Revacycle-Verarbeitungstechnik von Stirnradrädern

Stirnrad-Kegelräderwerden häufig bei der Konstruktion von Automobildifferentialen und anderen Anwendungen verwendet. In der Großserienfertigung werden Rotationswerkzeuge zum Schneiden von Stirnradrädern eingesetzt, und dieser Schneidprozess für Kegelräder ist in Abbildung 1 dargestellt.

Die meisten Zahnkreisziehverfahren werden von einem kontinuierlich rotierenden Werkzeug gebildet, das kontinuierlich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit schneidet. Werkzeugmesser, die sich radial vom Fräserkopf nach außen erstrecken, haben konkave Kanten, die ein konvexes Profil auf den Zahnrädern erzeugen. Während des Schneidprozesses bleibt das Werkstück stehen, während das Werkzeug vom Nocken in einer geraden Linie entlang der Oberfläche des Zahnrads bewegt wird, im Wesentlichen parallel zu seiner Wurzellinie. Diese Bewegung ermöglicht es, eine gerade Zahnbasis zu schaffen, und das gewünschte Zahnprofil wird durch die kombinierte Wirkung der Werkzeugbewegung und der Form der Klinge erzeugt. Schneidemaschinen haben keinen Tiefenvorschub, und ein effektiver Vorschub wird erhalten, indem jeder Einsatz länger als der Einsatz davor gemacht wird.

Das komplette Werkzeug umfasst drei Einsätze: Schruppen, Halbschlichten und Schlichten. Eine Drehung des Werkzeugs schließt die Bearbeitung jedes Zahnschlitzes ab, und die Indexierung der Arbeit wird in der Zeitlücke zwischen dem letzten Werkzeug und der ersten Werkzeugdrehung abgeschlossen. Abbildung 2 zeigt die Position des kreisförmigen Räumwerkzeugs zu Beginn des Schnitts. Wenn sich der Fräser gegen den Uhrzeigersinn dreht, kommt die allmählich zunehmende Länge des Fräserkopfes mit dem Arbeitszahnrad in Berührung, bis zur Zahnwurzel des Zahnrads.

Abbildung 3a zeigt eine seitliche Ansicht des auf die volle Tiefe vergrößerten Zahnraums. Jeder Spanschnitt erstreckt sich über die gesamte Breite der Nut, mit Ausnahme der zu bearbeitenden Zulage. Abbildung 3b ist eine axiale Ansicht desselben Zahnes, die die Eisenspäne zeigt, die sich über die gesamte Zahnlänge erstrecken. Im ersten Teil des Rohschnitts wird das Werkzeug mit der Vorschubgeschwindigkeit Fe von Oc1 nach Oc2 geführt und dann von Oc2 bis zur vollen Zahntiefe gehalten.

Die grob geschnittenen Zähne haben nicht die richtige Verjüngung, die in Abbildung 3b entlang der Diagonale im Wesentlichen korrekt ist. Aber der Teil der Zahnoberfläche auf der rechten Seite dieser Linie in Richtung des großen Endes des Zahnes hat immer noch einen beträchtlichen Rand, der vor der Fertigstellung entfernt werden muss. Dies erfordert Halbschlichteinsätze für die Bearbeitung, und das Werkzeugzentrum in dieser Phase ist von Oc2 bis Oc3.

Die Finishing-Phase ist abgeschlossen, wenn das Werkzeugzentrum mit einheitlicher Geschwindigkeit von Oc3 nach Oc4 zurückkehrt. Die Finishing-Klingen erhalten das entsprechende Zahnprofil, um das richtige Zahnprofil und die richtige Trommelform auf dem Zahnprofil des Zahnrads zu erzeugen. Der Klingenschnitt an beiden Enden der Zahnlücke ist etwas breiter, was für die richtige Verjüngung notwendig ist, so dass die Enden der Zähne getrommelt und die Zahnoberfläche teilweise belastet werden kann. Die resultierende fertige Zahnflanke besteht aus einer Reihe von geneigten Schnittbahnen, die denen in Abbildung 3C ähneln. Im Allgemeinen erfordert jede unterschiedliche Spezifikation der Ausrüstung ein anderes Werkzeug. Abbildung 4 zeigt eine Nahaufnahme einer Gleason-Maschine mit der kreisförmigen Zeichnungsmethode zum SchneidenStirnrad-Kegelräder.

