DE1146330B - Stirnmesserkopf fuer Verzahnungsmaschinen - Google Patents

Stirnmesserkopf fuer Verzahnungsmaschinen

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DE1146330B
DE1146330B DEG27494A DEG0027494A DE1146330B DE 1146330 B DE1146330 B DE 1146330B DE G27494 A DEG27494 A DE G27494A DE G0027494 A DEG0027494 A DE G0027494A DE 1146330 B DE1146330 B DE 1146330B
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DE
Germany
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knife
cut
knives
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cutter head
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DEG27494A
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Ensigne Theodore Slayton
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Gleason Works
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    • 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
    • B23F21/12Milling tools
    • B23F21/22Face-mills for longitudinally-curved gear teeth
    • B23F21/223Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements
    • B23F21/226Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • Y10T407/1705Face mill gear cutting tool
    • Y10T407/171Adjustable teeth
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/24Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

  • Stirnmesserkopf für Verzahnungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Stirnmesserkopf für Verzahnungsmaschinen mit Profilmessern, die Schneidkanten zur Bearbeitung der Zahnflanken und des Zahngrundes besitzen und deren sich an die Schneidkanten anschließende Kopfflächen und Seitenflächen in der Richtung der Messerkopfachse mit gleicher Steigung hinterschliffen sind und deren Seitenflächen mindestens eine von ihrem einen zu ihrem anderen Ende verlaufende Nut mit über die Nutlänge im wesentlichen gleichem Querschnitt tragen.
  • Die Nuten der Messer dienen dem Zweck, die Späne zu brechen. Dadurch wird die Belastung der Messer beim Abheben breiter Späne verringert und daher eine bessere Oberflächengüte der Zahnflanken erzielt, weil die Späne in der Breite unterteilt werden und die Schnittkräfte sich daher verringern.
  • Es ist ein Scheibenfräser mit solchen Nuten bekannt. Diese befinden sich in den beim Nachschleifen des Scheibenfräsers gebildeten Flächen. Ferner ist ein Schneckenfräser zum Verzahnen von Zahnrädern bekannt, dessen Zähne mit Spanbrechnuten versehen sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Messerkopf so auszugestalten, daß sich die Nuten in demselben Schleifvorgang herstellen lassen, mit welchem die Messer oder Zähne hinterschliffen werden, um die seitlichen Schneidflächen zu erzeugen. Das war bei den bekannten Scheiben- oder Schneckenfräsern nicht möglich, weil dort die Nuten auf ihrer einen Seite einen negativen Eingriffswinkel haben. Aus diesem Grunde erforderte das Erzeugen der Nuten eine besondere Schneid- oder Schleifbearbeitung, die erst nach dem Hinterarbeiten der Rückflächen vorgenommen werden konnte oder vorher durchzuführen war.
  • Erfindungsgemäß sind nun auch die Flächen der Nut in Richtung der Messerkopfachse hinterschliffen und haben daher im wesentlichen die gleiche Steigung wie die zugehörigen Flächen.
  • Vorzugsweise erhält die Nut eine solche Gestalt, daß bei ihrer Betrachtung in Richtung der Messerkopfachse von der Vorderseite des Messerkopfes her ihre ganze Fläche sichtbar ist.
  • Dabei kann jede der Nuten eine Flanke haben, welche zur Messerkopfachse eine kleinere Neigung hat als die Seitenfläche, die die Nut trägt.
  • Vorzugsweise ist der Messerkopf in der Weise ausgestaltet, daß die Nuten verschiedener Messer von den Kopfflächen der Messer so große verschieden bemessene Abstände haben, daß der Messerkopf mit einem stetigen, durch die Nuten nicht unterbrochenen seitlichen Profil zum Schnitt kommt. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Anwendung bei einem Messerkopf bekannter Art, dessen Messerkranz zwischen je zwei mit den Seitenkanten zum Schnitt kommenden Messern ein mit seiner Kopfschneidkante zum Schnitt kommendes Messer enthält, das in Achsenrichtung über die Ebene der Kopfkanten der seitlich schneidenden Messer hinausragt. Dabei sind vorzugsweise die Flankenschneidkanten der in Achsenrichtung vorspringenden Messer in radialer Richtung gegenüber den ihnen entsprechenden Schneidkanten der genuteten Messer um einen Abstand versetzt, der die Tiefe der Nuten übertrifft.
