DE1527121B1

DE1527121B1 - Hobbing cutter for toothing with tapering chamfer area

Info

Publication number: DE1527121B1
Application number: DE19641527121
Authority: DE
Inventors: Franz Koch; Georg Reuss
Original assignee: LEIMBACH KG HERMANN
Current assignee: LEIMBACH KG HERMANN
Priority date: 1964-03-19
Filing date: 1964-03-19
Publication date: 1972-03-09
Also published as: GB1212871A

Description

Die Erfindung betrifft einen schneckenförmigen Wälzfräser für Verzahnungen mit einem sich verjüngenden Anschnittbereich und einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil, bei dem die Mantelfläche des Anschnittbereiches von der Fräserspitze zum zylindrischen Teil hin einer erzeugenden Kurve folgt, die progressiv ansteigt, und mit Schneidzähnen im Anschnittbereich, die bogenförmige Kopfschneiden und positive Spanwinkel aufweisen.The invention relates to a worm-shaped hob for gears with a tapering gate area and an adjoining one cylindrical part in which the outer surface of the chamfer area from the cutter tip towards the cylindrical part follows a generating curve that increases progressively, and with cutting teeth in the gate area, the arcuate head cutting and positive Have rake angle.

Ein Wälzfräser der obengenannten Gattung ist aus der deutschen Auslegeschrift 1049195 bekanntgeworden. Dabei handelt es sich um einen zylindrischen Wälzfräser mit einem Anschnittbereich, in dem die Zahnhöhen der Fräserschneidzähne eine gesetzmäßige Zunahme aufweisen. Die Zähne selbst sind stufenförmig radial nach außen erhöht, wodurch eine Vervielfachung der Fräserschneiden erreicht wird mit der Folge, daß die spezifische Belastung der einzelnen Schneiden herabgesetzt und somit die Standzeit des Fräsers bis zum Neuschärfen in gewissem Umfang erhöht wird.A hob of the above type is from the German Auslegeschrift 1049195 became known. It is a cylindrical hob with a chamfer area in which the tooth heights of the milling cutter teeth have a regular Show increase. The teeth themselves are stepped radially outwards, whereby a multiplication of the milling cutter is achieved with the result that the specific load on the individual cutting edges is reduced and thus the service life of the cutter is increased to a certain extent until resharpening.

Eine Vervielfachung der wirksamen Schneiden hat eine kostspielige Erstellung eines solchen Fräsers zur Folge, und zum anderen ist eine Nachschärfung der Schneiden zeitraubend; auch der Anzahl der Nachschärfungen sind gegenüber einem Fräser mit nicht abgesetzten Zähnen engere Grenzen gesetzt.Multiplying the effective cutting has an expensive one Creation of such a milling cutter results, and on the other hand is a re-sharpening cutting time consuming; also the number of re-sharpening are compared to one Cutters with teeth that are not offset are more limited.

