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DE3150961A1 - Verfahren zur bearbeitung eines stirnzahnrades mittels eines rotierenden, zahnradartigen werkzeugs - Google Patents

Verfahren zur bearbeitung eines stirnzahnrades mittels eines rotierenden, zahnradartigen werkzeugs

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Publication number
DE3150961A1
DE3150961A1 DE19813150961 DE3150961A DE3150961A1 DE 3150961 A1 DE3150961 A1 DE 3150961A1 DE 19813150961 DE19813150961 DE 19813150961 DE 3150961 A DE3150961 A DE 3150961A DE 3150961 A1 DE3150961 A1 DE 3150961A1
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DE
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workpiece
tool
feed
gear
machining
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Application number
DE19813150961
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Inventor
Walter Ing. 8330 Pfäffikon Wirz
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Reishauer AG
Original Assignee
Reishauer AG
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Publication date
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Publication of DE3150961A1 publication Critical patent/DE3150961A1/de
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Publication of DE3150961C2 publication Critical patent/DE3150961C2/de
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Description

* ti m * (S
15. Dezember 1980 RS/kh
"Zahnradbearbeitung mit Kreisvorschub"
REISHAUER AG, 8005 Zürich
BESCHREIBUNG
Verfahren zur Bearbeitung eines Stirnzahnrades mittels eines rotierenden, zahnradartigen Werkzeuges
Die Erfindung betrifft ein Zahnradbearbeitungsverfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei den bekannten Verfahren der kontinuierlichen Zahnradbearbeitung durch Tauchschaben, Tauchschleifen und Tauchhanen zylindrischer Stirnzahnräder wird das Werkstück mit einem globoid- oder hyperboloidähnlich
- W * W V ·
- ίο -
geformten, zahnradartigen, drehangetriebenen Schab- oder Honwerkzeug so in Eingriff gebracht,, dass bei einer radialen Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück die gewünschte Zahngeometrie am Werkstück erhalten wird, wenn der Abstand der zueinander gekreuzten Achsen von Werkzeug und Werkstück den Endwert bzw. den Soll-Achsabstand erreicht hat, welchem die Profilformen des Werkzeuges Und die des fertig bearbeiteten Werkstückes entsprechen.
Ein Vorteil dieser Verfahren, z. B. gegenüber dem ebenfalls bekannten kontinuierlichen Zahnradwälzschleifen mit zylindrischer Schleifschnecke wird darin gesehen, dass die gewünschte Werkstückgeometrie durch eine einzige Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück, den Tauchvorschub, hergestellt werden kann, weil sich die Eingriffslinie zwischen Werkzeug und Werkstück beim Erreichen des Soll-Achsabstands über die gesamte Werkstückbreite erstreckt, und dass wegen der grossen Werkzeugeingriffs länge eine hohe AbtragsIeistung erreicht werden kann. Da sich dann ein zusätzlicher axialer Bearbeitungsvorschub erübrigt, ist das Verfahren sehr wirtschaftlich.
Ein solches bekanntes Verfahren, wie es vorstehend erwähnt worden ist, geht aus der DE-As 25 16 059 hervor, welche ein rotierendes, zahnradartiges Werkzeug zum Herstellen oder Bearbeiten, insbesondere zum Schleifen der Verzahnung von gerade oder schräg verzahnten Stirnrädern zum Gegenstand hat. Das Werkzeug besteht im beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einer Schleifschnecke.
Bekanntlich wird in der Verzahnungstechnik kein definitionsgebundener Unterschied gemacht zwischen einem Zahnrad und einer Schnecke. Letztere stellt im technischen Sinne ein schräg verzahntes Zahnrad dar, welches eine geringe, sich bis auf eins erstreckende Zähnzahl aufweisen kann. Aus diesem Grunde umfasst der Begriff "zahnradartiges Werkzeug" sowohl Schnecken wie auch andere Zahnräder, die aussen und innen verzahnt sein können. Die Bearbeitung kann spanend, abtragend, aber auch umformend erfolgen.
