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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Feinstbearbeiten, insbesondere
zum Feinziehschleifen von Geradzahn- und Schrägzahnstirnrädern mit evolventenförmigen
Zahnflanken.
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Bei dieser Maschine wälzt das Werkstück zwischen zwei innen-, außen-
und/oder kegeligverzahnten schleifmittelbestückten Stirnschleifzahnrädern oder zwischen
zwei Planwerkzeugrädern unter Umfangsdruck ab und führt Zusatzbewegungen vorzugsweise
in axialer Richtung aus.
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Bei einer bekannten Maschine der vorgenannten Art wälzt das Werkstück
zwischen zwei schräggestellten kegeligverzahnten Schleifzahnrädern ab, deren drei
Achsen alle in einer Ebene liegen. Dadurch, daß das erste Schleifzahnrad angetrieben
und das zweite Schleifzahnrad gebremst wird, wird jeweils von dem einen Schleifzahnrad
die linke Zahnflanke und von dem zweiten die rechte Zahnflanke bearbeitet oder bei
Drehrichtungsumkehr die anderen Zahnflanken in umgekehrter Reihenfolge. Da alle
drei Achsen in einer Ebene liegen, müssen bei einem geradverzahnten Werkstück die
zwei Schleifzahnräder ebenfalls geradverzahnt sein - und da eine Zahnflanke immer
nur von einem Schleifzahnrad bearbeitet wird, verlaufen die auf der Werkstückflanke
erzeugten Schleifriefen immer nur in einer Richtung und außerdem fast radial.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung einer solchen Maschine wälzt
das zu bearbeitende Zahnrad zwischen drei alle in einer Richtung schrägverzahnten
Schleifzahnrädern ab, deren drei Achsen dadurch ebenfalls alle nach einer Richtung
zur Werkstückachse schräg angeordnet sein müssen.
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Durch diese Anordnung liegen ebenfalls alle auf der einen Werkstückzahnflanke
erzeugten schrägen Schleifriefen in einer Richtung, und bei Drehrichtungsumkehr
liegen die auf der anderen Werkstückzahnflanke erzeugten Schleifriefen ebenfalls
nur in einer Richtung.
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Es ist auch eine Maschine bekannt, bei der das Werkstückzahnrad in
einem schräg dazu gestellten Innenzahnrad abwälzt, bei dem die erzeugten Schleifriefen
ebenfalls schräg in einer Richtung verlaufen.
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Schließlich ist bei einer anderen Maschine, bei der das Werkstückzahnrad
in einem Innenzahnrad abwälzt, dessen Achse zur Werkstückachse parallel angeordnet
ist und dadurch radiale Bearbeitungsriefen erzeugt, bekannt, daß sie noch zusätzlich
axiale Bewegungen ausführt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnradfeinbearbeitungsmaschine
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die erzeugten schrägen Bearbeitungsriefen
im Gegensatz zu den bekannten Maschinen nicht alle in einer Richtung verlaufen,
sondern sich kreuzen und damit einen Kreuzschliff erzeugen.
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Diese Erzeugung des Kreuzschliffes soll im Rahmen einer billigen Nachbearbeitung
nach der Wärmebehandlung von Getrieberädern bei einer Mengenfertigung erfolgen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verzahnungen
der Werkzeugräder unterschiedliche, einschließlich einander kreuzende Steigungsrichtung
haben und ihre Achsen entsprechend der Zahnschrägungswinkel zur Achse des Werkstückes
geneigt sind bzw. einander kreuzen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt A b b. 1 einen Längsschnitt
in einer Schemazeichnung einer Ausführung mit innen- und kegeligverzahnten Stirnschleifzahnrädern,
A b b. 2 einen Waagerechtschnitt der Ausführung mit innen- und kegeligverzahnten
Stirnschleifzahnrädern, A b b. 3 eine Seitenansicht einer Ausführung mit außenverzahnten
Stirnschleifzahnrädern, A b b. 4 eine Draufsicht der Ausführung mit außenverzahnten
Stirnschleifzahnrädern, A b b. 5 eine Seitenansicht bzw. einen Schnitt
A -B
einer Ausführung mit Planschleifzahnrädern, A b b. 6 die dazugehörige
Draufsicht der Ausführung mit Planschleifzahnrädern, A b b. 7 den dazugehörigen
Querschnitt C-D der Ausführung mit Planschleifzahnrädern, A b b. 8 die Arbeitsweise
mit einem innenverzahnten Stirnschleifzahnrad.
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Das zu bearbeitende Zahnrad 1 mit geraden oder mit schrägen Zähnen
2 läuft zwischen zwei aus gebundenem Schleifmittel 3 bestehenden Schleifzahnrädern
4 bis 7 um. Diese schleifmittelbestückten Schleifzahnräder 4 bis 7 können als innen-,
außen-und/oder kegeligverzahnte Stirnschleifzahnräder oder als Planschleifzahnräder
oder als deren Kombination ausgebildet sein.
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Durch Schrägstellung 8 oder Versetzung 9 der Achsen 10 und 11 wird
eine über die Zahnflanken 12 der zu bearbeitenden Zahnräder 1 schräg verlaufende
Berührung 13 mit den aus gebundenem Schleifmittel 3 bestehenden Zahnflanken 14 bis
17 erreicht.
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Durch diese über die Zahnflanken 12 und 14 bis 17 schräg verlaufenden
gegenseitigen Berührungen 13 entstehen beim gegenseitigen Aufeinanderpressen 18
der Zahnflanken 14 bis 17 der aus gebundenem Schleifmittel 3 bestehenden Schleifzahnräder
4 bis 7 auf den Zahnflanken 12 des zu bearbeitenden Zahnrades 1 Schleifriefen 13.