Für Fertigungsprozesse, die zu tief sind, um in einem Schnitt abgeschlossen zu werden, werden getrennte Schrupp- und Schlichtprozesse kombiniert, mit verschiedenen Werkzeugen und Werkzeugmaschinen für verschiedene Prozesse. Die Werkzeuge und Schneidzyklen ähneln den oben genannten mit leichten Unterschieden. Dieses Schruppwerkzeug hat keine Halbschlicht- oder Schlichteinsätze und keine Übersetzung des Schruppwerkzeugs. Das Finishing-Werkzeug befindet sich jedoch in der Bearbeitung des fertigen Produkts, und das Halbschlichtschneiden der Klinge wird während der ersten Übersetzung durchgeführt, und die Korrektur der Finishing-Zugabe wird nach der ersten Übersetzung durchgeführt.

Wie bereits erwähnt, besteht das Werkzeug, das die gesamte Bearbeitung abschließt, aus drei Einsätzen: Schruppen, Halbschlichten und Schlichten (Abbildung 5). Revacure-Einsätze werden zum Zeitpunkt der Herstellung profiliert, so dass nur die Rechenfläche nach Gebrauch geschliffen wird. Beim Nachschleifen müssen der Klingenabstand, der ebene Winkel der Rechenfläche und die Oberflächenbeschaffenheit der Rechenfläche streng kontrolliert werden. Um die erforderliche Produktkonsistenz zu erreichen, sind bei der Montage neuer Teile auf dem Fräskopf die Genauigkeit der Positionierungsschlüsselpositionen und die Genauigkeit der Schrauben sehr wichtig.

Dieses Papier beschreibt ein neues Konzept für das Umhüllschneiden von Stirnradrädern. Beim Schneiden von Stirnradkegelrädern können auch umhüllende Kreisschneider zum Schneiden verwendet werden (Abbildung 6). Bei der Bearbeitung von Kegelstirnzähnen dreht sich der umhüllende kreisförmige Fräskopf um seine Drehachse. Das zu bearbeitende Werkstück dreht sich um eine Achse Ofr, die sich im rechten Winkel zur Drehachse Oc2 des Fräskopfes schneidet. Die Drehung des Fräserkopfes um seine Achse und die Vorschubgeschwindigkeit des Fräsers variieren im Laufe der Zeit. Der erforderliche Wert der Werkstückverzahnungsrotation sowie die erforderliche Position des Drehzentrums können durch die Konstruktionsparameter der Kuvertwalze und des Werkzeugs des zu bearbeitenden Kegelrads ausgedrückt werden.

Das grobe Zahnschneiden des Fräskopfes rundet den größten Teil der Werkstückzulage ab. Im rauen Zahnsegment des umhüllenden Zahnschneiders nimmt die Zahnhöhe der Schneidzähne von der ersten rauen Kante bis zur letzten Zahnfolge allmählich zu. Die von den groben Zähnen geschnittenen Späne sind im Querschnitt ungefähr rechteckig, wodurch sich die Späne leicht kräuseln. Es gibt keine Chipinterferenz zwischen benachbarten rauen Zähnen, was die Werkzeugstandzeit der rauen Zähne erhöht.

