DE2424033A1 - Tool producing tooth elements on cylindrical workpieces - has two groups of profiles one between guide and slide ends - Google Patents
Tool producing tooth elements on cylindrical workpieces - has two groups of profiles one between guide and slide endsInfo
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- B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
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Abstract
Description
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2855 Coolidge, Michigan 48p84/USA2855 Coolidge, Michigan 48p84 / USA
Werkzeug zur Herstellung von ZahnprofilenTool for the production of tooth profiles
Die Erfindung betrifft allgemein Werkzeuge zur Herstellung von Zahnprofilen und insbesondere ein verbessertes Werkzeug zur Herstellung von Federzähnen, Getriebezähnen, Schneckengängen, Auszahnungen und dergleicen auf dem Umfang eines zylindrischen Werkstücks durch Druckverformung, wobei das zu bearbeitende Werkstück bei Umgebungs- oder Raumtemperatur gehalten ist und keine Materialabtragung vom Werkstück erfolgt. The invention relates generally to tools for making tooth profiles and, more particularly, to an improved tool for the production of spring teeth, gear teeth, worm gears, Serrations and the like on the circumference of a cylindrical workpiece by compression deformation, the workpiece to be machined is kept at ambient or room temperature and no material is removed from the workpiece.
Es sind bereits Werkzeuge dieser Art bekannt, also solche, mit deren Hilfe die oben genannten Zahnprofile bzw. Auszahnungen auf dem Umfang eines Werkstücks bei Umgebungs- oder Raumtemperatur und ohne Materialabtragung erzeugt werdenTools of this type are already known, that is to say those with the aid of which the above-mentioned tooth profiles or serrations can be generated on the circumference of a workpiece at ambient or room temperature and without material removal
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können. Beispiele derartiger Werkzeuge, die auch in der Praxis mit Erfolg eingesetzt wurden, sind in den US-PSs 2 994 237 und 3 o15 243 abgeleitet. Diese Werkzeuge können z.B. in Arbeitsmaschinen zum Einsatz kommen, wie sie in der US-PS 2 995 964 beschrieben werden.can. Examples of such tools, which have also been used with success in practice, are in the US-PSs 2 994 237 and 3 o15 243 derived. These tools can, for example, be used in work machines, as they are in U.S. Patent 2,995,964.
Gemäss vorliegender Erfindung wird nun ein Werkzeug zur Herstellung von Zahnelementen bzw. Zahnprofilen auf dem Umfang eines zylindrischen Werkstücks durch Druckverformung vorgeschlagen, das aus dem eigentlichen Werkzeugkörper mit Gleit- und Führungsenden sowie einer Arbeitsfläche mit einer Vielzahl von Zahnprofilen besteht und das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erste Gruppe von Zahnprofilen zwischen dem Führungsende und dem Gleitende des Werkzeugs angeordnet ist, und jedes Zahnelement in diesem Gruppe ein Profil aufweist, das dem Profil der zu bildenden Zähne auf dem Werkstück entspricht, und daß zwischen dem Führungsende des Werkzeugs und der ersten Gruppe von Zahnelementen eine zweite Gruppe von Zahnelementen angeordnet ist, deren Zahnspitzen und Zahnwurzel durch Radien definiert sind.According to the present invention, a tool for the production of tooth elements or tooth profiles is now available proposed the circumference of a cylindrical workpiece by compression deformation, which consists of the actual tool body with sliding and leading ends as well as a work surface with a variety of tooth profiles and which is characterized in that a first group of tooth profiles between the leading end and the sliding end of the tool is arranged, and each tooth element in this group has a profile that corresponds to the profile of the forming teeth on the workpiece, and that between the leading end of the tool and the first Group of tooth elements a second group of tooth elements is arranged, the tooth tips and tooth roots are defined by radii.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwischen dem Führungsende des Werkzeugs und der zweiten Gruppe von Zahnelementen eine dritte und vierte Gruppe von Zahnelementen angeordnet, deren Zahnspitzen und Zahnwurzeln ebenfalls durch Radien definiert sind und wobei der Radius der Zahnspitzen der dritten Gruppe grosser ist als der Radius der Zahnspitzen der zweiten Gruppe und der Radius der Zahnspitzen der vierten Gruppe grosser ist als der Radius der Zahnspitzen der dritten Gruppe.In a preferred embodiment of the invention are between the leading end of the tool and the second Group of tooth elements arranged a third and fourth group of tooth elements, their tooth tips and tooth roots are also defined by radii and where the radius of the tooth tips of the third group is greater is larger than the radius of the tooth tips of the second group and the radius of the tooth tips of the fourth group is than the radius of the tooth tips of the third group.
