WO2004002666A1 - Method for the shaving of gearwheels and device for carrying out said method - Google Patents

Method for the shaving of gearwheels and device for carrying out said method Download PDF

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WO2004002666A1
WO2004002666A1 PCT/EP2003/006284 EP0306284W WO2004002666A1 WO 2004002666 A1 WO2004002666 A1 WO 2004002666A1 EP 0306284 W EP0306284 W EP 0306284W WO 2004002666 A1 WO2004002666 A1 WO 2004002666A1
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WO
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tooth
scraping
work wheel
particular according
scraping tool
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PCT/EP2003/006284
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French (fr)
Inventor
Erich Prock
Original Assignee
Wera Werk Hermann Werner Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F17/00—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups
    • B23F17/003—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups for dry cutting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a method for scraping gearwheels, in which the flanks of the teeth of an unhardened toothed work wheel are machined with a rotary-driven scraping tool, the axes of the work wheel and the scraping tool being at an axis cross angle to one another, so that at least one chip edge of the scraping tool coexists The pressure and feed roll along the gear wheel flank.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method.
  • the shaving wheel rolls under flank pressure with the work wheel like a helical-roller gear with crossed axes.
  • this is a gearwheel with high toothing accuracy, in the tooth flanks of which several cutting grooves extending from the tooth head to the tooth base are incorporated alongside one another over the entire width.
  • the shaving wheels have to be adapted to the dimensions and toothing data of the work wheel from case to case.
  • the exact desired topography of the gearwheel is determined by complex tests and repetition of the work steps such as trial scraping, hardening, correction of scrapers, trial scraping, hardening, etc. until the desired toothing is achieved after hardening. This is technically complex and therefore expensive.
  • the shaving wheels are made of HSS and do not allow a coating technique.
  • the invention has for its object to provide a method for scraping gears and an apparatus for performing the method. fen, whereby gears can be scraped inexpensively while maintaining an exact topography of the tooth flanks.
  • the method according to the invention makes it possible to carry out the scraping machining of the gear wheel tooth flanks by means of at least one single tooth.
  • the chip edge of the single tooth moves on a cycloid so that each tooth flank can be swept by the chip edge of the single tooth by rolling. Due to the scraping with pressure and feed along the gear wheel tooth flank, there is a reversal of rotation of the gear wheel and single tooth, so that first the one tooth flank and then the opposite tooth flank can be machined. Due to the reduction of the teeth of a gear wheel known per se to a single tooth, the topography of the gear wheel flank on the work wheel can be generated by programmable and thus correctable machine axes. The result is exact tooth flank machining on the work wheel.
  • the at least one chip edge of the single tooth can be ground using optimal cutting geometry.
  • the gear kinematics are the same as for the scraper wheel according to the prior art. This means that the scraping tool and work wheel axes intersect and form the axis cross angle. This results in a relative speed of the chip edge in the direction of the flank line, and a chip is formed due to the penetration of the chip edge and the gear wheel tooth flank.
  • the amount of the pressure is set by a torque control.
  • the removal of chips over the entire width of the work wheel is achieved by the fact that the scraping tool (single tooth) and the work wheel are clamped together radially with little force and simultaneously roll on one another.
  • the scraping tool and the work wheel are driven and electronically coupled.
  • the radial clamping force can be superimposed by an interpolation of the X and Z axes, which means that each tooth flank can be generated individually with a calculable topography.
  • This means that the flank shape of the gear wheel tooth flanks is influenced by a variation in the torques.
  • the speed of the at least one single tooth made of hard metal is greater than 200 rpm.
  • the method according to the invention is characterized by dry machining of the work wheel by the at least one individual tooth. Wet cooling is therefore not necessary.
  • the device for scraping gearwheels is characterized in that the at least one chip edge is formed by at least one individual tooth.
  • the scraping tool can accordingly be designed in the manner of a knife head.
  • This is equipped with at least one single tooth, which in particular is interchangeably assigned to a scraping tooth carrier.
  • the single tooth can be exchanged for a new one.
  • the relevant work steps can be carried out at short notice, so that only short downtimes of the corresponding device or machine tool occur.
  • the at least one individual tooth consists of hard metal and forms two chip edges that are essentially opposite one another. Long service lives with the associated realization of high cutting performance are therefore guaranteed.
  • the at least one individual tooth can be coated. There are therefore all the possibilities of coating technology combined with optimum cutting performance. With regard to optimal machining, the negative rake angle proves to be favorable.
  • the at least one single tooth can be formed by an involute ground insert, in particular made of hard metal.
