DD147216A1

DD147216A1 - Verfahren zur adaptiven steuerung des zahnflankenschleifens

Info

Publication number: DD147216A1
Application number: DD21707679A
Authority: DD
Inventors: Dieter Drews; Sieghart Lenz; Wolfgang Thyssen
Original assignee: Dieter Drews; Sieghart Lenz; Wolfgang Thyssen
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1981-03-25
Also published as: DE3044075C2; DE3044075A1; CH647439A5; DD147216B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Steuerung des Zahnflankenschleifens auf Teilwaelzschleifmaschinen, bei denen ein doppelkegelfoermiger Schleifkoerper eine Hubbewegung ausfuehrt und bei denen die beiden Zahnflanken einer Zahnluecke nacheinander bearbeitet werden. Es ist das Ziel der Erfindung, die Leistung der Teilwaelzschleifmaschinen zu erhoehen und die Qualitaet der geschliffenen Zahnraeder zu verbessern. Dabei ist die Aufgabe zu loesen, beim Schleifen einer Zahnflanke vom Zahnfusz zum Zahnkopf hin annaehernd gleiche Maximalwerte fuer die Schnittkraft bzw. Stuetzkraft bezogen auf einen Hub des Schleifkoerpers zu gewaehrleisten. Das wird erreicht, indem der waehrend eines Hubes auftretende Maximalwert fuer die Schnittkraft bzw. Stuetzkraft erfaszt und gespeichert, aus den gespeicherten Werten zweier aufeinanderfolgender Huebe ein Mittelwert gebildet, dieser mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und das Vergleichsergebnis dergestalt zur Steuerung der Geschwindigkeit der Waelzbewegung verwendet wird,dasz der waehrend des naechsten Hubes auftretende Maximalwert nahe dem Sollwert liegt, wobei ein ebenfalls vorgegebener Grenzwert fuer die Geschwindigkeit der Waelzbewegung nicht ueberschritten wird.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur adaptiven Steuerung des Zahnflankenschleifens

Anwendungsgebiet der Erfindung '

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Steuerung des Zahnf lankenschle if ens auf Teilwälzschleifmaschinen, bei denen ein doppelkegelförmiger Schleifkörper eine Hubbewegung ausführt und bei denen die beiden Zahnflanken einer Zahnlücke nacheinander bearbeitet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannterweise wird bei solchen Teilwälzschleifmaschinen, deren doppelkegelförmiger Schleifkörper dem Zahn einer mit dem zu schleifenden Zahnrad im Eingriff befindlichen Zahnstange entspricht, die evolventenförmige Zahnflanke durch eine sich aus einem rotatorischen und einem translatorischen· Anteil zusammensetzende Wälzbewegung des Zahnrades und eine annähernd in Richtung der Erzeugenden verlaufende Bewegung des Schleifkörpers erzeugt· Diese Bewegung des Schleifkör- . pers erfolgt als periodische Hubbewegung mit im allgemeinen über die Hublänge veränderlicher .Geschwindigkeit. Damit entsteht die Evolvente am Zahnrad nätierungsweise durch eine. Folge von Hüllschnitten als Hüllschnittpolygon. Wird die Anzahl der Hübe des Schleifkörpers je Zeiteinheit

und. der Zustellbetrag· für einen Schleif umlauf konstant gehalten, so ist für gegebene Verzahnungsparameter die mittlere Größe der Hüllschnitte nur noch von der Geschwindigkeit der Wälzbewegung abhängig. Auf Grund der geometrischen Verhältnisse nimmt bei der Wälzbewegung vom Zahnfuß zum Zahnkopf hin die Größe der Hüllschnitte zu.

Die Schnittkraft und die ihr proportionale, senkrecht zur Zahnflanke v/irkende Stützkraft entstehen primär über jedem . Hub des Schleifkörpers und erreichen von Null beginnend zum Hubende hin.Maximalwerte, um mit dem beginnenden Ausschneiden des Schleifkörpers schnell wieder auf Null abzusinken. Die jeweiligen Maximalwerte pro Hub nehmen beim Schleifen vom Zahnfuß zum Zahnkopf hin unter der Voraussetzung konstanter Geschwindigkeit der Wälzbewegung entsprechend der Zunahme der Hüllschnittgröße zu und erreichen wiederum Maximalwerte, bevor der Schleifkörper am Kopfkreis des Zahnrades auszuschneiden beginnt.

Weiterhin ist bekannt, daß sich sowohl die thermische Überbeanspruchung des Zahnradwerkstoffes in Form von Schleifbrand und/oder Schleifrissen als auch die auffederungsbedingte Profil-Formabweichung und der Schleifkörperverschleiß auf die Schnittkraft bzw, Stützkraft zurückführen lassen und damit dem Hüllschnittverlauf über der Evolvente prinzipiell entsprechen. Dabei entsteht der Nachteil, daß die zulässige Größe der üblicherweise während eines Schleifumlaufes konstanten Geschwindigkeit der Wälzbewegung durch die infolge des genannten doppelten Ausschneidens des Schleifkörpers in Hub- und Evolventenrichtung nur in einem eng begrenzten Bereich der Zahnflanke wirkenden Maximalwerte der Schnittkraft, die zur Vermeidung thermischer "Überbeanspruchungen des Zahnradwerkstoff es gerade noch zulässig sind^ bestimmt wird. Dadurch wird wegen des-unmittelbaren Einflusses der Geschwindigkeit der Wälzbewegung auf die Schleifzeit die Leistung der Seilwälzschleifmaschine begrenzt.

