DE2440908A1 - TOOL FOR MANUFACTURING TOOTH PROFILES ON THE CIRCUMFERENCE OF A CYLINDRICAL WORKPIECE - Google Patents
TOOL FOR MANUFACTURING TOOTH PROFILES ON THE CIRCUMFERENCE OF A CYLINDRICAL WORKPIECEInfo
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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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Description
Rechtsanwälte KFtlEüE* · ROTHF · PlivPER w^°SSi 32 Lawyers KFtlEüE * ROTHF PlivPER w ^ ° SSi 32
~ . . „ , ι. j r. L. Ολ«Κ«λ1, conn Dresdner Bank, D'dorf Nr. 2 521404~. . ", Ι. j r. L. Ολ «Κ« λ1, conn Dresdner Bank, D'dorf No. 2 521404
Dr. jur. A. Reinhard Rothe POStfach 6808 Kreissparkasse D'dorf Nr. 1039725 Dr. jur. A. Reinhard Rothe POStfach 6808 Kreissparkasse D'dorf No. 1039725
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Werkzeug zur Herstellung von Zahnprofilen auf der Umfangsflache eines zylindrischen Werkstücks.Tool for the production of tooth profiles on the circumferential surface of a cylindrical workpiece.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Ausbildung von Zahnprofilen wie Keilzähne, Zahnradzähne, Schneckenzähne usw. auf der Umfangsfläche eines zylindrischen Werkstücks durch plastische Formgebung unter Druck bei Umgebungs- oder Raumtemperatur und ohne Materialabtragung. Es sind bereits Werkzeuge bekannt, mit deren Hilfe" nach dem Verfahren der plastischen Verformung Keilzähne, Zahnradzähne, Schneckenzähne usw. unter den o.a. Bedingungen, d.h. ohne Materialabtragung, auf der Umfangsflache eines zylindrischen Werkstücks erzeugt werden können.The present invention relates to a tool for forming tooth profiles such as spline teeth, gear teeth, Worm teeth, etc. on the peripheral surface of a cylindrical Workpiece through plastic shaping under pressure at ambient or room temperature and without material removal. Tools are already known, with the help of which "according to the plastic deformation process, spline teeth, Gear teeth, worm teeth, etc. under the above conditions, i.e. without material removal, on the circumferential surface of a cylindrical workpiece can be generated.
Beispiele hierfür werden in der US-PS 2 994 237 und in der US-PS 3 0I5 243 beschrieben. Eine geeignete Maschine für derartige Werkzeuge ist z.B. -in der US-PS 2 995 964 im einzelnen spezifiziert.Examples of this are given in US Pat. No. 2,994,237 and in US Pat U.S. Patent 3,015,243. A suitable machine for such tools are detailed, for example, in U.S. Patent No. 2,995,964 specified.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun ein Werkzeug zur Ausbildung von Zahnprofilen auf der Umfangs- bzw. Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks geschaffen, das eine wesentlich verbesserte Qualität der gebildeten Zahnprofile herbeiführt und gleichzeitig selbst eine erhöhte Lebensdauer aufgrund verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Alterung aufweist.In accordance with the present invention, there is now a tool for training created by tooth profiles on the circumferential or surface of a cylindrical workpiece, the one essential brings about improved quality of the tooth profiles formed and at the same time an increased service life itself due to improved resistance to wear and tear and aging.
Dies wird dadurch erreicht, daß bestimmte Gruppen von Zahnprofilen auf der Arbeits- bzw. Eingriffsfläche des Werkzeugs, das selbst aus Werkzeugstahl besteht, mit einem geeigneten Metall platiert sind.This is achieved in that certain groups of tooth profiles on the working or engagement surface of the tool, which itself consists of tool steel, are plated with a suitable metal.
