WO2019161823A1 - Method and device for chamfering toothed workpieces - Google Patents

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WO2019161823A1
WO2019161823A1 PCT/DE2019/000040 DE2019000040W WO2019161823A1 WO 2019161823 A1 WO2019161823 A1 WO 2019161823A1 DE 2019000040 W DE2019000040 W DE 2019000040W WO 2019161823 A1 WO2019161823 A1 WO 2019161823A1
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WO
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tool
chamfering
chamfering tool
cutting
teeth
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PCT/DE2019/000040
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Inventor
Joerg Lohmann
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EMAG GmbH & Co. KG
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    • 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
    • B23F19/10Chamfering the end edges of gear teeth
    • B23F19/102Chamfering the end edges of gear teeth by milling
    • B23F19/107Chamfering the end edges of gear teeth by milling the tool being a fly cutter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12Milling tools
    • B23F21/20Fly cutters
    • B23F21/203Fly cutters with inserted cutting elements
    • B23F21/206Fly cutters with inserted cutting elements in exchangeable arrangement

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for frontally chamfering toothed workpieces according to the preamble of patent claim 1 and claim 6.
  • the invention has for its object to further develop the processing of gears useful advantage.
  • the object is achieved by a method according to the invention according to claim 1 and a device according to the invention according to claim 6.
  • Advantageous developments are subject of the dependent claims.
  • the method according to the invention as well as the device according to the invention has a chamfering tool configured as a chamfering cutter which moves tangentially through the toothing of the work wheel. It is advantageous by means of the present invention that the cycle time for the production of chamfers on teeth and / or deburring of gears can be significantly shortened.
  • measuring devices are provided by means of which the manufacturing quality of the workpieces can be monitored parallel to the main time. If necessary, the angular position of the workpieces can be detected with sensors.
  • the chamfer profile is produced in this method according to the invention by overlapping envelopes. Due to the setting angle Eta and the design of the tangential feed, the design of the chamfer can be influenced without requiring, for example, a logistically and costly complicated adaptation or modification of the profile (re-profiling) of the tool.
  • the cutting work is divided into several small chip cross sections. Each tooth performs a different envelope cut and thus a good distribution of the cutting load is achieved and thus a very good wear behavior is expected.
  • the Chamfer-Cut process requires multiple workpiece rotations, with the single cutting edge always cutting exactly the same cross-section. Needle chips, which are more difficult to filter, are also a major disadvantage.
  • percussion teeth advantageously allows the use of carbide, CBN, cermet and other high-performance cutting materials that (as of today) are not yet used in chamfering. This allows higher stalls, but also higher cutting speeds and thus shorter cycle times than usual today.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the chamfering tool.
  • Fig. 2 shows the engagement of the chamfering tool 2 on the gear / gear. 1
  • 5 shows a device or machine tool for carrying out the
  • Fig. 2 and Fig. 4 the engagement of the chamfering tool 2 on the gear 1 is shown.
  • the gear wheel 1 is drivable about a rotation axis 8 'and the chamfering tool 2 about a rotation axis 8.
  • the rotation axes 8, 8' of the chamfering tool 2 and the gear wheel 1 can be arranged skewed relative to one another and can over
  • the chamfering tool 2 has at least one on one
  • a second Anfastechnikzaug 2 'with at least one other cutting edge 3' is provided which rotates opposite to the direction of rotation of the first Anfastechnikmaschine 2 or whose at least one tool cutting edge 3 opposite is aligned with the direction of rotation of the first chamfering tool 2.
  • the processing is done by a comparable with hobbing rolling off, the active site between
  • Tool cutting edge 3, 3 'and end edge 5 during chamfering along the cutting edge 4 moves.
  • the end edges of any teeth can be chamfered with the device.
  • the tool cutting edges 3, 3 ' are to be exchanged.
  • Fig. 5 shows a hobbing machine or a separate chamfering device, wherein in the machining of helical gears, the tool 1 the
  • Helix angle of the toothing is inclined or pivoted in accordance with the axis A.
  • the Machining head which carries the tools 1 or a tool holder or tool receiving mandrel receiving the tools 1, by means of
  • a disk-shaped cutting tool is used.
  • This may be, for example, a disc milling cutter or a form milling cutter or an impact tooth cassette which has at least one or more cutting edges or at least one mounted impaction tooth or a plurality.
  • This tool 2 is placed at a certain angle (for example, below 45 degrees) to the toothing to be tapped the work wheel 1 (see Fig. 2). If necessary, an adjustment of the jig is required to avoid a potential collision.
  • the tool 2 has, for example, four blades 3 (see FIG. 1).
  • the cutting edges or cutter teeth 3 of the tool 2 or - not shown in detail - the impact teeth of the impaction tooth cassette are profiled according to the transformed profile and additionally attached a clearance angle along the profile.
  • the work gear 1 and the chamfering tool configured as a chamfer 2 rotate in the speed ratio of their numbers of teeth.
  • Z tool corresponds to the number of cutting edges of the tool.
