DE102012019492A1 - Method for roll grinding of work piece, involves driving feed motion of grinding tool in axial direction to work piece, which is controlled depending on number of gears of worm grinding wheel and number of teeth of work piece - Google Patents

Abstract

The method involves displacing the worm grinding wheel parallel to work piece axis or shifting the worm grinding wheel tangentially in the width direction. A feed motion of the grinding tool is driven in the axial direction to the work piece, which is controlled depending on the number of gears of the worm grinding wheel and the number of teeth of the work piece. The feed rate is controlled depending on the transmission ration of tool teeth number to work piece teeth number. An independent claim is included for a gear cutting machine for executing the work piece roll grinding method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wälzschleifen eines Werkstückes mit einer Schleifschnecke.The invention relates to a method for generating grinding of a workpiece with a grinding worm.

Die zum Wälzschleifen eingesetzten schneckenförmigen Schleifwerkzeuge sind üblicherweise deutlich breiter als ihre reine Eingriffbreite ausgeführt. Dies hat regelmäßig den Zweck, diverse Shiftmethoden des Werkzeugs, d. h. entlang der Drehachse der Schleifschnecke, anwenden zu können, um die Zahnräder in spezieller Weise zu schleifen. Hierbei besteht die Möglichkeit, das Werkzeug diskontinuierlich in Werkzeugachsenrichtung zu vershiften, um beispielsweise unterschiedliche Schleifbereiche der Schleifschnecke auszunutzen.The helical grinding tools used for generating grinding are usually made significantly wider than their pure engagement width. This usually has the purpose of various shift methods of the tool, d. H. along the axis of rotation of the grinding worm, to be able to grind the gears in a special way. In this case, it is possible to shift the tool discontinuously in the tool axis direction in order, for example, to utilize different grinding regions of the grinding worm.

Aus der DE 37 07 607 A1 ist ein Schleifverfahren bekannt, bei dem die Schleifschnecke während des Schleifvorgangs kontinuierlich in axialer Werkzeugrichtung vershiftet wird, um ein Werkstück mit spezieller modifizierter Zahnflankentopologie bzw. Oberflächenstruktur zu erhalten.From the DE 37 07 607 A1 For example, a grinding method is known in which the grinding worm is continuously skewed in the axial tooling direction during the grinding operation to obtain a workpiece with a specially modified tooth flank topology or surface structure.

Ein wesentlicher Nachteil bei diesem nach dem Stand der Technik bekannten Schleifvorgang besteht darin, dass sich die Zahntopologie einzelner Zahnlücken des Werkstückes an seinem Umfang geringfügig unterscheiden kann. Aufgrund des Werkzeugvorschubs parallel zur Werkstückachse bei gleichzeitiger Axial- und/oder Diagonalbewegung des Werkzeuges werden alle Zähne zu unterschiedlichen Zeiten fertiggestellt. Daher steht auf Grund der Vorschubbewegung mit jedem Werkstückzahn ein unterschiedlicher Werkzeugbereich in Eingriff. Die angesprochene Tatsache führt zu messbaren Abweichungen der einzelnen Zahntopologien des bearbeiteten Werkstückes.A major disadvantage of this known in the prior art grinding process is that the tooth topology of individual tooth gaps of the workpiece may differ slightly at its periphery. Due to the tool feed parallel to the workpiece axis with simultaneous axial and / or diagonal movement of the tool all teeth are completed at different times. Therefore, due to the feed movement, a different tool area engages with each work tooth. The mentioned fact leads to measurable deviations of the individual tooth topologies of the machined workpiece.

