DE2658829B2 - Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von Zahnrädern - Google Patents
Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von ZahnrädernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.
Es sind derartige Verfahren insbesondere für das Zahnradschaben bekannt, bei denen das Werkzeug dem
Werkstück schrittweise im Sinne einer Achsabstandsänderung genähert wird, wobei Pausen eingefügt sind,
während denen ein Tangentialvorschub parallel zur Werkstückachse (Parallelschaben) oder quer dazu
(Diagonal- oder Querschaben) ausgeführt wird. Diese Schabverfahren sind verhältnismäßig langsam.
Es ist auch ein mit >:Tauchschaben« bezeichnetes
Verfahren bekannt, bei dem Werkstück und Werkzeug ausschließlich in Richtung der Normalen genähert
werden, die den Achsen von Werkstück und Werkzeug gemeinsam ist, d. h. bei dem nur ein Tauchvorschub
ausgeführt wird. Das Werkzeug ist hierbei mit einem hyperboloidischen oder ähnlichen Wälzkörper ausgestattet,
damit die Zahnflanken auf der ganzen Breite anliegen. (Das Hyperboloid wird erzeugt, indem die
Flanken der Werkzeugzähne hohlballig geschliffen werden). Außerdem sind die Schneidkanten auf den
einzelnen Zähnen des Werkzeugs gegeneinander versetzt, damit alle Werkstück-Flankenteile bearbeitet
werden. Dieses Verfahren ist schnell und für verhältnismäßig schmale Zahnräder sehr genau. Mit zunehmender
Breite der Werkstücke entstehen jedoch Eingriffswinkel (Grundkreis) — Abweichungen je weiter der Ort der
Bearbeitung vom Achskreuzpunkt entfernt ist. D. h. in der Nähe des Achskreuzpunktes ergeben sich genaue
Flanken und mit zunehmender Entfernung davon ergeben sich im wachsenden Maße Profilwinkelabweichungen
(auch Verschränkung genannt).
Es ist ferner ein Schabverfahren bekannt, bei dem der Vorschub ausschließlich in einer Ebene verläuft, die
rechtwinkelig zur gemeinsamen Normalen von Werkstück- und Werkzeugachse liegt. Der Vorschub ist in
dieser Ebene rechtwinkelig zur Werkstückachse oder Werkzeugachse oder in einem Zwischenwinkel gerichtet.
Bei diesem Verfahren wird der Achskreuzpunkt über die gesamte Werkstückzahnbreite verschoben.
Profilwinkel-Abweichungen in den verschiedenen Stirnschnitten sind nicht oder kaum vorhanden. Nachteilig ist
jedoch, ein langer Vorschubweg des Werkstücks relativ zum Werkzeug von Beginn des Arbeitsvorgangs bis zur
Werkzeugmitte, d. h. kleinsten Achsabstand und damit eine verhältnismäßig lange Arbeitszeit Außerdem
können sich Schwierigkeiten beim Anlaufweg ergeben, weil es dort zu Zerschneidungen kommen kann
Besondere Schwierigkeiten bereiteten bisher kleine Werkstücke z. B. mit 30 mm Durchmesser und kleiner.
Ferner ist bereits eine Maschine zum Schaben
ίο und/oder Profilrollen von Zahnrädern mit einem
rotierenden, verzahnten Werkzeug bekannt geworden, die eine Vorrichtung zum Bewirken einer gegenseitigen
Relativbewegung der Rotationsachsen des Werkzeugs und des Werkstücks aufweist, wobei über diese
Vorrichtung mindestens zwei orthogonale Bewegungen erzeugbar sind. Für jede Bewegung ist ein Motor
vorgesehen, der wie der Antriebsmotor für die Rotationsbewegung des Werkzeugs, einen eigenen, mit
einem Sollgröße-Generator verbundenen elektronisehen Regelkreis aufweist Mit dieser Maschine können
die Schnittbedingungen beim Zahnradschaben auf verhältnismäßig einfache Weise erforscht werden. Aus
der Vorveröffentlichung ist aber nicht zu entnehmen, wie zum Erfüllen höchster Genauigkeitsansprüche in
der Massenfertigung vorgegangen werden soll (DE-OS 26 04 281).
