DE1034127B - Process for generating straight profiles or profiles running parallel to the workpiece axis, e.g. B. of gears, by a rolling process and device for performing this process - Google Patents
Process for generating straight profiles or profiles running parallel to the workpiece axis, e.g. B. of gears, by a rolling process and device for performing this processInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen gerader oder zur Werkstückachse schräg verlaufender, paralleler Profile, z. B. von Verzahnungen, durch einen Walzvorgang, der unter Verwendung ringartig profilierter, vorzugsweise auf beiden Seiten des Werkstücks gleichzeitig angreifender Walzen in einzelnen, schlagartig und im wesentlichen in Profillängsrichtung mit gleichbleibendem Richtungssinn durchgeführten, schnell aufeinanderfolgenden sowie sich hinsichtlich ihres Angriffs am Werkstück überdeckenden Teilwalzvorgängen abläuft, durch die der Werkstoff schrittweise jeweils innerhalb kleiner Werkstücklängsabschnitte, d. h. Profilabschnitte, aus dem Profilgrund zur Werkstückoberfläche hin verdrängt wird, nach Patent 1 016 222. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.The invention relates to a method for producing straight or inclined to the workpiece axis, parallel profiles, e.g. B. of gears, by a rolling process that is ring-like using more profiled, preferably on both sides of the workpiece simultaneously attacking rollers in individual, abruptly and essentially in the longitudinal direction of the profile carried out with a constant sense of direction, quickly successive as well as themselves with regard to their attack on the workpiece overlapping partial rolling processes takes place through which the material step by step within small longitudinal sections of the workpiece, d. H. Profile sections from which Profile base is displaced towards the workpiece surface, according to patent 1 016 222. The invention also relates a facility to carry out the new procedure.
In der Patentschrift 1016 222 wird das obenerwähnte Verfahren in der Weise geschildert, daß die ringartig profilierten Walzen sämtlich in gleicher Weise und — wenn auch an unterschiedlichen Stellen des Werkstückumfangs — in einer einheitlichen Verformungszone auf das Werkstück einwirken. Dieses gleichartige Einwirken sämtlicher Profilwalzen hat sich bewährt, wenn das zu erzeugende Profil, z. B. ein Nut- oder Verzahnungsprofil, zwischen den einzelnen Profilrippen oder -zähnen eine dreieckähnliche oder eine sich stark nach dem Grund des Profils hin verengende Form aufweist.In the patent specification 1016 222 the above-mentioned Process described in such a way that the ring-like profiled rollers are all in the same way Way and - albeit at different points on the workpiece circumference - in a uniform deformation zone act on the workpiece. This similar action of all profile rollers has has proven itself when the profile to be generated, e.g. B. a groove or toothed profile, between the individual Profile ribs or teeth a triangle-like or one that narrows sharply towards the base of the profile Has shape.
Je weiter sich das zu erzeugende Nut- oder Zahnlückenprofil von dieser Form entfernt und je größer der Querschnitt ist, aus dem der Werkstoff verdrängt werden muß, um so größere Schwierigkeiten ergeben sich jedoch bei der Durchführung des Verfahrens gemäß dem Hauptpatent, insbesondere bei der Kaltbearbeitung von Werkstücken hoher Festigkeit. Die aufzuwendende Arbeit und die Beanspruchung der Werkzeuge und des Werkstoffes wachsen; wenn hohe Profilgenauigkeit und einwandfreie Oberflächengüte verlangt werden, muß man die Vorschubgeschwindigkeit des Werstücks herabsetzen. Bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit gehen die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächengüte zurück.The further the groove or tooth gap profile to be generated moves away from this shape and the larger it is is the cross-section from which the material must be displaced, all the more difficult however, when carrying out the method according to the main patent, in particular when cold working of workpieces of high strength. The work to be done and the use of the tools and the material grows; when high profile accuracy and flawless surface quality are required you have to reduce the feed rate of the workpiece. With constant feed speed the machining accuracy and the surface quality decrease.
Die Erfindung beruht auf der grundsätzlichen Überlegung, daß die obenerwähnten Schwierigkeiten dadurch beseitigt werden können, daß die Verformung des Werkstücks in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen von unterschiedlicher Größe der Werkstoffverdrängung, d. h. durch Vor- und Nachbearbeiten des Werkstückprofils, erfolgt und das Werkstück den einzelnen Bearbeitungsstufen gleichzeitig unterworfen wird.The invention is based on the fundamental consideration that the above-mentioned difficulties can thereby be eliminated that the deformation of the workpiece in a known manner in several Stages of different sizes of material displacement, d. H. through pre- and post-processing of the workpiece profile, takes place and the workpiece is subjected to the individual processing stages at the same time will.