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Mit anderen Worten befinden sich zwischen dem Führungsende des Werkzeugs und einer ersten Gruppe von Zahnelementen, deren Profil demjenigen der zu bildenden Zähne entspricht, weitere Zahnelementengruppen, deren Spitze durch Radien definiert sind, wobei diese Radien von Gruppe zu Gruppe zunehmen, entsprechend der Annäherung dieser Gruppe zum Führungsende des Werkzeugs.In other words, are located between the leading end the tool and a first group of tooth elements, the profile of which corresponds to that of the teeth to be formed, further groups of tooth elements, the tips of which are defined by radii, these radii from group to group increase as this group approaches the leading end of the tool.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn auch die Radien der Wurzeln der Zähne der dritten Gruppe grosser sind als die Wurzelradien der Zähne der zweiten Gruppe und die Radien der Wurzeln der vierten Zahnelementengruppe grosser sind als die entsprechenden Radien der dritten Gruppe.It is particularly advantageous if the radii of the roots of the teeth in the third group are also larger than that Root radii of the teeth of the second group and the radii of the roots of the fourth tooth element group are larger than the corresponding radii of the third group.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Spitzen der Zähne der zweiten Gruppe unterhalb der Zahnspitzen der ersten Gruppe, die Spitzen der Zähne der dritten Gruppe unterhalb der Zahnspitzen der zweiten Gruppe und die Spitzen der Zähne der vierten Gruppe unterhalb der Zahnspitzen der dritten Gruppe zu liegen korn- ^ men. ^A further improvement of the invention is given by the fact that the tips of the teeth of the second group below the tooth tips of the first group, the tips of the teeth of the third group below the tooth tips of the second group and the tips of the teeth of the fourth group below the tooth tips of the third Group to lie grain- ^ men. ^
Bevorzugt liegt die Wurzellinie der Zähne der zweiten Gruppe oberhalb derjenigen der Zähne der ersten Gruppe, die Wurzellinie der Zähne der dritten Gruppe oberhalb derjenigen der Zähne der zweiten Gruppe und die Wurzellinie der Zähne der vierten Gruppe oberhalb derjenigen der Zähne der dritten Gruppe.The root line of the teeth of the second group is preferably above that of the teeth of the first group, the root line of the teeth of the third group above that of the teeth of the second group and the root line of the teeth of the fourth group above those of the teeth of the third group.
Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn sich in der Nähe des Führungsendes des Werkzeugs eine weitere Zahngruppe befindet, deren Einzelzähne scharfkantig auslaufen.Finally, it is advantageous if there is another group of teeth near the leading end of the tool, whose individual teeth are sharp-edged.
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Durch die erfindungsgemasse Zunahme der Radiengrössen in Richtung zum Führungsende des Werkzeugs wird nicht nur die Festigkeit und die Lebensdauer des Werkzeugs selbst wesentlich verbessert, sondern es kommt auch, bedingt durch die Steigerung der Fließcharakteristik des zu verarbeitenden Werkstückmetalls, zu einer entscheidend besseren Ausgestaltung des Zahnprofils auf dem Werkstück.Due to the increase in radius sizes according to the invention in Direction towards the leading end of the tool is not only essential to the strength and service life of the tool itself improved, but it also happens due to the increase in the flow characteristics of the material to be processed Workpiece metal, for a significantly better design of the tooth profile on the workpiece.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der zugehörigen Abbildungen erläutert:The invention is explained below with reference to the associated figures:
Es zeigen: Abb. 1 die Seitenansicht eines Werkzeugspaars,They show: Fig. 1 the side view of a pair of tools,
als Zahnstange ausgebildet, die in eine schematisch dargestellte Arbeitsmaschine eingebaut ist;designed as a rack, which is in a work machine shown schematically is built in;
Abb. 2 die Seitenansicht mit Gruppenaufteilung des Bodenteils des gezahnten Werkzeugs nach Abb. 1;Fig. 2 the side view with group division of the bottom part of the toothed tool according to Fig. 1;
Abb. 3 eine Teilansicht eines gezahnten Werkstücks, das gemäss vorliegender Erfindung durch Druckverformung erzeugt wurde;Fig. 3 is a partial view of a toothed workpiece made according to the present invention generated by compression deformation;
Abb. 4 eine diagrammatisch dargestellte, vergrösserte Seitenansicht der Zahnfolge gemäss zunehmender Radien;Fig. 4 is a diagrammatically shown, enlarged Side view of the sequence of teeth according to increasing radii;
Abb. 5 den Aufriss des linken Endes des in Abb. 2 gezeigten Werkzeugs undFig. 5 is an elevation of the left end of the tool shown in Fig. 2 and
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0,1,, Hans Krieger 0.1, Hans Krieger
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,000 D0s3el*rt 1, 000 D0s3el * rt 1
HOStracn OBUtJHOStracn OBUtJ
Dresdner Bank, D'dorf Nr. 2521404 Kreissparkasse D'dorf Nr. 1039725 Postscheck: Essen Nr. 3572-431Dresdner Bank, D'dorf No. 2521404 Kreissparkasse D'dorf No. 1039725 Postal check: Essen No. 3572-431
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. ^ Abb. 6 eine Teildraufsicht auf das in Abb. 2 / - dargestellte Werkzeug.. ^ Fig. 6 is a partial plan view of that shown in Fig. 2 / - tool shown.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen 1, 2, 4, 5 und 6 nachfolgend beschrieben. Es handelt sich dabei um die Konstruktion eines Paars identisch ausgebildeter und identisch gezahnter Werkzeuge (1OA) und (10B), die zur Herstellung der oben angegebenen Zahnprofile auf dem Umfang zylindrischer Werkstücke geeignet sind.A preferred embodiment of the invention is described below with reference to Figures 1, 2, 4, 5 and 6 described. It is the construction of a pair of identically designed and identically toothed tools (10A) and (10B), which are suitable for the production of the above-mentioned tooth profiles on the circumference of cylindrical workpieces are.
