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EP4313461A1 - Verfahren zum wälzstossen einer verzahnung, sowie steuerprogramm und wälzstossmaschine zur ausführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum wälzstossen einer verzahnung, sowie steuerprogramm und wälzstossmaschine zur ausführung des verfahrens

Info

Publication number
EP4313461A1
EP4313461A1 EP22715572.8A EP22715572A EP4313461A1 EP 4313461 A1 EP4313461 A1 EP 4313461A1 EP 22715572 A EP22715572 A EP 22715572A EP 4313461 A1 EP4313461 A1 EP 4313461A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strokes
toothing
infeed
stroke
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22715572.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Kleinbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH filed Critical Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP4313461A1 publication Critical patent/EP4313461A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/12—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
    • B23F5/16—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/006—Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled

Definitions

  • the invention relates to a method for shaping gearing on a workpiece, in which the shaping wheel, which is moved during stroke cycles of a predetermined stroke length, removes material from the workpiece in a number of working strokes in rolling machining engagement, forming contact marks.
  • gear shaping is a long-established technique for the production of gears. It is a cutting process in which the main cutting movement is realized by a stroke movement of the tool, with the material removal of the workpiece material taking place in the so-called working stroke, with the return stroke to avoid return lift strips in the lifted state.
  • This process principle is shown, for example, in Thomas Bausch et al, "Innovative Gear Manufacturing", 3rd edition, p. 281 in Figure C.1-1.
  • An important advantage of gear shaping compared to other processes such as hobbing is that it can be used universally, especially for workpieces with internal gearing or workpieces with shoulders adjoining the gearing, for which gear hobbing is hardly or not at all suitable.
  • the invention is based on the object of further developing a gear shaping method of the type mentioned at the outset with regard to a combination of satisfactorily rapid machining and process reliability as well as the lowest possible tool wear.
  • K 1 could also be only 19.7, even only 19.4.
  • the shaping wheel is infed over the first plurality of strokes, in particular with constant spiral infeed, and an infeed parameter defined from the quotient of radial infeed per workpiece revolution and the amount of lift of the shaping wheel between working stroke and return stroke in the first plurality of strokes is less than 1.4.
  • the infeed parameter can be less than 1.3, preferably less than 1.2, in particular less than 1.1 or even 1.0.
  • the first plurality and the second plurality of strokes take place over an infeed area with a predominant proportion of the total infeed for completing the splined gearing, and over a subsequent further infeed area of the cotangent g greater than 40-K 2 , in particular is greater than 60 ⁇ K 2 . This favors a smoother transition to the even higher values discussed below towards the end of processing.
  • a further preferred embodiment is also provided, in which during a last infeed area to the final infeed depth of the splined toothing of the cotangent g is greater than 80 K 2 , in particular greater than 120 K 2 . This allows higher machining accuracy towards the end of the shaping process. This means that the butt machining can be divided into several areas of about 2 or 3 different kinematics, with an increasing shift from high machining speeds to high machining accuracies.
  • the greatest effect due to the configuration according to the invention is produced for spur gears or gears with a helix angle that is not too high.
  • the method is intended for helix angles of the toothing of less than 14°, more preferably less than 12°, in particular less than 10°.
  • the toothing width is at least 60%, preferably at least 70%, in particular at least 80% of the stroke length (or conversely, the stroke length is adapted to the toothing width within these ratio limits). This permits a favorable overall configuration with regard to favorable utilization of the stroke lengths for machining, with this ratio preferably being no more than 96%, in particular no more than 92%, in order to achieve a satisfactory cutting speed.
  • the rolling positions differ in an abutted gap between two consecutive rotations of the workpiece.
  • the number of strokes per division should not be exactly an integer, values of less than 1.4, more preferably less than 1.2, in particular less than 1.1 being preferred in this respect within the scope of the invention.
  • values of smaller 1, even lower than 0.9, on the other hand these values should preferably not be lower than 0.5, more preferably not lower than 0.6.
  • the number of strokes per workpiece revolution should preferably also not be an integer.
