DE102023102805A1 - Method for grinding a gear - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein modifiziertes Mehrschnitt-Profilschleifen zum Erzeugen topologischer Modifikationen an einer Verzahnung. Hierzu wird die Zahnflanke (18) in Flankenabschnitt (B1 - B5) segmentiert und segmentweise mit einem Schleifwerkzeug bearbeitet, das an die topologische Modifikationen angepasst ist und ein Flankenspiel aufweist. The invention relates to a modified multi-cut profile grinding process for producing topological modifications to a gear tooth. For this purpose, the tooth flank (18) is segmented into flank sections (B1 - B5) and machined segment by segment with a grinding tool that is adapted to the topological modifications and has a flank clearance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen einer Verzahnung.The present invention relates to a method for grinding a gear.
Die Zahnflanken von Zahnrädern werden häufig mit Verzahnungsmodifikationen versehen. Verzahnungsmodifikationen dienen beispielsweise zur Verbesserung der Tragfähigkeit, der Robustheit gegenüber last- oder toleranzbedingten Verlagerungen oder des Geräuschverhaltens, um nur einige Aspekte zu nennen.The tooth flanks of gears are often modified. Gear modifications are used, for example, to improve load-bearing capacity, robustness against load- or tolerance-related displacements, or noise behavior, to name just a few aspects.
„Klassische“ Verzahnungsmodifikationen sind beispielsweise Rücknahmen im Bereich des Zahnkopfs, des Zahnfußes oder der Zahnenden, Balligkeiten in Profil- und/oder Flankenrichtung oder auch Winkelmodifikationen in Profil- und/oder Flankenrichtung. Um zu einer gewünschten Flankenform zu gelangen, können verschiedene Profil- und Flankenlinienmodifikationen durch eine Superposition miteinander kombiniert werden.“Classic” gear modifications include, for example, recesses in the area of the tooth tip, the tooth root or the tooth ends, crowning in the profile and/or flank direction or angle modifications in the profile and/or flank direction. In order to achieve a desired flank shape, different profile and flank line modifications can be combined with one another by superposition.
Im Rahmen einer softwarebasierten Verzahnungsauslegung werden beispielsweise für jede der gewünschten Modifikationen durch einen Bediener Parameter gesetzt, die die Ausprägung der betreffenden Modifikation festlegen, wobei anhand dieser Vorgaben die Flankenform berechnet wird. Die Möglichkeiten der Gestaltung der Flankenform sind dabei durch die den jeweiligen Modifikationen zugeordneten, in der Software hinterlegten Berechnungsformeln limitiert, die die eingegebenen Parameter der gewünschten Modifikationen in eine Soll-Geometrie der Zahnflanke übersetzen.As part of a software-based gear design, for example, an operator sets parameters for each of the desired modifications that determine the nature of the modification in question, with the flank shape being calculated based on these specifications. The options for designing the flank shape are limited by the calculation formulas stored in the software that are assigned to the respective modifications and that translate the entered parameters of the desired modifications into a target geometry of the tooth flank.
Alternativ zur Superposition der klassischen Verzahnungsmodifikationen ist es zudem bekannt, sogenannte topologische Modifikationen zu definieren. Hierbei wird die Zahnflanke als Gitter bzw. Freiformfläche betrachtet und Modifikationswerte anhand von Stützstellen auf diesem Gitter frei vorgegeben. So lassen sich beliebig modifizierte Flankenformen definieren, die nicht durch einen vorgegebenen Katalog vordefinierter Verzahnungsmodifikationen beschränkt sind. Der Begriff „beliebig modifizierte Flankenformen“ ist vor diesem Hintergrund selbstverständlich auf Flankenformen beschränkt, die eine lauffähige Verzahnung ermöglichen.As an alternative to the superposition of the classic gear modifications, it is also known to define so-called topological modifications. Here, the tooth flank is viewed as a grid or free-form surface and modification values are freely specified based on support points on this grid. In this way, arbitrarily modified flank shapes can be defined that are not limited by a given catalog of predefined gear modifications. Against this background, the term "arbitrarily modified flank shapes" is of course limited to flank shapes that enable a functioning gear.
Die tatsächlich herstellbare Geometrie bzw. Flankenform ist in der Verzahntechnik eng mit dem verwendeten Herstellverfahren verknüpft. Als Herstellungsverfahren für die Hartfeinbearbeitung größermoduliger Verzahnungen im Windkraftbereich kommt derzeit meist das konventionelle Profilschleifen zum Einsatz. Beim Profilschleifen bildet das Profil der Schleifscheibe des Negativ zur Zahnlücke, so dass eine Zahnflanke oder beide Zanflanken in einem Überlauf entlang der gesamten Zahnhöhe geschliffen werden können. Hierbei besteht ein linienförmiger Kontakt entlang der gesamten Zahnhöhe bzw. entlang des gesamten Wälzwegs.In gear technology, the geometry or flank shape that can actually be produced is closely linked to the manufacturing process used. Conventional profile grinding is currently the manufacturing process used for hard finishing of larger-module gears in the wind power sector. In profile grinding, the profile of the grinding wheel forms the negative of the tooth gap, so that one tooth flank or both tooth flanks can be ground in one overrun along the entire tooth height. This creates linear contact along the entire tooth height or along the entire rolling path.
Das Profilschleifen lässt aufgrund seines verfahrensbedingt linienförmigen Kontakts zwischen der Schleifscheibe und der Zahnflanke über der gesamten Zahnhöhe die Erzeugung von topologischen Modifikationen nicht zu. Bei der Auslegung von Zahnrädern für Windkraftgetriebe besteht jedoch seitens des Marktes der Wunsch, die Modifikationen der Zahnflanken freier gestalten zu können, als es durch die einfache Superposition von Profil- und Flankenlinienmodifikationen der Fall ist, ohne dabei die Wirtschaftlichkeit des Schleifprozesses aus den Augen zu verlieren.Due to the linear contact between the grinding wheel and the tooth flank over the entire tooth height, profile grinding does not allow the creation of topological modifications. When designing gears for wind turbine gearboxes, however, there is a desire on the part of the market to be able to design the modifications to the tooth flanks more freely than is the case with the simple superposition of profile and flank line modifications, without losing sight of the economic efficiency of the grinding process.
Grundsätzlich geeignet, topologische Modifikationen zu erzeugen, wären z.B. das kontinuierliche Wälzschleifen mittels einer Schleifschnecke, das für größere Module jedoch nicht etabliert ist, sowie das historische Teilwälzscheifen.In principle, methods suitable for producing topological modifications would be continuous generating grinding using a grinding worm, which is not established for larger modules, as well as the historical partial generating grinding.
