DE10132977A1

DE10132977A1 - Verfahren zur synchronen Bearbeitung mehrerer Werkstücke beim Honen und Leistungshonen

Info

Publication number: DE10132977A1
Application number: DE2001132977
Authority: DE
Inventors: Heinz-Guenther Hilpert; Juergen Roos
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-23

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Bearbeitung von Werkstücken mit abrichtbaren und abrichtfreien Werkzeugen und insbesondere beim Honen und Leistungshonen, werden mehrere Werkstücke synchron bearbeitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur synchronen Bearbeitung mehrerer Werkstücke beim Honen und Leistungshonen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Durch ständig steigende Qualitätsanforderungen an Verzahnungsqualität und Laufgeräusch erfolgt eine zunehmende Verdrängung der Verzahnungs-Weichbearbeitung durch genauere, aber kostenintensivere Hartbearbeitung.
Beim Honen oder Schabschleifen wird im Rahmen der Hartbearbeitung das zu bearbeitende Werkstück mit einem Schleifkörper behandelt, der kombiniert rotierend und fallweise oszillierend relativ zum Werkstück bewegt wird.
Hierbei gewinnt sowohl das konventionelle Verzahnungshonen, als auch Leistungshonen in allen Verfahrensvarianten, mit abrichtbaren und abrichtfreien Werkzeugen zunehmend an Bedeutung.
Bei Hon- und Leistungshonverfahren werden die Werkstücke nach dem Stand der Technik in Einfachspannung bearbeitet. Dabei wälzt ein Werkzeug - entweder ein innenverzahntes "Hohlrad" oder ein außenverzahntes "Zahnrad", jeweils mit Schneidstoffbelag (abrichtbar oder abrichtfrei), mit dem zu bearbeitenden Werkstück ab.
Die Relativbewegung zwischen den beiden Wälzpartnern, und damit die Zerspanung, wird hierbei durch den Achskreuzwinkel zwischen den Drehachsen Werkzeug/Werkstück erzeugt.
Die Zustellung erfolgt durch Eintauchen des Werkzeugs ins. Werkstück, also mittels einer Achsabstandsänderung.
Dieses Konzept der Bearbeitung weist offensichtlich den Nachteil auf, dass aufgrund der Einfachspannung die Werkstückbearbeitung für die heutigen Bedürfnisse zu lange dauert.
Aufgrund des steigenden Anteils der Verzahnungshartbearbeitung auch bei Planetenrädern, entsteht die Notwendigkeit, die werkstückbezogenen Bearbeitungszeiten zu verkürzen.
Aus dem Stand der Technik ist eine Mehrfachspannung insbesondere bei der Weichbearbeitung bzw. beim Schleifen oder Stoßen bekannt. Hierbei erfolgt die Mehrfachspannung axial hintereinander, was beim Honen nicht zuletzt aufgrund vom Verzahnungsmodifikationen nicht realisierbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben welches die synchrone Bearbeitung mehrerer Werkstücke bei Hon- und Leistungshonverfahren ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, bei allen Hon- und Leistungshonverfahren, sowohl für den Einsatz abrichtbarer als auch abrichtfreier Werkzeuge, die Wirtschaftlichkeit durch Mehrfachspannung und damit synchrone Bearbeitung mehrerer Werkstücke zu erhöhen.

Erfindungsgemäß ist für den Fall, dass ein innenverzahntes Hohlrad als Werkzeug eingesetzt wird vorgesehen, die außenverzahnten Werkstücke im innenverzahnten Werkzeug, analog der Anordnung der Planeten in einem Hohlrad anzuordnen und somit eine Mehrfachspannung zu erreichen.

Bei einem außenverzahnten Werkzeug wird wiederum vorgeschlagen, die gewünschte Synchronbearbeitung dadurch zu erreichen, dass das Werkzeug mit den um das Werkzeug als Planeten angeordneten Werkstücken im Eingriff steht.

Hierbei ist die Anzahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Werkstücke lediglich durch die geometrischen Randbedingungen, beispielsweise die Größe von Werkzeug und Werkstücken und die Antriebsleistung der Achsen begrenzt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

In dieser stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung von einem innenverzahnten Werkzeug und den zu bearbeitenden Werkstücken gemäß der Erfindung für einen Achskreuzwinkel von 0°;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung von einem innenverzahnten Werkzeug und den zu bearbeitenden Werkstücken gemäß der Erfindung für einen Achskreuzwinkel ≠ 0°;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung von einem außenverzahnten Werkzeug und den zu bearbeitenden Werkstücken gemäß der Erfindung für einen Achskreuzwinkel von 0° und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung von einem außenverzahnten Werkzeug und den zu bearbeitenden Werkstücken gemäß der Erfindung für einen Achskreuzwinkel ≠ 0°.