Die schlagartig in regelmäßigem Wechsel auf nebeneinanderliegende Werkstücklängsabschnitte aus-Verfahren zum Erzeugen gerader oder zur Werkstückachse schräg verlaufender,The abruptly in regular alternation to adjacent longitudinal workpiece sections from process for generating straight or inclined to the workpiece axis,
paralleler Profile, z. B. von Verzahnungen, durch einen Walzvorgang und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrensparallel profiles, e.g. B. of gears, by a rolling process and device to carry out this procedure
Zusatz zum Patent 1 016 222Addendum to patent 1,016,222
Anmelder:
Ernst Grob, Zürich (Schweiz)Applicant:
Ernst Grob, Zurich (Switzerland)
Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10Representative: Dipl.-Ing. R. Beetz, patent attorney,
Munich 22, Steinsdorfstr. 10
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Oktober 1955Claimed priority:
Switzerland from October 22, 1955
Ernst Grob, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt wordenErnst Grob, Zurich (Switzerland),
has been named as the inventor
geübten Teilwalzvorgänge werden z. B. mit im gleichen Bearbeitungsgang durchgeführten, jedoch in abweichender Weise auf das Werkstück einwirkenden Teilwalzvorgängen kombiniert.Practiced partial rolling processes are z. B. with carried out in the same processing step, but in different partial rolling processes acting on the workpiece combined.
Durch eine derartige Maßnahme lassen sich die Beanspruchungen der einzelnen Werkzeuge bzw. der zum Tragen oder Führen dieser Werkzeuge benutzten Trag- oder Schlagköpfe und ihrer Halterung verringern. Diese Verringerung der schlagartig auftretenden Beanspruchungen hat wiederum einen günstigen Einfluß auf die Arbeitsgenauigkeit und die Oberflächengüte der zu erzeugenden Profile.Such a measure can reduce the stresses on the individual tools or the Reduce the carrying or impact heads and their holder used to carry or guide these tools. This reduction in the sudden stresses in turn has a favorable effect Influence on the working accuracy and the surface quality of the profiles to be produced.
Die Kombination der Vor- und Nachbearbeitungsvorgänge läßt sich auf unterschiedliche Art durch- führen. So kann man z. B: auf das den schlagartig verlaufenden Teilwalzvorgängen unterworfene Werkstück gleichzeitig durch bekanntes Abwälzwalzen formgebend einwirken. Man kann aber auch durch die gleichzeitig beiderseits auf das Werkstück ein-The combination of pre- and post-processing operations can be carried out in different ways. to lead. So you can z. B: on the workpiece subjected to the sudden partial rolling processes at the same time have a shaping effect by known rolling. But you can also get through simultaneously on both sides of the workpiece
So wirkenden, schlagartig verlaufenden Teilwalzvorgänge auf jeder Werkstückseite unterschiedliche Werkstoffvolumina verdrängen lassen.Sudden partial rolling processes that act like this Displacement of different volumes of material on each side of the workpiece.
Im ersteren Fall empfiehlt es sich, die Werkstückprofile einerseits durch die schlagartig einwirkenden,In the first case, it is advisable to remove the workpiece profiles on the one hand from the suddenly acting,
809 577/118809 577/118
ringartig profilierten Walzen vorzuformen und anderseits gleichzeitig durch Abwälz-Profilwalzen zu glätten, die das Werkstück gegenüber der Einwirkung jener schlagend wirkenden Ringwalzen abstützen.to preform ring-like profiled rollers and on the other hand at the same time by generating profile rollers to smooth the workpiece against the action support those beating ring rollers.
