DE3586287T2

DE3586287T2 - Zahnradschneidvorrichtung.

Info

Publication number: DE3586287T2
Application number: DE8585905029T
Authority: DE
Inventors: C Blakesley
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2005-10-01
Also published as: CA1255488A; KR930003289B1; DE3586287D1; JPS62500003U; US4575286A; JPH0811328B2; EP0202242A4; ATE77778T1; EP0202242A1; EP0202242B1; JPS63120020A; US4621954A; KR860003875A; JPH0623621A; WO1986003151A1; JPH0641065B2

Description

Die Erfindung betrifft Schneid- bzw. Fräskopfvorrichtung, die zum Einsatz bei der Zahnradbearbeitung gedacht sind. Die Schneidvorrichtungen sind dazu bestimmt, Werkzeuge vom Stangenmaterial-Typ mit einem indexierbaren Schaftabschnitt und an einem Ende befindlichen profilierten Schneidflächen aufzunehmen. Die Werkzeuge sind in an der Peripherie eines Schneidkopfs gebildeten Schlitzen in Positionen angeordnet, in denen sie aus einer Stirnseite davon herausragen. In jedem Schlitz können sich ein oder mehrere Werkzeuge befinden, und im letzteren Fall kann ein vorderes und rückwärtiges Werkzeug in bezug auf eine Schneidrichtung definiert werden.
Bei der Zahnradbearbeitung ist es oft wünschenswert, in einem Schneidkopf einer vorgegebenen Größe eine maximale Anzahl an Schneidwerkzeugen zu verwenden. Demgemäß sehen bekannte Schneidvorrichtungsanordnungen das Anordnen von mehr als einem Schneidwerkzeug in einem gemeinsamen, in einem Schneidkopf gebildeten Schlitz vor. Bei einem bekannten Aufbau befindet sich ein Paar Schneidwerkeuge aneinanderstoßend im selben Schlitz. Diese Anordnung neigt jedoch dazu, zum Verklumpen von Spänen zwischen aufeinanderfolgenden Schneidwerkzeugen zu führen, wodurch die Schneidleistung behindert wird. Bei einem zweiten bekannten Vorrichtungsaufbau (US-A-3760476) wird ein Abstandsstück zwischen aufeinanderfolgenden, in einem gemeinsamen Schlitz befindlichen Schneidwerkzeugen an den Schneidkopf punktgeschweißt. Obwohl zwischen aufeinanderfolgenden Schneidwerkzeugen genügend Zwischenraum vorgesehen ist, um das Problem der Spanverklumpung zu mildern, wird die Herstellung des Schneidkopfs beträchtlich kompliziert. Schwierigkeiten, die sich aus der richtigen Größengebung und Anordnung des Abstandsstücks ergeben, verteuern die Herstellung des Schneidkopfs und können die präzise Anordnung des Schneidwerkzeugs beeinträchtigen.
Durch die Schneidkopfvorrichtung der vorliegenden Erfindung erübrigt sich die besondere Abstandsstückanordnung des obengenannten Aufbaus nach dem Stand der Technik, während ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden, in einem gemeinsamen Schlitz befindlichen Schneidwerkzeugen erhalten bleibt. Die vorliegende Erfindung schafft einen Schneidzwischenraum durch eine einfache und billige Änderung am Schneidwerkzeug, die im wesentlichen unabhängig von den Präzisionserfordernissen einzelner Werkzeuge und der zugeordneten Schneidvorrichtung ist. Darüberhinaus können diese Schneidwerkzeuge indexiert und neu profiliert werden, ohne daß ein vorherbestimmter Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Werkzeugen gestört wird.