  • the number of strokes is at least 30, preferably at least 100, in particular at least 200 double strokes per minute. However, even higher values such as 300 double strokes per minute, even 400 double strokes per minute or more can definitely be used in order to achieve the highest possible processing speeds.
  • the advantages of the method according to the invention are particularly evident when the toothing width of the splined toothing is greater than 15 mm, even with toothing widths of greater than or equal to 20 mm, in particular 35 mm or more or even 50 mm or more.
  • a coherent contact track extends over an area of at least 20%, preferably at least 30%, in particular at least 40% of the full profile height of the final geometry of the splined toothing. This further promotes chip formation and the type of absorption of the machining forces on the tool.
  • the invention provides a control program which, when executed on a controller of a gear shaping machine, controls the machine for carrying out a method according to one of the preceding claims.
  • the invention provides a gear shaping machine with a controller that is equipped with a control program according to claim 12.
  • a gear shaping machine equipped with NC control of the movement axes of the gear shaping machine is preferred, the lifting movement of which is effected via a crank drive.
  • hydraulic axes can also be used for the lift.
  • the invention is not restricted to particular details with regard to the mechanical implementation, and gear shaping machines can be used that are familiar to the person skilled in the art and are available on the market 10 2019 004299 L1 can be used, this document being incorporated by reference in this respect.
  • FIG. 1 it can be seen how a shaping wheel 40 comes into machining engagement with a workpiece 50 in order to produce a toothing 55 while striking it.
  • the situation in the working stroke at the beginning of the engagement is shown, from which the shaping wheel 40 is moved downwards along the stroke axis Z, while the shaping wheel 40 and workpiece 50 are meshing in rolling engagement with one another, for which the rotational speeds of peeling wheel 40 and workpiece 50 are controlled in a known manner are synchronized.
  • the lifting movement takes place with a crank drive, as is also customary in the prior art.
  • a stroke length of about 20 mm is set, with a stroke rate of here 500 double strokes (working stroke+return stroke) per minute and a rolling speed of 0.95 Strokes per division, e.g. to butt straight gears on workpieces.
  • the invention is not limited to certain types of gearing, such as external gearing or internal gearing; internal gearing is also preferred. It is also understood that the invention is not limited to specific toothing widths, correlating stroke lengths or module sizes.
  • the module (normal module) of the toothing is approximately 3 mm, and the toothing is straight toothing.
  • the invention can also be applied to helical gearing, but the helical gearing should preferably be less than 14° or the values specified above.
  • this angle is considerably larger, or its tangent is considerably smaller;
  • the second factor K2 is 1 for the sake of simplicity and does not provide any corrections, a value of approximately 20 is achieved for the Go tangent g.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren des Wälzstoßens einer Verzahnung (55) eines vorgegebenen Normalmoduls (mn), Eingriffswinkels (α) und ggf. Schrägungswinkel (β) an einem Werkstück (50), bei dem ein unter Hubzyklen einer vorgegebenen Hublänge (h) bewegtes Stoßrad (40) in mehreren Arbeitshüben in wälzendem Bearbeitungseingriff unter Ausbildung von Berührspuren spanend Material von dem Werkstück abträgt, wobei wenigstens für eine erste Mehrzahl von Hüben die Berührspur am Teilkreis in Hubmitte unter einem Winkel (γ) zur Flankenlinie (57) verläuft, dessen Cotangens kleiner oder gleich dem Produkt einer Konstanten von 40, bevorzugt 33, insbesondere 25 und einem Geometrie-/Prozessfaktor ist.

Description

VERFAHREN ZUM WALZSTOßEN EINER VERZAHNUNG, SOWIE STEUERPROGRAMM UND WÄLZSTOßMASCHINE ZUR AUSFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wälzstoßen einer Verzahnung an einem Werkstück, bei dem unter Hubzyklen einer vorgegebenen Hublänge bewegtes Stoßrad in mehreren Arbeitshüben in wälzendem Bearbeitungseingriff unter Ausbildung von Berührspuren spanend Material von dem Werkstück abträgt.