Die gleichzeitige Vor- und Nachbearbeitung eines Werkstücks kann anderseits auch derart durchgeführt werden, daß die unter gleichzeitiger Verdrängung ungleicher Werkstoffvolumina erfolgenden Verforttiungsvorgänge unterschiedlicher Art in zwei in Richwirkende: Verformungsdrücke auf das Werkstück ausgeübt werden1, wodurch eine unterschiedliche Ausbildung der Werkzeugprofile bedingt ist. Ferner soll die Möglichkeit bestehen, die Werkzeuge in bezug auf das Werkstück leicht einstellen zu können; zu diesem Zweck werden axial in einem Schlag- oder Tragkopf festliegende und axial spielende Profilwalzen verwendet. The simultaneous pre- and post-processing of a workpiece can be the other hand, also be carried out such that the unequal with simultaneous displacement material volumes taking place Verforttiungsvorgänge of different types into two in Rich acting: deformation pressures are exerted on the workpiece 1 to form a different design of the tool profile is limited. Furthermore, there should be the possibility of being able to easily adjust the tools with respect to the workpiece; for this purpose axially fixed and axially playing profile rollers are used in an impact head or support head.
In der Zeichnung sind beispielsweise EinzelheitenFor example, in the drawing are details
tung des Werkstückvorschubes in geringem Abstand io von Einrichtungen zur Durchführung des neuen Ver-the workpiece feed at a short distance from the equipment for carrying out the new
hintereinanderliegenden Werkstückzonen stattfinden. Man kann die Teilverformungsvorgänge auch an zwei zur Querschnittsmitte des Werkstücks unsymmetrischen Stellen desselben durchführen.workpiece zones lying one behind the other take place. The partial deformation processes can also be carried out on two Carry out unsymmetrical points of the workpiece towards the center of the cross-section.
Die voneinander abweichende Werkstoffverdrängung in den Teilverformungsvorgängen läßt sich durch unterschiedliche Eindringtiefe der ringartig profilierten Walzen oder durch Verwendung unterschiedlich profilierter Werkzeuge erreichen.The differing material displacement in the partial deformation processes can be different penetration depth of the ring-like profiled rollers or different use of profiled tools.
Wenn es sich um die Erzeugung von Profilen mit steilen Flanken handelt, erweist es sich als vorteilhaft, beim Vorbearbeiten des Werkstückprofils ein tiefes, z. B. dreieckähnliches Profil mit gegenüber dem Fertigprofil geringerer Flankensteilheit zu erzeugen, dessen Form dem sich beim Nachbearbeiten des Werkstückprofils vollziehenden Verdrängen des Werkstoffs entgegenkommt.When it comes to creating profiles with steep flanks, it is advantageous to when preparing the workpiece profile a deep, z. B. triangle-like profile with opposite the To generate finished profile with a lower flank steepness, the shape of which is based on post-processing of the The workpiece profile complies with the displacement of the material.
Häufig ist es zweckmäßig, das Vorbearbeiten des Werkstücks mit einem Werkzeug durchzuführen, das die Form der Erzeugenden des Fertigprofils aufweist, beim Herstellen eines Zahnrades beispielsweise ein zahn'stangenähnliches Profil ist, während das oder die Nachbearbeitungswerkzeuge eine mit dem Fertigprofil genau übereinstimmende Form, beim Herstellen eines Zahnrades beispielsweise ein evolvenförmig begrenztes Profil, besitzen.It is often expedient to carry out the pre-machining of the workpiece with a tool that has the shape of the generatrix of the finished profile, for example when manufacturing a gear Rack-like profile, while the finishing tool or tools is one with the finished profile Exactly matching shape, when manufacturing a gear, for example, an evolve-shaped one Profile, own.
Die Vor- und Nachbearbeitungsvorgänge können auch derart verlaufen, daß durch die einzelnen Verformungsvorgänge jeweils nur Teile des zu erzeugenden Werkstückprofils geformt werden.The preprocessing and postprocessing processes can also take place in such a way that the individual deformation processes only parts of the workpiece profile to be produced are formed in each case.
Bei der Herstellung von Zähnen oder relativ hohen Rippen mit steilen Flanken kann eine unerwünschte Verformung, insbesondere ein seitliches Wegdrücken, der Zahn- oder Rippenprofile während der einzelnen Teilbearbeitungsvorgänge weitgehend verringert werden, wenn man bei jedem der einzelnen Verformungsvorgänge zwei nicht benachbarte Gegenflanken zweier verschiedener Werkstückprofile gleichzeitig bearbeitet.When producing teeth or relatively high ribs with steep flanks, undesired deformation, in particular lateral pushing away, of the tooth or rib profiles during the individual partial machining processes can be largely reduced if two non-adjacent counter flanks of two different workpiece profiles are used simultaneously in each of the individual deformation processes processed.
