein Tellerrad), das mit einem konjugierten Honwerkzeug des Standes der Technik nachbearbeitet wurde;
  • 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer Konstellation aus Kegelrad-Werkstück und achsversetzt angeordnetem Werkzeug mit nicht-konjugierten Zähnen;
  • 4A zeigt eine schematische Radialprojektion der Zahnflanke eines Kegelrad-Werkstücks (hier ein Tellerrad), die in einer ersten Relativlage mit einem nicht-konjugierten Werkzeug nachbearbeitet wurde;
  • 4B zeigt eine schematische Radialprojektion der Zahnflanke der 4A, die in einer zweiten Relativlage mit dem nicht-konjugierten Werkzeug nachbearbeitet wurde;
  • 4C zeigt eine schematische Radialprojektion der Zahnflanke der 4A, die in einer dritten Relativlage mit dem nicht-konjugierten Werkzeug nachbearbeitet wurde;
  • 4D zeigt eine schematische Radialprojektion der Zahnflanke der 4A, die in einer vierten Relativlage mit dem nicht-konjugierten Werkzeug nachbearbeitet wurde;
  • 4E zeigt eine schematische Radialprojektion der Zahnflanke der 4A, die in einer fünften Relativlage mit dem nicht-konjugierten Werkzeug nachbearbeitet wurde.
Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic illustration of a virtual face gear of a bevel gear cutting machine together with a bevel gear workpiece and a gear cutting tool;
  • 2 shows a schematic illustration of the radial projection of the tooth flank of a bevel gear workpiece (here a ring gear), which was post-processed with a conjugated honing tool of the prior art;
  • 3 shows a schematic perspective view of a constellation of bevel gear workpiece and offset tool with non-conjugated teeth;
  • 4A shows a schematic radial projection of the tooth flank of a bevel gear workpiece (here a ring gear), which was post-processed in a first relative position with a non-conjugated tool;
  • 4B shows a schematic radial projection of the tooth flank of the 4A , which was reworked in a second relative position with the non-conjugated tool;
  • 4C shows a schematic radial projection of the tooth flank of the 4A , which was reworked in a third relative position with the non-conjugated tool;
  • 4D shows a schematic radial projection of the tooth flank of the 4A , which was reworked in a fourth relative position with the non-conjugated tool;
  • 4E shows a schematic radial projection of the tooth flank of the 4A , which was reworked in a fifth relative position with the non-conjugated tool.

Detaillierte Beschreibung Detailed description

Anhand der 4A bis 4E, werden im Folgenden Details des Verfahrens der Erfindung beschrieben. Es handelt sich bei den Darstellungen der 4A bis 4E um Radialprojektionen der Zahnflanke 21 eines Zahnes eines Kegelrad-Werkstücks 20 (hier eines Tellerrades). Im unteren Bereich ist eine Schnittfläche durch den Fußbereich 22 der Zahnlücke zu erkennen. Im Bereich der Zahnflanke 21 ist das Tragbild in schematischer Form dargestellt, das sich ergibt, wenn die Zahnflanke 21 gemäß Erfindung mit einem nicht-konjugierten Werkzeug 10 ohne Relativbewegung bearbeitet wird. Man erkennt auch hier eine Schar von Berührlinien BL (siehe auch 2) und einen dazu quer verlaufenden Linienzug, der den Kontaktpfad (contact path) KP zeigt.Based on 4A to 4E , details of the method of the invention are described below. It is the representations of the 4A to 4E radial projections of the tooth flank 21 of a tooth of a bevel gear workpiece 20 (here a ring gear). In the lower area is a cut surface through the foot area 22 to recognize the tooth gap. In the area of the tooth flank 21 the contact pattern is shown in schematic form, which results when the tooth flank 21 according to the invention with a non-conjugated tool 10 is processed without relative movement. Here you can also see a group of lines of contact BL (see also 2 ) and a line that runs transversely to it, which defines the contact path KP shows.

Aufgrund der Tatsache, dass ein Werkzeug 10 mit nicht-konjugierten Zahnflanke 21 zum Einsatz kommt, das achsversetzt angeordnet ist, ergibt sich ein Tragbild, wie in 4A beispielhaft und schematisch gezeigt, das lokal begrenzt ist, wenn das Werkzeug 10 keine Relativbewegung zum Kegelrad-Werkstück 20 ausführt.Due to the fact that a tool 10 with non-conjugated tooth flank 21 is used, which is arranged axially offset, there is a contact pattern, as in 4A shown as an example and schematically, which is locally limited when the tool 10 no relative movement to the bevel gear workpiece 20 performs.

