DE102014019553A1

DE102014019553A1 - Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einer mehrgängigen Schleifschnecke und Abrichtverfahren dazu

Info

Publication number: DE102014019553A1
Application number: DE102014019553.8A
Authority: DE
Inventors: Hansjörg Geiser
Original assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Current assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-06-23
Also published as: CH710569A2; CH710569B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, vorzugsweise von Zylinderrädern mit evolventischer Verzahnung, mit einer mehrgängigen Schleifschnecke sowie ein Abrichtverfahren zum Abrichten der Schleifschnecke und das zugehörige Verfahren zur Korrektur des Abrichters abhängig vom gemessenen Teilungsfehlern am Werkstück

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, vorzugsweise von Zylinderrädern mit evolventischer Verzahnung, mit einer mehrgängigen Schleifschnecke sowie ein Abrichtverfahren zum Abrichten der Schleifschnecke und das zugehörige Verfahren zur Korrektur des Abrichters abhängig von gemessenen Teilungsfehlern am Werkstück.
Beim Schleifen von Verzahnungen mit einer mehrgängigen Schleifschnecke im Abwälzverfahren wird die Geometrie der Schleifschnecke im Wesentlichen durch die zu schleifende Verzahnung bestimmt. Die Schleifleistung wird dabei wesentlich vom Durchmesser der Schleifschnecke und deren Gangzahl beeinflusst. Dank hochgenauer sowie steifer NC-Antriebe lassen sich mehrgängige Schleifschnecken bei immer kleineren Zähnezahlen effektiv und innerhalb enger Toleranzen einsetzen. Allerdings steigen die mechanische Belastung des Werkzeugs und die Dynamik des Zahneingriffs, so dass letztlich die Erhöhung der Gangzahl zwar eine Leistungssteigerung bringt, jedoch teilweise auf Kosten der Werkstück-Qualität und der Werkzeug-Standzeiten geht.
Ein weiterer Punkt, der bei der Auswahl der Schleifschnecke zu berücksichtigen ist, betrifft die Festlegung der Gangzahl hinsichtlich der Teilbarkeit Werkstück-Zähnezahl zu Werkzeug-Gangzahl. Nach Möglichkeit sollte hier ein aufgehendes Verhältnis vermieden werden, da andernfalls der Gang-Teilungsfehler der Schleifschnecke bei aufgehendem Zähnezahlverhältnis die Teilungsgenauigkeit des Werkstücks beeinflusst.
Andererseits ist die Wahl eines nicht aufgehenden Zähnezahlverhältnises auch nicht ganz unproblematisch, da sich Gangteilungsfehler im Werkzeug als Vorschubmarkierungen in der Flankenlinie darstellen. Diese Markierungen sind beim Schleifen zwar nur wenige Mikrometer groß, können aber schon bei sehr engen Toleranzvorgaben dazu führen, dass die Verzahnung nicht mehr Toleranzhaltig geschliffen werden kann.
Durch die immer höheren Anforderungen an die Werkstückqualität muss bei der Fertigung von Verzahnungen ein immer größerer Aufwand getrieben werden, um die geforderte Qualität zu erzielen. Zusätzlich soll möglichst die Anzahl der Werkzeugtypen für eine Vielzahl anzufertigender Werkstücke reduziert werden. Damit wäre für den Anwender ein Verfahren wünschenswert, bei dem nicht mehr unbedingt auf ein optimiertes Verhältnis der Zähnezahl bei jedem Werkstück geachtet werden muss, ohne dass die geforderte Werkstückqualität hierunter leiden muss.
In der DE 10 2012 005 228 A wird ein Verfahren zum Schleifen eines Zahnrades mittels eines mehrgängigen Bearbeitungswerkzeuges beschrieben, bei dem eine erhöhte Qualität des Bearbeitens möglich ist, insbesondere bei einem ungünstigen Gangzahlverhältnis. Um dabei eine hohe Teilungsgenauigkeit zu erzielen, werden die Werkstücke in einem zweistufigen Verfahren geschliffen.

• Zunächst wird das Werkstück in einem ersten Teilschleifprozess mit einem mehrgängigen Werkzeug geschliffen, wobei das Bearbeitungswerkzeug in eine erste zu bearbeitende Lücke des Werkstücks zugestellt wird.