Gemäß Fig. 1, werden bei einem innenverzahnten Werkzeug 1 die zu bearbeitenden Werkstücke 2 analog der Anordnung der Planeten in einem Hohlrad angeordnet. Durch diese Anordnung wird eine Mehrfachspannung erzielt. Die Zustellung erfolgt mittels einer Verlagerung der Werkstückachsen in Richtung Werkzeug, dargestellt durch die kleinen Pfeile auf den Werkstücken 2. In der Figur ist ein Achskreuzwinkel (AKW) von 0° dargestellt. In diesem Fall wird die Zerspanung durch eine Verlagerung des Wälzkreises außerhalb der Verzahnung erzielt. Dies bedeutet, dass der Wälzkreisdurchmesser größer als der Kopfkreisdurchmesser oder kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Werkstücks sein muß. Die Drehachsen der Werkstücke bzw. des Werkzeugs sind durch entsprechende Rotationspfeile gekennzeichnet.
Ein Achskreuzwinkel (AKW) ungleich Null ist in Fig. 2 gezeigt: Die Winkel können beliebige Werte annehmen, wodurch sich der Zerspanprozess steuern lässt. Auch hier erfolgt die Zustellung durch Achsverlagerung.
Bei außenverzahntem Werkzeug werden die zu bearbeitenden Werkstücke wie Planeten um das außenverzahnte Werkzeug angeordnet, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Der Unterschied zwischen der Konstellation zwischen den beiden Figuren besteht darin, dass in Fig. 3 der Achskreuzwinkel 0° beträgt, während Fig. 4 einen beliebigen Achskreuzwinkel zeigt. Die Zustellbewegung erfolgt durch Verlagerung der Werkstückachsen, also durch Eintauchen in Richtung Werkzeug.
Die Spannung der Werkstücke kann sowohl expandierend oder fliegend, als auch mit Abstützung an der Gegenseite erfolgen, wobei weitere Konzepte nach dem Stand der Technik möglich sind.
Das hier vorgestellte Verfahren ist nicht nur für eine horizontale oder vertikale Grundachsenanordnung, sondern für sämtliche Arten der Grundachsenanordnung geeignet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine synchrone Bearbeitung mehrerer Werkstücke bei Hon- und Leistungshonverfahren möglich, wodurch die Wirtschaftlichkeit aufgrund der werkstückbezogenen kurzen Bearbeitungszeit erhöht wird. Zudem ist das Verfahren auch beim Zahnflanken- Leistungshonen mit galvanisch belegten Werkzeugen anwendbar (Coronieren®).
Ein weiterer Vorteil ist darin zu erwarten, dass bei bekannter Zustellung aller Werkstücke die erzielte Verzahnungsgeometrie ebenfalls weitgehend gleich ist. Dadurch kann das heute übliche Klassieren von Zahnrädern für Planetensätze entfallen (ein Planetentrieb darf nur Planetenräder einer - eingeschränkten - Zahnweitenklasse enthalten). Bezugszeichen 1 Werkzeug
2 Werkstück

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit abrichtbaren und abrichtfreien Werkzeugen und insbesondere beim Honen und Leistungshonen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Werkstücke synchron bearbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem innenverzahnten Hohlrad als Werkzeug die außenverzahnten Werkstücke im innenverzahnten Werkzeug analog der Anordnung der Planeten in einem Hohlrad angeordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem außenverzahntem Werkzeug die zu bearbeitenden Werkstücke wie Planeten um das außenverzahnte Werkzeug angeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskreuzwinkel zwischen den Drehachsen von Werkzeug und Werkstücken für beliebige Werte einstellbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wert 0 für den Achskreuzwinkel die Zerspanung durch eine Verlagerung des Wälzkreises außerhalb der Verzahnung, durch eine Verschiebung größerer Kopfkreisdurchmesser oder durch einen kleineren Fußkreis erzielt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellung der Werkstücke durch Achsverlagerung erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Werkstücke expandierend, fliegend, oder durch Abstützung an der Gegenseite erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Werkstücke durch die geometrischen Randbedingungen und die Antriebsleistung der Achsen begrenzt wird.