Wie eingangs erwähnt, haben die Zahnflanke eines Kegelrad-Werkstücks und die dazu konjugierte Zahnflanke eines konventionellen Honwerkzeugs entlang der gesamten Flanke die gleichen Tangentialebenen und die gleichen Normalen. Bei der Konstellation aus Kegelrad-Werkstück 20 und Werkzeug 10 mit nicht-konjugierten Zahnflanken, gilt diese Definition nicht.As mentioned at the beginning, the tooth flank of a bevel gear workpiece and the conjugated tooth flank of a conventional honing tool have the same tangential planes and the same normals along the entire flank. In the case of a bevel gear workpiece 20 and tool 10 with non-conjugated tooth flanks, this definition does not apply.

Das Verfahren ist speziell zum Nachbearbeiten der Zahnflanken 21 eines bereits verzahnten, gehärteten Kegelrad-Werkstücks 20 mit einem Werkzeug 10 ausgelegt, das abrasiv wirkende Zähne mit nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken aufweist. Gemäß Erfindung ist das Werkzeug 10 achsversetzt zum Kegelrad-Werkstücks 20 angeordnet. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte, die auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können.The procedure is especially for reworking the tooth flanks 21 an already toothed, hardened bevel gear workpiece 20 with one tool 10 designed that has abrasive teeth with non-conjugated, crowned tooth flanks. According to the invention, the tool 10 offset to the bevel gear workpiece 20 arranged. The method comprises at least the following steps, which can also be carried out in a different order.

Entweder wird das Werkzeug 10 aktiv um eine Werkzeugspindelachse A1 drehangetrieben und das Kegelrad-Werkstück 20 dreht sich passiv (gebremst) um eine Werkstückspindelachse B mit. Oder es wird das Kegelrad-Werkstück 20 aktiv um die Werkstückspindelachse B drehangetrieben und das Werkzeug 10 dreht sich passiv (gebremst) um die Werkzeugspindelachse A1 mit. Das Bremsmoment, das der Drehbewegung entgegen gesetzt wird, definiert im Prinzip den Anpressdruck zwischen den nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken und den Flanken des Kegelrad-Werkstücks 20.Either the tool 10 active around a tool spindle axis A1 driven and the bevel gear workpiece 20 turns passively (braked) around a workpiece spindle axis B With. Or it becomes the bevel gear workpiece 20 actively driven around the workpiece spindle axis B and the tool 10 turns passively (braked) around the tool spindle axis A1 With. The braking torque, which is opposed to the rotary movement, basically defines the contact pressure between the non-conjugated, spherical tooth flanks and the flanks of the bevel gear workpiece 20 ,

Alternativ können auch das Werkzeug 10 und das Kegelrad-Werkstück 20 beide aktiv, NC-gesteuert drehangetrieben werden. In diesem Fall erfolgt das Drehantreiben in einer aktiv gekoppelten (miteinander synchronisierten Form) Art und Weise. Eine solche Kopplung kann beispielsweise mittels eines elektronischen Getriebes in der Bearbeitungsmaschine realisiert werden.Alternatively, you can use the tool 10 and the bevel gear workpiece 20 both active, NC -controlled rotary drives. In this case, the rotation is driven in an actively coupled (synchronized form) manner. Such a coupling can be implemented, for example, by means of an electronic gear in the processing machine.

Um das Werkzeug 10 relativ zu dem Kegelrad-Werkstück 20 zustellen und die Zähne miteinander in Eingriff bringen zu können, wird eine synchronisierte, NC-gesteuerte Zustellbewegung des Werkzeugs 10 relativ zu dem Kegelrad-Werkstück 20 ausgeführt. Der Begriff des synchronisierten, NC-gesteuerten Zustellens wird hier verwendet, um zum Ausdruck zu bringen, dass das Zustellen so erfolgt, dass die Zähne des Werkzeugs 10 möglichst kollisionsfrei in Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks 20 eintauchen.To the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 to be able to deliver and to engage the teeth with each other, a synchronized, NC -controlled infeed movement of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 executed. The concept of synchronized, NC - Controlled infeed is used here to express that the infeed is done so that the teeth of the tool 10 as collision-free as possible in tooth gaps of the bevel gear workpiece 20 plunge.

Bei ruhendem, nicht drehangetriebenem Werkzeug 10 und Kegelrad-Werkstück 20 kann die synchronisierte, NC-gesteuerte Zustellbewegung erfolgen, indem die Phasenlage der Zähne des Werkzeugs 10 mit den Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks 20, oder umgekehrt, in Übereinstimmung gebracht werden, um ein kollisionsfreies Eintauchen durch eine radiale Zustellbewegung zu ermöglichen.With the tool at rest, not driven by rotation 10 and bevel gear workpiece 20 can the synchronized, NC -controlled infeed movement take place by changing the phase position of the teeth of the tool 10 with the tooth gaps of the bevel gear workpiece 20 , or vice versa, can be brought into agreement in order to enable a collision-free immersion by a radial infeed movement.

