DE3915976C2 - Process for finishing the flanks of straight or helical toothed, internally or externally toothed cylindrical wheels by skiving and skiving machine for performing such a method - Google Patents

Process for finishing the flanks of straight or helical toothed, internally or externally toothed cylindrical wheels by skiving and skiving machine for performing such a method

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schlichtbearbeitung der Flan­ ken von gerad- oder schrägverzahnten, innen- oder außenverzahnten Zylinderrädern durch Wälzschälen nach Anspruch 1 bzw. 2 sowie ei­ ne Wälzmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach Anspruch 4 bzw. 5.The invention relates to a method for finishing the flan of straight or helical teeth, internal or external teeth Cylindrical wheels by skiving according to claim 1 or 2 and egg ne rolling machine for performing such a method Claim 4 or 5.

Wälzschälen ist ein kontinuierlich ablaufendes Verfahren zur spanen­ den Herstellung zylindrischer Zahnräder. Das Werkzeug ähnelt einem Wälzstoßrad; seine Drehachse ist jedoch gegenüber der Achse des Werkstückes geschwenkt angeordnet. Während der Bearbeitung füh­ ren Werkzeugzahnrad und Werkstückzahnrad eine Grunddrehung aus. Dabei stehen die Drehzahlen im umgekehrten Verhältnis der Zähnezahlen beider Elemente zueinander. Der Grunddrehung über­ lagert führt das Werkzeugzahnrad relativ zum Werkstückzahnrad eine Schraubbewegung aus. Diese Schraubbewegung besteht aus einer Verschiebung des Werkzeugzahnrades in Richtung der Werkstück­ achse und einer dieser Verschiebung proportionalen Zusatzdrehung des Werkstückzahnrades. Die Zusatzdrehung ist so bemessen, daß im Falle der Bearbeitung eines Werkstückzahnrades ohne Flankenli­ nien-Modifikation die Zusatzdrehung 2π beträgt, wenn der Axial­ schlittenweg gleich der Steigungshöhe der zu erzeugenden Verzah­ nung ist. Es gilt also
Skiving is a continuous process for machining the production of cylindrical gears. The tool resembles a gear impeller; however, its axis of rotation is pivoted relative to the axis of the workpiece. The tool gear and workpiece gear make a basic rotation during machining. The speeds are inversely related to the number of teeth of both elements. Overlying the basic rotation, the tool gear wheel performs a screwing movement relative to the workpiece gear wheel. This screwing movement consists of a displacement of the tool gear in the direction of the workpiece axis and an additional rotation of the workpiece gear proportional to this displacement. The additional rotation is dimensioned so that in the case of machining a workpiece gear without Flankenli line modification, the additional rotation is 2π when the axial slide path is equal to the pitch of the gear to be generated. So it applies

ϕz = (2π/H).z
ϕ z = (2π / H) .z

Es bedeuten
z Verschiebung des Werkzeugzahnrades in Richtung der Werkstückachse
H Steigungshöhe des Werkstückzahnrades
ϕz Zusatzdrehung des Werkstückzahnrades.Mean it
z Shift of the tool gear in the direction of the workpiece axis
H pitch of the workpiece gear
ϕ z Additional rotation of the workpiece gear.

In der Praxis besteht häufig der Wunsch, die Flanken zylindrischer Verzahnungen nicht exakt als Evolventen-Schraubenflächen auszu­ bilden, sondern Profil und Flankenlinie zu modifizieren. Die Verzah­ nung soll zum Beispiel höhen- und breitenballig ausgeführt werden. Die Beschreibung dieser Modifikationen erfolgt üblicherweise anhand von Profil- bzw. Flankenlinien-Diagrammen.In practice there is often a desire to make the flanks more cylindrical Gears not to be exactly defined as involute screw surfaces form, but to modify the profile and flank line. The gear For example, the height and width should be rounded. These modifications are usually described on the basis of of profile or flank line diagrams.

Durch Wälzschälen lassen sich Flanken-Modifikationen erzeugen. In erster Näherung gilt: Profilmodifikationen werden über eine Modifika­ tion des Werkzeugprofiles und Flankenlinien-Modifikationen über eine Modifikation der Maschinenbewegung erzeugt.Edge modifications can be created by skiving. In First approximation applies: Profile modifications are made via a modification tion of the tool profile and flank line modifications via one Modification of the machine movement generated.

Bei näherer Betrachtung erkennt man jedoch, daß die Modifikation der Maschinenbewegung auch das Werkstückprofil beeinflußt.On closer inspection, however, one can see that the modification the machine movement also affects the workpiece profile.

Dieser Einfluß führt zum Beispiel dazu, daß beim Wälzschälen brei­ tenballiger Verzahnungen verwundene Flanken entstehen. Diese Verwindung bedeutet, daß in unterschiedlichen Stirnschnitten Profile mit unterschiedlicher Profil-Winkelabweichung und auf unterschiedli­ chen Zylindern Flankenlinien mit unterschiedlichen Flankenlinien- Winkelabweichungen vorliegen.This influence leads, for example, to porridge being skived Flanks with twisted teeth are created. These Twist means that in different forehead cuts profiles  with different profile angle deviation and on differ Chen cylinders, flank lines with different flank line There are angular deviations.

