DE4231021A1 - Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken

Info

Publication number
DE4231021A1
DE4231021A1 DE19924231021 DE4231021A DE4231021A1 DE 4231021 A1 DE4231021 A1 DE 4231021A1 DE 19924231021 DE19924231021 DE 19924231021 DE 4231021 A DE4231021 A DE 4231021A DE 4231021 A1 DE4231021 A1 DE 4231021A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
gear
axis
controlled
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19924231021
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Martin Arndt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19924231021 priority Critical patent/DE4231021A1/de
Publication of DE4231021A1 publication Critical patent/DE4231021A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/006Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/002Modifying the theoretical tooth flank form, e.g. crowning
    • B23F19/007Modifying the theoretical tooth flank form, e.g. crowning using a gear-shaped tool
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/02Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding
    • B23F5/04Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding the tool being a grinding worm

Description

Es sind Verfahren und Einrichtungen zur kontinuierlichen Bearbeitung von Evolventenzahnflanken, nämlich DE-OS 27 11 282, DE-OS 23 06 780, DE 31 50 961 sowie diskontinuierliche Teilwälzverfahren nach Maag, Niles, Reinecker, Höfler, Wotan, Kraft-Withney bekannt (nach Dubbel 16/S 113-114).
Zweck der angeführten Patente und gebräuchlichen Verfahren ist die spangebende Korrektur von gehärteten Zahnflanken mittels spezieller, globoidartiger, konkaver, zylindrischer oder scheibenförmiger Schleifwerkzeuge. Das globoide Werkzeug hat entweder gleichgroße oder größere Zahnlückenweiten als das Werkrad und wird günstigstenfalls ohne Berührung in die Werkradflanken eingetaucht bis zum Achsabstand ao, um dann durch Drehwinkel-Vor-oder- Nachteilung an die Zahnflanke zugestellt zu werden und unter Linienberührung zwischen Werkrad- und Werkzeugflanke bei gekreuzten Achsen eine Bearbeitung ohne Axialwerkzeugvorschub auszuführen, während die meisten anderen im Wälzpunkt spanend korrigieren durch wälzende Berührung bei gleichzeitigem aixalem Vorschub.
Da diese spezielle Bearbeitung globoidverschraubt und nicht schraubwälzend abläuft, besteht durch die Achsenkreuzung die Möglichkeit des überläppenden Bearbeitens bzw. vergröbert ausgedrückt, des Überarbeitens. Außerdem verlaufen die Schleiflinien (Fig. 1) zahnkopfparallel bis auf das "Maag"- Verfahren (Fig. 2) mit zwei Berührungspunkten und Kreuzschliff, und wirken deshalb geräuschanfachender im Zusammenwirken mit der Gegenflanke als der "Maag"-Schliff. Es werden deshalb in einem nachgeschalteten Arbeitsgang die Zahnflanken geglättet bzw. geläppt, um die Schleifriefen mit zusätzlichem Aufwand zu beseitigen.
Zweck des erfindungsgemäßen neuen Verfahrens ist es, durch schraubwälzende Flankenbearbeitung eine exakte Flankenform zu erzeugen und durch einen variierbaren modifizierten Kreuzschliff (Fig. 3, 4, 5) geräuschbildende Zahn­ schwingungen zu verringern, und das bisher übliche Nachläppen der Zahnflanken zu erübrigen. Darüberhinaus besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, die Struktur des Kreuzschliffes entlang der Flanke zu verändern (Fig. 6, 7, 8).
Das Schliffbild auf der Flanke ist eine Funktion der Lage der erzeugenden Wälzgeraden, der Zahnhöhengleitung (Vg α) bzw. der Zahnlängsgleitung (Vg β) sowie der Resultierenden (Vg γ) der beiden Letzteren.