Voraussetzung für das Schleifen mit nur einer radialen Vorschubbewegung ist die Ueberdeckung der Verzahnung des Werkzeuges mit derjenigen des Werkstückes, d. h. der gemeinsame Zahneingriff muss sich von der einen
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Stirnseite des Werkstückes bis zur anderen Stirnseite desselben erstrecken, wobei das Werkzeug eine hyperboloid- oder globoidähnliche Form aufweist.
Das Werkzeug, in diesem Falle die Schleifschnecke, muss umfangseitig so profiliert sein, dass es bei Erreichung des Soll-Fertigungs-Achsabstandes mit den Zähnen des Werkstückes einen korrekten Zahneingriff bildet. Bei Zahnkorrekturen muss das Werkzeug in jedem Fall mit diesen Korrekturen, z. B. für Kopf- und Fussrücknahmen sowie die Längsballigkeit der Zähne, versehen sein.
Das Bearbeiten des Werkstückes nach dem bekannten Verfahren im reinen Einstich weist verschiedene Nachteile auf. Zu Beginn der Bearbeitung besitzt das Werkstück ein mehr oder weniger grosses Bearbeitungsaufmass, d. h. es
besteht eine Abweichung zwischen der realen Werkstückform und der Form, welche das Werkstück am Ende der Tauchbearbeitung erhält und auf welche das Werkzeugprofil abgerichtet ist.
Diese Diskrepanz zwischen Werkzeug- und Werkstückprofil, die erst verschwindet, wenn der Abtrag der Werkstück-Bearbeitungszugabe, d. h. der Bearbeitungsvorgang beendet ist, bewirkt, dass zu Beginn der Bearbeitung je nach Höhe des Werkstück-Bearbeitungsaufmasses sehr ungünstige Eingriffsverhältnisse mit unsymmetrischen, punktförmigem Eingriff bestehen, die einer hohen Abtragsleistung entgegenstehen. Daraus resultiert, dass dieses Verfahren nur bei Werkstücken mit relativ geringen Bearbeitungsaufmass anderen Verfahren überlegen ist, was eine entsprechend hohe Genauigkeit der Vorbearbeitung erforderlich macht.
Der ungleichmässige Materialabtrag führt bei raschem Vorschub ferner zu unerwünschten Brandflecken. Dies insbesondere auch darum, weil beim Eintauchen die Kühlung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ungenügend ist, weil die Werkzeugzähne die Werkstückzahnlücken voll
ausfüllen und kein Raum vorhanden ist für das Kühlmittel.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem die erwähnten Nachteile vermieden werden. Die Bearbeitung des Werkstückes soll so erfolgen können, dass auch bei relativ grossem Bearbeitungsaufmass ein linienförmiger Eingriff zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück möglich ist und somit ein optimaler Spanabtrag über die gesamte Dauer der Bearbeitungsoperation erreicht wird. Ferner sollen die Kühlmöglichkeiten zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verbessert werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren, durch welches diese Aufgabe gelöst wird, ist in der Kennzeichnung des Patentanspruches 1 definiert.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus dem Patentanspruch 17 hervor.
Nachstehend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
···** · ·■ Ρ· it
- 15 -
Fig. 1 schematisch die Eingriffsverhältnisse zwischen einem Stirnzahnrad und einer Schleifschnecke bei dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten bekannten Eintauchverfahren,
Fig. 2 schematisch die Eingriffsverhältnisse beim erfindungsgemäss Verfahren,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Fig. 2 in grösserem Massstab,
Fig. 4 schematisch die einzelnen Operationsschritte bei der Bearbeitung eines Stirnzahnrades und
Fig. 5 schematisch eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens.