Eine Einrichtung zur Durchführung des neuen, verbesserten Profilierverfahrens gemäß der Erfindung, bei der schlagartig walzend auf das Werkstück einwirkende Werkzeuge in drehbaren, ihrerseits in während des Bearbeitungsvorganges ruhenden Tragköpfen aufgenommenen Schlagköpfen gelagert sind, unterscheidet sich von der entsprechend ausgeführten Vorrichtung gemäß dem Patent 1 016 222 hauptsächlich dadurch, daß entweder in den beiderseits des Werkstücks angeordneten Schlagköpfen Walzen mit unterschiedlicher Profilierung vorgesehen sind und/ oder zum mindesten ein Tragkopf wenigstens eine als Stütz- oder Glätteinrichtung für das Werkstück dienende, um eine fest im Tragkopf im wesentlichen parallel zur Werkstückachse liegende Achse drehbare profilierte Walze trägt.A device for carrying out the new, improved profiling method according to the invention, in the case of suddenly rolling tools acting on the workpiece in rotatable ones, in turn in during the machining process stationary carrying heads are stored, differs from the correspondingly designed device according to patent 1,016,222 mainly in that either in the striking heads arranged on both sides of the workpiece with rollers different profiling are provided and / or at least one support head at least one serving as a support or smoothing device for the workpiece, to a fixed in the support head essentially Carries rotatable profiled roller axis lying parallel to the workpiece axis.
Dabei werden den Werkzeugen in den Schlagköpfen und Tragköpfen unterschiedliche Funktionen, wie z. B. verformende und stützende oder vor- und fertigformende, zugewiesen. Außerdem können mit den fahrens gemäß der Erfindung dargestellt; es zeigtThe tools in the impact heads and support heads have different functions, such as z. B. deforming and supporting or pre- and finish-forming, assigned. You can also use the driving shown according to the invention; it shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung1 des gleichzeitigen Einwirkens umlaufender ringartig profilierter Profilwalzen und einer nur stützend und glättend wirkenden Abwälzwalze auf das im Schnitt dargestellte Werkstück,1 shows a schematic representation 1 of the simultaneous action of circumferential ring-like profiled profile rollers and a rolling roller that only acts in a supporting and smoothing manner on the workpiece shown in section,
Fig. 2 das Einwirken unterschiedlich profilierter umlaufender Profilwalzen auf zwei axial versetzte Umfangszonen des im Schnitt dargestellten Werkstücks, Fig. 2 shows the action of differently profiled rotating profile rollers on two axially offset Peripheral zones of the workpiece shown in section,
Fig. 3 ein Beispiel für die Verwendung unsymmetrisch profilierter umlaufender Profilwalzen zur Herstellung von Zahnrädern mit ungeraden Zähnezahlen, Fig. 4 die Art des Eingriffs zweier unterschiedlicher Werkzeugprofile, von denen das eine eine Vor- und das andere eine Nachbearbeitung des zu erzeugenden Profils durchführt,3 shows an example of the use of asymmetrically profiled rotating profile rollers for the production of gears with uneven numbers of teeth, Fig. 4 shows the type of engagement of two different tool profiles, one of which is a front and the other carries out post-processing of the profile to be generated,
Fig. 5 ein Beispiel für die Verwendung von Profilwalzen mit geteilten Profilrippen, die auf einander nicht benachbarte Gegenflanken zweier verschiedener Werkstück-Einzelprofile gleichzeitig einwirken,Fig. 5 shows an example of the use of profile rollers with split profile ribs, which on each other non-adjacent counter flanks of two different individual workpiece profiles act at the same time,
Fig. 6 bis 8 je einen1 quer zur Werkstückachse geführten Teilschnitt, der Einzelheiten der Form der Profilwalzenprofile und ihre Auswirkung auf das Werkstück erkennen läßt,FIGS. 6 to 8 each show a partial section 1 taken transversely to the workpiece axis, which reveals details of the shape of the profiled roller profiles and their effect on the workpiece,
Fig. 9 und 10 einen längs und einen quer zur Werkstückachse geführten Schnitt durch eine Werkzeugkombination von umlaufenden, ringartig profilierten Profilwalzen in zwei versetzt einander gegenüberliegenden Schlagköpfen mit längs profilierten Abwälzoder Stützwalzen.FIGS. 9 and 10 show a section through a tool combination, longitudinally and transversely to the workpiece axis of circumferential, ring-like profiled profile rollers in two offset opposite one another Impact heads with longitudinally profiled generating or backup rollers.
