Verfahren und Maschine zum Schleifen von gerade- und schrägverzahnten Stirnrädern nach dem Schraubwälzverfahren Maschinen zum Schleifen von Stirnrädern, die nach dem Schraubwälzverfahren arbeiten, sind allgemein be kannt, wobei ein- oder mehrgängige Schleifschnecken als Werkzeug verwendet werden.
Bereits bekannt ist auch, dass bei Maschinen, die nach diesem Prinzip arbeiten, der Längsvorschub des Werkstückes oder des Werkzeuges in der Längsachse des Werkstückes erfolgt und dass zum Bearbeiten von schrägverzahnten Rädern ein zusätzliches, vom Längs vorschub abhängiges Differentialgetriebe angewendet wird, welches in verzögerndem oder beschleunigendem Sinne auf das die Zähnezahl des Werkstückes bestim mende Wechselgetriebe einwirkt.
Diese Anordnung bedingt eine ziemlich umfang- reiche Getriebekette, welche die direkte Ursache von unerwünschten Fehlerquellen darstellt. Da bei Zahn radschleifmaschinen sehr hohe Genauigkeiten verlangt werden, wirkt sich dieser Umstand ungünstig aus, weil die Summe relativ vieler Fehlerquellen eine grosse Streuung von Ungenauigkeiten mit sich bringt und da durch :die .gewollte Gleichmässigkeit der Produkte in bezug auf Genauigkeit in Frage gestellt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches die gezeigten Mängel zum grössten Teil be seitigt und gleichzeitig eine wesentlich einfachere und im Preis günstigere Konstruktion :der Arbeitsmaschine er möglicht. Das neue Verfahren besteht darin, dass die Vorschubbewegung zwischen Werkstück und Schleif schnecke in bezug auf die Werkstückachse unter einem Winkel erfolgt, welcher dem Winkel ss entspricht, den die Zahnrichtung mit der Werkstückachse einschliesst.
Der Zwang, ein zusätzliches Differentialgetriebe einzu bauen, fällt dadurch dahin und die Getriebekette für den Werkstückspindelantrieb kann auf eine denkbar kleine Anzahl von Getriebeelementen reduziert sein. Das neue Verfahren bringt für schrägverzahnte Stirn räder noch einen weiteren Vorteil: Dadurch, dass die Vorschubrichtung und die Richtung der Werkstückachse in einem bestimmten Winkel zueinander stehen, wird bei Vorschubbewegung des Werkstückes die Eingriffslinie in bezug auf das Schleifschneckenprofil kontinuierlich seitlich verschoben.
Bekannt ist, dass eine derartige Verschiebung der Eingriffslinie schon immer gewünscht wurde, damit für die Schleifschnecke eine gleichmässigere Abnützung erzielt werden kann. Die Standzeit der Schleifschnecke wird dadurch wesentlich verbessert. Es sind Maschinen konstruktionen bekannt, welche mit Hilfe eines weiteren, zusätzlichen Differentialgetriebes eine kontinuierliche Längsverschiebung der Eingriffslinie herbeiführen, die aber den Nachteil aufweisen, die Zahl der Fehlerquellen weiter zu vergrössern. Dank dem neuen Verfahren werden auch diese Zusatzgetriebe überflüssig.
Da die nach hem Schraubwälzprinzip arbeitenden Maschinen mit Schleifschnecken arbeiten, ist es notwen dig, bei der Einstellung der Maschinen den Steigungs winkel dieser Schleifschnecken in Berücksichtigung zu ziehen, damit der Normalschnitt :des zahnstangenför- migen Schleifschneckenprofils und der Normalschnitt der zu schleifenden Verzahnung zusammenfallen. Ein Charakteristikum der Maschine nach der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient, liegt darin, .dass sie mit zwei voneinander unab hängigen Winkel-Einstellvorrichtungen ausgerüstet ist.
Die eine dient zum Einstellender Lage der Werkstück achse in bezug auf die Richtung der Vorschubbewegung, während die andere zum Einstellen einer Abweichung von :der senkrechten Richtung der Vorschubbewegung in bezug auf,die Werkzeugachse bestimmt ist.
Für die konstruktive Gestaltung der Maschine stehen eine grosse Anzahl verschiedener Möglichkeiten zur Verfügung. Das auf der Zeichnung dargestellte Ausfüh rungsbeispiel der Maschine nach der Erfindung wird nachfolgend schematisch beschrieben. Auch der Ablauf des Arbeitsverfahrens wird schematisch dargestellt. Die gezeigte Maschine besitzt keine mechanische Verbin dung zwischen Schleifschnecken- und Werkstückantrieb, sondern es werden für die beiden Antriebszweige (Schleifspindel- und Werkstückspindel) zwei Synchron- Reaktionsmotoren verwendet.
