DE9300936U1 - Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern - Google Patents

Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern

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Description

Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern mit einem innenverzahnten Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Maschine ist aus der DE-OS 27 19 524 bekannt, bei der das zu bearbeitende Zahnrad zwischen einem Halter und einem Gegenhalter eingespannt und durch einen zugehörigen Antrieb um seine Achse antreibbar ist. Das innenverzahnte Werkzeug, das das Zahnrad in einem voreinstellbaren Winkel kreuzt, ist angetrieben und auf dem Zahnrad abwälzbar. Es umfaßt einen Zahnkranz aus in einem Bindemittel eingebetteten Hartstoffkörnern aus Korund, Bornitrid, Diamant o.dgl. Diese Maschine ist jedoch nicht sehr leistungsfähig, da keine gezielte Drehmomentbelastung vorgesehen ist und das Werkzeug häufig aufgrund von Verschleiß auszuwechseln ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine gesteigerte Leistungsfähigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Maschinen zum Hart-Feinbearbeiten näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisiert und perspektivisch eine Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern.
Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine gegenüber der Maschine von Fig. 1 geänderte Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Maschine umfaßt ein Schrägbett 1 mit zwei auf der Schrägfläche angeordneten, parallelen, mit Abstand übereinander angeordneten Geradführungen 2, 3 (hier als Doppelführungen ausgebildet), von denen die Geradführung 2 als Z-Achse und die Geradführung 3 als Gegenhalterführung dient. Ferner befindet sich auf der Schrägfläche des Schrägbetts 1 ein feststehender Halter 4.
Der Halter 4 umfaßt eine Spindel 5, deren C-Achse parallel zu den Geradführungen 2, 3 verläuft und die von einem Servomotor 6 antreibbar ist.
Die Geradführung 3 dient zur Führung eines Gegenhalters 7 in Z-Richtung und damit in Richtung der C-Achse. Der Gegenhalter 7 umfaßt einen Schlitten 8, der über einen Motor 9 längs der Geradführung 3 verfahrbar ist. Der Schlitten 8 trägt einen über einen schaltbaren Antrieb um jeweils 180° um eine Achse 10 senkrecht zur Schrägfläche des Schrägbetts 1 drehbaren Schaltteller 11 mit einem Aufsatz 12, der eine freilaufende, mit der Spindel 5 fluchtende Gegenhalterspindel 13 an einer Seite und um 180° versetzt auf der anderen Seite ein Abrichtrad 14 trägt.
Ein zu bearbeitendes Stirnrad 15 wird zwischen den beiden Spindeln 5 und 13 koaxial zu diesen aufgenommen sowie mittels einer an beiden Spindelenden angeordneten Spannvorichtung (nicht dargestellt) eingespannt und ist über den Servomotor 6 drehbar.
Die Geradführung 2 dient zur Führung eines Kreuzschlittens 16, der über einen Servomotor 17 in Richtung der Z-Achse verfahrbar ist und einen längs einer zur Z-Achse senkrechten X-Achse mittels eines Servomotors 18 verfahrbaren Ständer 19 trägt. Der Ständer 19 ist über einen Drehteller 20 mit dem Kreuzschlitten 16 verbunden und gegenüber diesem um eine &Agr;-Achse mittels eines Servomotors 21 drehbar, wobei die A-Achse
senkrecht auf der Z- und der X-Achse steht. Der Ständer 19 nimmt einen Drehteller 22 auf, der um eine B-Achse parallel zur X-Achse mittels eines Servomotors 23 drehbar. Der Drehteller 22 trägt einen Werkzeughalter 24, in dem ein innenverzahntes Werkzeug 25 drehbar gelagert ist, wobei das Werkzeug 25 mit einem am Werkzeughalter 24 angeordneten Servomotor 26 um seine Achse drehbar ist. Das Werkzeug 25 umfaßt einen innenverzahnten Zahnkranz aus in einem Bindemittel eingebetteten Hartstoffkörnern aus Korund, Bornitrid, Diamant o.dgl.
Sämtliche Servomotoren 6, 17, 18, 21, 23 und 26 werden von einer CNC-Steuerung 27 angesteuert.
Zur Hart-Feinbearbeitung der Zahnflanken des Stirnrads 15 werden dieses und das Werkzeug 25 entsprechend ihrer Zähnezahl über die CNC-Steuerung synchronisiert angetrieben, wobei sich die Achse des Werkzeugs 25 durch Drehung des Werkzeughalters 24 um die B-Achse mit der Achse des Stirnrads 15 in einem vorbestimmten Winkel während der Bearbeitung kreuzt und Werkzeug 25 und Stirnrad 15 relativ zueinander in Z-Richtung zugestellt werden. Durch die Verwendung von CNC-gesteuerten Servomotoren kann der bei der Bearbeitung zur Anwendung gelangende Drehzahlbereich relativ hoch gewählt werden, wobei zugleich eine gezielte Drehmomentbelastung aufgebracht werden kann, wodurch die Abtragsleistung entsprechend hoch ist.
Diese wird weiter erhöht durch das Abrichtrad 14, mit dem durch entsprechendes Umschalten des Schalttellers 11 das Werkzeug 25 nach einer bestimmten Zahl von Bearbeitungen, beispielsweise nach ca. 40 bearbeiteten Stirnrädern, abgerichtet wird.
Hierbei dient die CNC-gesteuerte Schwenkbewegung um die A-Achse zur Korrektur der Flankenform, um eine ballige Zahnform nachzubilden, die durch die CNC-gesteuerten Bewegungen längs der Z- und X-Achse unterstützt wird.
Die CNC-gesteuerte Drehung um die B-Achse dient zur Korrektur von Verwindungen bzw. zum Erzeugen von verzerrten Verzahnungen etwa zum Ausgleich von Härteverzügen.
Das Schrägbett 1 ermöglicht eine gute Zugänglichkeit der Maschinenkomponenten und unterstützt den Kühlflüssigkeitsablauf.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Maschine, bei der der Gegenhalter 7 zur Verdeutlichung der anderen Komponenten weggelassen ist, ist der
Werkzeughalter 24 beidseitig gelagert, zu welchem Zweck eine entsprechend langgestreckte, zum Schwenken um die &Agr;-Achse dienende Schwenkplatte 20, die an der dem Ständer 19 gegenüberliegenden Ende ein Lager 28 für den Werkzeughalter 24 trägt, vorgesehen ist. Durch die beidseitige Lagerung des Werkzeughalters 24 ergibt sich eine entsprechende Leistungsteigerung. In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, beide Schlittenteile des Kreuzschlittens 16, d.h. den in Z- und den in X-Richtung verfahrbaren Teil hiervon, in Richtung der X-Achse zur besseren Kräfteaufnahme zu verlängern und gegebenenfalls mit einer zusätzlichen, d.h. hier einer dritten Führung 29 im verlängerten Bereich abzustützen.

