DE1223229B

DE1223229B - Device for setting the relative position of workpiece and tool on a hobbing machine for the production of internal and external gears

Info

Publication number: DE1223229B
Application number: DEZ10644A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Striepe
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1964-02-13
Filing date: 1964-02-13
Publication date: 1966-08-18

Description

Einrichtung zur Einstellung der relativen Lage von Werkstück und Werkzeug an einer Wälzfräsmaschine zur Herstellung von Innen-und Außenverzahnungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung der Lage des Kreuzungspunktes der Achsen von Werkstück und Frässpindel mit Bezug auf die Werkzeugschneide an einer Zahnräder-Wälzfräsmaschine mit einem um eine die Frässpindelachse schneidende Achse schwenkbaren Fräskopf und mit einem schneidradähnlichen Werkzeug zum Fräsen (Schälen) von Stirnrädern mit gerader oder schräger Außen- oder Innenverzahnung, wobei die Frässpindel in einem längsverschiebbaren und auf dem Fräskopf festspannbaren Frässpindellagergehäuse gelagert ist.Device for setting the relative position of workpiece and tool on a hobbing machine for the production of internal and external gears. The invention refers to a device for adjusting the position of the crossing point of the axes of the workpiece and milling spindle with reference to the tool cutting edge on one Gear hobbing machine with an axis cutting around the milling spindle axis swiveling milling head and with a cutting wheel-like tool for milling (peeling) of spur gears with straight or angled external or internal toothing, whereby the Milling spindle in a longitudinally displaceable milling spindle bearing housing that can be clamped onto the milling head is stored.

Die bisher zur Herstellung von Zahnrädern in! Wälzfräsverfahren und Wälzstoßverfahren benutzten Werkzeuge, wie Schneckenabwälzfräser und Schneidräder, benötigen keine besonderen Einrichtungen und Vorkehrungen zur Einstellung der Werkzeugschneide auf den Radius des Werkstückes.The previously used to manufacture gears in! Hobbing process and Gear shaping processes used tools such as worm hobs and cutting wheels, do not require any special facilities or precautions to adjust the tool cutting edge on the radius of the workpiece.

Beim Schälverfahren, das bei der hier beschriebenen, an sich bekannten Maschine zur Anwendung kommt, muß die Schneidenmitte des Werkzeugzahnes in der Flucht der Fräskopfschwenkachse liegen. Andernfalls verlaufen die Symmetrielinien der Zahnprofile nicht radial. Die richtige Lage des Schneidrades wurde bisher durch mehrmaliges Probeverzahnen gefunden. Das Verfahren ist umständlich und ungenau.In the peeling process, which is known per se in the case of the one described here Machine is used, the cutting center of the tool tooth must be in alignment the milling head swivel axis. Otherwise the lines of symmetry of the tooth profiles run not radial. The correct position of the cutting wheel was previously carried out by several times Trial teeth found. The process is cumbersome and imprecise.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die den erwähnten Einstellvorgang beschleunigt und genauer macht.It is an object of the invention to provide a device that the makes the mentioned setting process faster and more accurate.

Die Erfindung stellt eine wesentliche Verbesserung der eingangs beschriebenen bekannten Wälzfräsmaschine dar. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen der Frässpindel und dem Fräskopf eine optische Visiereinrichtung, vorzugsweise ein Winkeldiopter, vorhanden ist, dessen optische Achse in der Flucht der Fräskopfschwenkachse liegt. Die Visiereinrichtung ist mit Fadenkreuz, waagerechter Längenskala und Libelle zum Ausrichten der Mitte der Werkzeugschneide auf die Fräskopfschwenkachse versehen. Eine Wälzfräsmaschine mit Winkeldiopter nach der Erfindung ermöglicht eine genaue und bequeme Einstellung der Fräserschneide durch seitliches Anvisieren vom Bedienungsstand der Maschine aus, so daß bereits das erste verzahnte Werkstück brauchbar ist.The invention represents a significant improvement on that described at the outset known hobbing machine. The invention consists in that between the milling spindle and the milling head an optical sighting device, preferably an angle diopter, is present, the optical axis of which is in alignment with the milling head swivel axis. The sighting device is with crosshairs, horizontal length scale and dragonfly for Align the center of the tool cutting edge with the milling head swivel axis. A hobbing machine with angled diopter according to the invention enables an accurate and convenient setting of the cutter edge by sighting from the side from the operator's station the machine off so that the first toothed workpiece can be used.

Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsformen der Erfindung dar, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Fräsmaschine mit einem Längsschnitt durch den Fräskopf einer Wälzfräsmaschine nach der Linie A -B in F i g. 2 mit einem Visierdorn, F i g. 2 einen Schnitt durch den geschwenkten Fräskopf nach der Linie C-D der F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung E in F i g. 2, F i g. 4 eine schematische Seitenansicht der Fräsmaschine mit einem Winkeldiopter als Visiergerät, F i g. 5 eine Teilansicht des Fräskopfes mit dem Diopter, von oben gesehen, F i g. 6 eine Seitenansicht eines Schälrades in größerem Maßstab und F i g. 7 den unteren Teil eines Werkzeugzahnes im Blickfeld des Diopters.The drawing shows two embodiments of the invention, namely FIG. 1 shows a side view of the milling machine with a longitudinal section through the milling head of a hobbing machine along the line A-B in FIG. 2 with a sighting pin, FIG. 2 shows a section through the pivoted milling head along the line CD in FIG. 1, Fig. 3 shows a view in the direction of arrow E in FIG. 2, fig. 4 shows a schematic side view of the milling machine with an angled diopter as a sighting device, FIG. 5 shows a partial view of the milling head with the diopter, seen from above, FIG. 6 shows a side view of a peeling wheel on a larger scale and FIG. 7 the lower part of a tool tooth in the field of view of the diopter.

In F i g. 1 ist der Werkstücktisah 1, auf welchem der innen zu verzahnende Rohling 2 aufgespannt ist, dargestellt. Der Werkstücktisch ist auf einem senkrecht bewegbaren Vorschubschlitten 3 drehbar gelagert. Der Fräskopf 4 ist mit einer Platte 5 verbunden, welche einen zur Drehachse 4 a des Fräskopfes konzentrischen Vorsprung 6 aufweist. Diese ist an einem Ansatz 7 des Maschinengehäuses um die waagerechte Achse 4 a schwenkbar gelagert. Ansatz 7 ist auf einem gegenüber dem Maschinengehäuse 44 waagerecht verstellbaren Schlitten 45 befestigt (F i g. 4). Die genannte Schwenkung wird durch Drehen einer Schnecke 8 bewirkt, welche am Ansatz 7 drehbar gelagert ist und in einen Zahnkranz 9 des Vorsprunges 6 eingreift. An einer Winkelteilung 10 und einem am Ansatz 7 festen Skalenträger 11 kann der Schwenkungswinkel y (F i g. 2) des Fräskopfes abgelesen werden. Eine T-Nut 12 in dem Vorsprung 6 dient zur Aufnahme von nicht gezeichneten Hammerkopfschrauben, welche an ihrem anderen Ende im Ansatz 7 verankert sind und den Fräskopf in der eingestellten Winkelstellung halten. Ein zylindrischer Bund 13 des Gehäuseansatzes 7 dient zur Zentrierung des Fräskopfes in bezug auf Drehachse 4 a.In Fig. 1 shows the workpiece table 1 on which the blank 2 to be internally toothed is clamped. The workpiece table is rotatably mounted on a vertically movable feed slide 3. The milling head 4 is connected to a plate 5 which has a projection 6 concentric to the axis of rotation 4 a of the milling head. This is mounted pivotably about the horizontal axis 4 a on a projection 7 of the machine housing. Approach 7 is attached to a slide 45 which is horizontally adjustable with respect to the machine housing 44 (FIG. 4). Said pivoting is brought about by rotating a worm 8 which is rotatably mounted on the extension 7 and engages in a ring gear 9 of the projection 6. The pivot angle y (FIG. 2) of the milling head can be read off from an angular graduation 10 and a scale carrier 11 fixed to the attachment 7. A T-slot 12 in the projection 6 is used to accommodate hammer head screws (not shown), which are anchored at their other end in the extension 7 and hold the milling head in the set angular position. A cylindrical collar 13 of the housing extension 7 is used to center the milling head with respect to the axis of rotation 4 a.

