DE1139349B

DE1139349B - Gear hobbing machine with scraping device

Info

Publication number: DE1139349B
Application number: DEP26159A
Authority: DE
Inventors: Ernst Perger
Original assignee: STAEHELY RUDOLF MASCHF
Current assignee: STAEHELY RUDOLF MASCHF
Priority date: 1960-12-02
Filing date: 1960-12-02
Publication date: 1962-11-08
Also published as: CH390031A

Description

Zahnrad-Wälzfräsmaschine mit Schabeeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Zahnrad-Wälzfräsmaschine, bei der ohne Aufspannwechsel des Werkstückes hintereinanderfolgend das Werkstück gefräst und dann geschabt wird.Gear hobbing machine with scraper device The invention relates to a gear hobbing machine, in which one after the other without changing the clamping of the workpiece the workpiece is milled and then scraped.

Es sind Zahnrad-Wälzfräsmaschinen bekannt, bei welchen die Zahnräderwerkstücke mit lotrechter Aufspannachse auf einem Drehtisch gehalten, in automatisch gesteuertem Arbeitsgang gefertigt werden, wobei der auf einem am Maschinengestell angebrachten Fräserschlitten gelagerte Wälzfräser auf genaue Frästiefe und Synchronlauf eingestellt ist und in einem Durchgang im Seitenvorschub die Zahnform mit großer geometrischer Genauigkeit ausfräst.Gear hobbing machines are known in which the gear workpieces with vertical clamping axis held on a turntable, in automatically controlled Operation are manufactured, with the one attached to the machine frame Hobs mounted on the milling slide are set to the exact milling depth and synchronous operation is and in one pass in the page feed the tooth shape with a large geometric Milling out accuracy.

Es ist nun üblich, auf diesen Maschinen hergestellte Zahnräder nach dem Fräsen einer Nachbearbeitung, durch ein Schabewerkzeug in Gestalt eines Schaberades oder an Stelle eines solchen durch ein Prägepolierrad zu unterziehen. Hierdurch wird in ersterem Falle neben der Glättung der Bearbeitungsflächen eine weitere geometrische Genauigkeit, im anderen Falle jedoch wenn bereits eine hone Genauigkeit der Zahnformen vorliegt, eine wesentliche Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit erreicht. In der Regel wird diese Nachbearbeitung auf besonderen Schabe-bzw. Prägepoliermaschinen durchgeführt.It is now common to look at gears made on these machines the milling of a post-processing, using a scraping tool in the form of a scraping wheel or in place of such a burnishing wheel. Through this In the first case, in addition to the smoothing of the machining surfaces, another geometrical one is used Accuracy, in the other case, however, if the tooth form is already accurate is present, a substantial improvement in the surface quality is achieved. As a rule, this post-processing is carried out on special scraping or Embossing machines carried out.

Es ist aber auch bereits bekannt, ohne Aufspannwechsel des Werkstückes hintereinanderfolgend das Werkstück zu fräsen und dann zu schaben. Hierbei wird das Fräswerkzeug und der Frässchlitten gegen einen das Schaberad tragenden Kopf ausgewechselt, der an Stelle des Frässchlittens angebracht werden muß. Ferner erfordert diese Ausbildung am Drehtisch ein ausrückbares Teilschneckenrad und einen zweiten Antrieb des Tisches mittels Stirnradgetriebes. Man wendet diese Bearbeitungsmethode daher ausschließlich bei großen und schweren Werkstücken an, und da bei diesen eine Fertigung in großen Stückzahlen bei verhältnismäßig geringer Fräszeit nicht in Frage kommt, spielt die erhebliche Umbauzeit der Maschine keine gewichtige Rolle.But it is also already known without changing the clamping of the workpiece to mill and then scrape the workpiece one after the other. Here is the milling tool and the milling slide against a head carrying the scraper wheel replaced, which must be attached in place of the milling carriage. Also requires this training a disengageable partial worm gear and a second on the turntable The table is driven by a spur gear. This processing method is used therefore only for large and heavy workpieces, and there one Production in large numbers with a relatively short milling time is out of the question comes, the considerable rebuilding time of the machine does not play a major role.

