DE3441188C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinbearbeiten eines Zahnrades entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 26 58 830 bekannt.

Bei der Anwendung dieses als Tauch-Querschaben bzw. als Tauch-Diagonalschaben bezeichneten Verfahrens wurden am Werkstück häufig von ihrer Sollform abweichende, vielfach auch unsaubere Zahnflanken beobach­ tet. Da solche Teile i. d. R. als Ausschuß verworfen werden müssen, haben die genannten Verfahren bisher keine nen­ nenswerte Anwendung gefunden, obwohl sie vom Ansatz her im Vergleich mit anderen Verfahren Vorzüge aufweisen.

Die Ursache für die Mängel, ist in einem schlechten Zusammenwirken von Werkzeug und Werkstück zu suchen, und zwar sowohl beim Tiefenvorschub als auch beim Tangentialvorschub.

Die bei den genannten Verfahren verwendeten Schabräder haben in Längsrichtung hohlgeschliffene Zahnflanken, so daß das Werkstück vom Werkzeug (Schabrad) etwa hyperboloi­ disch umgriffen wird. Eine derartige Hohlballigkeit wird auch beim reinen Tauchschaben verwendet.

Wäre dieser Hohlschliff nicht vorhanden, die Flanken also nicht korrigiert, dann ergäben sich beim Tauchschaben hohlballige Zähne am Werkstück W (Wert i in Fig. 3). Beim reinen Tangentialschaben ergäben sich dagegen gerade Zahn­ flanken (Fig. 1), weil sich der Achskreuzpunkt über die gesamte Breite des Werkstücks bewegt. Wenn das Werkstück beim Tagentialschaben ballige Zähne bekommen soll, dann muß das Schabrad hohlballige Zähne haben. Dabei entspricht der Wert f der Balligkeit am Werkstück dem Wert g der Hohlballigkeit am Schabrad T (Fig. 2). Beim Tauchschaben muß, um eine Balligkeit f am Werkstück zu erzielen, das Schabrad zusätzlich zum Wert g noch um einen Wert h stär­ ker hohlballig gemacht werden (Fig. 4), um die entspre­ chende Hohlballigkeit i am Werkstück auszugleichen. We­ gen des ortsfesten Achskreuzpunktes ist die Hohlballig­ keit bei einem Tauchschabrad größer als bei einem ande­ ren Schabrad.

Wird nun beim Tauch-Quer- oder beim Tauch-Diagonalschaben mit einem Werkzeug nach Fig. 4 gearbeitet, dann wird die beim Tiefenvorschub erzeugte Balligkeit beim Tangential­ vorschub unzulässig verändert. Wird andererseits mit ei­ nem Werkzeug nach Fig. 2 gearbeitet, dann können - je nach dem vorhandenen Wert g - beim Tiefenvorschub hohl­ ballige, gerade oder leicht ballige Zähne am Werkstück er­ zeugt werden. Insbesondere im erstgenannten Falle ist dann der Zahneingriff zwischen Werkzeug und Werkstück nur ungenügend, was zu den eingangs erwähnten unsauberen Zahnflanken führt.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so weiterzuentwickeln, daß die Zahn­ flanken des Werkstücks stets einwandfrei bearbeitet wer­ den und der Sollform entsprechen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch gelöst. Dabei kann mit einem vorhandenen Werkzeug gearbeitet werden oder mit einem (ggf. einem von mehreren möglichen) fest an der Maschine eingestellten Achskreuzwinkel.

Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren beschrieben. Dabei ist als Werkzeug immer ein Schabrad dargestellt, wie auch in der Beschreibung immer ein Schabrad genannt ist. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch mit anderen Werk­ zeugen ausführbar ist.

Die bereits genannten Fig. 1 bis 4 zeigen in

Fig. 1 und 2 stark vereinfacht einen Ausschnitt aus dem Werkzeug und dem Werkstück beim Querscha­ ben mit unkorrigiertem und mit korrigier­ tem Werkzeug,

Fig. 3 und 4 dieselbe Situation, ebenfalls stark verein­ facht, beim Tauchschaben.

Ein Ausführungsbeispiel ist dargestellt in den Fig. 5 bis 10. Dabei zeigen

Fig. 5 und 6 die Anordnung von Werkzeug und Werkstück in einer Seitenansicht und in der Draufsicht,

Fig. 7 und 8 stark vereinfacht einen Ausschnitt aus dem Werkzeug und dem Werkstück beim Tauch-Quer­ schaben nach der Erfindung,

Fig. 9 einige geometrische Größen beim Tauch-Diagonal­ schaben,

Fig. 10 einen Ausschnitt aus dem Werkzeug beim Tauch- Diagonalschaben.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine aus einem Werkstück W und einem Schabrad T bestehende Paarung. In diesem Bei­ spiel ist das Werkstück schrägverzahnt und das Werkzeug geradverzahnt. Es kann aber auch jede andere Kombination gewählt werden. Die Werkzeugzähne 1 sind mit Nuten 11 versehen, Werkstück und Werkzeug wälzen aufeinander ab, wobei sich die Achse 12 der Werkstückspindel 2 und die Achse 13 der Werkzeugspindel 3 im Abstand kreuzen. Die auf den Achsen beider Spindeln rechtwinkelig 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 infol­ ge der auf der Achskreuzung (Achskreuzwinkel γ ) beruhenden Längsleitung abgenommen.

Die Maschine, auf der dieses Schabverfahren durchgeführt wird, kann einen Tiefenvorschub (Pfeil 6) im Sinne einer Veränderung des Achsabstandes von Werkstück- und Werk­ zeugspindel ausführen. Außerdem ist eine Einrichtung vor­ gesehen für einen Tangentialvorschub (Pfeil 7), der in einer Ebene vor sich geht, die rechtwinkelig zur gemein­ samen Normalen liegt. Der Tangentialvorschub kann in die­ ser Ebene eine beliebige Richtung haben (Pfeile 7 a bis 7 b). Vorzuziehen ist allerdings ein Tangentialvorschub 7, der annähernd rechtwinkelig zur Achse 12 der Werkstück­ spindel 2 oder zur Achse 13 der Werkzeugspindel gerich­ tet ist oder einen Zwischenwert dazu bildet.

Normalerweise schließt der Tangentialvorschub 7 an den Tiefenvorschub 6 an. Dabei bewegt sich der Achskreuz­ punkt 5 von der Werkstückmitte zu einer Stirnseite (Punkt 8). Bei einem anschließenden Tangentialrückhub bewegt sich der Achskreuzpunkt zur anderen Stirnseite (Punkt 9), ehe er bei einem neuen Tangentialvorschub zur Werkstückmitte zurückkehrt.

Maschinen zum Zahnradschaben sind bekannt, so daß die Einrichtungen für die Schabraddrehung, für die genannten Vorschübe und zum Tragen von Werkstück und Schabrad nicht beschrieben zu werden brauchen. Es ist auch bekannt, beim Tiefenvorschub und/oder Tangentialvorschub und/oder den Rückhüben die Drehrichtung zu wechseln, so daß hierauf nicht gesondert eingegangen werden muß.

Die Zahnflanken des Schabrades T sind hohlgeschliffen (Fig. 7) und zwar um einen Wert g, der der am Werk­ stück W zu erzeugenden Balligkeit f entspricht (Fig. 8). Um zu einem zufriedenstellenden Bearbeitungsergebnis zu kommen, sollen die vom Verzahnen her am Werkstück W vor­ handenen geraden Zahnflanken beim Tiefenvorschub wei­ testgehend erhalten bleiben und die gewünschte Ballig­ keit f an den Werkstückzähnen 10 erst beim Tangential­ vorschub erzeugt werden. Um das zu erreichen, wird die gesamte Feinbearbeitung nach dem Tauch-Querschabe-Ver­ fahren durchgeführt mit einem Achskreuzwinkel γ, bei dem die am Schabrad T vorhandene Hohlballigkeit g zu einer Linienberührung zwischen den Zahnflanken des Schabrades T und denen des Werkstücks W führt. Oder anders ausge­ drückt: Die Hohlballigkeit g am Schabrad T entspricht bei dem benutzten Achskreuzwinkel γ einer Hohlballigkeit g, mit der bei einem reinen Tauchvorschub das Schabrad T das Werkstück hyperboloidisch od. dgl. derart umgreift, daß die anfangs nicht balligen Zahnflanken am Werkstück erhalten blei­ ben, also keine dem Wert i in Fig. 3 entsprechende Hohlballigkeit und keine dem Wert f in Fig. 2 entspre­ chende Balligkeit erzeugt wird, auch nicht in verringer­ tem Maße.

In der Praxis kann auch der Fall eintreten, daß mit ei­ nem an der Maschine vorgegebenen Achskreuzwinkel γ ′ gearbeitet werden muß. In diesem Falle wird nach dem Tauch-Diagonalschabe Verfahren gearbeitet. Dazu wird ein Schabrad T benutzt, dessen Hohlballigkeit g zu einer Linienberührung zwischen den Zahnflanken des Schabrades T und denen des Werkstücks W führt, die nicht balligen Zahnflanken am Werkstück W beim Tiefenvorschub also erhalten bleiben. Der Tangential­ vorschub erfolgt dann nicht rechtwinkelig zur Werkstück­ achse 12 wie beim Tauch-Querschabe-Verfahren, sondern in einer um einen Winkel ε zur Werkstückachse 12 geneigten Richtung (Fig. 9). Dabei muß die Vorschubbewegung 7 b mindestens auf einer Weglänge s erfolgen, bei der der Achskreuzpunkt am Schabrad T eine Strecke b′ durchwandert (Fig. 10), die der Breite a der gewünschten Balligkeit f am Werkstück W entspricht. In der Regel entspricht die Breite a der Balligkeit f der Breite b des Werkstücks.

Claims (1)

1. Verfahren zum Feinbearbeiten eines Zahnrades, insbeson­ dere zum Zahnradschaben, bei dem die anfangs nicht balligen Zahnflanken des Werkstücks mit einem zahnradförmigen, hohlballige Flanken aufweisenden Werkzeug ballig geformt werden, wobei die Achsen von Werkzeug und Werkstück unter einem Achs­ kreuzwinkel ( γ ) gekreuzt sind, das Werkzeug rela­ tiv zum Werkstück einen dem Tauchverfahren entspre­ chenden Tiefenvorschub, einen dem Underpass- bzw. Diagonal­ verfahren entsprechenden Tangentialvorschub in einer wählbaren Richtung und in einer zu den Achsen von Werkstück und Werkzeug parallelen Ebene sowie einen Rückhub ausführt und die Drehrichtung des Werkstücks bzw. Werkzeugs geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlballigkeit des zahnradförmigen Werkzeugs (T) und der Achskreuzwinkel ( q ) so gewählt sind, daß die anfangs nicht balligen Zahnflanken des Werkstücks (W) beim Tiefenvorschub (6) weitestgehend erhalben bleiben und die gewünschte Balligkeit (f) erst beim Tangential­ vorschub (7) erzeugt wird.