Bei sich drehendem Werkzeug 10 und Kegelrad-Werkstück 20 kann die synchronisierte, NC-gesteuerte Zustellbewegung erfolgen, indem die Phasenlage und die Drehzahl so vorgegeben werden, dass ein kollisionsfreies Eintauchen durch eine radiale Zustellbewegung ermöglicht wird.With the tool rotating 10 and bevel gear workpiece 20 can the synchronized, NC -controlled infeed movement by specifying the phase position and the speed so that a collision-free immersion is made possible by a radial infeed movement.

Die eigentliche Nachbearbeitung erfolgt nun wie im Folgenden beschrieben.The actual post-processing now takes place as described below.

Es wird eine Wälzbewegung des Werkzeugs 10 relativ zu dem Kegelrad-Werkstück 20 ausgeführt, wobei diese Wälzbewegung das Abrollen und Gleiten umfasst. Das Gleiten ist für die eigentliche Schnittgeschwindigkeit verantwortlich, die erforderlich ist, um mit den abrasiv wirkenden Zähnen des Werkzeugs 10 spanend Material an den Zahnflanken des Kegelrad-Werkstücks 20 abzutragen.There is a rolling movement of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 executed, this rolling movement includes rolling and sliding. Sliding is responsible for the actual cutting speed required to work with the tool's abrasive teeth 10 cutting material on the tooth flanks of the bevel gear workpiece 20 ablate.

Diese Wälzbewegung ist eine gekoppelte Wälzbewegung, wenn das Drehantreiben von Werkzeug 10 und Kegelrad-Werkstück 20 aktiv gekoppelt erfolgt. This rolling movement is a coupled rolling movement when the tool is rotating 10 and bevel gear workpiece 20 actively coupled.

Es wird zusätzlich zu der Wälzbewegung eine überlagerte, NC-gesteuerte Relativbewegung des Werkzeugs 10 relativ zu dem Kegelrad-Werkstück 20 ausgeführt. Diese Relativbewegung wird so vorgenommen, dass ein Bereich der ballig geformten Zahnflanken des Werkzeugs 10 entlang der Zahnflanken 21 des Kegelrad-Werkstücks 20 kontrolliert verlagert wird. Dadurch ergibt sich ein lokal begrenzter, sich entlang der Zahnflanken 21 verschiebender Bearbeitungsbereich 23, wie anhand der 4A bis 4E zu erkennen ist.In addition to the rolling movement, a superimposed, NC -controlled relative movement of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 executed. This relative movement is carried out in such a way that an area of the crowned tooth flanks of the tool 10 along the tooth flanks 21 of the bevel gear workpiece 20 is shifted in a controlled manner. This results in a locally limited, along the tooth flank 21 moving machining area 23 how using the 4A to 4E can be seen.

In den 4A bis 4E sind unterschiedliche Momentaufnahmen gezeigt, die jeweils unterschiedlichen Relativpositionen des Werkzeugs 10 relativ zum Kegelrad-Werkstück 20 entsprechen.In the 4A to 4E different snapshots are shown, each with different relative positions of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 correspond.

In 4A ist eine erste Momentaufnahme gezeigt, bei dem sich das Werkzeug 10 relativ zum Kegelrad-Werkstück 20 in einem ersten achsparallelen Abstand befindet, der auch als Einbaumaß bezeichnet wird. Dieser achsparallele Abstand ist in Bezug zur Werkzeugspindelachse A1 definiert. Nun wird das Werkzeug 10 parallel zur Werkzeugspindelachse A1 weiter in Richtung des Kegelrad-Werkstücks 20 zugestellt. D.h. der achsparallele Abstand wird verringert. Dadurch wandert der Bearbeitungsbereich 23 entlang der Zahnflanke 21 nach unten und in Richtung der Zehe Z. Eine entsprechende zweite Momentaufnahme ist in 4B gezeigt.In 4A a first snapshot is shown, in which the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 is in a first axis-parallel distance, which is also referred to as the installation dimension. This axially parallel distance is in relation to the tool spindle axis A1 Are defined. Now the tool 10 parallel to the tool spindle axis A1 further towards the bevel gear workpiece 20 delivered. Ie the axially parallel distance is reduced. This causes the processing area to move 23 along the tooth flank 21 down and towards the toe Z , A corresponding second snapshot is in 4B shown.

