DE1527095C - Profilhobelstahl oder Profilschneidstahl für eine Verzahnungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen für eine Verzahnungsmaschine bestimmten Profilhobelstahl oder Profilschneidstahl mit dem Profil eines Zahnstangehzahnes mit einer Schneidkante am Zahnkopf uhd mit zwei zueinander geneigten Flankenschneidkanten und mit einer von diesen Flankenschneidkanten aus nach der Profilmittellinie hin einwärts geneigten Spanfläche sowie mit einem Schaft zum Befestigen an einem Werkzeughalter.

Man verwendet solche Werkzeuge zum Verzahnen von Kegelrädern mit geraden oder schrägen Zähnen im Abwälzverfahren. Sie können dabei als Hobelstähle wirkend auf gegenläufig hin- und hergehenden Stößeln angeordnet sein. Sie kommen abwechselnd an den beiderseitigen Flanken ein und desselben Kegelradzahnes zum Schnitt. Nach Bearbeitung eines jeden Zahnes wird das Werkstück um eine Teilung weitergeschaltet, um dadurch die zum Herausarbeiten des nächsten Zahnes bestimmte Stelle in die Schneidstellung zu bringen. Während des Herausarbeitens des ersten Zahnes aus dem Vollen kommen die beiden Flankenschneidkanten beider Hobelstähle zum Schnitt. Beim Bearbeiten aller folgenden Zähne mit Ausnahme des letzten kommt nur einer der beiden-Hobelstähle mit seinen beiden Flankenschneidkanten zum Schnitt, während der andere Hobelstahl nur mit seiner einen Flankenschneidkante Späne abhebt. Bei der Bearbeitung des letzten Zahnes gilt es sogar für beide Hobelstähle, daß sie nur mit ihren Flankenschneidkanten schneiden.

Die Schneidwirkung wird erleichtert und die Genauigkeit erhöht, wenn die, beiden Flankenschneidkanten des Werkzeugs so angeschliffen sind, daß sich "ein spitzer Spanwinkel ergibt. Dadurch werden die beiden Schneiden schärfer. Um das zu erreichen, hat man in manchen Fällen die Spanfläche des Hobelstahls hohl geschliffen. Da sich bei bekannten Profilhobel- oder Profilschneidstählen der Schaft vom Kopf aus in Richtung der Profilmittellinie erstreckt und die Flankenschneidkanten zueinander geneigt sind, hat man den Hohlschliff mit Hilfe einer kegelförmigen Schleifscheibe durchgeführt, deren Kegelwinkel und deren Einstellung so gewählt wurden, daß die Flankenschneidkanten mit Mantellinien der Kegelflächen der Schleifscheibe zusammenfallen. Dieser Weg ist aber nur dann gangbar, wenn es sich um Kegelräder mit einer verhältnismäßig großen Teilung handelt. Denn die Spitzenbreite des Schneidwerkzeugs, d. h. der Abstand der Flankenschneidkanten

ίο am Kopf des Schneidwerkzeugs, ist recht klein. Aus diesem Grunde würde die kegelige Schleifscheibe im Durchmesser zu klein ausfallen, um praktisch verwendbar zu sein. Auch muß das Schärfen des Schneidwerkzeugs mittels einer klein bemessenen kegeligen Schleifscheibe durch Einstech-Vorschub herbeigeführt werden. Dabei ergibt sich aber häufig eine schlechte Oberflächengüte der abgeschliffenen Spanfläche des Schneidwerkzeugs. Auch erfordert es viel Geschicklichkeit und Sorgfalt, wenn man erreichen will, daß sich die geschärften Schneiden genau in der richtigen Lage befinden und beim Schärfen nicht verbrannt werden. Es kommt hinzu, daß diese Schwierigkeiten zunehmen, wenn der Durchmesser der Schleifscheibe durch wiederholtes Abrichten immer kleiner wird. Aus den geschilderten Gründen hat sich die Verwendung derartiger 'Schleifwerkzeuge zum Hohlschleifen der Spanfläche in vielen Fällen nicht bewährt. .

• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden und zu diesem Zweck ein Schneidwerkzeug, etwa einen Hobelstahl, zu schaffen, der sich für Zahnräder von kleiner Teilung wie auch für Zahnräder grober Teilung eignet und sich in einfachster geläufiger Weise mit

-^ Hilfe einer Schleifscheibe schärfen läßt, die einen ■recht großen Durchmesser hat und eine hohe Oberflächengüte ohne Verbrennen der Schneiden liefert.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schaft seitlich zur Profilmittellinie versetzt ist und die erwähnte einwärts geneigte Spanfläche in der Profilsymmetrielinie eine V-förmig profilierte Rille mit in Längsrichtung geradem oder gekrümmtem Boden bildet.

Weiter bezieht sich die Erfindung auf das Verfahren zum Schleifen der Spanfläche des neuartigen Profilhobelstahls bzw. Profilschneidstahls. Erfindungsgemäß wird die V-förmige Spanfläche mittels einer entsprechend profilierten Schleifscheibe geschliffen, indem diese Schleifscheibe längs einer parallel zu dem< geraden oder gekrümmten Boden verlaufenden Bahn mit Bezug auf die Spanfläche geführt wird.

Dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schneidwerkzeugs und des Schärfverfahrens ist vermieden, daß beim Scharfen etwa der Schaft des Schneidwerkzeugs durch die Schleifscheibe beschädigt wird. ';'■-'.■

Die Erfindung ist auch auf andere Schneidwerkzeuge als Hobelstähle, ζ. B. auf die Messer eines Stirnmesserkopfes zum Verzahnen von Werkstücken, anwendbar.

Nunmehr sei die Erfindung im einzelnen an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen
Fig. 1 und 2 schaubildlich einen Kegel rad-Hobelstahl in seinem ursprünglichen Zustand und in dem Zustand nach wiederholtem Schärfen,

Fig. 3 den Schnitt nach der Ebene 3-3 der Fig. 1 und

F i g. 4, 5 und 6 einen Halter zum Befestigen des Hobelstahls auf dem Schlitten einer Schärfmaschine im Aufriß, in der Seitenansicht und im Grundriß.

Der Kopf 10 des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Profilhobelstahls oder Profilschneidstahls weist an seiner Spanfläche 11 beiderseitige Flankenschneidkanten 12 und 13 auf, die zueinander geneigt sind und dem Zweck dienen, die Flanken einer Zahnlücke eines Zahnrades zu bearbeiten. Ferner weist die Spanfläche 11 eine Schneide 14 am Zahnkopf auf, die zum Bearbeiten des Zahnlückengrundes dient. Aus einem Stück mit dem Kopf 10 besteht ein Schaft 15, mittels dessen das Schneidwerkzeug an einem Werkzeughalter befestigt werden kann, der auf dem Stößel einer Maschine zum Hobeln von Zahnrädern sitzt. Wie die Befestigung vorzugsweise erfolgt, ist in der Zeichnung dargestellt. Zu diesem Zweck ist der Schaft mit einer Gewindebohrung 16 versehen und seitlich gegenüber der Profilmittellinie so weit versetzt, daß er das Schleifen der Spanfläche 11 durch co ein Schärfwerkzeug in Gestalt einer Schleifscheibe 31 (F i g. 4 bis 6), oder eines in der Wirkung gleichartigen Schärfwerkzeugs gestattet, ohne daß dabei der Schaft durch die Schleifscheibe angeschliffen würde. Wie F i g. 2 zeigt, bleibt der Schaft vielmehr unversehrt, nachdem der Schneidenkopf durch wiederholtes Schärfen, nämlich durch wiederholtes Abschleifen der Spanfläche, erheblich verkürzt worden ist.

Gewünschtenfalls können der Kopf 10 und der Schaft 15 getrennt hergestellt und dann verschweißt oder sonstwie in der Ebene 18 der F i g. 3 zu einem Stück vereinigt werden, vorzugsweise vor dem Schlichtschleifen der Kopffläche 19, der Freiflächen 21 und 22 der seitlichen Schneiden und der unteren^. Stirnfläche 23 des Schneidenkopfes. In diesem FaIIeP₃₅ kann der Kopf am besten aus Schnellstahl, der Schaft aber aus einem etwas weniger harten und billigerem Stahl gefertigt werden.

In jedem Falle haben die Flächen 19, 21, 22 und

23 eine mit großer Genauigkeit bestimmte Lage zu den der Befestigung am Support dienenden Flächen

24 und 25 des Schaftes. Die Fläche 24 verläuft parallel zur Ebene 18 und rechtwinklig zur Fläche 25. Die Kopffläche 19 und die Stirnfläche 23 verlaufen parallel zueinander und sind vorzugsweise zur Fläche 25 in einem Winkel geneigt, der wesentlich kleiner als 90° ist und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 72° beträgt. Die Freiflächen 21 und 22 der seitlichen Schneiden nehmen eine solche gegenseitige Lage ein, daß die Kopffläche 19 von vorn nach hinten dieselbe Breite aufweist und ihre seitlichen Kanten zur Schaftfläche 24 parallel verlaufen. Die Vorderfläche 30 des Schaftes verläuft zur hinteren Fläche

25 ebenfalls parallel.

Damit die beiden Flankenschneidkanten 12 und 13 einen spitzen Keilwinkel erhalten, besteht die Spanfläche aus zwei zueinander geneigten ebenen Zonen

26 und 27, die zwischen den Flankenschneidkanten 12 und 13 eine V-förmig profilierte Rille bilden, deren Boden 28 in der Ebene 29 liegt, die den Winkel zwischen den Schneidkanten 12 und 13 mindestens ungefähr halbiert und zur Fläche 24 des Schaftes parallel verläuft. Die Rille hat also ein V-förmiges Querschnittsprofil.

