DE2706458A1

DE2706458A1 - Fine tooth flanks machining of internally toothed workpieces - uses planetary shaving gears arranged to tool adaptor moved in direction of workpiece axis

Info

Publication number: DE2706458A1
Application number: DE19772706458
Authority: DE
Inventors: Udo Luhmer
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1977-02-16
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1978-08-17

Abstract

The fine machining can be shaving with a gear-shaped tool for the tooth flanks of an internally toothed workpiece which is centrally chucked in a rotatable device fitted to a machine column. At least two tools such as shaving gears (4, 4', 4") of planetary type are arranged in a tool adaptor (6) which can be moved in the direction of the workpiece axis. During the working cycle, these tools are driven in engagement with the workpiece (9). The tools can be moved on shafts (20, 20', 20") which are radial to the workpiece and the movement is controlled by a cam plate. Further, individual tools (4, 4', 4") can be moved about at different size paths.

Description

Vorrichtung zum Feinbearbeiten der Zahnflanken Device for fine machining the tooth flanks

innenverzahnter Werkstücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feinbearbeiten, z.B. Schaben, Rollen oder Läppen, der Zahnflanken eines innenverzahnten Werkstückes, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist. internally toothed workpieces The invention relates to a device for fine machining, e.g. scraping, rolling or lapping, the tooth flanks of an internally toothed Workpiece, as described in the preamble of the main claim.

Insbesondere das Schaben der Zahnflanken vor der Wärmebehandlung von Werkstücken gehört seit langem zu den bevorzugten Fertigungsverfahren, insbesondere in der Großserienfertigung von außenverzahnten Stirnrädern. Weniger verbreitet ist das Verfahren bei innenverzahnten Werkstücken, da hier zum einen das Werkstück bestimmte werkzeugbedingte Mindestabmessungen haben muß und zum andern wegen der meist kleineren Stückzahlen eine wirtschaftliche Anwendung des Schabens nicht immer gegeben ist.In particular, the scraping of the tooth flanks before the heat treatment of Workpieces have long been one of the preferred manufacturing processes, in particular in the large-scale production of externally toothed spur gears. Is less common the procedure for internally toothed workpieces, because on the one hand the workpiece determined here Must have tool-related minimum dimensions and on the other hand because of the mostly smaller Numbers an economical application of the scraping is not always given.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, die eine zeitliche Verkürzung der Schaboperation und damit eine wirtschaftlichere Anwendung insbesondere bei großen Zahnrädern ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a device of the type described above, which shortens the time Scraping operation and thus a more economical application, especially for large ones Allows gears.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist. Die Anordnung von wenigstens zwei Schabrädern bringt eine erhebliche Verkürzung des für den Schabvorgang erforderlichen Zeitaufwands. Die Erfindung ist auch nützlich beim Rollen, Läppen und anderen Verfahren.This problem is solved with a device that has the characteristics of the main claim. The arrangement of at least two shaving wheels brings a significant reduction in the time required for the scraping process. The invention is also useful in rolling, lapping and other processes.

Die Werkzeugzustellung erfolgt zweckmäßig mit den im Anspruch 2 beschriebenen Mitteln und kann vorteilhafterweise nach Anspruch 3 weiter ausgebildet werden.The tool infeed is expediently carried out with those described in claim 2 Means and can advantageously be further developed according to claim 3.

Um auch innenverzahnte Werkstücke mit Schrägverzahnung bearbeiten zu können und zur Erreichung des beim Schaben notwendigen Achskreuzwinkels ist ein Verschwenken der Werkzeuge nach Anspruch 4 notwendig.To also machine internally toothed workpieces with helical teeth to be able to and to achieve the axial cross angle necessary for scraping is a Pivoting the tools according to claim 4 is necessary.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.Further advantages and features of the invention are evident from the following Description.

Die Erfindung ist anhand von mit den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 Embodiments explained.

Es zeigen Fig. 1 die wesentlichen Teile der Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach der Erfindung, und Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung.1 shows the essential parts of the device according to the invention, FIG. 2 shows a view of the device according to the invention, and FIG. 3 shows an application example for the device.