In einem Raum zwischen Platte 5 und dem Fräskopf 4 sind drei miteinander kämmende Stirnräder 15, 16, 17 gelagert, von denen das Rad 15 auf einer Antriebswelle 46 konzentrisch zur Drehachse 4 a befestigt ist. Eine Welle 19 überträgt die Drehung des Stirnrades 17 auf eine Schnecke 18, die in ein Schneckenrad 20 eingreift.In a space between the plate 5 and the milling head 4 are three together meshing spur gears 15, 16, 17 mounted, of which the wheel 15 is on a drive shaft 46 is attached concentrically to the axis of rotation 4 a. A shaft 19 transmits the rotation of the spur gear 17 on a worm 18 which engages in a worm wheel 20.

Ein das Schneckentriebgehäuse 20' umfassendes Lagergehäuse 27 nimmt die Frässpindel 28 auf. An deren unterem freiem Ende ist der Fräser 14 fliegend und verdrehfest gelagert. Eine sich in Richtung der Frässpindel erstreckende Geradführung 30 (F i g. 3) ermöglicht ein gegenseitiges Verstellen der Gehäuseteile 20' und 27 in Richtung der Frässpindelachse. Eine mit flacher Gewindesteigung versehene Stellspindel 29 ist in dem Lagergehäuse 27 drehbar und unverschieblich gelagert und greift in eine nicht dargestellte, am Fräskopf 4 feste Mutter ein. Durch Drehen der Spindel 29 läßt sich das Lagergehäuse 27 zusammen mit der Frässpindel 28 in der Führung 30 verschieben. Die Frässpindel 28 ist zwischen ihren beiden Lagern 31 und 32 durch eine Keilverzahnung 33 mit dem Schneckenrad 20 drehfest verbunden und gegenüber diesem axial verschiebbar. Beim Einstellen des Lagergehäuses 27 verschiebt sich die Spindel 28 in der keilverzahnten Nabe des Schneckenrades 20. Das Lagergehäuse 27 kann durch vier Schrauben 34 auf dem Fräskopf 4 festgespannt werden.A bearing housing 27 that encompasses the worm gear housing 20 ′ accommodates the milling spindle 28. At its lower free end, the milling cutter 14 is overhung and non-rotatably mounted. A straight guide 30 (FIG. 3) extending in the direction of the milling spindle enables a mutual adjustment of the housing parts 20 'and 27 in the direction of the milling spindle axis. An adjusting spindle 29 provided with a flat thread pitch is rotatably and immovably mounted in the bearing housing 27 and engages in a nut, not shown, fixed on the milling head 4. By turning the spindle 29 , the bearing housing 27 can be moved together with the milling spindle 28 in the guide 30. The milling spindle 28 is non-rotatably connected between its two bearings 31 and 32 by a spline 33 with the worm wheel 20 and is axially displaceable with respect to it. When the bearing housing 27 is adjusted, the spindle 28 is displaced in the splined hub of the worm wheel 20. The bearing housing 27 can be clamped onto the milling head 4 by four screws 34.

Ein Diopter 37 (F i g. 4, 5 und 7) ist mit einem konischen Schaft 38 längs der Drehachse 4 a zentriert. Der Werkstücktisch 1 ist so angeordnet, daß die Achse 4 a die Drehachse des Tisches 1 schneidet. Desgleichen schneiden sich die Drehachse 4 a und die Längsachse der Frässpindel 28.A rear sight 37 (Figs. 4, 5 and 7) has a conical shaft 38 centered along the axis of rotation 4 a. The workpiece table 1 is arranged so that the axis 4 a intersects the axis of rotation of the table 1. Likewise intersect the axis of rotation 4 a and the longitudinal axis of the milling spindle 28.

Im Strahlengang ist ein Fadenkreuz 39, 40 (F i g. 7) mit einer Skala auf der waagerechten Achse angebracht. Das Diopter wird mit Hilfe einer Libelle 41 so eingerichtet, daß die Achse 39 waagerecht liegt.A crosshair 39, 40 (FIG. 7) with a scale is in the beam path mounted on the horizontal axis. The diopter is made with the help of a dragonfly 41 set up so that the axis 39 is horizontal.

