DE10329413A1 - Verfahren zum Hinterlegen der Zähne verzahnter Werkstücke - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Profilieren von verzahnten Werkstücken, insbesondere zum Erzeugen
von Hinterlegungen oder dergleichen an Zahnflanken innen- oder außenverzahnter
Werkräder,
durch spanende Bearbeitung des drehangetriebenen Werkstückes mittels
eines drehangetriebenen Schneidkantenwerkzeuges (1), dessen Schneidkante
(3, 5) mit der Verzahnung des Werkstückes kämmt, wobei die Schneidkante
(3, 5) des um eine zur Werkstückachse
parallelen Werkzeugachse in einem im wesentlichen festen Drehzahlverhältnis zum
Werkstück drehenden
Schneidkantenwerkzeuges (1) zufolge einer der Drehbewegung überlagerten
Kombination von Variation des Achsabstandes und Variation der Phasenlage
oder der Neigung des Achslage auf einer der Profilform entsprechenden
Kurve (19) verlagert wird, wobei die Schnittrichtung zum Zahngrund
hin erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Achsabstand
(AS, AZ), den Flugkreis (F) der Schneidkante (3, 5) und das Übersetzungsverhältnis definierte
zykloidische Bewegungsbahn der Schneidkante (3, 5) gegenüber dem
Werkstück
so gewählt
ist, dass der zulaufende Ast (21') einer Zykloidenschleife den rücklaufenden
Ast (21'') derselben Zykloidenschleife schneidet (21''').
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Profilieren von verzahnten Werkstükken, insbesondere zum Erzeugen von Hinterlegungen oder dergleichen an Zahnflanken innen- oder außenverzahnter Werkräder, durch spanende Bearbeitung des drehangetriebenen Werkstückes mittels eines drehangetriebenen Schneidkantenwerkzeuges, dessen Schneidkante mit der Verzahnung des Werkstückes kämmt, wobei die Schneidkante des um eine zur Werkstückachse parallelen Werkzeugachse in einem im wesentlichen festen Drehzahlverhältnis zum Werkstück drehenden Schneidkantenwerkzeuges zufolge einer der Drehbewegung überlagerten Kombination von Variation des Achsabstandes und Variation der Phasenlage oder der Neigung der Achslage auf einer der Profilform entsprechenden Kurve verlagert wird, wobei die Schnittrichtung zum Zahngrund hin erfolgt.
- Ein derartiges Verfahren beschreibt die WO 02/45895 A1. Dort wird mittels eines verzahnten Werkzeuges ein verzahntes Werkstück bearbeitet. In die Zahnflanken der Zähne des Werkstückes werden Hinterlegungen eingefräst. Dabei werden zunächst die Hinterlegungen der einen, beispielsweise linken Zahnflanken aller Zähne eingearbeitet. Nach Umkehr der Drehrichtung von sowohl Werkstück als auch Werkzeug werden die jeweils anderen Zahnflanken, beispielsweise die rechten Zahnflanken von einer anderen Schneidkante bearbeitet.
- Das gattungsgemäße Verfahren ist ferner aus der
EP 0 625 399 bekannt. Dort sollen die Hinterlegungen von einem Schlagmesser in die Zahnflanken eingearbeitet werden. Wie auch bei der WO 02/45895 läuft die Schneidkante auf einer offenen Hypozykloidenbahn. - Die
EP 0 550 877 B1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Erzeugen von Hinterlegungen, bei dem die Schneidkante relativ zum Werkstück auf einer offenen Zykloidenbahn verläuft. Die Bearbeitung erfolgt hier stoßend, wobei die Zykloide derart gewählt ist, dass der jeweils in die zu bearbeitende Verzahnung eintauchende Zykloidenast sich wenigstens angenähert mit dem Eingriffswinkel der zu bearbeitenden Verzahnung deckt. Die Flugbahn der Schneidkante soll bei diesem Vorschlag der Profilform der Hinterlegung angenähert werden. Die Schnittzustellung soll durch relatives Verdrehen von Werkzeug und Werkstück vorgenommen werden. Durch den dann vom Zahnkopf zum Zahnfuß durchgehenden Schnitt entstehen lange Späne. Um den nötigen Austauchraum für die Schneidkante aus dem abzutragenden Material bereitzustellen, müssen die Zahnlücken hinterschnittene Protuberanzen aufweisen. Wegen der bei diesem Verfahren nicht zu vermeidenden Gratbildung und der langen Späne ist eine Trockenbearbeitung nicht möglich. Die für dieses Verfahren erforderliche Vorgabe des Zykloidenverlaufs hat den Nachteil, dass die Schneidwerkzeuge eine sehr filigrane Gestalt besitzt und somit nur eine geringe Zeit standhalten. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass bei gleichbleibender oder sogar höherer Schneidleistung die Standzeit des Schneidwerkzeuges erhöht wird.
- Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.
- Der Anspruch 1 sieht zunächst und im wesentlichen vor, dass die durch den Achsabstand, den Flugkreis der Schneidkante und das Übersetzungsverhältnis definierte zykloidische Bewegungsbahn der Schneidkante gegenüber dem Werkstück so gewählt ist, dass der zulaufende Ast einer Zykloidenschleife den rücklaufenden Ast derselben Zykloidenschleife schneidet. Anders als beim Stand der Technik erfolgt die Bearbeitung mit einer geschlossenen bzw. verschlungenen Zykloide. Die Bewegungsbahn der Schneidkante im Bereich ihres Schnittes kann in erheblichem Maße von der Profilform der Hinterlegung abweichen. Der Vorschub wird so gesteuert, dass das herzustellende Profil mit mehreren Hüllschnitten nachgefahren wird. Diese Hüllschnitten verlaufen auf einer Hüllkurve. Bei diesem Verfahren ergeben sich bei einer entsprechenden Abweichung der Schnittlinie von der Profilform kurze Späne, die in Verbindung mit der hohen Schnittgeschwindigkeit und der günstigen Zerspangeometrie an der Schneide eine Trockenbearbeitung erst ermöglichen. Es ist ferner von Vorteil, wenn der Vorschub der Schnittrichtung entgegengerichtet ist. Die Schneidkante läuft dann aus einer bereits geschnittenen Schnittfläche aus. Zufolge dieser Parameterwahl ist es in einfacher Weise möglich, sicherzustellen, dass der Umkehrpunkt der Zykloidenbahn erst nach Austritt aus dem zu zerspanenden Material erreicht wird. So erlaubt diese Verfahrensweise ferner, dass der Spanwinkel während des gesamten Verlaufes des Schnittes positiv ist. Es ist allerdings auch zulässig, wenn der im Verlaufe des Schnittes abnehmende Spanwinkel nur unmittelbar vor der Beendigung des Schnittes einen kleinen negativen Wert annimmt. Dies ist dann unschädlich, wenn die Schneidkante nahezu tangential aus der bereits geschnittenen Fläche austaucht. Das Werkzeug zur Bearbeitung der Zahnflanken weist bevorzugt zwei Wendeplatten auf. Jede der beiden Wendeplatten besitzt eine Schneidkante, die entweder in der einen Drehrichtung des Werkzeuges oder in der anderen Drehrichtung des Werkzeuges schneidet. Mit der einen Schneidkante werden die linken Zahnflanken und mit der anderen Schneidkante die rechten Zahnflanken (DIN 3960) geschnitten. Eine gedachte, durch die beiden Schneidkanten gehende Verbindungslinie verläuft derart versetzt zur Werkzeugachse, dass bei einer Zahnflankenbearbeitung mit der einen Wendeschneidplatte die Schneidkante der jeweils anderen frei durch die Zahnlücke taucht. Im Detail ist das achssymmetrische Werkzeug so gestaltet, dass, bezogen auf eine quer zur Symmetrieachse verlaufende Diametrale, die Schneidkanten winkelversetzt dazu liegen. Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass in einer ersten Drehrichtung erst die eine Zahnflanke aller Zähne und nach Umkehr der Dreh richtung mit der anderen Spankante die andere Zahnflanke aller Zähne bearbeitet wird. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei so gewählt, dass sich die Bearbeitung der Zahnflanke eines Zahnes erst dann wiederholt, wenn die (jeweils linken oder jeweils rechten) Zahnflanken aller anderen Zähne bearbeitet worden sind. In einer Alternative ist vorgesehen, dass das Werkzeug zur Bearbeitung einer Zahnflanke mehrere Schneidkanten besitzt. Das Werkzeug kann grundsätzlich so ausgestaltet sein, wie es die WO 02/45895 beschreibt.