  • a cycloidally ground insert could also be possible instead of the involute ground insert.
  • the geometry is not set by grinding the tool, but essentially by setting the machine parameters. This with the advantage of a significantly increased cutting speed and the possibility of dry processing during the scraping process.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a view of a device designed according to the invention
  • Fig. 2 in a single view with a toothed work wheel
  • FIG. 3 shows a detail of FIG. 2 in the area of the machining point
  • FIG. 4 is a foldable view of FIG. 3,
  • Fig. 5 shows the section along the line V - V in Fig. 3 and
  • Fig. 6 in individual representation a single tooth designed as an indexable insert, which forms the involute ground chip edges at its opposite ends.
  • the device which is designed in the form of a gear scraping machine and is designated by the numeral 1, has a machine frame 2. This is the carrier of two longitudinal guides 3 arranged parallel to one another, on which a work wheel slide 4 can be displaced in an X axis.
  • the work wheel slide 4 is designed as a cross slide and is provided with transverse guides 5, on which a slide 6 can be displaced in the direction of the Z axis.
  • the carriage 6 is incorporated with a drive, not shown, by means of which a chuck 7 can be driven. The latter is used to hold an unhardened toothed work wheel 8.
  • the rotary drive (not shown) is reversible, which is illustrated by the letter C.
  • a scraping tool 9 extends at the level of the work wheel 8.
  • the scraping tool 9 is assigned to a drive block 10 which contains a drive motor (not illustrated in any more detail).
  • the letter A and the associated direction of the arrow illustrate that the scraping tool 9 can rotate both in one and in the other direction of rotation.
  • the speed is greater than 200 RpM.
  • FIG. 2 illustrates that the axis 11 of the scraping tool 9 and the axis 12 of the work wheel 8 are at an axis cross angle ⁇ to each other.
  • the crossing point lies according to FIG. 2 in the transverse center plane of the work wheel 8.
  • the axes 11, 12 are arranged parallel to one another in space.
  • the scraping tool 9 contains a scraping tooth carrier 13 with an insertion opening 14 for a single tooth 15.
  • the latter is interchangeably seated in the insertion opening 14 and, as indicated in FIG. 5, is tied in position by means of a clamping screw 16. If necessary, however, the scraper tooth eng 13 take up several individual teeth in a corresponding circumferential distribution.
  • the single tooth 2 forms essentially opposite chip edges 17, 18. Each chip edge follows the course of an involute. As illustrated particularly in FIG. 3, the chip edges 17, 18 are assigned negative rake or clearance angles ⁇ .
  • the tooth shape of the single tooth 15 corresponds to the tooth shape of the toothed work wheel 8.
  • the single tooth 15 is made of hard metal. This results in a particularly high cutting performance and tool life. This single-tooth tool can then be ground using the optimum cutting geometry while observing the corresponding clearance and cutting angle. There is also the possibility of making the single tooth coatable. With the appropriate coating technology, the cutting performance and tool life can be further optimized.
  • the scraping tool 9 rolls depending on the direction of rotation of the drives with pressure and feed in the direction of arrow z along the relevant work wheel tooth flank 19.
  • gear ratios with respect to the speeds that the chip edge 17 or 18 moves on a roll curve, in particular in the form of an open hypocycloid. This ensures that each tooth flank 19 is swept during the scraping process.
  • the direction of rotation is reversed or the torque is reversed, so that the opposite tooth flanks are then subject to their scraping.
  • the amount of pressure during the scraping process between the chip edge 17 or 18 in question and the tooth flank 19 can be adjusted by torque control of the drives for the work wheel 8 and scraping tool 9. a variation of the torques can be influenced.
  • the scraping process can be carried out by dry machining.
  • the unprocessed work wheels 8 are brought in by means of the conveyor track 21.
  • the transport track 22 takes care of the removal of the finished work wheels 8.
  • a modified single tooth 20 is illustrated in FIG. It is formed by an involute ground insert made of hard metal.
  • the insert 20 forms the chip edges 17, 18 at both ends. If one of the chip edges 17, 18 no longer has their full effect, the opposite tooth forming the two chip edges 17, 18 can take effect by turning the indexable insert 20 by 180 °.