  • the Anfaswerkmaschine 2 is placed at the beginning of the processing cycle to final milling depth 1 1 in the Zustellachse Z. Under continuous rotation of the coupled axes, the tool 2 moves in a tangential feed 12 relative to the work gear 1 in the teeth to be tapped 13 (see Fig. 4).
  • the clipping result i. Angle and bevel shape
  • the cutting conditions are influenced by an additional change of the setting angle Eta.
  • This can be influenced via the swivel axis of the chamfering device (A-axis of the machine).
  • This pivotal movement of the tool is superimposed on the tangential feed.
  • the setting angle Eta of the tool changes with continuous tangential path.
  • an interpolation in the Z-axis can take place simultaneously.
  • the pivot angle reaches its "relative zero point" when the tool 2 is orthogonal to the vertical Maschinenradachse 7.
  • the angle Eta with continuous tangential feed can vary by +/- 10 degrees from the "base angle Eta", which is preferably 6 degrees, that is from 16 degrees to -4 degrees.
  • Another possibility of influencing the chamfering is to drive the tangentiaivorschub intermittently or bring a continuously changing offset in the coupling ratio of the rotary axes.
  • the machining is completed on one side. It is shifted to the second tool 2 'with opposite cutting direction, the cutting direction inverted and the second side of the gear in the same process chamfered (see Fig. 5).
  • the tools 1 for both sides of the workpiece can - not shown in detail - are mounted next to the gear hob for the production of the teeth of the work wheel 1 on the same milling mandrel and come on a hobbing machine used. Alternatively, the method can also be used on a separate chamfering machine or a device integrated in the gear cutting machine.
  • the distance between the two Anfastechnikmaschinee 2 on the tool holder mandrel to each other selected such that the tool 2 with the direction of rotation reversed cutting direction (which is currently not in use), runs empty through the existing tooth gaps of the work gear 1, while the other tool 2 straight in Intervention is.
  • the required Shiftweg, performed by the Y-axis of the machine tool can be reduced advantageously.
  • the chamfering tool 2 can be provided with at least two cutting tools 3, 3 '.
  • the upper and lower sides of the work wheels 1 or toothed wheels 1 are each assigned at least one chamfering tool 2, 2 '.
  • the angle Eta with continuous tangential feed changes by +/- 10 degrees from the "base angle Eta", which is preferably in particular 6 degrees, that is to say preferably 16 degrees to -4 degrees.

Abstract

The invention relates to a method and a device for chamfering and deburring gears (1) from the front, comprising a chamfering tool (2) having at least one tool blade (3), which is designed as a cutting plate, with at least one cutting edge (4), wherein at least one chamfering tool (2) designed as a chamfering cutter passes tangentially through the toothing of the work gear (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Anfasen verzahnter Werkstücke  Method and device for chamfering toothed workpieces
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stirnseitigen Anfasen verzahnter Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 6. The invention relates to a method and a device for frontally chamfering toothed workpieces according to the preamble of patent claim 1 and claim 6.
Aus der EP 1 495 824 B1 ist es bekannt geworden, mit einem Entgratwerkzeug ähnlich einem Scheibenfräser zwischen die Zahnflanken zweier benachbarter Zähne eines Werkstücks einzutauchen. Am Entgratwerkzeug sind in Umfangsrichtung hintereinander Zähne angeordnet, deren Zahnstirnseiten als Spanflächen eingesetzt werden, wobei die Spanflächen im Wesentlichen parallel zur Werkzeugachse ausgerichtet sind. Dieses Vorgehen ist auch unter dem Begriff „Chamfer Cut“ bekannt geworden.  From EP 1 495 824 B1 it has become known to dive with a deburring tool similar to a side-milling cutter between the tooth flanks of two adjacent teeth of a workpiece. At the deburring tool teeth are arranged one behind the other in the circumferential direction, the tooth faces are used as clamping surfaces, wherein the clamping surfaces are aligned substantially parallel to the tool axis. This procedure has also become known by the term "Chamfer Cut".
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bearbeitung von Zahnrädern gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.  The invention has for its object to further develop the processing of gears useful advantage. The object is achieved by a method according to the invention according to claim 1 and a device according to the invention according to claim 6. Advantageous developments are subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen als Anfasfräser ausgestaltetes Anfaswerkzeug auf , welches tangential durch die Verzahnung des Werkrades hindurch fährt. Von Vorteil ist mittels der vorliegenden Erfindung, dass die Zykluszeit für die Herstellung von Fasen an Verzahnungen und/oder Entgraten von Verzahnungen deutlich verkürzt werden kann.The method according to the invention as well as the device according to the invention has a chamfering tool configured as a chamfering cutter which moves tangentially through the toothing of the work wheel. It is advantageous by means of the present invention that the cycle time for the production of chamfers on teeth and / or deburring of gears can be significantly shortened.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind Messeinrichtungen vorgesehen, mittels denen die Fertigungsqualität der Werkstücke hauptzeitparallel überwacht werden kann. Bei Bedarf kann die Winkellage der Werkstücke mit Sensoren erfasst werden. In a further advantageous embodiment measuring devices are provided by means of which the manufacturing quality of the workpieces can be monitored parallel to the main time. If necessary, the angular position of the workpieces can be detected with sensors.