Bei diesem Wälzstoßen handelt es sich um eine einerseits lange bekannte Technik zur Herstellung von Verzahnungen Es ist ein schneidendes Verfahren, bei dem die Hauptschnittbewegung durch eine Hubbewegung des Werkzeugs realisiert ist, wobei im sogenannten Arbeitshub die spanende Materialabnahme des Werkstück-Werkstoffs erfolgt, wobei der Rückhub zur Vermeidung von Rückhubstreifen in abgehobenem Zustand erfolgt. Dieses Verfahrensprinzip ist beispielsweise in Thomas Bausch et al, „Innovative Zahnradfertigung“, 3. Auflage, S. 281 in Bild C.1-1 dargestellt. Ein wichtiger Vorteil des Wälzstoßens gegenüber anderen Verfahren wie etwa des Wälzfräsens liegt in der universellen Einsetzbarkeit vor allem für Werkstücke mit Innenverzahnungen oder Werkstücke mit an die Verzahnung anschließenden Schultern, für die sich das Wälzfräsen wenig bis gar nicht eignet.
Neben konventioneller Zustellung kommen inzwischen auch degressive spiralige Zustellungen zum Einsatz. Unabhängig von der Zustellstrategie ist jedoch zu beobachten, dass gerade bei hohen Hubzahlen und insbesondere bei Verzahnungen mit geringem Schrägungswinkel bis hin zu Geradverzahnungen höhere Werkzeugbelastungen auftreten und bei den herrschenden hohen Schneidkräften auch das Risiko von Beschädigungen erhöht wird.
Der Erfindung liegt angesichts dieser Beobachtung die Aufgabe zugrunde, ein Wälzstoßverfahren der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine Kombination aus zufriedenstellend schneller Bearbeitung und Prozess-Sicherheit wie auch möglichst geringem Werkzeugverschleiß weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird von der Erfindung in verfahrenstechnischer Hinsicht durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens für eine erste Mehrzahl von Hüben die Berührspur am Teilkreis in Hubmitte unter einem Winkel y zur Flankenlinie verläuft, dessen Cotangens kleiner oder gleich dem Produkt der Konstanten Ki und K ist, wobei K gleich 40, bevorzugt gleich 33, insbesondere gleich 25 ist und K ein Geometrie-/Prozessfaktor (zweiter Faktor) von K =Kh Km Ka Kß ist mit Kh=h[mm]/20, Km=3/mn[mm], Ka=sin 207sin a und Kß=cos ß ist. Dabei ist mn der Normalmodul, a der Eingriffswinkel und ß der ggf vorhandene Schrägungswinkel der Werkstückverzahnung (ß=0 bei Geradverzahnung) und h die Hublänge.
So ist herausgefunden worden, dass die Art der Spanbildung beim herkömmlich bekannten Wälzstoßen zu einer Spankompression führt und zudem einzelne Punkte der Schneidkante des Stoßrads konzentriert belastet werden, wodurch auch die Abnutzung des Stoßrads erhöht wird, und dass diese Effekte mit der Orientierung der Berührspuren Zusammenhängen Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass sich die Berührspuren im Vergleich zum Stand der Technik über einen größeren Bereich in Zahnhöhenrichtung der gestoßenen Verzahnung erstrecken, wodurch die oben erläuterten Effekte abgemildert werden. Diese Berührspuren verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen gleichförmig über die Zahnflanken, bei üblicher Realisierung der Hubbewegung über einen Kurbeltrieb ist das Geschwindigkeitsprofil über den Hub jedoch nicht konstant, so dass hinsichtlich der im Kennzeichen des Anspruchs 1 herangezogenen Definition auf die Hubmitte und auf den Teilkreis abgestellt wird. Zudem hat es sich herausgestellt, dass in günstigen Gestaltungen nicht Werkstück- und prozessunabhängig auf einen festgelegten Winkel zurückgegriffen wird, sondern eine günstige Einstellung vorliegt, wenn die erfindungsgemäße Winkelbedingung auch noch vom Prozess und von der Geometrie des Werkstücks abhängt, was im kennzeichnenden Merkmal von Anspruch 1 durch den zweiten Faktor K2 zum Ausdruck kommt. Bei herkömmlichen Verfahren verlaufen die Berührspuren auf den Werkstück-Zahnflanken dagegen nahezu parallel zur Flankenlinie, und selbst bei degressiver radialer Zustellung erhält man für Konstellationen mit K2=1 Werte für den Cotangens g von typischerweise 70 oder höher.
