Kopierfräsmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierfräsmaschine, insbesondere zum Ab graten oder Abrunden der Zahnkanten voll Getrieberädern. Die bekannten Maschinen zum Abrunden der Zahnkanten von Ge trieberädern des sogenannten "Cross-Sy- stems", bei welchem durch einen im Halb kreis geführten Formfräser nur der Kopf des Zahnes abgerundet wird, genügen den gesteigerten Anforderungen, welche insbe sondere an :die Schiebräder von Schaltgetrie ben gestellt werden, nicht mehr.
Es wird heute oft Abrundung auf der ganzen Zahn- oder Verzahnungskontur zur Vermeidung einer Verkohlung des Zahnmaterials beim Härten und' des Entstehens von Härterissen verlangt. Dabei soll ferner die Möglichkeit bestehen, verschiedene Formen der Abrun dung bei den vorkommenden Zahnformen zu erzielen. Zum Beispiel erhalten Schieberäder und Kupplungen durch spiralförmige Mehr keilwellen einen Eingriff, der einseitige Abschrägung verlangt. Innen verzahnte Rä- der mit schwach dimensionierten Zahnkrän zen können oft mit ,den bekannten Maschinen mit einem Fräser nicht zweckentsprechend bearbeitet werden.
Der schmale Zahnkranz würde durch die Bearbeitung zu sehr ge schwächt.
Zum Abgraten der Zähne von Getriebe rädern sind bis jetzt sogenannte "Schlag- zahnmasehinen \ bekannt, welche den Fräs- grat in der Weise entfernen, dass ein Messer zwischen den Zahnflanken eines schräg ge lagerten Rades hindurchgeht und den Grat an den Enden der Zähne abschlägt. Solche Maschinen genügen, weil sie nicht die vollen Zahnkonturen abrunden, oftmals nicht den vom Maschinenbau gestellten Anforderun gen. Die Erfindung ermöglicht die Be hebung der genannten Mängel der bekannten Abrund- und Abgratmaschinen.
Sie besteht darin, dass das Werkstück während seiner Bearbeitung eine Drehbewegung ausführt, dass die Frässpindel in ihrer Längsrichtung und quer zu dieser Richtung verstellbar ist, wo- bei eine Kurvenscheibe über ein Hub gestänge die Querbewegung der Frässpindel und eine Hubscheibe über ein Bewegungs gestänge in Zusammenwirkung mit einer Feder die Längsbewebung der Frässpindel entsprechend der vom Werkzeug zu beschrei benden Bahn steuert. Bei der Kurvensteuerung spielt die Zähnezahl keine Rolle, und es sind nur einige Kurven für die Steuerung erforder lich.
Die Kurvengesteuerte Maschine hat den Vorzug, dass für gleiche Räder keine um ständlichen, von einem Einrichter vorzuneh mende Einstellungen erforderlich sind. Es brauchen nur die bestimmten Kurven- und Hubscheiben aufgesetzt zu werden und die Maschine ist arbeitsfertig.
Bei einer Ausführungsform, die allen An forderungen gerecht werden kann, ist der Spin delkopf für den horizontal arbeitenden Frä ser auswechselbar gegen ein Vorsatzgerät mit senkrechter Frässpindel bezw. gegen ein Vorsatzgerät mit Stosswerkzeug, um mit letzterem zum Beispiel auch solche Zähne, die mit Fräsern nicht erreichbar sind, ent graten oder abschrägen zu können.
Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Seitenansicht des Beispiels; Fig. 3 ist ein senkrechter Teilschnitt in Richtung der Frässpindel; Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der in Fig. 3 gezeichneten Linie 4-4; Fig. 5 ist. ein Schnitt durch das Gehäuse in Richtung der Spindel und eine Ansicht der innenliegenden Teile, wobei nur der Spindelkopf, wie in Fig. 3, in senkrechtem Schnitt gezeichnet ist; Fig. 6 ist ein Teilquerschnitt nach der gebrochenen Linie 6-6 der Fig. 7; Fig. 7 ist in grösserem Massstabe ein waagrechter Schnitt. durch das Gehäuse und die Wellenlager nach der Linie 7-7 der Fig. 3; Fig. 8 und 9 zeigen in einer Teilansicht und in einen Teilgrundriss die Führung des Spindellagnerkörpers ; Fig. 10 zeigt teils in senkrechtem Schnitt, teils in Ansicht das Vorschubgetriebe für das Werkstück;
Fig. 1.1 ist ein waagrechter Teilschnitt nach Linie 1.1-11 der Fig. 10; Fig. 12 zeigt in einer Teilansicht die An ordnung der Räder für die Vorschubände rung des Getriebes; Fig. 13 zeigt den Kopf der Spindel und des Spindellagerkörpers mit angesetztem Vorsatzgerät für eine senkrecht arbeitende Frässpindel in einem in der Richtung der Spindel geführten Schnitt; Fig. 14 zeigt den Kopf der Spindel- und des Spindellagerkörpers mit angesetztem Vorsatzgerät für ein Stosswerkzeug in einem in Richtung der Werkzeugführung geführ ten Schnitt;
Fig. 15-19 zeigen eine Anzahl von Ab- rundungs und Abschrägungsformen, die mit waagrechtem Fräser herstellbar sind; Fig. 20 -22 zeigen die mit senkrechtem Fräser herstellbarel Abgratung oder Abrun dung der Zähne auf ihrem vollen Umriss, und zwar Fig. 20 für ein Stirnrad und Fig. 21 und 22 im Schnitt und Ansicht für ein innen verzahntes Zahnrad; Fig. 23-25 zeigen die mit einem senk rechten Fräser herstellbare Abschrägung der Zahnkanten, und zwar Fig. 23 für ein Stirnrad, Fig. 24 und 25 im Schnitt und in An sieht für ein innen verzahntes Zahnrad; Fig. 26 und 2 7 zeigen die Arbeitsstellun gen des Stossgerätes für die Abschrägung der Zahnkanten eines innen verzahnten Rades;
Fig. 28 und 29 sind entsprechende Teil ansichten des Werkstückes; Fig. 30 und 31 zeigen in zwei Ansichten ein D% orsatzgerät mit zwei gegenüberliegen. den Fräsepindeln zum Abgraten der Zähne auf beiden Seiten zugleich; Fig. 32 und 33 zeigen die Anordnung zur Benutzung der Maschine als Kopierapparat in Ansicht und Grundriss; Fig. 3'4 und 35 zeigen die Vorrichtungen zum Einspannen des Werkstückes teils in Ansicht, teils im Schnitt, und Fig. 36 zeigt in schematischer Darstel lung .die Bewegungsbahnen des Werkstückes und des Werkzeuges.