• In einem zweiten Teilschleifprozess wird das gleiche Werkstück noch einmal geschliffen, wobei das Werkzeug diesmal in eine zweite, von der ersten Lücke verschiedene Lücke, zugestellt wird.

Insgesamt sind so wenigstens zwei Teilschleifprozesse notwendig, um das Werkstück fertigzustellen. Ein besonders positives Schleifergebnis wird vor allem dann erzielt wenn der zweite Teilschleifprozess nur mit geringer oder sogar ohne Zustellung erfolgt. Nachteilig an diesem Verfahren ist es, dass dadurch der Schleifprozess um einen weiteren Prozessschritt verlängert wird. Dies ist insbesondere in der Großserienfertigung von Belang.
Die DE 43 39 041 A beschreibt ein Abrichtwerkzeug für zweigängige zylindrische Schleifschnecken. Dieses Abrichtwerkzeug ist mehrteilig aufgebaut und kann durch Verstellung einzelner Abrichtscheiben bzw. Abrichtscheibenhälften eingestellt werden, indem der Abstand der Abrichtflächen zueinander über Schrauben und geschliffene Distanzscheiben verstellt werden kann. Nachteilig daran sind die aufwändige Montage/Demontage und die Präzision der Einstellung auf der Maschine.
Es wird in der Praxis gefordert, Korrekturen bis in die Größenordnung von weniger als 1/1000 mm vorzunehmen. Dies ist allerdings mit den oben beschriebenen Lösung nicht oder nur sehr aufwändig realisierbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schleifprozess mit mehrgängigen Schleifwerkzeugen sowie dem zugehörigen Abrichtwerkzeug bereitzustellen, mit dem auf einfache Art und Weise die geforderte Oberflächenqualität auf den Flanken einer damit bearbeiteten Verzahnung erzeugt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schleif- und Abrichtverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 weist dabei folgende Schritte auf:

• Bearbeitung des Werkstücks mit dem mehrgängigen Bearbeitungswerkzeug.
• Messung der Teilungs-Einzelabweichung fp getrennt für die Rechts- und Linksflanken der Verzahnung.
• Korrektur der Bewegung des Abrichtwerkzeuges relativ zur Schleifschnecke in Achsrichtung des Werkzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Teilungseinzelabweichung je Werkzeuggang und ggf. in Abhängigkeit von der Werkzeugbreitenposition. Alternativ kann bei mehrgängigen Abrichtwerkzeugen auch das Abrichtwerkzeug entsprechend dem Messergebnis nachjustiert oder nachbearbeitet werden.
• Mit dem korrigierten Abrichtverfahren oder dem korrigierten Abrichtwerkzeug wird nun die Schleifschnecke nochmals abgerichtet und anschließend ein weiteres Werkstück geschliffen. An diesem wird noch einmal die Teilungs-Einzelabweichung fp getrennt für die Rechts- und Linksflanken gemessen und falls erforderlich die Abrichterposition in Relation zum Schleifwerkzeug oder der Abrichter korrigiert. Die Schritte werden so oft durchlaufen, bis die gewünschte Teilungs-Einzelabweichung fp den Toleranzvorgaben für die Werkstücke entsprechen.
• Anschließend wird die Serienfertigung mit den Originalwerkstücken gestartet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird für Zahnräder, bei denen ein nicht ganzzahliges Verhältnis zwischen der Werkstückzähnezahl und der Werkzeuggangzahl vorliegt, als vorgeschalteter Schritt eine Ersatzverzahnung mit ganzzahligem Verhältnis gefertigt. Weist die Originalverzahnung beispielsweise 17 Zähne auf, wird eine Ersatzverzahnung mit 18 Zähnen gefertigt, die dann beispielsweise mit einer 6-gängigen Schnecke bearbeitet werden kann. Im Folgenden wird dann die Ersatzverzahnung anstelle des ursprüngliche Werkstücks bearbeitet.
Erfindungsgemäß kommt es aufgrund des optimierten Abrichters bzw. Abrichtverfahrens nun nicht mehr darauf an, ob ein ganzzahliges Zähnezahlverhältnis vorliegt.