Durch die anwachsenden Zahnhöhen im Anschnittbereich soll zwar erreicht werden, daß die ersten, kleineren Zähne einen stärkeren Span abzunehmen in der Lage sein sollen, wodurch sich in Verbindung mit der relativ kurzen Eingriffsdauer dieser Schneidezähne eine gewisse Anpassung im Ausmaß der Belastung bzw. des Verschleißes sowie auch der Leistung an die höheren Zähne im zylindrischen Fräserbereich ergäbe, die bei relativ langer Eingriffsdauer einen Span geringerer Stärke schneiden würden; jedoch ist es im Normalfall konstanter Flanken-Teilung nicht möglich, allein durch Erhöhung der kleineren Zähne den Kopfschneiden dieser Zähne einen stärkeren Spanquerschnitt zuzuteilen, wenn nicht die dem zylindrischen Teil des Fräsers zugekehrte Flanken-Teilung so vergrößert wird, daß der einlaufende Fräserzahn etwa symmetrisch tiefer in die Lücke eindringen kann. Ohne Steigungskorrektur würde der erste kurze Zahn an der Flanke, die dem zylindrischen Teil des Fräsers zugewandt ist, beim tieferen Eindringen zu stark belastet. Da jedoch die rechten und linken Flankenschneiden der dem ersten einlaufenden Zahn folgenden Fräserzähne ohne Steigungskorrektur sehr unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind, ist es doppelt vorteilhaft, die Flankenteilung zu vergrößern. Die erwähnte, unterschiedliche Belastung ohne Steigungskorrektur hat ihre Ursache in der Teilung am Kopfkreisdurchmesser des Rades einerseits und andererseits in der konstanten kleineren Teilung des Fräsers, d. h., die Umfangsgeschwindigkeit des Rades außerhalb des Teilkreises ist wachsend größer als die konstante Lineargeschwindigkeit der drehenden Fräserzähne. Hierdurch ist es den dem ersten einlaufenden Zahn folgenden Zähnen im Normalfall der konstanten Teilung nur möglich, für die Standzeit nur sehr ungünstige Schabespäne zu erzeugen. Dementsprechend wird die Belastbarkeit der dem zylindrischen Bereich des Fräsers zugewandten Flankenschneide eines solchen kurzen Fräserzahnes nicht ausgenutzt. Sie trägt einen wesentlich dünneren Span ab, als sie es bei Ausnutzung ihrer Spanleistung eigentlich vermöchte.Due to the increasing tooth heights in the gate area, it should be achieved that the first, smaller teeth will be able to remove a larger chip should be, which in connection with the relatively short duration of this intervention Incisors a certain adjustment to the extent of the load or wear as well as the performance of the higher teeth in the cylindrical milling area, which would cut a chip of lesser thickness with a relatively long engagement time; however, in the normal case of constant edge division, it is not possible to do this alone Increasing the smaller teeth at the cutting edge of these teeth have a thicker chip cross-section to be allocated, if not the flank pitch facing the cylindrical part of the milling cutter is enlarged so that the incoming cutter tooth approximately symmetrically deeper into the Gap can penetrate. Without the pitch correction, the first short tooth would be on the Flank facing the cylindrical part of the milling cutter when penetrating deeper too heavily loaded. However, since the right and left flank cutting edges of the first incoming tooth following cutter teeth without pitch correction are very different Are exposed to loads, it is doubly advantageous to increase the pitch. The aforementioned, different load without incline correction has its cause in the division at the tip diameter of the wheel on the one hand and in the constant smaller pitch of the cutter, d. i.e., the peripheral speed of the wheel outside the pitch circle is increasingly greater than the constant linear speed of the rotating cutter teeth. This makes it the one following the first incoming tooth Teeth in the normal case of constant pitch only possible, for the tool life only very much to generate unfavorable shavings. Accordingly, the resilience of the dem cylindrical area of the milling cutter facing flank cutting edge of such a short Cutter tooth not used. It removes a much thinner chip than it could actually do it by utilizing its cutting capacity.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung einer minimalen Anzahl von Fräserschneiden im Rahmen der Erhöhung der Spanleistung und der Standzeit des Fräsers beide Flankenschneiden eines jeden Fräserschneidzahns im Anschnittbereich gleich hoch zu belasten.The invention is therefore based on the object of maintaining the same a minimum number of milling cutters as part of the increase in the cutting capacity and the tool life of the milling cutter, both flank edges of each milling cutter tooth Load equally high in the gate area.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flankenschneiden der Fräserschneidzähne im Anschnittbereich, die zum zylindrischen Teil des Fräsers weisen, in einem Axialschnitt des Fräsers größere Abstände voneinander haben gegenüber den entsprechenden Abständen im zylindrischen Bereich des Fräsers, derart, daß im Anschnittbereich beide Flankenschneiden einen annähernd gleich dikken Span schneiden.According to the invention this object is achieved in that the flank cutting edges of the cutter cutting teeth in the chamfer area leading to the cylindrical part of the cutter have larger distances from one another in an axial section of the milling cutter the corresponding distances in the cylindrical area of the cutter, such that in Gate area both flank cutting edges cut a chip of almost the same thickness.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß die Flankenschneiden des Anschnittbereiches, die dem zylindrischen Bereich des Fräsers zugewandt sind, nahezu mit derselben Beanspruchung belastet werden, wie diejenigen, die dem zylindrischen Bereich abgewandt sind. Beide Flankenschneiden kommen nämlich etwa im gleichen Augenblick in Eingriff, und nach dem symmetrischen, tieferen Eingriff des ersten einlaufenden Zahnes stimmen die folgenden Zähne mit ihrer vergrößerten Teilung und somit vergrößerten Durchschraubgeschwindigkeit im Anschnitt mit der Umfangsgeschwindigkeit des Rades am Außendurchmesser so überein, daß im Anschnittbereich beide Flankenschneiden eines jeden Fräserzahnes im Ausschnittbereich einen etwa gleich starken Span vom Werkstück abnehmen. So ist eine gleichmäßige Spanleistung und damit verbunden ein gleichmäßiger Verschleiß der beiden Flankenschneiden eines Fräserzahnes im Anschnittbereich gegeben. Die Beanspruchung der zum zylindrischen Fräserteil weisenden Flankenschneiden wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme beträchtlich herabgesetzt, wodurch es möglich wird, die allgemeine Schneidleistung der Fräserzähne im Anschnittbereich anzuheben, da die leistungsbegrenzende Mehrbeanspruchung der gefährdeten Flankenschneiden gesenkt ist. Auf diese Weise wird es möglich, auch die Flankenschneiden, die dem zylindrischen Teil des Fräsers abgekehrt sind, bis zur Leistungsgrenze zu belasten, wodurch sich die Gesamtleistung des Fräsers steigert.The effect of the measure thus claimed is that the Flank cutting of the chamfer area, which corresponds to the cylindrical area of the milling cutter facing are subjected to almost the same stress as those who facing away from the cylindrical area. Both flank edges come namely at about the same moment in engagement, and after the symmetrical, deeper engagement of the first incoming tooth, the following teeth match their enlarged ones Division and thus increased screwing speed in the gate with the Circumferential speed of the wheel on the outside diameter so that in the gate area both flank cutting edges of each cutter tooth in the cutout area approximately one remove chips of the same size from the workpiece. This is an even chip performance and associated with it an even wear of the two flank cutting edges Given cutter tooth in the first cut area. The stress of the cylindrical Flank cutting edges pointing towards the milling part is considerable by the measure according to the invention reducing the overall cutting performance of the Cutter teeth to be raised in the gate area, since the performance-limiting additional stress of the endangered flank cutting is lowered. That way it becomes possible, too the flank cutting edges facing away from the cylindrical part of the milling cutter until to load to the performance limit, which increases the overall performance of the milling cutter.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die mechanische und thermische Belastung der dem zylindrischen Teil des Fräsers zugewandten Flankenschneiden herabzusetzen, wird eine Erhöhung der Standzeit des Fräsers erzielt, da für die Standzeit des Werkzeuges die Standzeit seiner höchstbelasteten Schneide maßgebend ist.By the measure according to the invention, the mechanical and thermal Reduce the load on the flank cutting edges facing the cylindrical part of the milling cutter, an increase in the service life of the milling cutter is achieved, as this increases the service life of the tool the service life of its most heavily loaded cutting edge is decisive.