Für Ki wird bevorzugt sogar an einen Wert von 20,5 gedacht, K1 könnte jedoch auch nur 19,7 betragen, sogar nur 19,4.
In einerweiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stoßrad über die erste Mehrzahl von Hüben unter insbesondere konstant spiraliger Zustellung zugestellt wird und ein aus dem Quotienten aus radialer Zustellung pro Werkstückumdrehung und dem Abhebebetrag des Stoßrads zwischen Arbeitshub und Rückhub bei der ersten Mehrzahl von Hüben definierter Zustellparameter geringer ist als 1 ,4. Dies bedeutet einen im Vergleich zum Stand der Technik durchaus niedrigen Wert, der flächige Materialabtrag wird verlagert in Richtung einer Tendenz zu einem flacheren, jedoch breiteren Materialabtrag. Zusammen mit der durch die erfindungsgemäße Berührspuren-Einstellung mit vergleichsweise früherem Erreichen der gesamten Höhenstreckung der Zahnflanke ergibt sich eine besonders werkzeugschonende Spanbildung und Aufnahme der Prozesskräfte am Stoßrad. Zudem können damit trotz der geänderten Berührspurlage mit hoher Prozesssicherheit kollisionsfreie Rückhübe ausgeführt werden. Diesbezüglich ist auch vorgesehen, dass der Zustellparameter geringer sein kann als 1 ,3, bevorzugt geringer als 1,2, insbesondere geringer als 1 ,1 oder sogar als 1 ,0. In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass die erste Mehrzahl und die zweite Mehrzahl von Hüben über einen Zustellungsbereich mit überwiegendem Anteil der Gesamtzustellung zur Fertigstellung der gestoßenen Verzahnung erfolgt, und über einen anschließenden weiteren Zustellungsbereich der Cotangens g größer als 40- K2, insbesondere größer als 60· K2 ist. Dies begünstigt einen glatteren Übergang zu den nachstehend erläuterten noch höheren Werten gegen Ende der Bearbeitung.
So ist auch eine weitere bevorzugte Gestaltung vorgesehen, bei der während eines letzten Zustellbereichs auf Endzustelltiefe der gestoßenen Verzahnung der Cotangens g größer als 8O K2, insbesondere größer als 120 K2 ist. Dies erlaubt eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit gegen Ende des Stoßprozesses. Das heißt, die Stoßbearbeitung kann in mehrere Bereiche von etwa 2 oder 3 unterschiedliche Kinematiken aufgeteilt werden, mit zunehmender Verlagerung von hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten hin zu hohen Bearbeitungsgenauigkeiten.
Der größte Effekt aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird für Gradverzahnungen oder Verzahnungen mit nicht zu hohem Schrägungswinkel erzeugt. Insbesondere ist das Verfahren vorgesehen für Schrägungswinkel der Verzahnung von geringer al 14°, weiter bevorzugt geringer als 12°, insbesondere geringer als 10°.
