DE3734653C1

DE3734653C1 - Verfahren zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von insbesondere gehaerteten Zahnraedern

Info

Publication number: DE3734653C1
Application number: DE3734653A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr-Ing Schapp; Josef Lohrer
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hurth Maschinen und Werkzeuge 8000 Muenchen GmbH
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1988-09-08
Also published as: FR2621508B1; US4949513A; JPH01301015A; GB2214110A; IT1224539B; FR2621508A1; GB2214110B; GB8823990D0; IT8848390A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs genannt ist.

Aus der DE-Z "Werkstatt und Betrieb" 118. Jg. (1985), H. 8, Seiten 505 bis 509 ist ein solches Verfahren zum Feinbear beiten der Zahnflanken von insbesondere gehärteten Zahn rädern bekannt, bei dem das Werkzeug parallel zur Werk stückradachse bewegt wird und intermittierend dazu eine radiale Zustellung erfolgt. Der Längsvorschub erfordert aber Bearbeitungszeit und sollte deshalb vermieden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das be kannte Verfahren so weiterzuentwickeln, daß es mit einem möglichst kurzen Vorschubweg ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs aufweist.

Im DE-Buch "Hurth, Zahnradschaben", Seiten 210/211, sind geometrische Beziehungen zwischen Werkzeugbreite, Werk stückradbreite, Achskreuzwinkel und Diagonalwinkel für das nach dem Diagonalverfahren durchgeführte Schaben der Zahnflanken von ungehärteten Zahnrädern angegeben, die jedoch nicht auf Verfahren anwendbar sind, bei denen mit abrasiven Werkzeugen gearbeitet wird. Aus dem genannten DE-Buch ist ersichtlich, daß das Schabrad schmäler ist als das Werkstückrad. Daraus ergibt sich, daß der Zahn eingriff zwischen Werkzeug und Werkstückrad nicht über die gesamte Zahnbreite des Werkstückrades erfolgt. Wenn dabei mit einem Diagonalvorschub gearbeitet wird, dann tendieren bei einem Werkzeug mit abrasiven Zahnflanken die Hartstoffkörner im Bereich der Zahnkanten dazu, sich verstärkt in die Zahnflanken der Werkstückradzähne "ein zugraben". Das hat eine unsaubere Oberfläche der Zahn flanken und vorzeitigen Ausfall des Werkzeugs infolge Ausbrechens von Hartstoffkörnern in diesem Bereich zur Folge.

Die im Patentanspruch angegebene geometrische Beziehung ermöglicht u. a. in überraschend einfacher Weise die Überprüfung, ob z. B. ein vorhandenes Werkzeug für einen gegebenen Bearbeitungsfall mit geringstmöglichem Vor schubweg geeignet ist, ohne daß dabei der Vorschubweg (2 · s) selbst in diese Prüfung einbezogen werden muß. Ist das Werkzeug brauchbar, dann kann der erforderliche Vor schubweg (2 · s) in ebenso einfacher Weise aus der von der Dreiecksberechnung abgeleiteten Formel

ermittelt werden.

Der Abhängigkeit der Werkzeugbreite von den Verfahrens größen kommt besondere Bedeutung zu. Wenn ein Werkzeug, z. B. ein vorhandenes, mit einer größeren Breite als an gegeben verwendet wird, dann wird diese nicht voll aus genutzt. Würde ein breiteres Werkzeug erst angefertigt, dann ergäben sich unnötige Mehrkosten für das Werkzeug. Wenn die Breite des Werkzeugs dagegen kleiner ist als im Patentanspruch angegeben, dann werden die Zahnflanken des Werkstückrades nicht auf der ganzen Breite bearbeitet, es sei denn, der Vorschubweg würde entsprechend ver längert werden, was aber gerade vermieden werden soll.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist zur Verwendung bei Feinbearbeitungsverfahren, die unter Zweiflankenanalge ablaufen, ebenso geeignet wie für solche, die unter Ein flankenanlage ablaufen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von 3 Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Werkzeug im Eingriff mit einem Werkstückrad in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Werkzeug mit dem Werkstückrad in einer Draufsicht, und

Fig. 3 die Situation von Fig. 2 in vergrößerter Darstel lung und stark vereinfacht mit verschiedenen Stellungen des Werkzeugs.