Die Zahnhöhengleitung (Vg α) bezogen auf eine gegebene Größe der Zahnflanken­ längsgleitung (Vg β) ist eine Funktion des Kopfgleitfaktors (Kg) und der Betriebswälzkreisumlaufkomponente (Vt1/2), sowie des Achskreuzwinkels (Σ). Da die Größe des Kopfgleitfaktors eine Funktion der Profilverschiebungs­ summenaufteilung ist, läßt sich dieser mit deren Größe bei gegebenem x₁ des zu schleifenden Werkrades und durch die Größe seiner Umfangskomponente bestimmen. Wird das Werkzeug als globoid konkav oder konvex geformtes, mehr­ zähniges oder mehrgängiges schraubwälzendes, modifiziertes, mittelschnittiges Stirnrad ausgeführt, so ist dessen differentiale konkave oder konvexe Außenform eine Funktion des wirkenden, lageabängigen, axial sehr kurzen Betreibswälzkreiszylinders, indem man diese im Grenzfall abhängig vom positiven oder negativen Profilverschiebungsfaktor ballig konkav oder kovex verformt. Im Achsschnitt des Werkzeuges hat dieses dann durch kreisfunktionelle x-Faktor­ änderungen in der Steigungstangentenebene eine konkav- oder konvex-ellipsoide Kurvenform. Diese Form ist um so geringer gekrümmt, je geringer sich der Profilverschiebungsbetrag über die Breite (Cw) des Werkzeuges als elliptische bzw. quadratische Funktion des Radius oder Werkzeugbreitenhälfte verändert. Pendelt das Werkzeug in der wälznormalen Steigungstangentenebene mit der Profilverschiebungskurve auf der Flankenlinie der geraden Planverzahnung (8) abrollend, sowie durch gleichzeitige rechnergesteuerte- und geregelte z-Koordinationsanpassung verschoben, so verlagert sich mit dem Berührungsprofil beider Planzahnflanken die spangebende elliptische Berührungs­ zone zwischen Werkzeug und Werkrad entlang der geraden Planverzahnungs­ flankenlinie und der profilverschobenen modifizierten balligen Planverzah­ nungsflanke. Dabei führt es eine resultierende Flankenbearbeitung durch hin- und zurückpendelnde Verschiebung der Schraubwälzeingriffslinie aus. Der Pendelweg auf die Werkradsteigungstangentenebene bezogen, ist als Funktion des erforderlichen Flankenlängsweges des Berührungspunktes (Osw) auszuführen. Die schraubwälzenden, wirksamen Werkzeugradien verringern sich bei negativer Profilverschiebung und konvexer Form von der achsnormalen Mitten­ ebene zu den Stirnseiten hin und vergrößern sich bei positiver Profilver­ schiebung und konkaver Werkzeugform sinngemäß. Die rechnergesteuerte wälzende Pendelung entlang der Flankenlinie als Funktion des Pendelweges
in der Steigungstangentenebene des Profilverschiebungsradius (Rp) und des Pendelwinkels (±ϕp) erübrigt eine axiale Werkzeugverschiebung zur Flankenbearbeitung. Da (Rp) eine quadratische Funktion des halben Pendel­ weges (0,5·P₁ P₂) und umgekehrt proportional der kreisfunktionalen Profilverschiebungssumme (±Σxz·mn) ist, ergeben kleine Profilverschie­ bungssummen relativ große Radien (Rp) bzw. kleine Pendelwinkel (±ϕp). Die gleichgerichtete Pendelgeschwindigkeit (±Vp) addiert sich auf die Komponente der relativen Werkzeug-Werkradflankengleitung (Vg β) und beeinflußt so die Lage der resultierenden Gleitung (Vg γ) bzw. den Gleitwinkel (γ). So ist die erzeugte Schliffbildkurve auf der Flanke bei gleichgerichteter Addition stärker gekrümmt, als durch die gegensinnige Addition erzeugte re­ sultierende Schliffbildform.
Außerdem wird durch die Profilverschiebung die Höhengleitung (Vg α) in Abhängigkeit von der Pendellage verändert, so daß über die halbe Zahnlänge links und rechts der achsnormalen Werkzeugmittenebene eine zusätzliche, weitere Krümmungsänderung bewirkt wird (Fig. 6, 7, 8).
Des weiteren bedingt die wälzende Werkzeugpendelung auf der Flankenlinie die rechnergesteuerten Verstellungen von ΔZ.
Zur Profilierung verformbarer, abrasiver Schleifwerkzeuge wird ein bekanntes, gleichgroßes und gleichverzahntes, diamantbesetztes Werkrad unter Bear­ beitungsbedingungen (schraubendes Drehzahlverhältnis) verwendet. Dabei macht das zu schärfende abrasive Werkzeug in der Steigerungstangentenebene die gleichen abrollenden Pendelbewegungen sowie die gleichen zugeordneten z-Achsabstandsverstellungen als Funktion der Profilverschiebungskreiskrümmung wie im Bearbeitungsvorgang.
Die zwecks- und erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwirklichung bzw. Anwendung des Verfahrens nach (Fig. 10) besteht im wesentlichen aus der Werkradwelle mit deren Lagerung, x-axialer Verstellführung und Antriebsmotore als kompakte Baugruppe (40), der Werkzeugwelle mit deren Lagerung, Antriebmotor, Pendel- und Schwingeinrichtung und y-z linearer Achsenführung mit jeweils eigenem Antriebmotor als kompakte Baugruppe (41), dem Vorrichtungsständer (42) der Steuer- und Regeleinrichtung nach Programm (43).
Bildbeschreibung
Fig. 1 zeigt eine Zahnflankenoberflächenstruktur mit parallelem Schliffriefenbild nach Verfahren von z. B. Nieles, Reinecker, Reishauer u. a. bearbeitet.