Entsprechend dem unabhängigen Anspruch 3 gibt es erfindungsgemäß bei nicht ganzzahligem Verhältnis zwischen der ursprünglichen Werkstückzähnezahl und der Gangzahl des Werkzeugs ein alternatives Verfahren, um den Teilungsfehler am Werkstück zu minimieren. Hier wird ein zusätzlicher zweiter Schnitt mit geringer Zustellung (beispielsweise 0,005 mm) und sehr hohem Axialvorschub durchgeführt.
Dadurch schneidet jeder Gang der Schleifschnecke eine Rille in die Zahnflanke. Dazwischen muss jeweils ein Bereich, der zuvor perfekt geschliffenen Flanken bestehen bleiben, der als Referenzwert für die Ermittlung der Teilungsabweichung für die einzelnen Gänge dient. In den durch die einzelnen Gänge erzeugten tieferen Rillen erkennt man nun, ob ein oder mehrere Werkzeuggänge besonders hervortreten und kann diesen Gang/diese Gänge dann im Anschluss entsprechend korrigieren. Im Anschluss an diesen zweiten Schnitt geht es mit dem 4. Schritt nach dem oben angegebenen Verfahren weiter.
Die Verfahren klingen zunächst recht aufwändig. Wenn man aber berücksichtigt, dass dies üblicherweise nur einmalig bei einem neuen mehrgängigen Abrichtwerkzeug oder beim Serienanlauf für eine neue Getriebeserie durchgeführt werden muss, relativiert sich der Aufwand, wenn man dadurch deutlich bessere Werkstücke in der Großserie erhält. Bedarfsweise können auch während der Serie noch Stichprobenkontrollen durchgeführt werden. Sollte das Ergebnis der Stichprobe dann von den Vorgaben abweichen, sind die Korrekturen auf Grund der Erkenntnisse aus der Erstinstallation bzw. Erstjustage mit geringem Aufwand durchzuführen.
Die Korrektur des Abrichters erfolgt je nachdem, ob es sich um einen Abrichter für einen einzelnen Schneckengang handelt oder aber um einen mehrgängigen Abrichter.
Dient der Abrichter dazu, nur einen Gang abzurichten, kann beim Anfahren der Position für den nächsten Gang ein Offset-Wert durch die Steuerung ermittelt werden. Dieser Wert kann in Abhängigkeit von der Schneckenbreitenposition und vom jeweiligen Gang auch unterschiedlich sein.
Handelt es sich jedoch um einen mehrgängigen Abrichter, so kann das Abrichtwerkzeug entweder durch eine zusätzliche Abrichtscheibe, die in der Maschine aufgespannt wird, nachkorrigiert werden. Alternativ oder bei zu großen Korrekturbeträgen muss das Abrichtwerkzeug außerhalb der Maschine nachbearbeitet werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Verzahnmaschine zur Anwendung des Verfahrens eine geeignete Steuerungsfunktion aufweist, die den Anwender entsprechend unterstützt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass aus der erfolgten Teilungsmessung von der Maschinensteuerung automatisch Korrekturvorgaben für das Abrichtwerkzeug ermittelt und ausgegeben werden. Findet die Teilungsmessung und Korrektur des Abrichters innerhalb der Maschine statt, können die Modifikationen benutzergeführt durch die Steuerung ausgeführt werden.
Daher erfolgt die Teilungsmessung möglichst auch innerhalb der Verzahnmaschine, da dann die Zuordnung der bearbeiteten Werkstücklücke zum Schleifschneckengang solange relativ einfach ist, wie das Werkstück noch eingespannt und damit die Wälzkopplung noch nicht aufgehoben ist. Alternativ kann die Verzahnmaschine auch das Werkstück und das Werkzeug in einer definierten Position anhalten, so dass der Maschinenbediener das Werkstück entsprechend markieren kann und somit die Zuordnung der Teilungsmessung zum Werkzeuggang auch für den Fall gegeben ist, dass das Werkstück auf einer externen Messmaschine vermessen wird. Auch hier kann die Maschinensteuerung entsprechende Unterstützung liefern.
