DE3309260A1

DE3309260A1 - Werkzeug zum hobeln von gehaerteten zahnflanken

Info

Publication number: DE3309260A1
Application number: DE3309260A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mutschellen Fischer
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1984-08-23
Also published as: GB2137543A; DE8404904U1; DE3309260C2; FR2541157A1; IT8419637A0; FR2541157B1; GB2137543B; IT1173278B; JPS59156614A; US4557639A; CH660320A5; GB8404228D0

Description

Werkzeug zum Hobeln von Zahnflanken

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Hobeln von Zahnflanken eines vorverzahnten Werkstücks, mit einem Schneidplattenhalter und daran befestigten Schneidplatten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Werkzeug, dessen Schneidplatten gemäß der älteren Patentanmeldung P"32 11 727.2-14 eine Unterlage aus Hartmetall und eine aufgesinterte Auflageschicht aus hochhartem, polykristallinem Schneidstoff aufweisen und in bezug auf die Schnittrichtung derart angeordnet sind, daß die Oberfläche der Auflageschicht die Freifläche bildet und nur eine Stirnfläche der Auflageschicht in der Spanfläche liegt.

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Werkzeuge mit solchen Schneidplatten gemäß der älteren Patentanmeldung haben sich ausßerordentlich gut bewährt; insbesondere haben sie erstmals das Hobeln gehärteter Zahnflanken ermöglicht. Dabei erreichen die Schneidplatten unerwartet lange Standzeiten, so daß selbst Zahnräder mit größeren Zähnezahlen meist in einem Zuge geschruppt werden können, ohne daß die Schneidplatten gewendet oder ausgewechselt werden müßten. Probleme haben sich allerdings" beim Hobeln von Verzahnungen mit einem Modul über 8 ergeben, da die bisher erhältlichen Schneidplatten zu klein sind, als daß mit ihnen Zahnflanken mit einem Modul über 8 im Abwälzverfahren gehobelt werden könnten.

Die Anmelderin hat deshalb Werkzeuge der eingangs beschriebenen Gattung hergestellt, bei denen mehrere Schneidplatten am Schneidplattenhalter lückenlos nebeneinander derart befestigt sind, daß ihre Hauptschneidkanten miteinander fluchten, so daß ihre Gesamtlänge zum Abwälzen an größeren Zahnflanken mit einem Modul über 8 ausreicht. Die damit erzielten Arbeitsergebnisse konnten jedoch nicht vollständig befriedigen, da die Schneidplatten an den Stoß stellen trotz des so gut wie möglich lückenlosen Übergangs zur jeweils benachbarten Schneidplatte früher oder später zum Ausbröckeln neigen. Selbst Ausbröckelungen, die mit bloßem Auge noch kaum sichtbar sind, können den Schnittdruck derart erhöhen, daß der Schneidplattenhalter und/oder der Zahn, an dem er arbeitet, elastisch zurückweicht, wodurch sich Ungenauigkeiten ergeben, die eine unmittelbare Verwendung der so gehobelten Verzahnung verbieten und eine erhöhte Schleifzugabe für ein nachfolgendes

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Schlichtschleifen erfordern. Im Hinblick auf die immerhin noch beträchtliche Standzeit der Schneidplatten kann ihr Einsatz.anstelle des Schruppschleifens zwar auch bei Verzahnungen mit einem Modul über 8 auch dann noch wirtschaftlich sein, wenn das Werkzeug während eines Werkstückumlaufs nachgeschliffen oder ausgewechselt werden muß. Es ist jedoch schwierig und zeitraubend, das nachgeschliffene oder ausgewechselte Werkzeug so einzustellen, daß die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks unter dem Wechsel nicht leidet. Auch aus diesem Grund mußte bisher vorsorglich eine erhöhte Schleifzugabe für das nachfolgende Schlichtschleifen vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß die bisher bei Zahnrädern bis zum Modul 8 erzielten, erheblichen Zeitvorteile gegenüber dem Schruppschleifen auch bei Verzahnungen mit größerem Modul ohne die beschriebenen Einschränkungen erreichbar sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei Schneidplatten gegeneinander in Schnittrichtung derart versetzt sind, daß ihre von je einer Spanfläche und je einer Freifläche gebildeten aktiven Hauptschneidkanten einander überlappen. Das Merkmal "in Schnittrichtung gegeneinander versetzt" bedeutet, daß die aktiven Hauptschneidkanten der betroffenen Schneidplatten mindestens annähernd parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene liegen, die auch 'die Schnittrichtung enthält.