Die Abweichungen liegen zwar üblicherweise lediglich im Mikrometer-Bereich, jedoch kann sich eine derart geringfügige Abweichungen deutlich wahrnehmbar auf das Laufgeräusch der Verzahnung, insbesondere bei geräuschkritischen Verzahnungen, auswirken.Although the deviations are usually only in the micrometer range, however, such a slight deviations can have a clearly perceptible effect on the running noise of the teeth, in particular in the case of noise-critical teeth.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schleifen und/oder Diagonalschleifen von Werkstücken mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und modifizierter Oberflächenstruktur aufzuzeigen, das die vorstehende Problematik zu überwinden weiß.Object of the present invention is to provide a method for grinding and / or diagonal grinding of workpieces with corrected tooth geometry and modified surface structure, which knows how to overcome the above problem.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the method according to the features of claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of subsequent to the main claim dependent claims.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes vorgeschlagen, um ein Werkstück mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und bzw. oder modifizierter Oberflächenstruktur herzustellen. Als Schleifwerkzeug wird eine Schleifschnecke eingesetzt. Zur Bearbeitung des Werkstücks wird die Schleifschnecke während des Schleifvorgangs parallel zur Werkstückachse verschoben und beim Diagonalschleifen zusätzlich in tangentialer Richtung zum Werkstück, d. h. in Breitenrichtung des Werkzeugs, vershiftet.According to claim 1, a method for grinding a workpiece is proposed to produce a workpiece with a corrected tooth geometry and / or modified surface structure. The grinding tool used is a grinding worm. For machining the workpiece, the grinding worm is displaced parallel to the workpiece axis during the grinding process and, in the case of diagonal grinding, additionally in a tangential direction to the workpiece, i. H. in the width direction of the tool, vershiftet.

Die Tangentialbewegung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich während eines vollständigen Schleifhubs.The tangential movement preferably takes place continuously during a complete grinding stroke.

Wird während des Schleifvorgangs nur ein geringer Vorschub in Radialrichtung zum Werkstück gefahren, so weisen einzelne Verzahnungen des Werkstücks unter Umständen mehr oder weniger größere Abweichungen bezüglich ihrer Zahntopologie bzw. Flankentopologie auf. Dieser Effekt wird insbesondere dadurch verstärkt, wenn das verwendete Werkzeug selbst eine topologische Korrektur zur Erzeugung einer korrigierten Verzahnungsgeometrie und/oder modifizierten Oberflächenstruktur aufweist und im Diagonalschleifverfahren geschliffen wird.If only a small feed in the radial direction is moved to the workpiece during the grinding process, then individual teeth of the workpiece may have more or less large deviations with respect to their tooth topology or flank topology. This effect is particularly enhanced if the tool used itself has a topological correction for generating a corrected tooth geometry and / or modified surface structure and is ground in the diagonal grinding process.

Während bei den Schleifverfahren nach dem Stand der Technik der Vorschub unabhängig von der Werkstückzähnezahl im Rahmen der Technologiegrenzwerte nahezu beliebig modifiziert werden kann, liegt der Erfindung der Kerngedanke zugrunde, die Vorschubbewegung des Schleifwerkzeuges in axialer Richtung in Abhängigkeit ein oder mehrerer Parameter zu steuern. Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung der Vorschubbewegung des Werkzeuges in Abhängigkeit von der Werkzeuggangzahl und der Zähnezahl des Werkstückes.While in the grinding methods according to the prior art, the feed regardless of the number of workpiece teeth within the limits of technology can be almost arbitrarily modified, the invention is based on the core idea to control the feed movement of the grinding tool in the axial direction depending on one or more parameters. According to the invention, the feed movement of the tool is controlled as a function of the tool speed and the number of teeth of the workpiece.

Der technologisch als optimal erkannte Vorschubwert wird vorzugsweise mit der Zähnezahl des Werkstückes und/oder mit der Werkzeuggangzahl multipliziert. Durch diesen Ansatz wird jeder Breitenbereich einer Zahnflanke von einem definierten Werkzeugbereich bearbeitet. Dies führt zu einer sehr gleichmäßigen Flankentopologie über allen Werkstückzähnen.The technologically recognized as optimal feed value is preferably multiplied by the number of teeth of the workpiece and / or with the tool speed. Through this approach, each width range of a tooth flank is machined by a defined tool area. This leads to a very uniform flank topology over all workpiece teeth.