Eine weitere Strategie, die Messergebnisse am Werkstück dem Gangteilungsfehler der Schleifschnecke bzw. dem Abrichter zuzuordnen, besteht darin, zunächst gezielt einen Gang um einen größeren Betrag zu modifizieren. Dieser tritt dann deutlich im Schleifergebnis hervor, besonders dann, wenn das Verfahren angewandt wird, bei dem im zweiten Schnitt mit erhöhtem Vorschub das Werkstück noch einmal geschliffen wurde. Damit sind dann auch die anderen Gänge zuordenbar und können nach dem Messergebiss am Zahnrad zusammen mit dem stärker modifizierten Gang korrigiert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine hohe Teilungsgenauigkeit erreicht, um die Laufruhe der so bearbeiteten Zahnradpaarung zu verbessern und so geräuscharme Getriebe zu produzieren.
Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Schleifschnecke mit einem Abrichter in Form einer Profilrolle,
2: eine Schleifschnecke mit einem Vollprofilabrichter,
3: einen Stirnschnitt durch ein Werkstückprofil,
4: ein Messprotokoll einer Teilungs-Einzelabweichung fp für eine Flanke, geschliffen mit einem mehrgängigen Werkzeug mit Teilungsfehler, wobei das Verhältnis zwischen Werkstückzähnezahl und Gangzahl des Werkzeugs nicht aufgeht,
5: ein Messprotokoll einer Teilungs-Einzelabweichung fp für eine Flanke, geschliffen mit einem mehrgängigen Werkzeug mit Teilungsfehler, wobei das Verhältnis zwischen Werkstückzähnezahl und Gangzahl des Werkzeugs ganzzahlig ist,
6: ein Messprotokoll einer Teilungs-Einzelabweichung fp für eine Flanke geschliffen mit einem mehrgängigen Werkzeug mit Teilungsfehler, wobei das Verhältnis zwischen Werkstückzähnezahl und Gangzahl des Werkzeuge ganzzahlig ist und der Abrichter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren korrigiert wurde und
7: eine Teilansicht auf eine Verzahnung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet wurde, um den Teilungsfehler am Abrichter sowie den zugehörigen Korrekturbetrag zu bestimmen.
1 zeigt einen bekannten Profilrollensatz 13 zum Abrichten einer Schleifschnecke 10 (hier gezeigt eine 2-gängige Schleifschnecke). Der Abrichter besteht aus einem Flankenabrichter 12 (Doppelkegelabrichter) und einer Kopfabrichtrolle 11, mit der jeweils entweder die linke und rechte Flanke eines Schneckenganges sowie der zugehörige Kopfrundungsradius abgerichtet wird. In einem zweiten Durchgang werden die Gegenflanke und der andere Kopfradius abgerichtet.
Dies erfolgt bei mehrgängigen Werkzeugen zunächst für einen Schneckengang über die gesamte Schneckenbreite. Anschließend wird das Abrichtwerkszeug versetzt um einen Gang, wieder in Eingriff gebracht, um auch den zweiten Schneckengang abzurichten. Die Anzahl der Abrichtdurchläufe ist proportional zur Gangzahl des Werkzeugs. Der Vorteil dieses Abrichterkonzeptes liegt in seiner Flexibilität. Durch Schwenken des Abrichters um eine Achse quer zur Werkzeugachse, können Korrekturen, beispielsweise Eingriffswinkelkorrekturen am Schleifwerkzeug erzeugt werden. Dieses Abrichterkonzept gibt es auch als Zweiflankenabrichter bei dem die Rechts- und Linksflanken eines Schneckenganges gleichzeitig abgerichtet und damit die Abrichtzyklen schneller durchgeführt werden können. Bei dieser Ausführungsform wird auch teilweise auf die Kopfabrichtrolle verzichtet. In diesem Fall wird der Kopf der Schleifschnecke über feststehende Abrichter modifiziert.
Eine weitere Verkürzung der Zeit für den Abrichtzyklus kann in bekannter Weise mit der in der 2 gezeigten Vollprofilrolle 14 zum Abrichten einer Schleifschnecke 10 erzielt werden. Vollprofilabrichtrollen werden häufig zum Abrichten mehrgängiger Schleifschnecken für das Wälzschleifen von kleinmoduligen Zahnrädern eingesetzt. Dabei entspricht das Profil der Abrichtrolle exakt dem Schleifschneckenprofil. Somit ist mit wenigen Abrichtdurchläufen, abhängig von der Abrichterbreite im Verhältnis zur Schneckenbreite, eine Schleifschnecke komplett abzurichten.