Die Maschine besitzt ein Kastengestell 1, an dessen Vorderseite auf einer senkrechten Führung 2 verschiebbar ein Konsol 3 ge führt und mittels einer Radkurbel 4 ver stellbar ist. Auf der Oberseite des Konsols 3 ist ein Arbeitstisch 5 horizontal verschieb bar geführt und mittels der Handkurbel 6 verstellbar. Auf dem Tisch 5 ist ein nach Belieben auswechselbarer Haltebock 7 für das zu bearbeitende Zahnrad 8 befestigt.
Im Innern des Kastengestelles ist ein Antriebsmotor 9 montiert, der seinen An trieb durch ein Keilriemengetriebe 10 auf eine Zwischenwelle 11 und von dieser durch ein weiteres Keilriemengetriebe 12 auf eine Frässpinde1 13 (Fig. 3) überträgt. Die auf der Spindel 13 .sitzende Scheibe 14 des Keil riemengetriebes 12 nimmt die Spindel. 13 durch Rollen 15 mit, welche in trapezförmige Längsnuten 16 ,der Spindel 13 eingreifen und an der Keilriemenscheibe 14 gelagert sind. Die Riemenscheibe 14 läuft mittels Kugel lagern auf einer Büchse 17, in der das hin tere Ende der Spindel 13 gelagert ist.
Die Büchse 17 ist in das- hintere Ende eines Schwingarmes 18 (Fig. 5) eingesetzt, der am gleichen Ende in einem Stützbock 19 auf Zapfen 2,0 schwenkbar gelagert ist.
An seinem andern, freien Ende besitzt der Schwingarm 18 einen Bogenschlitz 21, in welchem ein Rollenwagen 22 sich führt. Letzterer ist an das gegabelte Ende eines Schwingarmes 2,3 angelenkt, der bei 24 im Maschinengestell .schwenkbar gelagert ist. Der Schwingarm 23 ist mit einem Rollen arm 25 versehen, dessen Rolle 26 auf dem Umfang einer Kurvenscheibe 27 läuft (Fig. 5, 6). Die Teile 18, 21, 22, 23 bilden ein Hubgestänge. Auf der Oberseite des freien Vorderendes des Schwingarmes 18, das sieh im allgemei nen in waagrechter Richtung erstreckt, ist ein wannenartiger Führungsteil 28 von u-förmigem Querschnitt, dessen Seitenwände mit 2,9 bezeichnet sind, befestigt (Fig. 4, 5).
Aussen sind an den Seitenwänden 29 mittels Bolzen 30 Hebelarme 31 eines Geradfüh- rungs-Hebelsystems angelenkt, deren freie Enden durch Bolzen 32 mit zweiarmigen He beln 33 gelenkig verbunden sind. Die paar weise durch Bolzen 3'4 verbundenen untern Enden .der Hebel 33 sind in am Boden der Wanne 28 angeordneten Gabelführungen 35 in senkrechter Richtung geradegeführt. Die obern geradegeführten Enden der Hebel 33 sind paarweise durch Bolzen 36 verbunden, auf welchen ein Führungsteil 37 sitzt.
In einer schwalbenschwanzförmigen Führungs nut an der Unterseite des Führungsteils 3 7 führt sich mittels einer Führungsleiste 38 ein Spindellagerkörper 39, in welchem die Frässpindel 13 in Kugellagern läuft. Der Lagerkörper 39 'ist am hintern Ende zwi schen Führungsflächen, die auf den; Innen seiten der Wannenwände 29 angeordnet sind, geführt, während sein vorderes Ende zwi schen Führungskeilen 46 (Fig. 6) geführt ist, die im Vorderteil 47 einer haubenartigen Abdeckung der Spindel angeordnet sind.
Der Lagerkörper ist also auf dem in seiner Höhenlage von der Kurvenscheibe 27 ge steuerten Ende des Hebels 18 mittels d.er Geradführungen 31, 33, 35 gelagert, wobei die Teile 31, 33, 35 den Führungsteil 37 tragen, wobei der Vor- und Rückschub des Teils 37 mit Hilfe von Hebel 41 geregelt wird.
Auf der Innenseite einer Seitenwand des Maschinengestelles, ist bei 40 ein zweiarmi ger Hebel 41 .schwenkbar gelagert (Fig. 5), dessen unteres Ende mit einer Laufrolle 42 versehen ist, die auf dem Umfang einer Hubscheibe 43 läuft. Das obere Ende des zweiarmigen Hebels 41 führt sich in einem Führungsteil 44, der durch einen Schlitz 45 einer Wannenseitenwand: 29 hindurch mit dem Führungsteil 37 drehbar verbunden ist. Die Teile 37, 41, 44 bilden ein Bewegungs gestänge.