Die Schneidplatten des erfindungsgemäßen Werkzeugs neigen überraschenderweise nicht dazu, an den Enden ihrer Schneidkanten abzubröckeln, wenn beim Hobeln die Abwälz-'

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bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück über diese Enden hinweggeht. Unerwarteterweise sind die gegeneinander versetzten Schneidplatten gegen Ausbröckeln widerstandsfähiger als Schneidplatten, die stumpf aneinanderstoßen. Falls aber doch einmal eine Schneidplatte an einem Ende ihrer Hauptschneidkante vorzeitig ausbröckelt, ist dies wegen der Überlappung mit der Hauptschneidkante der benachbarten Schneidplatte ohne schädlichen Einfluß auf die Spanabnahme; infolgedessen bleibt die betroffene Zahnflanke des Werkstücks frei von jeglicher störenden Unregelmäßigkeit. Die Schleifzugabe für das Schlichtschleifen kann deshalb ebenso knapp bemessen werden wie bei der herkömmlichen Bearbeitung, bei der dem Schlichtschleifen ein im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Hobeln erheblich langsameres Schruppschleifen vorangeht.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Schneidplatten so anzuordnen, daß die Überlappung der gegeneinander versetzten Schneidkanten 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 1,0 bis 2.0 mm beträgt.

Wenn mehr als zwei Schneidplatten hintereinander angeordnet werden müssen, damit sich die für eine Abwälzung an einer hohen Zahnflanke erforderliche Gesamtlänge ergibt, dann können diese Schneidplatten treppenartig hintereinander angeordnet sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind jedoch je zwei Schneidplatten so angeordnet, daß ihre Hauptschneidkanten miteinander fluchten, und zwischen diesen Schneidplatten ist eine dritte Schneidplatte versetzt angeordnet, deren Hauptschneidkante sich mit jeder der miteinander fluchtenden Hauptschneidkanten überlappt.

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Dabei ist es zweckmäßig, wenn mindestens die beiden
Schneidplatten, deren Hauptschneidkanten miteinander
fluchten, dreieckig sind und der Versatz der dritten
Schneidplatte geringer als die Dreieckshöhe ist. Dadurch ergibt sich eine besonders raumsparende Anordnung der
Schneidplatten.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist vorzugsweise dadurch
weitergebildet, daß der Schneidplattenhalter zwischen
den Schneidplatten, deren Hauptschneidkanten miteinander fluchten, eine Ausnehmung zum Abführen der von der dritten Schneidplatte erzeugten Späne aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:
Fig.l: eine Schrägansicht eines ersten Werkzeugs nach

der Erfindung,
Fig.2: die Seitenansicht in Richtung des Pfeils II in

Fig.l,

Fig.3: die zugehörige Draufsicht,
Fig.4: den Teilschnitt IV-IV in Fig.3,
Fig.5: eine Schrägansicht eines abgewandelten Werkzeugs nach der Erfindung und

Fig.6: ein Einbaubeispiel für mehrere Werkzeuge, die
im wesentlichen dem in Fig.l bis 4 dargestellten entsprechen.

Das in Fig. 1 bis 4 dargestellte Werkzeug hat einen
Schaft 10, dessen eines Ende als Schneidplattenhalter 12 ausgebildet ist und an seinen beiden Seiten je drei
Plattensitze 14 aufweist. An jeder der beiden Seiten des Schneidplattenhalters 12 sind zwei Plattensitze 14 im
Abstand hintereinander auf gleicher Höhe angeordnet,'und zwischen ihnen ist ein dritter Plattensitz 14 weiter un-

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ten angeordnet. Jeder der Plattensitze 14 ist eine im wesentlichen dreieckige, nach oben offene Vertiefung und nimmt eine Schneidplatte 16 auf.

Die Schneidplatten 16 sind planparallel und haben den Grundriß eines gleichseitigen, an den Ecken leicht abgerundeten Dreiecks mit der Seitenlänge a und der Höhe h. Jede der Schneidplatten 16 besteht aus einer Unterlage 18 von etwa 4 bis 6 mm Dicke und einer auf diese aufgesinterten Auflageschicht 20 von etwa 0,8 bis 1,0 mm Dicke. Die Unterlage 18 besteht aus Hartmetall, wie Wolframkarbid, die Auflageschicht 20 aus kubischem Bornitrid (CBN). Die ebene Oberfläche der Auflageschicht bildet eine Freifläche 22, die von drei Hauptschneidkanten 24, 24' und 24" begrenzt ist. Die Schmalseiten der Auflageschicht 20 sind Bestandteil je einer Spanfläche 26, die in der Hauptsache von der Unterlage 18 der betreffenden Schneidplatte 16 gebildet wird und sich rechtwinklig zur angrenzenden Freifläche 22 erstreckt.

Die Freifläche 22 jeder Schneidplatte 16 schließt mit der Richtung der Schnittbewegung S des Werkzeugs in Bezug auf ein Werkstück W (Fig.6) einen für alle Schneidplatten 16 gleichgroßen Freiwinkel ein. Die eine Hauptschneidkante 24 jeder Schneidplatte 16, die sich im- rechten Winkel zur Schnittrichtung S erstreckt, wird als aktive Hauptschneidkante bezeichnet; die beiden übrigen Hauptschneidkanten 24' und 24" sind in Reserve und lassen sich zu aktiven Hauptschneidkanten machen, indem die betreffende Schneidplatte aus ihrem Plattensitz 14 herausgenommen und um 60° nach der einen oder \ anderen Seite gedreht wieder eingesetzt wird. Zur .' lösbaren Befestigung der Schneidplatten 16 weisen die" Plattensitze 14 je eine im rechten Winkel zu ihrer Bodenfläche eingearbeitete Gewindebohrung 28 für eine

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Schraube 30 auf, die sich mit Radialspiel mittig durch die zugehörige Schneidplatte 16 hindurcherstreckt.