An einem Maschinenständer 1 ist in Führungsbahnen 2 ein Werkzeugschlitten 3 in bekannter Weise höhenverschiebbar angebracht.A tool slide is located in guideways 2 on a machine stand 1 3 mounted in a known manner adjustable in height.

Dieser Werkzeugschlitten trägt die zur Aufnahme der Werkzeuge, beispielsweise der Schabräder 4,4',4", ausgebildete Vorrichtung 5, den sog. Schabkopf. In entsprechend gestalteten radial angeordneten Bohrungen sind Schabradträger 6 verschiebbar aufsenormen, In den Figuren 1 und 2 sind drei Schabrrdträger dargestellt, es können jedoch auch mehr oder weniger sein. Jeder Schabradträger besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Führungsstück 7, an das sich ein etwa U-för-ig gestaltetes Aufnahmestück ô anschließt, zwischen dessen Schenkeln sich das Werkzeug befindet, das mit bekannten Mitteln in den Schenkeln frei um seine senkrecht zur Achse 20 des zylindrischen Pührungsstückes stehende Achse drehbar gelagert ist.This tool slide carries the tools, for example of the scraper wheels 4, 4 ', 4 ", formed device 5, the so-called scraper head. In correspondingly designed radially arranged bores are shaving wheel carriers 6 displaceable onsenorms, In Figures 1 and 2, three Schabrrdträger are shown, but it can also be more or less. Each shaving wheel carrier consists of a substantially cylindrical one Guide piece 7, which is followed by an approximately U-shaped receiving piece ô, between his thighs that Tool located that is known with Means in the legs freely around its perpendicular to the axis 20 of the cylindrical Pührungsstückes standing axis is rotatably mounted.

Die Schabradträger 6 sind nicht nur längsverschiebbar im Schabkopf angeordnet, sondern können auch um ihre Längsachse 20 geschwenkt und so in jeder gewünschten Schrägstellung festgeklemmt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Werkzeuge in die zum Bearbeiten 5 chrägverzahnt er Innenzalinkränze erforderliche Schrägstellung zu bringen und den beii Schaben erforderlichen Achskreuzwinkel einzustellen. Zum Feinbearbeiten des Werkstücks 9, das in oder auf einer an sich bekannten und daher nicht gezeichneten Vorrichtung festgespannt ist, wird der Werkzeugschlitten soweit nach unten verfahren, bis die Werkzeug. nach Art der Planetenräder in einem Planetengetriebe mit der Verzahnung des Werkstücks in Eingriff kol en. Der Vorschub des Schabkopfes in Richtung der Werkstückachse wird wie bei bekannten Innen-Schabmaschinen gesteuert und braucht hier nicht erläutert zu werden.The scraping wheel carriers 6 are not only longitudinally displaceable in the scraping head arranged, but can also be pivoted about its longitudinal axis 20 and so in each desired inclination can be clamped. In this way it is possible the tools in the 5 helical toothed inner gear rim required for machining To bring the inclination and to set the axis cross angle required for scraping. For finishing the workpiece 9, which is in or on a known and therefore not shown device is clamped, the tool slide Move down until the tool. like planetary gears in one The planetary gear meshes with the teeth of the workpiece. The feed of the scraper head in the direction of the workpiece axis is the same as in known internal scraping machines controlled and need not be explained here.

Zeine im Maschinenständer untergebrachte, nicht gezeichnete Antriebs einheit erteilt der das Werkstück aufnehmenden Vorrichtung und damit dem Werkstück eine Drehbewegung, so daß die Werkzeuge über das Werkstück drehend angetrieben werden.Zeine drive, not shown, housed in the machine stand unit issued to the device receiving the workpiece and thus to the workpiece a rotary movement, so that the tools are driven to rotate about the workpiece.