- Von eigenständiger Bedeutung ist die Variante, dass bei innenverzahnten Werkrädern zumindest ein Schnitt auf der Profilform entsprechenden Kurve erfolgt. Es handelt sich dabei bevorzugt um einen letzten Schlichtschnitt. Dies wird durch eine Variation der Zykloidenform beispielsweise durch Variation des Achsabstandes und/oder durch Variation der Phasenlage erreicht. Die Variation erfolgt dabei innerhalb von Millisekunden, nämlich im Verlauf eines jeden Schnittes. Die Schneide verläuft dabei im zulaufenden Ast auf der zu erzeugenden Profilform, bei der es sich um eine Evolvente handeln kann. Diese aktive echtzeitmäßige Manipulation findet unter den vorgenannten Rahmenbedingungen einer geschlossenen Zykloide statt. Die entsprechende Regelung kann elektronisch oder mechanisch erfolgen. Mit Hilfe dieser schnellen, hochdynamischen Regelung ist es auch möglich, die Phasenlage bzw. den Achsabstand so zu variieren, dass die nicht bearbeitende Schneide weiterhin frei durch die Zahnlücken hindurchtauchen kann.
- Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Schneidwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens. Das Schneidwerkzeug besitzt zwei auswechselbar in Aufnahmetaschen eines Tragkopfes einliegende, je eine radial vorstehende Schneidkante aufweisende Wendeschneidplatten. Je nach Drehrichtung bearbeitet entweder die eine oder die andere Schneidkante die ihr zugeordnete Zahnflanke. Wesentlich ist, dass eine gedachte, durch die beiden Schneidkanten gehende Verbindungslinie derart versetzt zur Werkzeugachse verläuft, dass bei einer Zahnflankenbearbeitung mit der einen Wendeschneidplatte die Schneidkante der jeweils anderen frei durch die Zahnlücke taucht. Die Stirnseite des Werkzeuges besitzt eine achssymmetrische Gestalt. Die Symmetrieachse verläuft durch den Mittelpunkt, also die Drehachse. Quer zur Symmetrieachse verlaufenden, ebenfalls den Mittelpunkt schneidenden Geraden (Diametralen) liegen die Schneidkanten jeweils in entgegengesetzter Richtung um einen Winkel η winkelversetzt.
- Die Wendeschneidplatten können im Grundriss einem gleichseitigen Dreieck entsprechen. Es sind aber auch andere Formen, beispielsweise quadratische oder rechteckige Wendeschneidplatten möglich. Wesentlich für die Erhöhung der Standzeit ist, dass die Materialstärke der Wendeschneidplatten dem Schneidkantenbereich, ausgehend von der Schneidkante in Radialrichtung stetig zunimmt. Die Taschen können eine achssymmetrische Gestalt zu einer Symmetrieachse aufweisen. Die Taschen haben vorzugsweise zwei Taschenwände. An jede der Taschenwand liegt eine Seite der Wendeschneidplatte an. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt das Schneidwerkzeug jeweils zwei axial hintereinander angeordnete Wendeschneidplatten. Die Schneidkanten der beiden axial hintereinander angeordneten Wendeschneidplatten können miteinanderfluchten. Mit einem derartigen Werkzeug können zwei in Achsrichtung versetzt liegende Hinterlegungen gleichzeitig in eine Zahnflanke eingearbeitet werden.
- Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Werkzeugmaschine zum Durchführen des Verfahrens.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 die Draufsicht auf den Tragkopf eines Werkzeuges mit jeweils in einer Tasche einliegenden zwei Wendeschneidplatten, -
2 das Werkzeug gemäß1 in einer Seitenansicht, -
3 das in den1 und2 dargestellte Werkzeug beim Bearbeiten einer linken Zahnflanke eines innenverzahnten Werkstückes, -
3a eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes gemäß3 , -
4 eine Darstellung gemäß3 bei der Bearbeitung einer rechten Zahnflanke des innenverzahnten Werkstückes, -
4a eine Ausschnittsvergrößerung eines Bereichs der4 , -
5 ein Schnitt gemäß der Linie V in4 , -
6 eine vergrößerte Darstellung der Schneidkante 2 beim Eintritt und beim Austritt aus der zu bearbeitenden Zahnflanke, -
7 die Flugkreisbahn der geschlossenen Zykloide im Bereich einer Schleife, -
8 die Flugkreisbahn21 der geschlossenen Zykloide bei einem innenverzahnten Werkstück, -
9 eine Darstellung gemäß8 bei einem außenverzahnten Werkstück, -
10 eine schematische Darstellung eines Verfahrens, bei dem der Vorschub von der Zahnspitze zum Zahngrund erfolgt, -
11 eine Darstellung gemäß10 , wobei der Vorschub vom Zahngrund zur Zahnspitze erfolgt, -
12 eine Darstellung gemäß5 eines alternativen Verfahrens Das Werkzeug besteht aus einem Tragkopf1 , welcher auf seiner Stirnseite zwei Taschen6 ,7 aufweist. Die Tasche6 besitzt zwei Taschenwände8 ,9 . Die Tasche7 ist betreffend einer durch den Mittelpunkt M gehenden Symmetrieachse13 spiegelsymmetrisch zur Tasche6 angeordnet und besitzt ebenfalls Taschenwände10 ,11 . - In der Tasche
6 liegt eine im wesentlichen dreieckige Wendeschneidplatte2 ein, die mittels einer Befestigungshaube12 am Tragkopf1 befestigt ist. Eine Schneidkante3 ragt über die äußere Peripherie des Tragkopfes1 hinaus. Mit der Schneidkante3 können linke Zahnflanken im Sinne der DIN 3960 bearbeitet werden. Mit der in der Tasche7 einliegenden, ebenfalls dreieckigen, jedoch spiegelverkehrt dazu angeordneten Wendeschneidplatte4 können rechte Zahnflanken bearbeitet werden. Hierzu ragt eine Schneidkante5 über die äußere Peripherie des Tragkopfes1 . Der Flugkreis F der beiden Schneidkanten3 ,5 ist derselbe. - Wie aus der
1 zu entnehmen ist, sind die beiden Schneidkanten3 ,5 jeweils um einen Winkel η winkelversetzt zu einer durch den Mittelpunkt M gehenden, die Symmetrieachse13 rechtwinklig schneidenden Diametralen14 . Dies bedeutet, dass eine gedachte, durch die beiden Schneidkanten3 ,5 gezogene Verbindungslinie um einen Abstand vom Mittelpunkt M bzw. von der Diametralen14 beabstandet ist. Die gedachte Verbindungslinie V verläuft parallel zur Diametralen14 . Die Drehrichtung des Werkzeuges zur Bearbeitung der jeweils linken oder jeweils rechten Zahnflanken ist mit Pfeilen angegeben. - Die Achse AS des Werkstückes