Die Scheiben 27, 43, von welchen letztere (43.) durch den Hebel 41 die Ein- etellung der Frässpindel in ihrer Längsrich tung und' die andere (27) die Bewegung der Spindel quer zu dieser Längsrichtung steuert. sitzen auf im Maschinengestell quergelager ten Wellen 48 bezw. 49 (Fig. 7, 12), welche über Zahnräder 50 bezw. 51 von einem Zahn rad 52 angetrieben werden. Auf der Welle 53 des Zahnrades 52 sitzt auch ein Schnek- kenrad 54, das mit einer auf der Vorgelege welle 11 sitzenden, nicht gezeichneten Schnecke kämmt.
Scheibe 2 7 steuert über das Hubgestänge 18, 21, 22, 23 die Quer bewegung der Frässpindel, während Scheibe 43 über Bewegungsgestänge 37, 41, 44 in Zusammenwirkung mit einer Feder 90 die Bewegung der Frässpindel in ihrer Längs richtung steuert.
Von dem Zahnrad 52 wird ferner über Planetenräder 55, 56 ein Zahnrad 57 ange trieben, das auf der Welle 48 lose drehbar sitzt und mit einem Nabenfortsatz 58 in einer Seitenwand des Maschinengestelles ge lagert ist. Auf dem auf der Aussenseite des Maschinengestelles vorspringenden linde des Nabenfortsatzes 58 ist ein Kegelrad 59 auf gekeilt, das mit einem auf einer senkrech ten Welle 61 sitzenden Kegelrad 60 kämmt. Die Planetenräder 55, 56 sind von um die Achsen 53, 48 schwenkbaren Armen 62, i>:3 getragen, -die durch Schienen 64 gelenkig verbunden sind.
Die Arme 62 sind ferner durch Gelenkschienen 65 mit einem bei 40 am Maschinengestell angelenkten -Irin 66 gelenkig verbunden, der seitlich eine Lauf rolle 67 besitzt, die auf dem Umfange einer Kurvenscheibe 68 läuft. Letztere. sitzt auf der Welle 49 und regelt durch den vorher beschriebenen Planetenrädertrieb, der durch die Kurvenscheibe 68 verstellt wird, die Um- la.ufgesehwindigkeit des Zahnrades 57, das über den Kegelrädertrieb 59, 60 (Fig. 6), die Welle 61, einen Kegelräderwechseltrieb 69 (Fig. 10), eine Welle 70, einen Schnek- kentrieb 71, 72 (Fig. 11), eine Welle 73 (Fig.
10, 11) und Zahnräder 74 das Zahn- rad 8 antreibt, dessen in einer Stirnfläche liegende Zahnkranzkontur zu bearbeiten ist. Die Drehrichtung wird durch Verschieben der w'e'lle 70 mittels des Handrades 75 (Fig. 11) eingestellt. Durch Drehen des Handrades 75 wird die Welle 70 verschoben und dadurch der Kegelräderwechseltrieb 69 unigestellt. Je nach der Stellung des letzteren wird Zahnrad 8 in der einen oder andern Richtung gedreht. Die auf der Welle "i 0 sitzende Stellmuffe 76 (Fig. 10) gestattet mittels eines Indexes 77, die Einstellung zu ,sichern.
Die Schnecke 71, welche auf der Welle <B>70</B> durch Federkeil und Nut ver schiebbar, aber urdrehbar sitzt, ist in einem Gehäuse 78 (Fig.ll) spielfrei geführt. Das Schneckengehäuse <B>78</B> besitzt an einem Ende einen Gewindezapfen 79, auf welchen eine mit einem Handrad 80 festverbundene Mut ter 81. aufgeschraubt ist, Mutter und Hand rad sind in dem Lagergehäuse 82 gesichert. Das Zahnrad 74, das mit dem Werkstück 8 "kämmt, ist in einer sogenannten Radschere 83 (Fig. 10) gelagert, die auf einem Lager vorsprung 84 des Lagergehäuses 82 auf geklemmt ist und dazu dient, dieses Zahn rad' 74 an das Werkstück anzudrücken.
Das ganze Lagergehäuse 82 ist in einer Bohrung am obern Ende des am Maschinengestell b(- festigten Lagerkörpers 85 für die senkrechte 'Welle 61 drehpaar eingesetzt und wird von einer Stütze 86 gehalten, welche in einer Klemme 87 (Fig. 14) am Tischsockel be festigt ist.
Wie aus den Fig. 8 und 9 Hervorgeht, ist; zwischen den Wannenwänden 29 auf eirein sie verbindenden Querriegel 88 ein Zylinder 89 angebracht, in welchem eine Druckfeder 90 angeordnet ist. Diese wirkt durch eine Platte; 91, eine Spindel 92, Hand rad 93 auf die Brücke 37. Dadurch wird der Spindellagerkörper 39 nach Massgabe der Kurvenscheibe 43 gegen das Werkstück hin gedrückt. Die Druckfeder hat nämlich das Bestreben, den Spindellagerkörper 39 gegen das Weirkst ic.k vorzuschieben. Der Vorschub wird aber durch die Hubscheibe 43 geregelt.
Der Rückzug des Spindellagerkörpers wird zwangsweise durch die Hubscheibe 43 be werkstelligt. Das Handraid 93 dient in Ver bindung mit den Muttern 94 zur Regelung der Druckspannung der Feder 90.