Weitere Vorteile des erfindunqsqemäßen Verfahrens: Further advantages of the method according to the invention:
1. Universell einsetzbare Werkzeugprofile:  1. Universal tool profiles:
Durch die oben beschriebene erfindungsgemäße Kinematik und die Gestaltung des Werkzeugs können Werkstücke gleichen Moduls mit unterschiedlichen Zähnezahlen mit ein und demselben Werkzeugprofil angefast werden. Im Gegensatz dazu erfordert das Chamfer Cut Verfahren ein maßgeschneidertes Werkzeug für jede individuelle Verzahnung bzw. Zähnezahl. By means of the above-described kinematics according to the invention and the design of the tool, workpieces of the same module with different numbers of teeth can be chamfered with one and the same tool profile. In contrast, the Chamfer Cut process requires a tailor-made tool for each individual tooth or number of teeth.
1 1
Bestätigungskopie 2. Gestaltung der Fase durch Hüllschnitte confirmation copy 2. Design of the chamfer by Hüllschnitte
Das Fasenprofil wird bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren Dank der Kinematik durch sich überlagernde Hüllschnitte erzeugt. Durch den Einstellwinkel Eta und die Gestaltung des Tangentialvorschubs kann die Gestaltung der Fase beeinflusst werden, ohne dass beispielsweise eine logistisch und kostenmäßig aufwendige Anpassung oder Änderung des Profils (Umprofilierung) des Werkzeuges erforderlich ist. Thanks to the kinematics, the chamfer profile is produced in this method according to the invention by overlapping envelopes. Due to the setting angle Eta and the design of the tangential feed, the design of the chamfer can be influenced without requiring, for example, a logistically and costly complicated adaptation or modification of the profile (re-profiling) of the tool.
Darüber hinaus wird die Zerspanarbeit auf mehrere kleine Spanungsquerschnitte aufgeteilt. Jeder Zahn führt einen unterschiedlichen Hüllschnitt aus und dadurch wird eine gute Verteilung der Schneidenbelastung erreicht und somit ist ein sehr gutes Verschleißverhalten zu erwarten. In addition, the cutting work is divided into several small chip cross sections. Each tooth performs a different envelope cut and thus a good distribution of the cutting load is achieved and thus a very good wear behavior is expected.
Im Gegensatz dazu sind beim Chamfer-Cut-Verfahren mehrere Werkstückrotationen erforderlich, wobei die einzelne Schneide immer exakt denselben Querschnitt schneidet. Dabei entstehen als großer Nachteil zudem Nadelspäne, die schwieriger zu filtern sind.  In contrast, the Chamfer-Cut process requires multiple workpiece rotations, with the single cutting edge always cutting exactly the same cross-section. Needle chips, which are more difficult to filter, are also a major disadvantage.
3. Reduktion der Werkzeugkosten 3. Reduction of tool costs
Durch die einfache Gestaltung des Werkzeuges 1 können günstige Scheibenfräser, oder sogar Schlagzahnkassetten und somit auswechselbare Schlagzähne eingesetzt werden. Die Herstellung solcher Werkzeuge ist sehr viel günstiger und zudem in vorteilhafter Weise die Wiederverwendbarkeit gegeben. The simple design of the tool 1 cheap disc cutters, or even Schlagzahnkassetten and thus replaceable percussion teeth can be used. The production of such tools is much cheaper and also given the reusability in an advantageous manner.
4. Steigerung Produktivität 4. Increase productivity
Gerade die Verwendung von Schlagzähnen ermöglicht in vorteilhafter Weise einen Einsatz von Hartmetall, CBN, Cermet und sonstigen Hochleistungsschneidstoffen, die (Stand heute) noch nicht beim Anfasen zum Einsatz kommen. Das ermöglicht höhere Standmengen, aber auch höhere Schnittgeschwindigkeiten und somit kürzere Taktzeiten als heute üblich. Especially the use of percussion teeth advantageously allows the use of carbide, CBN, cermet and other high-performance cutting materials that (as of today) are not yet used in chamfering. This allows higher stalls, but also higher cutting speeds and thus shorter cycle times than usual today.
Von Bedeutung ist, dass es sich um ein kontinuierliches Verfahren zum Entgraten, bzw. genauer zum Anfasen von gerade-, oder schrägverzahnten Stirnverzahnungen handelt. Dabei wird entlang der Kontur der Verzahnung ein Kantenbruch durch spanende Formung (fräsen) angebracht. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Of importance is that it is a continuous process for deburring, or more precisely for chamfering straight or helical serrations. In this case, along the contour of the toothing edge chipping by machining shaping (milling) attached. The invention will be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment.
Es zeigen:  Show it:
Fig. 1 eine Ausführung des Anfaswerkzeugs.  Fig. 1 shows an embodiment of the chamfering tool.
