CH390031A - Zahnradbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

  Zahnradbearbeitungsmaschine    Die Erfindung betrifft eine Zahnradbearbeitungs  maschine, bei der ohne Aufspannwechsel des Werk  stückes das Werkstück wälzgefräst und nachbear  beitet, z. B. geschabt wird.  



  Es sind Zahnradwälzfräsmaschinen bekannt, bei  welchen die Zahnräderwerkstücke mit lotrechter Auf  spannachse auf einem Drehtisch gehalten und in  automatisch gesteuertem Arbeitsgang gefertigt wer  den, wobei der auf einem am Maschinengestell an  gebrachten Fräserschlitten gelagerte Wälzfräser auf  genauer Frästiefe und Synchronlauf eingestellt ist  und in einem Durchgang im Seitenvorschub die Zahn  form mit grosser geometrischer Genauigkeit aus  fräst.  



  Es ist nun üblich, zwecks Erzielung einer grossen  Laufruhe der auf diesen Maschinen hergestellten  Getriebezahnräder, dieselben nach dem Fräsen einer  Nachbearbeitung, dem sogenannten Finish, zu unter  ziehen. Dieses besteht in einer Feinbearbeitung der  Zähne durch ein Schabewerkzeug in Gestalt eines  Schaberades oder anstelle eines solchen durch ein  Prägepolierrad. Hierdurch wird im einen Falle neben  der Glättung der Bearbeitungsflächen eine weitere  geometrische Genauigkeit, im anderen Falle     jethoch,     wenn bereits eine hohe Genauigkeit der     Zahnformen     vorliegt, eine wesentliche Verbesserung der Ober  flächenbeschaffenheit erreicht. In der Regel wird  dieses Nachbearbeitung auf besonderen Schabe- bzw.  Prägepoliermaschinen durchgeführt.

   Es ergibt sich  daher ausser der Belastung der Produktion durch  den     erforderlichen        Transport    der Werkstücke von  Maschine zu Maschine der Nachteil, dass jedes  Werkstück erneut aufgespannt und genau zentriert  werden muss, was zeitraubend ist.  



  Es ist aber auch bereits bekannt, ohne Aufspann  wechsel des Werkstückes hintereinanderfolgend das    Werkstück zu fräsen und dann zu schaben. Hierbei  wird bei einer bekannten Ausführungsform     einer     Zahnradwälzfräsmaschine das Fräswerkzeug und der  Frässchlitten gegen einen das Schaberad tragenden  Kopf ausgewechselt, der anstelle des Frässchlittens  angebracht werden muss.

   Diese Ausbildung     erfordert     am Drehtisch ein ausrückbares Teilschneckenrad  und einen zweiten Antrieb des Tisches     mittels        Stirn-          rad'getriebe.    Man wendet diese Bearbeitungsmethode  daher ausschliesslich bei grossen und schweren Werk  stücken an, und da bei diesen eine Fertigung in  grossen Stückzahlen bei     verhältnismässig        geringer     Fräszeit nicht in Frage kommt, spielt die erhebliche  Umbauzeit der Maschine keine gewichtige Rolle.  



  Bei der Herstellung von     Getriebezahnrädern    für  den Kraftfahrzeugbau, bei welcher ausserordentlich  hohe Stückzahlen in Betracht kommen und die  Fräszeiten nur kurz sind, ist man einerseits ge  zwungen, hohe Leistungen der     Zahnradwälzfräsma-          schinen    zu erreichen, anderseits entsteht das Problem,  die bei Anwendung eines Zahnradfinish     entstehenden     Zwischenzeiten, sei es durch den Transport des  Werkstückes zu einer Spezialbearbeitungsmaschine,  sei es durch den Umbau der Fräsmaschine zu einer  Schabemaschine zu vermeiden.

   Ferner ist zu berück  sichtigen und ausschlaggebend, dass die     'beim    Fräsen  erreichte hohe Genauigkeit der Bearbeitung nicht  durch erneutes Aufspannen des Werkstückes be  einträchtigt werden darf.  



  Die Zahnradbearbeitungsmaschine gemäss vor  liegender     Erfindung    vermeidet die erwähnten Nach  teile und erfüllt die gestellten     Anforderungen.    Die  Maschine zeichnet sich     dadurch    aus, dass im Gegen  halter für das Werkstück     ein.        Nachbearbeitungs-          werkzeug    längsverschiebbar angeordnet ist und dass  Mittel vorgesehen sind, um wahlweise den Wälz-      fräser oder das Nachbearbeitungswerkzeug in Wir  kung zu setzen, wobei ein Werkstückträgerteil mit  dem Fräser bzw. mit dem Nachbearbeitungswerk  zeug zusammenarbeitet.  



  Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer  beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es  zeigen:  Fig. 1 eine Zahnradwälzfräs- und     nachbearbei-          tungsmaschine    in Seitenansicht,  Fig. 2 einen Längsschnitt in grösserem Massstab.  Das Gestell der Maschine 'besteht im wesent  lichen aus dem     Bett    1, dem Ständer 2 und dem den  verschiebbaren Gegenhalter 3 tragenden Gegenstän  der 4, der mit dem Ständer 2 durch ein Querhaupt 5  verbunden ist. Am Ständer 2 ist der Frässchlitten 6  verschiebbar gelagert; letzterer trägt unter anderem  den Fräskopf 7 mit dem Wälzfräser B.  