Mit dieser ermittelten Vorschubgeschwindigkeit wird zunächst ein erster Schleifhub ausgeführt und das Werkstück bearbeitet. Für die Ausführung des nächsten Schleifhubes muß das Werkstück genau um eine oder mehrere Zahnlücken weitergetaktet werden und es findet eine analoge Folgebearbeitung statt. Das Zahnrad ist fertig gestellt, wenn genau so viele Schleifhübe, wie das Zahnrad Zähne hat durchgeführt wurden.With this determined feed rate, first a first grinding stroke is carried out and the workpiece is processed. For the execution of the next Schleifhubes the workpiece must be clocked exactly by one or more tooth spaces and there is a similar follow-up processing instead. The gear is completed when just as many sanding strokes as the gear teeth has been done.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann sichergestellt werden, dass nach z (z = Zähnezahl des Werkstücks) Schleifhüben das Zahnrad fertiggestellt wird. Abweichungen zwischen den einzelnen Zahntopologien des Werkstückes werden nahezu vollständig vermieden bzw. auf ein Minimum reduziert. Das Verfahrenserzeugnis weist eine wahrnehmbar höhere Profilqualität gegenüber Erzeugnissen auf, die nach einem bekannten Schleif- und Diagonalschleifverfahren hergestellt werden. By the method according to the invention it can be ensured that after z (z = number of teeth of the workpiece) grinding strokes the gear is completed. Deviations between the individual tooth topologies of the workpiece are almost completely avoided or reduced to a minimum. The process product has a perceptibly higher profile quality over products made by a known grinding and diagonal grinding process.

Idealerweise wird die Vorschubgeschwindigkeit in axialer Richtung parallel zur Werkstückachse in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses von Werkzeugzähnezahl zu Werkzeugstückzähne bestimmt.Ideally, the feed rate in the axial direction is determined parallel to the workpiece axis as a function of the ratio of tool teeth to tool teeth.

Zudem besteht die Möglichkeit, die verwendete Schleifschnecke entlang ihrer Achsrichtung in zwei oder mehrere Schleifbereiche zu unterteilen. Zweckmäßig ist die Separierung der Schleifschnecke in wenigstens einen Schruppbereich sowie wenigstens einen Schlichtbereich. Folglich ist die Tangentialbewegung bzw. Diagonalbewegung der Schleifschnecke während des Schlicht- bzw. Schruppbetriebs auf den jeweiligen Schleifbereich begrenzt.In addition, it is possible to divide the grinding worm used along its axial direction into two or more grinding areas. The separation of the grinding worm into at least one roughing area and at least one sizing area is expedient. Consequently, the tangential movement or diagonal movement of the grinding worm during the finishing or roughing operation is limited to the respective grinding region.

Wie eingangs beschrieben wurde, liegen die Topologieabweichungen der einzelnen Verzahnungen aufgrund des Diagonalschleifverfahrens nur im Mikrometerbereich. Während des Schruppbetriebs spielt eine derartige Mikrometerabweichung nur eine untergeordnete Rolle. In diesem Fall ist es zweckmäßig, nur eine geringfügige Vorschubbewegung während des Schruppbetriebs zu fahren. Üblicherweise wird dabei auch auf die Diagonalbewegung des Werkzeuges verzichtetAs described above, the topological deviations of the individual gears are due to the diagonal grinding process only in the micrometer range. During the roughing operation, such a micrometer deviation plays only a minor role. In this case, it is expedient to drive only a slight feed movement during the roughing operation. Usually, it is also dispensed with the diagonal movement of the tool

Die Qualität der Verzahnung wird während des Schlichtbetriebs erzeugt. Vor diesem Hintergrund ist es besonders vorteilhaft, dass während des Schlichtbetriebs die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Schneckengangzahl und bzw. oder der Zahnzahl des Werkstückes bzw. alternativ in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses von Werkzeugzähnezahl zu Werkzeugzähne gesteuert wird.The quality of the gearing is generated during the sizing operation. Against this background, it is particularly advantageous that during the sizing operation, the feed rate is controlled as a function of the worm gear number and / or the number of teeth of the workpiece or alternatively as a function of the gear ratio of tool teeth to tool teeth.