Auf dem Lagerkörper 39 der Spindel ist eine Mutter 95 (Fig. 9) angeordnet, in wel che eine Schraubenspindel 96 eingeschraubt ist, die auf dem Teil 37 in einem Lager 97 gelagert ist. Die Schraubenspindel 96 steht durch einen Kegeltrieb 98 mit einer mit einem Handrad 99 versehenen Stellwelle in Verbindung, so dass durch Drehen des Hand rades der Spindellagerkörper in bezug auf den Teil 37, an dem er geführt ist, einge stellt werden kann. Eine Schraube 100 dient zum Festklemmen der beiden Teile gegenein ander. Die Bohrungen 101 .(Fix. 8) in den Seitenwänden 29 dienen zur Aufnahme der Gelenkbolzen der Geradführungshebel 31.
Der das vordere Endei des Lagerkörpers -3.9 bildende Frässpindelkopf 102 (Fix. 3) (ist zum auswechselbaren Einspannen eines Fräswerkzeuges 103 eingerichtet. Das freie Ende des Lagerkörpers, 39 der Frässpindel ist mit einer unterschnittenen Nut 104 für Befestigungsschrauben versehen, die nach Entfernung des Fräswerkzeuges die Anbrin gung von Vorsatzgeräten und die Kupplung ,der Frässpindel mit dem Antriebswellen ,stumpf des Vorsatzgerätes ermöglichen. Als (solche Vorsatzgeräte kommen in Frage ein !solches .mit senkrechter Frässpindel, ein Stossapparat und ein Kopierapparat.
Das Vorsatzgerät mit senkrecht arbeiten der Frässpindel, das die Bearbeitung der Zahnkanten derart ermöglicht, dass das. Werkzeug der Verzahnungskontur des Werk stückes folgt, besteht zum Beispiel, wie Fig. 13 zeigt, aus einem Gehäusekopf 105, in welchem die senkrechte Frässpindel 106 ,gelagert ist. Ein auf der Spindel 106 sitzen des Kegelrad 1:07 kämmt mit einem Kegel rad 108. Der Wellenstumpf 109 des Vor satzgerätes wird an Stelle des Horizontal fräsers in den Spindelkopf 102 mittels der Überwurfmutter l(10 festgespannt.
Bei dem durch Fig. 14 veranschaulichten Vorsatzgerät mit Stosswerkzeug ist ein Stahlhalter 111 in dem Gehäusekopf 112 senkrecht verschiebbar geführt und wird von einer Kurbel oder einem Exzenter 113 be tätigt, dessen. Wellenstumpf 114 in der vor her beschriebenen Weise im Spindelkopf 102 an Stelle des Fräsers eingespannt ist, wobei dem Werkzeug durch die Kurbel eine Auf- und Abbewegung .erteilt wird.
Mit horizontal: arbeitendem Fräser .gemäss Fig. 3 wird die Zahnkante nur im Kopfteil des Zahnes bearbeitet, wobei durch Benut zung .eines Formfräsers und entsprechend ge stalteter Scheiben 27, 43, 68 für die, Bewe gung des Fräsers in senkrechter Ebene be liebige Abrundungs- und Abschrägungsfor men erzielbar sind. Bei der Bearbeitung der Zahnkantanabschnitte, die sich der senkrech ten Bewegungsebene des Fräsers mehr oder weniger nähern, wird durch die Wirkung der entsprechend gestalteten Kurvenscheibe 68 die Drehbewegung des Werkstückes ver langsamt.
Bei der Zahnkantenabrundung zur Er zielung von Abrundungs- oder Abschrä gungsformen gemäss Fig. 15 bis 19 wird ein Formfräser 103 (Fix. 3) in den Frässpindel- kopf 102 einsgespannt und .das zu fräsende Zahnrad auf den Zapfen 8 des Haltebockes 7 aufgeschoben, auf welchem es vom Zahnrad 57 über das Kegelräderpaar 59, 60, -die Welle 61, das Kegelräderwechselgetriebe 69, die Welle 70, den Schneckentrieb 72, die Welle 73 und .die ,Stirnräder 74 in langsame Drehung gesetzt wird.
Während der Dre hung des Werkstückes werden die Zahnkan ten an den Zahnstirnseiten von dem Fräs werkzeug 103 bearbeitet, (las eine dem Masse der Drehung des Zahneis entsprechende Be wegung in senkrechter Richtung ausführt. Diese Bewegung wird von der Kurvenscheibe 27 vermittels des Hebels 23, des Rollen wagens ' 22, Bogenschlitzes 21 und des Schwingarmes 18, auf welchem die Spindel- lagerbüchse ruht, gesteuert, indem der Trag arm 18 um sein Gelenk 20 gehoben oder ge- senkt wird.
Je nachdem ider Fräser einen 'waagrechten Kantenabschnitt (Zahnspitze) oder einen geneigten, der .senkrechten Rieh- tun- sich nähernden Kantenabschnitt (Zahn flanken) bearbeitet, wird die Drehungs geschwindigkeit des Werkstückes beschleu nigt oder verlangsamt, damit der Fräser irr gleichen Zeiten möglichst gleiche Längen der Zahnkontur bearbeitet. Die Beschleuni gung und Verlangsamung der Drehungs geschwindigkeit des Werkstrickes wird von der Kurvenscheibe 68 vermittels des Armes 66 und des Planetenrädertriebes 55, 56 be werkstelligt, durch welchen je nach seiner von der Kurvenscheibe 68 gesteuerten Be wegung- dem Zahnrad 57 und dem von ihm abhängigen Werkstückantrieb eine Beschleu nigung oder Verzögerung erteilt wird.
Bei dieser Art der Zahnkantenabrundung findet eine Bewegung des Werkzeuges in der Spin delrichtung nicht statt; die Hubscheibe 43 ist daher ausgeschaltet bezw. durch eine Kreisscheibe ersetzt.