Zudem wird es bevorzugt, dass die Verzahnungsbreite wenigstens 60%, bevorzugt wenigstens 70%, insbesondere wenigstens 80% der Hublänge ist (oder umgekehrt gesehen, die Hublänge innerhalb dieser Verhältnisgrenzen an die Verzahnungsbreite angepasst ist). Dies erlaubt eine günstige Gesamtkonfiguration im Hinblick auf eine günstige Ausnutzung der Hublängen für die Bearbeitung, wobei zum Erreichen einer zufriedenstellenden Schnittgeschwindigkeit bevorzugt vorgesehen ist, dass dieses Verhältnis nicht mehr als 96%, insbesondere nicht mehr als 92% beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass sich die Wälzstellungen in einer gestoßenen Lücke zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Werkstückdrehungen unterscheiden. Auf diese Weise wird sichergesteilt, dass nicht jede Zahnlücke immer wieder in genau der gleichen Wälzstellung bearbeitet wird. Die Zahl der Hübe pro Teilung sollte dazu nicht genau ganzzahlig sein, wobei im Rahmen der Erfindung diesbezüglich Werte von geringer als 1 ,4, weiter bevorzugt geringer als 1 ,2, insbesondere geringer als 1 , 1 bevorzugt werden. Es wird jedoch auch an diesbezügliche Werte von kleiner 1 gedacht, sogar von kleiner als 0,9, wobei diese Werte andererseits bevorzugt nicht unter 0,5, weiter bevorzugt nicht unter 0,6 liegen sollten. Es versteht sich, dass bevorzugt auch die Zahl der Hübe pro Werkstückumdrehung nicht ganzzahlig sein sollte. ln einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Hubzahl wenigstens 30, bevorzugt wenigstens 100, insbesondere wenigstens 200 Doppelhübe pro Minute. Es können jedoch durchaus auch noch höhere Werte wie 300 Doppelhübe pro Minute, sogar 400 Doppelhübe pro Minute oder mehr herangezogen werden, um möglichst hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen besonders dann verstärkt zur Geltung, wenn die Verzahnungsbreite der gestoßenen Verzahnung größer ist als 15 mm, auch bei Verzahnungsbreiten von größer oder gleich 20 mm, insbesondere von 35mm oder mehr oder auch 50mm oder mehr.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich wenigstens für eine erste Mehrzahl von Hüben eine zusammenhängende Berührspur in Profilrichtung gesehen übereinen Bereich von wenigstens 20%, bevorzugt wenigstens 30%, insbesondere wenigstens 40% der vollen Profilhöhe der Endgeometrie der gestoßenen Verzahnung erstreckt. Dies begünstigt weiter die Spanbildung und Art der Aufnahme der Bearbeitungskräfte am Werkzeug.
Zudem stellt die Erfindung bereit ein Steuerprogramm, das wenn auf einer Steuerung einer Wälzstoßmaschine ausgeführt wird, die Maschine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche steuert.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht stellt die Erfindung bereit eine Wälzstoßmaschine mit einer Steuerung, die mit einem Steuerprogramm nach Anspruch 12 ausgestattet ist. Bevorzugt ist eine mit NC-Steuerung der Bewegungsachsen der Wälzstoßmaschine ausgestattete Wälzstoßmaschine, deren Hubbewegung über einen Kurbelantrieb bewirkt wird. Es können jedoch auch hydraulische Achsen für den Hub herangezogen werden. Im Übrigen ist die Erfindung hinsichtlich der maschinentechnischen Umsetzung nicht auf besondere Details eingeschränkt, und es können Wälzstoßmaschinen herangezogen werden, wie sie dem Fachmann vertraut und auf dem Markt erhältlich sind, für einen beispielhaften Aufbau einer geeigneten Wälzstoßmaschine könnte der in DE 10 2019 004299 L1 dargestellte Aufbau herangezogen werden, wobei dieses Dokument diesbezüglich durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren, von denen
Fig. 1 ein Prinzipschaubild für den Bearbeitungseingriff beim Wälzstoßen zeigt,
Fig. 2 einen Winkel zwischen Berührspur und Flankenlinie am Teilkreis in Hubmitte zeigt, und
Fig. 3 eine qualitative Gegenüberstellung von Berührspuren im Vergleich zum Stand der Technik zeigt.