Beim historischen Teilwälzschleifen werden eine Abwälzbewegung und Pendelhübe einander überlagert, wobei eine Schleifscheibe mit trapezförmigem Profil verwendet wird. Ein Abtragbereich der Schleifscheibe ist dabei auf einen punkförmigen Kontakt zur Zahnflanke beschränkt. Zwar wäre es mit heutiger CNC-Technik möglich, jedem einzelnen Pendelhub eine auf die im Kontaktbereich vorgegebene Zahnflankenmodifikation optimierte Hubbahn vorzugeben. Aufgrund des trapezförmigen Profils der Schleifscheibe und des daraus resultierenden Punktkontakts beim Schleifen wären hierzu jedoch deutlich zu viele Schnitte erforderlich, was das Verfahren unwirtschaftlich macht.In historical partial generating grinding, a rolling movement and pendulum strokes are superimposed on one another, using a grinding wheel with a trapezoidal profile. The removal area of the grinding wheel is limited to a point-shaped contact with the tooth flank. With today's CNC technology, it would be possible to specify a stroke path for each individual pendulum stroke that is optimized for the tooth flank modification specified in the contact area. However, due to the trapezoidal profile of the grinding wheel and the resulting point contact during grinding, this would require far too many cuts, which makes the process uneconomical.
Ein Bearbeitungsverfahren, das topologische Modifikationen ermöglicht, ist das sogenannte Generierungsschleifen der Firma Kapp-Niles. Hierbei wird eine Zahnflanke in einem finalen Bearbeitungsschritt mit einer speziellen Schleifscheibe mit kreisbogenförmigem Profil zeilenweise bearbeitet. Zwischen der Schleifscheibe und der Zahnflanke besteht daher ein Punktkontakt und es kommt zu extrem langen Bearbeitungszeiten.One machining process that enables topological modifications is the so-called generation grinding from Kapp-Niles. In this process, a tooth flank is machined line by line in a final machining step using a special grinding wheel with a circular arc profile. There is therefore point contact between the grinding wheel and the tooth flank, resulting in extremely long machining times.
Ein weiteres Bearbeitungsverfahren, das topologische Modifikationen ermöglicht, ist das sogenannte Mehrschnittschleifen der Firma Klingelnberg. Hierbei werden topologische Modifikationen durch eine Aufteilung von Schlichthüben in einige wenige in Profilrichtung nur bereichsweise abtragende Hubschnitte erzeugt. Zwar ist die Bearbeitungszeit hierbei geringer als beim vorgenannten Generierungsschleifen. Jedoch ist sind Möglichkeiten der erzeugbaren topologischen Modifikationen deutlich eingeschränkt.Another machining process that enables topological modifications is the so-called multi-cut grinding from Klingelnberg. Here, topological modifications are created by dividing finishing strokes into a few stroke cuts that only remove material in certain areas in the profile direction. The machining time is shorter than with the aforementioned generation grinding. However, the possibilities for topological modifications that can be created are significantly limited.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zum Schleifen einer Verzahnung anzugeben, das die effiziente Schleifbearbeitung von Verzahnungen mit topologischen Modifikationen ermöglicht.Against this background, the present invention is based on the technical problem of specifying a method for grinding a gear that enables the efficient grinding of gears with topological modifications.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.The technical problem described above is solved with the features of the independent claim. Further embodiments of the invention emerge from the dependent claims and the description below.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren angegeben, mit den Verfahrensschritten: Schleifen einer Zahnflanke eines Zahns einer Verzahnung mittels eines scheibenförmigen Schleifwerkzeugs, wobei zwei oder mehr Flankenabschnitte der Zahnflanke bearbeitet werden, wobei jeder der Flankenabschnitte in einer separaten Zustellung bearbeitet wird, wobei jedem Flankenabschnitt Maschineneinstellungen zugeordnet werden, die eine Stellung des Schleifwerkzeugs relativ zu dem Zahn definieren, wobei für jede der Maschineneinstellungen gilt, dass ein Linienkontakt zwischen dem Schleifwerkzeug und der Zahnflanke gebildet ist, dass eine Abschnitt eines Profils des Schleifwerkzeugs, der mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist, eine Form eines Soll-Abschnitts eines Soll-Profils der Zahnflanke an dem der Maschineneinstellung zugeordneten Flankenabschnitt der Zahnflanke durch das Ausführen einer Hubbewegung in Zahnbreitenrichtung erzeugt und dass ein Abschnitt des Profils des Schleifwerkzeugs ein Flankenspiel zu der Zahnflanke aufweist und nicht in spanabhebendem Schleifkontakt mit der Zahnflanke ist, wobei wenigstens einer der Abschnitte des Profils, der für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist, für mindestens eine weitere Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen ein Flankenspiel zu der Zahnflanke aufweist, wobei wenigstens einer der Abschnitte des Profils, der für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen ein Flankenspiel zu der Zahnflanke aufweist, für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist und wobei das Soll-Profil der Zahnflanke, entlang der Zahnbreite betrachtet, nicht konstant ist.According to the invention, a method is specified, comprising the method steps: grinding a tooth flank of a tooth of a gearing by means of a disk-shaped grinding tool, wherein two or more flank sections of the tooth flank are machined, wherein each of the flank sections is machined in a separate infeed, wherein each flank section is assigned machine settings that define a position of the grinding tool relative to the tooth, wherein for each of the machine settings, a line contact is formed between the grinding tool and the tooth flank, that a section of a profile of the grinding tool that is in cutting grinding contact with the tooth flank produces a shape of a target section of a target profile of the tooth flank on the flank section of the tooth flank assigned to the machine setting by carrying out a stroke movement in the tooth width direction and that a section of the profile of the grinding tool has a flank clearance to the tooth flank and is not in cutting grinding contact with the tooth flank, wherein at least one of the sections of the profile, which is in machining sliding contact with the tooth flank for at least one machine setting of the machine settings, has a flank clearance to the tooth flank for at least one further machine setting of the machine settings, wherein at least one of the sections of the profile which has a flank clearance to the tooth flank for at least one machine setting of the machine settings is in machining sliding contact with the tooth flank for at least one machine setting of the machine settings and wherein the target profile of the tooth flank, viewed along the tooth width, is not constant.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Form zumindest eines Abschnitts des Profils des Schleifwerkzeugs, der mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist, einer Form zumindest eines Soll-Abschnitts des Soll-Profils der Zahnflanke entspricht und diese Form des Soll-Abschnitts des Soll-Profils auf den der Maschineneinstellung zugeordneten Flankenabschnitt der Zahnflanke durch das Ausführen einer Hubbewegung in Zahnbreitenrichtung abbildet.It can be provided that a shape of at least one section of the profile of the grinding tool, which is in cutting sliding contact with the tooth flank, corresponds to a shape of at least one desired section of the desired profile of the tooth flank and this shape of the desired section of the desired profile is mapped onto the flank section of the tooth flank assigned to the machine setting by carrying out a stroke movement in the tooth width direction.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Form zumindest eines Abschnitts des Profils des Schleifwerkzeugs, der mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist, näherungsweise einer Form zumindest eines Soll-Abschnitts des Soll-Profils der Zahnflanke entspricht und diese Form des Soll-Abschnitts des Soll-Profils näherungsweise auf den der Maschineneinstellung zugeordneten Flankenabschnitt der Zahnflanke durch das Ausführen einer Hubbewegung in Zahnbreitenrichtung abbildet. Mit anderen Worten kann ein solcher Abschnitt des Profils des Schleifwerkzeugs einem verzerrten Soll-Profil der Zahnflanke entsprechen, das eine Herstellung des Soll-Profils der Zahnflanke innerhalb der vorgesehenen Toleranz ermöglicht. Wenn vorliegend davon gesprochen wird, dass das Soll-Profil der Zahnflanke entlang der Zahnbreite betrachtet nicht konstant ist, so bedeutet dies insbesondere, dass die Zahnflanke topologische Modifikationen aufweist.Alternatively or additionally, it can be provided that a shape of at least one section of the profile of the grinding tool that is in cutting sliding contact with the tooth flank approximately corresponds to a shape of at least one target section of the target profile of the tooth flank and this shape of the target section of the target profile approximately maps onto the flank section of the tooth flank assigned to the machine setting by carrying out a lifting movement in the tooth width direction. In other words, such a section of the profile of the grinding tool can correspond to a distorted target profile of the tooth flank that enables the target profile of the tooth flank to be produced within the specified tolerance. When it is said here that the target profile of the tooth flank is not constant when viewed along the tooth width, this means in particular that the tooth flank has topological modifications.