Gegenstand des vorliegenden Patentbegehrens ist somit ein Werkzeug zur Herstellung von Zahnungen auf der Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks durch plastische Formgebung unter Druck, bestehend aus dem eigentlichen Werkzeugkörper aus Werkzeugstahl mit in der Arbeitsfläche eingearbeiteten Zahnprofilen und je einem "leit- und einem Führungsende, wobei eine ernte Gruone von Zahnprofilen, deren t'Ortn undThe subject of the present patent application is therefore a tool for producing serrations on the surface a cylindrical workpiece by plastic shaping under pressure, consisting of the actual tool body made of tool steel with incorporated into the work surface Tooth profiles and one "leading and one leading end, with a harvest group of tooth profiles, their t'Ortn and
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Größe niifc den auf der Oberfläche de« zylindrischen Werkstücks zu bildenden Γ'-Innungen übereinstimmen, zwischen den beiden Enden der Arbeitsfläche angeordnet ist. Diese erste Gruppe von Zahnprofilen ist in bekannter Weise nach einem Teilungskreis orientiert."Size does not correspond to that on the surface of the cylindrical workpiece Γ 'guilds to be formed match between the is arranged at both ends of the work surface. This first Group of tooth profiles is in a known manner after a Division circle oriented. "
VJe it ere Gruppen von Zahnprofilen befinden sich zwischen der genannten ersten Gruppe und dem Führungsende der Arbeitsfläche. Die Kopfhöhen der Zahnprofile dieser weiteren -Gruppen nehmen, in Bezug auf die Kopfhöhen der Zähne der ersten Gruppe, in Richtung zum Führungsende der Arbeitsfläche sukzessive ab, wobei sich die erfindungsgemäße Platierung auf die zweite Gruppe von Zahnprofilen, nicht aber auf die erste Gruppe und die nach der zweiten folgenden Gruppe erstreckt. Platiert sind die Kopf-, Planken- und Wurzelflachen der Zahnprofile in der zweiten Gruppe, die in jedem Fall in Richtung zum Führungsende der Arbeitsfläche der ersten Gruppe folgt.VJe iter groups of tooth profiles are located between said first group and the leading end of the work surface. Take the head heights of the tooth profiles of these additional groups in relation to the head heights of the teeth of the first group, gradually decreasing in the direction of the leading end of the work surface, the inventive Plating on the second group of tooth profiles, no but extends to the first group and that after the second following group. The head, plank and Root surfaces of the tooth profiles in the second group, which are in in each case towards the leading end of the work surface the first group follows.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der zugehörigen Zeichnungen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Abb. 1 einen Seitenaufriß eines zahnstangenartigen Werkzeugs nach der Erfindung;Fig. 1 is a side elevational view of a rack-and-pinion type tool according to the invention;
Abb. 2 eine Teilansicht einer Zahnradevolventen, die erfindungsgemäß durch plastische Formgebung erzeugt werden kann; Abb. 3 eine diagrammatisch dargestellte, vergrößerte Seitenansicht der Werkzeugzähne nach Abb. 1; Abb. h einen Aufriß des linken Endes des Werkzeugs nach Abb. 1; Abb. 5 einen Teil einer Draufsicht des Werkzeugs nach Abb. 1; Abb. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Zahnelements nach Abb. 3j gekennzeichnet durch (6).Fig. 2 is a partial view of a gear involute that can be produced according to the invention by plastic shaping; FIG. 3 is a diagrammatically illustrated, enlarged side view of the tool teeth according to FIG. 1; Fig. H is an elevation of the left end of the tool of Fig. 1; Fig. 5 is a part of a plan view of the tool of Fig. 1; Fig. 6 shows an enlarged representation of a tooth element according to Fig. 3j characterized by (6).
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen 1, 3, 4, 5 und 6 besteht das Werkzeugstück nach Art bekannter Zahnstangen (lo) aus einem Paar identischer Arbeitsflächen, die in eine geeignete Arbeitsmaschine, etwa wie in der US-PS 2 995 964 abgehandelt, eingebaut sind. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Werkzeuge auch in anderen geeigneten Maschinen verwendet werden.Referring to Figures 1, 3, 4, 5 and 6 there is the tool piece in the manner of known racks (lo) from a pair of identical work surfaces, which are in a suitable Working machine, for example as dealt with in US Pat. No. 2,995,964, are built in. The tools according to the invention can of course also be used in other suitable machines will.
Das Werkstück befindet sich im allgemeinen zwischen einem Paar identischer Werkzeuge (lo), wobei letztere reziprok zueinander stehen. Das Werkstück ist dabei derart gelagert, daß es leicht rotieren kann, sobald die Werkzeuge in Angriff kommen.The workpiece is generally located between a pair of identical tools (lo), the latter being reciprocal stand. The workpiece is stored in such a way that it can rotate easily as soon as the tools come into attack.