Anhand der Fig. 1 sei das Zustandekommen dieser Verwindung er­ läutert.With reference to FIG. 1, he explains the formation of this twist.

Fig. 1 zeigt die Rechtsflanke eines linkschrägen Zylinderrades. Fig. 1 shows the right flank of a left-angled cylindrical gear.

Es bedeuten
b Zahnbreite
z Koordinate in Richtung der Werkstückachse, bezogen auf die Zahnbreitenmitte
Fβ Flankenlinien-Abweichung (bzw. -Modifikation)
I Vorderseite des Zylinderrades
II Rückseite des Zylinderrades.Mean it
b tooth width
z Coordinate in the direction of the workpiece axis, based on the center of the face width
F β flank line deviation (or modification)
I front of the cylindrical wheel
II back of the cylindrical wheel.

Der Begriff Vorderseite wird benötigt zur Bezeichnung der jeweiligen Flanken als Rechts- bzw. Linksflanke. Die Flankenlinien-Abweichung wird auf dem Meßzylinder, in Fig. 1 auf der Linie F1 F'1 gemessen, die Profilabweichung im Stirnschnitt in Zahnbreitenmitte, also auf der Linie P1 P'1. Abweichungen der Flanke von der zugehörigen unmodi­ fizierten Evolventen-Schraubenfläche sind senkrecht zur Zeichen­ ebene vorzustellen.The term front side is required to designate the respective flanks as right or left flanks. The flank line deviation is measured on the measuring cylinder, in FIG. 1 on the line F 1 F ' 1 , the profile deviation in the face cut in the middle of the tooth width, that is on the line P 1 P' 1 . Deviations of the flank from the associated unmodified involute screw surface are to be presented perpendicular to the plane of the drawing.

Zur Erleichterung des Verständnisses sei zunächst unterstellt, daß alle Spuren (der Berührung des Werkzeugzahnrades mit der Werk­ stückflanke) auf einer Werkstückflanke den gleichen Verlauf und alle Punkte einer Spur den gleichen Abstand von der unmodifizierten Evolventen-Schraubenfläche aufweisen, also um den gleichen Betrag über bzw. unter der Zeichenebene liegen. Bei der Beschreibung der Flankengeometrie mit Hilfe eines Rechners sind die vorstehend for­ mulierten Vereinfachungen natürlich nicht erforderlich.To facilitate understanding, it is assumed that all traces (the contact of the tool gear with the factory piece flank) on one workpiece flank the same course and all Points a track the same distance from the unmodified Have involute screw surface, i.e. by the same amount lie above or below the drawing level. When describing the  Flank geometry with the help of a computer are the above for muliple simplifications are of course not necessary.

Vorgeschrieben sei ein Verlauf der Flankenlinien-"Abweichung" ent­ sprechend der Darstellung im rechten Teil der Fig. 1. Auf dem Meßzylinder liegt der Hochpunkt der Flanke in Zahnbreitenmitte; im Fußgebiet der Verzahnung liegt er bei S1, im Kopfgebiet bei S'1. Auf jedem Zylinder zwischen Fußform- und Kopfformzylinder liegt praktisch der gleiche Verlauf der Flankenlinienabweichung vor. Lediglich der Hochpunkt ist entsprechend der z-Komponente der Spur S1 S'1 in Richtung z verschoben. Da die Länge des Fβ-Diagrammes immer gleich der Zahnbreite ist, wird auf unterschiedlichen Meßzylindern immer ein etwas anderer Bereich des vorgeschriebenen Verlaufes erfaßt. Die Kurve ist deshalb zur Beschreibung des Fβ-Verlaufes im Kopfgebiet der Verzahnung auf der Seite I und zur Beschreibung des Verlaufes im Fußgebiet der Verzahnung auf der Seite II gegenüber dem Verlauf auf dem vorgeschriebenen Meßzylinder zu verlängern. Die Profilabweichung in einem bestimmten Stirnschnitt ist der Ab­ stand des jeweils betrachteten Punktes von der unmodifizierten Evol­ venten-Schraubenfläche. Entsprechend den vorstehenden Ausfüh­ rungen erhält man zum Beispiel die Profilabweichung in Zahnbrei­ tenmitte an den Stellen P1 (Fußformkreis) bzw. P'1 (Kopfformkreis) als Abstand der durch diese Punkte verlaufenden Spuren von der unmodifizierten Evolventen-Schraubenfläche. P1 hat demnach den gleichen Abstand wie der Punkt H6 von der unmodifizierten Evolven­ ten-Schraubenfläche, nämlich den Abstand H'₆H''₆; entsprechend hat P'1 den Abstand H'₂H''₂. Führt man diese Betrachtung für weitere Punkte zwischen P1 und P'1 durch, so erkennt man: Der Verlauf der Profilabweichung Fα in Zahnbreitenmitte ist gleich dem Verlauf der Flankenlinien-Abweichung Fβ zwischen H'6 über H'1 nach H'2. A course of the flank line "deviation" is prescribed accordingly as shown in the right part of FIG. 1. On the measuring cylinder, the high point of the flank lies in the center of the tooth width; in the foot area of the toothing it is S 1 , in the head area S 1 . There is practically the same profile of the flank line deviation on each cylinder between the base and top cylinder. Only the high point is shifted in the direction z in accordance with the z component of the track S 1 S ' 1 . Since the length of the F β diagram is always equal to the tooth width, a slightly different area of the prescribed course is always recorded on different measuring cylinders. The curve should therefore be extended to describe the F β curve in the head area of the toothing on side I and to describe the course in the foot area of the toothing on side II compared to the curve on the prescribed measuring cylinder. The profile deviation in a particular face cut is the distance from the point under consideration from the unmodified evolving screw surface. According to the above, for example, the profile deviation in the middle of the teeth at the points P 1 (root shape circle) or P ' 1 (tip shape circle) is obtained as the distance of the traces running through these points from the unmodified involute screw surface. P 1 is therefore at the same distance as point H 6 from the unmodified involute screw surface, namely the distance H'₆H''₆; accordingly P ' 1 has the distance H'₂H''₂. If you carry out this observation for further points between P 1 and P ' 1 , you can see: The profile deviation F α in the middle of the tooth width is equal to the profile of the flank line deviation F β between H' 6 via H ' 1 to H' 2 .