15 liegt von der Achse AZ des Werkzeuges um einen Abstand A versetzt. Die Verbindungslinie zwischen den beiden Achsen AS und AZ ist um einen Winkel φ zur Y-Achse geneigt. - Aus der
3 geht hervor, dass die Achse AS des in Pfeilrichtung drehangetriebenen Werkstücks15 versetzt liegt zur Achse AZ des gleichsinnig drehangetriebenen Werkzeuges, dessen Schneidkante3 die linke Zahnflanken17 jedes Zahnes16 schneidet. - Das Übersetzungsverhältnis von Werkstück und Werkzeug ist so gewählt, dass die Schneidkante
3 eine linke Zahnflanke17 eines bestimmten Zahnes16 erst dann wieder schneidet, wenn zuvor die linken Zahnflanken17 aller übrigen Zähne16 bearbeitet wurden. Der Vorschub erfolgt durch Variation des Achsabstandes A und gleichzeitiger Variation der Phasenlage von Drehung des Werkstückes15 und des Trägerkopfes1 . Alternativ dazu ist es auch möglich, den Achsabstand A der Achsen AZ und AS und gleichzeitig die Neigungslage φ der die beiden Achsen miteinander verbindenden gedachten Linie A zu variieren. Dies entspricht einer Verlagerung der Werkzeugachse AZ in der Drehebene X/Y-Ebene der beiden parallel zu einander verlaufenden Achsen AZ und AS. Auf diese Weise erfolgen die Schnitte mit der Schneidkante3 entlang einer Hüllkurve, die in der6 mit der Bezugsziffer19 bezeichnet ist, und die der Profilform der Hinterlegung entspricht. - Die
3 und3a stellen die Bearbeitung einer linken Zahnflanke dar. Durch Umkehrung der Drehrichtung sowohl des Werkzeuges1 als auch des Werkstückes15 und Änderung der Phasenlage der beiden Drehbewegungen bzw. des Neigungswinkels φ oder des Seitenversatzes Δx können die rechten Zahnflanken18 aller Zähne16 wie in den4 und4a dargestellt bearbeitet werden. - Die
5 zeigt den achsparallelen Eingriff des Werkzeuges zur Werkstückachse. - In der
6 ist mit der Bezugsziffer I der Eintauchpunkt einer Schneidkante3 in eine linke Zahnflanke17 dargestellt, um einen Schnitt zu vollziehen, mit dem ein Teilbereich des abzutragenden Materials20 entfernt werden soll. Mit der Bezugsziffer22 ist eine durch den Punkt1 gehende Tangentiale zur Flugbahn21 bezeichnet. Mit α ist der Freiwinkel und mit γ der Spanwinkel bezeichnet. β bezeichnet den Keilwinkel. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Keilwinkel β etwa 70°. Im Eintauchpunkt I ist der Spanwinkel γ positiv. Während des Schnitts, bei der Verlagerung entlang der Flugbahn21 von Punkt I zu Punkt II verändern sich Freiwinkel α und Spanwinkel γ. Der Spanwinkel γ wird kleiner und erreicht im Austrittspunkt II, durch welche die Tangente22' verläuft, einen Wert 0. Der Umkehrpunkt23 des Zykloidenastes21 liegt dabei außerhalb des Schnittweges. Wegen der konkaven Form des Zykloidenastes21 braucht das Werkstück keine hinterschnittenen Protuberanzen zu besitzen. Geradeverlaufende Protuberanzen28 sind völlig ausreichend. - Die Bearbeitung der rechten Zahnflanke
18 (siehe4 und4a ) erfolgt in spiegelsymmetrischer Weise mit in umgekehrter Drehrichtung angetriebenem Werkzeug und Werkstück. - Voraussetzung für das stark gekrümmte Austauchen der Schneidkante