Der Begriff „topologische Modifikationen“ umfasst erfindungsgemäß sowohl klassische Modifikationen, wie Rücknahmen im Bereich des Zahnkopfs, des Zahnfußes oder der Zahnenden, Balligkeiten in Profil- und/oder Flankenrichtung oder auch Winkelmodifikationen in Profil- und/oder Flankenrichtung als auch eine Superpositionen klassischer Modifikationen. Der Begriff „topologische Modifikationen“ umfasst erfindungsgemäß zudem Modifikationen, wobei die Zahnflanke als Gitter bzw. Freiformfläche betrachtet und Modifikationswerte anhand von Stützstellen auf diesem Gitter frei vorgegeben werden. So lassen sich beliebig modifizierte Flankenformen definieren, die nicht durch einen vorgegebenen Katalog vordefinierter Verzahnungsmodifikationen beschränkt sind. Der Begriff „beliebig modifizierte Flankenformen“ ist vor diesem Hintergrund auf Flankenformen beschränkt, die eine lauffähige Verzahnung ermöglichen.According to the invention, the term "topological modifications" includes both classic modifications, such as recesses in the area of the tooth tip, the tooth root or the tooth ends, crowning in the profile and/or flank direction or also angle modifications in the profile and/or flank direction as well as a superposition of classic modifications. According to the invention, the term "topological modifications" also includes modifications in which the tooth flank is viewed as a grid or free-form surface and modification values are freely specified based on support points on this grid. In this way, arbitrarily modified flank shapes can be defined that are not restricted by a given catalog of predefined gear modifications. Against this background, the term "arbitrarily modified flank shapes" is restricted to flank shapes that enable a functioning gear.
So kann es z.B. sinnvoll sein, Korrekturen von Abweichungen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzunehmen, die im Rahmen der Herstellung klassischer Modifikationen auftreten. So kann z.B. eine Balligkeit einer Schrägverzahnung in drei Schnitten durch bereichsweises Schleifen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt werden, um Abweichungen zu Minimieren.For example, it may be useful to use the method according to the invention to make corrections to deviations that occur during the production of classic modifications. For example, a crowning of a helical gear can be created in three cuts by grinding in certain areas using the method according to the invention in order to minimize deviations.
Die Erfindung kombiniert die Effizienz des Profilschleifens mit der Flexibilität des historischen Teilwälzschleifens. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als modifiziertes Mehrschnitt-Profilschleifen bezeichnet werden. Diese Bezeichnung leitet sich von einer vorteilhaften Vorgehensweise zur Prozessauslegung des erfindungsgemäßen Verfahrens ab, die von einem unmodifizierten Schleifscheibenprofil gemäß dem konventionellen Profilschleifen ausgeht.The invention combines the efficiency of profile grinding with the flexibility of historical partial generating grinding. The method according to the invention can also be referred to as modified multi-cut profile grinding. This name is derived from an advantageous procedure for the process design of the method according to the invention. rens, which assumes an unmodified grinding wheel profile according to conventional profile grinding.
Beim konventionellen Profilschleifen bildet das Schleifscheibenprofil das Negativ des Flankenprofils aus. Es besteht daher beim konventionellen Profilschleifen ein Linienkontakt zwischen dem Schleifscheibenprofil und der zu fertigenden Zahnflanke entlang des gesamten Wälzwegs.In conventional profile grinding, the grinding wheel profile forms the negative of the flank profile. In conventional profile grinding, there is therefore line contact between the grinding wheel profile and the tooth flank to be produced along the entire rolling path.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zur Auslegung des Profils des Schleifwerkzeugs, analog zum konventionellen Profilschleifen, dieses Profil zunächst als ein unmodifiziertes Profil definiert wird, das in mindestens einem Schnitt, z.B. im Stirnschnitt, dem topologisch modifizierten Soll-Profil der Zahnflanke entspricht. In diesem mindestens einen Schnitt entspricht das unmodifizierte Profil des Schleifwerkzeugs daher dem topologisch modifizierten Soll-Profil der Zahnflanke - und zwar entlang des gesamten Wälzwegs.According to the invention, it can be provided that, in order to design the profile of the grinding tool, analogous to conventional profile grinding, this profile is initially defined as an unmodified profile which corresponds to the topologically modified target profile of the tooth flank in at least one section, e.g. in the face section. In this at least one section, the unmodified profile of the grinding tool therefore corresponds to the topologically modified target profile of the tooth flank - along the entire rolling path.
Anschließend können ein Flankenabschnitt der Soll-Geometrie der Zahnflanke ausgewählt und Maschineneinstellungen, d.h. eine Prozesskinematik, erzeugt werden, mit der sich die vorgegebenen topologischen Modifikationen des Soll-Profils der Zahnflanke für diesen Flankenabschnitt entlang der Zahnbreite mit dem unmodifizierten Profil des Schleifwerkzeugs bestmöglich erzeugen lassen. Der Flankenabschnitt kann z.B. als ein Wälzbereich definiert werden.A flank section of the target geometry of the tooth flank can then be selected and machine settings, i.e. process kinematics, can be generated with which the specified topological modifications of the target profile of the tooth flank for this flank section along the tooth width can be generated in the best possible way with the unmodified profile of the grinding tool. The flank section can be defined, for example, as a rolling area.