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Die Werkzeuge (lo) sind auf ihrer Arbeits- bzw. Eingriffsfläche mit Zahnprofilen (12) versehen, die auf die Oberfläche des Werkstücks einwirken. Geeignete Vorrichtungen sollen dabei die Werkzeugarbeitsflächen in Längsrichtung bewegen, wobei diese Bewegung von den Ober- bzw. Unterteilen eines Werkzeugpaares in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Die Geschwindigkeit der Bewegung der Werkzeugflächen ist jedoch gleich.The tools (lo) are provided with tooth profiles (12) on their working or engagement surface, which onto the surface of the workpiece. Suitable devices should move the tool work surfaces in the longitudinal direction, this movement of the upper and lower parts of a pair of tools taking place in the opposite direction. the However, the speed of movement of the tool surfaces is the same.
Der Abstand zwischen den Eingriffsflächen der Werkzeugpaare ist geringer als der Durchmesser des zu bearbeitenden. Werkstücks, was zur Folge hat, daß sich die Struktur der Werkzeugeingriff sf lachen in die Werkstückoberfläche einprägt.The distance between the engagement surfaces of the tool pairs is smaller than the diameter of the one to be machined. Workpiece, which has the consequence that the structure of the tool engagement sf laughter imprints on the workpiece surface.
Während des Arbeitsablaufs und Ausbildung der gewünschten Zahnstruktur auf der Werkstückoberfläche fließt das verdrängte Werkstückmaterial, vorzugsweise Normalstahl, entlang der Oberfläche in radialer und tangentialer Richtung ab, so daß Rillen gebildet werden, die einen kleineren Durchmesser aufweisen als der ursprüngliche Durchmesser des (unbearbeiteten) Werkstücks.During the workflow and training of the desired The displaced workpiece material, preferably normal steel, flows along the tooth structure on the workpiece surface the surface in the radial and tangential directions, so that grooves are formed which have a smaller diameter than the original diameter of the (unmachined) workpiece.
Damit aber die endgültige Struktur des Werkstücks so exakt als möglich ausgebildet wird, muß das verdrängte Material bei der Festlegung des Anfangsdurchmessers des Werkstücks in Rechnung gezogen werden.But so that the final structure of the workpiece is formed as exactly as possible, the displaced material must when determining the starting diameter of the workpiece to be taken into account.
In Abb. 2 ist ein Querschnittsausschnitt eines fertigen Werkstücks,(14) dargestellt, das eine Evolventenverzahnung (16) aufweist und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Werkzeuge durch plastische Formgebung gewonnen wurde.In Fig. 2 a cross-sectional section of a finished workpiece (14) is shown, which has an involute toothing (16) has and was obtained with the help of the tools according to the invention by plastic shaping.
Da beim Kaltrollen bzw. beim plastischen Verformen kein Material abgetragen wird, kann der ursprüngliche Durchmesser des Werkstücks weder mit dem endgültigen Aussendurchmesser noch mit dem Wurzel- bzw. Fußkreisdurchmesser übereinstimmen.Since no material is removed during cold rolling or plastic deformation, the original diameter can be used of the workpiece do not match either the final outside diameter or the root or root diameter.
Der Wälzkreisdurchmesser (D-I) des Werkstücks (14) ist deshalb so gewählt, daß der Bereich (18) aus entferntem Material unterhalb des (D-l)-Umfangs gleich ist einem äquivalenten Bereich (2o) von Zahnmaterial auf einem größeren Durchmesser als (D-I).The pitch circle diameter (D-I) of the workpiece (14) is therefore chosen so that the area (18) of removed material below the (D-1) circumference is equal to an equivalent Area (2o) of tooth material on a larger diameter than (D-I).
Der Durchmesser (D-I) kennzeichnet somit praktisch die Teilungslinie bzw. den Teilungskreis der Zahnstangen-Werkzeuge (lo).The diameter (D-I) thus practically marks the dividing line or the pitch circle of the rack and pinion tools (lo).
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Wie nachstehend noch gezeigt werden wird, entspricht der Druck- bzw. Neigungswinkel bestimmter Zahnungen auf den Werkzeugen (lo) einem Winkel, dessen (cos) gleich ist D/D-l, multipliziert mit dem (cos) des Zahneingriffswinkels am Teilungsdurchmesser der Zähne (16), wobei (D) für den Teilkreisdurchmesser des Werkstücks (14) steht. Die Grundteilung von Werkzeug und Werkstück stimmen miteinander überein.As will be shown below, the pressure or inclination angle corresponds to certain serrations on the Tools (lo) an angle whose (cos) is equal to D / D-l, multiplied by the (cos) of the tooth pressure angle at the pitch diameter of the teeth (16), where (D) is the pitch circle diameter of the workpiece (14). The basic division of tool and workpiece are the same.