Die Schneidvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung umfaßt ein Paar Schneidwerkzeuge, das so ausgebildet ist, daß es aneinanderstoßend in einen gemeinsamen Schlitz paßt. Der Schaftabschnitt des am weitesten vorne befindlichen Werkzeugs des Paares umfaßt eine in einer Rückwand des Werkzeugs gebildete Ausnehmung, die sich über die Länge des Werkzeugs erstreckt. Auf jeder Seite der Werkzeugausnehmung bleibt ein schmaler Abschnitt der Werkzeugrückwand als Anliegefläche zum In-Berührung-treten mit der Vorderwand eines darauffolgenden Werkzeugs bestehen. Diese verbleibenden Rückwandabschnitte sind schmal genug, damit sie am Schneideende des Werkzeugs durch herkömmliche Profilier- oder Neuprofilierbearbeitung am Werkzeug leicht entfernt werden können. Durch Entfernen der verbleibenden schmalen Abschnitte der Werkzeugrückwand am profilierten Ende des Werkzeugs wird ein Spanzwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Schneidwerkzeugen geschaffen. Die Tiefe der Ausnehmung in der Werkzeugrückwand kann so angepaßt werden, daß der Schneidzwischenraum optimiert wird, ohne daß die Werkzeugposition in bezug auf den Schneidkopf beeinflußt wird.
Zusätzlich kann die Dicke des vorderen Werkzeugs des Werkzeugpaars in bezug auf die Schneidrichtung in einem Umfang erhöht werden, der in etwa der Tiefe der in der Werkzeugrückwand gebildeten Ausnehmung entspricht. Auf diese Art werden profilierte Schneidenden eines jeden Werkzeugs des Paares in etwa gleicher Dicke gehalten. Wichtiger ist jedoch, daß die Gesamtdicke des Werkezeugpaars so angepaßt ist, daß das Werkzeugpaar genau in den Werkzeugschlitz paßt.
Eine neue Klemmanordnung zum Befestigen von Schneidwerkzeugen in der Schneidkopfvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls geschaffen. Die Schneidwerkzeuge werden in Schlitzen aufgenommen, die im Schneidkopf gebildet sind, und sind durch Klemmblocke befestigt, die betriebsmäßig mit einem Umfangsringelement verbunden sind, das die gesamte Vorrichtung umfaßt, wie in der US-A-4060881 geoffenbart.
Gemäß der Erfindung jedoch sind die Klemmblöcke durch schnappverschlußartige Verbindungen lösbar an ringmontierten Schraubenelementen befestigt, wobei die Verbindungen durch Öffnungen gebildet werden, die etwas mehr als die Hälfte der Schraubenelemente umfassen. Diese Klemmanordnung ist auch zum Befestigen einer Reihe von Werkzeugarten in Zahnradschneidköpfen gedacht.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Erörterung deutlich, und in dieser Erörterung wird auf die beiliegenden Zeichnungen wie kurz unten beschrieben bezuggenommen:
Fig. 1 ist eine isometrische Vorderansicht in stark vergrößertem Maßstab eines Schneidwerkzeugs, das so abgeändert ist, daß es eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist eine isometrische Rückansicht im selben Maßstab desselben Werkzeugs, das in Fig. 1 gezeigt wird.
Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Schneidvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 4 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht derselben Schneidvorrichtung wie in Fig. 3 gezeigt.
Fig. 5 ist eine teilweise nur angedeutete isometrische Ansicht, die eine Gesamtansicht von in einem Schneidkopf angeordneten Schniedwerkzeugen zeigt, welche die vorliegende Erfindung verkörpern.
Fig. 6 ist eine halbierende Schnittansicht des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Klemmblocks.
Fig. 7 ist eine Draufsicht eines Paares von Schneidwerkzeugen, welche die vorliegende Erfindung verkörpern.
Fig. 8 ist eine Querschnittansicht durch einen Basisabschnitt desselben Paares von Werkzeugen wie in Fig. 7 gezeigt.
Bei Zahnradschneidvorrichtungen zum Stirnfräsen sind Schneidewerkzeuge oft in Gruppen um einen Schneidkopf angeordnet. Jede Gruppe kann getrennt aufgebaute Schneidwerkzeuge zum getrennten Schneiden der beiden Seitenwände und des Bodenabschnitts eines jeden Zahnschlitzes umfassen, der in einem Arbeitsstück zu bilden ist. Zum Beispiel kann ein innenseitiges Schneidwerkzeug zum Schneiden einer Seitenwand eines Zahnschlitzes vorgesehen sein, ein außenseitiges Schneidwerkzeug zum Schneiden der gegenüberliegenden Seitenwand desselben Zahnschlitzes kann vorgesehen sein und ein Boden-Schneidwerkzeug kann zum Bilden des Bodens des im Arbeitsstück zu bildenden Zahnschlitzes vorgesehen sein.