  Auf dem Bett 1 ist der Rundtisch 9 angeordnet,  der in nicht dargestellter Weise durch eine Teil  schnecke synchron zur Fräserwelle angetrieben ist. Der  Rundtisch 9 trägt einen Werkstückträger 10, auf dem  das Werkstück 11 mittels einer Gegenhalterplatte 12  von dem Gegenhalter 3 eingespannt gehalten wird.  Das Werkstück 11 ist hierbei (s. Fig.2) mittels  eines Dornes 13 zentriert.  



  Die Gegenhalterplatte 12 erstreckt sich nach  oben in Form einer Hohlspindel 15 und wird hier  vom Gegenhalter 3 gehalten. Die Spindel 15 umfasst  auf ihrer ganzen Länge den Dorn 13.  



  Im Bereich des     obern    Endes der Spindel 15 sind  auf ihr zwei Zahnräder 16 und 30 aufgekeilt.  



  Auf dem Gegenhalter 3 ist ein Elektromotor 14  angeordnet, welcher durch ein auf seiner Antriebs  welle angeordnetes Ritzel 29 mit dem Zahnrads 30  in     Eingriff    steht. Das zweite auf der Spindel 15     auf-          gekeilte    Zahnrad 16 steht mit einem Zahnrad 17  in Eingriff, welches auf einer Vorschubspindel 18  sitzt, welche Vorschubspindel 18 an ihrem freien  Ende ein Schabemd 19 trägt. Ausser dem Schaberad  19, welches von einem genaueste Zahnform aufwei  senden, gehärteten Zahnrad gebildet ist, auf dessen  Zahnflanken feine Messerschneiden angearbeitet sind,  kann vorzugsweise auf dem Ende der Vorschub  spindel, hinter dem Schaberad 19, noch ein Präge  polierrad 31 angeordnet sein.  



  Die Vorschubspindel 18 ist in einer Büchse  20 fest     gelagert;    letztere weist eine Zahnstange 21  auf, in. welche eine Verstellspindel 22 eingreift, durch  deren Wirkung das Schaberad 19 in und aus der  Ebene des Werkstückes 11 bewegt werden kann.  



  Die Vorschubspindel 18 kann auch so gelagert  sein, dass sie radial gegen die Aufspannachse des  Werkstückes verschiebbar oder sie kann auch schief  zur Aufspannachse verschiebbar sein.  



  Der auf dem Rundtisch angebrachte Werkstück  träger 10 besitzt eine frei drehbare Planscheibe 23,  die mit einem Zapfen 24 in Lagern 25, 25' geführt  ist. Am Ende des Zapfens 24 ist eine Kupplungs  nabe 26 angebracht, auf welcher Kupplungslamellen  27 angeordnet     sind,    wobei Gegenlamellen in einem    Kupplungsring 28 sitzen, welcher fest im Werkstück  träger sitzt. Die Betätigung der Kupplungslamellen  27     erfolgt    vorzugsweise durch elektromagnetische  Ein- bzw. Ausrückung. Da die Kupplung im Einrück  zustande nicht gleiten darf, kann man die Lamellen  27 und ihre Gegenlamellen mit einer Mitnehmer  zahnung versehen.  



  Das Werkstück 11 kann demnach in seiner Auf  spannstellung von dem zwangläufigen synchronen  Antrieb durch den Rundtisch 9 durch Lösen der  Kupplung 26-28 gelöst werden.  



  Der Zentrierdorn 13 durchsetzt den Zapfen 24  der Planscheibe 23, tritt durch die Zentrierbohrung  des Werkstückes 11 hindurch in die Antriebsspindel  15 ein.  



  Die Wirkungsweise der erläuterten Maschine  ist folgende:  Nachdem ein Werkstück 11 aufgespannt ist,  wird der Fräser 8, der genau auf Frästiefe zuge  stellt ist, in Richtung des Pfeiles X (Fig. 2) bewegt.  Das Werkstück 11 dreht sich hierbei, durch die  Kupplung 26, 27, 28 fest mit dem Rundtisch 9  gekuppelt, synchron zur Fräserdrehung. Hierbei wird  im Längsvorschub des Fräsers zum Werkstück die  Verzahnung ausgefräst.  



  Bei Beendigung des Wälzfräsens tritt eine auto  matische Steuerung in Wirkung, welche den Fräser  gemäss der schematisch dargestellten punktierten  Linie y in die Startstellung zurückfährt.  



  Sobald der Fräser 8 aus dem Werkstück ausge  fahren ist, wird die Kupplung 27 gelöst und der  Motor 14 angefahren, sodann die Vorschubspindel  18 abwärts bewegt. Hierbei gelangt das Schaberad 19  in Eingriff mit der Zahnung des Werkstückes 11,  und es erfolgt unter schneller Drehung von Werk  stück und Schaberad das Schaben des ersteren.  