  • Bei Anwendung der Erfindung auf einen Messerkopf, dessen Messerkranz abwechselnd innen zum Schnitt kommende und außen zum Schnitt kommende Messer enthält, empfiehlt sich eine solche Anordnung, daß die innen zum Schnitt kommenden Messer mit ihren äußeren Flanken-Schneidkanten radial einwärts gegenüber den entsprechenden Kanten der außen zum Schnitt kommenden Messer um einen Abstand versetzt sind, der die Tiefe der Nuten der außen zum Schnitt kommenden Messer übertrifft, und daß die außen zum Schnitt kommenden Messer mit ihren inneren Flanken-Schneidkanten radial nach außen gegenüber den entsprechenden Kanten der innen zum Schnitt kommenden Messer um einen Abstand versetzt sind, der die Tiefe der Nut der innen zum Schnitt kommenden Messer übertrifft.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. In dieser zeigt Fig. 1 eine teilweise Stirnansicht des Messerkopfes, Fig. 2 den axialen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig.1, wobei die zum Hinterschleifen der zum Schnitt kommenden Seitenflächen und der Kopfflächen der Messer verwendeten Schleifscheiben in ihrer Lage gegenüber dem Messerkopf wiedergegeben sind, Fig. 3 die Abwicklung einer Seitenansicht des Messerkopfes mit aufeinanderfolgenden Messern des Messerkranzes und Fig. 4 an Hand einer schematischen vergrößerten Darstellung die gegenseitige Lage der verschiedenen Messer des Messerkranzes, wobei die Brustflächen dieser Messer um die Messerkopfachse in dieselbe Ebene geschwenkt veranschaulicht sind, nämlich in die Ebene 4-4 der Fig. 1.
  • Die Messer sind mit ihren Schäften in Schlitze eingesetzt, die um den Umfang des runden Tragkörpers 10 verteilt sind, der mit einer Mittelbohrung 11 auf der Werkzeugspindel einer Verzahnungsmaschine befestigt werden kann. Befestigt sind diese Messer am Messerkopf durch radial gelegene Schraubenbolzen 12. Damit man die Messer in radialer Richtung auf den gewünschten Abstand von der Messerkopfachse 16 genau einstellen kann, sind in die Schlitze unter den Messerschäften Beilagen 13 und Keile 14 eingelegt, die man mit Hilfe von Schrauben 15 verstellen kann.
  • Der Messerkranz weist drei verschiedene Arten von Messern auf: Außen zum Schnitt kommende Messer 17 und 17', deren seitliche Schneidkanten 18 die in der Längsrichtung hohlen Zahnflanken des Werkstücks bearbeiten, innen zum Schnitt kommende Messer 19 und 19', deren seitliche Schneidkanten 21 die in der Längsrichtung gewölbten Zahnflanken bearbeiten, und am Zahnlückengrund zum Schnitt kommende Messer 22, die hauptsächlich längs ihrer Spitzenkanten 23 schneiden.
  • In Fig. 4 sind die Messer 17, 22 und 19 so dargestellt, als ob ihre Brustflächen in dieselbe radiale Ebene um die Messerkopfachse verschwenkt wären. Die Messer sind in vollen und gestrichelten Linien dargestellt, und die seitlichen Schneidkanten der Messer 17' und 19' sind strichpunktiert wiedergegeben. Man sieht, wie die am Zahnlückengrund zum Schnitt kommenden Messer 22 über die mit ihren seitlichen Schneidkanten zum Schnitt kommenden Messer in Achsenrichtung vorspringen, und zwar um einen so groß bemessenen Abstand, daß die Kopfschneidkanten 24 der mit den Seitenkanten schneidenden Messer nicht einmal dann Späne abheben, wenn der Messerkopf in Achsenrichtung vorgeschoben wird, um in das Werkstück einzustechen. In entsprechender Weise sind die geraden Seitenkanten 25 und 26 der am Zahnlückengrund zum Schnitt kommenden Messer radial zur Messerkopfachse nach innen bzw. nach außen gegenüber den Außenschneidkanten 18 und den Innenschneidkanten 21 derart versetzt, daß sie keine spanabhebende Arbeit leisten. Die vorderen Innenkanten 27 der Messer 17 und 17' und die vorderen Außenkanten 28 der Messer 19 und 19' sind radial zur Messerkopfächse nach außen bzw. nach innen, sogar noch weiter versetzt als die Kanten 26 und 25. Sie leisten daher ebensowenig irgendeine spanabhebende Arbeit. Jedem mit der Seite zum Schnitt kommenden Messer ist ein am Zahnlückengrund zum Schnitt kommendes Messer 22 unmittelbar vorgeschaltet (vgl. Fig. 1 und 3). Im Messerkranz sind die außen zum Schnitt kommenden Messer und die innen zum Schnitt kommenden Messer abwechselnd angeordnet.