Eine hierzu ebenfalls geeignete Arbeitsmaschine, die die erfindungsgemässen Werkzeuge aufnehmen kann, ist in der bereits erwähnten USPS 2 995 964 wiedergegeben. Es können selbstverständlich auch andere Maschinentypen, sofern sie geeignet sind, Verwendung finden.A working machine that is likewise suitable for this and can accommodate the tools according to the invention is already included in FIG mentioned USPS 2,995,964. Of course, other types of machines can also be used, provided they are suitable Find use.
Wie in Abb. 1 dargestellt, befindet sich ein Werkstück (12) zwischen den unteren und oberen Werkzeugen (10A) und (10B). Gemäss Abb. 1 befinden sich die Werkzeuge (10A) und (10B) am Anfang eines Arbeitsgangs zur Ausbildung von Zahnelementen auf dem Umfang des Werkstücks (12) . Dieses kann selbstverständlich durch geeignete, nicht dargestellte, Stützvorrichtungen gehalten werden, sofern die beim Eingriff der Druckwerkzeuge (10A) und (10B) notwendige Rotation des Werkzeugs nicht behindert wird. Im übrigen sind die Teilwerkzeuge (10A) und (10B) identisch und als gleichartige Zahnstangen auf gegenüberliegenden Arbeitsflächen der Maschine dargestellt. Die Zähne der Werkzeuge stehen dabei mit dem zylindrischen Umfang des Werkstücks in Eingriff. As shown in Fig. 1, there is a workpiece (12) between the lower and upper tools (10A) and (10B). According to Fig. 1 there are tools (10A) and (10B) at the beginning of an operation for the formation of tooth elements on the circumference of the workpiece (12). This can of course be held by suitable, not shown, support devices, provided that the engagement of the Pressure tools (10A) and (10B) necessary rotation of the tool is not hindered. Incidentally, the part tools are (10A) and (10B) identical and as similar racks on opposite working surfaces of the Machine shown. The teeth of the tools are in engagement with the cylindrical circumference of the workpiece.
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Durch entsp-ec'^en^e Vorrichtungen sind die Druck- bzw. Teilwerkzeuge (1OA) und (1OB) in Längsrichtung beweglich und gleiten, wie dargestellt, entlang vorbestinunter Wege (14) und (16) , die im Führungsbett (18) sowie im Gleitkopf (20) der Arbeitsmaschine eingearbeitet sind. Ausserdem bewegen sich die Werkzeuge (10A) und (10B) in entgegengesetzter Richtung . Hierzu dient ein Paar identischer Druckzylinder (22) und (24) mit Kolben (34) und (36) sowie Pleuelstangen (38) und (4o). Das Pleuel (38) steht mit dem hinteren Ende des Werkzeugs (10A) und der Schaft bzw. Pleuel (40) mit dem hinteren Ende des Werkzeugs (10B) in Verbindung. Geeignete Ventil- und Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) können mit den Zylindern (22) und (24) zusammenwirken, um deren Tätigkeit zu synchronisieren, wodurch sich die Werkzeuge (10A) und (10B) gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung bewegen.The printing or partial tools are made by corresponding devices (10A) and (10B) movable in the longitudinal direction and slide, as shown, along predetermined paths (14) and (16) which are incorporated in the guide bed (18) and in the sliding head (20) of the working machine. Also move the tools (10A) and (10B) in opposite directions. A pair of identical pressure cylinders (22) and (24) with pistons (34) and (36) and connecting rods are used for this purpose (38) and (4o). The connecting rod (38) stands with the rear end of the tool (10A) and the shaft or connecting rod (40) with the rear end of the tool (10B) in communication. Suitable valve and control devices (not shown) can cooperate with the cylinders (22) and (24) in order to synchronize their action, thereby increasing move the tools (10A) and (10B) simultaneously and at the same speed in opposite directions.