Auf das Werkstück W (Fig. 1) wirken von unten eine oder mehrere ringförmig profilierte Profilwalzen 1 ein, die in einem umlaufenden Schlagkopf (nicht gezeichnet) drehbar gelagert sind. Der gegenüberliegende Tragkopf 2 trägt eine antriebslos parallel zur Werkstückache drehbar gelagerte Abwälzoder Stützwalze 3, welche das Werkstück von oben abstützt und am Umfang ein mit dem Werkstück im wesentlichen kämmendes Profil trägt, also z. B. bei Erzeugung eines Stirnrades ein Gegenstirnrad. Da sie, entsprechend dem Angriff der umlaufenden Profilwalzen 1 auf das Werkstück W1 kurz aufeinanderfolgende Belastungsstöße empfängt und dabei eine — wenn auch nur geringe — glättende Wirkung auf das Werkstückprofil ausüben soll, wird ihre Lagerung vorzugsweise mit axialem Spiel ausgeführt, so daß sie während der Belastungen dem Werkstückvorschub folgen kann. In den Pausen zwischen den Belastungen drückt eine Feder 6 die Stützwalze 3 in ihre Ausgangslage zurück.One or more ring-shaped profiled profile rollers 1, which are rotatably mounted in a rotating impact head (not shown), act on the workpiece W (FIG. 1) from below. The opposite support head 2 carries a non-drive parallel to the workpiece, rotatably mounted Abwälzoder support roller 3, which supports the workpiece from above and on the circumference carries a substantially meshing profile with the workpiece, so z. B. when generating a spur gear, a counter-spur gear. Since it receives, according to the attack of the rotating profile rollers 1 on the workpiece W 1, briefly successive load shocks and thereby a - even if only slight - smoothing effect on the workpiece profile, its storage is preferably carried out with axial play, so that it during the Loads can follow the workpiece feed. In the pauses between the loads, a spring 6 pushes the support roller 3 back into its starting position.
In Fig. 2 sind zwei einander gegenüberliegende Schlagköpfe in der Weise gegeneinander versetzt, daß, in Richtung des Werkstückvorschubes gesehen, die Profil walzen V des einen (in Fig. 2 des oberen) früher, d. h. in einer weiter vorn liegenden Zone am Umfang des Werkstücks W angreifen. Dadurch wird ein \ror- und Fertigbearbeiten in einem Arbeitsgang ermöglicht, wobei die Profilwalzen 1 in dem »nach-In Fig. 2 two opposing impact heads are offset from each other in such a way that, seen in the direction of workpiece feed, the profile roll V of one (in Fig. 2 the upper) earlier, ie in a further forward zone on the circumference of the workpiece Attack W. Thereby, a \ r or- and finishing allows in a single operation, wherein the profile rollers 1 in the "post-
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einzelnen Werkzeugen in unterschiedlicher Richtung 70 laufenden« (unteren) Schlagkopf zum Fertigprofi-individual tools in different directions 70 running "(lower) impact head to the finished professional
lieren verwendet werden. Würden nämlich die Profilwalzen beider Schlagköpfe gleichzeitig, d. h. in der gleichen Umfangszone, auf das Werkstück einwirken, so müßten die Fertigprofilierwalzen die ganze Verformungsarbeit übernehmen, und die Vorprofilierwalzen, die ja kleinere Profilkerben im Werkstück erzeugen sollten, würden leer mitlaufen. Durch Versetzen der Schlagköpfe gegeneinander in Richtung der Werkstückachse wird also eine Unterteilung in Vor- und Fertigprofilieren erst ermöglicht.can be used. If the profile rollers of both impact heads were to be used at the same time, i. H. in the same circumferential zone, act on the workpiece, so the finishing rollers would have to do the entire deformation work take over, and the pre-profiling rollers, the smaller profile notches in the workpiece should generate, would run along empty. By moving the striking heads against each other in the direction of the A subdivision into pre-profiling and finished profiling is made possible in the first place.