Bei bestimmten Zahnradbearbeitungsvorgängen wie im Dauerschneidbetrieb, bei dem ein Arbeitsstück und eine Schneidvorrichtung gemeinsam in einer zeitlichen Beziehung zueinander gedreht werden, ist es besonders wichtig, die Boden-Schneidwerkzeuge präzise zu positionieren, um die Flächen der innenseitigen und außenseitigen Schneidwerkzeuge an der Spiel- bzw. Zwischenraumseite gegen übermäßige Abnützung zu schützen. Demgemäß bietet die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine präzise Positionierung eines Boden-Schneidwerkzeugs anstoßend an eines der obengenannten Seitenschneidwerkzeuge in einem gemeinsamen Schlitz.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform eine spezielle Kombination von Boden- und seitlichen Schneidwerkzeugen umfaßt, die aneinander anstoßend im selben Schlitz angeordnet sind, beziehen sich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf jede Kombination von Werkzeugaufbauarten. Zusätzlich umfaßt die bevorzugte Ausführungsform ein spezielles Schneidwerkzeug vom Stangenmaterial-Typ, bei dem eine vordere Schneidfläche bei Neuprofilierungsarbeiten erhalten bleibt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf jede Art von Schneidwerkzeugen vom Stangenmaterial-Typ anwendbar, ob eine vordere Schneidfläche geschärft wird oder nicht.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 wird ein Boden-Schneidwerkzeug gezeigt, das in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgewandelt ist. Das Werkzeug weist im allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt auf und kann aus einem Stück Stangenmaterial gebildet sein. Das Werkzeug umfaßt einen Basisabschnitt 10 und ein profiliertes Schneidende 12. Die im allgemeinen rechteckige Form des Werkzeugs wird durch die Vorderwand 14, Rückwand 18 und Seitenflächen 30 und 32 begrenzt. Eine Schneidfläche 16 ist in der Vorderwand 14 gebildet und begrenzt mit den Flankenflächen 20 und 22 und der Deckfläche 24 das profilierte Schneidende 12 des Werkzeugs. Was für die vorliegende Erfindung von besonderer Bedeutung ist, die Ausnehmungsfläche 28 wird in der Rückwand 18 gebildet. Die Ausnehmungsfläche 28 erstreckt sich über die Länge des Werkzeugs, er bleiben aber an jeder Seite schmale Abschnitte der Rückwand 18 erhalten. Die schmalen Abschnitte der Rückwand 18 enden jedoch aufgrund der Bildung der Flankenflächen 20 und 22 in den Seitenflächen 30 bzw. 32 des Werkzeugs unterhalb des Schneidendes 12. Obwohl nicht gezeigt, ist beabsichtigt, daß das Werkzeug wohlbekannte mit Radius versehene Abschnitte zwischen der Deckfläche 24 und den Flankenflächen 20 und 22 umfaßt.
Die Schneidvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in ihrer bevorzugten Ausführungsform in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Die dargestellte Schneidvorrichtung ist auf kontinuierliche Zahnradbearbeitungen anwendbar. Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Boden-Schneidwerkzeug ist nun in den verbleibenden Figuren mit 40 bezeichnet. Das innenseitige Schneidwerkzeug 38 und außenseitige Schneidwerkzeug 42 ist auch in der Schneidvorrichtung eingeschlossen. Einander entsprechende Flächen dieser Werkzeuge sind mit den gleichen Bezugszahlen wie beim Boden-Schneidwerkzeug 40 bezeichnet.