Wendet man die vorstehend formulierten Überlegungen bezüglich der Flankenlinien-Abweichungen auf den Fußform- bzw. den Kopfformzy­ linder und bezüglich der Profilabweichungen auf die Ebenen I und II an, so erhält man folgende Ergebnisse:
If one applies the considerations formulated above with regard to the flank line deviations to the foot shape or head shape cylinders and with regard to the profile deviations to levels I and II, the following results are obtained:

Trägt man die Ergebnisse graphisch auf, so erhält man die Darstel­ lung entsprechend Fig. 2. In dieser Darstellung ist die im jeweiligen Punkt vorhandene Abweichung mit q bezeichnet, also
If one plots the results graphically, one obtains the representation according to FIG. 2. In this representation, the deviation existing in the respective point is designated by q, that is

q1 = H'₁H''₁ = 0
q 1 = H'₁H''₁ = 0

q2 = H'₂H''₂
q 2 = H'₂H''₂

q3 = H'₃H''₃
q 3 = H'₃H''₃

. . .. . .

Ferner bezeichnen
FβFf: Flankenlinien-Abweichungen auf dem Fußformzylinder
FβFa: Flankenlinien-Abweichungen auf dem Kopfform­ zylinder.Also designate
F βFf : flank line deviations on the base cylinder
F βFa : Slope line deviations on the cylinder head shape.

Abgesehen von den Punkten auf der Spur S1 S'1 liegen alle Punkte der modifizierten Flanken gegenüber einer unmodifizierten Evolven­ ten-Schraubenfläche zurück; die Größen q2 . . . q9 besitzen deshalb negatives Vorzeichen.Apart from the points on the track S 1 S ' 1 , all points of the modified flanks lie behind an unmodified Evolven ten screw surface; the sizes q 2 . . . q 9 therefore have a negative sign.

Bezeichnet man die Flankenlinien-Winkelabweichung auf dem Fuß­ formzylinder mit fH β f und die auf dem Kopfformzylinder mit fHβa, so erhält man
If one designates the flank line angle deviation on the base form cylinder with f H β f and that on the top form cylinder with f Hβa , one obtains

fHβf = q3 - q9
f Hβf = q 3 - q 9

fHβa = q5 - q7 f Hβa = q 5 - q 7

Die Schränkung der Flankenlinien ist
The slope of the flank lines is

ΔfHβ = fHβf - fHβa Δf Hβ = f Hβf - f Hβa

Aus den Profilwinkelabweichungen
From the profile angle deviations

fHαI = q5 - q3
f HαI = q 5 - q 3

in der Ebene I und
in level I and

fHαII = q7 - q9
f HαII = q 7 - q 9

in der Ebene II erhält man die Schränkung des Profiles
in level II you get the setting of the profile

ΔfHα = fHαII - fHαI.Δf Hα = f HαII - f HαI .

Es sei noch festgehalten, daß im hier betrachteten Beispiel ΔfHβ und ΔfHα positives Vorzeichen besitzen. Dies läßt sich leicht anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Größen nachvollziehen.It should be noted that in the example considered here, Δf Hβ and Δf Hα have a positive sign. This can easily be understood from the sizes shown in FIGS. 1 and 2.

Die vorstehenden Ausführungen betreffen die Rechtsflanken einer linksschrägen Verzahnung. Die Betrachtungen lassen sich leicht auf die übrigen Fälle übertragen, also auf die Linksflanken der links­ schrägen Verzahnung und auf die beiden Flanken einer rechtsschrä­ gen Verzahnung bzw. einer Geradverzahnung. Man benötigt dazu lediglich den Verlauf der Werkzeugspur auf der jeweiligen Werkstück­ flanke.The above statements concern the right flanks of a left-angled toothing. The considerations are easy to open transfer the remaining cases, i.e. to the left flanks of the left oblique toothing and on the two flanks a right-angled gearing or a straight toothing. You need to do this only the course of the tool track on the respective workpiece flank.