3 auf dem letzten Abschnitt der Flugbahn21 vor dem Umkehrpunkt23 und der stark konvex gekrümmte Verlauf der Flugbahn21 ist die Wahl der Zykloidenparameter derart, dass die Zykloide geschlossen ist. Die Zykloide ist derart geschlossen bzw. verschlungen, dass der in7 mit21' dargestellte zulaufende Zykloidenast am Schnittpunkt21''' den rücklaufenden Zykloidenast21'' schneidet. Der Schnittpunkt21''' liegt dabei bei innenverzahnten Werkstücken vorzugsweise zwischen dem Zentrum des Werkstückes und dem zu bearbeitenden Zahn16 . - Aus den in der
7 dargestellten Lagen der Schneidkante3 während der verschiedenen Bewegungsphasen beim Durchlaufen der Zykloidenschleife ist zu erkennen, dass der Freiwinkel α zum Zykloidenast21' zunächst abnimmt, bis die Schneidkante3 in die ihr zugeordnete Zahnflanke17 eintaucht. Dann vergrößert sich der Freiwinkel wieder geringfügig. - Das Verfahren kann – wie in der
9 dargestellt – auch an außenverzahnten Werkstücken15 angewandt werden. Dann ist die Drehrichtung von Werkstück15 und Werkzeug1 entgegengerichtet. - Bei allen Ausführungsbeispielen verläuft die Schnittrichtung vom Zahnkopf zum Zahngrund. Bei dem in
10 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Vorschub V im wesentlichen in Schnittrichtung. Zunächst erfolgt eine Zustellung bis zu dem mit 0 dargestellten Punkt. Der Vorschub erfolgt dann schrittweise oder kontinuierlich über die Punkte1 ,2 ,3 bis zum Punkt5 derartig, dass die Hüllkurve der Zykloidenäste21 im wesentlichen der Profilform entspricht. Nach Erreichen des Punktes5 taucht der Zykloidenast21 in Drehrichtung zum Punkt6 hin aus. Dabei ist die Strecke zwischen den Punkten5 und6 so bemessen, dass die frei durch die Zahnlücke schwenkende Schneidkante5 der anderen Wendeplatte4 in keine Kollision zu einer der Zahnflanken17 ,18 tritt. - Bei dem in
11 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches bevorzugt ist, erfolgt der Vorschub V entgegen der Schnittrichtung, die vom Zahnkopf zum Zahngrund hin erfolgt. Auch hier erfolgt eine Zustellung bis zum Punkt 0. Durch eine im wesentlichen reine Veränderung des Achsabstandes wird dann der Zykloidenast21 in die Position1 gebracht. Durch eine Änderung der Pha senlage bzw. der Neigung erfolgt dann eine Verschwenkung des Zykloidenastes21 hin zum Punkt2 . Während dieser Verschwenkung hebt die entlang des Zykloidenastes21 verlaufende Schneidkante3 Späne aus der Zahnflanke17 ab, die derart kurz sind, dass eine Trockenbearbeitung möglich ist. Wenn der Punkt2 erreicht ist, wird der Zykloidenast21 über die Punkte3 ,4 ,5 hin zum Punkt6 derart verlagert, dass die Hüllkurve dem zu zerspanenden Profil entspricht. - Der erste Schnitt entlang der Zykloide ist im Verhältnis lang. Eine Trockenbearbeitung ist aber dennoch möglich, da die Schnittgeschwindigkeit größer als 50 m/min. ist, eine Hartmetallwendeplatte verwendet wird und die Zerspangeometrie an der Schneide günstig ist.