Fig. 2 zeigt eine kreuzbogengeschliffene Zahnflanke 1 nach "Maag-Verfahren" durch Zweipunktberührung eines Schleif­ werkzeuges mit der Zahnflankenkrümmung.
Fig. 3 zeigt gleichartige, kreuzbogige Schliffstrukturen zweiter Zahnflanken 1 (Kennzeichen voll- bzw. gestrichelte Linien) für eine Null-Verzahnung (Wälzlinie 2 innerhalb der Zahn­ flanken).
Fig. 4 zeigt analog Fig. 3 gleichartige, kreuzbogige Schliffstrukturen zweiter Zahnflanken 1 für eine V-Null-Verzahnung (Wälzlinie 2 innerhalb der Zahnflanken).
Fig. 5 zeigt nicht analog zu Fig. 3 und 4 eine ungleichartige, kreuzbogige Schliffstruktur zweier Zahnflanken 1 (Kennzeichen volle bzw. gestrichelte Linien) für eine V-Verzahnung. Lage der Wälzlinie 2 außerhalb der Zahnflanken 1.
Fig. 6, 7, 8 zeigen analog Fig. 3, 4, 5 gleichartige und ungleichartige kreuzbogige Schliffstrukturen zweier Zahnflanken 1 (Kennzeichen volle bzw. gestrichelte Linie) als Funktion der Lage der Wälzgeraden 2 und der Größe der Relativge­ schwindigkeitskomponenten Vg β und Vg α mit einer minimierten Schliffriefentiefe (dünnere Linie).
Fig. 9 zeigt den schraubwälzenden Eingriff von Werkrad 1 und Werkzeug 16 mit den simulierten planen Zahnstangen 1 und 2 in der Wälzebene. Rad 1 dreht sich um Achse 1 synchron zum Werkzeug 16, welches sich um die Achse 2 dreht. Entlang der planen Steigungslinie A-A findet der schraub­ wälzende Eingriff statt. Durch die ballige Formgebung der Zahnstange 2 bzw. der Werkzeugzähne bekommt die Zahnstange im Planschnitt gekrümmte Flanken. Die Summe der Schrä­ gungswinkel an den Schraubwälzzylindern (βsw2) des Werk­ zeuges 16 und (βsw1) des Werkrades 1 ergibt die Winkel­ summe Σ. Die Umfangskomponenten Vt1 und Vt2 addieren sich geometrisch zur Eingriffslinienkomponente Vgs:
Fig. 10 zeigt den Aufbau einer mittels Leit- und Steuerrechner 43 rechnergesteuerten Vorrichtung bestehend aus Baugruppen (40), (41), (42), (43), (33) zur Anwendung des Verfahrens. Diese besteht im wesentlichen aus den zueinander ver­ stellbaren x-Schlitten 10 (um 90% gedreht skizziert) der Baugruppe 40, y-Schlitten 27 der Baugruppe 41 normal zu 10, z-Schlitten 28 der Baugruppe 41 normal zu x und y angeordnet. Die linearen x-y-z-Koordinaten werden mittels Soll-Ist- vergleichender Wegmessung rechnergesteuert eingestellt. Diesem Zwecke dienen: Antriebsmotor 12 mittels Verstell­ schraubtrieb 11 zur x-Koordinateneinstellung, Verstell­ schraubtrieb 29 für die z-Koordinateneinstellung, und Verstellschraubtrieb 30 zur y-Koordinateneinstellung. Zur Erzeugung des eingriffkorrekten Drehwinkelverhältnisses ϕ₁ : ϕ₂ = i = konstant dient der Werkradantriebmotor 13 und der Werkzeugantriebmotor 20. Beide werden mittels bekannter inkrementaler Drehwinkelgeber rotarisch überwacht und im Soll-ist-Vergleich vom Rechner 43 Fig. 15 - ro­ tatorische Ein-Ausgänge (1-5); (1-2); (2-5); (2-6); (2-2); für ϕ₁ und ϕ₂ gesteuert. Die durch die Pendelung notwendige Δϕ-Überlagerung zur Aufrechterhaltung des Wälzver­ hältnisses i auf den Schraubwälzzylindern bei Verstellung der Pendeleinrichtung 21 bzw. des Pendelwinkels ϕp mittels Antriebsmotor 22 und Verstellschraubtrieb 23 rotatorisch gesteuert und kontrolliert mittels Drehgeber und Ein- und Ausgabemodul (6-1) und (6-9) wird durch rotatorische Ad­ dition zu ϕ₂ oder rotatorische Differenz zu ϕ₁ rechergesteuert ausgeführt. Der Achskreuzwinkel Σ wird mittels Antriebmotor 26 und Schwenkschneckenbetrieb 25 drehgeberkontrolliert über Ein- bzw. Ausgabemodul (6-5) und (6-2) gesteuert. Die bei der Pendelung ϕp erforderliche synchrone Δz-Verstellung wird mittels Verstellschraubtrieb 29 und lineare Soll-Ist-inkrementelle Wegkontrolle und Ein- und Ausgabemodul (5-4); (5-5) und (5-1) rechnergesteuert.