4C zeigt eine dritte Momentaufnahme, wobei das Werkzeug 10 noch weiter parallel zur Werkzeugspindelachse A1 in Richtung des Kegelrad-Werkstücks 20 zugestellt wurde. 4C shows a third snapshot, with the tool 10 even further parallel to the tool spindle axis A1 in the direction of the bevel gear workpiece 20 was delivered.

Mit einer reinen achsparallelen Zustellbewegung kann das Bearbeitungsbereich 23 in einem bestimmten Bereich der Zahnflanke 21 gezielt verlagert werden, wie schematisch anhand eines Beispiels in den 4A bis 4C gezeigt.With a pure axis-parallel infeed movement, the machining area can 23 in a certain area of the tooth flank 21 be deliberately shifted, as schematically based on an example in the 4A to 4C shown.

Um in Bezug auf die relative Verlagerung des Bearbeitungsbereichs 23 zusätzliche Freiheitsgrade zu erhalten, können auch andere Relativbewegungen ausgeführt werden. Anhand der 4D und 4E ist schematisch gezeigt, dass durch das Ändern des Achsversatzes bei einer Konstellation aus Werkzeug 10 und Werkstück 20, das ein Hypoidgetriebe nachbildet (wie in 3 gezeigt), der Bearbeitungsbereich 23 auch anders verlagert werden kann. 4D zeigt eine Momentaufnahme bei einem vergrößerten Achsabstand des Werkzeugs 10 relativ zum Werkstück 20. Der Bearbeitungsbereich 23 hat sich dadurch leicht in Richtung der Zehe Z und deutlich nach oben verlagert. 4E zeigt eine Momentaufnahme bei einem verkleinerten Achsabstand des Werkzeugs 10 relativ zum Werkstück 20. Der Bearbeitungsbereich 23 hat sich dadurch leicht in Richtung des Fußes F und deutlich nach unten verlagert.To in terms of relative relocation of the machining area 23 To obtain additional degrees of freedom, other relative movements can also be carried out. Based on 4D and 4E is shown schematically that by changing the axis offset in a constellation of tools 10 and workpiece 20 , which simulates a hypoid gear (as in 3 shown), the editing area 23 can also be shifted differently. 4D shows a snapshot with an enlarged center distance of the tool 10 relative to the workpiece 20 , The editing area 23 This has made it slightly towards the toe Z and clearly shifted upwards. 4E shows a snapshot with a reduced center distance of the tool 10 relative to the workpiece 20 , The editing area 23 has thus shifted slightly towards the foot F and clearly downwards.

Die Relativbewegung kann

  • - ein Verändern des Achsversatzes des Werkzeugs 10 relativ zum Kegelrad-Werkstück 20, und/oder
  • - ein axiales Verlagern des Werkzeugs 10 relativ zum Kegelrad-Werkstück 20 parallel zu der Werkzeugspindelachse A1, und/oder
  • - ein axiales Verlagern des Kegelrad-Werkstücks 20 relativ zum Werkzeug 10 parallel zu der Werkstückspindelachse B, und/oder
  • - ein Verändern des Achswinkels zwischen dem Werkzeug 10 und dem Kegelrad-Werkstück 20
umfassen.The relative movement can
  • - changing the axis offset of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 , and or
  • - an axial displacement of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 parallel to the tool spindle axis A1 , and or
  • - an axial displacement of the bevel gear workpiece 20 relative to the tool 10 parallel to the workpiece spindle axis B , and or
  • - changing the axis angle between the tool 10 and the bevel gear workpiece 20
include.

Durch ein gezieltes Verändern des achsparallelen Abstands, der parallel zur A1-Achse definiert ist, und/oder durch ein gezieltes Verändern des Achsversatzes, der parallel zur V-Achse in 3 definiert ist, und/oder durch ein gezieltes Verändern des achsparallelen Abstands, der parallel zur B-Achse definiert ist, und/oder durch ein gezieltes Verändern des Achswinkels, kann der Bearbeitungsbereich 23 entlang der Zahnflanke 21 verlagert werden. D.h. es ist möglich, die Zahnflanke 21 lokal gezielt mit einem Werkzeug 10 nachzubearbeiten.By deliberately changing the distance parallel to the axis, which is parallel to the A1 -Axis is defined, and / or by deliberately changing the axis offset parallel to V Axis in 3 is defined, and / or by deliberately changing the axially parallel distance parallel to B -Axis is defined, and / or by deliberately changing the axis angle, the machining area 23 along the tooth flank 21 be relocated. Ie it is possible the tooth flank 21 locally targeted with one tool 10 rework.