Der bevorzugte Schwenkungswinkel y der Frässpindel beträgt etwa 45°. Zum Schneiden einer geraden Stirn- bzw. Innenverzahnung ist der Schrägungswinkel ß" des Fräsers gleich dem Winkel y. Beim Fräsen eines schrägverzahnten Außenrades mit gleichsinniger Schrägung, wie sie der Fräser hat, beträgt der Schrägungswinkel des Fräsers ß" = y - ßws. Die gleiche Beziehung besteht beim Fräsen eines schrägverzahnten Innenrades mit entgegengesetzter Schrägung von Werkstück und Werkzeug. F i g. 6 zeigt einen Scheibenfräser 14 in größerem Maßstab in der Stellung zum Fräsen einer Geradverzahnung. Der im Diopter sichtbare Fräserzahn hat die Stirnfläche 43. Die strichpunktierte Mittellinie des Zahnes ist um den Winkel ß" gegen die Fräserachse geneigt. Winkel ßF. ist im vorliegenden Fall auch gleich dem Neigungswinkel der Frässpindel gegen die lotrechte Werkstückachse. Die Kopfschneidkante 42 steht senkrecht zur Mittelachse des Werkstückzahnes.The preferred pivot angle y of the milling spindle is approximately 45 °. To cut a straight face or internal toothing, the helix angle ß "of the cutter is equal to the angle y. When milling a helical outer gear with the same helix as the cutter has, the helix angle of the cutter is ß" = y - ßws. The same relationship exists when milling a helical internal gear with opposite angles of workpiece and tool. F i g. 6 shows a side milling cutter 14 on a larger scale in the position for milling a straight toothing. The cutter tooth visible in the diopter has the end face 43. The dash-dotted center line of the tooth is inclined by the angle β "to the cutter axis. In the present case, angle βF. Is also equal to the inclination angle of the cutter spindle to the vertical workpiece axis Central axis of the workpiece tooth.

Nach dem Einsetzen eines Fräsers 14 in die Frässpindel 28 werden die Schrauben 34 gelöst und das Lagergehäuse 27 auf dem Fräskopf so weit verschoben bzw. die Frässpindel so weit gedreht, bis die Zahnkopffläche 43 eines Fräserzahnes im Blickfeld des Diopters erscheint. Der Zahn möge zunächst die in F i g. 7 strichpunktiert gezeichnete exzentrische Lage zur Mitte des Fadenkreuzes 39, 40 einnehmen. Durch Drehen und Verschieben der Fräspindel kann der Zahn auf Mitte gebracht werden, wobei die Mitte der Kopfschneidkante 42 genau im Koordinatenmittelpunkt steht.After inserting a milling cutter 14 into the milling spindle 28, the Loosened screws 34 and moved the bearing housing 27 on the milling head so far or the milling spindle is rotated until the tooth tip surface 43 of a milling cutter tooth appears in the field of vision of the diopter. The tooth may initially be the one shown in FIG. 7 dash-dotted lines Assume the drawn eccentric position to the center of the crosshairs 39, 40. By Turning and moving the milling spindle can bring the tooth to the center, whereby the center of the head cutting edge 42 is exactly in the coordinate center.

Dadurch, daß der Antrieb der Frässpindel, insbesondere auch der Schneckentrieb 18, 20 spielfrei sind, ist nunmehr der genau radiale Eingriff der Fräserzähne gesichert. Nach Festziehen der Schrauben 34 wird die Maschine in Gang gesetzt. Fräser und Werkstücktisch drehen sich im eingestellten Übersetzungsverhältnis zueinander, und der Werkstücktisch wird nach oben vorgeschoben.Because the drive of the milling spindle, in particular also the worm drive 18, 20 are backlash-free, the precisely radial engagement of the cutter teeth is now ensured. After tightening the screws 34, the machine is started. Milling cutter and workpiece table rotate in the set transmission ratio to each other, and the workpiece table is advanced upwards.

Claims

Claim: Device for setting the position of the crossing point of the axes of the workpiece and milling spindle with reference to the tool cutting edge on one Gear hobbing machine with an axis of rotation that cuts around the milling spindle axis swiveling milling head to accommodate the milling spindle and with a longitudinally displaceable one and the milling spindle bearing housing that can be clamped onto the milling head, characterized by one between the milling spindle (18) and the milling head (4) in alignment with the milling head pivot axis (4a) centered sighting device, for example an angle diopter (37) with crosshairs (39, 40), horizontal length scale and level (41) for aligning the center of the Tool cutting edge (42) on the milling head swivel axis. Considered publications: German Patent No. 243 514.