Bei der Herstellung von Getriebezahnrädern für den Kraftfahrzeugbau, wobei hohe Stückzahlen in Betracht kommen, während die Fräszeiten nur kurz sind, ist man einerseits gezwungen, hohe Leistungen der Zahnrad-Wälzfräsmaschinen zu erreichen, andererseits entsteht .das Problem, die Zwischenzeiten, sei es durch den Transport des Werkstückes zu einer Spezialbearbeitungsmaschine, sei es durch den Umbau der Fräsmaschine zu einer Schabemaschine, zu vermeiden. Hierbei ist es ausschlaggebend, daß die beim Fräsen erreichte hohe Genauigkeit der Bearbeitung nicht durch erneutes Aufspannen des Werkstückes beeinträchtigt wird.In the manufacture of transmission gears for automotive engineering, whereby high numbers of pieces come into consideration, while the milling times are only short, on the one hand, one is forced to achieve high performance from gear hobbing machines, on the other hand, the problem arises, the intermediate times, be it due to the transport of the workpiece to a special processing machine, be it by converting the Milling machine to a scraping machine, to avoid. It is crucial here, that the high machining accuracy achieved during milling cannot be achieved by renewed Clamping of the workpiece is impaired.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine im automatisch gesteuerten Arbeitstakt laufende Walzfräsmaschine mit lotrechter Aufspannachse für das Werkstück nun so auszubilden, daß die durch ein Schaberad und/oder Prägepoherrad bewirkte Fertigbearbeitung in den Arbeitsgang der Maschine pausenlos eingefügt werden kann.The invention is therefore based on the task of creating an automatic controlled work cycle running milling machine with vertical clamping axis for now to train the workpiece so that the through a scraper wheel and / or Prägepoherrad Finishing that has been effected can be continuously inserted into the machine's operation can.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein im Maschinengestell verschieblich eingebautes Schaberad vorgesehen, welches von der gleichen Spindel wie das vom Rundtisch antriebsgelöste Werkstück angetrieben ist.For this purpose, according to the invention, one can be displaced in the machine frame built-in scraper wheel provided, which is from the same spindle as that of the rotary table drive-released workpiece is driven.

Zufolge dieser Ausbildung ergeben sich folgende Vorteile: Es entfällt nicht nur der Transport von Maschine zu Maschine und das wiederholte Aufspannen und Ausrichten des Werkstückes, sondern man kann sogar die Leerlaufzeit der Fräsmaschine für den Feinbearbeitungsvorgang ausnutzen. Diese Leerlaufzeit, welche sich zwangläufig für den Fräser aus dem Rückzug aus der Zahnung, sowie dem dem Seitenvorschub entgegengesetzten Rücklauf in die Startposition ergibt, ist eine erhebliche Zeitgröße, die nunmehr nutzbringend verwendet ist. Außerdem wird aber auch noch durch die hiermit erleichterte grundsätzliche Anwendung der Endbearbeitung ermöglicht, daß mit Einsparung an Fertigungszeit gefräst werden kann, wobei man dabei geringere Rücksicht auf hohe geometrische Genauigkeit oder Flächengüte zu nehmen braucht. Ferner ist die bisher geforderte hohe Genauigkeit der Wälzfräser und ihrer Einstellung nicht nötig, auch ist die bisher geforderte Genauigkeit der Getriebe und insbesondere des Teilgetriebes der Wälzfräsmaschine nicht mehr erforderlich. Weiterhin wird das Schärfen des Fräsers, das Nachstellen der Getriebe und die Pflege der Maschine zufolge des Fortfalles der Forderung hoher Präzision erleichtert.As a result of this training, the following advantages result: It is not applicable not just the transport from machine to machine and repeated clamping and aligning the workpiece, but you can even reduce the idle time of the milling machine for the finishing process. This idle time, which is inevitable for the milling cutter from the retraction from the toothing, as well as the opposite to the side feed Return to the start position is a significant amount of time that is now is used beneficially. In addition, it is also made easier by this basic application of the finishing allows that with savings in manufacturing time can be milled, with less consideration of high geometric accuracy or needs to take surface quality. Furthermore, the high level of accuracy required so far the hob and its setting not necessary, also so far Required accuracy of the gearbox and in particular of the gearbox part of the hobbing machine not necessary anymore. Sharpening of the milling cutter and readjustment are also required the gearbox and the maintenance of the machine as a result of the elimination of the higher demand Precision made easier.