Abhängig von der vorgegebenen topologischen Modifikation des Soll-Profils der Zahnflanke hat die zuvor definierte Prozesskinematik ggf. zur Folge, dass es für an den ausgewählten Flankenabschnitt angrenzende Flankenabschnitte zu Durchdringungen des Soll-Profils der Zahnflanke kommt. Die topologischen Modifikationen des Soll-Profils der Zahnflanke sind in diesem Fall daher nicht für die gesamte Zahnflanke mit dem unmodifizierten Profil des Schleifwerkzeugs herstellbar.Depending on the specified topological modification of the target profile of the tooth flank, the previously defined process kinematics may result in penetrations of the target profile of the tooth flank for flank sections adjacent to the selected flank section. In this case, the topological modifications of the target profile of the tooth flank cannot therefore be produced for the entire tooth flank with the unmodified profile of the grinding tool.
Um die Durchdringungen zu vermeiden, wird das unmodifizierte Profil des Schleifwerkzeugs modifiziert, in dem das Flankenspiel definiert wird, und so ein modifiziertes Profil des Schleifwerkzeugs angegeben wird. Im Wesentlichen besteht die Modifikation des Schleifwerkzeugs darin, dass das unmodifizierte Profil des Schleifwerkzeugs in einem oder mehreren zu dem den ausgewählten Flankenabschnitt schleifenden Abschnitt des Profils des Schleifwerkzeugs benachbarten Bereichen zurückgenommen wird, um die vorgenannten Durchdringungen zu vermeiden.In order to avoid the penetrations, the unmodified profile of the grinding tool is modified by defining the flank clearance and thus specifying a modified profile of the grinding tool. Essentially, the modification of the grinding tool consists in the unmodified profile of the grinding tool being reduced in one or more areas adjacent to the section of the profile of the grinding tool that grinds the selected flank section in order to avoid the aforementioned penetrations.
Anschließend werden Maschineneinstellungen, d.h. eine jeweilige Prozesskinematik, zur Fertigung der weiteren Flankenabschnitte der Zahnflanke definiert, um die topologisch modifizierte Soll-Geometrie der gesamten Zahnflanke bzw. das topologisch modifizierte Soll-Profil der Zahnflanke entlang der gesamten Zahnbreite mit dem modifizierten Schleifwerkzeug zu erzeugen.Subsequently, machine settings, i.e. a respective process kinematics, are defined for the production of the further flank sections of the tooth flank in order to generate the topologically modified target geometry of the entire tooth flank or the topologically modified target profile of the tooth flank along the entire tooth width with the modified grinding tool.
Mit anderen Worten wird die das topologisch modifizierte Soll-Profil der Zahnflanke segmentiert und mit zugeordneten Segmenten des Profils des modifizierten Schleifwerkzeugs geschliffen.In other words, the topologically modified target profile of the tooth flank is segmented and ground with associated segments of the profile of the modified grinding tool.
Das vorgeschlagene modifizierte Mehrschnitt-Profilschleifen ermöglicht daher die effiziente Herstellung topologischer Modifikationen.The proposed modified multi-cut profile grinding therefore enables the efficient production of topological modifications.
Im voranstehenden Bespiel erfolgt die Auslegung des Profils des Schleifwerkzeugs vom Stirnschnitt aus. Ausgangspunkt der Auslegung kann aber auch jede andere im Wälzweg monotone Linie auf der Zahnflanke sein, die den gesamten Bereich von einem Fußformkreis bis zu einem Kopfkreis überdeckt. In Frage kommen hier beispielsweise eine Kontaktlinie zwischen Schleifscheibe und Zahnflanke an einer vorgegebenen Hubposition aber auch Linien, die die Form der vorgegebenen topologischen Modifikation charakterisieren, wie etwa Höhen- oder Scheitellinien. Bei der Auslegung des Schleifscheibenprofils auf einen Kontakt mit der Sollflanke entlang einer Linie mit geringsten Abweichungen kann so bereits ohne eine zusätzliche Aufbringung von bereichsweisen Modifikationen des Scheibenprofils dafür gesorgt werden, dass der erste Schnitt keine oder nur geringe Durchdringungen erzeugt und zumindest abschnittsweise bereits ein Flankenspiel vorhanden ist.In the above example, the profile of the grinding tool is designed from the face cut. However, the starting point for the design can also be any other monotonous line on the tooth flank in the rolling path that covers the entire area from a root form circle to a tip circle. Examples of possible options here are a contact line between the grinding wheel and the tooth flank at a specified stroke position, but also lines that characterize the shape of the specified topological modification, such as height or crest lines. When designing the grinding wheel profile for contact with the target flank along a line with the smallest deviations, it can be ensured that the first cut produces no or only minimal penetrations and that flank clearance is already present at least in sections, without additional area-specific modifications to the wheel profile.
Das Profil des Schleifwerkzeugs, welches ein Flankenspiel zum Soll-Profil der Zahnflanke aufweist, kann auch als modifiziertes Profil des Schleifwerkzeug bezeichnet werden. Das Schleifwerkzeug mit dem modifizierten Profil kann als modifiziertes Schleifwerkzeug bezeichnet werden.The profile of the grinding tool, which has a flank clearance to the target profile of the tooth flank, can also be referred to as the modified profile of the grinding tool. The grinding tool with the modified profile can be referred to as a modified grinding tool.
Die Anzahl der Schnitte bzw. die Anzahl der Flankenabschnitte kann dabei in Abhängigkeit von den vorgegebenen topologischen Modifikationen festgelegt werden.The number of cuts or the number of flank sections can be determined depending on the specified topological modifications.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zahnflanke in drei oder mehr Flankenabschnitte unterteilt wird.For example, it may be provided that the tooth flank is divided into three or more flank sections.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zahnflanke in zehn oder weniger Flankenabschnitte unterteilt wird.For example, it may be provided that the tooth flank is divided into ten or fewer flank sections.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zahnflanke in genau drei oder in genau vier oder in genau fünf oder in genau sechs Flankenabschnitte unterteilt wird.For example, it can be provided that the tooth flank is divided into exactly three or exactly four or exactly five or exactly six flank sections.