- Bei dem in
12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit der Bezugsziffer25 eine originale Zykloidenschleife dargestellt, die dadurch entsteht, dass Werkrad und Werkstück mit gleichbleibender Drehzahl drehen. Auch hier schneiden sich zulaufender Zykloidenast25' und rücklaufender Zykloidenast in einem Punkt25''' . - Bei dem hier dargestellten Verfahren wird aber der Achsabstand bzw. die Phasenlage von Werkstück und Werkzeug derart hochdynamisch und schnell geregelt, dass die Schneidkante auf einer asymmetrischen Zykloidenschleife
26 verläuft. Relevant ist dabei der Abschnitt des zulaufenden Zykloidenastes26' im Bereich der mit der Bezugsziffer27 bezeichneten Strecke, die der Länge des zu bearbeitenden Profils der Zahnflanke17 entspricht. Hier verläuft der Zykloidenast26' entlang der Profilkurve19 . - Der ablaufende Zykloidenast
26'' entspricht dabei dem der Originalzykloidenschleife. Jeder zulaufende Zykloidenast26' ist modifiziert. Dies hat zur Folge, dass der Schnittpunkt26''' des modifizierten zulaufenden Zykloidenastes26' versetzt liegt zum Schnittpunkt25''' des zulaufenden Astes25' der Originalzykloidenschleife mit dem jeweils ablaufenden Zykloidenast26'' . - Mit dem in der
12 dargestellten Verfahren kann insbesondere bei innenverzahnten Werkstücken ein letzter Schlichtschnitt über die bearbeitete Hinterlegung gezogen werden, um geringfügige Ungenauigkeiten zu beseitigen. - Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.
Claims (18)
- Verfahren zum Profilieren von verzahnten Werkstücken, insbesondere zum Erzeugen von Hinterlegungen oder dergleichen an Zahnflanken innen- oder außenverzahnter Werkräder, durch spanende Bearbeitung des drehangetriebenen Werkstückes mittels eines drehangetriebenen Schneidkantenwerkzeuges (
1 ), dessen Schneidkante (3 ,5 ) mit der Verzahnung des Werkstückes kämmt, wobei die Schneidkante (3 ,5 ) des um eine zur Werkstückachse parallelen Werkzeugachse in einem im wesentlichen festen Drehzahlverhältnis zum Werkstück drehenden Schneidkantenwerkzeuges (1 ) zufolge einer der Drehbewegung überlagerten Kombination von Variation des Achsabstandes und Variation der Phasenlage oder der Neigung des Achslage auf einer der Profilform entsprechenden Kurve (19 ) verlagert wird, wobei die Schnittrichtung zum Zahngrund hin erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Achsabstand (AS, AZ), den Flugkreis (F) der Schneidkante (3 ,5 ) und das Übersetzungsverhältnis definierte zykloidische Bewegungsbahn der Schneidkante (3 ,5 ) gegenüber dem Werkstück so gewählt ist, dass der zulaufende Ast (21' ) einer Zykloidenschleife den rücklaufenden Ast (21'' ) derselben Zykloidenschleife schneidet (21''' ). - Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub derart erfolgt, dass die aufeinanderfolgenden Schnitte auf einer der Profilform entsprechenden Hüllkurve (
19 ) liegen. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub (V) der Schnittrichtung entgegengerichtet ist.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Drehrichtung erst die eine Zahnflanke (
17 ) aller Zähne (16 ) und nach Umkehr der Drehrichtung die jeweils andere Zahnflanke (18 ) aller Zähne (16 ) bearbeitet wird und insbesondere das Übersetzungsverhältnis so gewählt ist, dass sich die Bearbeitung der Zahnflanke (17 ,18 ) eines Zahnes (16 ) erst dann wiederholt, wenn die jeweiligen Zahnflanken (17 ,18 ) aller anderen Zähne (16 ) bearbeitet worden sind. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (
3 ,5 ) den Umkehrpunkt (23 ) ihrer Zykloidenbahn (21 ) nach Austritt aus dem zu zerspanenden Material (20 ) erreicht. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der im Verlaufe des Schnittes abnehmende Spanwinkel (γ) positiv ist oder nur unmittelbar vor der Beendigung des Schnittes einen kleinen negativen Wert annimmt.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das spiegelsymmetrische Werkzeug zur Bearbeitung jeder der beiden Zahnflanken eine eigene Wendeschneidplatte (
2 ,4 ) aufweist, wobei eine durch die beiden Schneidkanten (3 ,5 ) gehende Verbindungslinie derart versetzt zur Werkzeugachse (AZ) verläuft, dass bei einer Zahnflankenbearbei tung mit der einen Wendeschneidplatte (2 ,4 ) die Schneidkante (3 ,5 ) der jeweils anderen frei durch die Zahnlücke taucht. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zur Bearbeitung einer Zahnflanke (
17 ,18 ) mehrere Schneidkanten aufweist. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schnitt, vorzugsweise ein letzter Schlichtschnitt auf der der Profilform entsprechenden Kurve (
19 ) erfolgt. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Achsrichtung voneinander beabstandete Profilierungen gleichzeitig mit zwei voneinander axial beabstandeten Schneidkanten bearbeitet werden.
- Schneidwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens mit mehr als einer Schneide (
3 ,5 ), gekennzeichnet durch zwei auswechselbar in Aufnahmetaschen eines Tragkopfes (1 ) einliegende, je eine radial vorstehende Schneidkante (3 ,5 ) aufweisende Wendeschneidplatten (2 ,4 ), wobei je nach Drehrichtung entweder die eine oder die andere Schneidkante (3 ,5 ) die ihr zugeordnete Zahnflanke (17 ,18 ) eines Zahnes (16 ) bearbeitet, und wobei die Schneidkanten (3 ,5 ) spiegelsymmetrisch zu einer durch die Werkzeugachse (M) verlaufende Symmetrieachse (13 ) angeordnet sind, wobei die beiden Schneidkanten (3 ,5 ) zu einer die Symmetrieachse (13 ) in der Werkzeugachse (M) rechtwinklig schneidenden Diametralen (14 ) derart winkelversetzt angeordnet sind, dass bei einer Zahnflankenbear beitung mit der einen Wendeschneidplatte (2 ,4 ) die Schneidkante (3 ,5 ) der jeweils anderen frei durch die Zahnlücke taucht. - Schneidwerkzeug nach Anspruch 12 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeschneidplatten (
2 ,4 ) im Grundriss einem gleichseitigen Dreieck entsprechen. - Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der Wendeschneidplatten (
2 ,4 ) im Schneidkantenbereich, ausgehend von der Schneidkante (3 ,5 ) in Radialrichtung stetig zunimmt. - Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (
6 ,7 ) eine achssymmetrische (13 ) Gestalt aufweisen. - Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (
6 ,7 ) zwei Taschenwände (8 ,9 ,10 ,11 ) haben zur flächigen Anlage an den korrespondierenden Dreickseiten der Wendeschneidplatten (2 ,4 ). - Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch jeweils zwei axial hintereinander angeordnete Wendeschneidplatten (
2 ,4 ). - Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (
3 ,5 ) der beiden axial hintereinander angeordneten Wen deschneidplatten (2 ,4 ) miteinander fluchten. - Werkzeugmaschine zum Profilieren von verzahnten Werkstücken, insbesondere zum Erzeugen von Hinterlegungen oder dergleichen an Zahnflanken innen- oder außenverzahnter Werkräder, durch spanende Bearbeitung des drehangetriebenen Werkstückes mittels eines drehangetriebenen Schneidkantenwerkzeuges (
1 ), dessen Schneidkante (3 ,5 ) mit der Verzahnung des Werkstückes kämmt, wobei die Schneidkante (3 ,5 ) des um eine zur Werkstückachse parallelen Werkzeugachse in einem im wesentlichen festen Drehzahlverhältnis zum Werkstück drehenden Schneidkantenwerkzeuges (1 ) zufolge einer der Drehbewegung überlagerten Kombination von Variation des Achsabstandes und Variation der Phasenlage oder der Neigung der Achslage auf einer der Profilform entsprechenden Kurve (19 ) verlagert wird, wobei die Schnittrichtung zum Zahngrund hin erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Achsabstand (AS, AZ), den Flugkreis (F) der Schneidkante (3 ,5 ) und das Übersetzungsverhältnis definierte zykloidische Bewegungsbahn der Schneidkante (3 ,5 ) gegenüber dem Werkstück so gewählt ist, dass der zulaufende Ast (21' ) einer Zykloidenschleife den rücklaufenden Ast (21'' ) derselben Zykloidenschleife schneidet (21''' ).
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