Maschinen mit in solcher Art aufgeteilten Antriebseinrichtungen sind bereits be kannt.
Um die Klarheit der Darstellung des neuen Verfah rens nicht zu beeinträchtigen, sind nur die zur Durchfüh rung notwendigen Teile, Bewegungsrichtungen und Win keleinstellungen dargestellt und beschrieben. Zustellein- richtungen, Umsteuerorgane, Vorschubmechanismen und Einrichtungen zur Regelung von Geschwindigkei ten, die grundsätzlich auch zur Maschine gehören, deren verschiedenartigste Bauweisen allgemein bekannt sind, werden nicht dargestellt.
Es zeigen: Abb. 1 eine Frontansicht der Maschine, Abb. 2 eine Ansicht nach Schnitt C-C in Abb. 3, Abb. 3 einen Grundriss der Maschine und Abb. 4 und 5 schematische Darstellungen des Ver fahrens.
Auf dem Ständer 1 nach Abb. 1 kann der Schleif schlitten 2 in Pfeilrichtung A radial zum Werkstück 23 zugestellt oder weg gefahren werden. Im Schleifschlitten 2 befindet sich in horizontaler Anordnung die Schleif spindel 3, welche an einem Ende die Schleifschnecke 4 trägt und am anderen Ende mit dem Synchron-Reak tionsmotor 5 gekuppelt ist. Am Ständer 1 ist auf gegen überliegender Seite die Schwenkplatte 6 mit Schlitten führung 6a untergebracht. Sie wird im Winkel a in bezog auf die Senkrechte ausgeschwenkt, wobei a dem Steigungswinkel der Schleifschnecke entspricht. Die Winkelstellung erfolgt nach Skala 7, worauf die Platte durch nicht dargestellte Mittel am Ständer festgeklemmt wird.
In der Schlittenführung 6a bewegt sich der Ar beitsschlitten 8 in Pfeilrichtung B auf- und abwärts. Die Mittel für den Schlittentransport, die Wegbegrenzung und die Umsteuerorgane sind nicht dargestellt. Auf dem Arbeitsschlitten 8 ist das Drehteil 9 angeordnet, das in bezog auf die Vorschubrichtung im Winkel ss verdreht wird. Winkel ss entspricht dem Zahnschrägwinkel des Werkstückes 23. Die Winkeleinstellung erfolgt nach Skala 10, worauf das Drehteil durch nicht dargestellte Mittel am Arbeitsschlitten 8 festgeklemmt wird.
Ein wesentliches Merkmal der neuen Erfindung liegt nun darin, dass bei der dargestellten Bauart .der gesamte Werkspindelantrieb, d. h. die mechanische Übertragung vom Motor bis Werkstückspindel im resp. am Werk stücksupport, in vorliegendem Beispiel am Drehteil 9 untergebracht ist. Vom Synchron Reaktionsmotor 11 geht die Getriebekette über Stirnräder 12, 13 auf die Welle 14. Von Welle 14 über die zur Bestimmung der Werkstückzähnezahl notwendigen Wechselräder 15, 16, 17 und 18 auf Welle 19 und hierauf über Stirnräder 20 und 21 auf die Werkstückspindel 22. Das Werkstück 23 wird auf irgendeine herkömmliche Weise mit der Werk stückspindel 22 verbunden.
In Abb. 4 und 5 ist der Arbeitsvorgang schematisch dargestellt. Das Werkstück 23 befindet sich in der un teren Endlage, in der punktiert dargestellten Stellung (23a) in der oberen Endlage in bezog auf die Schleif spindelachse. Punkt P bedeutet :den theoretischen Ein griffspunkt, d. h. den Schnittpunkt der beiden Eingriffs linien E und F an der Schleifschnecke in der unteren Endlage. Bewegt sich der Arbeitsschlitten aufwärts in Richtung B, dann verschiebt sich Punkt P in Richtung der Schleifspindelachse um den Weg S allmählich nach Punkt P', wenn das Werkstück bis in die obere Endlage verschoben wird.
Dementsprechend verschieben sich die Eingriffslinien E und F nach E', F.
Method and machine for grinding straight and helical spur gears by the helical rolling process Machines for grinding spur gears that work by the helical rolling process are generally known, with single or multi-start grinding worms being used as tools.
It is already known that with machines that work according to this principle, the longitudinal feed of the workpiece or the tool takes place in the longitudinal axis of the workpiece and that an additional differential gear, which is dependent on the longitudinal feed, is used for machining helical gears, which is in decelerating or accelerating sense acts on the number of teeth of the workpiece determining change gear.