Die dargestellte Schneidvorrichtung umfaßt ein Hauptkörperelement 34 und ein Ringelement 36, das auf das Hauptkörperelement 34 aufgeschrumpft oder anders daran befestigt wird, nachdem die werkzeugaufnehmenden Schlitze 44 und 46 (in Fig. 5 gezeigt) im Hauptkörperelement 34 gebildet sind. Das innenseitige Schneidwerkzeug 38 wird im werkzeugaufnehmenden Schlitz 44 angeordnet. Was für die vorliegende Erfindung von besonderer Wichtigkeit ist, das Boden- Schneidwerkzeug 40 und außenseitige Schneidwerkzeug 42 sind aneinander anstoßend im werkzeugaufnehmenden Schlitz 46 angeordnet. Die schmalen Rückwandflächen 18 des Boden-Schneidwerkzeugs 40 stoßen an die Vorderwand 14 des außenseitigen Schneidwerkzeugs 42 an. Die Rückwandflächen 18 enden jedoch unterhalb des Schneidendes des Boden- Schneidwerkzeugs 40. Demgemäß begrenzt die Ausnehmungsfläche 28 des Boden-Schneidwerkzeugs 40 gemeinsam mit der Schneidfläche 16 des außenseitigen Werkzeugs 42 einen Zwischenraum zwischen den aufeinanderfolgenden Werkzeugen. Die Fig. 7 und 8 stellen die aneinanderstoßende Beziehung zwischen Boden-Schneidwerkzeug 40 und außenseitigen Schneidwerkzeug 42 weiter dar.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt auch eine Klemmanordnung zum lösbaren Befestigen von Schneidwerkzeugen in werkzeugaufnehmenden Schlitzen. Bezugnehmend auf die Fig. 3, 4 und 6 wird ein Klemmbock 48 dargestellt. Klemmblock 48 ist so ausgebildet, daß er die Schneidwerkzeuge 40 und 42 in Schlitz 46 befestigt. Ein ähnlicher Klemmblock 50 ist auch zum Befestigen von Werkzeug 38 in Schlitz 44 vorgesehen. Beide Blöcke sind Schraubenelementen 51 zugeordnet, die geformte Kopfabschnitte 56, verengte Halsabschnitte 55 und Gewindeabschnitte 52 aufweisen, die in die Gewindebohrungen 60 des Ringelements 36 eingepaßt sind. Der Gewindeabschnitt 52 eines jeden Schraubenelements ist mit einem unregelmäßig geformten Außenende mit Ausnehmungen versehen, um ein Werkzeug aufzunehmen, das die Funktion hat, das Schraubenelement gegen die zugeordneten Schneidwerkzeuge hin oder von diesen weg zu drehen. Die geformten Kopfabschnitte 56 können eine geeignete Größe haben, um während des Zusammenbauens durch die Gewindebohrungen 60 hindurchgehen zu können. Jeder Block ist mit einem durchgehenden Schlitz 54 und einer teilweise eingeschlossenen Öffnung 58 zur Aufnahme des geformten Kopfabschnitts 56 versehen. Des weiteren ist die teilweise eingeschlossene Öffnung 58 so ausgebildet, daß sie etwas mehr als eine Hälfte des Umfanges des verengten Halsabschnitts 55 umfaßt.
Diese Anordnung ermöglicht eine schnappverschlußartige Befestigung eines jeden Klemmblocks 48, 50 an dem im zugeordneten Schraubenelement, sodaß der Klemmblock 48, 50 nicht aus seinem jeweiligen Schlitz herausfällt, wenn der Klemmkontakt gelöst oder er daraufhin umgedreht wird. Die teilweise eingeschlossene Öffnung 58 jedoch ermöglicht das rasche Lösen des Klemmblocks 48, 50, wenn der Klemmblock mit einer vorhergestimmten Kraft durch die Vorderseite der Vorrichtung nach oben gestoßen wird. Auf diese Art können die Klemmblöcke leicht gereinigt oder ausgewechselt werden, ohne daß Schraubenelemente aus ihren Gewindebohrungen entfernt werden.
Obwohl nicht gezeigt, kann die bevorzugte Ausführungsform auch wohlbekannte Abstandsstück-Elemente zum radialen Einstellen der Position von Schneidewerkzeugen innerhalb der ihnen zugeordneten Schlitze umfassen. Die Klemmblöcke 48, 50 können, wie oben beschrieben, leicht durch Klemmblöcke in geeigneter Größe ersetzt werden, um Abstandsstück-Elemente einer anderen Größe unterzubringen.
Nachdem die vorliegende Erfindung und eine bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben worden sind, kann festgestellt werden, daß die geoffenbarten Konzepte wie beansprucht auf einen weiten Bereich von Zahnradschneidvorrichtungen anpaßbar sind.