Aus der Figur 1 gehen die ungünstigen, verfahrensb.edingten Eingriffseigenschaften beim reinen Tauchschleifen eines zylindrischen Stirnzahnrades 1 mittels einer gl°~ boidähnlichen Schleifschnecke 2 hervor. Das zu erzeugende Zahn-
rad-Fertigprofil ist mit 3 und die rohen Zahnflanken des Werkstückes sind mit 4 bezeichnet. Die Profilform 5 der bekannten Schnecke 2 ist so ausgebildet, dass bei Erreichung des Soll-Fertigungs-Achsabstandes zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück das genaue Zahnrad-Fertigprofil 3 entsteht, wobei allfällige Zahnkorrekturen wie Kopf- und Fussrückn.ihme .sowie Lilngsballij.'.ke i t berücksichtigt .sind.
Am Anfang des Tauchvorganges entsteht noch keine Linienberührung, sondern lediglich eine Ein- oder Zweipunktberührung, wie an den Stellen 6 angedeutet ist. Die erwünschten günstigen Verhältnisse des Profilwälzschleifens, nämlich die der Linienberührung, treten ers^ auf, wenn das Fertigmass der Verzahnung erreicht ist, d» h. wenn die Schleifschnecke 2 um den gesamten
Zustellbet.rag χ radial eingefahren worden ist. Diese Eigenschaft ist deshalb dem bekannten Verfahren eigen, weil die Eingriffs linie keine Gerade ist, sondern eine räumlich gekrümmte Linie bzw. Fläche. (Es sei darauf hingewiesen, dass nur die Evolventenverzahnung mit einer Geraden als Eingriffslinie das Merkmal des korrekten Eingriffes aufweist, auch bei sich änderndem Achsabstand.) In allen Phasen des Vor-
schleifens finden darum lediglich Punktberührungen statt. Dadurch wird schon bei geringer Spanleistung örtlich eine grosse Erwärmung erzeugt, und als Folge davon treten.am fertig geschliffenen Zahnrad Brandflecken auf.
Wird nun gemäss den Figuren 2 und 3 das Profil 7 der Schleifschnecke 2 so gewählt, dass deren Bogenzahnlücke L · grosser oder mindestens gleich gross ist wie die Bogenzahndicke D des Zahnrades 1, d. h. L ^D ; oder analog in Funk-
Z SZ
tion der Bogenzahndicke D des Werkzeuges und der Bogenzahnlücke L des Zahnrade;, ausgedrückt: D. SI.., so kann die Schleifschnecke 2 sofort auf die volle Tiefe, bis zum Erreichen des Soll-Fertigungs-Achsabstandes a zwischen der SchleifSchneckenachse 8 und der Stirnzahnradachse 9 zugestellt werden, ohne dass eine Berührung mit den noch rohen Zahnflanken 4 des Werkstückes stattfindet.
Das rotierende Werkzeug 2 und das rotierende Werkstück 1 stehen dabei miteinander in korrektem Zahneingriff, wobei das Verhältnis der Drehzahlen einem aus dem Verhältnis der beiden Zähnezahlen von Werkstück und Werk-
• · * «β β
β · β * · 9 O
- T 8
zeug resultierenden Grunddrehzahlenverhältnis entspricht.
Nun wird zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug eine relative Kreisvorschubbewegung ausgeführt, die aus einer positiven und anschliessend negativen Zusatzdrehbewegung des Werkstückes oder des Werkzeuges besteht, welche Zusatzdrehbewegung der entsprechenden Grunddrehzahl überlagert wird. Dadurch werden nacheinander zuerst die einen und dann die anderen Zahnflanken des Werkstückes geschliffen.
Das Bewegungsprogramm für die Bearbeitung ist in Figur 4 dargestellt und ist in folgende Schritte aufgegliedert, wobei der erste Schritt mit. dem Ueberweisungszeichen 10 bezeichnet ist.
Schritt 10: Die Schleifschnecke fährt voll auf Tiefe, d. h. es erfolgt eine Zustellbewegung aus der Mitte der vorbearbeiteten Zahnlücke des Werkstückes, bis der Soll-Fertigungs-Achsabstand a erreicht ist. Während des Schrittes 10 findet keine Bearbeitung statt.
