DE1203576B

DE1203576B - Device for whirling tooth gaps or grooves on cylindrical bodies that run at an angle of 45 to 90íÒ to the cylinder axis

Info

Publication number: DE1203576B
Application number: DEB65844A
Authority: DE
Inventors: Karl Burgsmueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-02-07
Filing date: 1962-02-07
Publication date: 1965-10-21

Description

Vorrichtung zum Wirbeln von Zahnlücken oder Nuten an zylindrischen Körpern, die unter einem Winkel von 45 bis 90° zur Zylinderachse verlaufen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wirbeln von Zahnlücken oder Nuten mit einer Steigung von 45 bis 90° an zylindrischen Werkstücken mit exzentrisch zueinander umlaufendem Werkstück und Werkzeugträger.Device for whirling tooth gaps or grooves on cylindrical Bodies that extend at an angle of 45 to 90 ° to the cylinder axis. The invention relates to a device for whirling tooth gaps or grooves with a pitch from 45 to 90 ° on cylindrical workpieces with eccentric rotating Workpiece and tool holder.

Zum Wirbeln von Schnecken mit großer Steigung und von schrägverzahnten Zahnrädern bis zu einem Steigungswinkel von 45° sind Vorrichtungen bekannt, bei denen das Werkzeug von einem das Werkstück exzentrisch umkreisenden Ring getragen wird. Die Ebene der Schneidbrust des Werkzeugs geht dabei durch die Drehachse des exzentrischen Ringes. Will man mit dieser bekannten Vorrichtung Gewinde mit einer Steigung von mehr als 45° wirbeln, dann muß man die Neigung des Werkzeugrings zur Werkstückachse entsprechend verringern. Dazu muß der Ring im Durchmesser vergrößert werden. Dabei wird der Spitzenkreis des umkreisenden Werkzeugs aber so groß, daß die Schnittfolge bei der höchst zulässigen Schnittgeschwindigkeit stark abfällt und das Wirbeln nicht mehr wirtschaftlich ist.For whirling worms with a large pitch and helical teeth Gears up to a helix angle of 45 ° are known devices at which the tool is carried by a ring that eccentrically encircles the workpiece will. The plane of the cutting face of the tool passes through the axis of rotation of the eccentric ring. If you want to use this known device thread with a Swirl slope of more than 45 °, then you have to adjust the slope of the tool ring to Reduce the workpiece axis accordingly. To do this, the ring has to be enlarged in diameter will. The tip circle of the orbiting tool is so large that the cutting sequence drops sharply at the highest permissible cutting speed and whirling is no longer economical.

Man hat deshalb Zahnräder mit Schrägzähnen großer Steigung oder achsparallelen Zahnflanken bisher durch Abwälzfräsen hergestellt. Dabei ist es bekannt, daß ein schrägverzahntes, zahnradartiges Werkzeug sich auf dem Werkstück abwälzend axial zu diesem verschiebt. Ein solches Fräswerkzeug ist jedoch verhältnismäßig teuer und die Arbeitsgeschwindigkeit bei diesem Verfahren gering.One therefore has gears with helical teeth with a large pitch or axially parallel ones Tooth flanks previously produced by hobbing. It is known that a Helical, gear-like tool rolling axially on the workpiece to this moves. However, such a milling tool is relatively expensive and the operating speed in this method is slow.

Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, auch Schnecken und schrägverzahnte Zahnräder größerer Steigung als 45° und schließlich sogar Keilwellen und Zahnräder mit axialparallel verlaufenden Nuten bzw. Zahnlücken wirtschaftlich und profilgetreu mit einfachen Werkzeugen zu wirbeln und damit dem Gewindewirbeln bisher verschlossene Anwendungsgebiete zu erschließen. Solche Aufgaben bestehen z. B. im Automobilbau für die Herstellung der Keilwellen des Getriebes und der vom Differentialgetriebe ausgehenden Antriebswellen.The invention therefore aims at worms and helical teeth Gears with a pitch greater than 45 ° and finally even splines and gears with axially parallel grooves or tooth gaps economical and true to the profile to whirl with simple tools and thus previously closed to thread whirling Open up areas of application. Such tasks exist z. B. in automotive engineering for the manufacture of the splines of the gearbox and the differential gear outgoing drive shafts.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Umlaufebene des Werkzeugträgers und eine auf der Spanfläche des Schneidwerkzeuges errichtete Senkrechte zueinander (im Winkel a) geneigt sind und Werkzeugträger und Werkstück im Teilkreis der zu schneidenden Nuten mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen. Dadurch ist es möglich, den Flugkreis der Werkzeugschneiden im Durchmesser wie beim bekannten Wirbeln von Gewinden zu beschränken und bei höchstzulässiger Schnittgeschwindigkeit eine raschere Schnittfolge zu erzielen. Außerdem vermeidet man dabei eine Tonnenform im Umriß des Kerns der Werkstücke, d. h., die einzelnen Profile werden genauer.The invention solves this problem in that the plane of rotation of the Tool carrier and a vertical line erected on the rake face of the cutting tool are inclined to each other (at angle a) and the tool carrier and workpiece in the pitch circle of the grooves to be cut rotate at the same peripheral speed. Through this it is possible to change the cutting circle of the tool cutting edge as with the known Restrict whirling of threads and at maximum allowable cutting speed to achieve a faster cutting sequence. In addition, one avoids a barrel shape in outline of the core of the workpieces, d. that is, the individual profiles become more precise.