Selbstverständlich können anstelle der hier gezeigten Druckzylinder auch andere geeignete Bewegungselemente zum Einsatz kommen.Of course, instead of the one shown here Printing cylinder, other suitable movement elements can also be used.
Die Wirkung des Geräts ist aus dem Vorstehenden ersichtlich. Bei der dargestellten Lage von Werkstück (12) und Werkzeugen (10A) und (10B) arbeiten die Druckzylinder synchron derart, daß die Werkzeuge gleichzeitig und geschwindigkeitsgleich am Werkstück vorbeigeführt werden.The effect of the device can be seen from the above. In the illustrated position of workpiece (12) and tools (10A) and (10B) the pressure cylinders work synchronously in such a way that the tools work simultaneously and at the same speed be guided past the workpiece.
Da der Abstand zwischen den Arbeitsflächen (42) und (44) geringer ist, als der Durchmesser des Werkstücks (12), werden die Profile der Flächen (42) und (44) , d.h. alsoSince the distance between the work surfaces (42) and (44) is less than the diameter of the workpiece (12), become the profiles of surfaces (42) and (44), i.e. so
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die Zahnelemente der Werkzeuge, in den Umfang des Werkstücks eingeprägt bzw. eingedrückt.the tooth elements of the tools, in the scope of the workpiece embossed or impressed.
Das Ende eines Arbeitsablaufs ist erreicht, sobald die Enden (46) und (48) der Werkzeuge über das Werkstück (12) hinausgleiten. Jetzt kann das Werkstück entfernt werden. Gleichzeitig werden die Werkzeuge (10A) und (10B) in die Ausgangspositionen - wie in Abb. 1 geziegt - zurückgeführt, Λ so daß die Führungsenden (50) und (52) wieder in Höhe des Werkstücks liegen. Gleichzeitig kann auch ein neues Werkstück eingesetzt und der Arbeitsablauf von neuem beginnen.The end of a work cycle is reached as soon as the ends (46) and (48) of the tools over the workpiece (12) slide out. The workpiece can now be removed. At the same time, the tools (10A) and (10B) are returned to their starting positions - as shown in Fig. 1, Λ so that the leading ends (50) and (52) again in the amount of Workpiece. At the same time, a new workpiece can also be inserted and the workflow can begin again.
Während des Eindringens der Werkzeugzähne in die Oberfläche des Werkstücks fließt das Werkstückmaterial, im Normalfall Normalstahl, entlang der Oberfläche in radialer und tangentialer Richtung ab, so daß Nuten bzw. Rillen mit kleinerem Durchmesser als dem ursprünglichen des Werkstücks, sowie Erhebungen mit grösserem Durchmesser als demjenigen des ursprünglichen Werkstücks entstehen. Dieses "Fliessen" muss selbstverständlich bei der Betrachtung des Anfangsdurchmessers des Werkzeugs in Rechnung gezogen werden; damit die notwendige Exaktheit des endgültigen Werkzeugs erreicht wird.During the penetration of the tool teeth into the surface of the workpiece, the workpiece material, normally normal steel, flows radially along the surface and tangential direction, so that grooves or grooves with a smaller diameter than the original of the workpiece, as well as elevations with a larger diameter than that of the original workpiece arise. This "Flow" must of course be taken into account when considering the initial diameter of the tool will; so that the required accuracy of the final tool is achieved.
Ein Beispiel hierzu zeigt Abb. 3, in der ein Teilstück des Querschnitts eines Zahnrades im fertigen Zustand dargestellt ist. Da beim Kalt-Druckverformen kein Material abgetragen wird, kann der ursprüngliche Durchmesser des Werkstücks weder durch den endgültigen äusseren Durchmesser, noch durch den Durchmesser an der Zahnwurzel definiert sein.An example of this is shown in Fig. 3, in which a portion of the cross-section of a gear in the finished state is shown. Since there is no material in cold compression forming is removed, the original diameter of the workpiece cannot be determined by the final outer diameter, still be defined by the diameter at the tooth root.
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Deshalb wird der Wälzdurchmesser (D1) des Werkstücks so gewählt, daß der Bereich (56) aus entferntem Material unterhalb der D1-Peripherie gleich ist dem Bereich (58) von Material auf einem grösseren Durchmesser als (D1). Der Durchmesser (D1) kennzeichnet praktisch die Teilungs linie für Zahnwerkzeuge wie .(10A) und (10B).Therefore, the rolling diameter (D 1 ) of the workpiece is chosen so that the area (56) of removed material below the D 1 periphery is equal to the area (58) of material on a larger diameter than (D 1 ). The diameter (D 1 ) practically marks the division line for tooth tools such as (10A) and (10B).