Schritt 11: Im Eilgang wird nun ein Verdrehwinkel (üQR des Werkstückes durchfahren, bis knapp vor der Berührung der Zahnflanke mit der Schleifschneckenflanke, Diese Zusatzdrehbewegung um den Winkel ω,,,, wird der Grund-
UK
drehzahl des Werkstückes überlagert, d. h. dessen Rotation wird etwas beschleunigt. Die Grosse des Freihubes mQR könnte z. B. durch einen Berührungssensor gemessen werden.
Schritt 12: Nun erfolgt die eigentliche Bearbeitung der rechten Zahnflanken, beginnend mit dem Schrupphub, welcher einer relativen Verdrehung ü)1r entspricht.
Schritt 13: Im anschliessenden Schlichthub über den Bereich des Vcrdrehwinkels ω.,η werden die rech-
U K
ten Flanken.fertig bearbeitet.
Schritt 14: In der rechten Endposition, welche einem Verdrehwinkel ωΌ entspricht, findet ein Stillstand des Drehvorschubes für die Dauer tR statt während einer oder mehreren Werkstückumdrehungen zwecks Ausschleifens und Ausfunkens.
Schritt 15: Dieser Schritt umfasst die Rückstellung bis zur Mittellage und die Kreiszustellung bis zur Berührung der linken Zahnflanke mit der entsprechenden SchleifSchneckenflanke. Gesamthaft wird ein Freihub von ωητ im Eilgang durchfahren. Die Rotation des Werkstückes
wird entsprechend etwas verzögert.
Schritte 16 bis 18: Analog zu den rechten Flanken werden nun die linken Zahnflanken geschruppt und geschlichtet (Drehwinkel ω..,·-· und ω7τ), worauf ein Stillstand der linken Endposition ω,, während der Verharrzeit ty stattfindet.
Schritt 19: Das Werkstück wird nun um den Drehwinkel ωΜ beschleunigt, bis die Mittellage erreicht ist zum Freistellen des Werkzeuges.
Schritt 20: Der letzte Operationsschritt umfasst d;is radiale Ausfahren.
Bei einem spezifischen Bearbeitungsbeispiel wurde die Schleifschnecke so profiliert, dass das rohe Werkstück
mit einem totalen Verdrehspiel von 0,2 mm, also 0,1 mm Spiel s pro Seite in das Schleifschneckenprofil passt. Das rohe Zahnrad hat ein Gesamtbearbeitungsaufmass von total 2b = 0,4 mm im Stirnschnitt; das bedeutet, dass auf jeder Flanke ein Bearbeitungsaufmass b von 0,2 mm wegzuschleifen ist.
Daraus ergibt sich, dass bei voll auf Tiefe zugefahrener Schleifschnecke das Werkstück,, am Umfang gemessen, nach jeder Richtung um 0,3 mm gegenüber seiner Mittellage verdreht werden muss, damit das gewünschte Bogenzahnfertigmass erreicht wird.
Dies entspricht, als Funktion des Teilkreisradius r des Werkstückes ausgedrückt, einer Verdrehung des letzteren um
Cs + tO
Δω = ■ -
r
ζ
Das Spiel s und das Bearbeitungsaufmass b je Zahnflanke ist im Stirnschnitt und in Umfangsrichtung des Zahnrades gemessen.
Statt der Verdrehung des Zahnrades (Werkstückes) kann auch eine äquivalente Verdrehung der Schleifschnecke vorgesehen sein.
Zum Abrichten der Schleifschnecke wird ein Diamantzahnrad verwendet, dessen Bogenzahndicke, auf dem Teilkreis gemessen, kleiner oder gleich ist als die gewünschte Bogenzahnlückenweite der Schleifschnecke. Auch das Diamantzahnrad wird zuerst auf volle Tiefe eingefahren und dann, ausgehend von der mittleren Position, jeweils einmal im positiven und ein im negativen Drehsinn um einen Winkel von Δλ verdreht. Diese Zusatzdrehbewegung wird wiederum der Grunddrehbewegung des Diamantzahnrades überlagert, d. h. dieses wird einmal etwas beschleunigt und anschiiessend etwas verzögert.