Die Spur läßt sich im Rahmen der Werkzeugauslegung bzw. bei der Simulation des Fertigungsprozesses berechnen. Sie verläuft auch in den übrigen Fällen, also insbesondere bei Geradverzahnung, schräg über die Werkstückfläche. Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Verlauf der Spuren für die oben angegebenen Fälle.The track can be calculated as part of the tool design or during the simulation of the manufacturing process. It also runs obliquely over the workpiece surface in the other cases, in particular in the case of straight teeth. Fig. 3 shows the basic course of the tracks for the cases specified above.

Geradverzahnung läßt sich durch Wälzschälen nur mit einem schräg­ verzahnten Werkzeug bearbeiten. Das Vorzeichen der "Steigung" der Spuren hängt dabei ab vom Vorzeichen des Werkzeug- Schrägungswinkels. Es gibt demzufolge bei geradverzahnten Werk­ stückzahnrädern die beiden skizzierten Verläufe der Spuren.Gear teeth can be skewed only with a skew Edit toothed tool. The sign of the "slope" of the Traces depend on the sign of the tool Helix angle. There is therefore a straight-toothed work gears the two outlines of the tracks.

Während bei der Rechtsflanke der linksschrägen Verzahnung die Punkte der Spur im Kopfgebiet der Werkstückverzahnung gegenüber dem Fußgebiet näher an der Ebene II liegen, liegen diese Punkte der Linksflanke der linksschrägen Verzahnung näher an der Ebene I. Bei Anwendung des vorstehend erläuterten Rechenganges findet man, daß die Schränkung der Flankenlinien und die Schränkung des Pro­ fils der Linksflanke der linksschrägen Verzahnung negatives Vorzei­ chen besitzen. Es wurde schon erwähnt, daß die entsprechenden Größen der Rechtsflanken positives Vorzeichen besitzen. Auch in den übrigen Fällen gilt: Die Schränkung von Profil- und Flankenlinien besitzt auf der Rechtsflanke entgegengesetztes Vorzeichen der Schränkung dieser Größen auf der Linksflanke.While on the right flank of the left-angled toothing the Points of the track in the head area opposite the workpiece toothing the foot area closer to level II, these points are the Left flank of the left-angled toothing closer to level I. At One finds application of the calculation process explained above, that the set of the flank lines and the set of the Pro fils the left flank of the left oblique toothing negative sign Chen own. It has already been mentioned that the corresponding  Sizes of the right flanks have a positive sign. Also in In the other cases, the following applies: The setting of profile and flank lines has opposite sign on the right flank Limitation of these sizes on the left flank.

Die Verwindung der Flanken schlichtwälzgeschälter Zylinderräder, beschreibbar über die Schränkung von Profil- und Flankenlinien, ist häufig unerwünscht.The twisting of the flanks of plain-rolled cylindrical wheels, is writable about the set of profile and flank lines often undesirable.

Aus der DE 35 33 064 A1 ist eine Wälzmaschine mit einem Bett be­ kannt, auf dem ein Axialschlitten in z-Richtung verschiebbar ist. Er trägt einen Radialschlitten, der senkrecht relativ zum Axialschlitten in x-Richtung zur Änderung des Achsabstandes verschiebbar ist. Am Radialschlitten ist ein Schälkopf um eine zur x-Richtung parallele Achse zur Änderung des Schwenkwinkels zwischen Werkzeug- und Werkstückspindelachse schwenkbar angeordnet. Der Schälkopf kann mit dem Radialschlitten in x-Richtung verschoben werden. Auf dem Maschinenbett ist eine Werkstückspindeleinheit starr befestigt. Der Schälkopf und die Werkstückspindeleinheit haben jeweils eine Spin­ del zur Aufnahme eines Werkzeugzahnrades bzw. eines Werkstück­ zahnrades. Die Werkstückspindel ist für eine Zusatzdrehung antreib­ bar. Auf dieser Maschine können die Flanken von gerad- oder schrägverzahnten, innen- oder außenverzahnten Zylinderrädern im Wälzschälverfahren bearbeitet werden. Die Maschine bearbeitet bei­ de Werkstückflanken in einem Arbeitsgang. Eine Beeinflussung der Schränkung der Flanken mit vorgeschriebener Breitenballigkeit ist so nicht möglich.From DE 35 33 064 A1 a rolling machine with a bed be knows on which an axial slide can be moved in the z direction. He carries a radial slide that is perpendicular to the axial slide in X direction for changing the center distance is displaceable. At the Radial slide is a peeling head around a parallel to the x direction Axis for changing the swivel angle between tool and Workpiece spindle axis pivotally arranged. The peeling head can can be moved in the x direction with the radial slide. On the A work spindle unit is rigidly attached to the machine bed. The The peeling head and the workpiece spindle unit each have a spin del to hold a tool gear or a workpiece gear. The workpiece spindle is driven for an additional rotation bar. The flanks of straight or helical, internally or externally toothed cylindrical wheels in Gear skiving processes are processed. The machine works on de workpiece flanks in one operation. Influencing the This is how the flanks are set with the specified width crowning not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach An­ spruch 1 bzw. 2 und die Wälzschälmaschine nach Anspruch 4 bzw. 5 so weiterzuentwickeln, daß unerwünschte Schränkungen der Flanken vermieden oder auf einen vernachlässigbar kleinen Wert gebracht werden. The invention has for its object the method according to saying 1 or 2 and the skiving machine according to claim 4 or 5 to evolve so that undesirable offsets of the flanks avoided or brought to a negligibly small value will.  