Die Zeit für das Abrichten einer Schleifschnecke wird so zwar deutlich reduziert. Dies geht allerdings zu Lasten der Abrichtflexibilität, da nur exakt das Abrichterprofil auf die Schleifschnecke übertragen werden kann. Sind Änderungen am Schleifschneckenprofil erforderlich, muss der Abrichter nachbearbeitet werden. Für die Großserienfertigung von Getrieberädern ist dies allerdings ein bewährtes Verfahren.
Anhand der 3 kann das der Erfindung zugrunde liegende Problem erläutert werden. 3 zeigt schematisch einen Stirnschnitt einer Verzahnung 20. Die dargestellte Teilung p_t im Stirnschnitt ist als Länge des Teilkreisbogens zwischen zwei aufeinander folgenden Rechts- oder Linksflanken definiert. Gemessen werden in der Praxis die Abstände gleichgerichteter Flanken in der Mitte des Profils. Die Abweichungen sind linear auf den Teilkreis umzurechnen. Aus den Teilkreisteilungen p_t können bestimmte Kenngrößen wie z. B. die Teilungs-Einzelabweichung f_p berechnet werden. Diese bezeichnet den Unterschied zwischen dem Istmaß und dem Nennmaß einer einzelnen Stirnteilung der Rechts- bzw. der Linksflanken. An einem Zahnrad mit z Zähnen gibt es z Teilungs-Einzelabweichungen der Rechts- und Linksflanken. Die Abweichung f_p ergeben sich als die Unterschiede zwischen den Einzelmesswerten und dem Mittelwert aller z Messwerte. Zwischen Zahn 1 und 2 ist hier ein zu großer Abstand aufgezeichnet. Das bedeutet, dass die Linksflanke des Zahns 2 weiter entfernt von der Linksflanke von Zahn 1 ist als der Mittelwert. Die Zahnlücke 2 ist damit zu groß. Zwischen den Zähnen 3 und 4 ist ein Beispiel mit zu geringem Abstand dargestellt. Je geringer die Schwankung dieser Abstandswerte ausfällt, um so laufruhiger kann die Verzahnung mit ihrem Gegenrad ablaufen.
Die folgenden 4 und 5 zeigen Auswertediagramme 30, 31 für Teilungs-Einzelabweichungen 33 für eine Flanke an verschiedenen Verzahnungen, die mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet wurden. Hierbei wird gezeigt, wie sich ein mehrgängiges Werkzeug mit Teilungsfehler zwischen den Werkzeuggängen, bei verschieden Verhältnisse zwischen der Gangzahl des Werkzeugs und der Zähnezahl des Werkstücks zW in der Teilungs-Einzelabweichung darstellt. Gezeigt wird die Teilungs-Einzelabweichung gegenüber dem Mittelwert 32 der Zahnteilungen am Werkstück.
4 zeigt ein Messergebnis 30 einer Teilungs-Einzelabweichung für ein 6-gängiges Werkzeug mit welchem ein Werkstück mit 17 Zähnen gefertigt wurde. In diesem Fall geht das Zähnezahlverhältnis nicht auf und ein Teilungsfehler am Werkzeug wirkt sich nur geringfügig auf die Teilungsmessung aus, da ein ständiger Wechsel der Werkzeuggänge zwischen den einzelnen Werkstückzähnen bei der Bearbeitung stattfindet.
Vergleicht man hierzu die 5, bei der mit dem identischen Werkzeug ein Werkstück mit 18 Zähnen bearbeitet wurde, kann man die Gänge anhand der Teilungsfehler im Messprotokoll 31 identifizieren. Besonders herausragend ist der Fehler in dem Werkzeuggang der die vierte Zahnlücke bearbeitet hat. Hier ist die Teilungs-Einzelabweichung gegenüber dem Mittelwert aller Messwert zu klein. Die nächste Teilungseinzelabweichung über die Zahnlücke 5 ist zu groß. Das lässt darauf schließen, dass hier der Abstand der Werkzeuggänge die die Zahnlücke 3 und 4 bearbeitet haben zu gering ist. Über die Zuordnung der Aufzeichnung, welcher Werkstückzahn mit welchem Werkzeuggang geschliffen wurde, und dem hier gemessenen Wert lässt sich das Werkzeug beim Abrichten korrigieren.