This arrangement requires a fairly extensive gear chain, which is the direct cause of undesirable sources of error. Since very high accuracies are required for gear grinding machines, this fact has an unfavorable effect, because the sum of a relatively large number of sources of error results in a large spread of inaccuracies and, as a result, the desired uniformity of the products in terms of accuracy is called into question.
The present invention relates to a method which eliminates the shown deficiencies for the most part and at the same time a much simpler and cheaper construction: the work machine it allows. The new method consists in that the feed movement between the workpiece and the grinding worm takes place with respect to the workpiece axis at an angle which corresponds to the angle ss which the tooth direction includes with the workpiece axis.
The need to build an additional differential gear is eliminated and the gear chain for the workpiece spindle drive can be reduced to a very small number of gear elements. The new process has another advantage for helical gears: Because the feed direction and the direction of the workpiece axis are at a certain angle to each other, the line of action with respect to the grinding worm profile is continuously shifted laterally when the workpiece is advanced.
It is known that such a shift in the line of action has always been desired so that more even wear can be achieved for the grinding worm. This significantly improves the service life of the grinding worm. There are machine designs known which bring about a continuous longitudinal displacement of the line of action with the help of a further, additional differential gear, but which have the disadvantage of increasing the number of sources of error. Thanks to the new process, these additional gears are also superfluous.
Since the machines working according to the screw-generating principle work with grinding worms, it is necessary to take the pitch angle of these grinding worms into account when setting the machines so that the normal section: the rack-shaped grinding worm profile and the normal section of the toothing to be ground coincide. A characteristic of the machine according to the invention, which is used to carry out the method according to the invention, is that it is equipped with two angle adjustment devices that are independent of one another.
One is used to adjust the position of the workpiece axis in relation to the direction of the feed movement, while the other is used to adjust a deviation from: the vertical direction of the feed movement in relation to the tool axis.
A large number of different options are available for the structural design of the machine. The Ausfüh shown in the drawing approximately example of the machine according to the invention is described schematically below. The sequence of the work process is also shown schematically. The machine shown has no mechanical connection between the grinding worm and workpiece drive, but two synchronous reaction motors are used for the two drive branches (grinding spindle and workpiece spindle).
Machines with drive devices divided in this way are already known.
In order not to impair the clarity of the presentation of the new procedure, only the parts, directions of movement and angle settings necessary for implementation are shown and described. Infeed devices, reversing devices, feed mechanisms and devices for regulating speeds, which in principle also belong to the machine, the various types of which are generally known, are not shown.
The figures show: Fig. 1 a front view of the machine, Fig. 2 a view along section C-C in Fig. 3, Fig. 3 a floor plan of the machine and Figs. 4 and 5 schematic representations of the process.
On the stand 1 according to Fig. 1, the grinding carriage 2 can be delivered in the direction of arrow A radially to the workpiece 23 or moved away. In the grinding slide 2 is the grinding spindle 3 in a horizontal arrangement, which carries the grinding worm 4 at one end and is coupled to the synchronous reac motor 5 at the other end. On the stand 1, the swivel plate 6 with slide guide 6a is housed on the opposite side. It is swiveled out at angle a in relation to the vertical, where a corresponds to the helix angle of the grinding worm. The angular position takes place according to scale 7, whereupon the plate is clamped to the stand by means not shown.
In the slide guide 6a of the Ar beitsschlitten 8 moves in the direction of arrow B up and down. The means for the carriage transport, the path limitation and the reversing organs are not shown. The rotating part 9 is arranged on the working slide 8 and is rotated at an angle s s with respect to the feed direction. Angle ss corresponds to the inclined tooth angle of the workpiece 23. The angle is set according to scale 10, whereupon the rotating part is clamped to the working slide 8 by means not shown.
An essential feature of the new invention is that in the illustrated design .the entire work spindle drive, i. H. the mechanical transmission from the motor to the workpiece spindle in the resp. is housed on the workpiece support, in the present example on the rotating part 9. The gear chain goes from the synchronous reaction motor 11 via spur gears 12, 13 to the shaft 14. From shaft 14 via the change gears 15, 16, 17 and 18 necessary to determine the number of workpiece teeth to shaft 19 and then via spur gears 20 and 21 to the workpiece spindle 22. The workpiece 23 is connected to the workpiece spindle 22 in any conventional manner.
The working process is shown schematically in Figs. 4 and 5. The workpiece 23 is in the lower end position, in the position shown in dotted lines (23a) in the upper end position with respect to the grinding spindle axis. Point P means: the theoretical point of intervention, i.e. H. the intersection of the two lines of action E and F on the grinding worm in the lower end position. If the working slide moves upwards in direction B, then point P shifts in the direction of the grinding spindle axis by the path S gradually to point P 'when the workpiece is moved to the upper end position.
Correspondingly, the lines of action E and F shift to E ', F.