Die Vorschubgeschwindigkeit während des Schruppbetriebs liegt zweckmäßigerweise im Bereich zwischen 0,2 mm und 1 mm pro Werkstückumdrehung, kann aber unter bestimmten Bedingungen auch höher liegen. In der Regel wird hier mit einer kontinuierlichen Vorschubgeschwindigkeit im gewünschten Geschwindigkeitskorridor gefahren.The feed rate during the roughing operation is expediently in the range between 0.2 mm and 1 mm per workpiece revolution, but may also be higher under certain conditions. As a rule, a continuous feed speed is used here in the desired speed corridor.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sowohl zylindrische Stirn- als auch zylindrische Schrägverzahnungen schleifen. Werkstücke mit einer korrigierten Topologie weisen besonders vorteilhafte Laufeigenschaften auf. Insbesondere wird bei Getrieben die Laufcharakteristik anhand des Laufgeräusches ausgemacht. Eine korrigierte Flankentopologie bzw. modifizierte Oberflächenstruktur der Getriebezahnräder führt bei geeigneter Wahl zu besonders leisen und angenehmen Geräuschverhältnissen.With the method according to the invention, both cylindrical end and cylindrical helical gears can be ground. Workpieces with a corrected topology have particularly advantageous running properties. In particular, the running characteristics of transmissions are identified on the basis of the running noise. A corrected flank topology or modified surface structure of the gear wheels leads, with a suitable choice, to particularly quiet and pleasant noise conditions.

Es kann vorgesehen sein, dass mittels der Schleifschnecke auf wenigstens einer Zahnflanke des Werkstückes in wenigstem einem Profilbereich der Zahnflanke Flankenmodifikationen bzw. Flankenwelligkeiten, insbesondere periodische Flankenmodifikationen bzw. Flankenwelligkeiten erzeugt werden.It can be provided that by means of the grinding worm on at least one tooth flank of the workpiece in at least one profile region of the tooth flank, edge modifications or edge wavinesses, in particular periodic flank modifications or flank ripples, are generated.

Hierzu ist vorzugsweise eine speziell abgerichtete Schleifschnecke und/oder eine Überlagerung der normalen Arbeitsbewegungen der Schleifmaschine mit oszillierenden Zusatzbewegungen einzelner am Schleifprozess beteiligter Maschinenachsen notwendig. Das Schleifwerkzeuges für dieses Verfahren ist eine Schleifschnecke, deren Oberflächenstruktur abgerichtet und profiliert wird, um die periodische Flankenwelligkeit auf der aktive Oberfläche erzeugen zu können. Mittels eines Abrichtwerkzeuges werden vorzugsweise einzelne Profilbereiche der Schleifschnecke freigelegt, die im anschließenden Schleifhub am Werkstück nicht zu Eingriff kommen. Alternativ oder zusätzlich können durch oszillierende Zusatzbewegungen einzelner, am Prozess beteiligter Maschinenachsen im Schleifprozess Modifikationen oder Welligkeiten auf der Zahnflanke über Teile der Flanke oder über der gesamten Werkstückbreite erzeugt werden.For this purpose, a specially trained grinding worm and / or a superimposition of the normal working movements of the grinding machine with oscillating additional movements of individual machine axes involved in the grinding process is preferably necessary. The grinding tool for this process is a grinding worm whose surface structure is trued and profiled to produce the periodic flank waviness on the active surface. By means of a dressing tool, individual profile regions of the grinding worm are preferably exposed, which do not engage in the subsequent grinding stroke on the workpiece. Alternatively or additionally, by means of oscillating additional movements of individual machine axes involved in the process during the grinding process, modifications or ripples on the tooth flank can be generated over parts of the flank or over the entire workpiece width.

Unter Schleifhub im Sinne dieser Erfindung versteht man einen Bearbeitungsschritt bei dem das Schleifwerkzeug in axialer Richtung, parallel zur Werkstückachse bewegt wird und dabei zumindest Teilbereiche der Zahnradflanken zwischen den beiden Stirnflächen bearbeitet.Under Schleifhub in the context of this invention is meant a processing step in which the grinding tool is moved in the axial direction, parallel to the workpiece axis and thereby machined at least portions of the gear edges between the two end faces.

Wenn das Werkzeug in einen Schrupp- und einen Schlichtbereich aufgeteilt ist, kann auch nur der Schlichtbereich über seiner gesamten Breite spiralförmig abgerichtet werden und für diesen speziellen Prozessschritt vorbereitet sein.If the tool is divided into a roughing and a sizing area, then only the sizing area can be dressed helically over its entire width and prepared for this particular process step.

Neben der für diese vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens aufbereiteten Schleifschnecke können auch noch Zusatzbewegungen einer oder mehrerer am Schleifprozess beteiligter Maschinenachsen notwendig sein.In addition to the grinding worm prepared for this advantageous embodiment of the method, additional movements of one or more machine axes involved in the grinding process may also be necessary.