In Fig. 1 ist erkennbar, wie ein Stoßrad 40 in Bearbeitungseingriff mit einem Werkstück 50 kommt, um daran stoßend eine Verzahnung 55 zu erzeugen. Dargestellt ist die Situation im Arbeitshub zu Beginn des Eingriffs, von welchem aus das Stoßrad 40 entlang der Hubachse Z nach unten bewegt wird, während Stoßrad 40 und Werkstück 50 kämmend in Wälzeingriff miteinander sind, wozu die Drehgeschwindigkeiten von Schälrad 40 und Werkstück 50 in bekannter Weise synchronisiert sind. Die Hubbewegung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel wie auch im Stand der Technik üblich mit einem Kurbeltrieb, im vorgegebenen Ausführungsbeispiel ist eine Hublänge von etwa 20 mm eingestellt, bei einer Hubzahl von hier 500 Doppelhüben (Arbeitshub+Rückhub) pro Minute und einer Wälzgeschwindigkeit von 0,95 Hüben pro Teilung, um z.B. eine Geradverzahnung an Werkstücken zu stoßen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf bestimmte Verzahnungstypen wie Außenverzahnung oder Innenverzahnung eingeschränkt ist, auch Innenverzahnungen werden bevorzugt gestoßen. Ebenso versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf bestimmte Verzahnungsbreiten, korrelierende Hublängen oder Modulgrößen eingeschränkt ist, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt etwa das Modul (Normalmodul) der Verzahnung 3 mm, und es handelt sich bei der Verzahnung um eine Geradverzahnung. Die Erfindung ist jedoch auch auf Schrägverzahnungen anwendbar, bevorzugt sollte die Schrägverzahnung jedoch geringer sein als 14° oder die oben angegebenen Werte.
Hinsichtlich des Aufbaus einer geeigneten Wälzstoßmaschine können die aus dem Stand der Technik bereits bekannten Aufbauten herangezogen werden, beispielsweise der in DE 10 2019 004 299 A1 dargestellte Aufbau, bei dem die Abhebebewegung für den Rückhub durch einen rotatorisch angetriebenen Nocken mit vorgegebenem Profil bewirkt wird. Dieses Dokument wird hinsichtlich eines beispielhaften Aufbaus einer Verzahnungsmaschine durch diesbezügliche Bezugnahme eingeschlossen.
In Fig. 2 (zu Erläuterungs- bzw. Definitionszwecken - offensichtlich ist die Gestaltung des in Fig. 2 dargestellten Zahnrads unterschiedlich wie das aus Fig. 1) ist der Winkel g (in Hubmitte, die in diesem Ausführungsbeispiel mit der Mitte bezüglich der Breitenrichtung der Verzahnung 55 übereinstimmt) zwischen einer Berührsspur der Stoßbearbeitung und der Flankenlinie 57 am Teilkreis auf einer Zahnflanke 56 eingezeichnet. Dieser Winkel ist selbst beim herkömmlichen Wälzstoßen mit spiralig degressiver Zustellung äußerst gering (wie mit Bezugszeichen 58 in Fig. 1 angedeutet, verlaufen beim herkömmlichen Wälzstoßen typische Bearbeitungsspuren nahezu flankenlinienparallel). Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung ist dieser Winkel erheblich größer, bzw. sein Gotangens erheblich kleiner; im Ausführungsbeispiel, in welchem der zweite Faktor K2 der Einfachheit halber 1 beträgt und keine Korrekturen liefert, wird ein Wert für den Gotangens g von ca. 20 erreicht.
In Fig. 3 ist in einer reinen Relativdarstellung ohne Beachtung der (überzogen verzerrt dargestellten) Absolutwerte der Unterschied zwischen einem Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 3A) und dem Stand der Technik (Fig. 3B) nochmals gegenübergestellt, man erkennt die deutlich schräger über die Zahnflanken 56 verlaufenden Bearbeitungsspuren, welche trotz nicht geringer Hubzahlen zu sowohl guten Bearbeitungsqualitäten der gestoßenen Verzahnung 55 als auch einem spanenden Materialabtrag mit einem geringeren Werkzeugverschleiß führt.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Detailmerkmale eingeschränkt ist. Vielmehr können die einzelnen Merkmale der obigen Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln und in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren des Wälzstoßens einer Verzahnung eines vorgegebenen Normalmoduls (mn), Eingriffswinkels (a) und ggf. Schrägungswinkel (ß) an einem Werkstück, bei dem ein unter Hubzyklen einer vorgegebenen Hublänge (h) bewegtes Stoßrad in mehreren Arbeitshüben in wälzendem Bearbeitungseingriff unter Ausbildung von Berührspuren spanend Material von dem Werkstück abträgt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens für eine