Läßt man den oder die Wirbelstähle das Werkstück in einem exzentrisch gelagerten Werkzeugring als Werkzeugträger umkreisen, dann ändert sich je nach der Winkelstellung des Rings zum Werkstück auch der Winkel a zwischen der auf der Schneidbrust des Wirbelstahls errichteten Senkrechten und der Umlaufebene des Werkzeugträgers. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird diese Änderung dadurch ausgeglichen, daß der Wirbelstahl mit einer exzentrischen Büchse drehbar im Werkzeugträger gelagert ist, derart, daß die Schneidbrust-Mittellinie des Wirbelstahls in jeder Neigung des Wirbelstahlträgers, z. B. eines Rings, auf den Winkel* einstellbar ist. Diese Einstellung kann in bekannter Art optisch, d. h. unter Heranziehung einer Lupe und von Schablonen erfolgen.If you let the whirling steel or the workpiece in an eccentric orbiting the stored tool ring as a tool carrier, then changes depending on the Angular position of the ring to the workpiece also the angle a between that on the cutting face of the whirling steel and the plane of rotation of the tool carrier. According to a further embodiment of the invention, this change is compensated for by that the whirling steel is rotatably mounted in the tool carrier with an eccentric sleeve is such that the cutting chest center line of the peening steel in any inclination of the eddy steel beam, e.g. B. a ring to which the angle * is adjustable. These Adjustment can be optically in a known manner, i. H. using a magnifying glass and made of stencils.

In gleicher Weise lassen sich auch in Bohrungen Nuten oder Verzahnungen hineinwirbeln. Enge Bohrungen konnte man bisher nur schwierig und kostspielig mit Hilfe von Räumnadeln mit Nuten oder Zähnen versehen. Dazu wird der Wirbelstahl auf einen exzentrisch zum Werkstück rotierenden zur Werkstückachse geneigten Dorn aufgesetzt.In the same way, grooves or teeth can also be made in bores whirl in. Up to now, it was difficult and costly to drill tight holes Provide grooves or teeth with the help of broaches. To do this, the eddy steel is used a mandrel that rotates eccentrically to the workpiece and is inclined to the workpiece axis is attached.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen, die Beispiele für Vorrichtungen zeigen, erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Wirbeln einer Keilwelle mit achsparallelen Nuten, F i g. 2 die Bahn von Wirbelwerkzeug und Werkstück in Draufsicht und schematischer Darstellung, F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Werkzeugrings der F i g. 1, im Schnitt mit Lagerung des Wirbelstahls in einer Exzenterbüchse, und F i g. 4 eine Vorrichtung zum Wirbeln von Nuten in Bohrungen in schematischer Darstellung.The invention is illustrated below with reference to drawings, the examples for devices show explained. It shows F i g. 1 the whirling of a spline shaft with axially parallel grooves, FIG. 2 the path of whirling tool and workpiece in Top view and schematic representation, FIG. 3 shows an enlarged illustration part of the tool ring of FIG. 1, in section with storage of the whirling steel in an eccentric bushing, and F i g. 4 a device for whirling of grooves in bores in a schematic representation.

