DE2654177A1 - Schaelwerkzeug zum bearbeiten von innen- und aussenverzahnten stirnraedern - Google Patents

Description

• Schälwerkzeug zum Bearbeiten von innen- und
• außenverzahnten Stirnrädern Die Erfindung betrifft ein schneidradähnliches Schälwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 Bekannte Zahnräder-Wälzfräsmaschinen der dort beschriebenen Art (beispielsweise nach DT-PS 1 627 379) arbeiten mit einem Werkzeug, welches das Werkrad aus dem vollen Material fertigverzahnt, Das Zahnprofil dieses Werkzeuges muß im Hinblick auf die Herstellung des gewünschten Zahnprofils am Werkrad ausgelegt werden. Eine e Auslegung für optimale Zerspanungsbedingungen ist dann unter Umständen nicht möglich, und es ergeben sich geringe Werkzeug-Standzeiten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schälwerkzeug zu schaffen, welches ein genaues Zahnprofil bei hoher Werkzeug-Standzeit erzeugt.
• Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.
• Der Vorschneider übernimmt den Hauptteil der Zerspanungsarbeit, während der Fertigschneider die endgültige Profilform herstellt. Die Flanken des Vorschneiders müssen daher nicht als Evolventen, sondern können beliebig ausgsführt sein, sie können beispielsweise nach optimalen Zerspanungsbedingungen au sgebildet sein. Durch bessere Schnittbedingungen sind größere Vorschübe und Schnittgeschwindigkeiten und dadurch kErzere Bearbeitungszeiten möglich. Das Fertigschneidwerkzeug arbeitet mit geringem Spanquerschnitt und hat daher eine längere Standzeit.
• Zur Entlastung der auslaufenden Flanke des Vorschneiders wird diese am Zahnkopf verkürzt. Es entsteht dadurch eine schräge Zahnkopffl äche. Der entsprechend sebräg vorverzahnte Zahnlückengrund wird dann durch die gerade Zahnkopffläche des Fertigschneiders ausgeglichen.
• Es sind aus mehreren Einzelkämmen zusammengesetzte Hobelwerkzeuge bekannt (Techn. Wiss. Veröffentlichungen der ZF Heft 4, 1959, Seite 67). Im Gegensatz zum Anmeldungsgegenstand bearbeiten die Einzel-Werkzeuge der bekannten Werkzeugkombination je einen Teil der fertigen Werkstückflanke, beispielsweise Evolvententeil, Xopfkantenbruch und Fußausrundung. Die Aufgabenstellung des bekannten Werkzeuges weicht grundlegend von der Aufgabenstellung der Patentanmeldung ab.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Werkzeugkombination nach der Erfindung; Fig. 2 eine Ansicht der Werkzeugkombination nach Fig. 1 im Eingriff mit einem geradverzahnten Ringrad; Fig. 3 eine Ueilansicht in Richtung des Pfeils in Fig. 2, Fig. 4 und Fig. 5 zwei weitere Ausführungsformen für Zahnprofile von Vor- und Fertigschneider.
• In Fig. 1 bedeutet 1 die Werkzeugspindel einer Wälzfräsmaschine mit einem Werkzeugkopf 2, in welchem die Werkzeugspindel drehbar und in einer bestimmten Stellung axial einstellbar gelagert ist. An dem unteren Ender Werkzeugspindel sind zwei schrägverzahnte Schälräder 3 und 4 mittels einer Nut 5 und Feder 6 übereinander drehfest gelagert.und durch eine Mutter 7 axial befestigt. Das untere Schälrad 3 hat einen Kopfdurchmesser dv, und arbeitet als Vor schneider. Das obere Schälrad hat einen etwas gößeren Kopfdurchmesser df. Dieser entspricht dem Fußdurchmesser der fertig bearbeiteten Werkstückzahn..e. Weitere hiervon abweichende Bemessungen der Kopfdurchmesser werden weiter unten anhand der Figuren 4 und 5 beschrieben.
• In der Seitenansicht nach Fig. 2 ist das Schälwerkzeug im Eingriff mit einem mit gerader Innenverzahnung zu versehenen Werkrad 8 dargestellt. Dieses istauf einem um die Achse W drehbaren und motorisch antreibbaren Tisch 9 konzentrisch eingespannt. Der Vorschneider 3 ist mit einem Zahn 10 in der Stellung gezeichnet, in welcher dieser gerade mit dem Werkrad 8 im Eingriff tritt, um eine Zahnlücke 11 vorzubearbeiten.
• Diese wird danach durch einen Zahn 12 des Fertigschneiders 4 fertigbearbeitet. Sämtliche einander entsprechenden Zähne (10 und 12) der Schälräder 3 und 4 müssen jeweils in derselben Schraubenlinie angeordnet sein.
• Die Längsachse F des Werkzeugkopfes 2 bildet mit der L>pgsachae W des Werkstücktisches den Kreuzungswinkel Zur Einstellung des Winkels > ist der Werkzeugkopf 2 mit der Werkzeugspindel 1 um eine die Achsen F und W unter einem rechten Winkel schneidende Achse A am Maschinengestell schwenkbar gelagert. Die Achse A erscheint in Fig. 2 als Punkt. Auf der Achse A liegt auch die Gliedachse a (Fig. 3) als kUrzeste Entfernung zwischen den sich kreuzenden Achsen F und W. Die geometrischen Zusammenhänge sind mit den gleichen 3ezeichn un gen in der eingangs zitierten DU-PS 1 627 379 näher erläutert.
• Die durch die Kopfkreise dv und df (Fig. 1) der Schälräder bestimmten Ebenen sind gegenüber der Schwenkachse A um die Beträge Cf bzw. Cv verschoben. Diese werden mittels Distanzscheiben 13 und 14 (Fig. 1) eingestellt. Damit sind auch die zusammengehörigen Zahne (10 und 12) beider Schälrader in derselben Schraubenlinie eingestellt. Das Abstandsmaß CyCf beider Schälräder voneinander ist gegeben. Nit diesem wird das genaue Evolventenprofil der Zähne des Fertigschneiders ermittelt.
• Das Zahnprofil des Vorschneiders ist beliebig, sofern es innerhalb des Flankenprofils des Fertigschneiders liegt.
• Fig. 3 zeigt die gegenüber der Umfangsrichtung geneigt verlaufende Kopfkante 15 der Zähne 10 des Vorschneiders 3. Die auslaufende Flanke 16 ist entsprechend verkürzt. Dadurch wird eine zu starke Beanspruchung und demzufolge vorzeitige Atnutzung der Kopfschneidkante der auslaufenden Flanke vermieden.
• Die schräge Kopfkante 15 arbeitet den Grund der ZahnLücks des Werkrades entsprechend schräg aus. Der Fertigschneider gleicht danach die Schräge ganz oder teilweise wieder aus, wie nachstehend erläutert.
• Abweichend von den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Außenkonturen von Vor- und Fertigschneider kann der Außen-(Eopf-) durchmesser des Vorschneiders auch größer als oder gleich dem des Fertigschneiders sein, so daß der Vorschneider den Zahnfuß des Werkstücks fertig oder teilweise fertig schneidet.
• In Fig. 4 ist 17 die Brustfläche des Vorschneiders und 18 die Brustfläche des Fertigschneiders. Die schräge Kopfkante 15 des Vorschneiders ragt teilweise über die Kontur 18 der Brustfläche 18 hinaus. Der Zahnfuß des Werkstückes wird also teilweise vom Vorschneider und teilweise vom Fertigsohneider fertigbearbeitet.
• In Fig. 5 ragt die gesamte Kopfkante 19 des Vorschneiders über den Zahnkopf 20 des Fertigschneiders hinaus. Der Zahngrund des Werkstücks wird also allein durch den Vorschneider bearbeitet.
• Die Kopfkante des Fertigschneiders wird dadurch entlastet. Das Zahnprofil des Vorschneiders liegt in jedem Fall innerhalb des Flanken profils des Fertigschneiders.
• Die beiden Schälräder 3 und 4 sind in Fig.1 und Fig. 2 mit gleicher Konizität gezeichnet. Wegen der geringen Ver-4-zahnungsleistung des Fertigschneiders kann dieser zylindrisch oder nahezu zylindrisch ausgeführt werden. Er behält daher bei Nachschliff sein Profil des Neu zustandes.
• L e e r s e i t e