Fig. 2 den Eingriff des Anfaswerkzeugs 2 am Werkrad / Zahnrad 1.  Fig. 2 shows the engagement of the chamfering tool 2 on the gear / gear. 1
Fig. 3 das Anfaswerkzeug 2 im Eingriff mit dem Werkrad / Zahnrad 1 , wobei das Anfaswerkzeug 2 um einen Einstellwinkel Eta geneigt ist.  Fig. 3, the chamfering tool 2 in engagement with the work gear / gear 1, wherein the chamfering tool 2 is inclined by an adjustment angle Eta.
Fig. 4 das Anfaswerkzeug 2 im Eingriff mit dem Werkrad / Zahnrad 1 , wobei das Anfaswerkzeug 2 um einen Einstellwinkel Eta geneigt ist. Das als Anfasfräser ausgestaltete Anfaswerkzeug 2 fährt tangential durch die Verzahnung des  Fig. 4, the chamfering tool 2 in engagement with the work gear / gear 1, wherein the chamfering tool 2 is inclined by an adjustment angle Eta. The Anfaswerkzeug designed as Anfasfräser 2 moves tangentially through the teeth of the
Werkrades 1 hindurch (siehe in der Draufsicht). Optional kann sich der Werkrades 1 through (see in plan view). Optionally, the
Schwenkwinkel Eta mit fortlaufendem Tangentialweg ändern. Change the swing angle Eta with continuous tangential path.
Fig. 5 ein Vorrichtung bzw. Werkzeugmaschine zur Durchführung des  5 shows a device or machine tool for carrying out the
erfindungsgemäßen Verfahrens. inventive method.
Fig. 6 Werkzeugprofil vor und nach der Transformation.  Fig. 6 Tool profile before and after the transformation.
Fig. 7 die Denavit-Hartenberg-Matrix zur Umrechnung der Profilkoordinaten.  7 shows the Denavit-Hartenberg matrix for the conversion of the profile coordinates.
In Fig. 2 und Fig. 4 ist der Eingriff des Anfaswerkzeugs 2 am Zahnrad 1 dargestellt. Das Zahnrad 1 ist um eine Rotationsachse 8‘ antreibbar und das Anfaswerkzeug 2 um eine Rotationsachse 8. Die Rotationsachsen 8, 8‘ von Anfaswerkzeug 2 und Zahnrad 1 können windschief zueinander angeordnet sein und können über In Fig. 2 and Fig. 4, the engagement of the chamfering tool 2 on the gear 1 is shown. The gear wheel 1 is drivable about a rotation axis 8 'and the chamfering tool 2 about a rotation axis 8. The rotation axes 8, 8' of the chamfering tool 2 and the gear wheel 1 can be arranged skewed relative to one another and can over
Achskopplung in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander in Rotation versetzt werden (siehe Fig. 5). Das Anfaswerkzeug 2 weist wenigstens eine an einer Acoustic coupling in a fixed speed ratio to each other are set in rotation (see Fig. 5). The chamfering tool 2 has at least one on one
Umfangslinie angeordnete Werkzeugschneide 3 auf. Um die Zahnräder 1 an der Ober- und Unterseite in einer Aufspannung entgraten zu können, ist ein zweites Anfaswerkzaug 2‘ mit wenigstens einer weiteren Werkzeugschneide 3‘ vorgesehen, die entgegengesetzt zum Drehsinn des ersten Anfaswerkzeug 2 sich dreht bzw. deren wenigstens eine Werkzeugschneide 3 entgegengesetzt zum Drehsinn des ersten Anfaswerkzeug 2 ausgerichtet ist. Die Bearbeitung erfolgt durch einen mit dem Wälzfräsen vergleichbaren Abrollvorgang, wobei die Wirkstelle zwischen Circumferentially arranged cutting edge 3 on. In order to deburr the gears 1 at the top and bottom in one clamping, a second Anfaswerkzaug 2 'with at least one other cutting edge 3' is provided which rotates opposite to the direction of rotation of the first Anfaswerkzeug 2 or whose at least one tool cutting edge 3 opposite is aligned with the direction of rotation of the first chamfering tool 2. The processing is done by a comparable with hobbing rolling off, the active site between
Werkzeugschneide 3, 3‘ und Stirnkante 5 während des Anfasvorganges entlang der Schneidkante 4 wandert. Tool cutting edge 3, 3 'and end edge 5 during chamfering along the cutting edge 4 moves.
Vorteilhaft können mit der Vorrichtung die Stirnkanten beliebiger Verzahnungen angefast werden. Zur Anpassung an andere sind lediglich die Werkzeugschneiden 3, 3‘ auszutauschen. Advantageously, the end edges of any teeth can be chamfered with the device. For adaptation to others, only the tool cutting edges 3, 3 'are to be exchanged.