Der Erfindung liegt als Aufgabe ein Verfahren zugrunde, dai die beschriebenen Nachteile der eingangs
beschriebenen Verfahren vermeidet, d. h. bei denen die
so Profilwinkelabweichungen und das Zerschneiden der
Verzahnung beim Feinbearbeiten vermieden sind und das befriedigend schnell ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, bei dem sich an einen mit
einem Tiefenvorschub überlagerten Tangentialvorschub ein reiner Tangentialvorschub anschließt und die
Drehrichtung des Werkstücks oder Werkzeugs mindestens einmal vor dem Erreichen des kleinsten
Achsabstandes oder beim kleinsten Achsabstand ge-
ίο wechselt wird.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die mit den F i g. 1 bis 10 dargestellt sind.
F i g. 1 zeigt schematisch ein Werkstück-Schabradpaar von der Seite.
F i g. 2 zeigt das Werkstück-Schabradpaar der F i g. 1 von oben.
F i g. 3 zeigt schematisch einen Zahn eines Schabrades.
F i g. 4 bis 10 zeigen Beispiele für die Kombination des
Tiefen- und Tangentialvorschubs nach der Erfindung.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine aus einem Werkstück W und einem Schabrad Tbestehende Paarung. In diesem
Beispiel ist das Werkstück schrägverzahnt und das Werkzeug geradverzahnt. Es kann aber auch jede
andere Kombination gewählt werden. Das Werkzeug ist mit Nuten 1 versehen, Werkstück und Werkzeug wälzen
aufeinander ab, wobei sich die Achsen der Werkstückspindel 2 und der Werkzeugspindel 3 im Abstand
kreuzen. Die auf den Achsen beider Spindeln rechtwink-Hg stehende gemeinsame Normale ist mit 4 bezeichnet,
sie verbindet die beiden Achsen im Achskreuzpunkt 5. Die Späne werden von den durch die Nuten 1 gebildeten
Schneidkanten infolge der auf der Achskreuzung beruhenden Längsgleitung abgenommen.
Die Maschine, auf der dieses Schabverfahren durchgeführt wird, kann einen Tiefenvorschub (Pfeil 6)
im Sinne einer Veränderung des Achsabstands von Werkstück- und Werkzeugspindel ausführen. Außer-
dem ist eine Einrichtung vorgesehen für einen Tangentialvorschub (Pfeil 7) der in einer Ebene vor sich
geht, die rechtwinkelig zur gemeinsamen Normalen liegt Der Tangentialvorschub kann in dieser Ebene eine
beliebige Richtung haben (Pfeile Ta bis Tb). Vorzuziehen
ist allerdings ein Tangentialvorschub < der annähernd rechtwinklig zur Achse der Werkstückspindel oder
Werkzeugspindel gerichtet ist oder einen Zwischenwert dazu bildet Maschinen zum Zahnradschaben iind
bekannt, so daß die Einrichtungen für die Schabraddrehung für die genannten Vorschübe und zum Tragen von
Werkstück und Schabrad nicht beschrieben zu werden brauchen.
Die Flanken 8 des Schabrades sind in Längsrichtung hohl geschliffen, so daß das Werkstück von dem i>
Werkzeug etwa hyperboloidisch umgriffen wird. Eine derartige Hohlballigkeit ist beim Zahnradschaben an
sich bekannt, und zwar vom reinen Tauchschaben her verhältnismäßig große Hohlballigkeit und vom sogenannten
Underpass-Schaben (Querschaben/ her geringere Hohlballigkeit Der genau? Wert der Hohlbailigkeit
hängt vom sogenannten Diagonalwinkel ab, d. h. von dem Winkel zwischen Achse der Werkstückspindel
und Richtung des Tangentialvorschubs. Er liegt etwa zwischen der Hohlballigkeit des Tauchschabens und
Underpass-Schabens, ist durch Versuche feststellbar und ergibt sich auch aus der Werkstattserfahrung.