Etwas voneinander abweichende Funktionen der einzelnen Werkzeuge liegen auch dann vor, wenn z. B. bei zwei gegenüberliegenden Tragköpfen der eine axial festliegende Pofilwalzen trägt, der andere dagegen axial schwimmende. Letztere werden durch die am Werkstück vom Gegentragkopf bereits erzeugten Rillen jeweils vor dem verformenden Eingriff in die axial richtige Lage geschoben. Die Praxis hat gezeigt, daß auf diese Weise neben einer wesentlich vereinfachten Einstellung der Maschine eine größere Sauberkeit der Rillenflanken1 am Werkstück erzielt wird.The functions of the individual tools also differ somewhat from one another if, for example, B. in the case of two opposing support heads which carries one axially fixed profile rollers, the other, however, axially floating. The latter are pushed into the axially correct position by the grooves already created on the workpiece by the counter-support head before the deforming engagement. Practice has shown that in this way, in addition to a significantly simplified setting of the machine, greater cleanliness of the groove flanks 1 on the workpiece is achieved.
Bei ungerader Rillenzahl am Werkstück liegt in bezug auf die Werkstückachse jeweils einer Profilvertiefung eine Profilerhöhung gegenüber. Da die Profilwalzen zweier gegenüberliegender Schlagköpfe immer gleichzeitig am Werkstück angreifen müssen, um Biegungskräfte auf das Werkstück gegenseitig aufzuheben, so müßten die Profilwalzen des einen Schlagkopfes das Gegenprofil der Werkstückzahnlücke, die des anderen Schlagkopfes das Gegenprofil des Werkstückzahnes aufweisen. Um nun sowohl gleiche Profilwalzen in beiden Schlagköpfen als auch gleiche Verformungsverhältnisse an beiden gegenüberliegenden Punkten des Werkstücks zu erhalten, werden nach Fig. 3 die Angriffspunkte der Profilwalzen der einander gegenüberliegenden Schlagköpfe auf das Werkstück so gelegt, daß sie mit dem Werkstückmittelpunkt ein Dreieck bilden. Der stumpfe Winkel des Dreiecks beträgt 180° — lk Zahnteilung.If the number of grooves on the workpiece is odd, there is a profile elevation opposite to each of the profile indentations with respect to the workpiece axis. Since the profile rollers of two opposing percussion heads always have to attack the workpiece at the same time in order to counteract each other's bending forces on the workpiece, the profile rollers of one percussion head must have the counter profile of the workpiece tooth gap, those of the other percussion head have the counter profile of the workpiece tooth. In order to obtain the same profile rollers in both impact heads and the same deformation conditions at both opposite points of the workpiece, the points of application of the profile rollers of the opposing impact heads are placed on the workpiece according to FIG. 3 so that they form a triangle with the workpiece center. The obtuse angle of the triangle is 180 ° - l k tooth pitch.
Wenn die Profilwalzen dabei mit symmetrischem Ringprofil ausgeführt wären und in genau radialer Richtung auf das Werkstück einwirken würden, so müßte sich aus den beiden Walzdrücken eine Resultierende ergeben, die das Werkstück auf Biegung beansprucht und eine gewisse Auslenkung der Werkstückachse ergeben kann. Bei der unsymmetrischen Profilausbildung, wie sie bei den Profilwalzen der Fig. 3 dargestellt ist, treten entweder überhaupt keine oder nur ganz geringfügige seitliche Biegungsbeanspruchungen des Werkstücks auf.If the profile rollers were designed with a symmetrical ring profile and exactly radial Direction would act on the workpiece, a resultant should result from the two rolling pressures result, which stresses the workpiece in bending and a certain deflection of the workpiece axis can result. In the asymmetrical profile formation, as it is in the profile rollers of the Fig. 3 is shown, occur either no or only very slight lateral bending stresses of the workpiece.
Im übrigen wäre es ohne weiteres möglich, gegebenenfalls auftretende, unausgeglichene Seitenkräfte durch entsprechend profilierte Abwälz- oder Stützwalzen abzufangen.In addition, it would be easily possible to avoid unbalanced lateral forces that may occur to be intercepted by appropriately profiled rolling or backup rollers.