Hierdurch bedingt, entspricht die lineare Teilung der Werkzeugzähne, gemessen an der Teilungslinie, der Zahnteilung auf dem Werkstück, gemessen am Kreis mit dem Durchmesser (D-I),As a result, the linear pitch of the tool teeth, measured on the pitch line, corresponds to the tooth pitch on the workpiece, measured on the circle with the diameter (D-I),
Die Gesamthöhe mindestens einiger Zahnungen auf den Werkzeugen (lo) muß daher mit der Höhe der auf der Werkstückoberfläche auszubildenden Zahnungen völlig übereinstimmen.The total height of at least some serrations on the tools (lo) must therefore correspond to the height of the on the workpiece surface the toothings to be formed completely match.
Im praktischen Einsatz wird stets ein Werkzeugpaar bzw. ein Paar von Werkzeugstangen (lo) verwendet. Dabei muß sich an einer bestimmten Stelle in der Nähe des Gleitendes der Einzelwerkzeuge ein Zwischenraum ausbilden, der dem Fußdurchmesser des Werkstücks (14), abzüglich einiger Tausendstel eines Zentimeters für die Pufferung von Elastizitätsveränderungen sowie für die Verdichtung von Ölfilmen unter dem Wälzdruck, entspricht.In practical use, a pair of tools or a pair of tool bars (lo) is always used. Doing so has to At a certain point in the vicinity of the sliding end of the individual tools, form a gap that corresponds to the diameter of the foot of the workpiece (14), minus a few thousandths of a centimeter for buffering changes in elasticity as well as for the compression of oil films under the rolling pressure.
Das Werkzeug selbst, d.h. die Werkzeugpaare (lo), bewegen sich im Verlaufe eines Arbeitsganges nur einmal in einer Richtung, also ohne Umkehr.The tool itself, i.e. the tool pairs (lo), only move once in one direction in the course of an operation, so without turning back.
Entscheidend für das erfindungsgemäße Werkzeug ist nun die Tatsache, daß eine bestimmte Gruppe von Zahnprofilen auf praktisch ihrer gesamten Oberfläche platiert sind. Als Platierungsmetalle kommen vorwiegend Kupfer, Silber oder Gold infrage, obwohl auch weitere Metalle wie Nickel oder Chrom verwendet werden können. Im Prinzip eignen sich für die Platierung alle Metalle, die die Wälzwirkung der Profile steigern und dabei gleichzeitig dieQualität der auszubildenden Zahnungen verbessern, sowie durch gesteigerte Widerstandsfestigkeit sowohl den mechanischen Verschleiß als auch die allgemeine Alterung (Ermüdung) des Materials vermindern. The decisive factor for the tool according to the invention is now the fact that a certain group of tooth profiles practically their entire surface are plated. Copper, silver or gold are mainly used as the plating metals in question, although other metals such as nickel or chromium are also possible can be used. In principle, all metals that have the rolling effect of the profiles are suitable for the plating and at the same time improve the quality of the teeth to be formed, as well as through increased resistance reduce both mechanical wear and general aging (fatigue) of the material.
Der Abstand der Werkzeugoberflächen innerhalb eines Werkzeugpaares zueinander ist so eingestellt, daß die Eindringtiefe im Werkstück gemäß einem vorbestimmten Grad mit fortschreitender Werkzeugbewegung zunimmt.The distance between the tool surfaces within a tool pair to each other is adjusted so that the penetration depth in the workpiece according to a predetermined degree with progressing Tool movement increases.
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Das Zusammenstreben der Werkzeugflächen erfolgt in jedem Falle gleichzeitig und mit abgestufter Eindringtiefe der Werkzeugzahnungen aufeinanderfolgender Gruppen in die Werkstückoberfläche. The striving together of the tool surfaces takes place in each case simultaneously and with a graduated penetration depth of the Tool teeth of successive groups in the workpiece surface.