Allerdings kann durch verschieden große Tangentialbewegungen
die Hohlballigkeit in Grenzen angepaßt werden, da der Achskreuzpunkt mehr oder weniger in
weit verschoben wird.
Damit alle Flankenteile des Werkstücks geschabt werden, ist es meist erforderlich, daß die Nuten 1 auf den
einzelnen Zähnen gegeneinander versetzt sind, wie es in F i g. 2 angedeutet ist; wenn ein steiler Diagonalwinkel Jr>
verwendet wird, was vorzuziehen ist, ist die Versetzung unentbehrlich.
Das Wesen der Erfindung beruht darin, daß die eigentliche Spanabnahme zunächst mit einer Vorschubkombination
erfolgt die aus einem Tangentialvorschub «o rechtwinkelig zur gemeinsamen Normalen und einem
Tauchvorschub parallel zur gemeinsamen Normalen zusammengesetzt ist an die sich ein reiner Tangentialvorschub
anschließt, wobei die Drehrichtung von Werkstück oder Werkzeug mindestens einmal vor «
Erreichen des kleinsten Achsabstandes oder beim kleinsten Achsabstand gewechselt wird. Hierfür gibt es
eine Reihe vorteilhafter Ausführungsformen, *όπ denen
einige in den F i g. 4 bis 10 gezeigt sind.
F i g. 4 zeigt schematisch einen Arbeitsablauf nach der Erfindung und zwar ist der Weg des Achskreuzpunktes
5 von einer Seite aus gesehen, wobei zu beachten ist, daß der Tangentialvorschub im Raum liegt. In der
Zeichenebene liegen also zwei Bewegungskoinponenten, während die dritte Komponente (Koordinate) «
rechtwinkelig zur Zeichenebene liegt. Die gemeinsame Nonnale auf Mitte der Werkstückbreite ist mit einer
strichpunktierten Linie 4 markiert. Das Werkstück W und das Schabrad Γ sind bei diesem und den folgenden
Schaubildern nicht gezeichnet, zum Verständnis können feo
die F i g. 1 und insbesondere 2 hinzugezogen werden. Der Arbeitsvorgang beginnt im Anfangspunkt 10 bei
einem Eingriff von Werkstück und Werkzeug mit Flankenspiel in der Verzahnung in der gemeinsamen
Normalen und zwar liegt die gemeinsame Normale 4 bzw. der Achskreuzpunkt 5 (F i g. 2), wie gesagt, auf der
Mitte der Werkstückbreite. Das Werkstück wird relativ zum Werkzeug mit einem Eil-Tiefen vorschub zugestellt
bis zum spielfreien Eingriff iii Punkt 11. Der Tiefenvorschub wird dann fortgesetzt bis Punkt 12. Hier
verharrt der Vorschub eine vorbestimmte Zeit Die Drehrichtung des Schabrades wird gewechselt (Pfeil 13,
Pfeil 14). Der Vorschub wird fortgesetzt mit einer Kombination aus Tiefenvorschub und Tangentialvorschub,
wobei der Achskreuzpunkt über die Werkstückbreite wandert bis zu einer Stirnseite des Werkstücks
oder kurz davor. Im Punkt 15 ist die Vorschubkombination beendet Es wird ausschließlich mit Tangentialrückhub
weitergeschabt wobei der Achskreuzpunkt über die Zahnbreite wandert bis zur gegenüberliegenden Stirnseite
oder kurz davor (Punkt 16). Damit ist der eigentliche Schabvorgang beendet In Punkt 16 wird der
Achsabstand mit einem verhältnismäßig langsamen Rückhub auf Punkt 17 vergrößert Dabei werden die in
dem aus Werkstück, Werkzeug und Maschine bestehenden System vorhandenen elastischen Spannungen
abgebaut (Punkt 17). Es beginnt ein ausschließlicher Tangentialhub bis der Achskreuzpunkt wieder in
Werkstückmitte liegt (Punkt 18). Danach gehen Werkstück und Werkzeug auf den ursprünglichen
Achsabstand zurück (Anfangspunkt 10). Das Werkstück wird ausgespannt. Die Vorschübe von Punkt 16 bis
Punkt 10 oder von Punkt 17 bis Punkt 10 können auch kombiniert werden wie von 12 bis 15.