Fig. 11 zeigt die geometrischen Beziehungen einer schraubwälzenden Flankenbearbeitung von Zahnflanken 1 eines Werkrades 16 mittels abrasiver Zahnflanke 1 des Werkzeuges 19. Die schraubwälzende, abrasive Bearbeitung findet statt zwischen der gedachten Planzahnstange 1 und der pendelnden Planzahnstange 2. Entsprechend den gegebenen Schrägungs­ winkeln βsw1 des Werkrades und βsw2 des Werkzeuges wird durch deren Addition der Achskreuzwinkel Σ gebildet. Hierbei gilt entgegen dem Uhrzeigersinn als positive - und im Uhrzeigersinn als negative Drehung. Bei der Pendelung mit Radius Rep aus der mittligen Stellung bzw. in Osw um die Pendelwinkel +ϕP1 bzw. -ϕP2 verlagert sich Osw nach Osw1 bzw. Osw2. Es wird weiterhin Δz als Funktion des Profil­ verschiebungsradius Rp und momentanen wirkenden Pendel­ wälzwinkel ±ϕw definiert. Die Länge der Flankenlinie wird als Funktion des Profilverschiebungsradius Rp und der Pendelwälzwinkel beschrieben.
Fig. 12 zeigt schematischperspektivisch einen Zahn von Werkzeug 19 im schraubwälzhüllenden Eingriff mit Planzahnstange 1 balliger Planzahnstange 2 im Schraubwälzpunkt Osw einen Werkradzahn von Werkrad 16 berührend, bzw. abrasiv bearbeitend. Für Rp < ∞ und Σxz·mn < O pendelt Op nach P₁′ bzw. P₂′ und Osw pendelt entlang der Eingrifflinie entlang der Planzahnstange 1 und damit die Berührungslage zwischen Werkzeug- und Werkradflanke.
Fig. 13 zeigt schematisch eine stufenweise Veränderung der Profil­ verschiebung Σxz·mn als Funktion der Stufenhöhe P, dem kreisfunktionalen Zuwachs -Δxz·mn bis zur halben Werkzeug­ breite 0,5 b und rsw2-min als Funktion von rsw2max.
Fig. 14 zeigt schematisch den funktionalen Zusammengang der Ge­ schwindigkeitsvektoren Vg β und Vg α, sich geometrisch addierend zu Vg γ. Da in der Schraubwälzebene Vg α null ist, wird die Kurvenform der Schleifriefe in Richtung Kopf und Fuß durch Anwachsen von Vg α bei konstantem Vg β steiler. Dargestellt ist die Kurvenbildung als Funktion einer Null- oder V-Null-Verzahnung, also der Lage der Wälzlinie innerhalb der Flanke 1.
Fig. 15 zeigt im schematischen Aufbau den Leit- und Steuerrechner 43. Dieser besteht aus den Funktionsebenen:
  • 1. Leitebene
  • 2. Steuerebene
  • 3. E/A Ebene
  • 4. Maschinenebene
Zu 1. gehören der Leitrechner, der Programmspeicher und die Bedienkonsole
Zu 2. gehören der System-Bus (VME) je ein Steuerrechner (Signalprozessor) für jede Maschinenfunktion, zur Prozeß­ steuerung der x-y-z- bzw. xw-yw-zw Wegkoordinaten des weiteren zur Prozeßsteuerung: des ϕ₁-ϕ₂-Δϕ-Drehwinkelver­ hältnisses mit Überlagerung, des Schwenkwinkels γ gleich gleich Achskreuzwinkel Σ, des Pendelwinkels ϕp, der Profil­ überdeckung εp, der Werkzeugprofilierungsmittel Dia­ mantmusterrad, der Nullpunktjustierung beim Bearbeitungs­ anfang.
Zu 3. gehören der Ein- und Ausgabe-Bus, des weiteren die Ein- Ausgabe-module für die unter 2. genannten Funktionsprozessoren
Zu 4. gehören alle inkrementellen Weg-Drehgeber zur Über­ wachung der Prozeßsteuerung im Soll-Ist-Vergleich.