Innerhalb des Werkzeugschlittens bzw. des Schabkopfes ist eine Xinrichtung vorhanden, die die radiale Zustellung der Schabräder, also auf die Zähne des Werkstücks zu, eroögllchts Eine geeignete Antriebseinrichtung, z.B. ein Motor 11, treibt über eine Schnecke 12 ein Schneckenrad 13, dessen Drehachse mit der des Werkstücks zusammenfällt. Auf derselben Achse sind, drehfest mit dem Schneckenrad 13 verbunden, eine Kurvenscheibe 10 und eine Schaltscheibe 14. Letztere trägt eine Anzahl verstellbarer Zapfen 15, die auf einen oder mehrere Schalter16 wirken. Wird nun das Schneckenrad angetrieben, werden die Nockenscheibe und die Schaltscheibe gleichermaßen gedreht. Dabei werden die Schabradträger 6, die mit den inneren Stirnseiten 17 ihrer Führungsstücke 7 beispielsweise mit nicht dargestellten Federn gegen die Kurvenscheibe gedrückt werden, entsprechend der Nockensteigung gegen die Federkraft nach außen geschoben. Die Drehung des Schneckenrades mit der Kurvenscheibe und der Schaltrcheibe wird unterbrochen und damit die Zustellung der Schabräder beendet, sobald ein vorher entsprechend eingestellter Zapfen 15 einen Schalter 16 betätigt und der Motor 11 ausgeschaltet wird. Nach einem Durchgang der Schabräder durch das Werkstück wird der Motor wieder in Betrieb gesetzt und die Schabräder werden weiter zugestellt. Diese Grobzustellung mit anschließendem Schabvorgang kann stufenweise fortgeführt werden, bis eine auf der Achse der Schnecke sitzende, verstellbare und feststellbare Nockenscheibe 18 auf einen Endschalter 19 wirkt. Die Nockenscheibe ist vorher so eingestellt worden, daß sie bei Erreichen der größten erforderlichen radialen Zustellung der Schabräder den Endschalter 19 betätigt (Feineinstellung).A device is located inside the tool slide or the scraper head present that the radial infeed of the shaving wheels, i.e. on the teeth of the workpiece to, eroögllchts A suitable drive device, e.g. a motor 11, is overdriving a worm 12 a worm wheel 13, whose axis of rotation corresponds to that of the workpiece coincides. On the same axis, non-rotatably connected to the worm wheel 13, a cam disk 10 and a switching disk 14. The latter carries a number of adjustable pins 15, which act on one or more switches16. If the worm wheel is now driven, the cam disk and the indexing disk are rotated equally. Be there the shaving wheel carriers 6, which with the inner end faces 17 of their guide pieces 7 be pressed against the cam disk, for example with springs not shown, pushed outwards against the spring force according to the cam pitch. The rotation the worm wheel with the cam and the pulley is interrupted and thus the delivery of the shaving wheels is terminated as soon as a corresponding beforehand Set pin 15 actuates a switch 16 and the motor 11 is switched off will. After one pass of the shaving wheels through the workpiece, the motor will turn on again put into operation and the shaving wheels continue to be delivered. This rough delivery with the subsequent scraping process, it can be continued in stages until one up The adjustable and lockable cam disk 18 seated on the axis of the worm acts on a limit switch 19. The cam was previously set so that that they have reached the largest required radial infeed of the shaving wheels the limit switch 19 is actuated (fine adjustment).

Der vorstehend beschriebene Arbeitsablauf mit radialer Zustellung der Schabräder gegen die Zähne des Werkstücks und Tiefenvorschub längs der Werkstückachse entspricht dem Parallelachaben.The workflow described above with radial infeed the shaving wheels against the teeth of the workpiece and depth feed along the workpiece axis corresponds to the parallel acronym.

Bei geeigneten Abmessungen von Werkstück und Werkzeug kann mit der Vorrichtung nach der Erfindung aber auch nach dem Tauchschabverfahren gearbeitet werden, d.h. es erfolgt nur eine radiale Zustellung der Schabräder gegen das Werkstück. Daneben sind noch weitere vorteilhafte Arbeitsmethoden óglich. Bei einer Anordnung mit nur zwei einander gegenüber angeordneten Schabrädern beispielsweise kann bei gleicher Zustellung für beide Werkzeuge gegenüber den bekannten Innenschabmaschinen mit nur einem Schabrad mit doppelt so großem Vorschub vorgeschabt werden. Zum Fertigschaben kann dann der Vorschub reduziert und ein Schabrad ganz zurückgezogen werden. Für das Vorschaben ergibt sich so eine Zeitersparnis von 50%.With suitable dimensions of workpiece and tool, the Device according to the invention but also worked according to the immersion scraping process i.e. there is only a radial infeed of the shaving wheels against the workpiece. Other advantageous working methods are also possible. With an arrangement with only two shaving wheels arranged opposite one another, for example, can be used in same infeed for both tools compared to the known internal scraping machines can be pre-scraped with just one scraper at twice the feed rate. To finish scraping the feed can then be reduced and a scraper wheel can be retracted completely. For Advancing this results in a time saving of 50%.