F i g. 5 zeigt eine Variante zum Verfahren nach F i g. 4 bei dem vor dem ausschließlichen Tangentialvorschub
am Bearbeitungsende zwei kombinierte Hin- und Hergänge 24, 25 vorgesehen sind. Beide laufen mit
verschiedenen Drehrichtungen des Schabrades ab. Wichtig ist, daß vor dem endgültigen Rückhub ein
langsamer Entspannungsrückhub 26 eingeschaltet ist.
Fig. 6 zeigt eine Variante zum Verfahren nach F i g. 5. Der Entspannungs-Rückhub 27 ist, wie im
Zusammenhang mit Fig.4 bereits angedeutet wurde, eine 'Kombination au» Tauchrückhüb und Tangentialrückhub,
desgleichen der Eilrückhub 28.
Der Beschreibung der F i g. 7 ist vorauszuschicken, daß die untereinander liegenden Linien in einer einzigen
Ebene liegende Tangentialvorschübe darstellen. Die auseinandergezogene Darstellung wurde der Deutlichkeit
wegen gewählt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren nach F i g. 7 wird das Werkstück vom Ausgangspunkt 30 des Verfahrens
dem Werkzeug (relativ) im Eilgang genähert und zwar in einer Tangentialebene, die also rechtwinkelig zur
gemeinsamen Normalen liegt, und in einer Richtung, die auf eine Stirnseite des Werkstücks zielt. Bevor der
Achskreuzpunkt diese Stirnseite erreicht hat, wird der Tangentialvorschub auf eine Arbeitsgeschwindigkeit
umgeschaltet und der Tiefenvorschub hinzugeschaltet (Umschaltpunkt 31). Das Werkzeug nähert sich jetzt
weiter der betreffenden Stirnseite und gleichzeitig der gewünschten Zahndicke des Werkstücks. In Punkt 32 ist
dieser Zustand erreicht. Der Tauchvorschub wird abgeschaltet und der Achskreuzpunkt wandert von der
Ausgangsstirnseite auf die gegenüberliegende Stirnseite zu mit Tangentialvorschub. Bevor der Achskreuzpunkt
die Werkstückmitte erreicht hat, verharrt der Vorschub, um die Drehrichtung zu wechseln (Punkt 33). Danach
läuft der Tangentialvorschub weiter ab bis der Achskreuzpunkt die andere Stirnseite erreicht hat
(Endpunkt 34). Der Tangentialrückhub läuft dann zurück auf die erste Stirnseite zu, wozu die Drehrichtung
des Werkzeugs wieder gewechselt werden kann. Vor Erreichen dieser Stirnseite wird im Punkt 35 der
Tauch-Rückhub hinzugeschaltet, die elastischen Span-
nungen lösen sich. Ist das Werkzeug bzw. Werkstück auf
die Ausgangsebene zurückgegangen (Punkt 36) läuft der Vorschub im Eilgang auf den Ausgangspunkt 30 zurück.
F i g. 8 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die aus den Ausführungsformen der F i g. 6
und 7 gebildet ist. Nach der vorausgegangenen Beschreibung ist dieses Schaubild ohne weitere
Erläuterung verständlich.
F i g. 9 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vom Ausgangspunkt
40 aus verläuft ein kombinierter Vorschub von einer Stirnseite zur anderen bis Endpunkt 41. Ohne
Tiefenvorschub geht dann ein Tangentialrückhub auf die erste Stirnseite zurück bis Punkt 42, der sich über
dem Ausgangspunkt befindet Zum Schluß wird mit einem Tiefenrückhub auf den Ausgangspunkt 40
zurückgefahren. Zweckmäßigerweise schließt sich an Punkt 42 zunächst ein Entspannungsrückhub an.