Diese Aufgabe wird beim Verfahren mit den Merkmalen des Anspru­ ches 1 bzw. 2 und bei der Wälzschälmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 4 bzw. 5 gelöst.This task is in the process with the features of the claims ches 1 or 2 and with the skiving machine with the features of claim 4 and 5 solved.

Die Bearbeitung der Flanken des Werkstückzahnrades erfolgt nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 im Einflankenprozeß, d. h. in einem Ar­ beitskreislauf werden die Linksflanken der Werkstückverzahnung er­ zeugt und in einem zweiten Arbeitskreislauf die Rechtsflanken.The machining of the flanks of the workpiece gear follows Claim 1 or claim 2 in the single-flank process, d. H. in an ar the left flanks of the workpiece gearing are witnesses and in a second working cycle the right flanks.

Beim Verfahren nach Anspruch 1 wird der Schwenkwinkel Σ zwischen der Werkzeug- und der Werkstückspindelachse sowie der Achsab­ stand a und/oder die Zusatzdrehung ϕz des Werkstückzahnrades un­ ter Berücksichtigung des quantitativen Zusammenhanges zwischen Breitenballigkeit und Stirnschnittprofil des Werkstückzahnrades au­ tomatisch so geändert, daß die zu erwartende Schränkung und Brei­ tenballigkeit innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen.In the method according to claim 1, the swivel angle Σ between the tool and the workpiece spindle axis as well as the axis spacing a and / or the additional rotation ϕ z of the workpiece gearwheel, taking into account the quantitative relationship between the crowning and the face profile of the workpiece gearwheel, is automatically changed so that the expected setting and crowning are within specified tolerances.

Beim Verfahren nach Anspruch 2 werden zur Erzeugung der Flanken­ linien-Modifikationen und zur Beeinflussung der Schränkung der Flanken während der Verschiebung zwischen dem Werkstückzahnrad und dem Werkzeugzahnrad in Richtung der Werkstückachse abhän­ gig von der Axialschlittenverschiebung die Außermittigkeit e des Werkzeugzahnrades, bezogen auf den Achskreuzungspunkt der Werkstück- und Werkzeugachse und der Achsabstand a und die Zu­ satzdrehung ϕz des Werkstückzahnrades automatisch unter Berück­ sichtigung des quantitativen Zusammenhanges zwischen Breitenbal­ ligkeit und Stirnschnittprofil des Werkstückzahnrades so geändert, daß die zu erwartende Schränkung und Breitenballigkeit sowie die am Werkstückzahnrad zu erwartenden Fußformkreise innerhalb vor­ gegebener Toleranzen liegen. In the method according to claim 2 line modifications to produce the flank modifications and to influence the setting of the flanks during the displacement between the workpiece gear and the tool gear in the direction of the workpiece axis depending on the axial slide displacement, the eccentricity e of the tool gear, based on the axis crossing point of the workpiece - And tool axis and the center distance a and the additional rotation ϕ z of the workpiece gear automatically changed taking into account the quantitative relationship between Breitenbal ligkeit and face cut profile of the workpiece gear so that the expected set and width crowning and the expected shape of the workpiece gear within the given tolerances lie.

Bei der Wälzmaschine nach Anspruch 4 wird der Schwenkwinkel Σ während der Verschiebung des Axialschlittens, also dynamisch, ge­ ändert. Dabei entsteht in Zahnbreitenmitte an den Werkstückflanken eine Profilwinkelabweichung, die bei der Werkzeugauslegung berück­ sichtigt werden muß. Gleichzeitig entsteht bei der dynamischen Än­ derung des Schwenkwinkels Σ eine geringe Breitenballigkeit. Diese wird bei der Simulation des Fertigungsprozesses automatisch be­ rücksichtigt, also beseitigt.In the rolling machine according to claim 4, the swivel angle Σ during the displacement of the axial slide, i.e. dynamically, ge changes. This results in the center of the face width on the workpiece flanks a profile angle deviation that is taken into account when designing the tool must be viewed. At the same time arises with the dynamic Än change of the swivel angle Σ a slight crown. These is automatically loaded during the simulation of the manufacturing process taken into account, i.e. eliminated.

Das Schwenken der Werkzeugachse zur Bearbeitung der Linksflan­ ken bzw. der Rechtsflanken der Werkstückverzahnung beeinflußt auch die kinematischen Freiwinkel des Werkzeuges; die wirksamen Freiwinkel werden dadurch größer als die konstruktiven. In vielen Fällen ist es sogar möglich, Werkzeuge ohne konstruktiven Freiwin­ kel einzusetzen.Swiveling the tool axis to machine the left flange ken or the right flanks of the workpiece teeth also the kinematic clearance angle of the tool; the effective Clearance angles are thus larger than the constructive ones. In many It is even possible to use tools without constructive freedom use kel.