Das Schärfen des Schneidwerkzeugs wird zweckmäßig auf einer üblichen Flächenschleifmaschine durchgeführt, und zwar mit Hilfe eines zur Einspannung des Werkzeugs dienenden Halters, der in den F i g. 4 bis 6 dargestellt ist. Die Schleifscheibe 31 der Schleifmaschine lauft um eine waagerechte Achse 32 um, und der Werkstückschlitten 33 bewegt sich mit Bezug auf die Schleifscheibe in einer Richtung hin und her, die parallel zur Umlaufebene der Schleifscheibe verläuft. In dieser Richtung erstreckt sich auch eine im Schlitten vorgesehene Nut 34. Ferner ist die Schleifmaschine in der üblichen Weise mit einem nicht näher dargestellten Einstellwerk ausgerüstet, mit dessen Hilfe die Schleifscheibe 31 aufwärts oder abwärts und in Achsenrichtung mit Bezug auf den Schlitten verstellt werden kann.

Der Halter des Werkzeugs besteht aus einem Bock 35, der am Schlitten 33 durch nicht dargestellte Schrauben befestigt ist, die durch Aussparungen 36 hindurchgehen. Ferner hat der Schlitten einen Ansatz

37, der in der Nut 34 gleitend geführt ist. Ferner gehört zum Halter ein das Werkzeug tragender Block

38, der an dem Bock 35 um einen waagerechten Zapfen 39 drehbar gelagert und mittels einer Kopfschraube 41 festgeklemmt ist, die durch einen bogenförmigen Schlitz 42 des Bockes hindurchgeht und in den Block 38 eingeschraubt ist. Dieser Block hat nun eine Aussparung, in die der Schaft 15 mit seinen Flächen 24 und 25 eingepaßt und durch eine Kopfschraube 43 befestigt ist, die durch den Block 38 hindurchgeht und in eine Bohrung 16 des Schaftes 15 eingeschraubt ist (vgl. F i g. 4). Will man den Block 38 dadurch einstellen, daß man ihn vor dem Festziehen der Schraube 41 um den Zapfen 39 verschwenkt, dann verwendet man dabei ein Mikrometer 44, dessen Gehäuse an einem Arm 45 befestigt ist. Dieser ist entweder in eine Aussparung 46 oder in eine Aussparung 47 des Bockes 35 eingepaßt, je nachdem, ob das Werkzeug auf dem rechten oder auf dem linken Stößel der Hobelmaschine zu befestigen ist. Als Anschlag für den Taster 49 des Mikrometers dient ein am Block 38 befestigter Zapfen 48. Von der Einstellung des Blockes 38 hängt es ab, welche Neigung die den Boden 28 der Rille bildende Schnittlinie der Zonen 26 und 27 gegenüber der Fläche 25 des Schaftes 15 hat. Gewöhnlich bemißt man diese Neigung so, daß die Schneidkante 12 parallel zur hinteren Fläche 25 des Schaftes verläuft. Gewöhnlich sind die beiden Freiflächen 21 und 22 der seitlichen Schneiden zur Halbierungsebene 29 gleich stark geneigt. In diesem Falle verläuft dann auch die Schneidkante 13 parallel zur Schaftfläche 25. Notwendig ist das aber nicht, da die Schneidkante 13 die Zahnflanke des Werkstücks nicht schlichtet, wie es die Schneidkante 12 tut.

Die Schleifscheibe 31 wird so abgerichtet, daß sie beiderseits Kegelflächen 51 und 52 aufweist, die sich längs eines Kreises 53 durchdringen. Die Schleifscheibe wird in Achsenrichtung so eingestellt, daß dieser Kreis 53 in die Halbierungsebene 29 gelangt, in der die Durchdringungslinie 28 der Zonen 26 und 27 liegen soll. Dann wird das Schleifen der Spanfläche 11 des Schneidwerkzeugs durchgeführt, indem man den Schlitten 33 mit der Schleifscheibe waagerecht hin- und hergehen läßt und währenddessen die Schleifscheibe abwärts mit Bezug auf F i g. 4 um so viel beistellt, daß von der Spanfläche 11 so viel Werkstoff abgeschliffen wird, als zum Schärfen der Schneidkanten 12, 13 und 14 nötig ist. Während des Schleifens, also während der Hin- und Herbewegung des Schlittens, kühlt man die Schneiden zweckmäßig, damit sie nicht verbrennen und damit sich eine hochwertige Oberflächengüte der Spanfläche ergibt.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Profilhobelstahl oder Profilschiieidstahl mit dem Profil eines Zahnstangenzahnes mit einer Schneidkante am Zahnkopf und mit zwei zueinander geneigten Flankenschneidkanten und mit einer von diesen Flankenschneidkanten aus nach der Profilmittellinie hin einwärts geneigten Spanfliiche sowie mit einem Schaft zum Befestigen an einem Werkzeughalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft seitlich zur Profilmittellinie versetzt ist und die erwähnte einwärts geneigte Spanfläche in der Profilsymmetrielinie eine V-förmig profilierte Rille mit in Längsrichtung geradem oder gekrümmtem Boden bildet.

2. Verfahren zum Schleifen der Spanfläche des Profilhobelstahls bzw. Profilschneidstahls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Spanfläche mittels einer entsprechend profilierten Schleifscheibe geschliffen wird, indem diese Schleifscheibe längs einer parallel zu dem geraden oder gekrümmten Boden verlaufenden Bahn mit Bezug auf die Spanfläche geführt wird.