DD291500A5 - Profilschleifmaschine, insbesondere zur bearbeitung von gerad- und schraegzahnraedern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilschleifmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von Gerad- und Schraegzahnraedern, mit zwei profilierten Schleifkoerpern. Die Profilschleifmaschine besteht erfindungsgemaesz aus einem Schwenksupport 4, auf dem rechtwinklig und symmetrisch zur Schwenkachse des Schwenksupports 4 verschiebbare Schleifsupporte 2 mit je einem Schleifkoerper 1 angeordnet sind. Beide Schleifkoerper 1 weisen das Profil zur Erzeugung einer Werkstueckzahnflanke auf. Die Schleifkoerperebenen sind um einen festen Winkel a zur Verschiebeachse der Schleifsupporte 2 geneigt und jeder Schleifkoerper 1 ist einer Zahnflanke ein und desselben Zahnes eines Werkstueckes 3 zugeordnet. Die Profilschleifmaschine ist einfach im Aufbau. Sie besitzt eine hohe statische und dynamische Steife und ermoeglicht eine Verbesserung der Bearbeitung hinsichtlich Qualitaet und Produktivitaet. Fig. 3{Profilschleifmaschine; Zahnrad; Schleifkoerper; Schwenksupport; Schleifsupport; Verschiebeachse; Zahnflanke; Profil; Werkstueck; Schleifkoerperebene; Winkel; Neigung; Abrichtschlitten}

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Profilschleifmaschine, insbesondere zur 3earbeitung von Gerad- iiiv Schrägzahnrädern, mit zwei profilierten Schleifkörpern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In dem DD-WP 4843 ist eine Profilschleifmaschine für Gerad- und Schrägzahnräder mit zwei oder mehr Schleifspindeln mit einseitig profiliertem Schleifkörper dargestellt. Die Lösung sieht vor, daß gleichzeitig, unter Wirkung des Axialvorschubes, zwei oder mehrere Zahnflanken bearbeitbar sind.

Jeder Schleifspindelstock trägt eine Schleifspindel mit einseitig profiliertem Schleifkörper und besitzt eine Führung längs der Schleifspindelachse und eine weitere quer dazu. B.'i feststehendem Spindelstock ist der Schleifkörper also in 2 orthogonalen Richtungen verschiebbar.

Für jeden Schleifspindelstock ist ein Bogensegment zugeordnet, mit dessen Hilfe der Schleifkörper auf den Schrägungswinkel des Werkstückes einstellbar ist, und weiterhin ist jedes Bogensegment mit darauf angeordnetem Schleifspindeistock auf einer gemeinsamen Bogenführung um die Werkstückachse schwenkbar angeordnet.

Über die Anordnung von entsprechenden Abrichtwerkzeugen sind keine Angaben vorhanden.

Für eine Maschine in symmetrischem Aufbau mit zwei Schleifkörpern sind 10 Maschinenachsen erforderlich:

- Werkstücktranslation

- Werkstückrotation

- Schleifscheibe 1 Tangentialverschiebung

- Schleifscheibe 1 Radialverschiebung

- Schleifscheibe 1 Sclirägungswinkeleinstellung

- Schleifscheibe 1 Einstellung konzentrisch zur Werkstückachse

- Schleifscheibe 2 Tantentialverschiebung

- Schleifscheibe 2 Radialverschiebung

- Schleifscheibe 2 Schrägungswinkeleinstellung

- Schleifscheibe 2 Einstellung konzentrisch zur Werkstückachse

Dies ist ein erheblicher maschinentochnischer Aufwand. Weiterhin treten entsprechend viele Fehler an den Achsen auf. Nicht zuletzt führt die beschriebene Lösung zu einem labilen Maschinenaufbau mit vielen Füge- und Kippstellen.