Claims

1. Stirnfräser-Schneidvorrichtung zum Einsatz zur Zahnradbearbeitung, umfassend:

einen scheibenförmigen Körper (34) mit Schlitzen (44, 46) zum Aufnehmen von Schneidwerkzeugen (38, 40, 42) vom Stangenmaterial-Typ in Positionen, sodaß sie aus einer Vorderseite davon herausragen;

wobei zwei der genannten Schneidwerkzeuge (40, 42) vom Stangenmaterial-Typ aneinanderstoßend im Selben Schlitz (46) angeordnet sind und allgemein auf eine Schneidrichtung ausgerichtet sind; mit einem Schneidzwischenraum dazwischen, dadurch gekennzeichnet, daß

eines der beiden Schneidwerkzeuge (40) vom Stangenmaterial-Typ eine Rückwand (18) mit einer darin gebildeten Ausnehmung (28) zum Schaffen des Schneidzwischenraums zwischen den beiden Schneidwerkzeugen (40, 42) vom Stangenmaterial-Typ während der Verwendung aufweist.

2. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, worin die genannte Rückwand zwei anstoßende Flächen (18) zum Berühren einer Vorderwand (14) des anderen (42) der genannten beiden Schneidwerkzeuge vom Stangenmaterial-Typ umfaßt.

3. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, worin die beiden genannten anstoßenden Oberflächen (18) unterhalb eines Schneidendes (12) des genannten einen Werkzeugs (40) vom Stangenmaterial-Typ enden.

4. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, worin der Schneidzwischenraum zwischen der Fläche der dem einen Werkzeug vom Stangenmaterial-Typ zugeordneten Ausnehmung (28) und einer Schneidfläche (14, 16) begrenzt wird, die dem anderen Werkzeug (42) vom Stangenmaterial-Typ zugeordnet ist.

5. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, worin das Schneidende (12) durch erste und zweite Flankenflächen (20, 22) begrenzt ist, die in den jeweiligen Seitenflächen (30, 32) des einen Werkzeugs (40) vom Stangenmaterial-Typ gebildet sind.

6. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, worin die anstoßenden Oberflächen (18) während der Bildung der Flankenflächen (20, 22) beendet bzw. räumlich begrenzt werden.

7. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 6, worin das genannte eine Werkzeug (40) vom Stangenmaterial-Typ zum Schneiden eines Boden-Abschnitts eines Zahnrad-Zahnschlitzes angeordnet ist und das genannte andere Werkzeug (42) vom Stangenmaterial-Typ zum Schneiden einer Seitenwand desselben Zahnrad-Zahnschlitzes angeordnet ist.

8. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, worin ein drittes Werkzeug (38) vom Stangenmaterial-Typ zum Schneiden der gegenüberliegenden Seitenwand des gleichen Zahnschlitzes angeordnet ist.

9. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 8, worin die genannte Vorrichtung für kontinuierliche Zahnradbearbeitungen ausgebildet ist.

10. Stirnfräser-Schneidvorrichtung zum Einsatz zur Zahnradbearbeitung, umfassend:

ein Ringelement (36), das den Umfang des scheibenförmigen Körpers (34) umfaßt und zum Befestigen der genannten Werkzeuge (38, 40, 42) vom Stangenmaterial-Typ darin dient;

einen Klemmblock (48, 50), der mit einem geformten Kopfabschnitt (56) eines Schraubenelements (51) in Eingriff ist, das sich mit dem genannten Ringelement in schraubbarer Verbindung befindet, an Ort und Stelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbock eine Öffnung (58) aufweist, die etwas mehr als eine Hälfte des Umfangs des genannten Schraubenelements (51) in schnappverschlußartiger Verbindung umfaßt.

11. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 10, worin der Klemmblock (48, 50) einen darin gebildeten Schlitz (54) zum Aufnehmen des geformten Kopfabschnitts (56) des Schraubenelements (51) umfaßt.

12. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 11, worin der geformte Kopfabschnitt (56) eine Größe hat, die das Hindurchtreten durch eine Bohrung (60) im Ringelement (36) während des Zusammenbarens ermöglichkeit, wobei die Bohrung (60) zum Schraubengewindeeingriff (52) mit dem Schraubenelement (51) dient.

13. Stirnfräser-Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, des weiteren umfassend:

eine Ringelement (36) zum Einschließen des Umfangs des scheibenförmigen Körpers (34) und zum Befestigen der Werkzeuge (38, 40, 42) vom Stangenmaterial-Typ darin;

einen Klemmblock (48, 50) mit einer Öffnung (54), die mit einem geformten Kopfabschnitt eines Schraubenelements (51) in Eingriff ist, das in schraubbarer Verbindung mit einer Bohrung (60) im Ringelement ist, an Ort und Stelle, und mit einer teilweise eingeschlossenen Öffnung (58) zum Umfassen von mehr als einer Hälfte des Umfangs des Schraubenelements (51) in schnappverschlußartiger Verbindung.