Mit senkrecht zum, Werkstück arbeiten dem Fräser lässt sieh die Zahnkante in ihrem ganzen Umriss abgraten oder abrunden oder abschrägen, wie in Fig. 20-25 veranschau licht ist.
Wenn die Zahnkanten eines Rades in dieser Weise bearbeitet werden sollen, wird das durch Fig. 13 veranschaulichte Vorsatz gerät mit senkrechter Frässpindel 106 an das freie Ende des Lagerkörpers 39 der Frässpindel angesetzt und ein Wellenstumpf 109 mit der Frässpindel 13 gekuppelt. Das Werkstück wird in gleicher Weise wie bei der vorher beschriebenen Arbeitsweise auf den Zapfen des Haltebockes aufgesetzt und mit dem Drehungsantrieb in Verbindung ge bracht. Bei dieser Arbeit findet eine Be wegung des Fräsers in senkrechter Richtung nicht statt; ,die Kurvenscheibe 2 7 wird daher ausgeschaltet bezw. durch eine Kreisscheibe ersetzt.
Dagegen wird die Hubscheibe 43 eingesetzt, -welche die Bewegung- der Fräs- spindel in der Spindelrichtung im Einklang mit der Werkstückdrehung steuert. Das senkrecht gerichtete Fräswerkzeug führt dabei eine radiale Bewegung zum Werk- stÜck aus, wobei wiederum die Drehung in dem Masse verzögert wird, in dem der zu bearbeitende Kantenabschnitt sich der radia len Richtung nähert.
Die Hubscheibe 43 be wegt den Fräser entsprechend der Zahnkon tur in radialer Richtung zum Werkstück vorwärts Lind rückwärts über den zweiarmi gen Hebel 41, Führungsteil 44, Führungs brücke 37, den Spindellagerkörper 39, mit der Spindel 1.3.
Vor Beginn des Fräsens erfolgt eine Ein stellung des Fräswerkzeuges zum Werk sti:iek vermittels des Handrades 99 in der Spindelrichtung und vermittels des Hand rades 93 eine Regelung der Druckspannung der Feder 90, -durch welche der Spindel lagerkörper 39 nach Massgabe. der Hub scheibe 43 in der Richtung auf das Werk stück gedreht wird.
Der Stossapparat wird in besonderen Fällen angewandt, wenn, wie zum Beispiel bei kleinen Zahnrädern und kleinen Zähnen, mit dem Fräser nicht ,gearbeitet werden kann. Mit Hilfe eines auf dem Tisch be festigten sogenannten Universalbockes 115 (Fig. 5) kann dabei das zu bearbeitende Zahnrad je nach Zahnform nach allen Rich tungen gestellt werden.
Bei Benutzung des Vorsatzgerätes mit dein Stosswerkzeug zur Herstellung von Zabnabschrägungen gemäss Fig. 26 bis 29 ist die Wirkungsweise die gleiche wie vor her beschrieben.
Durch doppelte Anordnung eines Vor satzgerätes mit senkrecht zur Antriebsspin del arbeitendem Fräser 106 und Befestigung des Werkstückes 8 auf einer horizontal ge lagerten Welle kann, wie Fig. 30 und 31 veranschaulichen, das Werkstück auf beiden Stirnseiten zugleich bearbeitet werden.
In Fig. 32-36 ist ein Vorsatzgerät 105 mit senkrechter Frässpindel benutzt und auf dem Maschinentisch ist ein Rundtisch 116 angeordnet, der von den Zahnrädern 74 an getrieben wird. Durch entsprechende Steue rung der Spindelbewegung und der Dreh- gescbwindigkeit des Tisches können mit senkrechtem Fräser radiale, tangentiale und hogenförmige Fräsungen ausgeführt werden. In den Fig. 32\36 ist beispielsweise die Bearbeitung einer das Werkstück bildenden Turbinenschaufel 11'7 dargestellt.
Zum Ein spannen des, Werkstückes dient ein auf dein Tisch 116 befestigter Einspannkörper 118, geben den das Werkstück mit Hilfe von zwei Klemmstücken 119, 120 festgespannt wird. Die Klemmstücke sind durch Bolzen 121 mit Querstücken 122 bezw. 123 verbunden, in welche je eine Druckschraube 124 einge spannt ist, die sich auf der andern Seite gegen den Einspannkörper 118 stützt. Das Werkstück 117 führt hier während der Be arbeitung eine Drehbewegung um: die Axe x-x, also nicht um die eigene Axe aus.
In Fig. 36 ist y die Bewegungshahn des Werk stückes und, Z die Bewegungsbahn des. Werk- zeuges.
Copy milling machine. The invention relates to a copy milling machine, in particular for burring from or rounding off the tooth edges full of gears. The known machines for rounding the tooth edges of Ge gear wheels of the so-called "cross system", in which only the head of the tooth is rounded off by a form cutter guided in a semicircle, meet the increased requirements, which are particularly special: the feed wheels from Manual gearboxes ben are provided, no longer.
Today, rounding is often required on the entire tooth or toothing contour in order to avoid carbonization of the tooth material during hardening and the formation of hardening cracks. It should also be possible to achieve various forms of the rounding in the tooth shapes that occur. For example, sliding gears and clutches are meshed with multiple helical splines that require a bevel on one side. Internally toothed gears with weakly dimensioned gear rims can often not be machined appropriately with the known machines with a milling cutter.
Machining would weaken the narrow gear rim too much.