Weiterhin besteht ein Nachteil darin, daß durch den beschrieb benen Verlauf der der Schnittkraft proportionalen Stützkraft über der Evolvente beim Schleifen vom Zahnfuß zum·Zahnkopf

hin eine entsprechende auff ederungsbediilgte Profil-Formabweichung entsteht und gleichzeitig ein ungleichmäßiger Verschleiß der. den einzelnen Evolventenabschnitten zugeordneten Schleifkörperkontaktflachen eintritt, der seinerseits wieder Profil-Formabweichungen aber auch eine Verschlechterung des SchleifVerhaltens des Schleifkörpers verursacht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Leistung der Teilwälzschleifmaschinen zu erhöhen und die Qualität der geschliffenen Zahnräder zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur adaptiven Steuerung des Zahnflankenschleifens zu schaffen, mit dem erreicht wird, daß beim Schleifen einer Zahnflanke vom Zahnfuß zum Zaimkopf hin annähernd gleiche Maximalwerte für die Schnittkraft bzw. Stützkraft bezogen auf einen Hub des Schleifkörpers auftreten. .

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der jeweils während eines Hubes des Schleifkörpers auftretende Maximalwert für die Schnittkraft bzw. Stützkraft direkt oder indirekt über die Schleifmotorantriebsleistung oder den Schleifinotorstrom erfaßt und gespeichert, aus den gespeicherten Maximalwerten zweier aufeinanderfolgender Hübe ein Mittelwert gebildet, dieser mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und das Vergleichsergebnis dergestalt zur Steuerung der Geschwindigkeit der Wälzbewegung verwendet wird, daß der während des nächsten Hubes auftretende Maximalwert nahe dem Sollwert liegt, wobei ein ebenfalls vorgegebener Grenzwert für die -Geschwindigkeit der Wälzbewegung nicht überschritten wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur adaptiven Steuerung des Zahnflankenschleifens liegt darin, daß beim Schleifen einer Zahnflanke vom Zahnfuß zum Zahnkopf hin ·· die jeweils während eines Hubes de's Schleif körpers auftretenden Maximalwerte der Schnittkraft bzw. Stützkraft annähernd gleich sind und daß dadurch zum einen durch die mögliche Er-

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höhung der Geschwindigkeit der Wälzbewegung während des Schleifens eines Großteils der Evolvente die Leistung der Teilwälzschleifmaschine gesteigert und zum anderen infolge der gleichmäßigeren auffederungsbedingten Profil-Formabweichung und durch den gleichmäßigeren Verschleiß des Schleifkörpers die Qualität des Zahnrades verbessert werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. Das Schleifen einer Zahnflanke beginnt an deren "Zahnfuß mit einer Geschwindigkeit der Wälzbewegung, die einem vorgegebenen Grenzwert entspricht. Dieser Grenzwert ist im allgemeinen gleich der maschinentechnisch zulässigen maximalen Geschwindigkeit.

Die während eines Hubes auftretenden Schnittkräfte bzw. Stützkräfte werden durch an sich bekannte Keßeinrichtungen direkt oder indirekt über die Schleifmotorantriebsleistung bzw. den Schleifmotorstrom gemessen und ihr Maximalwert erfaßt und gespeicherte Aus den gespeicherten Maximalwerten zweier aufeinanderfolgender Hübe wird ein Mittelwert gebildet und dieser mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Dieser Sollwert für die Schnittkraft bzw. Stützkraft oder für die Schleifmotorantriebsleistung bzw. den Schleifmotorstrom wird so bestimmt, daß er unterhalb eines Viertes liegt, bis zu dem einerseits thermische Überbeanspruchungen des Zahnradwerkstoffes vermieden werden und andererseits die auffederungsbedingte Prof il-Forrnabweichung und der Schleif lcörperverschleiß in zulässigen Grenzen bleiben. Solange beim Schleifen vom Zahnfuß an dieser Sollwert größer als der auftretende Mittelwert ist, wird mit der anfänglichen, dem vorgegebenen Grenzwert entsprechenden Geschwindigkeit der Wälzbewegung gearbeitet. Wird der Sollwert überschritten, so wird die Geschwindigkeit der Wälzbewegung so weit verringert, daß der. während des. nächsten Hubes auftretende Maximalwert nahe dem Sollweri; liegt.

Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der -Schleifkör— per beginnt, am Zahnkopf auszuschneiden. Wird dabei der

Sollwert unterschritten, so wird die Geschwindigkeit der Wälzbewegung soweit erhöht, daß der während des nächsten Hubes auftretende Maximalwert wieder nahe dem Sollwert liegt. Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Wälzbewegung kann solange 'erfolgen, bis deren vorgegebener Grenzwert erreicht ist, mit dem dann die Zahnflanke fertigbearbeitet wird.

Claims

Erfindungsanspruch . .

Verfahren zur adaptiven Steuerung des Zahnflankenschleifens auf Teilwälzschleifmaschinen, bei denen ein doppelkegelförmiger Schleifkörper eine. Hubbewegung ausführt und bei denen die beiden Zahnflanken einer Zahnlücke nacheinander bearbeitet werden, gekennzeichnet dadurch, 'daß der jeweils während eines Hubes des .Schleifkörpers auftretende Maximalwert für die Schnittkraft bzw. Stützkraft direkt oder indirekt über die Schleifmotorantriebsleistung oder den Schleifmotorstrom erfaßt und gespeichert, aus den gespeicherten Maximalwerten zweier aufeinanderfolgender Hübe ein Mittelwerf gebildet, dieser mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und das Vergleichsergebnis dergestalt zur Steuerung der Geschwindigkeit der Wälzbewegung verwendet wird, daß der während des nächsten Hubes auftretende Maximalwert nahe dem Sollwert liegt, wobei ein ebenfalls vorgegebener Grenzwert für die Geschwindigkeit der Wälzbewegung nicht überschritten wird.