Dadurch wird ein Diamantzahnrad simuliert, welches eine um 2 · Δλ · r, grössere Bogenzahndicke im Stirnschnitt aufweist als effektiv vorhanden ist. (Mit -r, ist der Teilkreisradius des Diamantzahnrades bezeichnet.) Δλ wird zweckmässigerweise so gewählt, dass die gewünschte Bogenzahnlückenweite an der Schleifschnecke entsteht. Im allgemeinen sind die beiden Zusatzdrehwinkel Δω
(für die Zahnradbearbeitung) und Δλ (für das Abrichten mit dem Diamant zahnrad) nicht gleich gross.
Das neue Verfahren weist gegenüber den bisher praktizierten Verfahren folgende Vorteile auf:
Zwischen der Schleifschnecke und der Zahnflanke des Zahnrades besteht schon beim Schruppen, unabhängig von der Materialzugabe, eine volle Linienberührung.
Es besteht keine Abhängigkeit mehr zwischen der Bogenzahndicke des geschliffenen Zahnrades und der Bogenzahndicke des Abrichtzahnrades. Die gewünschte Zahnbogendicke des Werkstückes wird einfach an der noch zu beschreibenden Steuerung der Werkzeugmaschine eingestellt. Infolge der Möglichkeit des Nachläppens der Diamantzahnräder, ohne Beeinflussung der Flankendurchmesser der zu schleifenden Zahnräder, weisen die DiamantZahnräder eine längere Lebensdauer auf.
Auch die Schleifschnecken können langer be-
3IjOOCI
nutzt werden, da die Zahnflanken mehrmals abgerichtet werden können, bevor auf eine neue Tiefe zugestellt werden muss.
Schliesslich bestehen infolge des vorhandenen Spiels wirksamere Kühlmöglichkeiten, so dass sehr hohe Schleifleistungen erzielt werden können.
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Figur 5 dargestellt. Diese Einrichtung weist eine Eingabeeinheit 21 auf für die Werkzeug- und Werkstück-Parameter sowie für die Bearbeitungsdaten. Ein von der' Eingabeeinheit 21 gespeister Vorschubgenerator 22 wirkt auf einen Lageregelkreis 23 zur Erzeugung der Zu- und Rückstellbewegung des Werkzeugschlittens 24, auf welchem die Schleifschnecke 2 gelagert ist. Der Lageregelkreis 23 umfasst den Regler 25, den Servoverstärker 26, den Schlittenvorschubmotor 27 und ein Linearmess-System 28.
Der Vorschubgenerator 22 ist ferner mit einem Regelkreis 29 zur Erzeugung der Drehbewegung des Werkstückes 1-verbunden. Dieser Regelkreis 29 umfasst den Regler 30, einen Servo-
3150361
Verstärker 31, den Werkstückmotor 32 und einen Drehwinkelgeber 33. Die Signale des Vorschubgenerators 22 und des Drehwinkelgebers 35, der mit dem Schleifmotor 34 verbunden ist, bilden gemeinsam den Sollwert der Werkstückdrehung.
Bei Erreichen des Soll-Fertigungs-Achsabstandes a schmiegt sich die globoid- oder hyperboloidähnlich geformte Schleifschnecke 2 an das Zahnrad 1 an, von einer Stirnseite zur anderen. Je nach Steigungswinkel und Gangrichtung von Werkzeug und Werkstück kann der Achskreuzungswinkel von 0° bis 90° betragen.