For trimming the teeth of gear wheels, so-called "Schlagzahnmaehinen \" are known, which remove the milling burr in such a way that a knife passes between the tooth flanks of an inclined wheel and cuts off the burr at the ends of the teeth. Such machines are sufficient because they do not round off the full tooth contours, often not the requirements made by mechanical engineering. The invention enables the above-mentioned shortcomings of the known rounding and trimming machines to be remedied.
It consists in the fact that the workpiece executes a rotary movement while it is being machined, that the milling spindle can be adjusted in its longitudinal direction and transversely to this direction, with a cam disk via a lifting rod, the transverse movement of the milling spindle and a lifting disk interacting via a movement rod controls the longitudinal movement of the milling spindle with a spring according to the path to be described by the tool. The number of teeth is irrelevant for cam control, and only a few cams are required for the control.
The cam-controlled machine has the advantage that no complicated settings to be made by a fitter are required for the same wheels. Only the specific cam and lifting disks need to be placed and the machine is ready for use.
In one embodiment that can meet all requirements, the spindle head for the horizontally operating milling machine can be exchanged for an attachment with a vertical milling spindle or respectively. against an attachment with a slotting tool in order, for example, to deburr or bevel teeth that cannot be reached with milling cutters.
The drawings illustrate an embodiment of the subject matter of the invention.
Fig. 1 is a front view and Fig. 2 is a side view of the example; 3 is a partial vertical section in the direction of the milling spindle; Figure 4 is a cross-sectional view taken on line 4-4 drawn in Figure 3; Fig. 5 is. a section through the housing in the direction of the spindle and a view of the inner parts, only the spindle head, as in Fig. 3, is drawn in vertical section; Figure 6 is a partial cross-sectional view taken on broken line 6-6 of Figure 7; Fig. 7 is a horizontal section on a larger scale. through the housing and the shaft bearings along the line 7-7 of FIG. 3; 8 and 9 show the guidance of the spindle bearing body in a partial view and in a partial plan view; 10 shows, partly in vertical section and partly in view, the feed gear for the workpiece;
Fig. 1.1 is a partial horizontal section along line 1.1-11 of Fig. 10; Fig. 12 shows a partial view of the arrangement of the wheels for the feed belt tion of the transmission; 13 shows the head of the spindle and the spindle bearing body with attached attachment for a vertically operating milling spindle in a section guided in the direction of the spindle; 14 shows the head of the spindle and the spindle bearing body with attached attachment for a slotting tool in a section guided in the direction of the tool guide;
15-19 show a number of rounding and beveling shapes which can be produced with a horizontal milling cutter; 20-22 show the trimming or rounding of the teeth which can be produced with a vertical milling cutter on their full outline, namely FIG. 20 for a spur gear and FIGS. 21 and 22 in section and view for an internally toothed gear; 23-25 show the beveling of the tooth edges which can be produced with a perpendicular milling cutter, namely FIG. 23 for a spur gear, FIGS. 24 and 25 in section and in An looks for an internally toothed gear; 26 and 27 show the Arbeitsstellun conditions of the impact device for beveling the tooth edges of an internally toothed wheel;
28 and 29 are corresponding partial views of the workpiece; 30 and 31 show, in two views, an attachment device with two opposite one another. the milling spindles for trimming the teeth on both sides at the same time; 32 and 33 show the arrangement for using the machine as a copier in elevation and plan; 3'4 and 35 show the devices for clamping the workpiece partly in view, partly in section, and FIG. 36 shows a schematic representation of the movement paths of the workpiece and the tool.
The machine has a box frame 1, on the front of which on a vertical guide 2 slidably a bracket 3 leads ge and by means of a wheel crank 4 is adjustable ver. On top of the console 3, a work table 5 is guided horizontally displaceable bar and adjustable by means of the hand crank 6. An interchangeable bracket 7 for the gear 8 to be machined is attached to the table 5.
Inside the box frame, a drive motor 9 is mounted, which drove its on through a V-belt transmission 10 to an intermediate shaft 11 and from this through another V-belt transmission 12 to a Fräspinde1 13 (Fig. 3). The disk 14 of the V-belt drive 12, which is seated on the spindle 13, takes the spindle. 13 with rollers 15, which engage in trapezoidal longitudinal grooves 16 of the spindle 13 and are mounted on the V-belt pulley 14. The pulley 14 runs by means of ball bearings on a sleeve 17 in which the tere end of the spindle 13 is mounted.
The bush 17 is inserted into the rear end of a swing arm 18 (FIG. 5), which is pivotably mounted at the same end in a support frame 19 on pins 2.0.
At its other, free end, the swing arm 18 has an arcuate slot 21 in which a roller carriage 22 is guided. The latter is articulated to the forked end of a swing arm 2, 3 which is .swiveled at 24 in the machine frame. The swing arm 23 is provided with a roller arm 25, the roller 26 of which runs on the circumference of a cam 27 (Fig. 5, 6). The parts 18, 21, 22, 23 form a lifting rod. On the upper side of the free front end of the swing arm 18, which see generally nen extends in the horizontal direction, a trough-like guide member 28 of U-shaped cross-section, the side walls of which are designated by 2.9, is attached (Fig. 4, 5).
On the outside, lever arms 31 of a straight-line lever system are articulated to the side walls 29 by means of bolts 30, the free ends of which are articulated by bolts 32 with two-armed levers 33. The lower ends of the levers 33, which are connected in pairs by bolts 3'4, are guided in the vertical direction in fork guides 35 arranged on the bottom of the tub 28. The upper straight ends of the levers 33 are connected in pairs by bolts 36 on which a guide part 37 sits.