Eine einfache konstruktive Lösung im Aufbau der Wälzfräsmaschine besteht erfindungsgemäß darin, daß der Gegenhalter eine mit Eigenantrieb versehene Werkstückspindel aufweist, von der unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes eine das Schaberad an ihrem Ende tragende zusätzliche, axial antreibbare Spindel drehantreibbar ist.There is a simple constructive solution in the construction of the hobbing machine according to the invention in that the counterholder is a self-propelled workpiece spindle has, one of which is the scraper wheel with the interposition of a transmission gear at its end supporting additional, axially drivable spindle is rotatably drivable.

Da die Drehgeschwindigkeit des zu schabenden Werkstückes und des Schaberades zweckmäßig erheblich höher sein muß als die beim Fräsen, steht gemäß der Erfindung der auf dem Rundtisch frei drehbare Werkstückträger mittels einer elektromagnetischen Kupplung, die ihn beim Fräsvorgang mit dem Rundtisch verbindet, beim Schabevorgang vom Rundtisch lösbar ist.Because the speed of rotation of the workpiece to be scraped and the scraper wheel appropriately must be significantly higher than that when milling, is according to the invention the workpiece carrier, which can be freely rotated on the rotary table, by means of an electromagnetic Coupling that connects it to the rotary table during the milling process, during the scraping process is detachable from the rotary table.

Ferner kann man nun auch noch eine hohe Zahnflankenoberflächengüte dadurch erzielen, daß erfindungsgemäß außer dem Schaberad auf dem Ende der Vorschubspindel hinter dem Schaberad ein Prägepolierrad angeordnet ist.Furthermore, a high tooth flank surface quality can now also be achieved achieve that, according to the invention, in addition to the scraper wheel on the end of the feed spindle an embossing polishing wheel is arranged behind the scraper wheel.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Zahnrad-Wälzfräsmaschine in Seitenansicht, Abb. 2 in größerem Maßstabe in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße Ausbildung.In the drawing the invention is in an exemplary embodiment shown. Fig. 1 shows a gear hobbing machine in side view, Fig. 2 shows the training according to the invention on a larger scale in a longitudinal section.

Das Gestell der Wälzfräsmaschine besteht im wesentlichen aus dem Bett 1, dem Ständer 2 und dem Gegenhalter 3 verschiebbar tragenden Gegenständer 4, der mit dem Ständer 2 durch ein Querhaupt 5 verbunden ist. Am Ständer 2 ist der Frässchlitten 6 verschieblich gelagert, letzterer trägt unter anderem den Fräskopf 7 mit dem Wälzfräser B.The frame of the hobbing machine consists essentially of the bed 1, the stand 2 and the counter-holder 3, which is movably supporting object stand 4, which is connected to the stand 2 by a crosshead 5 . The milling slide 6 is displaceably mounted on the stand 2, the latter carrying, among other things, the milling head 7 with the hob B.

Auf dem Bett 1 ist der Rundtisch 9 angeordnet, der . durch eine Teilschnecke synchron zur Fräserwelle angetrieben ist. Der Rundtisch 9 trägt einen Werkstückträger 10, auf dem das Werkstück 11 mittels einer Gegenhalterplatte 12 von dem Gegenhalter 3 eingespannt gehalten wird. Das Werkstück 11 ist hierbei (s. Abb. 2) mittels eines Dornes 13 zentriert.On the bed 1, the rotary table 9 is arranged, the. by a partial screw is driven synchronously with the cutter shaft. The rotary table 9 carries a workpiece carrier 10, on which the workpiece 11 by means of a counterholder plate 12 from the counterholder 3 is held clamped. The workpiece 11 is here (see Fig. 2) by means of a Mandrel 13 centered.

Der Gegenhalter 3 weist eine mit Eigenantrieb durch den Elektromotor 14 versehene Werkstückspinde115 auf, von der unter Zwischenschaltung von Übersetzungszahnrädern 16, 17 eine weitere Spindel 18 angetrieben wird, welche an ihrem unteren Ende das Schaberad 19 trägt. Diese Spindel 18 ist in der Büchse 20 fest gelagert; letztere weist eine Zahnstange 21 auf, in die eine Verstellspindel 22 eingreift und das Schaberad 19 in die Ebene des Werkstückes 11 vorschieben sowie zurückziehen kann.The counterholder 3 has a workpiece spindle 115 which is provided with its own drive by the electric motor 14 and from which a further spindle 18 is driven with the interposition of transmission gears 16, 17, which carries the scraper wheel 19 at its lower end. This spindle 18 is fixedly mounted in the sleeve 20; the latter has a toothed rack 21 in which an adjusting spindle 22 engages and the scraper wheel 19 can advance and retract into the plane of the workpiece 11.