Mögliche Achsbewegungen sind dabei oszillierende Bewegungen einer oder mehrerer Maschinenachsen in radialer, oder tangentialer Richtung zur Verzahnung, abhängig von der aktuell bearbeiteten Werkstückbreitenposition. Diese Zusatzbewegungen erzeugen periodisch wiederkehrende Oberflächenstrukturen oder Welligkeiten in dem bearbeiteten Profilhöhenbereich auf der Zahnflanke, die zu einer anregungsoptimierten Zahnradoberfläche führen.Possible axis movements are oscillating movements of one or more machine axes in the radial or tangential direction to the toothing, depending on the currently machined workpiece width position. These additional movements produce periodically recurrent surface textures or ripples in the processed one Profile height range on the tooth flank, which lead to an excitation optimized gear surface.

Die Amplitude dieser Strukturen oder Welligkeiten liegt dabei im Mikrometerbereich.The amplitude of these structures or ripples is in the micrometer range.

Eine Zustellbewegung in einer ersten Ausführungsform kann eine radiale Zustellbewegung des Werkzeuges zum Werkstück hin oder vom Werkstück weg, sein. Diese Bewegung wird der für den Schleifhub notwendigen Zustellbewegung überlagert und erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Werkstückbreitenposition oder von dem Schleifschneckendrehwinkel.A feed movement in a first embodiment may be a radial feed movement of the tool towards or away from the workpiece. This movement is superimposed on the necessary for the Schleifhub feed movement and takes place in dependence on the workpiece width position or on the grinding worm rotation.

Eine weitere Form einer Zusatzbewegung kann in Form einer tangentialen Zusatzbewegung in Richtung der Werkzeugachse erfolgen. Des Weiteren ist eine Modifikation in Form von zusätzlich überlagerte Beschleunigung oder Verzögerung zu den Drehbewegungen der Werkzeug- und/oder Werkstückdrehbewegung möglich. Auch über diese Zusatzbewegungen kann eine wellige Flankenstruktur erzeugt werdenAnother form of additional movement can take place in the form of a tangential additional movement in the direction of the tool axis. Furthermore, a modification in the form of additionally superimposed acceleration or deceleration to the rotational movements of the tool and / or workpiece rotational movement is possible. Also via these additional movements, a wavy edge structure can be generated

Auch über ein Schwenken der Schleifschnecke können Modifikationen auf der Zahnflanke erzeugt werden. Durch ein Schwenken des Schleifwerkzeuges wird die Werkzeugbreite im Eingriff erhöht oder ggf. reduziert. Auch damit lassen sich Welligkeiten oder Modifikationen auf der Zahnflanke erzeugen.Also by pivoting the grinding worm modifications can be generated on the tooth flank. By pivoting the grinding tool, the tool width is increased in engagement or possibly reduced. This also allows ripples or modifications to be generated on the tooth flank.

Die Oszillation der Zusatzbewegungen kann dabei phasenverschoben oder phasenversetzt zur den Zusatzbewegungen im ersten Schleifhub erfolgen. Damit wird ein ungleichmäßiges Welligkeitsbild auf der Flanke der Verzahnung erzeugt.The oscillation of the additional movements can be carried out phase-shifted or out of phase with the additional movements in the first grinding stroke. This creates an uneven ripple pattern on the flank of the toothing.

Die Wiederholung der Schleifhübe mit der oder ohne die zugehörigen Zusatzbewegung erfolgt so lange bis die gesamte Zahnflanke der Verzahnung bearbeitet worden ist. Durch die Verschiebung der Phasenlage der Welligkeit je Hub, kann ein phasenverschobenes Wellenmuster über der Profilhöhe bzw. Zahnbreite erzeugt werden.The repetition of the grinding strokes with or without the associated additional movement takes place until the entire tooth flank of the toothing has been processed. By shifting the phase position of the ripple per stroke, a phase-shifted wave pattern over the profile height or tooth width can be generated.