Durch das gezielte Verändern der Position des Werkzeugs 10 relativ zum Kegelrad-Werkstück 20, kann die Nachbearbeitung der Zahnflanken 21 exakt kontrolliert erfolgen. Die endgültige Oberflächenform und -beschaffenheit der Zahnflanken 21 wird quasi erst durch das Nachbearbeiten erzeugt. Es handelt sich somit um ein erzeugendes Verfahren zum Nachbearbeiten der Zahnflanken 21 des Kegelrad-Werkstücks 20, bei dem die Zahnflanken 21 durch eine Überlagerung der Wälzbewegung und der Relativbewegung feinbearbeitet werden. Der Gleitanteil der Wälzbewegung sorgt hierbei für die erforderliche Schnittgeschwindigkeit, respektive für die Abtragsarbeit.By deliberately changing the position of the tool 10 relative to the bevel gear workpiece 20 , post-processing of the tooth flanks 21 done exactly controlled. The final surface shape and texture of the tooth flanks 21 is basically created by post-processing. It is therefore a generating process for reworking the tooth flanks 21 of the bevel gear workpiece 20 where the tooth flanks 21 through a superposition of the rolling motion and the relative motion become. The sliding component of the rolling movement ensures the required cutting speed or the removal work.

Das Werkzeug 10, das in 3 beispielhaft in Form eines Hypoidritzels gezeigt ist, kann bei allen Ausführungsformen komplett aus einem abrasiv wirkenden Material bestehen, oder es kann bei allen Ausführungsformen einen Grundkörper umfassen, dessen Mantelfläche mindestens teilweise mit einem abrasiv wirkenden Material versehen ist.The tool 10 , this in 3 Shown by way of example in the form of a hypoid pinion can consist entirely of an abrasive material in all embodiments, or it can comprise a base body in all embodiments, the outer surface of which is at least partially provided with an abrasive material.

Die Zahnflanken des Werkzeugs 10 können bei allen Ausführungsformen ganz oder nur teilweise mit abrasiv wirkendem Material versehen sein.The tooth flanks of the tool 10 can be provided with abrasive material in whole or in part in all embodiments.

Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen werden die Zähne des Werkzeugs 10 in einem Auslegungsschritt als konjugierte Zähne definiert. Bei diesen konjugierten Zähnen handelt es sich beispielsweise um den Zähne eines virtuellen Ritzels, das optimal mit der Verzahnung des Kegelrad-Werkstücks 20 (Tellerrad) gepaart ist. Nach der Auslegung der konjugierten Zähne, werden die Zähne des Werkzeugs modifiziert. Durch das Modifizieren entstehen Zähne, die nicht mit dem Kegelrad-Werkstück 20 (Tellerrad) konjugiert sind. Im Rahmen des Modifizierens können die Zähne z.B. mit einer Längs- und/oder Höhenballigkeit versehen werden. Bei dem hier beschriebenen Weg der Auslegung, werden die nicht-konjugierten Zähne quasi über den Umweg von konjugierten Zähnen ausgelegt, bevor diese dann produziert werden.In at least part of the embodiments, the teeth of the tool 10 defined as conjugated teeth in one design step. These conjugated teeth are, for example, the teeth of a virtual pinion that optimally interlocks with the bevel gear workpiece 20 (Ring gear) is paired. After the conjugate teeth have been designed, the teeth of the tool are modified. The modification creates teeth that are not compatible with the bevel gear workpiece 20 (Ring gear) are conjugated. As part of the modification, the teeth can be provided with a longitudinal and / or vertical crown, for example. In the way of design described here, the non-conjugated teeth are designed virtually by the detour of conjugated teeth before they are then produced.

Bei einem anderen Teil der Ausführungsformen werden die Zähne des Werkzeugs 10 in einem Auslegungsschritt direkt als nicht-konjugierte Zähne definiert.In another part of the embodiments, the teeth of the tool 10 directly defined as non-conjugated teeth in one design step.

Damit ein Werkzeug 10, das gemäß Erfindung zum Nachbearbeiten eines Kegelrad-Werkstücks 20 ausgelegt wurde, real einsetzbar ist, sollten sich die Flanken der Zähne des Kegelrad-Werkstücks 20 und die nicht-konjugierten Flanken der Zähne des Werkzeugs 10 nicht schneiden.So a tool 10 that according to the invention for reworking a bevel gear workpiece 20 was designed, can be used in real life, should the flanks of the teeth of the bevel gear workpiece 20 and the non-conjugated flanks of the teeth of the tool 10 do not cut.