Die zusätzliche Spindel 18 kann auch so gelagert sein, daß sie radial gegen die Aufspannachse des Werkstückes versetzbar oder auch anstatt parallel zu dieser Aufspannachse, die Achse im Winkel kreuzend einstellbar ist.The additional spindle 18 can also be mounted in such a way that it can be displaced radially against the clamping axis of the workpiece or, instead of parallel to this clamping axis, can be adjusted to cross the axis at an angle.

Der auf dem Rundtisch angebrachte Werkstückträger 10 besitzt eine frei drehbare Planscheibe 23, die mit einem Zapfen 24 in Lagern 25, 25' geführt ist. Am Ende des Zapfens 24 ist eine Kupplungsplatte 26 angebracht, auf welcher Kupplungslamellen 2.7 angeordnet sind, deren Gegenlamellen in einen Kupplungsring 28 eingreifen, welcher fest im Werkstückträger sitzt. Die Betätigung der Kupplungslamellen 27 erfolgt vorzugsweise durch elektromagnetisches Ein- bzw. Ausrücken. Da die Kupplung während des Einrückens nicht gleiten darf, kann man die Lamellen 27 und ihre Gegenlamellen mit einer Mitnehmerzahnung versehen. The workpiece carrier 10 attached to the rotary table has a freely rotatable face plate 23 which is guided by a pin 24 in bearings 25, 25 '. At the end of the pin 24 a coupling plate 26 is attached, on which coupling plates 2.7 are arranged, the counter-plates of which engage in a coupling ring 28 which is firmly seated in the workpiece carrier. The clutch plates 27 are preferably actuated by electromagnetic engagement or disengagement. Since the clutch must not slip during engagement, the disks 27 and their counter-disks can be provided with driving teeth.

Das Werkstück 11 kann demnach in seiner Aufspannstellung von dem zwangläufigen synchronen Antrieb durch den Rundtisch 9 gelöst werden.The workpiece 11 can therefore in its clamping position of the inevitable synchronous drive can be solved by the rotary table 9.

Der Zentrierdorn 13 durchsetzt den Zapfen 24 der Planscheibe 23, tritt durch die Zentrierbohrung des Werkstückes 11 hindurch in die Werkstückspindel 15 ein. Letztere trägt die Gegenhalterplatte 12 und an ihrem oberen Ende das Zahnrad 16, das durch Eingriff in das auf der Zusatzspindel 18 sitzende Zahnrad 17 die gegenläufige synchrone Drehung von Werkstück 11 und Schaberad 19 vermittelt. Der Motor 14 steht mit der Werkstückspindel 15 durch ein Ritzel 29 in Verbindung; welches in dem Antriebszahnrad 30 kämmt.The centering mandrel 13 passes through the pin 24 of the face plate 23 and enters the workpiece spindle 15 through the centering bore of the workpiece 11. The latter carries the counter-holder plate 12 and at its upper end the gearwheel 16 which, by engaging in the gearwheel 17 seated on the additional spindle 18 , mediates the counter-rotating, synchronous rotation of workpiece 11 and scraper wheel 19. The motor 14 is connected to the workpiece spindle 15 through a pinion 29; which meshes in the drive gear 30.

Außer dem Schaberad 19, welches von einem, genaueste Zahnform aufweisenden, gehärteten Zahnrad gebildet ist, dessen Zahnflanken feine Schneiden tragen, kann vorzugsweise auf dem Ende der Zusatzspindel, hinter dem Schaberad 19 noch ein Prägepolierrad 31 angeordnet sein.In addition to the scraper wheel 19, which is formed by a hardened gear wheel with the most precise tooth shape and the tooth flanks of which have fine cutting edges, an embossing polishing wheel 31 can preferably be arranged on the end of the additional spindle, behind the scraper wheel 19.