Abstract

The invention relates to a method for the shaving of gearwheels, whereby the flanks of the teeth on an unhardened toothed blank gear (9) are machined with a rotating shaving tool (9), whereby the axes (11,12) of the blank gear (8) and the shaving tool (9) form an axis crossing angle to each other such that at least one cutting edge (17,18) of the shaving tool (9) advances with pressure and by rolling along the blank gear tooth flank. According to the invention, an economical shaving of toothed wheels whilst maintaining a precise topography for the teeth flanks may be achieved, whereby the at least one cutting edge (17,18,) formed by at least one individual tooth (15, 20) is moved on a roulette.

Description

Verfahren zum Schaben von Zahnrädern und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensMethod for scraping gears and device for carrying out the method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schaben von Zahnrädern, bei dem die Flanken der Zähne eines ungehärteten verzahnten Werkrades mit einem drehangetriebenen Schabwerkzeug bearbeitet werden, wobei die Achsen des Werkrades und des Schabwerkzeuges in einem Achskreuzwinkel zueinander stehen, so dass sich mindestens eine Spankante des Schabwerkzeuges mit Andruck und Vorschub entlang der Werkrad-Zahnflanke abwälzt. Ferner bezieht sich die Er- findung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for scraping gearwheels, in which the flanks of the teeth of an unhardened toothed work wheel are machined with a rotary-driven scraping tool, the axes of the work wheel and the scraping tool being at an axis cross angle to one another, so that at least one chip edge of the scraping tool coexists The pressure and feed roll along the gear wheel flank. The invention further relates to a device for carrying out the method.
Es ist bekannt, dass beim Schaben von Zahnrädern, welches nur an ungehärteten Werkstücken vorgenommen werden kann, das Schabrad unter Flankendruck mit dem Werkrad wie ein Schraubwälzgetriebe mit gekreuzten Achsen wälzt. Bezüglich des Schabwerkzeuges handelt es sich dabei um ein Zahnrad mit hoher Verzahnungsgenauigkeit, in dessen Zahnflanken über die gesamte Breite nebeneinander mehrere, vom Zahnkopf zum Zahnfuß verlaufende Schneidnuten eingearbeitet sind. Um günstige Arbeitsbedingungen zu erzielen, müssen die Schabräder von Fall zu Fall den Abmessungen und Verzahnungs- daten des Werkrades angepasst werden. Die Ermittlung der exakten gewünschten Topographie des Zahnrades erfolgt in der Praxis durch aufwändige Versuche und Wiederholen der Arbeitsschritte wie Probeschaben, Härten, Korrektur- Schabradschleifen, Probeschaben, Härten usw., bis nach dem Härten die gewünschte Verzahnung erzielt wird. Dies ist herstellungstechnisch aufwändig und daher kostspielig. Ferner sind die Schabräder aus HSS hergestellt und lassen eine Beschichtungstechnik nicht zu.It is known that when scraping gears, which can only be carried out on unhardened workpieces, the shaving wheel rolls under flank pressure with the work wheel like a helical-roller gear with crossed axes. With regard to the scraping tool, this is a gearwheel with high toothing accuracy, in the tooth flanks of which several cutting grooves extending from the tooth head to the tooth base are incorporated alongside one another over the entire width. In order to achieve favorable working conditions, the shaving wheels have to be adapted to the dimensions and toothing data of the work wheel from case to case. In practice, the exact desired topography of the gearwheel is determined by complex tests and repetition of the work steps such as trial scraping, hardening, correction of scrapers, trial scraping, hardening, etc. until the desired toothing is achieved after hardening. This is technically complex and therefore expensive. Furthermore, the shaving wheels are made of HSS and do not allow a coating technique.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schaben von Zahnrädern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaf- fen, wodurch kostengünstig Zahnräder unter Einhaltung einer genauen Topographie der Zahnflanken geschabt werden können.The invention has for its object to provide a method for scraping gears and an apparatus for performing the method. fen, whereby gears can be scraped inexpensively while maintaining an exact topography of the tooth flanks.
Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die mindestens eine Spankante, von mindestens einem Einzelzahn gebildet, sich auf einer offenen Hypozykloiden bewegt. Die sich auf die Vorrichtung beziehende Ausgestaltung ist im Anspruch 6 angegeben, wobei die mindestens eine Spankante von mindestens einem Einzelzahn gebildet ist.This object is initially and essentially achieved in a method with the features of claim 1, the aim being that the at least one chip edge, formed by at least one individual tooth, moves on an open hypocycloid. The embodiment relating to the device is specified in claim 6, wherein the at least one chip edge is formed by at least one individual tooth.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, mittels mindestens eines Einzelzahnes die Schabbearbeitung der Werkrad-Zahnflanken vorzunehmen. Damit jede Zahnflanke von der Spankante des Einzelzahns im Wege eines Abwälzens überstrichen werden kann, bewegt sich die Spankante des Einzelzahnes auf ei- ner Zykloiden. Aufgrund der Schabbearbeitung mit Andruck und Vorschub entlang der Werkrad-Zahnflanke ist eine Drehumkehr von Werkrad und Einzelzahn gegeben, so dass zunächst die einen Zahnflanken und dann die gegenüberliegenden Zahnflanken bearbeitbar sind. Aufgrund der Reduzierung der Zähne eines an sich bekannten Zahnrads nun auf einen Einzelzahn ist erreicht, dass die Topographie der Zahnradflanke am Werkrad durch programmierbare und damit korrigierbare Maschinenachsen erzeugt werden kann. Das Resultat sind exakte Zahnflankenbearbeitungen am Werkrad. Die mindestens eine Spankante des Einzelzahnes kann schleiftechnisch mit optimaler Schneidengeometrie geschliffen werden. Trotz des Einsatzes mindestens eines Einzelzah- nes gleicht die Abwälzkinematik wie beim Schaberad gemäß Stand der Technik. Das bedeutet, dass die Schabwerkzeug- und Werkradachse sich kreuzen und den Achskreuzwinkel bilden. Durch diesen ergibt sich eine Relativgeschwindigkeit der Spankante in Flankenlinienrichtung, und aufgrund der Durchdringung von Spankante und Werkrad-Zahnflanke bildet sich ein Span. Zwecks Erzielung optimaler Zerspanungsverhältnisse wird die Höhe des Andruckes durch eine Momentenregelung eingestellt. Die Spanabnahme über die gesamte Werkradbreite erfolgt dadurch, dass das Schabwerkzeug (Einzelzahn) und Werkrad mit geringer Kraft radial miteinander verspannt werden und gleichzeitig aufeinander abwälzen. Dabei wird das Schabwerkzeug und das Werkrad angetrieben und elektronisch gekoppelt. Die radiale Verspannkraft lässt sich dabei durch eine Interpolation von X- und Z- Achse überlagern, wodurch jede Zahnflanke einzeln mit einer berechenbaren Topographie erzeugbar ist. Das bedeutet, dass die Flankenform der Werkrad-Zahnflanken durch eine Variation der Drehmomente beeinflusst wird. Zwecks Erzielung einer hohen Zerspa- nungsleistung ist die Drehzahl des aus Hartmetall bestehenden mindestens einen Einzalzahnes größer als 200 RpM. Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Trockenbearbeitung des Werkrades durch den mindestens einen Einzelzahn aus. Eine Nasskühlung ist demgemäß nicht erforderlich. Die Vorrichtung zum Schaben von Zahnrädern ist dabei dadurch ge- kennzeichnet, dass die mindestens eine Spankante von mindestens einem Einzelzahn gebildet ist. Das Schabwerkzeug kann demgemäß in Art eines Messerkopfes gestaltet werden. Dieser ist mit mindestens einem Einzelzahn bestückt, welcher insbesondere auswechselbar einem Schabzahnträger zugeordnet ist. Sobald die Zerspanungsleistung nachlässt, kann der Einzelzahn gegen einen neuen ausgewechselt werden. Die betreffenden Arbeitsschritte sind dabei kurzfristig durchführbar, so dass nur kurze Stillstandzeiten der entsprechenden Vorrichtung bzw. Werkzeugmaschine entstehen. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass der mindestens eine Einzelzahn aus Hartmetall besteht und zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegende Spankanten ausbildet. Hohe Standzeiten unter einhergehender Realisierung hoher Zerspanleistungen sind daher garantiert. Weiterhin ist der mindestens eine Einzelzahn beschichtbar. Es ergeben sich daher alle Möglichkeiten der Beschichtungstechnik verbunden mit einer optimalen Zerspanleistung. Hinsichtlich einer optimalen Zerspanung erweist sich der negative Spanwinkel als günstig. Letzterer kann dabei im Wege des Schleif ens hergestellt werden. Schließlich ist noch hervorzuheben, dass der mindestens eine Einzelzahn von einer evolventisch geschliffenen Wendeplatte insbesondere aus Hartmetall gebildet werden kann. Eventuell wäre auch anstelle der evolventisch geschliffenen Wendeplatte eine zykloidisch geschliffene Platte möglich. Grundsätzlich ist festzuhalten, dass die Einstellung der Geome- trie jetzt nicht durch den Schliff des Werkzeuges, sondern im Wesentlichen durch die Einstellung der Maschinenparameter erfolgt. Dies mit dem Vorteil einer erheblich erhöhten Schnittgeschwindigkeit und die Möglichkeit einer Trockenbearbeitung beim Schabprozess.The method according to