Dabei bleibt der Teilkreis aller Zahnprofile der einzelnen Zahnprofilgruppen, beginnend beim Führungsende des Werkzeugs und einschließlich sowohl der platierten Profile der zweiten als auch der voll ausgebildeten Profile der ersten Gruppe, konstant. Abweichend hiervon ist jedoch zwischen der Gruppe voll ausgebildeter Zahnprofile und dem Führungsende der Werkzeugteile eine Zahnprofilgruppe mit eigener Teilungslinie vorgesehen, die der Entlastung der Werkzeuge nach beendetem Arbeitsablauf dient. . "The pitch circle of all tooth profiles remains of the individual Tooth profile groups starting with the leading end of the tool and including both the clad profiles of the second as well as the fully developed profiles of the first group, constant. The difference is, however, between the group fully formed tooth profiles and the leading end of the tool parts a tooth profile group with its own division line is provided, which relieves the tools after the end Workflow serves. . "
In den Abb. 1, 3, 4, 5 und 6 ist jeweils nur ein Werkzeugteil dargestellt, das jedoch identisch ist mit dem in gleicher Weise ausgebildeten Gegenstück.In Figs. 1, 3, 4, 5 and 6 there is only one tool part shown, which, however, is identical to the counterpart formed in the same way.
Mit (22) ist in Abb. 3 eine theoretische Bezugslinie gekennzeichnet, die als oberste Begrenzung aller Zahnprofile gedacht werden kann. Wurden alle Zahnprofilköpfe an dieser Linie enden, so könnte sich keine Abstandsänderung zwischen den Eingriffsflächen der beiden Werkzeugteile ausbilden, wenn sich diese über die Oberfläche des Werkstücks bewegen.A theoretical reference line is marked with (22) in Fig. 3, which is the uppermost limit of all tooth profiles can be thought of. Were all tooth profile heads attached to this Line end, no change in distance could develop between the engagement surfaces of the two tool parts if these move over the surface of the workpiece.
Die Zähne (12) des Werkzeugs .(lo) sind in der dargestellten Weise in vier Sektoren oder Gruppen zusammengefaßt, die gemäß Abb. 1 durch die vertikalen Begrenzunglinien (24), (26) und (28), sowie den Führungs- und Gleitenden (3o) und (32) getrennt sind. Wie insbesondere aus Abb. 3 ersichtlich ist, verläuft die Teilungslinie (32O aller Zahnprofile (12) parallel zur Bezugslinie (22), beginnend beim Führungsende (32) bis zur Begrenzung (24), an der die Zahnprofilgruppe (12D) beginnt. Der Teilkreis- bzw. die Teilungslinie (34) biegt jedoch beim Beginn der Profile (12D) - siehe Abb. 1 nach unten ab, oder mit anderen Worten, beginnend bei der Begrenzung (24) hört die Parellelität in Richtung zum Gleitende (3o) auf.The teeth (12) of the tool (lo) are summarized in the manner shown in four sectors or groups, which are shown in Fig (3o) and (32) are separated. As can be seen in particular from Fig. 3, the division line (3 2 O of all tooth profiles (12) runs parallel to the reference line (22), starting at the leading end (32) to the limit (24) at which the tooth profile group (12D) begins. However, the pitch circle or the division line (34) bends downwards at the beginning of the profile (12D) - see Fig. 1, or in other words, starting at the boundary (24), the parallelism hears in the direction of the sliding end (3o) on.
Die Profilhöhen in den Gruppen zwischen der Begrenzungslinie (26) und dem Führungsende (32) vermindern sich allmählich in Richtung zum Führungsende (32), wobei jedoch der Teilkreis (34) zwischen der Begrenzung (24) und dem Ende (32) weiterhin parallel zur Bezugslinie (22) verläuft.The profile heights in the groups between the boundary line (26) and the leading end (32) gradually decrease in the direction of the leading end (32), but the pitch circle (34) between the boundary (24) and the end (32) continues runs parallel to the reference line (22).
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In Übereinstimmung mit der US-PS 3 ol5 243 und, wie bereits auch früher gesagt, stimmen Form und Größe der Zahnprofile (12A) zwischen den Begrenzungslinien (24) und (26) mit den auszubildenden Zähnungen auf dem Werkstück völlig überein. Der Zahneingriffswinkel bzw. der Neigungswinkel der Zähne bzw. Profile (12A) ist gleich dem Winkel, dessen (cos) = D/D-lj multipliziert mit dem (cos) des Zahneingriffswinkels am Teilkreisdurchmesser der auf dem Werkstück zu formenden Zahnungen.In accordance with U.S. Patent 3,05,243 and, as previously also said earlier, agree with the shape and size of the tooth profiles (12A) between the boundary lines (24) and (26) to be trained serrations on the workpiece completely match. The tooth pressure angle or the angle of inclination of the teeth or profiles (12A) is equal to the angle whose (cos) = D / D-lj multiplied by the (cos) of the tooth contact angle on the pitch circle diameter of the teeth to be formed on the workpiece.