Die Erfindung betrifft des weiteren eine Verzahnmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens. Die Maschine benötigt offensichtlich neben den bekannten Rotationsachsen zum Antrieb des Schleifwerkzeugs bzw. des Werkzeugtisches eine Antriebseinheit zum Verfahren der Schleifschnecke tangential zum Werkstück sowie eine weitere Antriebseinheit zum Verschieben der Schleifschnecke parallel zur Werkstückachse.The invention further relates to a gear cutting machine for carrying out the method according to the invention or an advantageous embodiment of the method. Obviously, in addition to the known axes of rotation for driving the grinding tool or the tool table, the machine also requires a drive unit for moving the grinding worm tangentially to the workpiece and a further drive unit for displacing the grinding worm parallel to the workpiece axis.

Diese Achsen sind bei Maschinen nach dem Stand der Technik vorhanden. Zur Nutzung der Erfindung müssen zusätzlich Mittel vorgesehen sein, die eine Steuerung der Vorschubbewegung in Abhängigkeit der Gangzahl der Schleifschnecke und/oder der Zahnzahl des Werkstückes bzw. des entsprechenden Übersetzungsverhältnisses gestatten.These axes are present in state-of-the-art machines. To use the invention, means must additionally be provided which permit control of the feed movement as a function of the number of turns of the grinding worm and / or the number of teeth of the workpiece or of the corresponding transmission ratio.

Die Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verzahnmaschine entsprechen offensichtlich denen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Erläuterung verzichtet wird.The advantages and properties of the gear cutting machine according to the invention obviously correspond to those of the method according to the invention, which is why a repetitive explanation is omitted here.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:

1: eine perspektivische Ansicht einer CNC-Wälz- und Profilschleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 FIG. 2: a perspective view of a CNC rolling and profile grinding machine for carrying out the method according to the invention, FIG.

2: ein hergestelltes Zahnrad mit acht Zähnen, 2 : a manufactured gear with eight teeth,

3a: ein Schliffbild eines Zahnrads gemäß 2, hergestellt nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Schleifverfahren und 3a : a microsection of a gear according to 2 , manufactured according to a grinding method known from the prior art and

3b: ein Schliffbild eines Zahnrads hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. 3b : A micrograph of a gear produced by the method according to the invention.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer CNC-Wälz- und Profilschleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Wälz- und Profilschleifmaschine weist dabei die für die Bearbeitung notwendigen Freiheitsgrade auf und kann insbesondere die eingezeichneten Bewegungen A1, B1, B3, C2, C3, C5, V1, X1, Z1 sowie Z4 ausführen. Im Einzelnen beschreibt X1 die Radialbewegung des Ständerschlittens, V1 die Tangentialbewegung des Werkzeugs, Z1 die Axialbewegung des Werkzeugs, B1 die Drehbewegung des Werkzeugs, C2 die Drehbewegung des Werkstücks, A1 die Schwenkbewegung des Werkzeugs, Z4 die Vertikalbewegung des Gegenhalters, C3 die Drehbewegung des Ringladers, B3 die Drehbewegung des Abrichtwerkzeugs sowie C5 den Schwenkwinkel des Abrichtwerkzeugs zur Änderung des Eingriffswinkels am Werkzeug. 1 shows a perspective view of a CNC Wälz- and profile grinding machine for performing the method according to the invention. In this case, the rolling and profile grinding machine has the degrees of freedom necessary for the machining and can, in particular, execute the drawn movements A1, B1, B3, C2, C3, C5, V1, X1, Z1 and Z4. In detail, X1 describes the radial movement of the stator carriage, V1 the tangential movement of the tool, Z1 the axial movement of the tool, B1 the rotational movement of the tool, C2 the rotational movement of the workpiece, A1 the pivoting movement of the tool, Z4 the vertical movement of the counterholder, C3 the rotational movement of the ring loader B3 the rotational movement of the dressing tool and C5 the tilt angle of the dressing tool for changing the pressure angle on the tool.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf dem Werkzeugtisch 3 das entsprechende Werkstück eingespannt. Auf der Werkzeugwelle 5 sitzt eine entsprechende Schleifschnecke als Bearbeitungswerkzeug, die um die Drehachse B1 zur Ausführung des Diagonalschleifverfahrens rotiert. Während des Schleifvorgangs wird die Schleifschnecke parallel zur Werkstückachse mittels des Schlittens in Z1-Richtung verschoben. Gleichzeitig erfolgt eine Tangentialvershiftung bzw. Diagnonalvershiftung der Schleifschnecke zum Werkstück in V1-Richtung.For carrying out the method according to the invention is on the tool table 3 clamped the corresponding workpiece. On the tool shaft 5 a corresponding grinding worm sits as a machining tool, which rotates about the axis of rotation B1 to carry out the diagonal grinding process. During the grinding process, the grinding worm is moved parallel to the workpiece axis by means of the carriage in the Z1 direction. At the same time a Tangentialvershiftung or Diagnonal shift of the grinding worm to the workpiece in the V1 direction.