Bei der Wälzschälmaschine nach Anspruch 5 wird über eine Ände­ rung der Außermittigkeit des Werkzeugzahnrades während der Ver­ schiebung des Axialschlittens, also über eine dynamische Änderung der Außermittigkeit e, eine Schränkung der Flanken kompensiert. Da­ zu sind relativ große Änderungen der Außermittigkeit e erforderlich. Dies führt dazu, daß in unterschiedlichen Stirnschnitten unterschied­ liche Fußformkreise am Werkstückzahnrad entstehen. Dem ist entge­ genzuwirken über eine Anpassung des Achsabstandes a während der Verschiebung, so daß der Fußformzylinder einwandfrei ausgeführt wird.In the skiving machine according to claim 5 is a change eccentricity of the tool gear during Ver shift of the axial slide, i.e. via a dynamic change the eccentricity e, an offset of the flanks compensated. There relatively large changes in eccentricity are required. This leads to the difference in different forehead cuts Liche foot form circles on the workpiece gear. That is contrary counteract by adjusting the center distance a during the Displacement so that the base cylinder runs properly becomes.

Gleichzeitig entsteht bei der dynamischen Änderung der Außermittig­ keit e eine große Flankenlinienabweichung. Diese ist zu kompensie­ ren über eine dynamische Anpassung der Zusatzdrehung ϕz des Werkstückzahnrades. At the same time, there is a large flank line deviation when the eccentricity changes dynamically. This must be compensated for by dynamically adapting the additional rotation ϕ z of the workpiece gear.

Das Werkzeugzahnrad ist so auszulegen, daß in Zahnbreitenmitte keine Profilwinkelabweichung entsteht.The tool gear is to be designed so that in the center of the tooth width there is no profile angle deviation.

Für die Ermittelung der Abhängigkeit des Schwenkwinkels Σ(z) wird der Fertigungsprozeß auf einem Rechner simuliert. Diese Simulation zur dynamischen Anpassung der Einstelldaten ist iterativ so lange zu wiederholen, bis die Werkstücktoleranzen eingehalten sind.To determine the dependence of the swivel angle Σ (z) the manufacturing process is simulated on a computer. This simulation it is iteratively too long to dynamically adjust the setting data repeat until the workpiece tolerances are met.

In den Fig. 4 und 5 ist eine zur Durchführung des beschriebenen Ver­ fahrens vorgesehene Wälzschälmaschine dargestellt. Sie hat ein Bett 1, auf dem ein Axialschlitten 2 in z-Richtung verschiebbar ist. Er trägt einen Radialschlitten 3, der relativ zum Axialschlitten 2 in x-Richtung verschiebbar ist. Am Radialschlitten 3 ist ein Schälkopf 4 um eine Achse 5 schwenkbar angeordnet, der mit dem Radialschlitten in x-Richtung verschoben werden kann. Auf dem Bett 1 ist starr eine Werkstückspindeleinheit 6 befestigt. Der Schälkopf 4 und die Werk­ stückspindeleinheit 6 haben jeweils eine Spindel 7 und 8 zur Auf­ nahme eines Werkzeugzahnrades 9 bzw. eines Werkstückzahnrades 10.In Figs. 4 and 5, a driving provided for carrying out the described Ver Wälzschälmaschine is illustrated. It has a bed 1 on which an axial slide 2 can be displaced in the z direction. It carries a radial slide 3 which is displaceable in the x direction relative to the axial slide 2 . On the radial slide 3, a peeling head 4 is pivotally arranged around an axis 5, which can be displaced with the radial slide in the x direction. A workpiece spindle unit 6 is rigidly attached to the bed 1 . The peeling head 4 and the workpiece spindle unit 6 each have a spindle 7 and 8 for receiving a tool gear 9 or a workpiece gear 10 .

Während des Bearbeitens des Werkstückzahnrades 10 führen das Werkzeugzahnrad 9 und das Werkstückzahnrad 10 in bekannter Wei­ se eine Grunddrehung aus. Sie drehen sich hierbei im umgekehrten Verhältnis ihrer jeweiligen Zähnezahl. Bei der Bearbeitung entsteht während einer Werkstückumdrehung ein schmales Band der endgül­ tigen Werkstückverzahnung. Zur Ausbildung der Verzahnung am Werkstückzahnrad 10 über die gesamte Breite ist eine Schraubbewe­ gung erforderlich. Sie kommt dadurch zustande, daß der Axialschlit­ ten 2 in z-Richtung verschoben wird und gleichzeitig das Werkstück­ zahnrad 10 eine Zusatzdrehung ausführt. Die Achsen von Werkzeug­ zahnrad 9 und Werkstückzahnrad 10 sind während der Bearbeitung in bekannter Weise unter dem Winkel Σ zueinander geschwenkt. Während der Bearbeitung wird der Schwenkwinkel Σ des Werkzeugzahnrades 9, abgestimmt auf den Achsabstand a und/oder die Zu­ satzdrehung ϕz, oder die Außermittigkeit e des Werkzeugzahnrades 9, abgestimmt auf den Achsabstand a und die Zusatzdrehung ϕz, dy­ namisch geändert.During the processing of the workpiece gear 10, the tool gear lead 9 and the workpiece gear 10 in a known Wei se from a basic rotation. They rotate in the opposite ratio of their respective number of teeth. During machining, a narrow band of the final workpiece toothing is created during one workpiece rotation. To form the toothing on the workpiece gear 10 over the entire width, a screw movement is required. It comes about by the fact that the Axialschlit th 2 is moved in the z direction and at the same time the workpiece gear 10 performs an additional rotation. The axes of the tool gear 9 and workpiece gear 10 are pivoted to one another during the machining in a known manner at the angle Σ. During machining, the swivel angle Σ of the tool gear 9 , matched to the center distance a and / or the additional rotation ϕ z , or the eccentricity e of the tool gear 9 , matched to the center distance a and the additional rotation ϕ z , is changed namically.