Die Profile (12A) zwischen den Begrenzungen (24) und (26) entsprechen somit der endgültigen Form der auszubildenden Zähne auf dem Werkstück.The profiles (12A) between the boundaries (24) and (26) thus correspond to the final shape of the teeth to be formed on the workpiece.
Der Teilungskreis der Zahnprofile (12D) zwischen den Begrenzungen (24) und dem Gleitende (3o) entfernt sich von der Bezugslinie (22). Diese Profile, obwohl größenmäßig voll ausgebildet, sind an den Flanken bzw. Seitenflächen leicht abgeschwächt. Hierdurch werden ITahtlinien oder andere mögliche Fehlstellen auf dem Werkstück vermieden. Solche könnten sich z.B. am Ende eines Arbeitsganges bei der Druckentspannung ausbilden.The pitch circle of the tooth profiles (12D) between the limits (24) and the sliding end (3o) moves away from the reference line (22). These profiles, although fully developed in terms of size, are on the flanks or side surfaces slightly weakened. This avoids seam lines or other possible defects on the workpiece. These could develop, for example, at the end of a work step during pressure release.
Der Teilungskreis aller Zahnprofile auf dem Werkzeug zwischen der Begrenzung (24) und dem Führungsende (32) ist durch den Durchmesser (D-I) des Werkstücks bestimmt, so daß - wie bereits früher durch Abb. 2 definiert - die lineare Teilung der Werkzeugzahnprofile, gemessen an ihrer Teilungslinie, mit der Kreisteilung der Werkstückzähne, gemessen an einem Kreis mit dem Durchmesser (D-I) des Werkstücks, übereinstimmt .The pitch circle of all tooth profiles on the tool between the boundary (24) and the leading end (32) is through the Diameter (D-I) of the workpiece is determined so that - as already previously defined by Fig. 2 - the linear division of the tool tooth profiles, measured on their division line, with the circular pitch of the workpiece teeth, measured on a circle with the diameter (D-I) of the workpiece .
Der Neigungswinkel, unter Druck, aller Werkzeugzähne zwischen der Begrenzung (24) und dem Führungsende (32) ist derjenige Winkel, dessen (cos) gleich ist D/D-l, multipliziert mit dem (cos) des Neigungswinkels am Teilkreisdurchmesser der Werkstückzähne, wobei (D) den konventionellen Teilkreisdurchmesser des Werkstücks bezeichnet.The angle of inclination, under pressure, of all tool teeth between the boundary (24) and the leading end (32) is that Angle whose (cos) is equal to D / D-l, multiplied by the (cos) of the angle of inclination at the pitch circle diameter of the Workpiece teeth, where (D) denotes the conventional pitch circle diameter of the workpiece.
Grundteilung von Werkzeug und Werkstück sind identisch. Die lineare Teilung der Werkzeugzahnprofile, gemessen an deren Teilkreis, entspricht der Kreisteilung der Werkstückzähne, gemessen an Kreis mit dem Durchmesser (D-I) des Werkstücke.The basic division of tool and workpiece are identical. The linear division of the tool tooth profiles, measured against their Pitch circle, corresponds to the circle division of the workpiece teeth, measured on a circle with the diameter (D-I) of the workpiece.
Die Gesamttiefe der Profile (12A) zwischen den Begrenzungen (24) und (26) ist derart, daß sie der Tiefe der auszubildenden Zähne entspricht.The total depth of the profiles (12A) between the boundaries (24) and (26) is such that it corresponds to the depth of the to be trained Teeth corresponds.
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Die Kopfflächen der Profile zwischen der Begrenzung (26) und dem Pührungsende (32) streben in Richtung,(32) nach unten, während gleichzeitig der Teilkreis parallel zur Bezugslinie (22) verbleibt.The top surfaces of the profiles between the boundary (26) and the guide end (32) strive towards (32) below, while at the same time the pitch circle remains parallel to the reference line (22).