In a dovetail-shaped guide groove on the underside of the guide part 37, a spindle bearing body 39, in which the milling spindle 13 runs in ball bearings, is guided by means of a guide bar 38. The bearing body 39 'is at the rear end between rule guide surfaces that are on the; Inside the sides of the tub walls 29 are arranged, while its front end is guided between rule wedges 46 (Fig. 6), which are arranged in the front part 47 of a hood-like cover of the spindle.
The bearing body is thus mounted on the end of the lever 18 controlled by the cam 27 in its height position by means of the straight guides 31, 33, 35, the parts 31, 33, 35 carrying the guide part 37, with the forward and reverse thrust of the part 37 is regulated with the aid of lever 41.
On the inside of a side wall of the machine frame, a two-arm lever 41 is pivotably mounted at 40 (FIG. 5), the lower end of which is provided with a roller 42 which runs on the circumference of a lifting disk 43. The upper end of the two-armed lever 41 is guided in a guide part 44 which is rotatably connected to the guide part 37 through a slot 45 of a tub side wall 29. The parts 37, 41, 44 form a motion linkage.
The disks 27, 43, of which the latter (43) controls the setting of the milling spindle in its longitudinal direction by means of the lever 41 and the other (27) controls the movement of the spindle transversely to this longitudinal direction. sit on transverse bearings in the machine frame th shafts 48 respectively. 49 (Fig. 7, 12), which respectively via gears 50. 51 are driven by a toothed wheel 52. On the shaft 53 of the gear 52 there is also a worm wheel 54 which meshes with a worm (not shown) that is seated on the countershaft 11.
Disk 2 7 controls the transverse movement of the milling spindle via the lifting rods 18, 21, 22, 23, while disk 43 controls the movement of the milling spindle in its longitudinal direction via movement rods 37, 41, 44 in cooperation with a spring 90.
From the gear 52 a gear 57 is also driven via planet gears 55, 56, which sits loosely rotatably on the shaft 48 and is superimposed ge with a hub extension 58 in a side wall of the machine frame. On the protruding on the outside of the machine frame linden of the hub extension 58, a bevel gear 59 is wedged, which meshes with a bevel gear 60 seated on a vertical shaft 61 th. The planet gears 55, 56 are supported by arms 62, i>: 3 which can pivot about the axes 53, 48 and which are articulated by rails 64.
The arms 62 are also articulated by articulated rails 65 with an -Irin 66 articulated at 40 on the machine frame, which laterally has a roller 67 which runs on the circumference of a cam 68. Latter. sits on the shaft 49 and regulates the revolving speed of the gear 57, which via the bevel gear drive 59, 60 (Fig. 6), the shaft 61, a bevel gear change drive, through the previously described planetary gear drive, which is adjusted by the cam disc 68 69 (Fig. 10), a shaft 70, a worm drive 71, 72 (Fig. 11), a shaft 73 (Fig.
10, 11) and toothed wheels 74 drives the toothed wheel 8, the toothed rim contour of which is to be machined, located in one end face. The direction of rotation is set by moving the shaft 70 by means of the handwheel 75 (FIG. 11). By turning the handwheel 75, the shaft 70 is displaced and the bevel gear change drive 69 is not adjusted. Depending on the position of the latter, gear 8 is rotated in one direction or the other. The adjusting sleeve 76 (FIG. 10) sitting on the shaft "i 0" allows the setting to be secured by means of an index 77.
The worm 71, which sits ver slidably but non-rotatably on the shaft 70 by a key and groove, is guided without play in a housing 78 (FIG. 1). The worm housing 78 has at one end a threaded pin 79 onto which a nut 81 firmly connected to a handwheel 80 is screwed. The nut and handwheel are secured in the bearing housing 82. The gear 74, which meshes with the workpiece 8 ", is mounted in a so-called wheel scissors 83 (Fig. 10), which is clamped on a bearing projection 84 of the bearing housing 82 and is used to press this gear wheel '74 against the workpiece .
The whole bearing housing 82 is in a hole at the upper end of the machine frame b (- fastened bearing body 85 for the vertical 'shaft 61 inserted rotating pair and is held by a support 86 which in a clamp 87 (Fig. 14) on the table base be fastened is.
As can be seen from Figs. 8 and 9; A cylinder 89 is attached between the tub walls 29 on a crossbar 88 connecting them, in which a compression spring 90 is arranged. This works through a plate; 91, a spindle 92, hand wheel 93 on the bridge 37. As a result, the spindle bearing body 39 is pressed against the workpiece in accordance with the cam 43. The compression spring tends to advance the spindle bearing body 39 against the Weirkst ic.k. However, the feed is regulated by the lifting disk 43.
The withdrawal of the spindle bearing body is forcibly made by the lifting disc 43 be. The hand raid 93 is used in conjunction with the nuts 94 to regulate the compressive stress of the spring 90.
A nut 95 (FIG. 9) is arranged on the bearing body 39 of the spindle, into which a screw spindle 96 is screwed, which is mounted on the part 37 in a bearing 97. The screw spindle 96 is connected by a bevel gear 98 with an adjusting shaft provided with a handwheel 99, so that by turning the handwheel the spindle bearing body with respect to the part 37 on which it is guided can be set. A screw 100 is used to clamp the two parts against each other. The bores 101 (fix. 8) in the side walls 29 serve to accommodate the hinge pins of the straight guide lever 31.
The milling spindle head 102 (fix. 3) (which forms the front end of the bearing body -3.9) (is set up for the exchangeable clamping of a milling tool 103. The free end of the bearing body 39 of the milling spindle is provided with an undercut groove 104 for fastening screws, which after removal of the milling tool The attachment of attachments and the coupling, the milling spindle with the drive shaft, enable butt of the attachment. As (such attachments come into question! with a vertical milling spindle, a pusher and a copier.