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Durch die Schrägstellung 8 oder Versetzung 9 der Achsen 10 und 11
müssen bei geradverzahntem Werkstück 1 die Verzahnungen 14 bis 17 der beiden Schleifzahnräder
4 bis 7 zueinander entgegengesetzte Steigungsrichtung haben.
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Da die Verzahnungen 14 bis 17 der beiden Schleifzahnräder 4 bis 7
bei geradverzahntem Werkstück 1 zueinander entgegengesetzte Steigungsrichtungen
haben, haben auch die über die Zahnflanken 12 von den beiden Schleifzahnrädern 4
bis 7 erzeugten schrägen Schleifriefen 13 entgegengesetzte Richtungen. Sie kreuzen
sich also, und somit entsteht ein Kreuzschliff 19.
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Bei schrägverzahntem Werkstück 1, bei dem der Schrägungswinkel größer
als die Schrägstellung 8 der Achsen 10 und 11 bzw. die Versetzung 9 ist, sind die
Steigungsrichtungen der Schleifzahnräder 4 bis 7 nicht mehr entgegengesetzt, sondern
mit doppeltem Schrägungswinkel-Unterschied gleichgerichtet. Durch diesen etwa doppelten
Schrägungswinkel-Unterschied der gleichgerichteten Steigungsrichtungen entstehen
ebenfalls entgegengesetzte Schleifriefen 33 und somit ein Kreuzschliff 19.
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Dieser mit der erfindungsgemäßen Maschine erzielbare Kreuzschliff
19 trägt wesentlich zur Werkstoffabnahme am Werkstück und zum Egalisieren der Ungenauigkeiten
bei.
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Der Flankenanpreßdruck oder Umfangsdruck 18
kann auf
beide Zahnflanken 12 durch Zustellen der Schleifzahnräder 4 bis 7
in radialer Richtung 20 zu dem zu bearbeitenden Zahnrad 1 erfolgen,
oder der Flankenanpreßdruck 18 erfolgt nur auf eine der beiden Zahnflanken
12 durch gegenseitiges Verdrehen der hier nicht dargestellten Antriebselemente oder
durch Bremsen 21. Bei angetriebenem Werkstück 1 durch Bremsen 21 der Schleifzahnräder
4 bis 7 oder umgekehrt durch Antrieb der Schleifzahnräder 4 bis 7 und Bremsen des
Werkstückes 1 oder aber durch Kopplung des Werkstückes 1 mit den Schleifzahnrädern
4 bis 7 durch hier nicht dargestellte Antriebselemente und durch ein Verdrehen
bzw. Verspannen derselben. Bei radialer Zustellung der Schleifzahnräder 4 bis 7
zum Werkstück l erfolgt der Flankenanpreßdruck auf beide Zahnflanken 12.
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Zu dem genannten Kreuzschliff 19 können noch kurze, schnelle,
radiale hin- und hergehende Bewegungen 22 und kurze, schnelle, axiale hin-
und hergehende Bewegungen 23, wie auch lange, langsame, axiale hin- und hergehende
Bewegungen 24
hinzukommen, so daß dann mehrere Bewegungen bzw. Schwingungen
überlagert sind und dadurch eine stärkere Werkstoffabnahme bzw: ein schnelleres
Glätten der Oberfläche bzw. eine bessere Formgenauigkeit und Oberflächengüte erreicht
werden. Wenn das Werkstück 1 schräg (25) verzahnt ist, so muß zu den
axialen hin- und hergehenden Bewegungen 23 und 24 noch eine zusätzliche Drallbewegung
26 hinzukommen.
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Werden kegelig oder zylindrisch verzahnte Innenstirnräder
4 und 6 als Schleifzahnräder angewendet, so schleifen konkave Zahnflanken
14 und 17 der Schleifzahnräder 4 und 6 auf den konvexen
Zahnflanken 12 des Werkstückes 1. Durch diese Arbeitsweise konkav auf konvex wird
eine stärkere Schleifwirkung und eine größere überdeckung sowie ein geringerer Verschleiß
der konkaven Zahnflanken 14
und 17 der Schleifzahnräder 4 und 6 erreicht.
Bei einer größeren Schleifwirkung bleibt die genaue Zahnflankenform 14 und
17 der Schleifzahnräder 4
und 6 länger erhalten. Eine ähnliche
Wirkung wird auch schon mit den geraden Zahnflanken 16 der Planzahnräder
7 erreicht.
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Um eine größere Schleifwirkung beim Abwälzen der Schleifradzahnfianken
14 bis 17 auf den Werkstückzahnflanken 12 zu erreichen bzw.
um kein reines Abrollen in den Teilkreisen 27 und 28 zu haben, können
die Schleifzahnräder 4 bis 7 mit Profilverschiebung 29 versehen
sein, die bei den innenkegeligverzahnten Stirnschleifzahnrädern 4 und bei
den Planschleifzahnrädem 7 auf der Zahnlänge 30 veränderlich verläuft.
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Damit ein Ausgleich der Teilungsungenauigkeiten erreicht wird, sind
für die Zähnezahlen der Schleifzahnräder 4 bis 7 Primzahlen gewählt.
Durch die Anordnung von Schwungscheiben 31 kann ein gleichförmiger Lauf und
somit eine größere Teilungsgenauigkeit erreicht werden.
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Das Werkstück 1, die Schleifzahnräder 4 bis 7 und die Werkzeuge 35
werden unter Zwischenschaltung von (hier nicht dargestellten) Wechselgetrieben synchron
zueinander angetrieben. Der Flankenanpreßdruck 18 wird durch Verdrehen der
Antriebselemente zwischen dem Werkstück 1 und den Schleifzahnrädern
4 bis 7 erreicht.