Im Spannfutter 10 einer Drehmaschine, das über das Vorgelege 11 mit wählbarem übersetzungsverhältnis angetrieben ist, ist ein zylindrischer Körper 12 eingespannt und auf der anderen Seite mit der Spitze 13 in bekannter Art gelagert. Der zylindrische Körper 12 soll über einen Teil seiner Länge achsparallele Keilnuten 12a erhalten. Der mit dem Werkstück 12 starr gekuppelt angetriebene Werkzeugträger ist als Ring 14 ausgebildet, durch einen schlupffreien Riemen 15 angetrieben und in einem schwenkbaren Träger 16 drehbar gelagert, der in bekannter Art längs und quer zur Drehachse der Drehmaschine verstellbar ist. Der Ring 14 trägt die einzelnen Wirbelstähle, von denen im Beispiel nur ein Wirbelstahl 17 dargestellt ist. In F i g. 2 hat das Werkstück 12 die Drehachse Z1, während der Ring 14 mit dem Wirbelstahl 17 um den Abstand Z versetzt um die Achse Z2 exzentrisch kreist, so daß der Wirbelstahl 17 bei jedem Umlauf am Punkt a in das Werkstück ein- und beim Punkt b aus dem Werkstücksumfang auftaucht. Die Drehzahlen von Werkstück 12 und Ring 14 sind aufeinander so abgestimmt, daß sich im Teilkreis gleiche Umfangsgeschwindigkeit ergibt, so daß sich innerhalb der Projektion G (F i g. 1) des Schnittwegs a-b die Zerspanung vollzieht.In the chuck 10 of a lathe, which via the back gear 11 with A selectable transmission ratio is driven, is a cylindrical body 12 clamped and stored on the other side with the tip 13 in a known manner. The cylindrical body 12 should have axially parallel keyways over part of its length 12a received. The tool carrier, which is driven rigidly coupled to the workpiece 12 is designed as a ring 14, driven by a slip-free belt 15 and rotatably mounted in a pivotable carrier 16, which is longitudinally and in a known manner is adjustable transversely to the axis of rotation of the lathe. The ring 14 carries the individual Whirling steels, of which only one whirling steel 17 is shown in the example. In F i g. 2, the workpiece 12 has the axis of rotation Z1, while the ring 14 with the whirling steel 17 offset by the distance Z about the axis Z2 circles eccentrically, so that the whirling steel 17 with each revolution at point a into the workpiece and at point b from the workpiece circumference shows up. The speeds of workpiece 12 and ring 14 are coordinated so that that there is the same peripheral speed in the pitch circle, so that within the projection G (FIG. 1) of the cutting path a-b performs the machining.

Wenn man bei dieser Anordnung das Werkstück 12 langsamer oder schneller umlaufen läßt als den Ring 14 mit dem Wirbelstahl 17, dann kann man mit dem veränderten Flugkreisdurchmesser eine Vielfachkeilwelle wirbeln und bei Wahl des richtigen Flankenwinkels des Wirbelstahls 17 eine zumindest angenäherte Evolventenzahnforin erzielen. Eine solche Zahnform kann man auch mit einem Evolventenformstahl erzielen. der in der Ebene des Wirbelstahls etwas hinter den gerade-flankigen Wirbelstählen zum Schnitt kommend angeordnet ist und deshalb nur geringe Zerspanungsarbeit leisten muß. In diesem Fall trägt der Ring 14 mehrere Wirbelstähle 17 geeigneten Profils. Wenn man zur Erhöhung der Standzeit drei oder mehr @Xer?_zeuge im Ring 14 unterbringen will, c:e dann das einzelne Profil fortlaufend nacheinander derer arbeiten, dann kann man die Drehzahl des lu;erkstticks 1.2 und des Rings 14 beibehalten.If, in this arrangement, the workpiece 12 is slower or faster revolves than the ring 14 with the whirling steel 17, then you can use the changed Swirl the pitch circle diameter of a multiple spline shaft and when choosing the correct flank angle of the whirling steel 17 achieve an at least approximate involute tooth shape. One Such a tooth shape can also be achieved with an involute shape steel. the Indian Eddy steel level a little behind the straight-edged whirling steels to cut is arranged coming and therefore only has to perform a small amount of machining. In In this case, the ring 14 carries several pegs 17 of suitable profile. If wants to accommodate three or more @Xer? _zeugers in ring 14 to increase the service life, c: e then work the individual profile consecutively one after the other, then can the speed of the lu; Erkstticks 1.2 and the ring 14 is maintained.

Entscheidend =st bei dieser Anordnung, daß bei der genannten Drehzahlabstimmung für gleiche Umfangsgeschwirdigkeiten im Teilkreis die auf der Schneidbrust des Wirbelstahls 17 errichtete Senkrechte d (F i . 1, 3) zur Umlaufebene des Rings 14 den Winkel a einnimmt. Dadurch gelingt es dann, die Nuten achsparallel, profilgetreu und gegebenenfalls in Evolventenform (bei Verzahnungen) zu wirbeln.The decisive factor in this arrangement is that with the above-mentioned speed adjustment for the same circumferential speeds in the pitch circle the one on the cutting face of the whirling steel 17 erected perpendicular d (F i. 1, 3) to the plane of rotation of the ring 14 the angle a takes. This then makes it possible to make the grooves axially parallel, true to the profile and, if necessary to swirl in an involute shape (for toothing).