Fig. 5 zeigt eine Wälzfräsmaschine oder eine separate Anfasvorrichtung, bei welcher bei der Bearbeitung von Schrägverzahnungen das Werkzeug 1 dem Fig. 5 shows a hobbing machine or a separate chamfering device, wherein in the machining of helical gears, the tool 1 the
Schrägungswinkel der Verzahnung entsprechend über die Achse A geneigt bzw. verschwenkt wird. Zu diesem Zweck ist - nicht näher dargestellt - der Bearbeitungskopf, welcher die Werkzeuge 1 oder einen die Werkzeuge 1 aufnehmenden Werkzeugträger oder Werkzeugaufnahmedorn trägt, mittels Helix angle of the toothing is inclined or pivoted in accordance with the axis A. For this purpose is - not shown - the Machining head, which carries the tools 1 or a tool holder or tool receiving mandrel receiving the tools 1, by means of
wenigstens einem Antrieb um eine Schwenkachse verschwenkbar. at least one drive about a pivot axis pivotable.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren kommt ein scheibenförmiges Schneidwerkzeug zum Einsatz. Dieses kann beispielsweise ein Scheibenfräser oder ein Formfräser oder eine Schlagzahnkassette sein, die mindestens eine oder mehrere Schneiden bzw. mindestens einen montierten Schlagzahn oder mehrere aufweist. In this method according to the invention, a disk-shaped cutting tool is used. This may be, for example, a disc milling cutter or a form milling cutter or an impact tooth cassette which has at least one or more cutting edges or at least one mounted impaction tooth or a plurality.
Im Falle von Schlagzähnen ist es unter dem Aspekt der Werkzeugkosten besonders von Vorteil, diese für Mehrfachverwendung wendbar wie eine Wendeschneidplatte auszuführen. In the case of percussion teeth, it is particularly advantageous in terms of tooling costs to make them reusable for reuse like an indexable insert.
Dieses Werkzeug 2 wird unter einem bestimmten Winkel (beispielsweise unter 45 Grad) an die anzufasende Verzahnung des Werkrades 1 angestellt (siehe Fig. 2). Ggfs ist hierbei eine Anpassung der Aufspannvorrichtung erforderlich um eine potentielle Kollision zu vermeiden. Das Werkzeug 2 weist beispielsweise vier Schneiden 3 auf (siehe Fig. 1 ). This tool 2 is placed at a certain angle (for example, below 45 degrees) to the toothing to be tapped the work wheel 1 (see Fig. 2). If necessary, an adjustment of the jig is required to avoid a potential collision. The tool 2 has, for example, four blades 3 (see FIG. 1).
Prinzipiell kommen - wie in Fig. 5 dargestellt - zwei Werkzeuge 2, 2‘ zum Einsatz, deren Schnittrichtungen gegenläufig sind. Damit wird zuerst die eine Seite und anschließend, nach erfolgter Shiftung auf das zweite Werkzeug 2'und nach erfolgter Inversion der Schnittrichtung, die zweite Seite des Werkrades 1 angefast. Das Shiften ist in unserer älteren Anmeldung DE 10 2015 012 908 ausführlich offenbart, weshalb auf einen weitere Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird. Zudem zeigen die nachfolgenden Patentansprüche und die aufgezeigten Vorteile die vorliegende Erfindung eindeutig. In principle, as shown in FIG. 5, two tools 2, 2 'are used whose cutting directions are in opposite directions. Thus, first one side and then, after the shift to the second tool 2 ' and after the inversion of the cutting direction, the second side of the work wheel 1 chamfered. The shaving is disclosed in detail in our earlier application DE 10 2015 012 908, which is why a further description is omitted here. In addition, the following claims and the advantages shown clearly illustrate the present invention.
Um das Profil des Werkzeuges 2 zu bestimmen, zieht man zunächst das Bezugsprofil des Wälzfräsers heran, mit dem das Werkrad 1 ursprünglich verzahnt wurde (z.B. DIN 3972 Bezugsprofil II). Dieses Wälzfräserprofil wird nun anhand einer Rotationsmatrix so transformiert, dass der neuen Eingriffssituation, d.h. dem Anstellen des Werkzeuges unter einem bestimmten Winkel, hier beispielsweise 45 Grad (siehe Fig. 2), Rechnung getragen wird. Eine Möglichkeit zur Bestimmung dieses Profils stellt hierbei die Transformation anhand einer Matrix nach Denavit-Hartenberg dar (siehe Figuren 6 und 7). Diese hat den Vorteil, dass zusätzliche rotatorische Drehungen in weiteren Achsen und translative Verschiebungen gleichzeitig durchgeführt werden können und so also auch der Schrägungswinkel im Falle einer Schrägverzahnung mitberücksichtigt werden kann. In order to determine the profile of the tool 2, one first draws the reference profile of the hob, with which the work gear 1 was originally toothed (eg DIN 3972 reference profile II). This hob cutter profile is now transformed on the basis of a rotation matrix so that the new engagement situation, ie the setting of the tool at a certain angle, here for example 45 degrees (see FIG. 2), is taken into account. One way of determining this profile is the transformation using a Denavit-Hartenberg matrix (see Figures 6 and 7). This has the advantage that additional rotational rotations in other axes and translational displacements can be carried out simultaneously, and thus also the helix angle in the case of helical gearing can be taken into account.
Die Werkzeugschneiden bzw. Fräserzähne 3 des Werkzeuges 2 bzw. - nicht näher dargestellt - die Schlagzähne der Schlagzahnkassette werden dem transformierten Profil entsprechend profiliert und zusätzlich ein Freiwinkel entlang des Profils angebracht. The cutting edges or cutter teeth 3 of the tool 2 or - not shown in detail - the impact teeth of the impaction tooth cassette are profiled according to the transformed profile and additionally attached a clearance angle along the profile.