Für ein optimiertes Schleifergebnis wird die Vorschubbewegung entlang der Achse Z1 in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Schneckengangzahl und der Zähnezahl des Werkstücks bestimmt, und zwar derart, dass lediglich eine Zahnlücke pro Schleifvorgang fertiggestellt wird.For an optimized grinding result, the feed movement along the axis Z1 is determined as a function of the transmission ratio between the worm gear number and the number of teeth of the workpiece, in such a way that only one tooth gap per grinding operation is completed.

Die Steuerung der Vorschubbewegung in Z1-Richtung erfolgt nur während der Feinbearbeitung, d. h. der Schlichtbearbeitung des Werkstückes. Insbesondere wird der Vorschubwert je Werkstückumdrehung mit der Zähnezahl des Werkstückes multipliziert. So wird die Vorschubgeschwindigkeit so weit nach oben genommen, dass je Hub immer nur eine Lücke gleichzeitig fertiggestellt wird. Damit gelten für alle Lücken gleiche Eingriffsbedingungen über der Werkstückbreite. Somit ist die Flankentopologie bei allen Zahnlücken vergleichbar.The control of the feed movement in the Z1 direction takes place only during fine machining, i. H. the finishing machining of the workpiece. In particular, the feed value per workpiece revolution is multiplied by the number of teeth of the workpiece. Thus, the feed rate is taken so far up that only one gap is completed at the same time each stroke. This means that the same conditions of engagement across the workpiece width apply to all gaps. Thus, the flank topology is comparable for all gullets.

Selbstverständlich kann eine entsprechende Steuerung der Vorschubbewegung auch während der Schruppbearbeitung eines Werkstückes erfolgen.Of course, a corresponding control of the feed movement can also take place during roughing of a workpiece.

Die 2 zeigt ein Zahnrad mit acht Zähnen 1–8, wie es beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschliffen werden kann. Die Zahnflanken sind dabei jeweils beschriftet mit LF = Linke Flanke und RF = Rechte Flanke.The 2 shows a gear with eight teeth 1-8, as it can be ground, for example, with the method according to the invention. The tooth flanks are labeled with LF = left flank and RF = right flank.

3a zeigt ein Schliffbild der acht linken Flanken eines Zahnrades gemäß 2, die nach der Wälzschleifmethode gemäß dem Stand der Technik geschliffen wurden. In der Übersicht der 3a sind die Flanken nebeneinander angeordnet dargestellt. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet exemplarisch eine Eingriffslinie der Schleifschnecke zu einem Zeitpunkt tx. Der Abstand 20 zeigt den Vorschub des Werkzeuges parallel zur Werkstückachse pro Werkstückumdrehung an. In diesem Fall ist ein kontinuierlicher Vorschub von 0,2 bis 1 mm je Werkstückumdrehung aufgezeigt. Gut erkennbar ist der Höhenversatz der einzelnen Eingrifflinien zwischen den aufeinander folgenden Zahnflanken. Der Höhenversatz wird durch die schräg verlaufende Linie 30 zusätzlich verdeutlicht. 3a shows a cross section of the eight left flanks of a gear according to 2 , which were ground by the Wälzschleifmethode according to the prior art. In the overview of 3a the flanks are shown side by side. The reference number 10 exemplifies an engagement line of the grinding worm at a time tx. The distance 20 indicates the feed of the tool parallel to the workpiece axis per workpiece revolution. In this case, a continuous feed of 0.2 to 1 mm per workpiece revolution is shown. Clearly recognizable is the height offset of the individual engagement lines between the successive tooth flanks. The height offset is due to the sloping line 30 additionally clarified.