Wenn vorliegend von einem Flankenabschnitt zugeordneten Maschineneinstellungen gesprochen wird, so enthalten diese Maschineneinstellungen insbesondere eine Prozesskinematik zur vollständigen Bearbeitung des betreffenden Flankenabschnitts entlang der Zahnbreite mit dem zugeordneten Abschnitt des Profils des Schleifwerkzeugs.When we speak here of machine settings assigned to a flank section, these machine settings contain in particular a process kinematics for the complete machining of the flank section in question along the tooth width with the assigned section of the profile of the grinding tool.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine entlang der Zahnbreite verlaufende Flankenlinie und/oder Profillinie der Zahnflanke zumindest abschnittsweise wellenförmig ist. Wellenförmig bedeutet dabei insbesondere, dass eine Flankenlinie und/oder eine Profillinie der Zahnflanke im Vergleich zu einer unmodifizierten Flankenlinie und/oder Profillinie einen Kurvenverlauf mit einem oder mehr Wendepunkten beschreibt.According to one embodiment of the method, it can be provided that a flank line and/or profile line of the tooth flank running along the tooth width is at least partially undulating. Undulating means in particular that a flank line and/or a profile line of the tooth flank describes a curve with one or more turning points compared to an unmodified flank line and/or profile line.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, das Soll-Profil der Zahnflanke zumindest abschnittsweise evolventenförmig ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Soll-Profil der Zahnflanke in den tragenden Bereichen der Zahnflanke evolventenförmig ist, d. h. in denjenigen Bereichen, die im Betrieb zur Leistungsübertragung mit einer zugeordneten Zahnflanke eines weiteren Zahnrads abwälzen bzw. im Eingriff sind.Alternatively or additionally, the target profile of the tooth flank can be involute-shaped at least in sections. In particular, the target profile of the tooth flank can be involute-shaped in the load-bearing areas of the tooth flank, i.e. in those areas that roll or mesh with an associated tooth flank of another gear during operation for power transmission.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Profil des Schleifwerkzeugs nicht trapezförmig ist. In Abgrenzung zum historischen Teilwälzschleifen ist das Profil des Schleifwerkzeugs - und zwar das modifizierte Profil des Schleifwerkzeugs, für das das Flankenspiel berücksichtigt ist - zumindest abschnittsweise an das topologisch modifizierte Soll-Profil der Zahnflanke angepasst. In Kombination mit der daran angepassten Maschinenkinematik kann die Anzahl der erforderlichen Schnitte im Vergleich zum historischen Teilwälzschleifen maßgeblich reduziert werden, da statt eines Punktkontakts ein Linienkontakt für den betreffenden Flankenabschnitt ermöglicht wird.According to a further embodiment of the method, the profile of the grinding tool can be non-trapezoidal. In contrast to historical partial generating grinding, the profile of the grinding tool - namely the modified profile of the grinding tool for which the flank clearance is taken into account - is adapted at least in sections to the topologically modified target profile of the tooth flank. In combination with the machine kinematics adapted to this, the number of cuts required can be significantly reduced compared to historical partial generating grinding, since line contact is enabled for the relevant flank section instead of point contact.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Profil des Schleifwerkzeugs in mindestens einem derjenigen Abschnitte konvex gekrümmt ist, der eine Bearbeitung eines tragenden Bereichs der Zahnflanke vornimmt. Wie zuvor bereits erwähnt, ist ein solcher tragender Bereich der Zahnflanke derjenige Bereich, der im Betrieb des Zahnrads an der Lastübertragung beteiligt ist und im abwälzenden Kontakt mit einem entsprechend zugeordneten weiteren Zahnrad steht.In particular, it can be provided that the profile of the grinding tool is convexly curved in at least one of the sections that carries out machining of a load-bearing region of the tooth flank. As already mentioned, such a load-bearing region of the tooth flank is the region that is involved in the load transfer during operation of the gear and is in rolling contact with a correspondingly assigned further gear.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Soll-Profil des Schleifwerkzeugs für alle Maschineneinstellungen gleich ist. Es versteht sich, dass das tatsächliche Profil des Schleifwerkzeugs aufgrund von Verschleißerscheinungen von Schnitt zu Schnitt nicht genau identisch ist. Aus diesem Grund wird vorliegend der Begriff des Soll-Profils des Schleifwerkzeugs eingeführt, um herauszustellen, dass für jede Maschineneinstellung dieselbe Profilgeometrie des Schleifwerkzeugs zugrunde gelegt wird und zwischen den einzelnen Schnitten kein Abrichten des Schleifwerkzeugs auf eine andere Profilgeometrie erfolgt. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass zwischen zwei Schnitten zur Bearbeitung aufeinanderfolgender Flankenabschnitte oder nach der Bearbeitung einer Zahnflanke und vor der Bearbeitung einer weiteren Zahnflanke ein Abrichten des Schleifwerkzeugs auf das vorgegebene Soll-Profil erfolgt, welches das erfindungsgemäße Profil des Schleifwerkzeugs samt des vorgesehenen Flankenspiels widerspiegelt.It can be provided that a target profile of the grinding tool is the same for all machine settings. It goes without saying that the actual profile of the grinding tool is not exactly identical from cut to cut due to signs of wear. For this reason, the term target profile of the grinding tool is introduced here to emphasize that the same profile geometry of the grinding tool is used for each machine setting and that the grinding tool is not dressed to a different profile geometry between the individual cuts. It can, however, be provided that between two cuts for machining successive flank sections or after machining a tooth flank and before machining another tooth flank, the grinding tool is dressed to the specified target profile, which reflects the profile of the grinding tool according to the invention including the intended flank clearance.
Demnach können die topologischen Modifikationen der Zahnflanke mit ein und derselben Profilgeometrie des Schleifwerkzeugs für alle Flankenabschnitte erzeugt werden. Es kann daher insgesamt ein Zahnrad mit topologischen Modifikationen geschliffen werden, wobei ein und dieselbe Profilgeometrie des Schleifwerkzeugs für die Bearbeitung der gesamten Zahnflanke verwendet werden kann.Accordingly, the topological modifications of the tooth flank can be created with one and the same profile geometry of the grinding tool for all flank sections. A gear can therefore be ground with topological modifications, whereby one and the same profile geometry of the grinding tool can be used to machine the entire tooth flank.