  • Hinter den Schneidkanten 18 und 21 sind die Seitenflächen 20 und hinter den Schneidkanten 25 und 26 die dort befindlichen Seitenflächen und hinter den Kanten 23 und 24 die Kopfflächen 30 hinterschliffen. Dieses Hinterschleifen erfolgt in der Richtung der Messerkopfachse mit einer axialen Schrauben-Steigung, die für alle diese Messerflächen gleich groß bemessen ist. Dadurch ist erreicht; daß sich die hinterschliffenen Flächen des Messers vom Werkstück freischneiden und daß die Schneidkanten an den Seiten und an der Spitze der Messer ihre Lage gegenüber der Messerkopfachse unverändert beibehalten, wenn die Messer zum Schärfen an ihren Brustflächen abgeschliffen werden. Die hinterschliffenen Flächen bilden mit mehr oder weniger großer Genauigkeit Schraubenflächen, die zur Messerkopfachse gleichachsig verlaufen und die gleiche axiale Steigung haben. Das Hinterschleifen der innen zum Schnitt kommenden Seitenflächen der Messer 19 hinter den Schneidkanten 21 kann in der Weise geschehen, daß man die innen schneidenden Messer in einem dem Tragkörper 10 entsprechenden Kopf anbringt und sie dann mit der zylindrischen Fläche einer Schleifscheibe 29 hinterschleift, welche die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung einnimmt, bei der die Achse 31 der Schleif-Scheibe in einer zur Achse 16 radialen Ebene liegt. Die Schleifscheibe wird während des Hinterschleifens dabei in Richtung auf den Messerkopf längs der Messerkopfachse 16 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben, die zur Umlaufgeschwindigkeit des Messerkopfes in einem gleichbleibenden Verhältnis steht. Die Kopfflächen hinter den Schneidkanten 23 und 24 werden in ähnlicher Weise hinterschliffen. Diesem Zweck dient eine Schleifscheibe 32, deren Achse bei 33 gezeigt ist. Die seitlichen Schneidflächen der Messer 17 hinter den Kanten 18 werden mit Hilfe der zylindrischen Fläche einer Schleifscheibe 29 hinterschliffen, welche die bei 29' gezeigte Lage einnimmt, in der sich ihre Achse bei 31' befindet. Die Seitenflächen der Messer 22 hinter den Kanten 25 und 26 können mit Hilfe einer zylindrischen Schleifscheibe hinterschliffen werden, die eine ähnliche Stellung erhält, wie sie bei 29' und 29 gezeigt ist. Bei jedem dieser Hinterschleifvorgänge liegt die Schleifscheibenachse in einer Radialebene der Messerkopfachse 16; und beim Hinterschleifen erfährt die Schleifscheibe ihren Vorschub längs der Achse 16 mit einer Geschwindigkeit, die zum Umlauf des Messerkopfes in demselben Verhältnis steht, das beim Hinterschleifen der Seitenflächen der Messer 19 zur Verwendung gelangte.