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf die USA.-Patentschrift 1772 634 hingewiesen. In dieser Patentschrift wird ein schneckenförmiger Wälzfräser für Verzahnungen beschrieben, bei dem durch Vergrößern der Zahnstärke im Anschnittbereich eine größere Spanleistung erreicht werden soll. Doch weisen die der Einlaufrichtung des Werkstückes jeweils abgewandten Fräserzähne einen Flankenwinkel von 90° auf, so daß die Zerspanungsarbeit im wesentlichen den Kopfschneiden und den Schneiden der anderen Flankenseite zukommt.For the relevant prior art, reference is also made to the USA patent 1772 634 pointed out. In this patent a helical hob is used for gears, in which by increasing the tooth thickness in the gate area a greater cutting capacity is to be achieved. However, they point to the direction of entry of the workpiece facing away from the cutter teeth have a flank angle of 90 °, so that the machining work is essentially the head cutting edge and the cutting edge the other side of the flank.

Demgegenüber sind bei einem Fräser nach der Erfindung alle drei Schneiden der Fräserschneidzähne im Anschnittbereich wirksam, so daß die Belastung auf diese drei Schneiden verteilt werden kann, wodurch die Schneidleistung gesteigert und der Verschleiß gemindert wird. Da jede Flankenschneide einen Freiwinkel aufweist, werden am Werkstück saubere Oberflächen erzielt.In contrast, in a milling cutter according to the invention, all three cutting edges the milling cutter teeth in the chamfer area effective, so that the load on them three cutting edges can be distributed, which increases the cutting performance and the wear is reduced. Since each flank cutting edge has a clearance angle, clean surfaces are achieved on the workpiece.