the invention makes it possible to carry out the scraping machining of the gear wheel tooth flanks by means of at least one single tooth. The chip edge of the single tooth moves on a cycloid so that each tooth flank can be swept by the chip edge of the single tooth by rolling. Due to the scraping with pressure and feed along the gear wheel tooth flank, there is a reversal of rotation of the gear wheel and single tooth, so that first the one tooth flank and then the opposite tooth flank can be machined. Due to the reduction of the teeth of a gear wheel known per se to a single tooth, the topography of the gear wheel flank on the work wheel can be generated by programmable and thus correctable machine axes. The result is exact tooth flank machining on the work wheel. The at least one chip edge of the single tooth can be ground using optimal cutting geometry. Despite the use of at least one individual tooth, the gear kinematics are the same as for the scraper wheel according to the prior art. This means that the scraping tool and work wheel axes intersect and form the axis cross angle. This results in a relative speed of the chip edge in the direction of the flank line, and a chip is formed due to the penetration of the chip edge and the gear wheel tooth flank. In order to achieve optimal machining conditions, the amount of the pressure is set by a torque control. The removal of chips over the entire width of the work wheel is achieved by the fact that the scraping tool (single tooth) and the work wheel are clamped together radially with little force and simultaneously roll on one another. The scraping tool and the work wheel are driven and electronically coupled. The radial clamping force can be superimposed by an interpolation of the X and Z axes, which means that each tooth flank can be generated individually with a calculable topography. This means that the flank shape of the gear wheel tooth flanks is influenced by a variation in the torques. In order to achieve a high metal removal rate, the speed of the at least one single tooth made of hard metal is greater than 200 rpm. Furthermore, the method according to the invention is characterized by dry machining of the work wheel by the at least one individual tooth. Wet cooling is therefore not necessary. The device for scraping gearwheels is characterized in that the at least one chip edge is formed by at least one individual tooth. The scraping tool can accordingly be designed in the manner of a knife head. This is equipped with at least one single tooth, which in particular is interchangeably assigned to a scraping tooth carrier. As soon as the cutting performance decreases, the single tooth can be exchanged for a new one. The relevant work steps can be carried out at short notice, so that only short downtimes of the corresponding device or machine tool occur. According to the invention, it is further provided that the at least one individual tooth consists of hard metal and forms two chip edges that are essentially opposite one another. Long service lives with the associated realization of high cutting performance are therefore guaranteed. Furthermore, the at least one individual tooth can be coated. There are therefore all the possibilities of coating technology combined with optimum cutting performance. With regard to optimal machining, the negative rake angle proves to be favorable. The latter can be produced by grinding. Finally, it should be emphasized that the at least one single tooth can be formed by an involute ground insert, in particular made of hard metal. A cycloidally ground insert could also be possible instead of the involute ground insert. Basically, it should be noted that the geometry is not set by grinding the tool, but essentially by setting the machine parameters. This with the advantage of a significantly increased cutting speed and the possibility of dry processing during the scraping process.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das mittels dieser durchführbare Verfahren erläutert. Es zeigenAn exemplary embodiment of the device according to the invention and the method which can be carried out by means of it are explained below. Show it
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung,1 is a schematic representation of a view of a device designed according to the invention,
Fig. 2 in Einzeldarstellung eine Ansicht eines verzahnten Werkrades mitFig. 2 in a single view with a toothed work wheel
Schabwerkzeug, wobei die Achsen des Werkrades und des Schabwerkzeuges in einem Achskreuzwinkel zueinander stehen,Scraping tool, the axes of the work wheel and the scraping tool being at an axis cross angle to one another,
Fig. 3 eine Ausschnittsdarstellung der Fig. 2 im Bereich der Zerspanstelle,3 shows a detail of FIG. 2 in the area of the machining point,
Fig. 4 eine klappfigürliche Ansicht der Fig. 3,FIG. 4 is a foldable view of FIG. 3,
Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V - V in Fig. 3 undFig. 5 shows the section along the line V - V in Fig. 3 and