Um die Bewegungsfreiheit zu gewährleisten, die erforderlich ist, damit das Werkzeug 10 beim Nachbearbeiten die Relativbewegungen relativ zum Kegelrad-Werkstück 20 ausführen kann, haben die Zähne des Werkzeugs 10 im Normalschnitt eine Dicke, die kleiner ist als die Lückenweite der Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks 20. Das Werkzeug 10 der Erfindung kann daher bewusst mit einem Spiel ausgelegt werden, um auch größere Relativverlagerungen zu ermöglichen.To ensure the freedom of movement that is required for the tool 10 when reworking the relative movements relative to the bevel gear workpiece 20 can have teeth of the tool 10 in normal section a thickness that is smaller than the gap width of the tooth gaps of the bevel gear workpiece 20 , The tool 10 The invention can therefore be deliberately designed with a game in order to enable larger relative displacements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Werkzeug / HonwerkzeugTool / honing tool 11 Kegelrad-WerkstückBevel gear workpiece 22 Zahnflanketooth flank 33 Fußbereichfooter 44 Werkzeug / HonwerkzeugTool / honing tool 1010 Kegelrad-WerkstückBevel gear workpiece 2020 Zahnflanketooth flank 2121 Fußbereichfooter 2222 Bearbeitungsbereichediting area 2323 WerkzeugspindelachseTool spindle axis A1A1 Werkstück-spindelachseWorkpiece spindle axis BB Berührliniecontact line BLBL Ferseheel FF KontaktpfadContact path KPKP Planradcrown gear PRPR Achseaxis VV WälzwiegenachseWälzwiegenachse W1W1 Zehetoe ZZ

Claims (12)