Claims (7)

ANSPRÜCHE
1. Maschine zum Hart-Feinbearbeiten von Stirnradzahnflanken von Zahnrädern (15) mit einem innenverzahnten Werkzeug (25), dessen Achse sich mit der Achse (C-Achse) des zu bearbeitenden Zahnrads (15), das zwischen einem Halter (4) und einem Gegenhalter (7) mittels einer Spannvorrichtung eingespannt und durch einen zugehörigen Antrieb (6) um seine Achse antreibbar ist, in einem voreinstellbaren Winkel kreuzt und das auf dem Zahnrad (15) abwälzbar ist, wobei das Werkzeug (25) durch einen zugehörigen Antrieb (26) in Synchronisation zum angetriebenen Zahnrad (15) antreibbar und Werkzeug (25) und Zahnrad (15) während des Bearbeitens in Richtung der Achse des Zahnrads (15) relativ zueinander zustellbar sind, wobei das Werkzeug (25) einen mit Hartstoffkörnern gebildeten Zahnkranz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (7) als in Richtung der Achse des Zahnrads (15) beweglicher Schaltteller (11) ausgebildet ist, der auf einer Seite Teile der Spannvorrichtung und auf der gegenüberliegenden Seite ein Abrichtrad (14) trägt, während das Werkzeug (25) längs einer Z-Achse parallel, einer X-Achse senkrecht zur Achse des Zahnrads (15) verschiebbar und um eine &Agr;-Achse senkrecht zur X- und Y-Achse drehbar angeordnet ist, wobei die Synchronisation der Rotation von Werkzeug (25) und Zahnrad (15) und die Bewegungen längs der Z- und X-Achse und um die &Agr;-Achse des Kreuzungswinkels über eine CNC-Steuerung (27) erfolgt.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der CNC-Steuerung (27) gesteuerte B-Achse für den Kreuzungswinkel vorgesehen ist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrägbett (1) mit parallelen, übereinander angeordneten Geradführungen (2, 3) als Z-Achse bzw. Gegenhalterführung und einem feststehenden Halter (4) vorgesehen ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (24) beidseitig gelagert ist.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der X-Achse langgestreckter Drehteller (20), der beide Lagerungen (19, 28) für den Werkzeughalter (24) trägt, vorgesehen ist.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehteller (20) von einem in Richtung der Z- und der X-Achse verfahrbaren Kreuzschlitten (19) getragen wird, dessen beide gegeneinander verfahrbare Schlittenteile in Richtung der X-Achse verlängert sind.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung der Z-Achse verfahrbare Schlittenteil des Kreuzschlittens (19) zusätzlich im verlängerten Bereich geführt ist.
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