Der Druckwinkel bzw. die Schräge bestimmter Zahnungen der Werkzeuge (10A) und (10B) ist bestimmt durch den cos 0/D1, multipliziert mit dem cos des Druckwinkels am Teilkreisdurchmesser des Zahnelements (54), wobei D für den Texlkreisdurchmesser des Werkstücks steht. Damit sind die Grundteilungen von Werkzeug und Werkstück identisch. Die lineare Teilung der Zähne auf dem Werkzeug, gemessen an der Teilungslinie, stimmt überein mit der Kreisteilung der Zähne auf dem Werkstück, gemessen auf einem Kreis mit dem Durchmesser (D1). Mindestens einige Zahnelemente auf den Werkzeugen (10A) und (10B) müssen daher die Gesamttiefe der Zahnprofile des Werkstücks aufweisen, d.h., mit den zu bildenden Zähne des Werkstücks identisch sein.The pressure angle or the incline of certain teeth of the tools (10A) and (10B) is determined by the cos 0 / D 1 , multiplied by the cos of the pressure angle at the pitch circle diameter of the tooth element (54), where D stands for the tex circle diameter of the workpiece. This means that the basic divisions of the tool and workpiece are identical. The linear pitch of the teeth on the tool, measured on the pitch line, corresponds to the circular pitch of the teeth on the workpiece, measured on a circle with the diameter (D 1 ). At least some tooth elements on the tools (10A) and (10B) must therefore have the overall depth of the tooth profiles of the workpiece, that is to say be identical to the teeth to be formed on the workpiece.
Da die Werkzeuge (10A) und .(10B) für sich getrennt sind, muss sich an einer Stelle in der Nähe der Gleit-Enden ein Zwischenraum zwischen den Arbeitsflächen (42) und (44) ausbilden, der gleich ist dem Durchmesser an der Zahnwurzel des Werkstücks (12) minus einiger Tausendstel eines cm für die Pufferung von Elastizitätsänderungen und die Verdichtung von evtl. Ölfilmen durch den Wälzdruck. Since the tools (10A) and (10B) are separate, they must be at a point near the sliding ends form a gap between the working surfaces (42) and (44) which is equal to the diameter of the Tooth root of the workpiece (12) minus a few thousandths of a cm for buffering changes in elasticity and the compression of any oil films through the rolling pressure.
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In'der Praxis wird das Werkzeug bzw. Werkzeugpaar bevorzugt nur einmal über das Werkstück geführt, d.h. es ist nur ein Arbeitsgang notwendig.In practice, the tool or tool pair is preferably passed over the workpiece only once, i.e. it is only one work step necessary.
Der Abstand der Arbeitsflächen (42) und (44) voneinander ist variabel, so daß die Tiefe der Einprägüngen auf dem Werkstück mit fortschreitender Bearbeitung graduell zunimmt. The distance between the work surfaces (42) and (44) from each other is variable, so that the depth of the indentations on the Workpiece gradually increases as machining progresses.
Die Arbeitsflächen nähern sich mit zunehmendem Arbeitsablauf, bzw. zunehmender Wegstrecke der Werkzeuge (1OA) und (10B). Diese "Annäherung" kann als Vorschub der Werkzeuge in das Werkstück betrachtet werden, wenn sich die Werkzeuge relativ zum Werkstück bewegen.The work surfaces approach with increasing work flow or increasing distance of the tools (1OA) and (10B). This "approach" can be viewed as the advance of the tools into the workpiece when the Move tools relative to the workpiece.
Wie aus den Abbildungen ersichtlich, wird die Konvergenz der gegenseitigen Annäherung der Werkzeuge durch eine allmähliche Zunahme der Zahnhöhen in aufeinander folgenden Zahngruppen bei gleichzeitig konstant bleibender Teilungslinie hervorgerufen. As can be seen from the figures, the convergence the mutual approach of the tools through a gradual increase in tooth heights in successive Tooth groups caused while the division line remains constant.
In den Abbildungen 2,4,5 und 6 ist das (untere) Bodenwerkzeug (1QA) gemäss vorliegender Erfindung erläutert, wobei das obere Werkzeug .(10B) in genau identischer Weise aufgebaut xäjc.. In Figures 2,4,5 and 6, the (lower) bottom tool (1QA) is explained according to the present invention, wherein the upper tool. (10B) xäjc constructed in exactly the identical way ..