Im DD-WP 262177 ist die Anordnung zweier einseitig profilierter Schleifkörper dargestellt, deren Achsen in gleicher Achsrichtung angeordnet sind. Die Zustellung jedes Schleifkörpers erfolgt in zwei Komponenten, um einen möglichst gleichmäßigen Zustellbetrag entlang des Profiles und einen gleichmäßigeren Schleifkörperverschleiß zu erzielen.

Jeder Schleifkörper bearbeitet einen anderen Zahn.

Die vorgeschlagene Lösung eipnet sich nicht zur Bearbeitung schrägverzahnter Werkstücke.

Ziel der Erfindung ist es, eine Profilschleifmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von Gerad- und Schrägzahnrädern, mit zwei profilierten Schleifkörpern zu schaffen, die einen geringen maschinentechnischen Aufwand erfordert und die eine universelle Bearbeitung mit hoher Qualität und Produktivität ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profilschleifmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Maschinenkonfiguration so ausgebildet ist, daß für beide Schleifkörper jeweils nur eine Werkzeugschwenkachse und nur eine Werkzeugzustellachse benötigt wird und gleichzeitig durch die Anordnung beider Schleifkörper der vermehrte Umfangsschliff realisiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß auf einem Schwenksupport zwei rechtwinklig und symmetrisch zur Schwenkachse des Schwenksupports verschiebbare Schleifsupporte mit je einem Schleifkörper, der das Profil zur Erzeugung einer Werkstückzahnflanke aufweist, angeordnet sind, wobei die Schleifkörperebenen um einen festen Winkel zur Verschiebeachse der Schleifsupporte geneigt sind und jeder Schleifkörper einer Zahnflanke ein und desselben Zahnes eines Werkstückes zugeordnet ist.

Für spezielle Bearbeitungsfälle ist es von Vorteil, wenn die Schleifkörper die Form eines Kegelstumpfes aufweisen. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Winkel für die Neigung der Schleifkörperebenen dem Eingriffswinkel der Bezugszahnstange entspricht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß auf dem Schwenksupport ein Abrichtschlitten angeordnet ist, der in Richtung der Schwenkachse des Schwenksupports verschiebbar ist und der auf der dem Werkstück gegenüberliegenden Seite mindestens zwei Abrichtwerkzeuge aufweist, wovon je eines einem der beiden Schleifkörper zugeordnet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Abrichtwerkzeuge rotierend ausgebildet sind. Für diese Ausführungsform ist es zweckmäßig, daß die Drehachsen der rotierenden Abrichtwerkzeuge parallel zu den Schleifkörperdrehachsen angeordnet sind.

Ausfuhrungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die stirnseitige Ansicht einer Profilschleifmaschine mit Werkzougportal Fig. 2: die Ansicht von oben (Grundriß) einer Profilschleifmaschine mit Werkzeug- und Werkstückständer Fig. 3: die Ansicht von oben (Grundriß) einer Profilschleifmaschine mit Werkzeugständer und integrierter Abrichteinrichtung Fig.4: das Schema einer Profilschleifmaschine mit kegelstumpfförmigen Schleifkörpern Fig.5: einen Schwenksupport mit rotierenden Abrichtwerkzeugen.

Jeder Schleifkörper 1 ist unter dem Winkel α zur Führung des Schleifsupportes 2 geneigt angeordnet. Beide Schleifsupporte 2 sind symmetrisch verschiebbar am Schwenksupport 4 angebracht.

In Fig. 1 ist der Schwenksupport 4 einem Querbalken 5 zugeordnet, der mit dem Portal 6 verschiebbar in Verbindung steht. Das Portal 6 ist mit dem Maschinenbett 8 verbunden; beide stützen sich auf dem nicht dargestellten Fundament ab. Auf dem Maschinenbett 8 verschiebbar angeordnet befindet sich der Werkstückschlitten 7 mit dem Werkstück 3.

In Fig. 2 steht der Schwenksupport 4 mit dem Werkzeugständer 9 in Verbindung. Dieser ist auf dem Maschinenbett 8 längsverschiebbar angeordnet. Auf dem Maschinenbett 8 ist der Werkstückständer 10 ortsfest angeordnet. An diesem befindet sich, in Führungen verschiebbar, der Werkstückschlitten 7 mit dem Werkstück 3.