Eine weitere Zeitersparnis kann mit der Vorrichtung nach der Erfindung erreicht werden, wenn sie an einer Maschine nach Fig. 3 zum Einsatz kommt, die eine Kombination von Zahnradstoß- und -schabmaschine zeigt. Mehrere auf dem Maschinenständer 21 verschiebbare und drehbar antreibbare Werkstückhalter, die nicht dargestellt sind, sind vorgesehen. Ein den Maschinenständer etwa in seiner Mitte umgebendes Portal 23 trägt auf einer Seite die zum Stoßen von Innenverzahnungen auf einem Schlitten 24 angeordneten bekannten Einrichtungen, auf der anderen Seite den Werkzeugschlitten 3 mit der zum Schaben erforderlichen Vorrichtung nach der Erfindung. Bei 26 wird ein Werkstück 22 auf einem Werkstückhalter aufgespannt, der Werkstückhalter wird nach 27 bewegt, wo die Verzahnung gestoßen wird; anschließend erfolgt eine Weiterbewegung nach 28, wo - ohne das Werkstück umspannen zu müssen -die Verzahnung geschabt wird; schließlich wird der Werkstückhalter nach 29 gebracht, wo das fertig verzahnte Werkstück entnommen wird. Das Spannen und Ausrichten der Werkzeuge kann während eines Bearbeitungsvorganges erfolgen, ebenso das Entfernen des bearbeiteten Werkstücks. Da auch zwischen dem Stoßen der Verzahnung und dem Schaben nicht aus- und wieder neu gespannt und ausgerichtet werden muß, sind beachtliche Einsparungen an Fertigungszeit möglich.A further time saving can be achieved with the device according to the invention can be achieved when it is used on a machine according to FIG. 3, the one Combination of gear slotting and scraping machine shows. Several on the machine stand 21 displaceable and rotatably drivable workpiece holders, which are not shown are, are provided. One surrounding the machine stand approximately in its center Portal 23 carries on one side the for pushing internal gears on a slide 24 arranged known devices, on the other side the tool slide 3 with the device according to the invention required for scraping. At 26 will a workpiece 22 is clamped on a workpiece holder, the workpiece holder becomes moved to 27, where the toothing is abutted; then there is a further movement after 28, where - without having to reclamp the workpiece - the toothing is scraped; finally the workpiece holder is brought to 29, where the finished toothed workpiece taken will. The tools can be clamped and aligned during a machining process take place, as well as the removal of the machined workpiece. Since there is no back and forth between the hitting of the teeth and the scraping must be re-clamped and realigned, are considerable savings in production time possible.

Claims

CLAIMS 1) 'Device for finishing with a gear-shaped Tool, e.g. scraping, of the tooth flanks of an internally toothed workpiece that is in one, for example mounted on a machine stand, drivable in rotation Device is clamped centrally, characterized in that at least two Tools, e.g. shaving wheels (4, 4 ', 4 ") in the manner of planetary gears in an in Tool holder (6) which can be moved in the direction of the workpiece axis are arranged and are in driven engagement with the workpiece (9) during the machining process.

2) Device according to claim 1, characterized in that the tools (4, 4 ', 4 ") on axes (20, 20', 20") directed radially to the workpiece are, the displacement by means known per se, for example a Cam (10), is controlled.

3) Device according to claim 2, characterized in that the individual Tools (4, 4 ', 4 ") can be shifted by paths of different sizes.

4) Device according to claim 1 to 3, characterized in that the tools (4, 4 ', 4 ") about axes (20, 20', 20") directed radially to the workpiece according to the helix angle of the respective workpiece toothing and the required Axis crossing angles are pivotable and lockable.