In die Eingabeeinheit 21 werden folgende Daten eingegeben: die Gang- bzw. Zähnezahlen des Werkzeuges und des Werkstückes, die Bogenzahndicke des Profilierwerkzeuges, die Soll-Bogenzahndicke des Werkstückes, der Soll-Achsabstand zwischen Werkstück und Werkzeug, die Zustell-, Schrupp- und Sch Licht-Vorschubwege in Zustellrichtung des Werkzeugschlittens für das Vorprofilieren des Werkzeuges bzw. die Vorbearbeitung nicht vorverzahnter Werkstücke. Ferner werden in die Eingabeeinheit eingegeben: die Geschwindigkeiten in den einzelnen Zustell- bzw. Quervorschubphasen, die Zustell-, Schrupp- und Schlichtvorschubwinkel und Zustell-, Schrupp-
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und Schlichtvorschub-Winkelgeschwindigkeiten für die Zusatzdrehbewegung des Werkzeuges oder des Werkstückes sowie Verharrzeiten nach Beendigung der Bearbeitungsvorschubbewe·· gungen.
Anstatt das Werkzeug und das Werkstück mit separaten Motoren anzutreiben, könnte auch ein gemeinsamer Antrieb vorhanden sein. In diesem Fall wäre zur Ableitung der Werkstückdrehbewegung aus der Werkzeugdrehbewegung und der Drehbewegung des Vorschubmotors ein Differentialgetriebe zu verwenden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nur das Werkzeug anzutreiben, welches seinerseits über den Zahneirigriff das Werkstück antreibt, wobei dann die Zusatzdrehbewegung durch ein Bremsmoment am Werkstück erzeugt wird. .Statt das Werkzeug anzutreiben, könnte in analoger Weise nur das Werkstück angetrieben sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können beide Zahnflanken des Werkstückes gleichzeitig
mit zwei, beispielsweise einander diametral gegenüberliegen-
den Werkzeugen bearbeitet werden, wobei in diesem Fall die Kreisvorschubbewegung durch Zusatzdrehbewegungen der Werkzeuge erfolgt. Bei weniger hohen Anforderungen an das Werkstück kann auf dessen Antrieb verzichtet werden, wobei dann die Werkzeuge über den Zahneingriff das Werkstück in Drehung vorsetzen. Das Werkstück ist in diesem Fall gewissermassen zwischen den Werkzeugen "verspannt".
Das erfindungsgemässe Bearbeitungsverfahren beschränkt sich nicht auf das Schleifen eines Stirnzahnrades mit einer Schleifschnecke. Es erstreckt sich ganz allgemein auf die Bearbeitung eines Werkstückes durch ein schneidendes, abtragendes oder umformendes Profilier- oder Abrichtwerkzeug. Falls das Werkstück im Lückengrund nicht bearbeitet werden soll, muss der Fusskreisdurchmesser des Profilierwerkzeuges grosser sein als derjenige des Werkstückes.
Folgende Möglichkeiten kommen z. B. in Frage:
Das Werkzeug weist eine von dem zu bearbeitenden, aussenverzahnten Werkstück abhängige, globoid- oder hyperboloidähnliche Form auf und ist eine mit einer Aussenverzahnung versehene, gewinde- oder schneckenförmige Schleif oder Honscheibe.
Das Werkzeug weist eine vom zu bearbeitenden, innenverzahnten Werkstück abhängige Tonnenform auf und ist eine mit einer Aussenverzahnung versehene, gewinde- oder schneckenförmige Schleif- oder Honscheibe.
Das Werkzeug weist eine vom zu bearbeitenden, aussenverzahnten Werkstück abhängige, globoid- oder hyperboloidähnliche Form auf und ist ein aussenverzahntes Schaboder Honzahnrad.
Das Werkzeug weist eine vom zu bearbeitenden, aussenverzahnten Werkstück abhängige, globoid- oder hyperboloidähnliche Form auf und ist ein innenverzahntes Schaboder Honzahnrad bzw. eine innenverzahnte Schleifschnecke.
Das Werkzeug weist eine vom zu bearbeitenden, innenverzahnten Werkstück abhängige Tonnenform auf und ist ein aussenverzahntes Schab- oder Honzahnrad.