Beim Verformungsvorgang tritt jede Profilwalze durch die von der Vorgängerin !unterlassene Rille ins Werkstück ein und berührt dasselbe an der tiefsten Stelle dieser Rille. Bei der an diesem Punkt beginnenden Profilierarbeit wird der Werkstoff von der weiterlaufenden Profilwalze aus seiner Lage verdrängt. Je größer dabei der Weg der einzelnen Werkstoffteilchen ist, desto größer ist die Verformungsarbeit. Nun kann man aber, wenn die Arbeit in Vor- und Fertigwalzen' unterteilt wird, das Zwischen-(Vorwalz-) Profil so wählen, z. B. als dreieckähnliches Profil, daß sowohl die Vor- als die Fertigwalzen den Werkstoff mehr »pflügen« als »vor sich her schieben«, d. h. in Richtung auf den Werkstückquerschnitt gesehen, soll der Werkstoff veranlaßt werden, ungefähr parallel zum Fertigprofil, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Werkstückachse, zu wandern.During the deformation process, each profile roller passes through the groove that its predecessor did not! into the workpiece and touches it at the deepest point of this groove. At that point When the profiling work begins, the material is displaced from its position by the profiling roller that continues to run. The greater the path of the individual material particles, the greater the work of deformation. But if you work in Pre-rolling and finish rolling 'is subdivided, select the intermediate (pre-rolling) profile, e.g. B. as a triangle-like one Profile that both the roughing and finishing rolls "plow" the material more than "push it in front of them", d. H. seen in the direction of the workpiece cross-section, the material should be induced, approximately parallel to the finished profile, d. H. to wander substantially perpendicular to the workpiece axis.
Fig. 4 zeigt am Profil einer Sternkeilwelle, wie die Vorarbeitwalzen (Profil 4) an dem Werkstück W ein Profil erzeugen, das von den Kalibrierwalzen (Profil 5) in der Weise überwalzt wird, daß die einzelnen Werkstoffteilchen ungefähr in der mit Pfeilen angedeuteten Richtung entlang der Fertigform wandern. Fig. 5 zeigt die Möglichkeit, Profile zu walzen, deren einander zugewendete Flanken teilweise annähernd parallel stehen. Durch das Schrägstehen des zu erzeugenden Werkstückprofils zur Planetenbahn der Profilwalzen 1 wird das ■ im vorstehenden Abschnitt erwähnte »Pflügen« bewirkt. Auf die in Fig. 5 gezeigte Art ist es auch möglich, Zahnradformen mit Unterschnitt zu erzeugen. Die Profilwalzen werden vorteilhaft bei dieser Art des Profilwalzens als zur Werkstückachse symmetrische Zwillingswalzen (s. Fig. 5) ausgeführt, damit der Arbeitsdruck kein schädliches Drehmoment auf das Werkstück ausüben kann.Fig. 4 shows on the profile of a star spline how the preparatory rollers (profile 4) on the workpiece W produce a profile which is rolled over by the calibrating rollers (profile 5) in such a way that the individual material particles along approximately in the direction indicated by arrows the finished form wander. Fig. 5 shows the possibility of rolling profiles whose mutually facing flanks are partially approximately parallel. Due to the inclined position of the workpiece profile to be produced in relation to the planetary path of the profile rollers 1, the “plowing” mentioned in the previous section is effected. In the manner shown in FIG. 5, it is also possible to produce gear shapes with an undercut. In this type of profile rolling, the profile rollers are advantageously designed as twin rollers symmetrical to the workpiece axis (see FIG. 5), so that the working pressure cannot exert a damaging torque on the workpiece.
Die dabei auf die beiden mit Abstand voneinander angeordneten symmetrischen Profilrippen der Profilwalzen' wirkenden Seitenkräfte werden innerhalb des mittleren Teiles der Profilwalzen praktisch vollständig ausgeglichen, so daß die Lagerungen der Profilwalzen in den Schlagköpfen keine zusätzlichen Kräfte aufnehmen müssen.The two spaced symmetrical profile ribs of the profile rollers' Acting side forces are practically complete within the middle part of the profile rollers balanced so that the bearings of the profile rollers in the impact heads do not have any additional forces have to record.