Die Wirkungsweise der erläuterten Wälzfräsmaschine ist folgende: Nachdem ein Werkstück 11 aufgespannt ist, wird der Fräser 8, der genau auf Frästiefe vorgeschoben ist, in Richtung des Pfeiles x bewegt. Das Werkstück 11 dreht sich hierbei, durch die Kupplung 26, 27, 28 fest mit dem Rundtisch 9 gekuppelt, synchron zur Fräserdrehung. Hierbei wird im Längsvorschub des Fräsers zum Werkstück, die Verzahnung ausgefräst: Bei Beendigung des Fräsens tritt eine automatische Steuerung in Wirkung, welche den Fräser gemäß der schematisch dargestellten punktierten Linie y in die Startstellung zurückfährt.The mode of operation of the described hobbing machine is as follows: After a workpiece 11 is clamped, the milling cutter 8, which is precisely advanced to the milling depth is moved in the direction of arrow x. The workpiece 11 rotates here through the coupling 26, 27, 28 firmly coupled to the rotary table 9, synchronized with the milling cutter rotation. The toothing is milled out in the longitudinal feed of the milling cutter to the workpiece: When milling is finished, an automatic control comes into effect, which the cutter according to the dotted line y shown schematically in the starting position drives back.

Sobald der Fräser 8 aus dem Werkstück getaucht ist, wird die Kupplung 27 gelöst und der Motor 14 angefahren, sodann die Zusatzspindel 18 abwärts bewegt. Hierbei gelangt das Schaberad 19 in Eingriff mit der Zahnung des Werkstückes 11, und es erfolgt unter schneller Drehung von Werkstück und Schaberad das Schaben des ersteren.As soon as the milling cutter 8 has emerged from the workpiece, the coupling 27 is released and the motor 14 started up, then the additional spindle 18 is moved downwards. Here, the scraper wheel 19 comes into engagement with the teeth of the workpiece 11, and the former is scraped with rapid rotation of the workpiece and the scraper wheel.

Durch weiteres Abwärtsbewegen der Zusatzspindel 18 kann ferner das Prägepolierrad 31 zum Eingriff in die Zahnung des Werkstückes 11 gebracht werden, wobei das Schaberad 19 nach unten austritt. Nun erfolgt ein Polieren der Zahnflanken. Es versteht sich, daß hierbei sowohl das erforderliche Andrücken der Werkzeuge als auch das Zubringen von Kühlöl erfolgt.By further downward movement of the additional spindle 18, the embossing polishing wheel 31 can also be brought into engagement with the teeth of the workpiece 11 , with the scraper wheel 19 emerging downwards. The tooth flanks are now polished. It goes without saying that both the necessary pressing of the tools and the supply of cooling oil take place here.

Zum Wechsel des Werkstückes fährt nach Beendigung der Endbearbeitung und Lösen des Dornes 13 der Gegenhalter 3 aufwärts, und das Schabe- und Prägepalierrad wird mittels der sie tragenden Spindel zurückgezogen.To change the workpiece, moves after finishing the finishing and loosening the mandrel 13 of the counter holder 3 upwards, and the scraping and embossing wheel is withdrawn by means of the spindle carrying it.

Die Wälzfräsmaschine ist nach Werkstückwechsel, der in der Regel automatisch erfolgt, erneut arbeitsbereit.The hobbing machine is after workpiece change, which is usually automatic done, ready to work again.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gear hobbing machine with rotary table and counter holder, without changing the clamping of the workpiece milled and then scraped, characterized in that a displaceable in the machine frame built-in scraper wheel (19) from the same spindle (15) as the one from the rotary table (9) drive-released workpiece (11) is driven.

2. Gear hobbing machine according to Claim 1, characterized in that the counter holder (3) is a self-propelled one has provided workpiece spindle, of which with the interposition of a transmission gear (16, 17) an axially drivable additional one which carries the scraper wheel (19) at its end Spindle (18) is rotatable.

3. Gear hobbing machine according to claim 1 and 2, characterized in that a workpiece carrier which is freely rotatable on the rotary table (9) (10) by means of an electromagnetic clutch (27), which he uses during the milling process the rotary table (9) connects, is detachable from the rotary table (9) during the scraping process.

4th Gear hobbing machine according to Claims 1 and 2, characterized in that in addition to the scraper wheel (19) on the end of the additional spindle (18), behind the scraper wheel an embossing polishing wheel (31) is arranged.