Verfahren zum Nachbearbeiten der Zahnflanken eines bereits verzahnten, gehärteten Kegelrad-Werkstücks (20) mit einem achsversetz angeordneten Werkzeug (10), das abrasiv wirkende Zähne mit nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken aufweist, mit den Schritten (in beliebiger Reihenfolge): • Drehantreiben des Werkzeugs (10) um eine Werkzeugspindelachse (A1) und/oder Drehantreiben des Kegelrad-Werkstücks (20) um eine Werkstückspindelachse (B), • Ausführen einer synchronisierten, NC-gesteuerten Zustellbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), um die Zähne des Werkzeugs (10) mit Zahnlücken des Kegelrad-Werkstücks (20) in Eingriff zu bringen, • Ausführen ◯ einer Wälzbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), und ◯ einer dazu überlagerten, NC-gesteuerten Relativbewegung des Werkzeugs (10) relativ zu dem Kegelrad-Werkstück (20), wobei diese Relativbewegung so ausgeführt wird, dass ein Bereich der ballig geformten Zahnflanken entlang der Zahnflanken (21) des Kegelrad-Werkstücks (20) so kontrolliert verlagert wird, dass sich ein lokal begrenzter, sich entlang der Zahnflanken (21) verschiebender Bearbeitungsbereich (23) ergibt.Method for reworking the tooth flanks of an already toothed, hardened bevel gear workpiece (20) with an offset tool (10), which has abrasive teeth with non-conjugated, spherically shaped tooth flanks, with the steps (in any order): • Rotating the tool (10) around a tool spindle axis (A1) and / or driving the bevel gear workpiece (20) around a workpiece spindle axis (B), Performing a synchronized, NC-controlled feed movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20) in order to engage the teeth of the tool (10) with tooth gaps of the bevel gear workpiece (20), • To run ◯ a rolling movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20), and ◯ a superimposed, NC-controlled relative movement of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20), this relative movement being carried out such that a region of the spherical tooth flanks along the tooth flanks (21) of the bevel gear workpiece (20 ) is shifted in such a controlled manner that there is a locally limited machining area (23) which moves along the tooth flanks (21). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aufgrund der nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken möglich ist die Zahnflanken (21) des Kegelrad-Werkstücks (20) lokal kontrolliert der Nachbearbeitung zu unterziehen.Procedure according to Claim 1 , characterized in that it is possible due to the non-conjugated, crowned tooth flanks to subject the tooth flanks (21) of the bevel gear workpiece (20) to the post-processing in a locally controlled manner. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein erzeugendes (in Beschreibung erklären) Verfahren zum Nachbearbeiten der Zahnflanken (21) des Kegelrad-Werkstücks (20) handelt, bei dem diese Zahnflanken (21) durch eine Überlagerung der Wälzbewegung und der Relativbewegung feinbearbeitet werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that it is a generating (explain in description) method for reworking the tooth flanks (21) of the bevel gear workpiece (20), in which these tooth flanks (21) are finished by superimposing the rolling movement and the relative movement. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ballig geformten Zahnflanken des Werkzeugs (10) in Flankenlängsrichtung und/oder in Flankenhöhenrichtung ballig sind.Procedure according to Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that the crowned tooth flanks of the tool (10) are crowned in the flank longitudinal direction and / or in the flank height direction. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug beim Ausführen der Relativbewegung das Kegelrad-Werkstück ohne Kantentragen mit den nicht-konjugierten, ballig geformten Zahnflanken der abrasiv wirkenden Zähnen feinbearbeitet.Procedure according to Claim 1 . 2 . 3 or 4 , characterized in that the tool finely processes the bevel gear workpiece without edge wear with the non-conjugated, spherically shaped tooth flanks of the abrasive teeth when carrying out the relative movement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass • das Werkzeug (10) die Form eines Hypoidradritzels und das Kegelrad-Werkstück (20) die Form eines Tellerrades aufweist, oder • das Werkzeug (10) die Form eines Tellerrades und das Kegelrad-Werkstück (20) die Form eines Hypoidradritzels aufweist, wobei das Werkzeug (10) relativ zum Kegelrad-Werkstück (20) achsversetzt angeordnet ist, so dass sich die Werkzeugspindelachse (A1) und die Werkstückspindelachse (B) nicht schneiden.Method according to one of the preceding Claims 1 - 5 , characterized in that • the tool (10) has the shape of a hypoid gear pinion and the bevel gear workpiece (20) has the shape of a ring gear, or • the tool (10) has the shape of a ring gear and the bevel gear workpiece (20) has the shape of a hypoid gear pinion, the tool (10) being arranged axially offset relative to the bevel gear workpiece (20), so that the tool spindle axis (A1) and the workpiece spindle axis (B) do not intersect. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die NC-gesteuerten Relativbewegung als gleichförmige Relativbewegung ausgeführt wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the NC-controlled relative movement is carried out as a uniform relative movement. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung umfasst: • ein Verändern des Achsversatzes des Werkzeugs (10) relativ zum Kegelrad-Werkstück (20), und/oder • ein axiales Verlagern des Werkzeugs (10) relativ zum Kegelrad-Werkstück (20) parallel zu der Werkzeugspindelachse (A1), und/oder • ein axiales Verlagern des Kegelrad-Werkstücks (20) relativ zum Werkzeug (10) parallel zu der Werkstückspindelachse (B), und/oder • ein Verändern des Achswinkels zwischen dem Werkzeug (10) und dem Kegelrad-Werkstück (20). Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the relative movement comprises: • changing the axial offset of the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20), and / or • axially displacing the tool (10) relative to the bevel gear workpiece (20) parallel to the tool spindle axis (A1), and / or • an axial displacement of the bevel gear workpiece (20) relative to the tool (10) parallel to the workpiece spindle axis (B), and / or • a change in the axis angle between the tool (10) and the Bevel gear workpiece (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (10) komplett aus einem abrasiv wirkenden Material besteht, oder dass das Werkzeug (10) einen Grundkörper umfasst, dessen Mantelfläche mindestens teilweise mit einem abrasiv wirkenden Material versehen ist.Procedure according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the tool (10) consists entirely of an abrasive material, or that the tool (10) comprises a base body, the outer surface of which is at least partially provided with an abrasive material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelrad-Werkstück nach dem Härten und vor dem Nachbearbeiten mit dem Werkzeug geschliffen wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the bevel gear workpiece is ground with the tool after hardening and before reworking. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Nachbearbeiten um ein Art Honverfahren handelt.Procedure according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the post-processing is a kind of honing process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Drehantreiben des Werkzeugs (10) um die Werkzeugspindelachse (A1) NC-gesteuert erfolgt und/oder dass das Drehantreiben des Kegelrad-Werkstücks (20) um die Werkstückspindelachse (B) NC-gesteuert erfolgt.Procedure according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the tool (10) is driven in a NC-controlled manner about the tool spindle axis (A1) and / or in that the bevel gear workpiece (20) is driven in a NC-controlled manner about the workpiece spindle axis (B).
DE102018115401.1A 2018-06-26 2018-06-26 METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES Withdrawn DE102018115401A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018115401.1A DE102018115401A1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018115401.1A DE102018115401A1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018115401A1 true DE102018115401A1 (en) 2020-01-02

Family

ID=68885657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018115401.1A Withdrawn DE102018115401A1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018115401A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112958850A (en) * 2021-02-08 2021-06-15 重庆理工大学 Continuous indexing gear grinding method for cycloidal-tooth bevel gear
DE102019134924A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Präwema Antriebstechnik GmbH PROCESS FOR FINISHING A WORKPIECE PROVIDED WITH A GEAR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4313533A1 (en) * 1993-04-24 1994-10-27 Hermann J Prof Dr Stadtfeld Method of rolling honing bevel gears as well as a tool and apparatus for carrying out the method
DE69916120T2 (en) * 1998-11-23 2005-01-20 The Gleason Works METHOD FOR POST-OPERATING GEARS AND GEAR
DE102010049752A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Schottel Gmbh Optimized crowning of bevel gears of a bevel gear
DE102010061432A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-21 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Method for manufacturing toothed wheel i.e. spiral bevel gear, involves executing machining operations in flank sections of blank by using tool in relative positions of rotational axes of tool opposite to vertical axis, respectively
DE102011052314A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Method for manufacturing bent tooth flank at bevel wheel, has extending part of reference point lines, determining processing trajectory based on flank line set and processing workpiece by moving machining tools along trajectory