Je nach verwendetem Typ des Abrichtwerkzeuges, muss entweder die Steuerung die Position der Abrichtscheibe beim Abrichten dieses Schneckenganges um den Messwert als Offset in Achsrichtung des Werkzeugs versetzen werden. Alternativ muss bei einem mehrgängigen Abrichtwerkzeug dieser Gang korrigiert werden.
Dies kann nun entweder auf der Verzahnmaschine erfolgen, indem mit Hilfe eines zweiten Bearbeitungswerkzeuges der Abrichter nachbearbeitet wird oder aber indem das Werkzeug auf einer externen Maschine nachgebessert wird.
Ebenso kann es notwendig sein, sowohl die Abrichterposition als auch den Abrichter zu korrigieren, da es möglich ist, beispielsweise mit einem 3-gängigen Abrichter neben einer 3-gängigen Schleifschnecke, auch eine mit 6, 9 oder noch mehr Gängen abzurichten. In diesem Fall kann eine Kombination der Korrekturen erforderlich sein.
6 zeigt das Messergebnis 34 für ein Werkstück gemäß 5 welches mit einem Schleifwerkzeug bearbeitet wurde, das zuvor mit einem nachkorrigierten Abrichter bearbeitet wurde. In diesem Fall wurde nur der Schneckengang korrigiert, der die vierte Zahnlücke bearbeitet, um den Effekt der Erfindung deutlich zu machen. Wenn die erzielte Teilungsgenauigkeit nicht ausreichend ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für die anderen Schneckengänge durchgeführt werden.
Das hier für eine Schleifschnecke beschriebene Verfahren lässt sich selbstverständlich auch auf andere, wälzgekoppelt arbeitende, Bearbeitungs-/Hartfeinbearbeitungsprozesse übertragen, bei denen sich ein bestimmter Werkstückzahn exakt einem definierten Werkzeugzahn/-gang bei der Bearbeitung zuordnen lässt und bei denen es auf eine gewisse Genauigkeit ankommt. Vorstellbar wäre dieses Verfahren beispielsweise beim Walzschalen, Schälwälzfräsen aber auch beim Verzahnungshonen oder Verzahnungsstoßen.
Die 7 zeigt nun eine schematische Teilansicht 40 auf eine Verzahnung die einflankig (Linke Flanke = LF) mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem 3-gängigen Werkzeug bearbeitet wurde, um den Teilungsfehler am Abrichter sowie den zugehörigen Korrekturbetrag zu bestimmen. Dazu wurde das Werkstück zunächst in einem ersten Schritt mit den für diese Verzahnung optimierten Bearbeitungsparametern bearbeitet. In einem zweiten Prozessschritt wurde ein weiterer Schleifdurchgang mit geringer Zustellung aber deutlich erhöhtem Vorschub des Werkzeugs in Achsrichtung der Verzahnung geschliffen. Durch diese Vorgehensweise können die einzelnen Gänge 41, 42, 43 des Schleifwerkzeugs und ihre Abweichung identifiziert und bestimmt werden. Wurde bei der mehrgängigen Schleifschnecke zusätzlich noch ein Gang 43 in der Vorbereitung gezielt modifiziert, so ist dieser am Schleifergebnis deutlich zu identifizieren. Zwischen den Markierungen auf der Flanke der geschliffenen Verzahnung sind Flächen 44, die bedingt durch den hohen Axialvorschub des Werkzeugs, in diesem Schleifzyklus nicht bearbeitet wurden, stehen geblieben. Die Tiefe der Vorschubmarkierungen (hier überhöht dargestellt) gegenüber den nicht bearbeiteten Flächen 44 und der Unterschied zwischen den einzelnen Gängen ergibt zusammen mit dem Wissen, um welchen Wert das Werkzeug radial zugestellt wurde, die Information, um welchen Betrag und in welche Richtung die Gänge der Schleifschnecke korrigiert werden müssen. Daraus lassen sich auch die notwendigen Korrekturen am Abrichter errechnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012005228 A [0006]
DE 4339041 A [0008]

Claims

Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Werkstücks mit einer mehrgängigen Schleifschnecke, wobei das Werkstück für den Fall, dass ein ganzzahliges Verhältnis zwischen der Zähnezahl des Werkstücks und der Gangzahl des Werkzeugs besteht, in einem ersten Schritt mit der mehrgängigen Schleifschnecke geschliffen wird, in einem zweiten Schritt dieses Werkstück hinsichtlich seiner Teilung vermessen wird, in einem dritten Schritt das Teilungsmessergebnis dem jeweiligen Schneckengang zugeordnet wird, in einem vierten Schritt das zugehörige Abrichtwerkzeug dem Teilungsmessergebnis entsprechend zugestellt und/oder modifiziert wird und bei dem das Schleifwerkzeug in einem fünften Schritt erneut abgerichtet wird, wobei der Korrekturzyklus so lange iterativ durchgeführt wird bis das Teilungsmessergebnis den Toleranzanforderungen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem nicht ganzzahligen Verhältnis zwischen der Zähnezahl des Werkstücks und der Gangzahl des Werkzeugs in einem vorgeschalteten Schritt ein Ersatzwerkstück mit modifizierter Zähnezahl hergestellt wird, wobei die Zähnezahl so gewählt wird, dass das Zähnezahlverhältnis nun ganzzahlig ist.
Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Werkstücks mit einer mehrgängigen Schleifschnecke, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise bei einem nicht ganzzahligen Verhältnis zwischen der Zähnezahl des Werkstücks und der Gangzahl des Werkzeugs nach dem ersten Bearbeitungsschritt mit diesem Werkzeug ein weiterer Bearbeitungsschritt mit dem Werkzeug durchgeführt wird, bei dem mit geringer Zustellung und sehr großem Axialvorschub das Werkstück bearbeitet wird, wobei der Axialvorschub so groß gewählt wird, dass jeder Gang der Schleifschnecke eine Rille in die Zahnflanke schneidet, wobei zwischen den Rillen ein Bereich stehen bleibt, der durch den ersten Bearbeitungsschritt erzeugt wurde, wodurch es möglich ist anhand der Rillentiefe in der Zahnflanke in Relation zur Flankenoberfläche nach dem ersten Schnitt zu prüfen, ob die einzelnen Gänge der Schleifschnecke gleich tief geschnitten sind, und wodurch es möglich ist, aus einer sich gegebenenfalls ergebenden Differenz der einzelnen Rillentiefe einen Korrekturwert für die Korrektur des Abrichters zu berechnen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das eingängige Abrichtwerkzeug beim Abrichten eines weiteren, vom zuvor abgerichteten Schneckengang verschiedenen Schneckengang, eine Offsetposition in Richtung der Werkzeugachse erhält, die von der Maschinensteuerung aus dem Teilungsmessergebnis ermittelt wird, wobei diese über der Werkzeugbreitenposition verschieden sei kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichtwerkzeug, insbesondere ein mehrgängiges Abrichtwerkzeug, auf der Verzahnmaschine durch Nachbearbeitung seiner Oberfläche entsprechend den Teilungsmessergebnissen korrigiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichtwerkzeug, insbesondere ein mehrgängiges Abrichtwerkzeug, auf einer separaten Werkzeugmaschine durch Nachbearbeitung seiner Oberfläche entsprechend den Teilungsmessergebnissen korrigiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle eines Abrichtwerkzeuges auch direkt ein Bearbeitungswerkzeug durch Nachbearbeitung seiner Oberfläche entsprechend den Teilungsmessergebnissen korrigiert wird.
Steuerungsprogramm zur automatisierten Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsprogramm die Zuordnung der Teilungsmessergebnisse am Werkstück zum Schleifschneckengang vornimmt.
Steuerungsprogramm zur automatisierten Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsprogramm Korrekturwerte zur Teilungskorrektur am Abrichter vorgibt.
Verzahnmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Vorrichtung zur Teilungsmessung an bearbeiteten Werkstücken, einem Hartfeinbearbeitungswerkzeug und einem Abrichtwerkzeug.