Gemäß alternativer Ausgestaltungen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Flankenspiel, für eine Maschineneinstellung betrachtet, ausgehend von dem Abschnitt des spanabhebenden Schleifkontakts entlang des Wälzwegs wächst. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch in zu dem Abschnitt des spanabhebenden Schleifkontakts weiter entfernt liegenden Abschnitten des Profils der Schleifscheibe für weitere Maschineneinstellungen keine ungewollte Durchdringung der topologisch modifizierten Sollgeometrie bzw. des topologisch modifizierten Soll-Profils der Zahnflanke entsteht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Flankenspiel, für eine Maschineneinstellung betrachtet, ausgehend von dem Abschnitt des spanabhebenden Schleifkontakts entlang des Wälzwegs linear wächst.According to alternative embodiments of the method, it can be provided that the flank clearance, viewed for a machine setting, grows starting from the section of the cutting sliding contact along the rolling path. In this way, it can be ensured that even in sections of the profile of the grinding wheel that are further away from the section of the cutting sliding contact, no unwanted penetration of the topologically modified target geometry or the topologically modified target profile of the tooth flank occurs for further machine settings. In particular, it can be provided that the flank clearance, viewed for a machine setting, grows linearly starting from the section of the cutting sliding contact along the rolling path.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Flankenspiel und eine Profilform des Soll-Profils ausgehend von einer vordefinierten Wälzstellung und einer zugeordneten Prozesskinematik berechnet werden.Alternatively, it can be provided that a flank clearance and a profile shape of the target profile are calculated based on a predefined rolling position and an associated process kinematics.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine einzelseitige und einzelteilende Schleifbearbeitung erfolgt, wobei das Schleifwerkzeug ausschließlich mit der zu bearbeitenden Zahnflanke im Schleifkontakt ist und während des Schleifens der zu bearbeitenden Zahnflanke mit keiner weiteren Zahnflanke im Schleifkontakt ist. Linksflanken und Rechtsflanken werden daher unahängig voneinander in separaten Zustellungen gefertigt.According to a further embodiment of the method, it can be provided that a single-sided and individual grinding process is carried out, whereby the grinding tool is in grinding contact exclusively with the tooth flank to be machined and during grinding of the tooth flank to be machined, there is no grinding contact with any other tooth flank. Left flanks and right flanks are therefore manufactured independently of each other in separate infeeds.
Das Schleifwerkzeug ist vorliegend insbesondere kein schneckenförmiges Schleifwerkzeug, wie eine Schleifschnecke oder dergleichen, sondern eine Schleifscheibe, die zum aufeinanderfolgenden, einzelteilenden bearbeitenden der Zahnflanken Lücke für Lücke vorgesehen ist.In the present case, the grinding tool is in particular not a worm-shaped grinding tool, such as a grinding worm or the like, but a grinding wheel which is intended for the successive, individual machining of the tooth flanks, gap by gap.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass vor dem Schleifen der Flankenabschnitte mindestens eine Schleifbearbeitung der Zahnflanke durch Profilschleifen erfolgt, wobei die Zahnflanke insbesondere über der gesamten Breite und entlang des gesamten Wälzwegs geschliffen wird und wobei insbesondere ein Aufmaß für die nachfolgende Bearbeitung der Flankenabschnitte vorgehalten wird. Demnach kann zunächst insbesondere ein konventionelles Profilschleifen erfolgen, bevor topologische Modifikationen mittels der Mehrschnittbearbeitung der Zahnflanke in Form der erfindungsgemäßen Aufteilung in Flankenabschnitte erfolgt. Ein für die finale Schleifbearbeitung der Flankenabschnitte vorgehaltenes Aufmaß kann dabei insbesondere derart gewählt werden, dass aus den voranstehenden Überläufen im konventionellen Profilschleifen entstandene Abweichungen egalisiert werden können.According to one embodiment of the method, it can be provided that before grinding the flank sections, at least one grinding operation of the tooth flank takes place by profile grinding, wherein the tooth flank is ground in particular over the entire width and along the entire rolling path and wherein in particular an allowance is kept for the subsequent machining of the flank sections. Accordingly, in particular a conventional profile grinding can be carried out first before topological modifications are carried out by means of the multi-cut machining of the tooth flank in the form of the division into flank sections according to the invention. An allowance kept for the final grinding of the flank sections can in particular be selected in such a way that deviations resulting from the preceding overruns in conventional profile grinding can be equalized.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder der Flankenabschnitte in zwei oder mehr Überläufen bearbeitet wird. D. h. alternativ oder ergänzend zu dem voranstehend beschriebenen konventionellen Profilschleifen, das der Bearbeitung der Flankenabschnitte vorgeschaltet sein kann, kann auch die Bearbeitung der Flankenabschnitte jeweils in mehreren Überläufen erfolgen.It can be provided that each of the flank sections is machined in two or more passes. This means that as an alternative or in addition to the conventional profile grinding described above, which can be carried out before the machining of the flank sections, the machining of the flank sections can also be carried out in several passes.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei der Flankenabschnitt zumindest abschnittsweise überlappen. Auf diese Weise können eine hohe Qualität der Abbildung der geforderten Modifikationen auf die Zahnflanke erreicht werden.According to one embodiment of the method, it can be provided that at least two of the flank sections overlap at least in sections. In this way, a high quality of the mapping of the required modifications onto the tooth flank can be achieved.
Es kann vorgesehen sein, dass ein jeweils erforderliches Flankenspiel für alle Maschineneinstellungen berechnet und ein Maximum des erforderlichen Flankenspiels als Flankenspiel festgelegt wird. Auf diese Weise kann zuverlässig vermieden werden, dass es für eine der Maschineneinstellungen während der Fertigung eines der Flankenabschnitte zu Durchdringungen des Soll-Profils benachbarter Flankenabschnitte kommt.It can be provided that a required flank clearance is calculated for all machine settings and a maximum of the required flank clearance is defined as the flank clearance. In this way, it can be reliably avoided that for one of the machine settings during the production of one of the flank sections, penetrations of the target profile of adjacent flank sections occur.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Soll-Profil der Zahnflanke, das entlang der Zahnbreite betrachtet nicht konstant ist, eine topologische Modifikation aufweist, wobei die jeweilige einem Flankenabschnitt zugordnete Maschineneinstellung eine Maschinenkinematik zur Erzeugung der topologischen Modifikation enthält und wobei die topologische Modifikation mittels zweier Maschinenachsen abgebildet wird.According to one embodiment of the method, it can be provided that the target profile of the tooth flank, which is not constant when viewed along the tooth width, has a topological modification, wherein the respective machine setting assigned to a flank section contains machine kinematics for generating the topological modification and wherein the topological modification is mapped by means of two machine axes.
Die rechnergestützte Erzeugung der erforderlichen Maschinenkinematik zur Fertigung der topologischen Modifikation ist ein Optimierungsproblem. Dadurch, dass lediglich zwei Maschinenachsen für die Lösung dieses Optimierungsproblems freigegeben werden, werden die Freiheitsgrade für die Optimierung eingeschränkt, um das Finden eines globalen Minimums im Lösungsraum zu vereinfachen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Shiftachse und eine Werkstückrotationsachse einer Werkzeugmaschine zur Verzahnungsherstellung für die Optimierung freigegeben werden. Diese Achsen dienen somit als Korrekturachsen, um das Erreichen einer geforderten Topologie der Zahnflanken während der Herstellung der Flankenabschnitte zu ermöglichen.The computer-aided generation of the required machine kinematics for producing the topological modification is an optimization problem. By only releasing two machine axes for solving this optimization problem, the degrees of freedom for optimization are restricted in order to simplify the finding of a global minimum in the solution space. For example, it can be provided that a shift axis and a workpiece rotation axis of a machine tool for gear manufacturing are released for optimization. These axes thus serve as correction axes to enable the required topology of the tooth flanks to be achieved during the production of the flank sections.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Linearachse zur radialen Zustellung und/oder eine Schwenkachse des Schleifwerkzeugs als zusätzliche oder alternative Freiheitsgrade zur Festlegung der Maschinenkinematik freigegeben werden.Alternatively or additionally, it can be provided that a linear axis for radial feed and/or a swivel axis of the grinding tool are released as additional or alternative degrees of freedom for determining the machine kinematics.