  Durch weiteres Abwärtsbewegen der Vorschub  spindel 18 kann ferner das Prägepolierrad 31 zum  Eingriff in die Zahnung des Werkstückes 11 ge  bracht werden, wobei das Schaberad 19 nach unten  austritt. Nun erfolgt ein Polieren der     Zahnflanken.     Es versteht sich, dass hierbei sowohl das erforder  liche Andrücken der Werkzeuge als auch das Zu  bringen von Kühlöl bewirkt wird.  



  Zum Wechsel des Werkstückes wird nach Be  endigung der Finishbearbeitung und Lösen des     Dor-          nes    13 der Gegenhalter 3 aufwärtsgefahren, und das  Schabe- und     Prägepolierrad    wird     mittels    der Vor  schubspindelzurückgezogen.  



  Zufolge dieser Ausbildung ergeben sich folgende       Vorteile:    Es entfällt nicht nur der Transport von  Maschine zu Maschine und das wiederholte Auf  spannen und Ausrichten des Werkstückes, sondern  man kann sogar die Leerlaufzeit der Fräsmaschine  für den     Feinbearbeitungsvorgang    ausnutzen. Diese  Leerlaufzeit, welche sich     zwangläufig    für den     Fräser     aus dem Rückzug aus der Zahnung sowie dem dem  Vorschub entgegengesetzten Rücklauf in die Start  position ergibt, ist eine erhebliche Zeitgrösse, die  nunmehr nutzbringend verwendet ist.

   Ausserdem wird      aber auch noch durch die hiermit erleichterte grund  sätzliche Anwendung des Finish ermöglicht, dass  das Fräsen mit erheblicher Einsparung an Fertigungs  zeit durchgeführt werden kann, wobei man geringe  Rücksicht auf höchste geometrische Genauigkeit oder  Flächenglätte zu nehmen braucht. Ferner ist die  bisher geforderte äusserste Genauigkeit in der     Wälz-          fräserherstellung    und dessen Einstellung nicht nötig,  auch ist die bisher geforderte Genauigkeit der Ge  triebe und insbesondere des Teilgetriebes der     Wälz-          fräsmaschine    nicht mehr erforderlich.

   Weiterhin wird  das Schärfen des Fräsers, das Nachstellen der Ge  triebe und die Pflege der Maschine zufolge des Fort  falles der Forderung höchster Präzision erleichtert.  



  Ferner kann man nun auch noch eine ausser  ordentliche Zahnflankenoberflächengüte dadurch er  zielen, dass man das auf dem Ende der Vorschub  spindel hinter dem Schaberad angeordnete Präge  polierrad zur Wirkung kommen lässt.  



  Anstelle des Schaberades kann auch ein anderes  Nachbearbeitungswerkstück Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zahnradbearbeitungsmaschine, bei der ohne Auf spannwechsel des Werkstückes das Werkstück wälz- gefräst und nachbearbeitet wird, dadurch gekenn zeichnet, dass im Gegenhalter (3) für das Werkstück ein Nachbearbeitungswerkzeug (19) längsverschieb bar angeordnet ist und dass Mittel (26-28 bzw. 14, 29, 30, l5-18, 20-22) vorgesehen sind, um wahl weise den Wälzfräser (8) oder das Nachbearbeitungs werkzeug (19) in Wirkung zu setzen, wobei ein Werkstückträgerteil (23) mit dem Fräser (8) bzw. mit dem Nachbearbeitungswerkzeug (19) zusammen arbeitet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Zahnradbearbeitungsmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei arbeitendem Nachbearbeitungswerkzeug (19) sein Antrieb über eine Spindel (15) erfolgt, über die gleichzeitig der Antrieb des vom Rundtisch (9) gelösten Werkstückes (11) erfolgt. 2. Zahnradbearbeitungsmaschine nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass im Gegenhalter (3) ein Antriebsmotor (14) mit Antriebsspindel (29) angeordnet ist, welche über ein auf der Spindel (15) sitzendes Übersetzungs getriebe (30, 16) und ein Zahnrad (17) eine das Nachbearbeitungswerkzeug (19) tragende Vorschub spindel (18) antreibt. 3.

   Zahnradbearbeitungsmaschine nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Vorschubspindel (18) in einer Büchse (20) gelagert ist, welche eine Zahnstange (21) aufweist, in welche zur Längsverschiebung der Spin del (18) eine Verstellspindel (22) eingreift. 4. Zahuradbearbeitungsmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass der auf den Rundtisch sich abstützende Werkstückträgerteil (23) über eine elektromagneti sche Kupplung (27, 28) beim Fräsen mit dem Rund tisch (9) verbunden und beim Nachbearbeiten von ihm gelöst wird. 5.

   Zahnradbearbeitungsmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Nachbe arbeitungswerkzeug (19) ein Schabemd verwen det ist. 6. Zahnradbearbeitungsmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass auf der Vorschubspind'el (18) nebst dem Schabemd ein Prägepolierrad (31) angeordnet ist.