Claims (5)

1. Verfahren zur Schlichtbearbeitung der Flanken von gerad- oder schrägverzahnten, innen- oder außenverzahnten Zylinderrädern durch Wälzschälen, bei dem die Rechts- bzw. Linksflanken in ge­ trennten Arbeitsgängen erzeugt werden und bei dem zur Erzeu­ gung von Flankenlinien-Modifikationen, wie Breitenballigkeit, und zur Beeinflussung der Schränkung der Flanken mit einem Werk­ zeugzahnrad (9), dessen Schneidengeometrie an den Rechts- und Linksflanken an die während der Bearbeitung wirksamen Einstellgrößen auf die Profilwinkelabweichung in Zahnbreitenmit­ te hin angepaßt ist, während der Verschiebung (z) zwischen Werkstückzahnrad (10) und Werkzeugzahnrad (9) in Richtung der Werkstückachse abhängig von der Axialschlittenverschie­ bung mit einem Werkzeug, das zum Kreuzungspunkt der Achsen von Werkzug und Werkstück vorausgerichtet wird und während der Bearbeitung auch bleibt,
  • 1. der Schwenkwinkel (Σ) zwischen Werkzeug- und Werkstück­ spindelachse und
  • 2. der Achsabstand (a) und/oder die Zusatzdrehung (ϕz) des Werkstückzahnrades (10)
automatisch unter Berücksichtigung des quantitativen Zusam­ menhanges zwischen Breitenballigkeit und Stirnschnittprofil des Werkstückzahnrades (10) so geändert werden, daß die zu erwartende Schränkung und Breitenballigkeit innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen.1.Procedure for finishing the flanks of straight or helical toothed, internally or externally toothed cylindrical gears by skiving, in which the right or left flanks are generated in separate operations and in which generation of flank line modifications such as crowning, and to influence the setting of the flanks with a tool gear wheel ( 9 ), the cutting edge geometry of the right and left flanks of which is adapted to the setting variables effective during machining to the profile angle deviation in tooth width center, during the displacement (z) between workpiece gear wheel ( 10 ) and tool gear ( 9 ) in the direction of the workpiece axis depending on the axial slide displacement with a tool which is pre-aligned to the point of intersection of the axes of the tool and the workpiece and also remains during machining,
  • 1. the swivel angle (Σ) between the tool and workpiece spindle axis and
  • 2. the center distance (a) and / or the additional rotation (ϕ z ) of the workpiece gear ( 10 )
automatically taking into account the quantitative coherence between the width crown and the face profile of the workpiece gear ( 10 ) are changed so that the expected set and width crown lie within predetermined tolerances. 2. Verfahren zur Schlichtbearbeitung der Flanken von gerad- oder schrägverzahnten, innen- oder außenverzahnten Zylinderrädern durch Wälzschälen, bei dem die Rechts- bzw. Linksflanken in ge­ trennten Arbeitsgängen erzeugt werden und bei dem zur Erzeu­ gung von Flankenlinien-Modifikationen, wie Breitenballigkeit, und zur Beeinflussung der Schränkung der Flanken mit einem Werk­ zeugzahnrad (9), dessen Schneidengeometrie an den Rechts- und Linksflanken an die während der Bearbeitung wirksamen Einstellgrößen auf die Profilwinkelabweichung in Zahnbreitenmit­ te hin angepaßt ist und das bei vorgegebenem Schwenkwinkel (Σ) zwischen Werkzeug- und Werkstückspindelachse arbeitet, während der Verschiebung (z) zwischen Werkstückzahnrad (10) und Werkzeugzahnrad (9) in Richtung der Werkstückachse ab­ hängig von der Axialschlittenverschiebung
  • 1. die Außermittigkeit (e) des Werkzeugzahnrades (9), bezogen auf den Achskreuzungspunkt der Werkstück- und Werkzeug­ achse, und
  • 2. der Achsabstand (a) und
  • 3. die Zusatzdrehung (ϕz) des Werkstückzahnrades (10)
automatisch unter Berücksichtigung des quantitativen Zusam­ menhanges zwischen Breitenballigkeit und Stirnschnittprofil des Werkstückzahnrades (10) so geändert werden, daß die zu erwar­ tende Schränkung und Breitenballigkeit sowie die am Werkstück­ zahnrad (10) zu erwartenden Fußformkreise innerhalb vorgege­ bener Toleranzen liegen. 2.Procedure for finishing the flanks of straight or helical toothed, internally or externally toothed cylindrical wheels by skiving, in which the right or left flanks are generated in separate operations and in which generation of flank line modifications, such as crowning, and to influence the setting of the flanks with a tool gear wheel ( 9 ), the cutting edge geometry of the right and left flanks of which is adapted to the setting variables effective during machining to the profile angle deviation in tooth width center, and that for a given swivel angle (Σ) between tool and Workpiece spindle axis works during the displacement (z) between the workpiece gear ( 10 ) and tool gear ( 9 ) in the direction of the workpiece axis depending on the axial slide displacement