In Fig.3 steht der Schwenksupport 4 mit dem Werkzeugschlitten 12 in Verbindung. Dieser ist, in Führungen verschiebbar, am Werkzeugständer 9 angeordnet. Der Werkzeugständer 9 ist auf dem Maschinenbett 8 verschiebbar. Das Werkstück 3 ist drehbar auf dem Maschinenbett 8 angeordnet.

Im Schwenksupport 4 befindet sich der Abrichtschlitten 11 mit vorzugsweise rotierenden Abrichtwerkzeugen.

Fig. 4 zeigt einen schematischen Maschinenaufbau, wobei die Schleifkörper 1 kegelstumpfförmig ausgeführt sind.

Fig. 5 zeigt einen Schwenksupport 4 mit einem Abrichtschlitten 11, auf dem die Drehachsen der rotierenden Abrichtwerkzeuge parallel zu den Schleifkörperachsen angeordnet sind.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Profilschleifmaschine ist wie folgt:

Die rotierenden Schleifkörper 1 werden durcfT Einschwenken des Schwenksupports 4 (Werkzeugschwenkachse B) auf den Werkstückschrägungswinkel eingestellt. Mit Hilfe der Werkzeugverstellachsen U₁ und U₂ und der Achse fü die Rödialzustcllung Y werden die Schleifkörper 1 jeweils an eine Flanke eines Werkstückzahnes angestellt. Da die dem Werkstückzahn zugewandten Seiten der Schleifkörper 1 das Profil zur Erzeugung eines Zahnes aufweisen und ihre gegenüberliegenden Seiten Ebenen ein und derselben schräggestellten Zahnstange darstellen, kann es keine Kollision geben. Daraus folgt, für beide Schleifsupporte 2 genügt eine Schwenk- und eine Zustellachse (B bzw. Y).

In Fig. 1 bleiben die eingeschwenkten und positionierten Schleifkörper 1 ortsfest, wobei der Schwenksupport 4 an Querbalken 5 geklemmt ist und dieser ebenfalls am Portal 6 in Position steht.

Das Werkstück 3 bewegt sich .lurch Drehen um seine Achse (Werkstückdrehachse C) gegenüber dem WerkstücKschlitten 7 und Verschieben des Werkstückschlittens 7 gegenüber dem Maschinenbett 8 (Achse für Axialvorschub Z) schraubend an den Schleifkörpern 1 vorbei.

In Fig. 2 erfolgt die Radialzustellung über den Werkzeugständer 9 (Y-Achse), der den geklemmten Schwenksupport 4 trägt. Das Maschinenbett 8 trägt den ortsfesten Werkstückständer 10, an dem der Werkstückschlitten 7 die Axialvorschubbewegung ausfijnrt (Z-Achse) und auf dem sich das Werkstück 3 um seine Achse dreht (C-Achse). Das Werkstück 3 schraubt sich derart an den geschwenkten und positionierten Schleifkörpern 1 vorbei.

In Fig. 3 rotiert das Werkstück nur um seine C-Achse. Die Axialvorstf hubbewegung erfolgt durch den Werkzeugschlitten 12, der sich gegenüber dem Werkzeugständer 9 bewegt. Hier bewegen sich die eingeschwenkten und positionierten Schleifkörper 1 entlang des Werkstückes (Z-Achse) während dieses gleichzeitig eine Drehbewegung ausführt (C-Achse).