3b zeigt die jeweils acht linken Flanken einer Verzahnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wälzgeschliffen wurden. Insgesamt sind dazu acht Schleifhübe 1S bis 8S durchgeführt worden. Diese Schleifhübe 1S bis 8S sind mit Linien unterschiedlichen Aussehens eingezeichnet um den jeweiligen Schleifhub auf einer Zahnflanke besser identifizieren zu können. Die Anzahl der Schleifhübe pro Werkstück entspricht der Zähnezahl. Der Vorschubweg 40 pro Werkstückumdrehung entspricht dem Normalvorschub multipliziert mit der Zähnezahl des Werkstückes, was in diesem Fall Z × (0,2 bis 1 mm) entspricht. Durch den zähnezahlabhängigen Vorschub gleichen sich die Schliffbilder auf den einzelnen Flanken der 3b. Nach Z Eingriffslinien in Richtung der Zahnflanke wiederholt sich das Schleifbild, was durch die Markierungen 50 und 60 gekennzeichnet ist. 3b shows the eight left flanks of a toothing, which were ground by the method according to the invention. Altogether eight sanding strokes 1S to 8S have been carried out. These grinding strokes 1S to 8S are marked with lines of different appearance in order to better identify the respective grinding stroke on a tooth flank. The number of grinding strokes per workpiece corresponds to the number of teeth. The feed path 40 per workpiece revolution corresponds to the normal feed multiplied by the number of teeth of the workpiece, which in this case corresponds to Z × (0.2 to 1 mm). Due to the number of teeth-dependent feed, the micrographs on the individual flanks of the same 3b , After Z engagement lines in the direction of the tooth flank, the sanding pattern is repeated, which is due to the markings 50 and 60 is marked.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 3707607 A1 [0003] DE 3707607 A1 [0003]

Claims (9)

Verfahren zum Wälzschleifen eines Werkstückes, wobei die Schleifschnecke parallel zur Werkstückachse verschoben wird und/oder tangential in Breitenrichtung vershiftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorschubbewegung des Schleifwerkzeugs in axialer Richtung zum Werkstück gefahren wird, die in Abhängigkeit der Gangzahl der Schleifschnecke und der Zähnezahl des Werkstückes gesteuert wird.Method for generating grinding of a workpiece, wherein the grinding worm is displaced parallel to the workpiece axis and / or tangential in the width direction, characterized in that a feed movement of the grinding tool is moved in the axial direction to the workpiece, depending on the number of turns of the grinding worm and the number of teeth Workpiece is controlled. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses von Werkzeugzähnezahl zu Werkstückzähnezahl gesteuert wird.A method according to claim 1, characterized in that the feed rate is controlled in dependence of the transmission ratio of the number of tool teeth to workpiece teeth number. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Werkstückes in mehreren Schleifhüben ausgeführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the machining of the workpiece is carried out in several grinding strokes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schruppbetriebs eine geringe Vorschubgeschwindigkeit gewählt wird und im Schlichtbetrieb die Vorschubgeschwindigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 gesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the roughing operation, a low feed rate is selected and in the finishing operation, the feed rate is controlled according to one of claims 1 or 2. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit während des Schruppbetriebs im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm, insbesondere im Bereich von 0,2 mm bis 1 mm pro Werkstückumdrehung liegt.A method according to claim 4, characterized in that the feed rate during the roughing operation in the range of 0.2 mm to 1.5 mm, in particular in the range of 0.2 mm to 1 mm per workpiece revolution. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifschnecke über die Schleifbreite für den Schichtbetrieb eine topologische Korrektur aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the grinding worm has a topological correction over the grinding width for the shift operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verfahren zum Schleifen einer zylindrischen Stirn- oder Schrägverzahnung eignet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is suitable for grinding a cylindrical face or helical toothing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schleifschnecke auf wenigstens einer Zahnflanke des Werkstückes in wenigstem einem Profilbereich der Zahnflanke eine periodische Flankenmodifikation, insbesondere Flankenwelligkeit erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the grinding worm on at least one tooth flank of the workpiece in at least one profile region of the tooth flank a periodic edge modification, in particular flank waviness is generated. Verzahnmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Gear cutting machine for carrying out the method according to one of claims 1 to 8.

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