Zusammenfassend ist es also mit der Erfindung gelungen, einen Fräser zu schaffen, der bei Verzicht auf Erhöhung der Schneidenzahl in der Lage ist, den Anforderungen der Praxis hinsichtlich einer hohen Standzeit sowie eines gleichmäßigen Verschleißes zu genügen. Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist mit 10 der Wälzfräser bezeichnet, dessen Mantelfläche im Anschnittbereich der Zähne 11, 12, 13 einer zum zylindrischen Teil -Zähne 14 und 15 - des Fräsers 10 progressiv ansteigenden erzeugenden Kurve folgt. Die Flankenschneiden 16 der Fräserschneidzähne 14, 15 im zylindrischen Teil des Fräsers weisen die konstante Teilung t"" auf, während die Flankenschneiden 17 der Schneidzähne 11, 12, 13 im Ansehnittbereich in einem Axialschnitt des Fräsers 10 um den Faktor F vergrößerte Abstände t"" -f- F voneinander haben.In summary, the invention succeeded in creating a milling cutter to create who is able to dispense with increasing the number of cutting edges Practical requirements with regard to a long service life and a uniform one Wear enough. The subject of the invention is illustrated below with reference to the drawing explained in more detail. Therein, 10 denotes the hob, its outer surface In the chamfer area of the teeth 11, 12, 13 one of the teeth 14 to the cylindrical part and 15 - the milling cutter 10 follows a progressively increasing generating curve. The flank cutting 16 of the milling cutter teeth 14, 15 in the cylindrical part of the milling cutter have the constant Division t "" while the flank cutting edges 17 of the cutting teeth 11, 12, 13 in the The cut area in an axial section of the milling cutter 10 is enlarged by a factor of F. Distances t "" -f- F from each other.

Durch die vergrößerte Teilung der Flankenschneiden 17 im Anschnittbereich gegenüber der Teilung der Flankenschneiden 16 im zylindrischen Teil des Fräsers kommen - wie aus der Zeichnung ersichtlich - die Flankenschneiden 17 später zum Eingriff in die Zahnlücken 18 des zu verzahnenden Rades 19, als dies bei konstanter Teilung der Fall wäre. Das heißt, die Flankenschneiden 17 sind nunmehr über einen geringeren Zeitraum in Eingriff, wodurch sich ihre Belastung senkt und derjenigen der dem zylindrischen Teil des Fräsers abgekehrten Flankenschneiden 20 anpaßt. Somit werden nun die Flankenschneiden 17 und 20 annähernd in gleichem Ausmaß beansprucht, wodurch die Standzeit des Fräsers erhöht wird. Durch die durch die vergrößerte Teilung bewirkte Rücknahme der Flankenschneiden 17 nehmen diese Flankenschneiden einen Span mit der Stärke, den auch die Flankenschneiden 20 nehmen. Durch die Senkung der mechanischen und thermischen Belastung der Schneiden 17 kann nun der Fräser insgesamt stärker belastet werden, z. B. durch erhöhten Vorschub. Jetzt kann also auch die Leistungsfähigkeit der bei gleichmäßiger Teilung leistungsgemäß nicht ausgenutzten Schneiden 20 gesteigert werden, wodurch für den Fräser insgesamt eine höhere Spanleistung erzielt wird.Due to the enlarged division of the flank cutting edges 17 in the gate area compared to the division of the flank cutting edges 16 in the cylindrical part of the milling cutter come - as can be seen from the drawing - the flank cutting edges 17 later to Engagement in the tooth gaps 18 of the gear 19 to be toothed than this at constant Division would be the case. That is, the flank cutting 17 are now over one less time in engagement, which lowers their exposure and those which adapts the flank cutting edge 20 facing away from the cylindrical part of the milling cutter. Consequently the flank cutting edges 17 and 20 are now stressed to approximately the same extent, whereby the service life of the milling cutter is increased. Due to the increased division effected retraction of the flank cutting edges 17, these flank cutting edges take a chip with the strength that the flank cutting edges 20 also take. By lowering the mechanical and thermal loading of the cutting edges 17, the milling cutter can overall be stronger are charged, e.g. B. by increased feed. So now the performance can too the cutting edges 20, which are not used in accordance with performance given a uniform division, are increased resulting in an overall higher cutting performance for the milling cutter.

Claims

Claim: Worm-shaped hob for gears with a tapering chamfer area and an adjoining cylindrical part, in which the outer surface of the chamfer area from the cutter tip to the cylindrical part follows a generating curve that rises progressively, and with cutting teeth in the chamfer area, the arc-shaped head cutting edges and have positive rake angles, characterized in that the flank cutting edges (17) of the milling cutter teeth in the chamfer area, which point towards the cylindrical part of the milling cutter, have greater distances (t ", -I- F) from one another in an axial section of the milling cutter compared to the corresponding distances ( t ″,) in the cylindrical area of the milling cutter in such a way that in the chamfer area both flank cutting edges (17, 20) of each milling cutter tooth cut a chip of approximately the same thickness.