Im Schwenksupport 4 ist ein Abrichtschlitten 11 mit vorzugsweise rotierenden Abrichtwerkzeugen angeordnet. Zur Erzeugung des Schleifkörperpro'Hs bewegen sich gleichzeitig die Abrichtwei kzeuge (Achse Y_A) und die Schleifkörper 1 (Achsen U₁ und

In Fig.4 sind bei gleicher Anordnung von Abrichtschlitten 11 und Schleifsupport 2 die Schleifkörper 1 kegelstumpfförmig ausgebildet. Hier besteht der Vorteil darin, daß nach dem Abrichtvorgang, durch den das Schleifkörperprofil auf einem kleineren Radius umläuft, nur eine Korrektur in der Y-Achse erforderlich ist, während bei nicht derart ausgebildeten scheibenförmigen Schleifkörpern 1 eine Korrektur durch die Y-Achse und die Achsen U₁ und U₂ erfolgen muß. Zur Steifeerhöhung sind gemäß Fig. 5 die Schleifkörper in ihrer Breite verstärkt worden. Dies erfordert ein Abrichten des Werkstückprofils und ein Freischneiden der Rückseite des Gesamtschleifkörperprofiles. Um dies in einfacher Weise zu ermöglichen, sind die Drehachsen von Abrichtwerkzeug und Schleifkörper 1 parallel angeordnet.

Dadurch kann das Gesamtprofil in Bahnsteuerung der Achsen Ya, U_t und U₂ erzeugt werden.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich ein einfacherer Maschinenaufbau gegenüber vergleichbaren Lösungen, infolge der Reduzierung der Anzahl notwendiger Maschinenachsen. Der einfachere Maschinenaufbau ergibt eine wirtschaftlichere Konstruktion der Maschine mit höherer statischer und dynamischer Steife und damit eine Verbesserung der Bearbeitung hinsichtlich Qualität und Produktivität. Die symmetrische Anordnung der Schleifsupporte und die damit verbundene Anordnung der Wärmequellen bedingen einen thermisch vorteilhaften Aufbau der Profilschleifmaschine.

Des weiteren gestattet die vorgeschlagene Lösung die gleichzeitige Bearbeitung zweier Zahnflanken eines Zahnes mit gleicher oder ungleicher Zahnbreitenmodifikation.

Die tangentialen Kraftkomponenten (Umfangsrichtung des Werkstückes 1) heben sich gegenseitig auf, was zu einer geringen Belastung der Werkstückspannelemente führt Das Bearbeiten erfolgt vermehrt mit dem verfahrenstechnisch besseren Umfangsschliff, was insbesondere zur Erhöhung der erzielbaron Genauigkeit und Oberflächengüte des Werkstückes führt.

Claims (6)

1. Profilschleifmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von Gerad- und Schrägzahnrädern, mit zwei profilierten Schleifkörpern, gekennzeichnet dadurch, daß auf einem Schwenksupport (4) zwei rechtwinklig und symmetrisch zur Schwenkachse des Schwenksupports (4) verschiebbare Schleifsupporte (2) mit je einem Schleifkörper (1), der das Profil zur Erzeugung einer Werkstückzahnflanke aufweist, angeordnet Sind, wobei die Schleifkörperebenen um einen festen Winkel (α) zur Verschiebeachse der Schleifsiipporte (2) geneigt sind und jeder Schleifkörper (1) einer Zahnflanke ein und desselben Zahnes eines Werkstückes (3) zugeordnet ist.

2. Profilschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schleifkörper (1) die Form eines Kegelstumpfes aufweisen.

3. Profilschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel (α) für die Neigung der Schleifkörperebenen dem Eingriffswinkel der Bezugszahnstange entspricht.

4. Profilschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Schwenksupport (4) ein Abrichtschlitten (11) angeordnet ist, der in Richtung der Schwenkachse des Schwenksupports (4) verschiebbar ist und der auf der dem Werkstück (3) gegenüberliegenden Seite mindestens zwei Abrichtwerkzeuge aufweist, wovon je eines einem der beiden Schleifkörper (1) zugeordnet ist.

5. Profilschleifmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Abrichtwerkzeuge rotierend ausgebildet sind.

6. Profilschleifmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehachsen der rotierenden Abrichtwerkzeuge parallel zu den Schleifkörperdrehachsen angeordnet sind.