  • 1. the eccentricity (e) of the tool gear ( 9 ), based on the axis crossing point of the workpiece and tool axis, and
  • 2. the center distance (a) and
  • 3. the additional rotation (ϕ z ) of the workpiece gear ( 10 )
automatically taking into account the quantitative coherence between the crown and the face profile of the workpiece gear ( 10 ) are changed so that the expected offset and crown as well as the workpiece gear ( 10 ) to be expected root shape circles are within specified tolerances. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Bearbeitung jeweils ein Werkzeugzahnrad (9) ohne konstruktive Freiwinkel eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, wherein for machining a tool gear ( 9 ) is used without a structural clearance angle. 4. Wälzschälmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Pa­ tentanspruch 1 bzw. 3, mit einem Bett (1), mit einem Axialschlit­ ten (2), der in z-Richtung verschiebbar ist, mit einem Radial­ schlitten (3), der senkrecht relativ zur Axialschlittenbahn in x- Richtung zur Änderung des Achsabstandes (a) dynamisch ver­ schiebbar ist, mit einem Schälkopf (4), der um eine zur x- Richtung parallele Achse (5) zur Änderung des Schwenkwinkels (Σ) zwischen Werkzeug- und Werkstückspindelachse dynamisch schwenkbar angeordnet ist, der in x-Richtung verschoben wer­ den kann, und mit einer starr auf dem Bett (1) befestigten Werk­ stückspindeleinheit (6), wobei der Schälkopf (4) und die Werk­ stückspindeleinheit (6) jeweils eine Spindel (7 und 8) zur Auf­ nahme eines Werkzeugzahnrades (9) bzw. eines Werkstückzahn­ rades (10) haben und die Werkstückspindel (8) für eine dynami­ sche Zusatzdrehung (ϕz) antreibbar ist.4. generating peeling machine for performing the method according to Pa tent Claim 1 or 3, with a bed ( 1 ), with an Axialschlit th ( 2 ) which is displaceable in the z direction, with a radial slide ( 3 ) which is perpendicular to Axial slide track in the x direction for changing the center distance (a) is dynamically slidable ver, with a peeling head ( 4 ) which can be pivoted about an axis parallel to the x direction ( 5 ) to change the swivel angle (Σ) between the tool and workpiece spindle axis is arranged, which can be moved in the x direction, and with a rigidly fixed to the bed ( 1 ) work piece spindle unit ( 6 ), the peeling head ( 4 ) and the work piece spindle unit ( 6 ) each having a spindle ( 7 and 8 ) to have a tool gear ( 9 ) or a workpiece gear ( 10 ) and the workpiece spindle ( 8 ) can be driven for a dynamic additional rotation (ϕ z ). 5. Wälzschälmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Pa­ tentanspruch 2 bzw. 3, mit einem Bett (1), mit einem Axialschlit­ ten (2), der in z-Richtung verschiebbar ist, mit einem Radial­ schlitten (3), der senkrecht relativ zur Axialschlittenbahn in x- Richtung zur Änderung des Achsabstandes (a) dynamisch ver­ schiebbar ist, mit einem Schälkopf (4), der um eine zur x- Richtung parallele Achse (5) zur Änderung des Schwenkwinkels (Σ) zwischen Werkzeug- und Werkstückspindelachse schwenkbar angeordnet ist, der mit dem Radialschlitten in x-Richtung ver­ schoben werden kann, und mit einer starr auf dem Bett (1) befe­ stigten Werkstückspindeleinheit (6), wobei der Schälkopf (4) und die Werkstückspindeleinheit (6) jeweils eine Spindel (7 und 8) zur Aufnahme eines Werkzeugzahnrades (9) bzw. eines Werkstückzahnrades (10) haben und die Werkstückspindel (8) für eine dynamische Zusatzdrehung (ϕz) antreibbar ist und das Werk­ zeugzahnrad (9) in Richtung seiner Achse dynamisch verschieb­ bar ist.5. generating peeling machine for performing the method according to Pa tent Claim 2 or 3, with a bed ( 1 ), with a Axialschlit th ( 2 ) which is displaceable in the z direction, with a radial slide ( 3 ) which is perpendicular relative to Axial slide track in the x direction to change the center distance (a) is dynamically slidable ver, with a peeling head ( 4 ), which is arranged around an axis parallel to the x direction ( 5 ) for changing the swivel angle (Σ) between the tool and workpiece spindle axis is, which can be pushed with the radial slide ver in the x direction, and with a rigid on the bed ( 1 ) BEFE stigt workpiece spindle unit ( 6 ), the peeling head ( 4 ) and the workpiece spindle unit ( 6 ) each have a spindle ( 7 and 8 ) to hold a tool gear ( 9 ) or a workpiece gear ( 10 ) and the workpiece spindle ( 8 ) can be driven for a dynamic additional rotation (ϕ z ) and the tool gear ( 9 ) dynami in the direction of its axis can be moved.
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