Selbstverständlich sind dabei, je nach gewünschter Fasengeometrie, diverse Profilmodifikationen möglich. Beispielsweise können Kopfkantenbrüche, Flankenaufmaße, Protuberanzen, Höhenballigkeiten o.ä. berücksichtigt werden.  Of course, depending on the desired chamfer geometry, various profile modifications are possible. For example, head edge fractures, flank allowances, protuberances, high-level crowns or the like. be taken into account.
Prozesskinematik & Bearbeitunaszvklus: Process kinematics & machining cycle:
Das Werkrad 1 und das als Fräswerkzeug ausgestaltete Anfaswerkzeug 2 rotieren im Drehzahlverhältnis ihrer Zähnezahlen. The work gear 1 and the chamfering tool configured as a chamfer 2 rotate in the speed ratio of their numbers of teeth.
Das heißt konkret:That means specifically:
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0001
Zur Verdeutlichung „Z Werkzeug“ entspricht der Anzahl der Schneiden des Werkzeuges. For clarification "Z tool" corresponds to the number of cutting edges of the tool.
Dadurch ist sichergestellt, dass jeder Werkzeugzahn in die nachfolgende Zahnlücke des Werkrades trifft. Man vergleiche auch beim Wälzfräsen die Nutzung eines beispielsweise zweigängigen Wälzfräsers, bei dem der zweite Gang immer in diejenige Lücke trifft, die auf die vom ersten Gang geschnittene Lücke folgt.  This ensures that each tool tooth meets in the subsequent tooth gap of the work gear. Compare also when hobbing the use of a two-speed hob, for example, where the second gear always meets the gap that follows the gap cut by the first gear.
Um dem Fräswerkzeug bessere Schnittbedingungen zu ermöglichen, kann das Fräswerkzeug um einen Einstellwinkel Eta geneigt werden (siehe Fig. 3). Dieser errechnet sich zu: h = arctanTo allow the cutting tool better cutting conditions, the milling tool can be inclined by an adjustment angle Eta (see Fig. 3). This is calculated as: h = arctan
Figure imgf000006_0002
Vorteilhaft im Hinblick auf Sekundärgratbildung ist es, die Schnittrichtung in das Werkstück 1 hinein zu wählen. So kann man sich den flachen Schneidenaustrittswinkel in der Verzahnung zunutze machen und vermeidet Sekundärgrate.
Figure imgf000006_0002
It is advantageous with regard to secondary ridge formation to select the cutting direction into the workpiece 1. So you can make use of the flat cutting exit angle in the teeth and avoids secondary burrs.
Das Anfaswerkzeug 2 wird zu Beginn des Bearbeitungszyklus auf finale Frästiefe 1 1 in der Zustellachse Z gestellt. Unter kontinuierlicher Rotation der gekoppelten Achsen fährt das Werkzeug 2 in einem Tangentialvorschub 12 relativ zum Werkrad 1 in die anzufasende Verzahnung 13 ein (siehe Fig. 4). The Anfaswerkzeug 2 is placed at the beginning of the processing cycle to final milling depth 1 1 in the Zustellachse Z. Under continuous rotation of the coupled axes, the tool 2 moves in a tangential feed 12 relative to the work gear 1 in the teeth to be tapped 13 (see Fig. 4).
Um den Tangentialvorschub 12 relativ zum Werkrad 1 fahren zu können, kann je nach Bauart der Maschine, eine zusätzliche Z-Achs-Interpolation erforderlich sein, da ansonsten das Werkzeug 2 nur in seiner Achsrichtung und somit diagonal in Relation zur Werkstückachse in das Werkstück 1 einfahren würde. Der Einstellwinkel Eta bleibt dabei konstant.  Depending on the design of the machine, additional Z-axis interpolation may be required in order to be able to drive the tangential feed 12 relative to the work wheel 1, since otherwise the tool 2 will retract into the workpiece 1 only in its axial direction and thus diagonally in relation to the workpiece axis would. The setting angle Eta remains constant.
Optional kann das Anfasergebnis, d.h. Winkel und Fasenform, und auch die Schnittbedingungen durch eine zusätzliche Änderung des Einstellwinkel Eta beeinflusst werden. Dies kann über die Schwenkachse der Anfaseinrichtung (A- Achse der Maschine) beeinflusst werden. Diese Schwenkbewegung des Werkzeuges wird dabei dem Tangentialvorschub überlagert. Folglich ändert sich der Einstellwinkel Eta des Werkzeuges mit fortlaufendem Tangentialweg. Zudem kann bei Bedarf gleichzeitig eine Interpolation in der Z-Achse erfolgen. Dabei erreicht der Schwenkwinkel seinen„relativen Nullpunkt“, wenn das Werkzeug 2 orthogonal zur senkrechten Werkradachse 7 steht. Optionally, the clipping result, i. Angle and bevel shape, and also the cutting conditions are influenced by an additional change of the setting angle Eta. This can be influenced via the swivel axis of the chamfering device (A-axis of the machine). This pivotal movement of the tool is superimposed on the tangential feed. As a result, the setting angle Eta of the tool changes with continuous tangential path. In addition, if necessary, an interpolation in the Z-axis can take place simultaneously. The pivot angle reaches its "relative zero point" when the tool 2 is orthogonal to the vertical Werkradachse 7.
Wie in Fig. 4 dargestellt kann sich der Winkel Eta mit fortlaufendem Tangentialvorschub um +/- 10 Grad vom„Basiswinkel Eta“, der vorzugsweise 6 Grad beträgt, also von 16 Grad bis -4 Grad ändern. As shown in Fig. 4, the angle Eta with continuous tangential feed can vary by +/- 10 degrees from the "base angle Eta", which is preferably 6 degrees, that is from 16 degrees to -4 degrees.
Eine weitere Möglichkeit der Einflussnahme auf die Fasenausformung besteht darin, den Tangentiaivorschub diskontinuierlich zu fahren oder einen kontinuierlich sich ändernden Versatz im Kopplungsverhältnis der rotatorischen Achsen einzubringen. Another possibility of influencing the chamfering is to drive the tangentiaivorschub intermittently or bring a continuously changing offset in the coupling ratio of the rotary axes.
Nach dem Austritt des Werkzeuges aus dem Werkrad 1 in tangentialer Richtung ist die Bearbeitung einseitig abgeschlossen. Es wird auf das zweite Werkzeug 2' mit gegenläufiger Schnittrichtung geshiftet, die Schnittrichtung invertiert und die zweite Seite des Zahnrades im selben Verfahren angefast (siehe Fig. 5). Die Werkzeuge 1 für beide Werkstückseiten können dabei - nicht näher dargestellt - neben dem Wälzfräser für die Herstellung der Verzahnung des Werkrades 1 auf demselben Fräser-Aufspanndorn montiert werden und auf einer Wälzfräsmaschine zum Einsatz kommen. Alternativ kann das Verfahren auch auf einer separaten Anfasmaschine oder einer in der Verzahnungsmaschine integrierten Einrichtung eingesetzt werden. After the exit of the tool from the workpiece 1 in the tangential direction, the machining is completed on one side. It is shifted to the second tool 2 'with opposite cutting direction, the cutting direction inverted and the second side of the gear in the same process chamfered (see Fig. 5). The tools 1 for both sides of the workpiece can - not shown in detail - are mounted next to the gear hob for the production of the teeth of the work wheel 1 on the same milling mandrel and come on a hobbing machine used. Alternatively, the method can also be used on a separate chamfering machine or a device integrated in the gear cutting machine.
Idealerweise wird der Abstand der beiden Anfaswerkzeuge 2 auf dem Werkzeugaufnahmedorn zueinander derart gewählt, dass das Werkzeug 2 mit der drehrichtungsverkehrten Schnittrichtung (das gerade nicht im Einsatz ist), leer durch die bereits existenten Zahnlücken des Werkrades 1 läuft, während das andere Werkzeug 2 gerade im Eingriff ist. Auf diese Art kann der benötigte Shiftweg, ausgeführt durch die Y-Achse der Werkzeugmaschine, in vorteilhafter weise reduziert werden. Ideally, the distance between the two Anfaswerkzeuge 2 on the tool holder mandrel to each other selected such that the tool 2 with the direction of rotation reversed cutting direction (which is currently not in use), runs empty through the existing tooth gaps of the work gear 1, while the other tool 2 straight in Intervention is. In this way, the required Shiftweg, performed by the Y-axis of the machine tool, can be reduced advantageously.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Anfaswerkzeug 2 mit mindestens zwei Werkzeugschneiden 3, 3‘ vorgesehen sein.  In an alternative embodiment, the chamfering tool 2 can be provided with at least two cutting tools 3, 3 '.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Ober- und Unterseite der Werkräder 1 oder Zahnräder 1 mindestens je ein Anfaswerkzeug 2, 2‘ zugeordnet.  In a further embodiment, the upper and lower sides of the work wheels 1 or toothed wheels 1 are each assigned at least one chamfering tool 2, 2 '.
Die Schneidkannten 4 der Werkzeugschneiden 3, 3‘ können in einem The cutting edges 4 of the tool cutting edges 3, 3 'can in one
unterschiedlichen Drehsinn entsprechend ausgerichtet sein. be aligned according to different directions of rotation.
Bei der erfindungsgemäße Vorrichtung ändert sich der Winkel Eta mit fortlaufendem Tangentialvorschub um +/- 10 Grad vom „Basiswinkel Eta“, der vorzugsweise insbesondere 6 Grad beträgt, also von vorzugsweise insbesondere 16 Grad bis -4 Grad. In the device according to the invention, the angle Eta with continuous tangential feed changes by +/- 10 degrees from the "base angle Eta", which is preferably in particular 6 degrees, that is to say preferably 16 degrees to -4 degrees.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Werkstück / Werkrad / Zahnrad 1 workpiece / workpiece / gear
2 Anfaswerkzeug / Werkzeug  2 chamfering tool / tool
3 Werkzeugschneide  3 tool cutting edge
4 Schneidkante  4 cutting edge
5 Stirnkante  5 front edge
6 Fase  6 chamfer
7 Rotationsachse Werkrad (C-Achse)  7 rotation axis workwheel (C-axis)
8 Rotationsachse Anfaswerkzeug (B-Achse) 9 Verschwenkung über A-Achse  8 Rotation axis Chamfering tool (B-axis) 9 Swiveling via A-axis
10 Eingriffsensor / Messsensor zur Qualitätsprüfung 10 intervention sensor / measuring sensor for quality inspection
11 Finale Frästiefe 11 final milling depth
12 Tangentialvorschub  12 tangential feed
13 Verzahnung  13 toothing
X X-Achse  X X axis
Y Y-Ache  Y Y-Ache
Z Z-Achse  Z Z axis

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum stirnseitigen Anfasen und Entgraten von Zahnrädern (1) mit einem Anfaswerkzeug (2) mit mindestens einer als Schneidplatte 1. A method for the end-side chamfering and deburring of gears (1) with a Anfaswerkzeug (2) with at least one as an insert
ausgeführten Werkzeugschneide (3) mit wenigstens einer Schneidkante (4), wobei wenigstens ein als Anfasfräser ausgestaltetes Anfaswerkzeug (2) tangential durch die Verzahnung des Werkrades (1 ) hindurch fährt.  executed tool cutting edge (3) with at least one cutting edge (4), wherein at least one Anfaswerkzeug configured as Anfasfräser (2) moves tangentially through the teeth of the work wheel (1) passes.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , mit folgenden Verfahrensschritten: 2. The method of claim 1, comprising the following method steps:
a) stellen des Anfaswerkzeuges (2) auf finale Frästiefe (11 ) in der  a) set the chamfering tool (2) to final milling depth (11) in the
Zustellachse (Z)  Infeed axis (Z)
b) einfahren des Anfaswerkzeuges (2) unter kontinuierlicher Rotation von Anfaswerkzeug (2) und Werkrad (1 ) in einem Tangentialvorschub (12) relativ zum Werkrad (1 ) in die anzufasende Verzahnung (13).  b) retracting the chamfering tool (2) with continuous rotation of the chamfering tool (2) and the work wheel (1) in a tangential feed (12) relative to the work gear (1) in the teeth (13) to be chamfered.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 3. The method according to claim 2, characterized in that the
Anfaswerkzeug (2) zu Beginn des Bearbeitungszyklus auf die finale Frästiefe (11 ) eingestellt wird.  Chamfering tool (2) is set at the beginning of the processing cycle to the final milling depth (11).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen miteinander gekoppelt werden. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the axes are coupled together.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Eta mit fortlaufendem Tangentialvorschub um +/- 10 Grad vom „Basiswinkel Eta“, der vorzugsweise insbesondere 6 Grad beträgt, also von vorzugsweise insbesondere 16 Grad bis -4 Grad geändert wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the angle Eta with continuous tangential feed to +/- 10 degrees from the "base angle Eta", which is preferably in particular 6 degrees, that is preferably in particular 16 degrees to -4 degrees will be changed.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Interpolation der Z-Achse (Z) durchgeführt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an interpolation of the Z-axis (Z) is performed.
7. Vorrichtung zum stimseitigen Anfasen und Entgraten von Zahnrädern (1 ) mit einem Anfaswerkzeug (2) mit mindestens einer als Schneidplatte 7. An apparatus for end-side chamfering and deburring of gears (1) with a chamfering tool (2) with at least one as an insert
ausgeführten Werkzeugschneide (3) mit wenigstens einer Schneidkanten (4), wobei wenigstens ein als Anfasfräser ausgestaltetes Anfaswerkzeug (2) tangential durch die Verzahnung des Werkrades (1 ) hindurch fährt.  executed cutting tool (3) with at least one cutting edge (4), wherein at least one configured as chamfer chamfering tool (2) moves tangentially through the teeth of the work gear (1) passes.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das 8. Apparatus according to claim 7 for carrying out the method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the
Anfaswerkzeug (2) als eine Schlagzahnkassette mit wenigstens einem auswechselbaren Schlagzahn ausgebildet ist.  Chamfering tool (2) is designed as a Schlagzahnkassette with at least one interchangeable impact tooth.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als 9. Device according to claim 8, characterized in that as
Schlagzahn ein Zahn aus Hartmetall, CBN, Cermet und sonstigen  Impact tooth a tooth made of carbide, CBN, cermet and others
Hochleistungsschneidstoffen zum Anfasen eingesetzt wird. High performance cutting materials is used for chamfering.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ober- und Unterseite der Werkräder (1 ) oder Zahnräder (1) mindestens je ein Anfaswerkzeug (2, 2‘) zugeordnet ist. 10. Device according to one of the claims 7 to 9, characterized in that the top and bottom of the work wheels (1) or gears (1) at least one chamfering tool (2, 2 ') is assigned.
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