Fig. 6 in Einzeldarstellung einen als Wendeplatte gestalteten Einzelzahn, welcher an seinen gegenüberliegenden Enden die evolventisch geschliffenen Spankanten ausbildet. Die in Form einer Zahnrad-Schabemaschine ausgebildete, mit der Ziffer 1 bezeichnete Vorrichtung besitzt ein Maschinengestell 2. Dieses ist Träger zweier parallel zueinander angeordneter Längsführungen 3, auf welchen ein Werkradschlitten 4 in einer X-Achse verlagerbar ist. Der Werkradschlitten 4 ist als Kreuzschlitten gestaltet und mit Querführungen 5 versehen, auf welchen ein Schlitten 6 in Richtung der Z- Achse verlagerbar ist. Dem Schlitten 6 ist ein nicht veranschaulichter Antrieb einverleibt, mittels welchem ein Spannfutter 7 antreibbar ist. Letzteres dient zur Aufnahme eines ungehärteten verzahnten Werkrades 8. Der nicht veranschaulichte Drehantrieb ist drehrichrungsumkehr- bar, was durch den Buchstaben C veranschaulicht ist.Fig. 6 in individual representation a single tooth designed as an indexable insert, which forms the involute ground chip edges at its opposite ends. The device, which is designed in the form of a gear scraping machine and is designated by the numeral 1, has a machine frame 2. This is the carrier of two longitudinal guides 3 arranged parallel to one another, on which a work wheel slide 4 can be displaced in an X axis. The work wheel slide 4 is designed as a cross slide and is provided with transverse guides 5, on which a slide 6 can be displaced in the direction of the Z axis. The carriage 6 is incorporated with a drive, not shown, by means of which a chuck 7 can be driven. The latter is used to hold an unhardened toothed work wheel 8. The rotary drive (not shown) is reversible, which is illustrated by the letter C.
Auf Höhe des Werkrades 8 erstreckt sich ein Schabwerkzeug 9. Letzteres ist einem Antriebsblock 10 zugeordnet, welcher einen nicht näher veranschaulichten Antriebsmotor enthält. Mit dem Buchstaben A und zugehöriger Pfeilrich- tung ist veranschaulicht, dass das Schabwerkzeug 9 sowohl in der einen als auch in der anderen Drehrichtung umlaufen kann. Die Drehzahl ist dabei größer als 200 RpM.A scraping tool 9 extends at the level of the work wheel 8. The scraping tool 9 is assigned to a drive block 10 which contains a drive motor (not illustrated in any more detail). The letter A and the associated direction of the arrow illustrate that the scraping tool 9 can rotate both in one and in the other direction of rotation. The speed is greater than 200 RpM.
Mit dem Buchstaben B und zugehöriger Doppelpfeilrichtung ist angegeben, dass die Achse 11 des Schabwerkzeugs 9 in ihrer Ausrichtung zur Achse 12 des Werkrades 8 einstellbar ist. Figur 2 veranschaulicht, dass die Achse 11 des Schabwerkzeuges 9 und die Achse 12 des Werkrades 8 in einem Achskreuzwinkel δ zueinander stehen. Der Kreuzungspunkt liegt dabei gemäß Figur 2 in der Quermittelebene des Werkrades 8. Wie Figur 1 zeigt, sind die Achsen 11, 12 jedoch raumparallel zueinander angeordnet.The letter B and the associated double arrow direction indicate that the axis 11 of the scraping tool 9 can be adjusted in its alignment with the axis 12 of the work wheel 8. Figure 2 illustrates that the axis 11 of the scraping tool 9 and the axis 12 of the work wheel 8 are at an axis cross angle δ to each other. The crossing point lies according to FIG. 2 in the transverse center plane of the work wheel 8. However, as FIG. 1 shows, the axes 11, 12 are arranged parallel to one another in space.
Das Schabwerkzeug 9 beinhaltet einen Schabzahnträger 13 mit einer Einstecköffnung 14 für einen Einzelzahn 15. Letzterer sitzt auswechselbar in der Einstecköffnung 14 und ist, wie dies Figur 5 andeutet, mittels einer Spannschraube 16 in seiner Position gefesselt. Bei Bedarf könnte jedoch auch der Schabzahnträ- ger 13 in entsprechender Umf angsverteilung mehrere Einzelzähne aufnehmen. An seinem freien Ende bildet der Einzelzahn 2 sich im Wesentlichen gegenüberliegende Spankanten 17, 18 aus. Jede Spankante folgt dabei dem Verlauf einer Evolvente. Wie insbesondere Figur 3 veranschaulicht, sind den Spankan- ten 17, 18 negative Span- oder Freiwinkel α zugeordnet. Die Zahnform des Einzelzahns 15 entspricht dabei der Zahnform des verzahnten Werkrades 8.The scraping tool 9 contains a scraping tooth carrier 13 with an insertion opening 14 for a single tooth 15. The latter is interchangeably seated in the insertion opening 14 and, as indicated in FIG. 5, is tied in position by means of a clamping screw 16. If necessary, however, the scraper tooth eng 13 take up several individual teeth in a corresponding circumferential distribution. At its free end, the single tooth 2 forms essentially opposite chip edges 17, 18. Each chip edge follows the course of an involute. As illustrated particularly in FIG. 3, the chip edges 17, 18 are assigned negative rake or clearance angles α. The tooth shape of the single tooth 15 corresponds to the tooth shape of the toothed work wheel 8.