Diese Abschrägung der Zahnprofile wird beispielsweise durch Abschleifen der ursprünglich voll ausgebildeten Zahnprofile erreicht. Die Kopfflächen der Führungszahnprofile nahe beim Führungsende (32) können dabei in die Höhe der Teilkreislinie (3*0 zu liegen kommen oder sie enden einige Tausendstel eines Zentimeters oberhalb der Teilkreislinie (34).This beveling of the tooth profiles is made, for example, by grinding the originally fully formed tooth profiles achieved. The top surfaces of the guide tooth profiles are close at the leading end (32) can be in the height of the pitch circle line (3 * 0 come to rest or they end a few thousandths of a centimeter above the partial circle line (34).
Die Zahnprofile zwischen den Begrenzungslinien (28) und dem Führungsende (32)' sind relativ flach, relativ breit und haben scharfe Kanten, wie dies aus Abb. 3 ersichtlich ist. Diese Kanten dienen dazu, das Werkstück zu erfassen und die Drehung desselben einzuleiten.The tooth profiles between the boundary lines (28) and the leading end (32) 'are relatively flat, relatively wide and have sharp edges, as can be seen in Fig. 3. These edges are used to capture the workpiece and to initiate the rotation of the same.
Die Länge der Gruppe (12C) ist bevorzugt derart, daß das Werkstück bei einmaliger Umdrehung vollkommen über diese Zahnprofile geführt wird. Die Kopfflächen der Zahnprofile (12B) und (12C) in den Gruppen zwischen den Begrenzungen (26), (28) und dem Führungsende (32) sind in Richtung zu den voll ausgebildeten Zahnprofilen (12A) nach oben abgeschrägt, wie dies aus der Bezugslinie (36) in Abb. 3 hervorgeht. The length of the group (12C) is preferably such that the workpiece is completely over this with a single revolution Tooth profiles is performed. The top surfaces of the tooth profiles (12B) and (12C) in the groups between the boundaries (26), (28) and the leading end (32) are beveled upwards in the direction of the fully formed tooth profiles (12A), as can be seen from the reference line (36) in Fig. 3.
Die Länge der Gruppe (12B) ist derart, daß mehrere komplette Umdrehungen des Werkstücks innerhalb der Gruppe ermöglicht sind. Die Profile (12C) und (12B) führen zu ungefähr lockiger Ausbildung der auf dem Werkstück gewünschten Eindringtiefe. The length of the group (12B) is such that it allows several complete revolutions of the workpiece within the group are. The profiles (12C) and (12B) lead to an approximately curly formation of the desired penetration depth on the workpiece.
Die Länge der Gruppe (12A) zwischen den Begrenzungen (24) und (26) ist bevorzugt derart, daß etwa 1 1/2 (eineinhalb) Umdrehungen des Werkstücks erfaßt werden. Die Kopfflächen dieser Zahnprofile verlaufen planparallel zur Bezugslinie (22).The length of the group (12A) between the boundaries (24) and (26) is preferably such that about 1 1/2 (one and a half) Revolutions of the workpiece are detected. The top surfaces of these tooth profiles run parallel to the reference line (22).
Der eigentliche Werkzeugkörper (38) wird aus bestem Werkzeugstahl gefertigt. Besonders geeignet ist Werkzeugstahl, der durch Behandlung mit Salpetersäure bzw. Nitraten gehärtet wurde und extrem hohe Widerstandskraft gegen Brüchigkeit insbesondere bei erhöhten Drucken zeigt. Selbstverständlich sind auch solche Werkzeugstähle geeignet, die nach anderen Verfahren gehärtet wurde.The actual tool body (38) is made from the best tool steel. Tool steel that has been hardened by treatment with nitric acid or nitrates and has an extremely high resistance to brittleness especially at elevated pressures. It goes without saying that such tool steels are also suitable, according to others Procedure was hardened.
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Die Platzierung (4o) der Zahnprofile (12B) beträgt etwa o,ooo25 bis etwa O3 ooo?6 crn, das sind etwa 0,006 bis etwa ο,ol9 mm. Die Oberflächen der Profile in den Gruppen (12A), (12C) und (12D) sind dagegen nicht platiert.The placement (4o) of the tooth profile (12B) is about o, ooo25 crn to about O 3 ooo? 6 which are ο about 0.006 to about, OL9 mm. In contrast, the surfaces of the profiles in groups (12A), (12C) and (12D) are not plated.