Fig. 10 zeigt eine Variante zu Fig.9. Am Endpunkt
43 des kombinierten Vorschubs ist die größte Tiefe noch nicht erreicht Zu Beginn des Tangentialrückhubs wird
noch weiter mit einem Tiefenvorschub zugestellt bis zu einem Punkt 44, wobei der Achskreuzpunkt vor der
Werkstückmitte liegt. Der Bereich vor und hinter der Werkstückmitte wird ausschließlich mitTangentialrückhub
durchfahren bis Punkt 45. Dann wird mit einem kombinierten Tangential- und Tiefenrückhub entspannt
entweder bis zu einem Punkt 46 auf dem gesamten Weg des kombinierten Rückhubs, dessen Rest dann bis Punkt
47 im Eilgang durchfahren wird.
ίο In einer weiteren Variante kann der gesamte Weg
von 45 bis 47 mit dem kombinierten Rückhub durchfahren werden, vor allem, wenn diese Strecke
nicht lang ist. Wenn die Verhältnisse günstig sind, kann der Weg 45 bis 47 unter Umständen auch im Eilgang
durchfahren werden.
Bei den letzten Ausführungsbeispielen wurde auf die Darstellung der Drehrichtung des Schabrades bzw.
Werkstücks nicht mehr eingegangen; die diesbezüglichen Erläuterungen zu den vorausgegangenen Beispielen
sind hierauf sinngemäß zu übertragen.
I Iici/ii ."Ι Blatt Zcichnunuu'n
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Feinbearbeiten von Zahnrädern mit einem zahnradförmigen Werkzeug unter gekreuzten Achsen von Werkzeug und Werkstück, insbesondere zum Zahnradschaben, mit einem Tangentialvorschub des Werkzeugs relativ zum Werkstück in einer wählbaren Richtung und in einer Ebene, zu der bei kleinstem Achsabstand zwischen Werkstück und Werkzeug deren Achsen parallel liegen, und mit einem Tiefenvorschub und mit Wechseln der Drehrichtung des Werkstücks bzw. Werkzeugs, wobei für die eigentliche Spanabnahme der Tiefenvorschub gleichzeitig mit einem Tangen-· tialvorschub wechselnder Richtung abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausführung des mit einem Tiefenvorschub überlagerten Tanpentialvorschubs sich ein reiner Tangentialvorschub anschließt und daß die Drehrichtung des Werkstücks (W) oder Werkzeugs (T) mindestens einmal vor Erreichen des kleinsten Achsabstands oder beim kleinsten Achsabstand gewechselt wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2658829A DE2658829C3 (de) | 1976-12-24 | 1976-12-24 | Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von Zahnrädern |
IT5184377A IT1112094B (it) | 1976-12-24 | 1977-11-17 | Procedimento per la rasatura di ingranaggi |
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JP15549177A JPS5380096A (en) | 1976-12-24 | 1977-12-23 | Method of finishing gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2658829A DE2658829C3 (de) | 1976-12-24 | 1976-12-24 | Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von Zahnrädern |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2658829A1 DE2658829A1 (de) | 1978-07-06 |
DE2658829B2 true DE2658829B2 (de) | 1979-03-29 |
DE2658829C3 DE2658829C3 (de) | 1979-11-22 |
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ID=5996626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2658829A Expired DE2658829C3 (de) | 1976-12-24 | 1976-12-24 | Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von Zahnrädern |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE2658829C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0163802A1 (de) * | 1984-06-06 | 1985-12-11 | Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co | Werkzeug zum Feinbearbeiten der Flanken von Zahnrädern |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5511263B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2014-06-04 | 三菱重工業株式会社 | 内歯車加工方法及び内歯車加工機 |
-
1976
- 1976-12-24 DE DE2658829A patent/DE2658829C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0163802A1 (de) * | 1984-06-06 | 1985-12-11 | Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co | Werkzeug zum Feinbearbeiten der Flanken von Zahnrädern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2658829C3 (de) | 1979-11-22 |
DE2658829A1 (de) | 1978-07-06 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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Owner name: CARL HURTH MASCHINEN- UND ZAHNRADFABRIK GMBH & CO, |
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