Wenn man zur Erzeugung von Zahnprofilen an Zahnrädern Profilwalzen benutzt, deren Profilquerschnitt eine Zahnstangenform aufweist, so wäre es zur Erzielung einer möglichst genauen Hüllkurve an den zu erzeugenden Zähnen notwendig, jeden Schlagkopf mit einer möglichst großen Anzahl entsprechend abgestufter Profilwalzen zu versehen, die jeweils einen bestimmten Teil des Zahnprofils bzw. der Zahnflanke formen. Um den damit verbundenen Aufwand an Raum und Kosten zu vermeiden und gleichzeitig eine Verbesserung des Materialflusses und der Arbeitsgüte zu erzielen, werden nur wenige nach Art eines Zahnstangenprofils profilierte Profilwalzen in einem Schlagkopf angeordnet, die zunächst nur eine unvollkommene Hüllkurve des Zahnprofils erzeugen (Fig. 6). In dem gleichen oder einem mit ihm zusammenwirkenden Schlagkopf wird dann wenigstens eine Profilwalze angeordnet, die die genaue Gegenform des Werkstückzahnprofils trägt. Diese Profilwalze übernimmt dann das Fertigprofilieren der Zähne und kann gegebenenfalls auch den Zahngrund und die Zahnspitze nacharbeiten.If profile rollers are used to generate tooth profiles on gears, their profile cross-section has a rack-and-pinion shape, it would be necessary to achieve the most precise envelope possible the teeth to be generated necessary, each impact head with as large a number as possible to provide stepped profile rollers, each a certain part of the tooth profile or the tooth flank to shape. In order to avoid the associated expenditure of space and costs and at the same time To achieve an improvement in the flow of materials and the quality of work, only a few are required according to Art a rack profile profiled profile rollers arranged in an impact head, which initially only one Generate imperfect envelope curve of the tooth profile (Fig. 6). In the same or a cooperating with him Impact head is then arranged at least one profile roller, which the exact counter shape of the workpiece tooth profile. This profile roller then takes over the finish profiling Teeth and can, if necessary, also rework the tooth base and the tooth tip.
Diese Operationen lassen sich auch auf zwei in demselben Schlagkopf einander gegenüberliegenden Profilwalzen aufteilen, wie sie in Fig. 7 und 8 dargestellt sind. Die Profilwalze 1 (Fig. 7) glättet die Zahnflanken und den Zahngrund am Werkstück W, die Profilwalze 1 (Fig. 8) schließt den Zahnkopf am Werkstück. Zur Verdeutlichung sind in. Fig. 7 und 8 jeweils die am Werkstück zu verdrängenden Werkstoffmengen als kleine schwarze Flächen etwas übertrieben dargestellt.These operations can also be divided between two profiled rollers lying opposite one another in the same impact head, as shown in FIGS. 7 and 8. The profile roller 1 (Fig. 7) smooths the tooth flanks and the tooth base on the workpiece W, the profile roller 1 (Fig. 8) closes the tooth tip on the workpiece. For clarification, the quantities of material to be displaced on the workpiece are shown somewhat exaggerated as small black areas in FIGS. 7 and 8.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 und 10 endlich zeigt eine Anzahl der Erfindungsmerkmale vereinigt zur Erzeugung eines Zahnradprofils. Auf einer Profiliermaschine arbeiten zwei je einen umlaufenden Schlagkopf 7, T aufnehmende Tragköpfe 2, 2' zu sammen. Sie sind in bezug auf den Werkstückvorschub um den Betrag u hintereinander angeordnet. Der zuerst am Werkstück angreifende Schlagkopf 7 ist in an sich bekannter Weise mit Profilwalzen 1 ausgerüstet. Der dem Schlagkopf 7 in der BearbeitungThe embodiment according to FIGS. 9 and 10 finally shows a number of the features of the invention combined to generate a gear profile. On a profiling machine, two support heads 2, 2 ' each receiving a rotating impact head 7, T work together. They are arranged one behind the other by the amount u in relation to the workpiece feed. The impact head 7, which first acts on the workpiece, is equipped with profile rollers 1 in a manner known per se. The impact head 7 in processing
nachfolgende Tragkopf 2' hat eine doppelte Funktion. Erstens fragt er die parallel zur Werkstückachse antriebslos drehbaren Abwälz- und Stützwalzen 3, 3', die in1 diesem Falle vorwiegend einem Durchbiegen des Werkstücks unter dem Arbeitsdruck von Schlagkopf 7 entgegenwirken, und zweitens trägt sein Schlagkopf T die Profilwalzen 1 α und 1 h, von denen eine im Prinzip die Form nach Fig. 7 zum Glätten der Zahnflanken und zum Fertigformen des Zahngrundes trägt, die andere (nach Fig. 8) dazu dient, den Zahnkopf zu schließen.The following carrying head 2 'has a double function. First, it polls the axis of the workpiece undriven rotatable parallel hobbing and supporting rolls 3, 3 ', which primarily counteract a bending of the workpiece at the working pressure of impact head 7 in 1 this case, and secondly carries its impact head T, the profile rollers 1 α and 1 h, one of which, in principle, has the shape according to FIG. 7 for smoothing the tooth flanks and for final shaping of the tooth base, the other (according to FIG. 8) serves to close the tooth head.
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