Zum Abrichten des Werkzeuges wird ein zylindrisches oder balliges Abrichtzahnrad mit schneidender, abtragender oder umformender Oberfläche eingesetzt, wobei die Form dieses Abrichtzahnrades der Soll-Geometrie des herzustellenden Werkzeuges entspricht, mit Ausnahme der Breite, die beim Profilierwerkzeug entweder etwas grosser oder aber etwas kleiner ist und durch ein axiales Verschieben des Profilierwerkzeuges beim Profilieren unter einem gleichzeitigen, die Zahnschräge berücksichtigenden Verdrehen als grössere Breite simuliert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich auch zur Herstellung eines nicht vorverzahnten Werkstückes. Dazu werden das Werkzeug und das Werkstück unter Werkstoffabtrag oder Materialverdrängung in radialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis der Soll-Achsabstand erreicht ist, wonach die Weiterbearbeitung bzw. die Fertigbearbeitung mittels der vorbeschriebenen relativen Kreisvorschubbewegungen erfolgt.
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Claims (1)

15. Dezember 1980 RS/kh
"Zahnradbearbeitung mit Kreisvorschub"
REISHAUER AG, 8005 Zürich
PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zur Bearbeitung der Zähne eines rotierenden Zahnrades mittels mindestens eines rotierenden, zahnradartigen oder schnekkenförmigen Werkzeuges, welches mit dem Werkstück in Eingriff bringbar ist und bei Erreichen des SoIl-Fertigungs-Achsabstandes von einer Stirnseite des Werkstückes bis zur anderen Stirnseite desselben anliegt, wobei das Verhältnis der Drehzahlen einem aus dem Verhältnis der Zähnezahlen von Werkstück und Werkzeug resultierenden Grunddrehzahlenverhältnis entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug, dessen Bogenzahndicke kleiner ist als das Fertigmass der Bogenzahnlückenweite des zu erzeugenden Werkstückes, relativ zum letzteren radial zugestellt wird bis zum Erreichen des Soll-Fertigungs-Achsabstandes, und dass
anschliessend eine relative Kreisvorschubbewegung, bestehend aus einer positiven oder negativen Zusatzdrehbewegung des Werkstückes oder Werkzeuges ausgeführt wird, welche der entsprechenden Grunddrehzahl überlagert wird, das Ganze derart, dass zuerst die einen Flanken aller Werkstückzähne und anschliessend die anderen Flanken bearbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Bearbeitungsablauf: radiale Zustellung bis zum Erreichen des Soll-Fertigungs-Achsabstandes, Bearbeitung der einen Werkstückflanken im Schruppvorschub und Schlichtvorschub, Stillstand in der Endposition während mindestens einer Werkstückumdrehung, anschliessend Bewegungsumkehr und analoge Bearbeitung der anderen Werkstückflanken.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schruppen und Schlichten kontinuierlich oder in abgestuften Bewegungsschritten erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, dass beide Flanken der Werkstückzähne
gleichzeitig mit zwei Werkzeugen bearbeitet werden, wobei die Kreisvorschubbewegung durch Zusatzdrehbewegungen der Werkzeuge erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisvorschubbewegung bzw. Zusatzdrehbewegung des Werkzeuges oder Werkstückes auf mechanischem Weg mittels eines separaten Vorschubantriebes und eines Differentialgetriebes bewerkstelligt wird, wobei für das Werkzeug und das Werkstück ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisvorschubbewegung bzw. Zusatzdrehbewegung des Werkzeuges und des Werkstückes mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung bewerkstelligt wird, wobei das Werkzeug und das Werkstück je durch einen separaten Motor angetrieben werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur das Werkzeug oder das Werkstück angetrieben werden, wobei das angetriebene Teil das andere Teil über den Zahneingriff in Drehung versetzt, und dass die Zusatzdrehbewegung durch ein Bremsmoment erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbearbeitetes Werkstück fertig bearbeitet wird mit einem Werkzeug, bei welchem die Bogenzahndicko kleiner oder höchstens gleich gross ist wie die Bogenzahnlücke des vorbearbeitc-ten Werkstückes.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohes , unverzahntes Werkstück bearbeitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Werkzeugprofils durch ein schneidendes, abtragendes oder umformendes Profilieroder Abrichtwerkzeug erfolgt, dessen Breite gleich oder grosser ist als die Werkstückbreite.