Der Einzelzahn 15 besteht aus Hartmetall. Hieraus resultiert eine besonders hohe Zerspanleistung und Standzeit. Dieses Einzahn- Werkzeug kann sodann schleiftechnisch mit optimaler Schneidengeometrie unter Einhaltung der entsprechenden Frei- und Schneidwinkel geschliffen werden. Ferner besteht die Möglichkeit, den Einzelzahn beschichtbar zu gestalten. Mit der entsprechenden Beschichtungstechnik lassen sich die Zerspanleistungen und Standzeiten weiterhin optimieren.The single tooth 15 is made of hard metal. This results in a particularly high cutting performance and tool life. This single-tooth tool can then be ground using the optimum cutting geometry while observing the corresponding clearance and cutting angle. There is also the possibility of making the single tooth coatable. With the appropriate coating technology, the cutting performance and tool life can be further optimized.
Während des Schabprozesses, welcher bei dem ungehärteten Werkrad 8 vorgenommen wird, wälzt sich das Schabwerkzeug 9 je nach Drehrichtung der Antriebe mit Andruck und Vorschub in Pfeilrichtung z entlang der betreffenden Werkrad-Zahnflanke 19 ab. Es liegen dabei derartige Übersetzungsverhältnisse hinsichtlich der Drehzahlen vor, dass sich die Spankante 17 bzw. 18 auf einer Rollkurve insbesondere in Form einer offenen Hypozykloiden bewegt. Dies gewährleistet, dass jede Zahnflanke 19 während des Schabprozesses überstrichen wird.During the scraping process, which is carried out on the unhardened work wheel 8, the scraping tool 9 rolls depending on the direction of rotation of the drives with pressure and feed in the direction of arrow z along the relevant work wheel tooth flank 19. There are such gear ratios with respect to the speeds that the chip edge 17 or 18 moves on a roll curve, in particular in the form of an open hypocycloid. This ensures that each tooth flank 19 is swept during the scraping process.
Nachdem die einen Zahnflanken des Werkrades 8 die Schabbearbeitung erfahren haben, erfolgt eine Drehrichtungsumkehr oder eine Momentenumkehr, so dass dann die gegenüberliegenden Zahnflanken ihrer Schabbearbeitung unterliegen. Die Höhe des Andruckes während des Schabprozesses zwischen der betreffenden Spankante 17 bzw. 18 und der Zahnflanke 19 kann durch eine Momentenregelung der Antriebe für das Werkrad 8 und Schabwerkzeug 9 ein- eine Variation der Drehmomente beeinflussbar. Die Durchführung des Schabprozesses lässt sich dabei im Wege der Trockenbearbeitung bewerkstelligen. Das Zubringen der unbearbeiteten Werkräder 8 erfolgt mittels der Förderstrek- ke 21. Für den Abtransport fertig bearbeiteter Werkräder 8 sorgt die Transport- strecke 22.After the one tooth flank of the work wheel 8 has undergone the scraping, the direction of rotation is reversed or the torque is reversed, so that the opposite tooth flanks are then subject to their scraping. The amount of pressure during the scraping process between the chip edge 17 or 18 in question and the tooth flank 19 can be adjusted by torque control of the drives for the work wheel 8 and scraping tool 9. a variation of the torques can be influenced. The scraping process can be carried out by dry machining. The unprocessed work wheels 8 are brought in by means of the conveyor track 21. The transport track 22 takes care of the removal of the finished work wheels 8.