Fig. 16 zeigt eine mittels Leit- und Steuerrechner gesteuerte elek­ tromechanische Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens Durch koaxiale Anordnung zweier Schneckenräder des Schnecken­ radpaare 35 und einem spielfreien Überlagerungskegelrad­ getriebe 36, welches mittels Wechselrädergetriebe 49 angetrieben werden, die von Servomotor 37 eingeleitete Drehung beider Schneckenräder übersetzt ins Schnelle zu deren Schneckenwellen weitergeleitet, so treibt ein Schnecken­ trieb 35 die Werkradwelle 15 ins Schnelle an, und der andere die Werkzzeugantriebwelle 18 und mittels sphärischer Gelenkkupplung 42 Werkzeug 19. Letzteres ist drehbar orts­ fest im Werkzeugkopf 32 gelagert. Dieser wird mittels Pendel­ kreisbogengetriebe 40 in der Bogenführung der längsver­ schiebbaren Drehachse 39 gelagert. Servomotorschneckengetriebe 41 schwenkt Drehachse 39 in den Achskreuzwinkel ein. Servoantriebe 37 gekuppelt mit Drehgeber 38 treiben spielfrei außer den Schneckengetrieben 35 das Überlagerungs­ getriebe 36, das Pendelkreisbogengetriebe 40 und Servo­ motorschneckengetriebe 41 als Achskreuzungswinkelgetriebe an. Die Verstellschraubtriebe 11 stellen rechnergesteuert die x-y-z-(Δz) Koordinaten, und außerden den Achskreuz­ winkel Σ ein, bei gleichzeitiger relativer Gleitung in der Gleitführung 45.
Fig. 17 zeigt in schematischräumlicher Darstellung einen kreis­ funktionsabhängigen Balligzahn der Planzahnstange 2. Außerdem in Schnitt AA dessen ballige Form in der Schnittebene AA bzw. der Schraubwälzebene. Kopf- bzw. Fußkreisbögenmitten sind mit Ok und OF gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung bezieht sich auf das Werkrad 16. Die Mittelebene ist auch die Steigungsebene. Letztere bildet mit der Achse 2 des Werkzeuges 19 den Steigungswinkel am Schraubwälzzylinder βsw2. Alle Berührungslinien gehen radial von Op aus und liegen auf dem Doppelkegel mit dem Doppelkegelwinkel 2αn. Da die Pendelung in der Steigungsebene stattfindet, bei gleichzeitiger Drehung um die Achse 2, entstehen Berührungs­ geschwindigkeitsvektoren 50 unterschiedlicher Größe und Richtung entlang der Berührungslinie.
Sachwortverzeichnis
 1 Zahnflanke
 2 Wälzlinie
 3 Achse
 4 kreuzwelliges Schliffbild
 5 welliges Schliffbild
 6 kurviges Schliffbild
 7 kurvigstrukturiertes Schliffbild mit unterschiedlichen Kurvenformen und Kurvenlage
 8 gerade Planverzahnung
 9 ballige, profilverschobene Planverzahnung
10 x-axiale Verstellführung
11 Verstellschraubtrieb
12 Antriebmotor
13 Werkradantriebmotor
14 Lagerung
15 Werkradwelle
16 Werkrad
17 Reitstock mit Zentrierspitze
18 Werkzeugantriebwelle
19 Werkzeug
20 Werkzeugantriebmotor
21 Pendeleinrichtung
22 Antriebmotor
23 Verstellschraubtrieb
24 Schwenkteller mit Pendel­ kreisbogenführung 31
25 Schwenkschneckenantrieb
26 Antriebsmotor
27 y-Verstellschlitten
28 z-Verstellschlitten
29 Verstellschraubtrieb für die z-Achse
30 Verstellschraubtrieb für die y-Achse
31 Pendelkreisbogenführung
32 Werkzeugkopf
33 Berührungsprofil
34 Musterwerkrad, diamantbesetzt
35 Schneckenradpaare
36 spielfreies Überlagerungs- Schnecken-Kegelradgetriebe
37 Servoantrieb
38 Drehgeber
39 Drehachse
40 Pendelkreisbogengetriebe
41 Servomotorschneckengetriebe
42 sphärische Gelenkkupplung
43 Leit- und Steuerrechner
44 Werkzeugpendelwelle
45 Gleitlaufführung
46 z-Führung
47 Σ-Führung
48 z-Schlitten
49 Wechselradgetriebe
50 Geschwindigkeitsvektor
Baugruppe
40 x-Schlitten mit Verstell­ führung, Werkradwelle und Antriebmotor
41 y- und z-Schlitten, Werkzeuglagerung
42 Vorrichtungsständer
43 Steuer- und Regeleinrichtung nach Programm
Zeichenerklärung
ap = Pendelabstand
ao = rechnerischer Abstand
aw = Werkzeugabstand von Op
amin = minimaler Pendelachsabstand
Cp = Pendelweg längs P₁ P₂
Cw = Werkzeugbreite
P₁ = Pendelpunkt
P₂ = Pendelpunkt
P₁I = Pendelpunktprojektion von P₁
P₂I = Pendelpunktprojektion von P₂