erste Mehrzahl von Hüben die Berührspur am Teilkreis in Hubmitte unter einem Winkel g zur Flankenlinie verläuft, dessen Cotangens kleiner oder gleich dem Produkt der Konstanten Ki und K2 ist, wobei Ki gleich 40, bevorzugt gleich 33, insbesondere gleich 25 ist und K2 ein Geometrie-/Prozessfaktor von K2=Kh Km Ka Kß ist mit Kh=h[mm]/20, Km=3/mn[mm], KQ=sin 20°/sin a und Kß=cos ß ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Stoßrad über die erste Mehrzahl von Hüben unter insbesondere konstant spiraliger Zustellung zugestellt wird und ein aus dem Quotienten aus radialer Zustellung pro Werkstückumdrehung und dem Abhebebetrag des Stoßrads zwischen Arbeitshub und Rückhub bei der ersten Mehrzahl von Hüben definierter Zustellparameter geringer ist als 1,4.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Zustellparameter geringer ist als 1,3, bevorzugt als 1,2, insbesondere als 1,1.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Mehrzahl von Hüben über einen Zustellungsbereich mit überwiegendem Anteil der Gesamtzustellung zur Fertigstellung der gestoßenen Verzahnung erfolgt, und über einen anschließenden weiteren Zustellungsbereich der Cotangens g größer als 40· K2, insbesondere größer als 60- K2 ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während eines letzten Zustellbereichs auf Endzustelltiefe der gestoßenen Verzahnung der Cotangens g größer als 8O K2, insbesondere größer als 120 K2 ist
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verzahnung einer Geradverzahnung oder der Schrägungswinkel der Verzahnung geringer ist als 14°, auch als 12°, insbesondere als 10°.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die
Verzahnungsbreite wenigstens 60%, bevorzugt wenigstens 70%, insbesondere wenigstens 80% der Hublänge ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Wälzstellungen in einer gestoßenen Lücke zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Werkstückdrehungen unterscheiden
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Hubzahl wenigstens 30, bevorzugt wenigstens 100, insbesondere wenigstens 200 Doppelhübe/min beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die
Verzahnungsbreite größer als 15 mm, bevorzugt als 20 mm, insbesondere als 35 mm ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich wenigstens für eine erste Mehrzahl von Hüben eine zusammenhängende Berührspur in Profilrichtung gesehen über einen Bereich von wenigstens 20%, bevorzugt wenigstens 30%, insbesondere wenigstens 40% der vollen Profilhöhe der Endgeometrie der gestoßenen Verzahnung erstreckt.
12. Steuerprogramm, das, wenn auf einer Steuerung einer Wälzstoßmaschine ausgeführt wird, die Maschine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche steuert.
13. Wälzstoßmaschine mit einer Steuerung, die mit einem Steuerprogramm nach Anspruch 12 ausgestattet ist.
EP22715572.8A 2021-04-01 2022-03-15 Verfahren zum wälzstossen einer verzahnung, sowie steuerprogramm und wälzstossmaschine zur ausführung des verfahrens Pending EP4313461A1 (de)

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US (1) US20240173784A1 (de)
EP (1) EP4313461A1 (de)
JP (1) JP2024512152A (de)
CN (1) CN116940431A (de)
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WO (1) WO2022207309A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1297332A (en) * 1919-01-18 1919-03-18 Packard Motor Car Co Gear-cutting machine.
DE3136390A1 (de) * 1981-09-14 1983-05-11 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh, 8960 Kempten Zahnradbearbeitungsmaschine
DE102005027827A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-28 Daimlerchrysler Ag In der Zahnrichtung modifiziertes Zahnrad und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben
JP5308136B2 (ja) * 2008-12-08 2013-10-09 三菱重工業株式会社 工作機械の制御方法及び工作機械
DE102012016515B4 (de) 2012-08-20 2016-02-25 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Wälzstoßmaschine und zugehörige Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen und Profilen
DE102019004299A1 (de) 2019-06-17 2020-12-17 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Verfahren zum Wälzstoßen einer periodischen Struktur, insbesondere einer Verzahnung und dazu ausgelegte Stoßmaschine

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