In Figur 6 ist ein abgeänderter Einzelzahn 20 veranschaulicht. Gebildet ist dieser von einer evolventisch geschliffenen Wendeplatte, welche aus Hartmetall besteht. An beiden Enden bildet die Wendeplatte 20 die Spankanten 17, 18 aus. Sollten die einen Spankanten 17, 18 nicht mehr ihre volle Wirkung bringen, so kann durch Wenden der Wendeplatte 20 um 180° der gegenüberliegende, die beiden Spankanten 17, 18 ausbildende Zahn zur Wirkung gelangen.A modified single tooth 20 is illustrated in FIG. It is formed by an involute ground insert made of hard metal. The insert 20 forms the chip edges 17, 18 at both ends. If one of the chip edges 17, 18 no longer has their full effect, the opposite tooth forming the two chip edges 17, 18 can take effect by turning the indexable insert 20 by 180 °.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offen- barung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. All of the features disclosed are (in themselves) essential to the invention. The disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also included in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Verfahren zum Schaben von Zahnrädern, bei dem die Flanken (19) der Zähne eines ungehärteten verzahnten Werkrades (8) mit einem drehange- triebenen Schabwerkzeug (9) bearbeitet werden, wobei die Achsen (11, 12) des Werkrades (8) und des Schabwerkzeuges (9) in einem Achskreuzwinkel (δ) zueinander stehen, so dass sich mindestens eine Spankante (17, 18) des Schabwerkzeuges (9) mit Andruck und Vorschub entlang der Werkrad-Zahnflanke (19) abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass die minde- stens eine Spankante (17, 18,) von mindestens einem Einzelzahn (15, 20) gebildet, sich auf einer Zykloiden bewegt.1. Method for scraping gearwheels, in which the flanks (19) of the teeth of an unhardened toothed work wheel (8) are machined with a rotary driven scraping tool (9), the axes (11, 12) of the work wheel (8) and of the scraping tool (9) are at an axis cross angle (δ) to one another, so that at least one chip edge (17, 18) of the scraping tool (9) rolls with pressure and feed along the gear wheel tooth flank (19), characterized in that the min - At least one chip edge (17, 18,) formed by at least one single tooth (15, 20) that moves on a cycloid.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Andruckes durch eine Momentenregelung eingestellt wird.2. The method according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the amount of pressure is set by a torque control.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenform der Werkrad-Zahnflanken (19) durch eine Variation der Drehmomente beeinflusst wird.3. The method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the flank shape of the gear wheel tooth flanks (19) is influenced by a variation of the torques.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des aus Hartmetall bestehenden mindestens einen Einzelzahnes (15, 20) größer ist als 200 RpM.4. The method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the rotational speed of the at least one individual tooth (15, 20) consisting of hard metal is greater than 200 rpm.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Trockenbearbeitung des Werkrades (8) durch den mindestens einen Einzelzahn (15, 20). 5. The method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by dry machining of the work wheel (8) by the at least one individual tooth (15, 20).
6. Vorrichtung zum Schaben von Zahnrädern, mit einem drehangetriebenen Schabwerkzeug (9) zum Bearbeiten der Flanken (19) eines ungehärteten verzahnten Werkrades (8), wobei die Achsen (11, 12) des Werkrades (8) und des Schabwerkzeuges (9) in einem Achskreuzwinkel (δ) zueinander stehen, so dass sich mindestens eine Spankante (17, 18) des Schabwerkzeuges (9) mit Andruck entlang der Werkrad-Zahnflanke (19) abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spankante (17, 18) von mindestens einem Einzelzahn (15 bzw. 20) gebildet ist.6. Device for scraping gearwheels, with a rotary driven scraping tool (9) for machining the flanks (19) of an uncured toothed work wheel (8), the axes (11, 12) of the work wheel (8) and the scraping tool (9) in an axis cross angle (δ) to each other, so that at least one chip edge (17, 18) of the scraping tool (9) rolls with pressure along the gear wheel flank (19), characterized in that the at least one chip edge (17, 18) of at least one single tooth (15 or 20) is formed.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einzelzahn (15, 20) insbesondere auswechselbar einem Schabzahnträger (13) zugeordnet ist.7. The device according to claim 6 or in particular according thereto, characterized in that the at least one individual tooth (15, 20) is in particular interchangeably assigned to a scraping tooth carrier (13).
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einzelzahn (15, 20) aus Hartmetall besteht und zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegende Spankanten (17, 18) ausbildet.8. The device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the at least one individual tooth (15, 20) consists of hard metal and forms two substantially opposite chip edges (17, 18).
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einzelzahn (15, 20) beschichtbar ist.9. The device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the at least one individual tooth (15, 20) can be coated.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen negativen Spanwinkel (α).10. The device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by a negative rake angle (α).
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einzelzahn (20) von einer evolventisch geschliffenen Wendeplatte insbesondere aus Hartmetall gebildet ist. 11. The device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the at least a single tooth (20) is formed by an involute ground insert, in particular made of hard metal.
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