The attachment with the milling spindle working vertically, which enables the tooth edges to be machined in such a way that the tool follows the toothing contour of the workpiece, consists for example, as FIG. 13 shows, of a housing head 105 in which the vertical milling spindle 106 is mounted is. A seat on the spindle 106 of the bevel gear 1:07 meshes with a bevel gear 108. The stub shaft 109 of the front set device is clamped in place of the horizontal cutter in the spindle head 102 by means of the nut l (10.
In the attachment illustrated by Fig. 14 with a hammer tool, a steel holder 111 is guided vertically displaceably in the housing head 112 and is actuated by a crank or an eccentric 113, its. Stub shaft 114 is clamped in the previously described manner in the spindle head 102 in place of the milling cutter, the tool being given an up and down movement by the crank.
3, the tooth edge is only machined in the head part of the tooth, with the use of a form cutter and correspondingly designed disks 27, 43, 68 for the movement of the cutter in the vertical plane - And bevel shapes are achievable. When machining the Zahnkantanabschnitte that more or less approximate the vertical plane of movement of the milling cutter, the rotational movement of the workpiece is slowed down by the action of the appropriately designed cam 68.
When rounding the tooth edge to achieve rounding or beveling shapes according to FIGS. 15 to 19, a form milling cutter 103 (fix. 3) is clamped into the milling spindle head 102 and the gear to be milled is pushed onto the pin 8 of the support bracket 7 which it is set in slow rotation by the gear 57 via the bevel gear pair 59, 60, the shaft 61, the bevel gear change gear 69, the shaft 70, the worm drive 72, the shaft 73 and .die, the spur gears 74.
While the workpiece is being rotated, the tooth edges on the tooth faces are machined by the milling tool 103 (reads a movement in the vertical direction corresponding to the mass of the rotation of the tooth. This movement is controlled by the cam disk 27 by means of the lever 23, des Rolling carriage 22, arc slot 21 and the swing arm 18 on which the spindle bearing bush rests are controlled by the support arm 18 being raised or lowered about its joint 20.
Depending on whether the milling cutter is machining a horizontal edge section (tooth tip) or an inclined edge section (tooth flanks) approaching the vertical line, the rotational speed of the workpiece is accelerated or slowed down so that the milling cutter is as constant as possible at the same times Lengths of the tooth contour machined. The acceleration and deceleration of the rotational speed of the work rope is made by the cam 68 by means of the arm 66 and the planetary gear drive 55, 56 be, through which depending on its controlled by the cam 68 Be the gear 57 and the workpiece drive dependent on it an acceleration or a delay is granted.
With this type of tooth edge rounding, the tool does not move in the direction of the spin; the lifting disc 43 is therefore switched off BEZW. replaced by a circular disk.
With the milling cutter working perpendicular to the workpiece, the entire contour of the tooth edge can be trimmed off or rounded off or beveled, as illustrated in Fig. 20-25.
If the tooth edges of a wheel are to be machined in this way, the attachment illustrated by FIG. 13 with a vertical milling spindle 106 is attached to the free end of the bearing body 39 of the milling spindle and a stub shaft 109 is coupled to the milling spindle 13. The workpiece is placed in the same way as in the procedure described above on the pin of the bracket and brought ge with the rotary drive in connection. During this work, the milling cutter does not move in a vertical direction; , the cam 2 7 is therefore switched off or. replaced by a circular disk.
In contrast, the lifting disk 43 is used, which controls the movement of the milling spindle in the spindle direction in accordance with the workpiece rotation. The vertically directed milling tool carries out a radial movement to the workpiece, the rotation in turn being delayed to the extent that the edge section to be machined approaches the radial direction.
The lifting disc 43 be moves the milling cutter according to the Zahnkon structure in the radial direction to the workpiece forwards and backwards via the two-arm lever 41, guide part 44, guide bridge 37, the spindle bearing body 39, with the spindle 1.3.
Before the start of milling there is a setting of the milling tool to the work sti: iek by means of the handwheel 99 in the spindle direction and by means of the handwheel 93 a regulation of the compressive stress of the spring 90, -by which the spindle bearing body 39 as required. the hub disk 43 is rotated in the direction of the workpiece.
The pusher is used in special cases when, for example with small gears and small teeth, the milling cutter cannot be used. With the help of a so-called universal bracket 115 (Fig. 5) fastened on the table, the gear to be processed can be placed in all directions depending on the tooth shape.
When using the attachment with the pusher tool for producing Zabn bevels according to FIGS. 26 to 29, the mode of operation is the same as described above.
By double arrangement of a set device with perpendicular to the drive spindle del working cutter 106 and attachment of the workpiece 8 on a horizontally superimposed shaft, as shown in FIGS. 30 and 31, the workpiece can be processed on both ends at the same time.
In Fig. 32-36 an attachment 105 is used with a vertical milling spindle and a rotary table 116 is arranged on the machine table, which is driven by the gear wheels 74. With the appropriate control of the spindle movement and the speed of rotation of the table, radial, tangential and curved milling can be performed with a vertical milling cutter. In FIGS. 32, 36, for example, the machining of a turbine blade 11'7 forming the workpiece is shown.
To clamp the workpiece, a clamping body 118 fastened to your table 116 is used, and the workpiece is clamped with the aid of two clamping pieces 119, 120. The clamping pieces are respectively by bolts 121 with cross pieces 122. 123 connected, in each of which a pressure screw 124 is clamped, which is supported on the other side against the clamping body 118. The workpiece 117 performs a rotary movement here during processing: the axis x-x, that is, not about its own axis.
In Fig. 36 y is the movement tap of the workpiece and, Z is the movement path of the tool.