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4313533A1 (en) * 1993-04-24 1994-10-27 Hermann J Prof Dr Stadtfeld Method of rolling honing bevel gears as well as a tool and apparatus for carrying out the method
DE69916120T2 (en) * 1998-11-23 2005-01-20 The Gleason Works METHOD FOR POST-OPERATING GEARS AND GEAR
DE102010049752A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Schottel Gmbh Optimized crowning of bevel gears of a bevel gear
DE102010061432A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-21 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Method for manufacturing toothed wheel i.e. spiral bevel gear, involves executing machining operations in flank sections of blank by using tool in relative positions of rotational axes of tool opposite to vertical axis, respectively
DE102011052314A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Method for manufacturing bent tooth flank at bevel wheel, has extending part of reference point lines, determining processing trajectory based on flank line set and processing workpiece by moving machining tools along trajectory

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019134924A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Präwema Antriebstechnik GmbH PROCESS FOR FINISHING A WORKPIECE PROVIDED WITH A GEAR
US11819935B2 (en) 2019-12-18 2023-11-21 Präwema Antriebstechnik GmbH Method for precision machining a workpiece provided with gearing
CN112958850A (en) * 2021-02-08 2021-06-15 重庆理工大学 Continuous indexing gear grinding method for cycloidal-tooth bevel gear
CN112958850B (en) * 2021-02-08 2022-03-29 重庆理工大学 Continuous indexing gear grinding method for cycloidal-tooth bevel gear

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004057596B4 (en) Profiling gear and method for profiling a grinding worm
EP2665574B1 (en) Method for machining a workpiece and machine tool designed therefor
DE69735631T2 (en) APPARATUS AND METHOD FOR PRECISION GRINDING CROWN WHEELS
DE102007040894B4 (en) Tool and method for discontinuous profile grinding
EP2895290B1 (en) Method for modifying the flanks of a tooth of a gear wheel with the aid of a tool
DE69916120T2 (en) METHOD FOR POST-OPERATING GEARS AND GEAR
DE102012015846A1 (en) Method and device for hard finishing of modified gears
EP3274118B1 (en) Method and device for gear cutting work wheels by means of gear skiving
DE3225977A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR FINELY FINISHING CONVEX OR CONCAVE COVERING SURFACES OF ROTATION-SYMMETRICAL WORKPIECES, IN PARTICULAR OF ROLLER BEARING REELS
AT508990B1 (en) ROLLING TOOL
EP2851150B1 (en) Tool, method and machine for generating a toothed profile on a workpiece by skiving
DE102018115401A1 (en) METHOD FOR FINISHING BEVEL WORKPIECES
EP0421106B1 (en) Duplex cut method for making generated spiral bevel gears of a bevel or hypoid gear drive
DE102014115022B4 (en) A method of dressing a honing tool and method of honing a gear
EP1097018B1 (en) Method and device for creating undercuts on tooth flanks of internally or externally geared gear blanks
DE102017126988A1 (en) Tool, machine and method for the smooth rolling of toothed workpieces
DE102012011956B3 (en) Hob peeling tool for use in rolling peeling machine for hob peeling gearing, has cutting elements including sharpening area protruding from tool receiver, where area is located between maximum and minimum radial distances of edges
DE102018126259A1 (en) Process for dressing a grinding worm and device for dressing a grinding worm
EP4028215B1 (en) Method for producing a rotor of a screw compressor or a workpiece with a helical profile
EP3993940B1 (en) Method for producing tooth flank modifications on toothing of workpieces
DE102021108382A1 (en) PROCESS FOR CREATING SETTINGS ON THE GEAR FLANKS OF AN INTERNALLY GEARED WORKPIECE
WO2021180633A1 (en) Method for hob-machining a gear wheel
LU93122B1 (en) Gear, method for producing the toothing of a gear, and tool gear for producing the teeth of a gear
DE10132977A1 (en) Method for finishing workpieces involves machining several workpieces in synchronisation especially in planetary arrangement
DE102021131998A1 (en) PROCESS FOR GRINDING BEVEL GEARS

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: JANKE SCHOLL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee