Wälzfräser mit mehrfachem Anschnitt zur Herstellung von wälzbaren Profilen, insbesondere Verzahnungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Wälzfräser mit mehrfachem Anschnitt zur Herstellung von wälz- baren Profilen, insbesondere Verzahnungen.
Bei den bisher bekannten Fräsern zur Herstellung von Zahnrädern mittels des Wälzverfahrens liegen bei eingängigen Fräsern die aufeinanderfolgenden Fräser zähne in gleichem Abstand voneinander auf dem selben Schneckengang, bei mehrgängigen Fräsern sind die Fräserzähne auf mehrere Schneckengänge verteilt, wobei die aufeinanderfolgenden Fräserzähne eines Schneckenganges den gleichen Abstand vonein ander haben. Hierbei erhalten nur die ersten Zähne jedes Schneckenganges einen Anschnitt, so' dass bei einem mehrgängigen Fräser auch mehrere Anschnitte vorhanden sein können, während ein eingängiger Fräser nur einen Anschnitt hat.
Diese anschneidenden Zähne erhalten einen grö sseren Spanquerschnitt als die auf demselben Schnek- kengang folgenden Zähne.
Um die Schneidleistung des Fräsers zu erhöhen, ist es vorteilhaft, allen Fräserzähnen eine möglichst grosse Spanstärke zu geben, denn es hat sich gezeigt, dass beim Fräsen die spezifische Schnittkraft mit sinkendem Spanquerschnitt in stärkerem Masse steigt, als es bei andern Zerspanungsarten, z. B. beim Drehen, der Fall ist. Eine grössere spezifische Schnittkraft bedeutet aber auch eine stärkere spezifische Bean spruchung der Fräserschneidkanten. Diese wird durch die Wahl grösserer Spanquerschnitte, d. h. in erster Linie dickerer Späne, bezogen auf das gesamte zer- spante Volumen, vermindert.
Die Forderung nach Vergrösserung des Spanquer schnittes soll an allen den Teilen des Fräsers erfüllt werden, die die Zahnlücken des Werkstückes schrup- pen, die also die wesentliche Zerspanungsarbeit leisten. Die Fräserzähne sind nicht wie bisher üblich in un- unterbrochener Reihenfolge auf dem Schneckengang angeordnet.
Der Wälzfräser nach der Erfindung kenn zeichnet sich dadurch, dass die auf einem Schnecken gang nufeinanderfolgenden Fräserzähne zu Gruppen zusammengefasst sind, innerhalb deren jeder Zahn von dem vorangehenden Zahn annähernd den gleichen Abstand hat, während der erste Zahn einer Gruppe von dem letzten Zahn der vorhergehenden Gruppe einen Abstand entsprechend dem Ein- bis Fünffachen des Zahnabstandes in der vorhergehenden Gruppe und eine gegenüber dem letzten Zahn dieser Gruppe verminderte Zahnhöhe hat. Innerhalb jeder Gruppe nimmt die Zahnhöhe von Zahn zu Zahn zu. Auf diese Weise erhält der Fräser einen mehrfachen Anschnitt und die Zähne einen günstigen Spanquerschnitt.
Hätte der erste Zahn einer Gruppe die gleiche Höhe wie der letzte Zahn der vorhergehenden Gruppe, so müsste er das ganze Material zerspanen, das auf Grund der Zwischenzähne zwischen den Gruppen am Werkstück stehenbleibt. Dies würde aber eine Über= lastung sowie ein frühzeitiges Stumpfwerden des ersten Zahnes einer Gruppe bedeuten und ein Nachschleifen des ganzen Fräsers erforderlich machen. Die Zahnhöhe des ersten Zahnes einer Gruppe wird daher geringer gehalten als die Zahnhöhe des letzten Zahnes der vor hergehenden Gruppe. Da es nicht erforderlich ist, dass jede Gruppe die gleiche Anzahl Fräserzähne besitzt, kann die Höhenzunahme der Zähne in den einzelnen Gruppen verschieden sein.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Wälzfräsers gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Beispiels, das aus einem einteiligen Fräserkörper besteht, Fig. 2 die Anordnung der Fräserzähne der Gruppe I des Fräsers der Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung der Fräserzähne der Gruppe II des Fräsers der Fig. 1 dieses Beispiels, Fig.
4 eine allgemeine Darstellung des Fräsvor- ganges in axialer Richtung des Werkstückes gesehen, die sich nicht speziell auf den Fräser gemäss der Erfin dung bezieht, Fig. 5 einen zweigängigen, dreiteiligen Fräser nach einem zweiten Beispiel, wobei die Fräsergänge in die Zeichenebene abgewickelt sind, Fig. 6 eine Darstellung des Fräsvorganges in Rich tung der geschnittenen Zahnlücke gesehen, Fig. 7 die Vorderansicht eines links- und eines rechtsschneidenden Schruppzahnes, Fig. 8 einen Teilschnitt durch einen dreiteiligen Fräser und seine Anordnung auf der Fräserspindel, Fig. 9 einen Teilschnitt nach der Linie A-B der Fig. B.
In Fig. 1 sind die mit 1 bis 5 bezeichneten auf einem Schneckengang aufeinanderfolgenden Fräser zähne des Wälzfräsers F zur Gruppe I zusammen gefasst. Die Zähne 6 bis 9 bilden die Gruppe II, wäh rend die Gruppe III die Zähne 10 bis 20 umfasst.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Zähne der Gruppe I dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die fünf Zähne dieser Gruppe nicht auf den gesamten Umfang des Fräsers verteilt sind. Die Abstände der Zähne dieser Gruppe voneinander sind unter sich gleich. Der Ab stand zwischen dem letzten Zahn der Gruppe I, also Zahn Nr. 5, und dem ersten Zahn der Gruppe II, also Zahn Nr. 6, entspricht dem Mehrfachen des Zahnabstandes der ersten Gruppe. Dieser durch den Kreisbogen D (Fig. 2) dargestellte Abstand soll gleich dem Ein- bis Fünffachen des Zahnabstandes der ersten Gruppe sein. Die Zahnhöhe in den einzelnen Gruppen nimmt von Zahn zu Zahn zu. So ist die Höhenzu nahme zwischen Zahn Nr. 4 und Zahn Nr. 5 (Fig. 2) mit A h bezeichnet.
Der erste Zahn einer jeden Gruppe hat gegenüber dem letzten Zahn der vorangehenden Gruppe eine verminderte Zahnhöhe. So entspricht z. B. die Höhe des ersten Zahnes der Gruppe II (Nr. 6) etwa der Höhe des Zahnes Nr. 3 der Gruppe I (Fig. 2).
Von diesem gegenüber dem letzten Zahn 5 in der Gruppe I verminderten Wert aus steigt die Zahnhöhe bei den folgenden Zähnen der Gruppe II wieder an. Die Gruppe II und die Gruppe 111, deren erster Zahn 10 wieder niedriger ist als der letzte Zahn 9 der Gruppe II, beginnen daher je mit einem neuen An schnitt, der durch die Höhenzunahme der Fräserzähne in der Gruppe ausgehend von einer gegenüber dem letzten Zahn der vorausgehenden Gruppe verminder ten Anfangszahnhöhe beim ersten Zahn gekennzeich net ist, ebenso wie z.B. das Anschnittende eines Schneckenrad- oder Schrägzahnradfräsers durch eine verringerte erst allmählich auf den vollen Wert an steigende Zahnhöhe ausgezeichnet ist. Der ganze Fräser ist daher durch das Vorhandensein mehrerer derartiger Anschnitte gekennzeichnet.
In Fig. 3 ist die Anordnung der Zähne der Gruppe II dargestellt. Die Abstände der Zähne dieser Gruppe sind ebenfalls unter sich gleich, brauchen aber nicht gleich denen der ersten Gruppe zu sein. Mit y ist in dieser Figur der radiale Spanwinkel bezeichnet, der in erster Linie an der Kopfschneidkante wirksam ist. Ein axialer Spanwinkel, der an den Flankenschnitt kanten wirksam ist, ist in Fig. 5, die ein zweites Aus führungsbeispiel darstellt, zu erkennen und dort mit s bezeichnet. Auch in der die Zähne 10 bis 20 um fassenden Gruppe III haben die Zähne unter sich gleichen Abstand und vom Zahn 10 bis zum Zahn 20 zunehmende Zahnhöhe. Ferner ist der Abstand des Zahnes 9 vom Zahn 10 gleich dem Ein- bis Fünffachen des Abstandes der Zähne in der Gruppe II. Sämtliche Zähne befinden sich auf einem Schneckengang.
Zur Ermittlung der Zahnabmessungen und der Zähnezahl in den einzelnen Gruppen sowie der Höhen zunahme von Zahn zu Zahn ist von der Betrachtung der Belastung der Fräserzähne beim Anschneiden einerseits und der Belastung beim weiteren Schneid vorgang anderseits auszugehen.
Beim Anschneiden sind die bei jedem Umgang einer Gruppe abzutrennenden Spanflächen gleich mässig auf die Zähne dieser Gruppe zu verteilen. Hier nach bestimmt sich einerseits die Zahl der Zähne und die Höhenzunahme von Zahn zu Zahn in den einzelnen Gruppen.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Span flächenverhältnisse im allgemeinen, die sich nicht speziell auf den erfindungsgemässen Fräser bezieht. C ist der Wälzpunkt für den Eingriff des durch das Zahnstangenprofil dargestellten Fräsers mit dem Rad. Die von den Zähnen je eines Fräserganges am Rad körper abzunehmenden Spanquerschnitte sind mit f1 bis f4 bezeichnet. Die Linien J'K' und JK stellen die Eingriffslinien des Fräsers F mit dem Werkstück, dem Zahnrad R, die Linie CW die Wälzlinie und die Linie K'A den Kopfkreis des Werkstückes R dar. Mit A ist der Durchdringungspunkt gekennzeichnet, das ist der äusserste Punkt am Radumfang, an welchem ein Fräser mit voller Zahnhöhe, der auf volle Zahntiefe eingestellt ist, das Rad anschneiden würde.
Der Anteil am Span querschnitt, der durch die Kopfkante der Fräserzähne erzeugt wird, ist kreuzschraffiert dargestellt, derjenige der Flanken einfach schraffiert. Durch die allmähliche Höhenzunahme der Fräserzähne des erfindungsge mässen Fräsers wird nur die Arbeit der Kopfkanten berücksichtigt, d. h. der gesamte auf die Kopfkanten entfallende Spanquerschnitt gleichmässig auf diese auf geteilt. Wie aber insbesondere die Fläche f3 zeigt, kann auch der Arbeitsanteil der Flanken beträchtlich sein. Es ist daher zweckmässig, den ersten Zähnen der letzten Gruppe einen seitlichen Anschnitt zu geben und diese Zähne von Zahn zu Zahn breiter werden zu lassen.
Die Fig. 5, die einen zweigängigen, dreigeteilten Fräser zum Vorschruppen, Nachschrup- pen und Fertigschlichten darstellt, lässt diese Ver breiterung von g' auf g bei den Zähnen Nr. 13 bis 18 deutlich erkennen.
Die Zähne sind fernerhin so ausgebildet, dass sie seitlich wechselseitig schneiden, d. h. ein Zahn schnei det mit der linken Flanke, der folgende mit der rechten Flanke. Hierbei findet der Spanwinkel An wendung, der unter Berücksichtigung der Werkstoffe des Werkstückes und des Werkzeuges am günstigsten ist. Um ein seitliches Verbiegen der Zähne beim Schneiden mit den Flanken zu vermeiden, wird den Zahnköpfen eine Dachform gegeben; d. h. die Zahn köpfe sind wechselseitig abgeschrägt.
Fig. 7 zeigt einen links- und einen rechtsschneiden den Zahn, deren Zahnköpfe in Dachform abgeschrägt sind, wodurch beim Schneiden mit den Kanten G ein seitliches Verbiegen der Zähne vermieden wird. In bekannter Weise können Spanbrechernuten H an den schneidenden Flanken angeordnet sein. Die schneidenden Flanken der schruppenden Zähne sind auf dem Schneckengang so angeordnet, dass die auf einanderfolgenden Zähne wechselseitig schneiden und die Zahnköpfe wechselseitig abgeschrägt sind.
Diese wechselseitige Abschrägung ist namentlich für die Fräserzähne der ersten Gruppe im Anschnitt wichtig. Der erste Zahn der ersten Gruppe wird jedoch nicht am Durchdringungspunkt A des Werkstückes angestellt, sondern näher am Wälzpunkt C, d. h. der Fräser wird verkürzt.
Durch den Fortfall der Zähne zwischen zwei Fräsergruppen ist beim Beispiel nach Fig. 5 der Fräserkörper in einzelne Ringe L, M, N mit beider seits zur Achse X senkrechten ebenen Begrenzungs flächen unterteilt, die aneinander anliegen. Diese aneinanderstossenden ebenen, zur Achsrichtung senk rechten Begrenzungsflächen der Ringe sind in Fig. 5 mit T1 und TZ bezeichnet. Das Beispiel nach Fig. 5 weist zwei mit B und E gekennzeichnete Schnecken gänge auf. Die erste Gruppe des Schneckenganges B umfasst die Zähne 1 bis 6 und ist mit 1b kenntlich gemacht. Die Fortsetzung dieses Schneckenganges liegt bei Zahn 7 (Gruppe<I>mb)</I> auf Ring<I>M.</I> Diese zweite Gruppe umfasst die Zähne 7 bis 12.
Der Schnek- kengang setzt sich in Zahn 13 auf Ring N in der Gruppe nb fort, welche die Zähne 13 bis 26 umfasst. Analog hierzu ist der Schneckengang E in die Gruppen le, nie und ne unterteilt. Betrachtet man den Zahn 13 und den Zahn 18, so ist zu erkennen, dass die mit g' bezeichnete Breite des Zahnes 13 geringer ist als die mit g bezeichnete Breite des Zahnes 18. Der Winkel a bei Zahn 5 und 6 stellt den axialen Spanwinkel der Zähne dar.
Die Zahnabmessungen, die Höhenzunahme und die Zahl der Zähne müssen nach der gewünschten Spanstärke bemessen werden, die die Zähne des im vollen Schnitt stehenden Fräsers in Erweiterung der angeschnittenen Lücke in axialer Richtung des Werk stückes abzunehmen haben. Während das z. B. aus einem Zahnrad bestehende Werkstück annähernd eine volle Umdrehung ausführt, wird der Fräser um den der Umdrehung des Werkstückes entsprechenden Vor schub parallel zur Radachse vorgeschoben.
In Fig. 6, die eine Darstellung des Fräsvorganges in axialer Richtung des Fräsers gesehen wiedergibt, ist mit 0 bzw. 0' der Durchstossungspunkt der Fräserachse mit der Zeichnungsebene bezeichnet. Der im Wälzpunkt C schneidende Fräserzahn der letzten Zahngruppe (Zahn in der Zahnlücke mit Spanquer schnitt , f4 in Fig. 4) besitzt den Kopfradius r und schneidet in der vollen Lückentiefe h entlang dem Halbkreis QR im Werkstück W. Das Werkstück macht hiernach etwa eine volle Umdrehung und in dieser Zeit ist der Mittelpunkt der Fräserachse um das Vorschubmass s in die Stellung 0' gerückt. Der erste Zahn der ersten Gruppe kommt etwa bei f1 in Fig. 4 wieder zum Schnitt. Er schneidet, wenn eine Spanstärke x in Fig. 6 gewünscht wird, mit dem Fräserkopfradius r' entlang dem Bogen U-V.
Ent sprechend der gewünschten Spanstärke x ist die Ver ringerung der Zahnhöhe zwischen den Zähnen der letzten Gruppe und dem ersten Zahn der ersten Gruppe zu wählen. Entsprechende Beziehungen be stehen zwischen dem letzten Zahn der Gruppe I und dem ersten Zahn der Gruppe II.
Durch Aufteilung des Fräsers in verschiedene Ringe ist es möglich, die Zähne des ersten Ringes, z. B. zum Vorschruppen auszubilden, die Zähne des zweiten Ringes schruppen nach, während die Zähne des dritten Ringes mit vollem Profil zum Fertig schlichten ausgebildet sind. Diese Unterteilung kann natürlich auch in den Gruppen eines ungeteilten Fräserkörpers Anwendung finden. Hierbei kann dann der Schnittwinkel jeder Gruppe bzw. jedes einzelnen Ringes ein anderer sein.
Die letzte Zahngruppe des Fräsers arbeitet zu beiden Seiten des Wälzpunktes und muss mindestens das gesamte in Fig. 4 durch die äussersten und innersten Eingriffspunkte<I>K,</I> K' und<I>1, I'</I> begrenzte Eingriffsfeld des Fräsers mit dem Rad umfassen, denn in diesem Bereich müssen die Zähne in lückenloser Folge vor handen sein, damit das Profil der Zahnflanke des Werkstückes vollkommen umhüllt wird. Die Zahn breite der ersten noch ausserhalb des Eingriffsfeldes befindlichen Zähne dieser letzten Gruppe kann von einem etwas kleineren Wert bis zum Erreichen der vollen Profilbreite zunehmen.
Sie muss diese jedoch spätestens mit dem ersten im Eingriffsfeld, innerhalb JK und J'K, schneidenden Zahn erreichen.
In Fig. 8, die die konstruktive Ausbildung eines dreiteiligen Fräsers zeigt, sind mit 30, 31, 32 die ein zelnen Ringe bezeichnet. Diese Ringe sind auf der Büchse 33 angeordnet, die einen konischen und einen zylindrischen Teil besitzt. Die Ringe 30 und 31, deren Zähne zum Vor- bzw. Nachschruppen gedacht sind, sind auf dem zylindrischen Teil der Büchse angeordnet. Da die Zähne des Ringes 32 schlichten sollen, ist dieser Ring zum Zwecke eines schlagfreien Laufes auf dem konischen Teil der Büchse angeordnet.
Die Büchse sitzt auf der Fräserspindel 34, auf der mittels der Keile 35 die Kupplungsteile 36 festgehalten werden. Durch eine Stange 37, die in einer entsprechenden Bohrung der Ringe 30, 31,. 32 lagert, werden diese mit den Kupplungsteilen derart verbunden, dass das Drehmoment von den Kupplungsteilen auf die Ringe übertragen wird. Die Enden der Stange 37 ruhen dabei in entsprechenden Nuten 38 der Kupplungsteile. Umfasst eine Zahngruppe nicht mehr als einen Umgang, so ist ein leichtes Schleifen der Fräserzähne dadurch möglich, dass die einzelnen Ringe voneinander gelöst werden und somit die Schleifscheibe freien Durchgang durch die Zahnlücke erhält.
Sollen mehrere Ringe, deren Zähne nicht mehr als einen Umgang umfassen, gleichzeitig geschliffen werden, so werden die Ringe aus ihrer Arbeitsstellung derart gegenein ander, verdreht, dass die Schleifscheibe freien Durch lauf durch die Zahnlücken erhält.
Die Längsnuten 39 und 40 im zylindrischen Teil der Büchse 33 legen die Lage der Ringe 30 und 31 zueinander beim Schleifen der Zähne fest. Nach Ab nehmen der Ringe 30 und 31 lässt sich Ring 32 als Fertigfräser ohne Wechselschnitt auf den üblichen Schleifmaschinen in der vorhandenen Lage nach schleifen. Nach Abnahme von Ring 32 werden die Ringe 30 und 31 auf die Büchse 33 geschoben. Beim Schleifen der Ringe werden die an ihrer Innenfläche vorgesehenen Federn 41 in die Nut 40 geführt und die Zähne beider Ringe nach einer Steigungsrichtung ge schliffen. Zum Schleifen nach der andern Steigungs richtung wird einer der Ringe gegen den andern so verdreht, dass die Feder des einen Ringes in der Nut 40, die Feder des andern Ringes in der Nut 39 ruht.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf in der Grundform zylindrische Wälzfräser zur Herstellung von Zahnrädern, sondern ist auch bei Wälzfräsern zur Herstellung von Keilnuten oder sonstigen wälzbaren Profilen sowie auch bei Wälzfräsern mit kegeligem Grundkörper anwendbar.
Hobs with multiple chamfers for the production of rollable profiles, in particular toothings The invention relates to a hob with multiple chamfers for the production of rollable profiles, in particular toothings.
In the previously known milling cutters for the production of gears by means of the hobbing process, the successive milling cutter teeth are at the same distance from each other on the same worm thread in single-thread milling cutters, in multi-thread milling cutters the milling cutter teeth are distributed over several worm threads, the successive milling teeth of a worm thread being the same distance from one another have other. In this case, only the first teeth of each worm thread are given a lead, so that in the case of a multi-flight cutter there can also be several leads, while a single-flight cutter only has one lead.
These cutting teeth have a larger chip cross section than the teeth following on the same worm gear.
In order to increase the cutting performance of the cutter, it is advantageous to give all cutter teeth the largest possible chip thickness, because it has been shown that when milling, the specific cutting force increases with decreasing chip cross-section to a greater extent than it does with other types of machining, e.g. B. when turning, is the case. However, a greater specific cutting force also means a greater specific stress on the cutter cutting edges. This is made possible by the choice of larger chip cross-sections, i.e. H. primarily thicker chips in relation to the total chipped volume.
The requirement for enlarging the chip cross-section should be met on all the parts of the milling cutter that rough the tooth gaps of the workpiece, that is, that perform the essential machining work. The cutter teeth are not arranged in an uninterrupted sequence on the worm thread, as was previously the case.
The hob according to the invention is characterized in that the milling teeth that follow one another on a worm gear are combined into groups within which each tooth is approximately the same distance from the preceding tooth, while the first tooth of a group is separated from the last tooth of the preceding group has a distance corresponding to one to five times the tooth distance in the previous group and a tooth height that is reduced compared to the last tooth in this group. Within each group, the tooth height increases from tooth to tooth. In this way, the milling cutter receives a multiple cut and the teeth a favorable chip cross-section.
If the first tooth in a group had the same height as the last tooth in the previous group, it would have to machine all of the material that remains on the workpiece due to the intermediate teeth between the groups. However, this would mean overloading and premature dulling of the first tooth in a group and make regrinding of the entire cutter necessary. The tooth height of the first tooth in a group is therefore kept lower than the tooth height of the last tooth in the previous group. Since it is not necessary that every group has the same number of cutter teeth, the increase in height of the teeth in the individual groups can be different.
In the drawing, exemplary embodiments of the hob cutter according to the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a side view of a first example, which consists of a one-piece cutter body, FIG. 2 shows the arrangement of the cutter teeth of group I of the cutter of FIG. 1, FIG 3 shows the arrangement of the milling cutter teeth of group II of the milling cutter of FIG. 1 of this example, FIG.
4 shows a general representation of the milling process in the axial direction of the workpiece, which does not specifically relate to the milling cutter according to the invention, FIG. 5 shows a two-start, three-part milling cutter according to a second example, the milling cutter passes being developed in the plane of the drawing, Fig. 6 shows an illustration of the milling process in the direction of the cut tooth gap, Fig. 7 shows the front view of a left- and right-cutting roughing tooth, Fig. 8 shows a partial section through a three-part cutter and its arrangement on the cutter spindle, Fig. 9 shows a partial section the line AB of Fig. B.
In Fig. 1, the designated with 1 to 5 on a worm gear successive cutter teeth of the hob F to group I are summarized. Teeth 6 to 9 form group II, while group III includes teeth 10 to 20.
In Fig. 2 the arrangement of the teeth of group I is shown. It can be seen that the five teeth in this group are not distributed over the entire circumference of the milling cutter. The distances between the teeth in this group are the same among themselves. The distance between the last tooth of group I, ie tooth no. 5, and the first tooth of group II, ie tooth no. 6, corresponds to a multiple of the tooth spacing of the first group. This distance represented by the circular arc D (FIG. 2) should be equal to one to five times the tooth distance of the first group. The tooth height in the individual groups increases from tooth to tooth. So the Höhenzu acquisition between tooth no. 4 and tooth no. 5 (Fig. 2) with A h.
The first tooth of each group has a reduced tooth height compared to the last tooth of the preceding group. So z. B. the height of the first tooth of group II (No. 6) approximately the height of tooth No. 3 of group I (Fig. 2).
From this reduced value compared to the last tooth 5 in group I, the tooth height increases again in the following teeth in group II. Group II and group 111, the first tooth 10 of which is again lower than the last tooth 9 of group II, therefore each start with a new section, which is due to the increase in the height of the cutter teeth in the group starting from one compared to the last tooth of the previous group diminished initial tooth height in the first tooth is marked, as well as e.g. the chamfer end of a worm gear or helical gear cutter is characterized by a reduced only gradually to the full value of increasing tooth height. The entire milling cutter is therefore characterized by the presence of several such cuts.
In Fig. 3 the arrangement of the teeth of group II is shown. The distances between the teeth in this group are also the same among themselves, but do not need to be the same as those in the first group. In this figure, y designates the radial rake angle, which is primarily effective at the head cutting edge. An axial rake angle, which is effective on the flank cut, can be seen in FIG. 5, which represents a second exemplary embodiment, and is denoted there by s. Also in the teeth 10 to 20 to group III the teeth have the same distance and from tooth 10 to tooth 20 increasing tooth height. Furthermore, the distance between tooth 9 and tooth 10 is equal to one to five times the distance between the teeth in group II. All teeth are located on a worm gear.
To determine the tooth dimensions and the number of teeth in the individual groups as well as the height increase from tooth to tooth, the load on the cutter teeth during cutting on the one hand and the load on the further cutting process on the other hand must be assumed.
When cutting, the rake faces to be cut off each time a group is handled must be evenly distributed over the teeth of this group. This determines on the one hand the number of teeth and the increase in height from tooth to tooth in the individual groups.
Fig. 4 is a schematic representation of the chip area ratios in general, which does not specifically relate to the inventive milling cutter. C is the pitch point for the engagement of the milling cutter represented by the rack profile with the wheel. The chip cross-sections to be removed by the teeth of a milling cutter passage on the wheel body are denoted by f1 to f4. The lines J'K 'and JK represent the lines of action of the milling cutter F with the workpiece, the gear R, the line CW the pitch line and the line K'A the tip circle of the workpiece R. A is marked with the penetration point, that is the outermost point on the wheel circumference at which a milling cutter with full tooth height, which is set to full tooth depth, would cut the wheel.
The portion of the chip cross-section that is generated by the tip edge of the cutter teeth is shown cross-hatched, that of the flanks is shown simply hatched. Due to the gradual increase in height of the cutter teeth of the cutter according to the invention, only the work of the head edges is taken into account, ie. H. the entire chip cross-section on the tip edges is evenly divided between them. However, as especially the area f3 shows, the work portion of the flanks can also be considerable. It is therefore advisable to give the first teeth of the last group a side incision and to let these teeth become wider from tooth to tooth.
FIG. 5, which shows a two-start, three-part milling cutter for roughing, re-roughing and finish finishing, clearly shows this widening from g 'to g in teeth nos. 13 to 18.
The teeth are also designed so that they intersect laterally alternately, i. H. one tooth cuts with the left flank, the next with the right flank. The rake angle that is most favorable when considering the materials of the workpiece and the tool is used. To avoid sideways bending of the teeth when cutting with the flanks, the tooth tips are given a roof shape; d. H. the heads of the teeth are mutually bevelled.
Fig. 7 shows a left and a right cutting tooth, the tooth tips of which are bevelled in the shape of a roof, whereby a lateral bending of the teeth is avoided when cutting with the edges G. In a known manner, chip breaker grooves H can be arranged on the cutting flanks. The cutting flanks of the roughing teeth are arranged on the worm gear in such a way that the successive teeth cut alternately and the tooth tips are alternately beveled.
This mutual bevel is particularly important for the cutter teeth of the first group in the gate. However, the first tooth of the first group is not employed at the penetration point A of the workpiece, but closer to the pitch point C, i.e. H. the cutter is shortened.
Due to the omission of the teeth between two groups of milling cutters, in the example according to FIG. 5, the milling cutter body is divided into individual rings L, M, N with flat limiting surfaces perpendicular to the axis X on both sides, which rest against one another. These abutting planar boundary surfaces of the rings that are perpendicular to the axial direction are denoted by T1 and TZ in FIG. 5. The example according to FIG. 5 has two worm gears marked with B and E. The first group of the worm thread B comprises teeth 1 to 6 and is identified by 1b. The continuation of this worm thread is at tooth 7 (group <I> mb) </I> on ring <I> M. </I> This second group includes teeth 7 to 12.
The worm gear continues in tooth 13 on ring N in group nb, which includes teeth 13 to 26. Similarly, the worm gear E is divided into the groups le, nie and ne. Looking at tooth 13 and tooth 18, it can be seen that the width of tooth 13 designated with g 'is less than the width of tooth 18 designated with g. The angle a at tooth 5 and 6 represents the axial rake angle of Teeth.
The tooth dimensions, the increase in height and the number of teeth must be measured according to the desired chip thickness that the teeth of the milling cutter standing in full cut have to remove in the axial direction of the workpiece in the extension of the cut gap. While the z. B. from a gear existing workpiece executes approximately one full revolution, the cutter is advanced by the corresponding to the revolution of the workpiece before thrust parallel to the wheel axis.
In FIG. 6, which shows a representation of the milling process seen in the axial direction of the milling cutter, 0 or 0 'denotes the intersection point of the milling cutter axis with the plane of the drawing. The cutter tooth of the last tooth group cutting at pitch point C (tooth in the tooth gap with chip cross-section, f4 in Fig. 4) has the head radius r and cuts in the full gap depth h along the semicircle QR in workpiece W. The workpiece then makes about a full one Revolution and during this time the center of the milling cutter axis has moved to position 0 'by the feed dimension s. The first tooth of the first group comes into the cut again approximately at f1 in FIG. 4. If a chip thickness x in FIG. 6 is desired, it cuts with the milling head radius r 'along the arc U-V.
According to the desired chip thickness x, the reduction in the tooth height between the teeth of the last group and the first tooth of the first group is to be selected. Corresponding relationships exist between the last tooth in group I and the first tooth in group II.
By dividing the cutter into different rings, it is possible to cut the teeth of the first ring, e.g. B. to pre-roughing, after roughing the teeth of the second ring, while the teeth of the third ring are designed with full profile to finish finishing. This subdivision can of course also be used in the groups of an undivided milling cutter body. The cutting angle of each group or each individual ring can then be different.
The last group of teeth of the milling cutter works on both sides of the pitch point and must at least be limited by the outermost and innermost engagement points <I> K, </I> K 'and <I> 1, I' </I> in FIG. 4 Include the field of action of the milling cutter with the wheel, because in this area the teeth must be present in a seamless sequence so that the profile of the tooth flank of the workpiece is completely enveloped. The tooth width of the first teeth of this last group that are still outside the area of engagement can increase from a slightly smaller value until the full profile width is reached.
However, it must reach this at the latest with the first cutting tooth in the area of intervention, within JK and J'K.
In Fig. 8, which shows the structural design of a three-part milling cutter, 30, 31, 32 denote an individual rings. These rings are arranged on the sleeve 33, which has a conical and a cylindrical part. The rings 30 and 31, the teeth of which are intended for roughing and post-roughing, respectively, are arranged on the cylindrical part of the sleeve. Since the teeth of the ring 32 are intended to finish, this ring is arranged on the conical part of the sleeve for the purpose of running smoothly.
The sleeve sits on the milling spindle 34, on which the coupling parts 36 are held by means of the wedges 35. By a rod 37 which is in a corresponding bore of the rings 30, 31 ,. 32, these are connected to the coupling parts in such a way that the torque is transmitted from the coupling parts to the rings. The ends of the rod 37 rest in corresponding grooves 38 of the coupling parts. If a group of teeth does not include more than one handle, the cutter teeth can be easily ground by detaching the individual rings from each other and thus giving the grinding wheel free passage through the tooth gap.
If several rings, the teeth of which do not include more than one handle, are to be ground at the same time, the rings are rotated from their working position against one another in such a way that the grinding wheel is given free passage through the tooth gaps.
The longitudinal grooves 39 and 40 in the cylindrical part of the sleeve 33 determine the position of the rings 30 and 31 to each other when grinding the teeth. After taking off the rings 30 and 31, ring 32 can be re-ground as a finished milling cutter without an alternate cut on the usual grinding machines in the existing position. After the ring 32 has been removed, the rings 30 and 31 are pushed onto the sleeve 33. When grinding the rings, the springs 41 provided on their inner surface are guided into the groove 40 and the teeth of both rings are ground in a pitch direction. For grinding in the other direction of incline, one of the rings is rotated against the other so that the tongue of one ring rests in groove 40 and the tongue of the other ring rests in groove 39.
The invention is not limited to the basic form of cylindrical hobs for producing gears, but can also be used with hobs for producing keyways or other rollable profiles and also with hobs with a conical base body.