Die Auswahl und die Anzahl der für die Optimierung freigegebenen Achsen kann in Abhängigkeit von der Gestalt und Ausprägung der topologischen Modifikation erfolgen.The selection and number of axes released for optimization can depend on the shape and nature of the topological modification.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Form der Flankenabschnitte einen, über der Breite der Zahnflanke betrachtet, konstanten Startwälzweg und Endwälzweg aufweist und die Flankenabschnitte im Wesentlichen rechteckig sind.It can be provided that a shape of the flank sections has a constant starting rolling path and an end rolling path, viewed over the width of the tooth flank, and that the flank sections are substantially rectangular.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Form der Flankenabschnitte einen, über der Breite der Zahnflanke betrachtet, nicht-konstanten Startwälzweg und Endwälzweg aufweist und die Flankenabschnitte im Wesentlichen trapezförmig, rautenförmig oder dreiecksförmig sind.Alternatively, it can be provided that a shape of the flank sections has a non-constant starting rolling path and final rolling path, viewed across the width of the tooth flank, and that the flank sections are substantially trapezoidal, diamond-shaped or triangular.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Flankenabschnitte nicht parallel zur Zahnbreite, sondern geneigt über die Zahnflanke erstreckt sind.Alternatively, it can be provided that the flank sections are not parallel to the tooth width, but extend at an angle over the tooth flank.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1A das Profilschleifen gemäß dem Stand der Technik; -
1B ein schrägverzahntes Stirnrad; -
1C eine topologisch modifizierte Zahnflanke und eine nicht modifizierte Zahnflanke; -
2 ein unmodifiziertes Profil einer Schleifscheibe; -
3 das unmodifizierte Profileiner Schleifscheibe aus 2 überlagert mit einem modifizierten Profil der Schleifscheibe; -
4 das modifizierte Profil der Schleifscheibe aus3 -
5 ein Flankenspiel für einen dritten Flankenabschnitt bezogen auf eine unmodifizierte Zahnflanke; -
6 ein Flankenspiel für den dritten Flankenabschnitt für zugeordnete Maschineneinstellungen bezogen auf die topologisch modifizierte Zahnflanke gemäß1C ; -
7 ein Flankenspiel für einen ersten Flankenabschnitt bezogen auf eine unmodifizierte Zahnflanke; -
8 ein Flankenspiel für den ersten Flankenabschnitt für zugeordnete Maschineneinstellungen bezogen auf die topologisch modifizierte Zahnflanke gemäß1C ; -
9 ein Flankenspiel für einen fünften Flankenabschnitt bezogen auf eine unmodifizierte Zahnflanke; -
10 ein Flankenspiel für den fünften Flankenabschnitt für zugeordnete Maschineneinstellungen bezogen auf die topologisch modifizierte Zahnflanke gemäß1C ; -
11 die topologisch modifizierte Zahnflanke aus1 mit dem zugeordneten Flankenspiel gemäß der beschriebenen Schleifwerkzeug- und Prozessauslegung; -
12 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1A profile grinding according to the state of the art; -
1B a helical gear; -
1C a topologically modified tooth flank and a non-modified tooth flank; -
2 an unmodified profile of a grinding wheel; -
3 the unmodified profile of a grinding wheel made of2 superimposed with a modified profile of the grinding wheel; -
4 the modified profile of the grinding wheel3 -
5 a flank clearance for a third flank section relative to an unmodified tooth flank; -
6 a flank clearance for the third flank section for assigned machine settings related to the topologically modified tooth flank according to1C ; -
7 a flank clearance for a first flank section relative to an unmodified tooth flank; -
8th a flank clearance for the first flank section for assigned machine settings related to the topologically modified tooth flank according to1C ; -
9 a flank clearance for a fifth flank section relative to an unmodified tooth flank; -
10 a flank clearance for the fifth flank section for assigned machine settings related to the topologically modified tooth flank according to1C ; -
11 the topologically modifiedtooth flank 1 with the associated flank clearance according to the described grinding tool and process design; -
12 Process steps of the process according to the invention.
Rechts im Bild von
Links im Bild von
Für die Zahnflanke 18 sind sowohl entlang der Zahnbreite verlaufende wellenförmige Flankenlinien 20 als auch entlang des Wälzwegs in Zahnhöhenrichtung verlaufende wellenförmige Profillinien 22 zu erkennen. Es ist ersichtlich, dass eine derart topologisch modifizierte Zahnflanke 18 nicht mit dem eingangs in
Eine Möglichkeit, die topologisch modifizierte Zahnflanke 18 herzustellen, ist ein zeilenweises Abfahren des vorgegebenen, topologisch modifizierten Soll-Profils im Punktkontakt. Ein solches Vorgehen ist jedoch sehr zeitaufwendig und ineffizient.One way to produce the topologically modified
Erfindungsgemäß wird die Zahnflanke 18 entlang des Wälzwegs vorliegend in fünf Flankenabschnitte B1 bis B5 unterteilt (siehe
Die Auslegung des Schleifprozesses beginnt in einem ersten Schritt damit, dass das unmodifizierte Profil 24 derart angegeben wird, dass es in wenigstens einem Stirnschnitt der topologisch modifizierten Zahnflanke 18 entspricht. Ausgehend davon werden Maschineneinstellungen berechnet, mit denen sich der Flankenabschnitt B3 über der gesamten Zahnbreite herstellen ließe. Aufgrund der wellenförmig modifizierten Topologie der Zahnflanke 18 kommt es hierbei jedoch in den angrenzenden Flankenabschnitte B1, B2, B4, B5 (
Um diese Durchdringungen zu vermeiden, wird das unmodifizierte Profil 24 des scheibenförmigen Schleifwerkzeugs 26 modifiziert, in dem das unmodifizierte Profil 24 mit einem Flankenspiel versehen wird, um das in
Wie in
Die
Die
Die Fertigung der Flankenabschnitte B2 und B4 erfolgt analog hierzu und ist nicht im Einzelnen dargestellt.The production of the flank sections B2 and B4 is carried out analogously and is not shown in detail.
Das modifizierte Profil 28 der Schleifscheibe 26 bleibt für die Fertigung aller Flankenabschnitte B1 bis B5 unverändert. D. h. soweit das erforderliche Flankenspiel einmal festgelegt worden ist, werden die zu fertigenden Flankenabschnitte B1 bis B5 alle mit derselben Schleifscheibengeometrie gefertigt.The modified
Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren angegeben, mit den Verfahrensschritten: Schleifen einer Zahnflanke 18 eines Zahns einer Verzahnung 10 mittels eines scheibenförmigen Schleifwerkzeugs 26, wobei fünf Flankenabschnitte B1 - B5 der Zahnflanke 18 bearbeitet werden.According to the invention, a method is therefore provided, comprising the method steps: grinding a
Jeder der Flankenabschnitte B1 - B5 wird in einer separaten Zustellung bearbeitet, wobei jedem Flankenabschnitt B1 - B5 Maschineneinstellungen zugeordnet werden, die eine Stellung des Schleifwerkzeugs 26 relativ zu dem Zahn bzw. zur Zahnflanke 18 definieren.Each of the flank sections B1 - B5 is machined in a separate infeed, wherein each flank section B1 - B5 is assigned machine settings which define a position of the grinding
Für jede der Maschineneinstellungen gilt, dass ein Linienkontakt zwischen dem Schleifwerkzeug 26 und der Zahnflanke 18 gebildet ist.For each of the machine settings, a line contact is formed between the grinding
Für jede der Maschineneinstellungen gilt, dass eine Form eines Abschnitts S1 - S5 des Profils 28 des Schleifwerkzeugs 26, der mit der Zahnflanke 18 im spanabhebenden Schleifkontakt ist, einer Form eines Soll-Abschnitts eines Soll-Profils der Zahnflanke 18 entspricht und diese Form des Soll-Abschnitts des Soll-Profils auf den der Maschineneinstellung zugeordneten Flankenabschnitt B1 - B5 der Zahnflanke 18 durch das Ausführen einer Hubbewegung in Zahnbreitenrichtung abbildet.For each of the machine settings, a shape of a section S1 - S5 of the
Für jede der Maschineneinstellungen gilt, dass ein Abschnitt S1 - S5 des Profils 28 des Schleifwerkzeugs 26 ein Flankenspiel zu der Zahnflanke aufweist und nicht in spanabhebendem Schleifkontakt mit der Zahnflanke ist.For each of the machine settings, a section S1 - S5 of the
Weiter gilt, dass wenigstens einer der Abschnitte des Profils, der für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen mit der Zahnflanke im spanabhebenden Schleifkontakt ist, für mindestens eine weitere Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen ein Flankenspiel 32, 36, 40 zu der Zahnflanke 18 aufweist, und dass wenigstens einer der Abschnitte S1 - S5 des Profils 28, der für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen ein Flankenspiel 32, 36, 40 zu der Zahnflanke 18 aufweist, für mindestens eine Maschineneinstellung der Maschineneinstellungen mit der Zahnflanke 18 im spanabhebenden Schleifkontakt ist.Furthermore, at least one of the sections of the profile which is in machining sliding contact with the tooth flank for at least one machine setting of the machine settings has a
Das evolventenförmige Soll-Profil der Zahnflanke 18 ist, entlang der Zahnbreite betrachtet, nicht konstant - und zwar vorliegend wellenförmig modifiziert.The involute nominal profile of the
Das Profil 28 des Schleifwerkzeugs 26 ist nicht trapezförmig ist und ist in den Abschnitten S1 - S5 konvex gekrümmt, die eine Bearbeitung eines tragenden Bereichs der Zahnflanke 18 vornehmen.The
Wie den Figuren zu entnehmen, wächst das Flankenspiel, für eine Maschineneinstellung betrachtet, ausgehend vom Abschnitt des spanabhebenden Schleifkontakts entlang des Wälzwegs.As can be seen from the figures, the flank clearance, considered for a machine setting, increases starting from the section of the cutting sliding contact along the rolling path.
Es kann ein Verfahren angegeben werden, wobei zunächst in einem Verfahrensschritt (A) ein konventionelles Profilschleifen erfolgt und wobei in einem Verfahrensschritt (B) das beschriebene modifizierte Mehrschnittprofilschleifen gemäß der Erfindung erfolgt.A method can be specified, wherein first in a method step (A) a conventional profile grinding is carried out and wherein in a method step (B) the described modified multi-cut profile grinding according to the invention is carried out.
Die voranstehenden Ausführungen sind exemplarisch zu verstehen. Gemäß alternativer Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass eine Form zumindest eines Abschnitts S1 - S5 des Profils 28 des Schleifwerkzeugs 26, der mit der Zahnflanke 18 im spanabhebenden Schleifkontakt ist, näherungsweise einer Form zumindest eines Soll-Abschnitts des Soll-Profils der Zahnflanke 18 entspricht und diese Form des Soll-Abschnitts des Soll-Profils näherungsweise auf den der Maschineneinstellung zugeordneten Flankenabschnitt B1 - B5 der Zahnflanke 18 durch das Ausführen einer Hubbewegung in Zahnbreitenrichtung abbildet.The above statements are to be understood as examples. According to alternative embodiments, it can be provided that a shape of at least one section S1 - S5 of the
BezugszeichenReference symbol
- 22
- StirnradSpur gear
- 44
- SchleifscheibeGrinding wheel
- 66
- Profilprofile
- 88th
- Lückegap
- 1010
- schrägverzahntes Stirnradhelical gear
- 1212
- ZahnflankeTooth flank
- 1414
- GitterGrid
- 1616
- unmodifizierte Zahnflankeunmodified tooth flank
- 1818
- topologisch modifizierte Zahnflanketopologically modified tooth flank
- 2020
- Flankenlinieflank line
- 2222
- ProfillinieProfile line
- 2424
- unmodifiziertes Schleifscheibenprofilunmodified grinding wheel profile
- 2626
- SchleifscheibeGrinding wheel
- 2828
- modifiziertes Schleifscheibenprofil mit Flankenspielmodified grinding wheel profile with flank clearance
- 3030
- FlankenspielCross play
- 3232
- FlankenspielCross play
- 3434
- FlankenspielCross play
- 3636
- FlankenspielCross play
- 3838
- FlankenspielCross play
- 4040
- FlankenspielCross play
- B1-B5B1-B5
- FlankenabschnitteFlank sections
- S1-S5S1-S5
- Abschnitte des SchleifscheibenprofilsSections of the grinding wheel profile
- BB
- ZahnbreitenrichtungTooth width direction
- HH
- ZahnhöhenrichtungTooth height direction
- (A)(A)
- VerfahrensschrittProcess step
- (B)(B)
- VerfahrensschrittProcess step
Claims (12)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102023102805.7A DE102023102805A1 (en) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | Method for grinding a gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023102805.7A DE102023102805A1 (en) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | Method for grinding a gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102023102805A1 true DE102023102805A1 (en) | 2024-08-08 |
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ID=91951396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023102805.7A Pending DE102023102805A1 (en) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | Method for grinding a gear |
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|---|---|
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-
2023
- 2023-02-06 DE DE102023102805.7A patent/DE102023102805A1/en active Pending
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