Schrägverzahnungen erhält man mit der Anordnung gemäß den F i g. 1 bis 3 durch entsprechende Drehzahlabstimmung des Werkstücks 12 mit einem Vorgelege oder Differentialtrieb 11. Die dabei auftretende Profilverzerrung kann man durch entsprechende Wahl der Neigung des Rings 14 zum Werkstück 12, einstellbar durch Schwenken des Rings 14 um die Achse 18, wieder beseitigen. Dabei müssen jedesmal der oder die Wirbelstähle 17 wieder auf den Winkel « eingestellt werden. Dies erreicht man, wenn man gemäß F i g. 3 die einzelnen Wirbelstähle 17 mit Exzenterbüchsen 19 im Ring 14 lagert, die durch eine Schneckenverzahnung 20 am Umfang und eine Schneckenwelle 21 im Ring 14 senkrecht zu dessen Drehachse verdrehbar ist. Die Exzenterbüchse 19 ist auswechselbar in den Ring 14 eingesetzt und wird von einem Blockpaar 22 mit Bolzen 23 gegen die Spannflächen 14 a, 14 b verspannt.Helical gears are obtained with the arrangement according to FIGS. 1 to 3 by matching the speed of the workpiece 12 with a back gear or differential drive 11. The profile distortion that occurs can be eliminated by appropriately selecting the inclination of the ring 14 to the workpiece 12, adjustable by pivoting the ring 14 about the axis 18. Each time the whirling steel (s) 17 must be adjusted to the angle. This is achieved if, according to FIG. 3 supports the individual whirling steels 17 with eccentric bushes 19 in the ring 14, which is rotatable by a worm toothing 20 on the circumference and a worm shaft 21 in the ring 14 perpendicular to its axis of rotation. The eccentric bushing 19 is interchangeably inserted into the ring 14 and is braced against the clamping surfaces 14 a, 14 b by a pair of blocks 22 with bolts 23.

Die Einstellung der einzelnen Wirbelstähle erfolgt in bekannter Art mit einer Optik 24, die aus einer Lupe mit entsprechender Schablone besteht und eine sehr genaue Einstellung der Wirbelstähle erlaubt. Außerdem kann man an Exzenterbüchse 19 und Ring 14 eine Gradskala 24 vorsehen, mit der man den Wirbelstahl 17 bequem jeweils nach der Neigung des Rings mit- Hilfe des Schneckentriebs 20, 21 nachstellen kann. Zur Einrichtung einer Vielzahl gleich profilierter oder unterschiedlich profilierter Wirbelstähle in eine gemeinsame Spur oder von verschieden profilierten Wirbelstählen in mehrere Spuren arbeitet man ebenfalls mit der Optik 24. The adjustment of the individual whirling steels takes place in a known manner with an optic 24, which consists of a magnifying glass with a corresponding template and allows a very precise setting of the whirling steels. In addition, a graduated scale 24 can be provided on the eccentric bushing 19 and ring 14, with which the whirling steel 17 can easily be readjusted according to the inclination of the ring with the aid of the worm drive 20, 21 . To set up a large number of identically profiled or differently profiled whirling steels in a common track or differently profiled whirling steels in several tracks, one also works with the optics 24.

Die F i g. 4 schließlich zeigt in schematischer Darstellung die Anwendung der Erfindung zum Wirbeln einer Innenverzahnung an einer Muffe 25, die im Spannfutter 26 einer Drehbank gelagert ist. Der Wirbelstahl 27 sitzt hier auf einem drehbar im Sockel 28 gelagerten Dorn 29. Dabei kann der Wirbelstahl ähnlich der F i g. 3 mit einer Exzenterbüchse 30 im Dorn 29 zwecks leichterer Einstellung des Winkels « gelagert sein. Die Quereinstellung des Dorns 29 erhält man durch Querverschiebung des Trägers 31 auf dem Schwalbenschwanz 32 des Supports 33, der, wie üblich, auf dem Bett 34 der Drehmaschine längsverschieblich ist.The F i g. 4 finally shows the application in a schematic representation of the invention for whirling an internal toothing on a sleeve 25, which is in the chuck 26 is mounted on a lathe. The whirling steel 27 sits here on a rotatable mandrel 29 mounted in the base 28. The whirling steel can be similar to FIG. 3 with an eccentric bushing 30 in the mandrel 29 for easier adjustment of the angle «Be stored. The transverse adjustment of the mandrel 29 is obtained by transverse displacement of the carrier 31 on the dovetail 32 of the support 33, which, as usual, on the bed 34 of the lathe is longitudinally displaceable.

Claims

Claims: 1. Device for whirling tooth gaps or grooves with a slope of 45 to 90 ° on cylindrical workpieces with eccentric to each other rotating workpiece and tool carrier, characterized in that the rotating plane of the tool carrier and one on the rake face of the cutting tool Perpendicular to each other (at angle #Y) are inclined and tool carrier and workpiece rotate in the pitch circle of the grooves to be cut at the same peripheral speed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that each cutting tool is mounted in a rotatable eccentric sleeve in the tool carrier, such that the Tools for the purpose of setting the angle that the tool cutting surface or the Form your erected perpendiculars with the plane of rotation of the tool carrier, if there is a change the inclination of the plane of rotation are adjustable. Considered publications: German Patent No. 243 514.