Of *
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Werkzeugprofils durch ein zylindrisches oder balliges Abrichtzahnrad mit schneidender, abtragender oder umformender Oberfläche erfolgt, dessen Breite kleiner ist als die Werkstückbreite, wobei durch ein axiales Verschieben des Abrichtzahnrades beim Profilieren, unter einem gleichzeitigen, die Zahnschräge berücksichtigenden Verdrehen, eine grössere Breite des Abrichtzahnrades simuliert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aussenverzahntes Werkstück mit einer aussenverzahnten gewinde- oder schneckenförmigen Schleifoder Honscheibe bearbeitet wird, deren Profil globoid- oder hyperboloidähnlich geformt ist.
13» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein innenverzahntes Werkstück bearbeitet wird mit einer aussenverzahnten gewinde- oder schneckenförmigen Schleif- oder Honscheibe, deren Profil eine Tonnenform aufweist.
3150361
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aussenverzahntes Werkstück bearbeitet wird mit einem aussenverzahnten Schab- oder Honzahnrad., dessen Profil globoid- oder hyperboloidähnlich ausgebildet ist.
15.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aussenverzahntes Werkstück bearbeitet wird mit einem innenverzahnten Schab- oder Honzahnrad bzw. einer innenverzahnten Schab-, Hon- oder Schleifschnekke, wobei das Werkzeugprofil globoid- oder hyperboloidähnlich ausgebildet ist.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein innenverzahntes Werkstück mit einem aussenverzahnten Schab- oder Honzahnrad bearbeitet wird, dessen Profil eine Tonnenform aufweist.
17. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Drehantrieb (32, 34) für das Werkstück CD und/
oder das Werkzeug (2) aufweist, dass ferner ein Zustellantrieb (27) für die relativen Zu- und Rückstellbewegungen zwischen dem Werkstück (1) und dem Werkzeug (2) vorhanden ist, und dass elektronische und/oder mechanische und/oder hydraulische Mittel zur Erzeugung einer zusätzlichen Drehbewegung des Werkstückes (I) oder des Werkzeuges (2) vorgesehen sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch folgende Teile: eine Eingabeeinheit (21) für die Werkzeug-, Werkstück- und Bearbeitungsdaten, einen Vorschubgenerator (22), einen Lageregelkreis (23) für die Zu- und Rückstellbewegung des Werkzeugschlittens (24) und einen Regelkreis (29) für die Werkstückdrehbewegung, bestehend aus dem Drehantrieb (32) t einem Drehwinkelgeber (33) am Werkstück (D und einem Regler (30) sowie einem Drehwinkelgeber (35) am Werkzeug (2).
19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit (21) zur Aufnahme folgender Daten eingerichtet ist: Gang- bzw. Zähnezahl des Werkzeuges (2) bzw. Werkstückes (1), Bogenzahndicke (D )
und Soll-Bogenzahndicke (D ) des Werkzeuges (2) bzw. des Werkstückes (1), Soll-Achsabstand Ca) zwischen den Werkzeug- und Werkstückachsen (8 bzw. 9), Zustell-, Schrupp- und Schlicht-Vorschubwege in Zustellrichtung des Werkzeugschlittens (24) für das Vorprofilieren des Werkzeuges (2) bzw. die "Vorbearbeitung eines nicht vorverzahnten Werkstückes (1) sowie die Geschwindigkeiten in diesen einzelnen Zustell- bzw. Quervorschubphäsen, im weiteren Zustell-, Schrupp- und Schlicht-Vorschubwinkel und Zustell-, Schrupp- und Schlicht-Vorschubwinkelgeschwindigkeiten für die Zusatzdrehbewegung des Werkzeuges (2) oder des Werkstückes (1) sowie Verharrzeiten nach Beendigung der Profilier- bzw. Bearbeitungsvorschubbewegungen.
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