  • Es sind nun die zum Schnitt kommenden Seitenflächen 20 der Messer 17, 17' und 19, 19' mit zum Unterteilen der Späne bestimmten Nuten versehen; die von dem einen Ende der Messer zum anderen einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt haben. Diese Nuten sind in Fig. 1 nicht näher gezeigt, jedoch aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich. Die Flanken einer jeden Nut sind in der gleichen Richtung hinterschliffen wie die zum Schnitt kommenden Seitenflächen und Kopfflächen 24 der Messer. Infolgedessen haben die Flanken der Nuten dieselbe axiale Schraubensteigung in Richtung der Messerkopfachse wie diese Flächen. Die Messer 17 haben zwei parallele Nuten mit Flanken 34, die ein im wesentlichen gerades Profil aufweisen und mit im Profil gekrümmten Bodenflächen 35 (vgl. Fig. 4). Die Flanken 34 sind zur Messerkopfachse um einen kleineren Winkel geneigt als die zugehörigen zum Schnitt kommenden Seitenflächen der Messer, und sie schneiden diese Seitenflächen in Linien, welche die oberen Kanten der Nuten darstellen. In Fig. 4 erscheinen diese Kanten als Punkte 36. Alle Punkte längs dieser Durchdringungslinie liegen im gleichen radialen Abstand von der Messerkopfachse 16, ebenso wie sämtliche Punkte längs der schraubenförmigen Durchdringungslinien der Flächen 20 und 30 (wobei unterstellt ist, daß diese Flächen bis zu der Linie verlängert sind, in der sie sich schneiden, was gewöhnlich in Wirklichkeit nicht der Fall ist). Die Nuten der Messer 17' haben in entsprechender Weise Flanken 34' und Bodenflächen 35'. Sie sind jedoch versetzt gegenüber den Nuten 34, 35, d. h., ihr Abstand von den Kopfflächen der Messer ist anders bemessen als bei den Nuten 34 und 35. Dadurch ist erreicht, daß der Messerkopf als Ganzes ein äußeres Schneidprofil aufweist, das stetig verläuft und durch die Nuten nicht unterbrochen ist. Die seitlichen Schneidflächen 20 der Messer 19, 19' haben ähnlich gestaltete und angeordnete Nuten mit seitlichen Flanken 37, 37' und Bodenflächen 38, 38'.
  • In allen Fällen haben die seitlichen Flanken der Nuten, d. h. diejenigen Wandflächen der Nuten, die den kleinsten Eingriffswinkel aufweisen, einen positiven Eingriffswinkel, der kleiner ist als der Eingriffswinkel der zugehörigen zum Schnitt kommenden Seitenfläche, während die übrigen Flächenteile der Nuten einen größeren Eingriffswinkel haben. Das bedeutet, daß die Nut eine solche Gestalt hat, daß bei ihrer Betrachtung von der Vorderseite des Messerkopfes her in der Richtung der Messerkopfachse jede Stelle der Fläche der Nut sichtbar ist. Dementsprechend ist jeder Teil der hinterschliffenen Wandungsflächen einer jeden Nut zur Messerkopfachse in einem spitzen Winkel geneigt. Dem Sinne, wenn auch nicht der Größe nach, ist diese Neigung dieselbe wie die Neigung der zugehörigen seitlichen Schneidfläche des Messers zur Messerkopfachse. Die Neigung der außen zum Schnitt kommenden Flächen und der innen zum Schnitt kommenden Flächen der Messer zur Messerkopfachse, die zur Linie 16' der Fig. 4 parallel verläuft, entspricht also den Eingriffswinkeln A und B, während die Neigung der seitlichen Flanken 34 und 37 der Nuten, die den kleinsten Eingriffswinkel haben, sich mit Bezug auf die zugehörigen Seitenflächen auf das kleinere Winkelmaß C beläuft. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel belaufen sich die Winkel A, B und C auf 18 bzw. 22 bzw. 8°. Die wirklichen Eingriffswinkel der Flanken 34 und 37 belaufen sich auf 10 bzw. 14°. Da diese Flanken 34, 37 einen positiven Eingriffswinkel haben, also im gleichen Sinne wie die zugehörigen Seitenflächen der Messer geneigt sind, kann man sie im gleichen Schleifvorgang hinterschleifen wie diese Seitenflächen. Zu diesem Zweck braucht man nur die Zylinderfläche der Schleifscheibe 29 mit um sie herum verlaufenden Rippen 39 von dreieckigem Querschnitt zu versehen. Die Flanken dieser Rippen sind natürlich zur Achse 31 um den Winkel C geneigt, während die Bodenflächen 41 der Rippen eben sind und lotrecht zur Achse 31 verlaufen. Infolge der schraubenförmigen Hinterschleifbewegung erzeugt indessen die Übergangskante der Seitenflächen und der Bodenfläche einer jeden Rippe die gewölbten Bodenflächen 35, 35' und 38, 38' der Nuten.