P₁II = Pendelpunktprojektion von P₁
P₂II = Pendelpunktprojektion von P₂
P₁III = rsw4 - Endpunkt
P₁IV = Endpunkt Profilverschiebungsbogen
P₂IV = Endpunkt Profilverschiebungsbogen
P₁V = Endpunkt Wälzbogen
P₂V = Endpunkt Wälzbogen
Osw1 = Endpunkt Wälzbogen
Osw2 = Endpunkt Wälzbogen
OP = Mittelpunkt - RP
OFK = Mittelpunkt - RFK
OR = Werkradmittelpunkt
OW = Werkzeugmittelpunkt
Osw = Schraubwälzpunkt
Rp = Radius-Profilverschiebung um Osw
Rcp = Pendelradius um Osw
±p1/2 = Pendelwinkel (P₁V Osw P₂V)
αn = Eingriffnormalwinkel
βsw1 = Schrägungswinkel am Schraubwälzzylinder Rad 1
βsw2 = Schrägungswinkel am Schraubwälzzylinder Werkzeug 2
P₁V·Op·P₂V = Pendelbogen
P = Wälzzylinderhöhe
xz = Profilverschiebungsfaktor
mn = Normalmodul
z = Anzahl Wälzzylinder
Δz = z-Achsenzustellung
Vt1 = Wälzschraubgeschwindigkeit in OSW von Rad 1
Vt2 = Wälzschraubgeschwindigkeit in OSW von Werkzeug 2
Vn = gemeinsame Normalschraubgeschwindigkeit in PSW
Vg α = Zahnhöhengleitung
Vg β = Zahnlängsgleitung
Vg γ = resultierende Gleitung
±Vp = Pendelgeschwindigkeit
βsw1/2 = Schrägungswinkel
γ = Gleitwinkel (Vgβ, Vgα)
±ϕw1/2 = Werkzeugpendelwinkel (P1/2 P1/2 · Osw1/2)

Claims (6)

1. Verfahren zur vornehmlich abrasiven Bearbeitung von Stirnradevolventen­ flanken durch die spezielle Ausbildung eines Bearbeitungsstirnradschraub­ wälzgetriebes (1) und Werkzeug (2) bestehend, deren Achsenkreuzung (ΔΣ) bzw. unterschiedlicher Steigungswinkel (βsw1·βsw2) an dessen Be­ triebsschraubwälzkreise (rsw1u·rsw2) funktionsgerechte, resultierende Bearbeitungsgleitungen im Eingriff entstehen, des weiteren durch die Verwendung eines globoidförmigen, im achsnormalen Mittelschnitt als ein- oder mehr­ zähniges, schrägverzahntes, schraubwälzendes Evolventenrad ausgebildetes Werkzeug (2) und mit dem Werkrad (1) und zweier Planzahnstangen (8, 9) beidseitig im schraubwälzenden, hüllenden Eingriff und mittels deren regelbarem, dreh­ winkelgekoppeltem, rechnergesteuertem Antrieb auf eine funktionsgerechte Schraub­ wälzkreisumfangsgeschwindigkeit befördert, dadurch gekennzeichnet, daß Plan­ zahnstange (9) und damit Werkzeug (2) entlang der Planverzahnung (8) infolge kreisfunktionsabhängiger Profilverschiebung bewirkter balliger Verformung von (9) eine der Plangleitung überlagerte gleichgerichtete, abwälzende ±Pendelung ausführen, daß hierdurch das gemeinsame Berührungsplanzahnprofil (33) über die Planzahnlänge von (8) verschoben wird, daß des weiteren der Berührungsmit­ telpunkt (Osw) gleichzeitig synchron verschoben wird, daß des weiteren die Lage der Eingriffslinie ebenfalls kongruent verschoben wird, daß des weiteren erstens durch komponentenüberlagernde Pendelgeschwindigkeit bestimmte Zahnlängsgleitung (ΣVgβ) und daß zweitens durch zusätzliche von der profilverschobenen Zahnprofillänge abhängige Zahnhöhengleitung (ΣVgα) und damit durch die Größe und Richtung der Gleitresultierenden (Vgγ) die Stirnschnittrevolventen spanend geformt und gleichzeitig schwingungsdämpfende Schliffbilder auf den Flanken­ oberflächen erzeugt werden, des weiteren, daß als Funktion der Berührungsprofil­ pendelung entlang der Planzahnstange (8) rechnergesteuert, profilverschie­ bungsabhängige Achsabstandkorrekturen (Δz) parallel zur z-Achse ausgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung eine Formgebung des abrasiven Werkzeuges (2) durch schraubwälzschneidendes und hüllendes Eindringen eines diamantbesetzten Musterwerkrades (34) unter gleichen Getriebeparametern stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung ein vorgeformtes Metallwerkzeug mit CBN-Körnern beschichtet, verwendet wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Achs­ kreuzungswinkel (Σ) zur Erzielung einer maximal spanenden Berührungsellipse und damit zur Bearbeitungsleistungssteigerung durch bekannte Verzahnungs­ geometrieauswahl optimiert wird.
5. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelkopplung zwischen Werkrad (1) und Werkzeug (2) mechanisch erfolgt, daß zwei Schneckenradpaare (35) ins Schnelle übersetzt, drehwinkelverhältnisgerecht durch ein Werkrad und einem spiel­ freien Überlagerungschnecken-Kegelradgetriebe (36) mit eigenem Servoan­ trieb (37), von je einem Servomotor positiv- und negativ zur Spielauslegung angetrieben wird, daß die Drehwinkellage jedes Servomotors von einem Dreh­ geber (38) kontrolliert wird, daß der Achskreuzwinkel (Σ) durch Verschiebung des Σ-Schlittens im Zusammenwirken mit einer Schneckenwälzung auf dem Schneckenradwälzkreis erfolgt, und dadurch der Werkzeugkopf (32) um seine Drehachse (39) von der Antriebwelle (18) verdreht wird, daß der Werkzeug­ kopf (32) das drehbare Pendelkreisbogengetriebe (40) zentrisch gelagert enthält, daß die Drehung und Pendelung des Pendelkreisbogengetriebes (40) mittels Servomotorschneckengetriebe (41) erfolgt, daß der Werkzeugantrieb mittels sphärischer Gelenkkupplung (42) stattfindet, daß alle Linearbewegungen durch Wegmessung überwacht werden, daß alle Funktionen mittels programmiertem Leit- und Steuerrechner (43) nach vorgegebenen Getriebeparametern überwacht, gesteuert und geregelt werden.
6. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehwinkelgerechte Kopplung von (ϕ₁ und f₂) bzw. (13, 20 und 29) nicht mechanisch, sondern rechnergesteuert mittels Steuerrechner (43) ausgeführt wird, daß Werkrad (16) und Werkzeug (19) direkt mittels Servomotore (13 und 20) angetrieben werden, daß die Pendelung von (19) mittels Servomotor und Verstellschraubtrieb (22, 23) rechnergesteuert mit schliffstruktur­ bildender Frequenz gesteuert wird, daß Schneckentrieb und Servomotor (25 und 26) rechnergesteuert als Funktion der Schraubzylindersteigungen βsw1 und βsw2 den Achsenwinkel einstellt und flankenformabhängig variiert, daß alle 90°-verdrehten Linearachsen-Koordinaten x-y-z rechnergesteuert werden, daß alle Funktionen mittels Inkrementalgebern rotatorisch und linear rechnergesteuert geregelt werden.
DE19924231021 1992-09-16 1992-09-16 Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken Withdrawn DE4231021A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924231021 DE4231021A1 (de) 1992-09-16 1992-09-16 Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924231021 DE4231021A1 (de) 1992-09-16 1992-09-16 Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4231021A1 true DE4231021A1 (de) 1994-03-24

Family

ID=6468119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924231021 Withdrawn DE4231021A1 (de) 1992-09-16 1992-09-16 Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4231021A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4408954A1 (de) * 1994-03-16 1995-09-21 Franz Martin Arndt Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken
DE102005034882B4 (de) * 2004-07-29 2009-01-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Verzahnungsschleifmaschine
US8443704B2 (en) 2007-08-06 2013-05-21 3M Innovative Properties Company Fly-cutting system and method, and related tooling and articles
WO2013077005A1 (ja) * 2011-11-25 2013-05-30 三菱重工業株式会社 鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサ
DE102016009468A1 (de) 2016-08-03 2018-02-08 Audi Ag Honverfahren mit Kreuzschliff für Zahnräder
IT201800010689A1 (it) * 2018-11-29 2020-05-29 Samputensili Machine Tools S R L Metodo e macchina per la realizzazione della bombatura dei fianchi di una ruota dentata

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3142843C2 (de) * 1981-10-29 1985-01-03 Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken
DE3344548C2 (de) * 1983-12-09 1987-07-09 Carl Hurth Maschinen- Und Zahnradfabrik Gmbh & Co, 8000 Muenchen, De
EP0360953A2 (de) * 1988-09-28 1990-04-04 HURTH MASCHINEN UND WERKZEUGE G.m.b.H. Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3142843C2 (de) * 1981-10-29 1985-01-03 Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken
DE3344548C2 (de) * 1983-12-09 1987-07-09 Carl Hurth Maschinen- Und Zahnradfabrik Gmbh & Co, 8000 Muenchen, De
EP0360953A2 (de) * 1988-09-28 1990-04-04 HURTH MASCHINEN UND WERKZEUGE G.m.b.H. Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4408954A1 (de) * 1994-03-16 1995-09-21 Franz Martin Arndt Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken
DE102005034882B4 (de) * 2004-07-29 2009-01-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Verzahnungsschleifmaschine
US9003934B2 (en) 2007-08-06 2015-04-14 3M Innovative Properties Company Fly-cutting system and method, and related tooling and articles
US8443704B2 (en) 2007-08-06 2013-05-21 3M Innovative Properties Company Fly-cutting system and method, and related tooling and articles
US9562995B2 (en) 2007-08-06 2017-02-07 3M Innovative Properties Company Fly-cutting system and method, and related tooling articles
WO2013077005A1 (ja) * 2011-11-25 2013-05-30 三菱重工業株式会社 鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサ
US20140357167A1 (en) * 2011-11-25 2014-12-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Dressing method for drum-shaped gear-like grindstone, and disk dresser
JP2013111659A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサ
DE102016009468A1 (de) 2016-08-03 2018-02-08 Audi Ag Honverfahren mit Kreuzschliff für Zahnräder
WO2018024355A1 (de) 2016-08-03 2018-02-08 Audi Ag Honverfahren mit kreuzschliff für zahnräder
CN109562470A (zh) * 2016-08-03 2019-04-02 奥迪股份公司 对齿轮进行交叉磨削的珩磨方法
US20190168323A1 (en) * 2016-08-03 2019-06-06 Audi Ag Honing method with cross-grinding for gear wheels
CN109562470B (zh) * 2016-08-03 2021-03-23 奥迪股份公司 对齿轮进行交叉磨削的珩磨方法
IT201800010689A1 (it) * 2018-11-29 2020-05-29 Samputensili Machine Tools S R L Metodo e macchina per la realizzazione della bombatura dei fianchi di una ruota dentata
WO2020110084A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Samputensili Machine Tools S.R.L. Method and machine for realizing the lead crowning of the flanks of a gear

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0921886B1 (de) Apparat und verfahren zum präzisionsschleifen von kronenrädern
JP2899417B2 (ja) ねじ切りされたといし車、目直しする方法および加工物のといし車による研削
EP0229894B1 (de) Verfahren zum Schleifen der Verzahnung von Kegelrädern mit längsgekrümmten Zähnen sowie Werkzeug und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
KR100242828B1 (ko) 톱니 플랭크면 변경을 산출하는 방법
KR930001124B1 (ko) 다축선 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계
DE602005001420T2 (de) Verfahren zur Bearbeitung von Zahnrädern mit veränderlicher Geschwindigkeit
EP0573528B1 (de) Wälzverfahren zum Herstellen von Kegel- und Hypoidzahnrädern
US4559744A (en) Process for machining a spur gear by means of a rotating gear-like tool
US20030207650A1 (en) Method for forming a grinding worm for forming a conical face gear that meshes with a conical involute pinion
CH706396A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von modifizierten Verzahnungen.
JPH08508209A (ja) 歯車製造工程における工具送り方法
EP0631211B1 (de) Verfahren für die Feinbearbeitung von Verzahnungen
US5651721A (en) Method for the precision working of gears with an internally toothed tool, which for dressing remains in the precision working machine
JPH0398714A (ja) 歯切りによって円筒歯車のフランクを仕上げ加工する方法とこの方法を実行する装置
DE4231021A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken
EP0568849B1 (de) Verfahren zum Feinbearbeiten von balligen und/oder konischen Verzahnungen und zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Maschine
EP0693016B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kronenrades
JP6297074B2 (ja) 斜め創成法による、ワークピースのギヤの機械加工方法、工具及びギヤ製造機
DE4207511A1 (de) Verfahren zum schleifen von evolventenzaehnen mit hilfe einer innenschraubenden konvexen globoidschraubschnecke als nachformbares schleifwerkzeug
DE19829880A1 (de) CNC-gesteuerte Zahnradbearbeitungsmaschine und dafür geeignete kegelige Schleif- oder Honschnecke
EP4028215B1 (de) Verfahren zur herstellung eines rotors eines schraubenverdichters oder eines werkstücks mit schneckenförmigem profil
US2978964A (en) Method and apparatus for cutting gears
US3504565A (en) Spur gear system of crossed axes and method of manufacturing same
WO1992005004A1 (de) Verfahren zur herstellung von runden werkstücken mit stegförmigen vorsprüngen, insbesondere zur herstellung von zahnrädern
EP1325792B1 (de) Werkzeug und Verfahren zum Präzisionsschleifen eines konischen Kronrades das in ein evolventförmiges Kegelritzel eingreift

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal