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Messerkopf zum Schneiden von Spiralkegelrädern und ähnlichen Werkstücken
Die Erfindung betrifft einen Messerkopf zum Schneiden von Spiralkegelrädern und
ähnlichen Werkstücken nach dem kontinuierlichen Teilverfahren, bei welchem die Drehgeschwindigkeiten
des rotierenden Werkstückes und des rotierenden Werkzeuges in einem bestimmten Verhältnis
zueinander stehen.
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Gemäß der Erfindung besitzt das Werkzeug eine einem Spiralkegelrad
ähnliche Form, dessen Zähne die Messer des Werkzeuges bilden. Die Schneidkanten
der Werkzeugmesser sind dabei kreisförmig um die Drehachse des Werkzeuges angeordnet.
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Das Werkzeug besitzt zweckmäßig einen Grundkörper, in welchen die
Messer eingesetzt sind. Nach dem ebenfalls Erfindungsgegenstand bildenden Verfahren
zur Herstellung des genannten Messerkopfes werden die die Messer bildenden Zähne
des Werkzeuges auf einer Spiralkegelradschneidmaschine hergestellt.
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An Hand der Zeichnung soll der erfindungsgemäße Messerkopf beispielsweise
näher erläutert werden; es zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch ein erstes Beispiel,
Fig. a einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. i, Fig. 3 einen Axialschnitt durch
ein zweites Beispiel, Fig. q. einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig.5
einen Axialschnitt durch ein drittes Beispiel, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie
VI-VI in Fig.5, ,
Fig. 7 einen Schnitt analog zu Fig. 6 durch ein
viertes Beispiel, Fig.8 einen Messerkopf mit gruppenweise angeordneten Messern bei
der Herstellung eines Spiralkegelrades, Fig. 9 in größerem Maßstab einen Axialschnitt
durch den Messerkopf nach Fig. 8, Fig. io einen weiteren Messerkopf mit gruppenweise
angeordneten Messern bei der Herstellung eines Spiralkegelrades und Fig. i i in
größerem Maßstab einen Axialschnitt durch den in Fig. io gezeigten Messerkopf.
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Das in den Fig. i und 2 dargestellte Werkzeug besitzt einen Grundkörper
2, der mit den Messern i ein Stück bildet, welch letztere auf einer Spiralkegelradschneidmaschine
hergestellt wurden. Das Werkzeug besitzt eine einem Spiralkegelrad ähnliche Form,
dessen Zähne die Messer i des Werkzeuges bilden, die am Umfang des scheibenförmigen
Grundkörpers 2 angeordnet sind. Der Grundkörper ist zur Befestigung am rotierenden
Werkzeugträger einer Zahnradbearbeitungsmascbine ausgebildet, die zum Schneiden
von Spiralkegelrädern nach dem kontinuierlichen Teilverfahren ausgebildet ist, bei
welchem die Drehgeschwindigkeiten des rotierenden Werkstückes und des rotierenden
Werkzeuges in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.
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Wie aus Fig.2 hervorgeht, liegen die Schneidkanten 3 der Messer i
kreisförmig um die Drehachse des Werkzeuges; und zwar auf der der genannten Drehachse
zugekehrten Seite der Werkzeugmesser i. Beim Beispiel gemäß den Fig. 3 und 4 sind
die Werkzeugmesser i mit Hartmetallplättchen 4 bestückt; im übrigen entspricht die
Ausbildung dieses Werkzeuges derjenigen des vorangehend beschriebenen Beispiels.
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Gemäß den Fig. 5 und 6 ist der Messerkopf aus zwei ineinanderliegenden,
ringförmigen Teilen 5 und 6 gebildet, die spiralkegelradähnliche Form aufweisen
und mit ihren Messern 7, 8 aus einem Stück z. B. auf einer Spiralkegelradschneidmaschine
hergestellt sind. Die Schneidkanten der beiden :X-Iesserkränze, die kreisförmig
um die Drehachse des Werkzeuges angeordnet sind, liegen auf der dieser Drehachse
zugekehrten Seite der entsprechenden Messer. Dabei- ist zu bemerken, daß die Messer
8 des inneren Ringteiles 6 als Vorschneidmesser ausgebildet sind und zur Ausführung
des Schruppschnittes vor den Messern 7 des Ringteiles 5 mit dem Werkstück in Eingriff
kommen.
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Ein viertes Beispiel eines Messerkopfes ist in Fig.7 dargestellt.
Sein Grundkörper 9 trägt an seinem Umfang gruppenweise angeordnete Messer i o, i
i und 12.
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Jedes Messer ist hartmetallbestückt, und die Schneidkanten sind kreisförmig
um die Drehachse des Werkzeuges angeordnet, und zwar auf der dieser Drehachse zugekehrten
Messerseite. Dabei sind io die Vorschneidmesser, i i die Innenschneidmesser und
12 die Außenschneidmesser des Messerkopfes. Demzufolge dienen die Messer io zur
Erzeugung des Schruppschnittes an beiden Zahnflanken einer Zahnlücke, die Messer
i i zum Schneiden der konvexen Zahnflanken und die Messer 12 zum Schneiden der konkaven
Zahnflanken. Die Messer io; i i und 12 können mit dem Grundkörper 9 ein Stück bilden
und z. B. auf einer Spiralkegelradschneidmaschine hergestellt sein, oder sie können,
einzeln oder in entsprechende Gruppen zusammengefaßt, am Grundkörper 9 befestigt
sein.
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In den Fig.8 und 9 ist ein Messerkopf mit gruppenweise angeordneten
Messern 13, 14 dargestellt, wobei in Fig.8 der Arbeitsvorgang beim Schneiden eines
Spralkegelrades und in Fig. 9 die Art der Messerbefestigung am Grundkörper 15 ersichtlich
ist. Das als Planrad dargestellte zu bearbeitende Werkstück ist mit 16 und dessen
Zähne sind mit 17 bezeichnet. Die Pfeile a. und b in Fig. 8 zeigen beispielsweise
die Rotationsrichtungen von Werkstück und Werkzeug an. Die Innen- und Außenschneidmesser
13 bzw. 14 liegen auf einer Unterlage 18 in Ausnehmungen i9 des Grundkörpers 15,
und zwar mit ihren Schneidkanten auf der der Werkzeugdrehachse abgekehrten Messerseite.
Die Messer liegen mit ihren äußeren Stirnseiten gegen einen einstellbaren Anschlag
2o an und werden in ihrer Lage durch Spannschrauben 21 festgehalten.
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Die Wirkungsweise dieses Werkzeuges ist folgende: Vor Beginn des Schneidvorganges
werden die Rotationsgeschwindigkeiten sowie die Relativlagen von Werkzeug und Werkstück
eingestellt. Beim Rotieren von Werkzeug und Werkstück in dem durch die Pfeile a
und h angegebenen Drehsinn gelangen die beiden eine Gruppe bildenden Messer 13 und
14 aufeinanderfolgend mit den entsprechenden Flanken eines Zahnes 17 in Eingriff,
worauf die nächste Messergruppe 13, 14 zur Bearbeitung eines nächsten Zahnes in
Eingriff kommt.
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Das in bekannter Weise zusätzlich zu seiner Rotationsbewegung um eine
zu seiner Drehachse exzentrisch liegende Achse (identisch mit der Achse des sogenannten
ideellen Planrades) bewegbare Werkzeug ist in bezug auf diese Achse derart eingestellt,
daß die Außenschneidmesser 14 vor den Innenschneidmessern 13 zum Eingriff kommen.
Die Messerzahl des Werkzeuges ist derart gewählt, daß die Zähnezahl des Planrades
keine gemeinsamen Faktoren außer i mit der :vIesserzahl des Werkzeuges besitzt.
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Als weiteres Beispiel zeigen die Fig. io und i i einen Messerkopf,
dessen Grundkörper 22 in gleicher Weise wie beim vorangehend beschriebenen Beispiel
gruppenweise angeordnete Messer 23, 24. und 25 trägt. Die Messer liegen auf Unterlagen
26 in Ausnehmungen 27 des Grundkörpers 22 und sind zwischen einem einstellbaren
Anschlag 28 und einer Spannschraube 29 festgeklemmt. Wie in der Zeichnung ersichtlich,
sind die Schneidkanten aller Messer kreisförmig um die Drehachse des Werkzeuges
angeordnet und liegen auf der dieser Drehachse zugekehrten Messerseite. Mit 23 ist
der Vorschneiden mit 24 der Innenschneider und mit 25 der Außenschneider bezeichnet.
Der
beschriebene Messerkopf arbeitet wie folgt: Das analog dem vorangehend beschriebenen
Beispiel zusätzlich zu seiner Rotation um die zur Drehachse exzentrisch liegende
Achse bewegbare Werkzeug wird vor Beginn des Schneidvorganges derart eingestellt,
daß beim Rotieren von Werkzeug und Werkstück in dem durch die Pfeile c und d (Fig.
io) angedeuteten Drehsinn vorerst nur die Vorschneidmesser 23 zur Wirkung kommen.
Das Vorbearbeiten der beiden Zahnflanken einer Zahnlücke des herzustellenden Spiralkegelrades
erfolgt dabei gleichzeitig durch die beiden Schneidkanten der Messer 23. Da die
Messergruppenzahl derart gewählt ist, daß die Zähnezahl des in Fig. 1o mit
30 bezeichneten Planrades keine gemeinsamen Faktoren außer i mit der Messergruppenzahl
besitzt, wird in der Folge jede Zahnlücke des herzustellenden Rades vorbearbeitet.
Nach beendetem Schruppschnitt durch die Messer 23 jeder Messergruppe kommen zufolge
der genannten Bewegung des Werkzeuges um die zur Werkzeugdrehachse exzentrische
Achse nacheinander die Innenschneidmesser 24 und die Außenschneidmesser 25 mit den
entsprechenden konvexen bzw. konkaven Zahnflanken aller Zähne des herzustellenden
Rades in Eingriff, wodurch das letztere fertigbearbeitet wird.
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Wie aus dem Vorangehenden ersichtlich, können die Schneidkanten der
Werkzeugmesser in identische Gruppen zusammengefaßt sein, wobei die Schneidkanten
der Messer einer jeden Gruppe ungleichen Abstand von der Drehachse des Werkzeuges
aufweisen können, wie dies bei den Beispielen gemäß den Fig. 7 bis i i der Fall
ist.
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Die beschriebene Ausbildung des Messerkopfes ermöglicht ein rasches
und genaues Bearbeiten der Zahnflanken des herzustellenden Spiralkegelrades und
erlaubt relativ große Drehgeschwindigkeiten von Werkzeug und Werkstück.