Ein zahnradartiges Werkzeug T steht unter gekreuzten Achsen 3, 4 mit einem zu bearbeitenden Zahnrad (Werkstückrad W) in Eingriff. Zumindest an den Flanken seiner Zähne besitzt es eine abrasive, d. h. keine einheitlich gerich teten Schneidkanten aufweisende Oberfläche. Wenn noch nicht gehärtete Zahnräder bearbeitet werden, kann das Werkzeug T ganz aus Keramik oder Kunstharz mit darin eingebetteten Schneidkörnern bestehen. Das Werkzeug T besteht jedoch aus einem verzahnten metallischen Grund körper, dessen Zahnflanken 5 eine Beschichtung mit Hart stoffkörnern, z. B. aus kubischem Bornitrid (CBN) oder Diamant, haben, wenn damit vornehmlich gehärtete Zahn räder bearbeitet werden. Dieses Verfahren wird als Hart schaben oder Schabschleifen bezeichnet. Dazu wird das Werkstückrad W oder das Werkzeug T in Rotation versetzt, das jeweils andere Glied wird über die Verzahnungen mitgedreht. Während des Rotierens wird das Werkzeug T relativ zum Werkstückrad W in Pfeilrichtung 6 hin und her bewegt.

Diese Vorschubbewegung erfolgt in einer Ebene, die paral lel liegt zu den Achsen 3, 4. Außer der Vorschubbewegung 6 erfolgt intermittierend dazu eine radiale Zustellung in Pfeilrichtung 7, auch wird die Drehrichtung i. d. R. mindestens einmal gewechselt. Zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstückrad W besteht theoretisch eine Punktberührung im Eingriffspunkt N, der auf der sogenannten gemeinsamen Nor malen, einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Achsen 3, 4 und senkrecht dazu gerichtet, liegt. Während der Vorschubbewegung verändert der Eingriffspunkt seine Lage zwischen den Stirnseiten 8, 9 des Werkstückrades W, d. h. er wandert von der einen Extremstellung M an der einen Stirnseite 8 über die gezeigte Mittelstellung N bis zur anderen Extremstellung 0 an der anderen Stirnseite 9. Damit dies bei möglichst kurzem Vorschubweg möglich ist, müssen ganz bestimmte Zusammenhänge beachtet werden.

Es wurde gefunden, daß zwischen der optimalen Breite des Werkzeugs T und anderen die relative Stellung und Bewegung zwischen Werkzeug T und Werkstückrad W definierenden Größen die Beziehung

erfüllt sein soll. In dieser Formel bezeichnen

b _T die Breite des Werkzeugs T, b _W die Breite des Werkstückrades W, γ den Achskreuzwinkel zwischen den Achsen 3 und 4, ε den Diagonalwinkel, d. h. den Winkel zwischen der Achse 4 und der Vorschubrichtung 6.

Diese Größen sind zum besseren Verständnis in Fig. 3 dar gestellt. Außerdem ist dort die Strecke auf dem Vorschub weg, die zurückzulegen ist, um den Eingriffspunkt von der Mittelstellung N in die Extremstellung 0 zu bringen, mit s bezeichnet und der dann in der Projektion das Werkstückrad W noch überdeckende rechte Abschnitt von

mit x.

Die Vorrichtungen, in denen das Werkzeug und das Werkstückrad aufgenommen sind, wurden in den Figuren nicht darge stellt, da sie für das Verständnis der Erfindung ohne Be deutung sind. Gleiches gilt für die Antriebseinrichtungen sowie für die Maschine, auf der das erfindungsgemäße Ver fahren ausgeführt wird bzw. auf der das Werkstückrad W mit dem Werkzeug T bearbeitet wird.

Claims

Verfahren zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von insbesondere gehärteten Zahnrädern mit einem zahnrad- oder zahnstangenförmigen Werkzeug, mit abrasiver, d. h. keine geometrisch bestimmten Schneidkanten aufweisender Oberfläche auf seinen Zahnflanken, bei dem das Werkstückrad und das Werkzeug unter einem Achskreuzwinkel γ in Zahneingriff aufeinander abge wälzt werden, wobei zwischen dem Werkstückrad und dem Werkzeug eine relative Vorschubbewegung in einer Ebene parallel zu den Achsen von Werkstückrad und Werkzeug unter einem Winkel ε zur Werkstückradachse ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Vor schubbewegung unter einem Winkel ε <0° (Diagonalvorschub) ausgeführt wird, und daß ein Werkzeug verwendet wird, dessen Breite b _T folgender Beziehung entspricht: wobei b _W die Breite des zu bearbeitenden Werkstück rades ist.