Mit (60) ist qine"theoretische Bezugslinie ausgewiesen, die als obereteyiegrenzung aller Zähne gedacht werden kann. Bei parallel laufenden Gleit- bzw. Führungswegen (14) und (.16) in der Arbeitsmaschine muss auch die theoretische Bezugslinie (60) parallel zu diesen Wegen gedacht werden, so daß, wenn die Spitzen der Werkzeugzähne an der LinieWith (60) qine "theoretical reference line is shown, which can be thought of as the upper limit of all teeth. With parallel sliding or guide ways (14) and (.16) in the working machine must also include the theoretical Reference line (60) can be thought of as parallel to these paths, so that when the tips of the tool teeth are on the line
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(60) verlaufen, keine Abstandsänderung zwischen den Flächen (42) und (44) erfolgen kann, wenn sich die Werkzeuge entlang der Wege (14) und (16) bewegen.(60) run, no change in the distance between the surfaces (42) and (44) can take place when the tools move along paths (14) and (16).
Mit (62) sind im folgenden ganz allgemein die Zähne des Werkzeugs (10A) bezeichnet. Sie sind im vorliegenden Falle in sieben Gruppen aufgeteilt (Abb. 2), die durch vertikale Begrenzungs linien (64), (66), (68), (70), (72) und (74) so wie durch die Führungs- bzw. Gleitenden voneinander getrennt sind. Besonders aus Abb. 4 ist zu erkennen, daß , die Teilungslinie (76) der Werkzeugzähne (62) parallel zur Bezugslinie (60) bis etwa zur Begrenzungslinie (64) verläuft. Von da ab klingt sie nach unten ab und diese Abklingung nimmt zu bis das Gleitende (46) des Werkzeugs erreicht ist. In Richtung zum Führungsende (50) - siehe Abb. 2 und 4 - verbleibt die Teilungslinie (76) parallel zur Bezugslinie (60), dagegen verringert sich von Zahngruppe zu Zahngruppe in Richtung zum Führungsende (50) der Abstand von Zahnspitzen und Bezugslinie (60).With (62) in the following the teeth of the Tool (10A) referred to. You are in the present case divided into seven groups (Fig. 2), indicated by vertical boundary lines (64), (66), (68), (70), (72) and (74) so as are separated from each other by the guide or sliding ends. It can be seen especially from Fig. 4 that the dividing line (76) of the tool teeth (62) parallel to the reference line (60) up to approximately the boundary line (64) runs. From then on it decays downwards and this decay increases until the sliding end (46) of the tool is reached. In the direction of the leading end (50) - see Figs. 2 and 4 - the dividing line (76) remains parallel to the reference line (60), on the other hand it decreases from tooth group to tooth group in the direction of the leading end (50) the distance between the tips of the teeth and the reference line (60).
Wie bereits früher dargelegt wurde und wie auch aus der US-PS 3 o15 243 bekannt ist, entspricht die Form und die Größe der Zähne (62A) zwischen den Begrenzungslinien (64) und (66) genau der Form und Größe der auszubildenden Zähne auf dem Werkstück. Dies gilt auch für die Zähne (62B) zwischen der Begrenzungslinie (64) und dem Gleitende (46), obwohl die Teilunglinie der Zähne (62B) nach unten von der Bezugslinie (60) wegführt.As already stated earlier and as also from the US-PS 3 o15 243 is known, corresponds to the shape and size of the teeth (62A) between the boundary lines (64) and (66) the exact shape and size of the teeth to be formed on the workpiece. This also applies to the teeth (62B) between the perimeter line (64) and the sliding end (46), although the division line of the teeth (62B) is down from the Reference line (60) leads away.
Hierdurch werden Nahtlinien oder andere Fehlstellen, die am Ende eines Arbeitsgangs auf Grund der vermindertenAs a result, seam lines or other imperfections, which at the end of an operation due to the reduced
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- 11 Berührungsfläche gebildet werden können, vermieden.- 11 contact surface can be formed, avoided.
Die Gesamttiefe der Zähne (62A) zwischen den Begrenzungslinien (64) und (66) ist bevorzugt gleich derjenigen der Zähne, die auf dem Werkstück ausgebildet werden sollen.The total depth of the teeth (62A) between the boundary lines (64) and (66) is preferably equal to that of the teeth to be formed on the workpiece.
Zwischen dem Führungsende (50) des Werkzeugs und der Begrenzungslinie (74) befinden sich scharfkantig zugespitze Zähne (62C), die der Erfassung des Werkstücks und dessen Drehung während der Bearbeitung dienen. Der Abstand der Zahnspitzen dieser Zähne (62C), d.h. der unteren und oberen Werkzeugteile, ist etwas geringer als der Wälzdurchmesser (D1) des Werkstücks und unterscheidet sich von (D1) des Werkstücks um einige Tausendstel cm.Between the leading end (50) of the tool and the boundary line (74) there are sharp-edged, pointed teeth (62C) which serve to grasp the workpiece and its rotation during machining. The distance between the tooth tips of these teeth (62C), ie the lower and upper tool parts, is slightly smaller than the pitch diameter (D 1 ) of the workpiece and differs from (D 1 ) of the workpiece by a few thousandths of a cm.
