DE3506035C2

DE3506035C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zahnrades

Info

Publication number: DE3506035C2
Application number: DE19853506035
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Berchem & Schaberg Gmbh, 4650 Gelsenkirchen
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE3506035A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades, wobei ein Zahnradrohling vorgeformt, der Zahnradrohling in eine Rohlingaufnahme einer Presse eingelegt sowie die Verzahnung an dem mittels kraftbetätigten Niederhalter und kraftbetätigten Gegenhalter festgeklemmten Zahnradrohling im Wege des Warmschneidens erzeugt wird. Ein Zahnradrohling (der einen umlaufenden Außengrat aufweist) wird im Gesenk vorgeformt. Der mit dem Außengrat versehene, festgeklemmte Zahnradrohling wird mit Hilfe einer vorlaufenden Abgratmatrize auf Fertigmaß abgegratet. Mit einer der Abgratmatrize nacheilenden Zahnprofilmatrize wird das Zahnprofil zumindest in bezug auf den Zahngrund maßgenau geschnitten. Beim Abgraten und Zahnprofilschneiden werden der Abgrat sowie der damit verbundene, verdrängte und geschnittene Zahnprofilwerkstoff vom ausweichenden Gegenhalter gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades mit einer Stirnverzahnung, wobei ein mit einem Außengrat vorgeformter Rohling vor der Fertigformung mit Hilfe einer vorlaufenden Abgratmatrize und eines vorlaufenden Lochstempels auf Fertigmaß abgegratet sowie gelocht wird, wobei der abgetrennte Grat von einem ausweichenden Gegenhalter gehalten wird. Zahnrad steht im Rahmen der Erfindung insoweit in verallgemeinertem Sinne, als auch Wellen mit angeformter Vollverzahnung oder Teilverzahnung umfaßt sind.
Ein Verfahren, welches in allgemeiner Form die oben angegebenen Verfahrensschritte offenbart, ist aus der gattungsbildenden DD-PS 1 09 811 bekannt. Das Herstellen eines Zahnrades mit Stirnverzahnung ist nicht erwähnt. Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades (Auszüge aus "Kuzne &wedgeq;no- &wedgeq;tampovo &wedgeq;noe proizvodstvo" 1975, Nr. 5, Seiten 15 bis 26) wurde zusammen mit der Lochung der Mittelbohrung ein Stauchvorgang verwirklicht, der eine Approximierung des Rohlings an die endgültige Kontur des Zahnrades zuläßt. Hierdurch wird der Materialeinsatz für den Rohling und damit der Arbeitsaufwand für die nachträglich durchzuführende mechanische Bearbeitung reduziert. Im Rahmen dieser bekannten Maßnahmen erfolgt das Abgraten, die Herstellung der endgültigen Form und die Anbringung der Verzahnung in deutlich voneinander getrennten Arbeitsgängen. Die Verzahnung kann ein- oder zweistufig im Wege des Warmschneidens erfolgen. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß an den Zahnspitzen Rißbildung auftritt. Die Rißbildung tritt insbesondere dann auf, wenn es sich um die Herstellung von Zahnrädern großer Dicke handelt. Die Ursache der Rißbildung ist wenig erforscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß störende Rißbildung an den Zahnspitzen nicht mehr auftritt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zahnprofil mit einer der Abgratmatrize nacheilenden Zahnprofilmatrize zumindest in bezug auf den Zahngrund maßgenau geschnitten wird und der verdrängte und geschnittene Zahnprofilwerkstoff vom Gegenhalter gehalten wird.
Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß sich beim Gesenkschmieden des Zahnradrohlings ein besonderer, im äußeren Randbereich weitgehend durch den Außengrat bestimmter Faserverlauf einstellt, der überraschenderweise bewirkt, daß die beschriebene Rißbildung unterdrückt wird, wenn die weitere Ausformung so erfolgt, daß der Abgrat sowie der verdrängte und geschnittene Zahnprofilwerkstoff verbunden bleiben und auf dem Gegenhalter gleichsam geführt werden. Der Außengrat soll nicht zu dünn sein. Die Beeinflussung des Werkstoffflusses und damit des Faserverlaufes durch Gratgestaltung ist an sich bekannt (J. Mech. Work. Technol. 9,9, 1984, 1, S. 37-52), hat jedoch zur Weiterentwicklung des gattungsgemäßen Verfahrens nichts beigetragen. Auch im Zahngrund tritt bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise störende Rißbildung nicht auf. Als Werkstoff eignet sich insbesondere eine Stahllegierung der Richtanalyse 0,7 bis 1,0 Gew.-% Mn, 0,7 bis 2,2 Gew.-% Cr, 0,3 bis 0,6 Gew.-% Mo, 0,5 bis 2,2 Gew.-% Ni, bei maximal 45 Gew.-% C, Rest Eisen und übliche Beimengungen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Fertigmaß im Übergangsbereich zwischen Außengrat und Zahnradrohling geschnitten. Der Zahnradrohling kann mit Hilfe des Außengrates in der Rohlingaufnahme positioniert werden. Es empfiehlt sich, das Verfahren so zu führen, daß im Bereich der Zahnflanken ein Schleifauftrag stehen bleibt. Dieser wird später abgeschnitten, und zwar mit extrem geringen Toleranzen nach Maßgabe der Abwälzbewegungen, die an den Zahnflanken der im übrigen beliebig profilierten Zähne auftreten. Zweckmäßigerweise wird mit gekühlten Werkzeugen gearbeitet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Presse, linke Hälfte und rechte Hälfte in verschiedenen Funktionsstellungen.
Die in der Figur dargestellte Presse hat zunächst den üblichen Aufbau mit Tisch 1, Stößel 2, Führung 3 für den Stößel 2 und nicht gezeichnetem, z. B. hydraulischen oder mechanischen Antrieb. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören fernerhin

die Rohlingaufnahme 4,
ein Gegenhalter 5,
ein Lochstempel 6,
ein Niederhalter 7,
eine Abgratmatrize 8,
eine Zahnprofilmatrize 9.

Der Zahnradrohling 10 wird in die Rohlingaufnahme 4 der Presse eingelegt. Mit Hilfe des kraftbetätigten Niederhalters 7 und des ebenfalls kraftbetätigten Gegenhalters 5 wird der Zahnradrohling 10 festgeklemmt. Die Verzahnung wird an dem Zahnradrohling 10 im Wege des Warmschneidens erzeugt. Die Figur macht deutlich, daß mit einem Zahnradrohling 10 gearbeitet wird, der einen umlaufenden Außengrat 11 aufweist. Er wurde im Gesenk vorgeformt. Der mit dem Außengrat 11 versehene, festgeklemmte Zahnradrohling 10 wird mit Hilfe der vorlaufenden Abgratmatrize 8 auf Fertigmaß abgegratet. Mit der der Abgramatrize 8 nacheilenden Zahnprofilmatrize 9 wird das Zahnprofil, zumindest in bezug auf den Zahngrund maßgenau, geschnitten. Beim Abgraten und beim Zahnprofilschneiden werden der Abgrat sowie der damit verbundene, verdrängte und geschnittene Zahnprofilwerkstoff von dem Gegenhalter 5 gehalten. - Die einzige Figur links zeigt den Funktionszustand beim Einlegen des Zahnradrohlings 10. In der Figur rechts ist das erfindungsgemäße Verfahren praktisch abgeschlossen. Vergleicht man den linken und den rechten Teil der Figur, so erkennt man, daß das Fertigmaß beim Abgraten im Übergangsbereich zwischen Außengrat 11 und Zahnradrohling 10 maßgenau geschnitten wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades mit einer Stirnverzahnung, wobei ein mit einem Außengrat vorgeformter Rohling vor der Fertigformung mit Hilfe einer vorlaufenden Abgratmatrize und eines vorlaufenden Lochstempels auf Fertigmaß abgegratet sowie gelocht wird, wobei der abgetrennte Grat von einem ausweichenden Gegenhalter gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnprofil mit einer der Abgratmatrize nacheilenden Zahnprofilmatrize zumindest in bezug auf den Zahngrund maßgenau geschnitten wird und der verdrängte und geschnittene Zahnprofilwerkstoff vom Gegenhalter gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigmaß im Übergangsbereich zwischen Außengrat und Zahnradrohling geschnitten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnradrohling mit Hilfe des Außengrates in der Rohlingaufnahme positioniert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zahnflanken ein Schleifauftrag stehengelassen wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge gekühlt sind.