Claims (4)

1. Patentansprüche ½) Schälwerkzeug zum Bearbeiten von innen- und außenverzahnten Stirnrädern, für eine Zahnräder-Wälzfräsmaschine mit sich kreuzenden Achsen von Werkstück und der in Längsrichtung einstellbar gelagerten Werkzeugspindel, wobei diese zur Einstellung des Kreuzungswinkels um eine inaschinenfeste, die Werks tückachs e und die Werks tückspind elachs e rechtwinklig schneidende Schwenkachse schwenkbar und zur Einstellung des Abstandes zwischen Werkstückachs e und WerkzeugsLind ei achse in Richtung der Schwenkachse verschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig mit dem das endgültige Zahnprofil herstellenden Schälwerkzeug (4) jedoch in einer anderen Ebene ein zweites, als Vorschneider wirkendes Schneidwerkzeug (3) angeordnet ist.
2. 2. Schälwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschneider (3) eine von der Flankenform des Fertigschneiders (4) abweichende, beispielsweise geradlinige Flankenform aufweist.
3. 3. Schälwerkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkopfkante (15) des Vorschneiders (3) zur auslaufenden Flanke (16) hin abgeschrägt ist.
4. 4. Schälwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertigschneider (4) in an sich bekannter Weise zylindrisch oder nahezu zylindrisch ausgeführt ist.