Die Platierung der Zahnprofile (12B) kann beispielsweise durch bekannte elektrotechnische Verfahren (Galvanotechnik) erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Verfahren geeignet, solange sie den erwünschten Effekt der Schichtdicke und Metalleigenschaften erreichen lassen.The plating of the tooth profiles (12B) can, for example, by known electrotechnical processes (electroplating) take place. Of course, other methods are also suitable as long as they have the desired effect of the layer thickness and metal properties can be achieved.
Durch die Platierung werden neben den verbesserten Festigkeitseigenschaften der Zahnprofile auch die durch eine vorausgegangene Oberflächenbehandlung (Schleifen) entstandenen Unebenheiten ausgeglichen und schließlich auch nahezu alle Schmierprobleme aufgrund der glatten Oberfläche eliminiert.As a result of the plating, in addition to the improved strength properties of the tooth profiles also those created by a previous surface treatment (grinding) Compensates for unevenness and finally almost all lubrication problems due to the smooth surface eliminated.
Während eines Arbeitsablaufs werden etwa Io % der gewünschten Eindringtiefe, d.h. Zahnausbildung auf der Oberfläche des Werkstücks, durch die nichtplatierten Zähne der Gruppe (12C) erzielt. Außerdem dienen diese Zahnprofile, wie bereits gesagt, der Halterung des Werkstücks und der Drehung desselben. Die restlichen 9o % der erforderlichen Eindringtiefe auf der Oberfläche des Werkstücks wird ddurch die platierten Zähne (12B) in mehreren Umdrehungen erreicht, während die endgültige Konfiguration der Zähne auf dem Werkstück bei mindestens eineinhalbfacher Umdrehung durch die Profile der Gruppe (12A) ausgebildet wird.During a work cycle, about Io% of the desired penetration depth, ie tooth formation on the surface of the workpiece, is achieved by the unplated teeth of group (12C). In addition, as already mentioned, these tooth profiles serve to hold the workpiece and rotate it. The remaining 90 % of the required penetration depth on the surface of the workpiece is achieved by the plated teeth (12B) in several revolutions, while the final configuration of the teeth on the workpiece is formed by the profiles of group (12A) in at least one and a half revolutions.
Sofern erwünscht, können die Führungs- und Gleitkanten der Zahnprofile (12B) und (12C) verschiedene Radien aufweisen, wie dies z.B. in der US-PS 2 991I 237 beschrieben wird. Auch können eine oder beide Ecken der Werkzeuge eine abgeschrägte Kante besitzen, um die Notwendigkeit einer zusätzlichen Schneidung zu eliminieren.If desired, the guiding and sliding edges may have the tooth profile (12B) and (12C) of different radii, as for example is described in US-PS 2 99 1 I 237th Also, one or both corners of the tools can have a beveled edge to eliminate the need for an additional cut.
Abb. 5 zeigt einen Teilausschnitt der Zahnprofile als Draufsicht, wenn die Zahnprofile beispielsweise zur Ausbildung von Geradzahnungen auf einer Werkstückoberfläche verwendet werden. Die Zähne (12) stehen dabei lotrecht zur Werkstückoberfläche, d.h. also auch lotrecht zur Bewegungsrichtung des Werkzeugs. Sollen jedoch durch die Zahnprofile (12) in gleicher Weise Schrägzahnungen auf der Werkstückoberfläche gebildet werden, so sind die Zahnprofile schräg zu der Bewegungsrichtung versetzt.Fig. 5 shows a partial section of the tooth profiles as Top view when the tooth profiles are used, for example, to form straight teeth on a workpiece surface will. The teeth (12) are perpendicular to the workpiece surface, i.e. also perpendicular to the direction of movement of the tool. However, if the tooth profiles (12) are to be used in the same way, helical teeth on the workpiece surface are formed, the tooth profiles are offset obliquely to the direction of movement.
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In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeuge besitzt der eigentliche Werkzeugkörper (38) an den Enden hervorspringende Nasen (42) und durchgehende öffnungen (44), die der Einführung und Befestigung der Werkzeuge in geeignete Werkzeugmaschinen dienen. In a particular embodiment of the invention Tools, the actual tool body (38) has protruding noses (42) and continuous lugs at the ends openings (44) which are used to insert and secure the tools in suitable machine tools.
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