Die lineare Teilung der Zähne (62C) entspricht derjenigen aller übrigen Zähne auf den Werkzeug-Zahnstangen. Die Zahl der Zähne (62C) beträgt vorzugsweise die Hälfte der Zahl von Zähnen auf dem gesamten Werkstück, bzw. einem Werkzeug- < teil (1OA). Hat letzteres z.B. 20 Zähne auf seiner gesamten Länge, so befinden sich zusätzlich zwischen der Begrenzungslinie (74) und dem Führungsende (50) weitere 10 Zähne (62C).The linear pitch of the teeth (62C) corresponds to that of all other teeth on the tool racks. The number of the teeth (62C) is preferably half the number of teeth on the entire workpiece, or a tool < part (1OA). If the latter has e.g. 20 teeth along its entire length, there are also between the boundary line (74) and the leading end (50) another 10 teeth (62C).
Die Bezugslinie (60) berührt alle voll ausgebildeten Zähne der Gruppe (62A), während die zu (60) parallel laufende Linie (78) die Wurzeln der Zähne (62A) berührt.The reference line (60) touches all fully formed teeth of group (62A), while those to (60) are parallel running line (78) touches the roots of teeth (62A).
Die Spitzen bzw. oberen Begrenzungen der Werkzeugzähne (62D) zwischen den Begrenzungslinien (66) und (68) sindThe tips or upper boundaries of the tool teeth (62D) are between the boundary lines (66) and (68)
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verjüngt bzw. abgetragen, so daß die Spitzen von (62D) unterhalb der Spitzen der voll ausgebildeten Zähne (62A) verlaufen. Auch die Kanten der Zähne (62D) sind leicht abgeschwächt, so daß die Zahnstärke, gemessen an der Teilungslinie, etwas geringer ist als die Stärke der voll ausgebildeten Zähne (62A).tapered or abraded so that the tips of (62D) are below the tips of the fully formed teeth (62A) run. The edges of the teeth (62D) are also slightly weakened, so that the tooth thickness, measured on the parting line, is slightly less than the thickness of the fully formed teeth (62A).
Die Zähne (62A) haben an ihren Oberkanten beispielsweise einen Radius (8OA) von 0,046 cm. Entsprechend weisen die Zähne (62D) einen Radius (80D) von 0,058 cm auf, der somit grosser ist als derjenige der Zähne (62A).The teeth (62A) have a radius (80A) of 0.046 cm at their upper edges, for example. Accordingly, the Teeth (62D) have a radius (80D) of 0.058 cm, which is thus larger than that of the teeth (62A).
Wie insbesondere Abb. 4 zeigt, sind auch die Zahnwurzeln entsprechend verformt, so daß die Zähne (62D) eine Modifizierung gegenüber den Zähnen (62A) aufweisen. Beträgt z.B. die Dicke der Zähne (62A) an der Teilungslinie 0,183 cm, so beträgt die Dicke der Zähne (62D) an gleicher Stelle 0,173 cm. Liegt die Höhe der Werkzeugzähne (62A) - über alles gemessen - bei 0,211 cm, so beträgt die Gesamthöhe der Zähne (62D) nur noch 0,195 cm.As Fig. 4 in particular shows, the tooth roots are also correspondingly deformed, so that the teeth (62D) are modified have opposite the teeth (62A). For example, is the thickness of the teeth (62A) at the division line 0.183 cm, the thickness of the teeth (62D) at the same point is 0.173 cm. Is the height of the tool teeth (62A) - measured over everything - at 0.211 cm, the total height is of the teeth (62D) only 0.195 cm.
Auch die Spitzen und Wurzeln der Zähne innerhalb der Gruppen (62E), (62F) und (62G) zwischen den Begrenzungslinien (68), (70), (72) und (74) sind durch Radien beschrieben, wobei der Radius (80F) der Zähne (62F) grosser ist als der Radius (80E) der Zähne (62E), der Radius (82F) der Zähne (62F) grosser ist als der Radius (82E) der Zähne (62E), der Radius (80G) an den Spitzen der Zähne (62G) grosser ist als der Radius (80F) an den Spitzen der Zähne (62F) und der Radius (82G) der Wurzeln der Zähne (62G) grosser ist als der Radius (82F) der Zahnwurzeln von (62F) .The tips and roots of the teeth within groups (62E), (62F) and (62G) between the boundary lines (68), (70), (72) and (74) are described by radii, the radius (80F) of the teeth (62F) being larger is than the radius (80E) of the teeth (62E), the radius (82F) of the teeth (62F) is larger than the radius (82E) of the teeth (62E), the radius (80G) at the tips of the teeth (62G) is larger than the radius (80F) at the Tips of the teeth (62F) and the radius (82G) of the roots of the teeth (62G) is greater than the radius (82F) of the Tooth roots of (62F).