An jeder der beiden Seiten des Schneidplattenhalters fluchten die aktiven Hauptschneidkanten 24 der beiden oberen Schneidplatten 16 miteinander. Gegenüber diesen beiden Hauptschneidkanten 24 ist die Hauptschneidkante 24 der dritten Schneidplatte 16 in Schnittrichtung S nach unten versetzt; der Versatz ν ist merklich kleiner als die Dreieckshöhe h der Schneidplatten 16. Der Zwi-r schenraum zwischen den einander zugewandten Enden der aktiven Hauptschneidkanten 24 der beiden oberen Schneidplatten 16 ist kleiner als die Seitenlänge a, so daß die aktiven Hauptschneidkanten 24 der drei zusammengehörigen Schneidplatten 16, in Richtung der Schnittbewegung S gesehen, einander überlappen. Die Überlappung u beträgt' etwa 1,5 mm.

Bei den oberen Schneidplatten 26 an jeder Seite des Schneidplattenhalters 12 ergibt sich die Spanabfuhr im Betrieb ohne weiteres. Um auch bei der unteren Schneidplatte 16 Schwierigkeiten mit der Spanabfuhr zu vermeitden, ist in den Schneidplattenhalter 12 zwischen den Plattensitzen 14 der beiden oberen Schneidplatten 16 eine Ausnehmung 3-2 eingearbeitet, die sich nach oben erweitert und sich nach unten bis zum Plattensitz 14 der unteren Schneidplatte 16 erstreckt.

Das Werkzeug gemäß Fig.5 unterscheidet sich von dem in Fig.l bis 4 dargestellten dadurch, daß an-den beiden Seiten des Schneidplattenhalters 12 zwischen den beiden dreieckigen Plattensitzen 14 und gegen diese nach unten versetzt, anstelle eines weiteren dreieckigen Plattensitzes ein rechteckiger Plattensitz 34 angeordnet ist,

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der eine entsprechend rechteckige Schneidplatte 36 aufnimmt.

In Fig.6 sind Teile einer Hobelmaschine bei der Bearbeitung eines Werkstücks W mit gehärteten Zahnflanken Z dargestellt. Die Hobelmaschine hat eine Spannvorrichtung 38, in der drei Werkzeuge mit je einem Schneidplattenhalter 12 der in Fig.l bis 4 dargestellten Form derart nebeneinander eingespannt sind, daß sie einer Zahnstange entsprechen. Dabei sind die aktiven Spanflächen 26 sämtlicher Schnexdplatten 16 nach unten gekehrt, so daß die entstehenden Späne ohne weiteres herunterfallen können.

Claims

Patentansprüche :

.1.1 Werkzeug zum Hobeln von Zahnflanken (Z) eines vorverzahnten Werkstücks (W) mit einem Schneidplattenhalter (12) und daran befestigten Schneidplatten (16;36), insbesondere solchen, die eine Unterlage (18) aus Hartmetall und eine aufgesinterte Auflageschicht (20)- aus hochhartem, polykristallinem Schneidstoff aufweisen und in bezug auf die Schnittrichtung (S) derart angeordnet sind, daß die Oberfläche der Auflageschicht (20) die Freifläche (22) bildet und nur eine Stirnfläche der Auflageschicht (20) in der Spanfläche (26) liegt, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Schneidplatten (16;36) gegeneinander in Schnittrichtung (S) derart versetzt sind, daß ihre von je einer Spanfläche (26) und je einer Freifläche

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(22) gebildeten aktiven Hauptschneidkanten (24) einander überlappen.
2. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung (u) der gegeneinander versetzten Schneidkanten (24) 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 1,0 bis 2.0 mm beträgt.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen je zwei Schneidplatten (16), deren Hauptschneidkanten (24) miteinander fluchten, eine dritte Schneidplatte (16;36) versetzt angeordnet ist, deren Hauptschneidkante (24) sich mit jeder der miteinander fluchtenden Hauptschneidkanten (24) überlappt.
4. Werkzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die beiden Schneidplatten (16), deren Hauptschneidkanten (24) miteinander fluchten, dreieckig sind und der Versatz (v) der dritten Schneidplatte (16;36) geringer als die Dreieckshöhe (h) ist.
5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schneidplattenhalter (12) zwischen den Schneidplatten (16), deren Hauptschneidkanten (24) miteinander fluchten, eine Ausnehmung (32) zum Abführen der von der dritten Schneidplatte (16,36) erzeugten Späne aufweist.

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