  • Die Tiefe D der Nuten ist größer bemessen als die größte Stärke der vom Messerkopf zu schneidenden Späne. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel beläuft sich das Höchstmaß der Spanstärke auf etwa 0,15 mm. Die Höhe der Nuten, d. h. ihre in Fig.4 lotrecht verlaufende Abmessung, beträgt 2,8 mm und ihre Tiefe D etwa 0,5 mm. Der Abstand der Nuten von den Kopfflächen der Messer hängt von der Zahnlückentiefe der zu verzahnenden Zahnräder ab.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stirmnesserkopf für Verzahnungsmaschinen mit Profilmessern, die Schneidkanten zur Bearbeitung der Zahnflanken und des Zahngrundes besitzen und deren sich an die Schneidkanten anschließende Kopfflächen und Seitenflächen in der Richtung der Messerkopfachse mit gleicher Schraubensteigung hinterschliffen sind und deren Seitenflächen mindestens eine von ihrem einen zu ihrem anderen Ende verlaufende Nut mit über die Nutlänge im wesentlichen gleichem Querschnitt tragen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Flächen (34, 35) der Nut in Richtung der Messerkopfachse (16) hinterschliffen sind und daher im wesentlichen die gleiche Schraubensteigung haben wie die zugehörigen Flächen.
  2. 2. Stirnmesserkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Gestalt der Nut, daß bei ihrer Betrachtung in der Richtung der Messerkopfachse von der Vorderseite des Messerkopfes her ihre ganze Fläche sichtbar ist.
  3. 3. Messerkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Nuten (34, 35) eine Flanke (34) hat, welche zur Messerkopfachse (16) eine kleinere Neigung hat als die Seitenfläche (20), die die Nut trägt.
  4. 4. Messerkopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (34, 35 und 34', 35') verschiedener Messer (17 und 17') von den Kopfflächen (30) der Messer so große verschieden bemessene Abstände haben, daß der Messerkopf mit einem stetigen, durch die Nuten nicht unterbrochenen seitlichen Profil zum Schnitt kommt.
  5. 5. Messerkopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Messerkranz zwischen je zwei mit den Seitenkanten zum Schnitt kommenden Messern ein mit seiner Kopf-Schneidkante (23) zum Schnitt kommendes Messer (22) enthält, das in Achsenrichtung über die Ebene der Kopfkanten (24) der seitlich schneidenden Messer hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken-Schneidkanten (25, 26) der in Achsenrichtung vorspringenden Messer in radialer Richtung gegenüber den ihnen entsprechenden Schneidkanten (18, 21) der genuteten Messer um einen Abstand versetzt sind, der die Tiefe der Nuten (34, 35 und 34', 35') übertrifft.
  6. 6. Messerkopf nach Anspruch 7, dessen Messerkranz abwechselnd innen zum Schnitt kommende und außen zum Schnitt kommende Messer enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die innen zum Schnitt kommenden Messer (19) mit ihren äußeren Flanken-Schneidkanten (28) radial einwärts gegenüber den entsprechenden Kanten (18) der außen zum Schnitt kommenden Messer (17) um einen Abstand versetzt sind, der die Tiefe (D) der Nuten (34, 35) der außen zum Schnitt kommenden Messer übertrifft, und daß die außen zum Schnitt kommenden Messer mit ihren inneren Flanken-Schneidkanten (27) radial nach außen gegenüber den entsprechenden Kannten (21) der innen zum Schnitt kommenden Messer um einen Abstand versetzt sind, der die Tiefe (D) der Nut (37, 38) der innen zum Schnitt kommenden Messer übertrifft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr: 462 412, 965 775, 1013944.
DEG27494A 1958-07-16 1959-07-13 Stirnmesserkopf fuer Verzahnungsmaschinen Pending DE1146330B (de)

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