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Beträgt z.B. die Spitzenabschwächung der Zähne (62E) einen Wert von 0,091 cm für den Radius (8OE)1, so haben die Wurzelabschwächungen der Zähne (62E) einen Radius von 0,096 cm. .For example, if the tip weakening of the teeth (62E) has a value of 0.091 cm for the radius (80E) 1 , the root weakening of the teeth (62E) has a radius of 0.096 cm. .
Wie ebenfalls aus Abb. 4 hervorgeht, liegen die Zahnoberkanten der Gruppe (62E) unterhalb der Zahnkanten bzw.As can also be seen from Fig. 4, the upper edges of the teeth are located of the group (62E) below the tooth edges or
Spitzen der Zähne (62D). Entsprechendes gilt für die ^Tips of teeth (62D). The same applies to the ^
Zähne (62F)/(62E), und (62G)/(62F). Gleichzeitig verlaufen die Wurzelgrenzen der Zähne (62D)> (62E), (62F) und (62G) über denjenigen der jeweils vorhergehenden Gruppen bis hin zu den voll ausgebildeten Zähnen der Gruppe (6.2A). Die gleiche Überlegung und Konstruktion gilt schliessiich auch für die Zahnstärken, beginnend bei der Gruppe (62G) bis zu den voll ausgebildeten Zähnnen der Gruppe (62A). Dagegen ηiirant der Abstand zwischen den Zähnen aufeinander folgender Gruppen in gleicher Richtung progressiv ab. 'Teeth (62F) / (62E), and (62G) / (62F). At the same time, the root boundaries of the teeth run (62D)> (62E), (62F) and (62G) to those of the preceding groups to the fully formed teeth of Group (6.2A). The same consideration and construction This also applies to the tooth thicknesses, starting with group (62G) up to the fully developed teeth of group (62A). On the other hand, the distance between the teeth of successive groups progressively decrease in the same direction. '
Zusammengefasst sind die Abschwächungen der Zahnspitzen (Oberkanten) der Werkzeugzähne (62G), (62F) und (62E) : ) In summary, the attenuations of the tooth tips (upper edges) of the tool teeth (62G), (62F) and (62E))
durch Radien definiert, die fortschreitend, beginnend bei den Zähnen der Gruppe (62G), bis zu den Zähnen der Gruppe (62A) abnehmen. In gleicher Richtung gilt dies für die Wurzelabschwächungen jeder nachfolgenden Gruppe. Gleichzeitig werden die Basislinien.der Zähne progressiv erniedrigt, während die Spitzenlinien entsprechend ansteigen. defined by radii that progressively begin with the teeth of the group (62G), up to the teeth of the Remove group (62A). This applies in the same direction to the root weakening of each subsequent group. At the same time, the baselines of the teeth become progressive decreased while the apex lines rise accordingly.
In jedem Fall greifen zuerst die scharfkantigen Zähne der Gruppe (62C) in das Werkzeug ein. Es folgen nacheinander die Zahngruppen (62G), (62F) und (62E), die die ersten noch schwachen Profile auf dem Werkstück erzeugen.In any case, the sharp-edged teeth grip first of the group (62C) into the tool. The tooth groups (62G), (62F) and (62E) follow one after the other, which the create the first, still weak profiles on the workpiece.
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Diese werden dann durch die Zähne (62D) profiliert bis zu einer evolventen Konfiguration, bis schliesslich durch die Zähne (62A) die endgültige Form auf dem Werkstück ausgebildet wird.These are then profiled up through the teeth (62D) to an involute configuration until the final shape is finally formed on the workpiece by the teeth (62A) will.
Selbstverständlich sind zwischen den einzelnen Zahngruppen übergänge (84) vorhanden, die eine glatte Weiterführung erlauben.Of course, there are transitions (84) between the individual groups of teeth that provide a smooth continuation allow.
Um Unterschnitte am Werkzeug zu vermeiden, kann eine oder auch beide Oberkanten (vergl. Abb. 5) mit einem Kantenbruch versehen sein. Auch ein Radius ist hierzu geeignet. Zur Ausbildung von Dornzähnen z.B. (Abb.6) sind die Werkzeugzähne (62A) lotrecht auf die Werkzeugflächen gehalten. Sollen dagegen Schneckengänge u.dgl. gebildet werden, so sind die Werkzeugzähne zu den Seiten hin bzw. in Bewegungsrichtung geneigt.In order to avoid undercuts on the tool, one or both upper edges (see Fig. 5) can be broken with an edge be provided. A radius is also suitable for this. The tool teeth are used for the formation of mandrel teeth e.g. (Fig. 6) (62A) held perpendicular to the tool surfaces. If, on the other hand, worm threads and the like are to be formed, then so the tool teeth are inclined to the sides or in the direction of movement.
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