Auf die groben Zähne folgen die halbfeinen Zähne, die die Zahnspanscheibe umwickeln. Halbzeugzähne entfernen einen begrenzten Teil des Rohlings aus dem Spiel des Kegelradrohlings. Der Hauptzweck von Halbfertigzähnen besteht darin, Material und eine gleichmäßig verteilte Zulage für die Finishingzähne zu hinterlassen. Die Hauptfunktion des Finishing-Zahns besteht darin, die endgültige erforderliche Zahnoberfläche zu erzeugen, und die Präzision der Finishing-Zahnform bestimmt direkt das Niveau der Zahnformgenauigkeit des Endprodukts.
Für die automatische Beladung und Indexierung wird der umhüllende kreisförmige Zahnradschneidkopf durch die Zeit bestimmt, die benötigt wird, um zwischen dem letzten Zahn für die Endbearbeitung und dem ersten Zahn zum Schruppen zu drehen. Bei den Schrupp- und Halbschlichtteilen sind die Drehung des Werkzeugs und die Rotation des Zahnzuschnitts gleichzeitig, so dass beim Überschreiten des Werkzeugs der Winkel
Gibt den Winkel der Schrupp- und Halbschlichtteile des Schneidens an, und der Drehwinkel der Werkstückverzahnung entspricht den Schrupp- und Halbschlichtzyklen der Kegelradbearbeitung. Im Finishing-Teil des Fräsers ähneln der Drehwinkel und das Zeitmuster durch den Drehwinkel den gerade besprochenen. Wenn sich das Werkzeug um einen bestimmten Winkel dreht, dreht sich das Werkstück ebenfalls um den entsprechenden Winkel.

Angesichts der bekannten Geometrie der Stirnradzahnflanke und ihrer Kinematik, wie bereits erwähnt, ist es möglich, den gesamten Zahn, der den runden Schneidkopf umgibt, zu formen. Die Verwendung von Elementen aus der Hüllkurventheorie ist bei der Verzahnungsbearbeitung entscheidend. Die Schrupp- und Halbschruppkanten umhüllen die Schneidzähne des Verzahnungswerkzeugs, bewegen sich nach innen und erzeugen das Verzahnungswerkzeug.

Die Querschneidkanten der Finishing-Zähne des Kuverzahnungs-Schneidwerkzeugs befinden sich innerhalb der Erzeugungsfläche T. Die erzeugte Fläche T des Werkzeugs ist in jedem Moment des Schneidgetriebes tangential zur Zahnfläche G des Kegelrads. Nach dieser Bestimmung wird die erzeugende Oberfläche T verwendet, um die endgültige Zahnoberflächenveredelungsschneide und den Abstand des umhüllenden Zahnradschneidwerkzeugs analytisch zu beschreiben.

Die erzeugte Oberfläche des umhüllenden Verzahnungsmesserkopfes ist auch für die Formgebung von Schrupp- und Halbzeugeinsätzen wichtig. Die Schneidkanten der Schrammzähne nehmen innerlich gegenüber der Entwicklungsebene T um einen Abstand ab. Dieser Abstand tsr entspricht der Schnittdicke des Halbzeugs. Somit befindet sich die Schneide des Schruppeinsatzes innerhalb einer Fläche, die in einem Abstand von der erzeugenden Oberfläche T des umhüllenden Zahnradschnitts versetzt ist. Ebenso befindet sich die Schneide der Halbschruppklinge innerhalb einer Oberfläche, die um einen Abstand von der erzeugenden Fläche Tf des abschließenden Kuvertierungsgetriebeschnitts versetzt ist. Hier stellt tf den Teil dar, der durch das Anziehen der Klinge des Werkzeugs entfernt wird.

Durch die obige kurze Diskussion wird die Bedeutung der gekrümmten Oberfläche T für die Formgebung des umhüllenden Verzahnungswerkzeugs aufgezeigt. Im vorliegenden Fall kann die Erzeugungsfläche T des Werkzeugs folgendermaßen bestimmt werden. Erwägen Sie, die Flanken von Kegelrädern mit der Umhüllungsmethode zu bearbeiten. Positionsvektor [1] des Flankenpunktes desKegelrad:

Bei der Bearbeitung von Kegelrädern dreht sich das umhüllende Verzahnungswerkzeug in Längsrichtung des Zahnrads. Die Rotation des Werkzeugs um seine Drehachse und die Vorschubwirkung des Werkzeugs in Vorschubeinheiten sind miteinander verbunden. Während der Schruppzeit entspricht der Dreh- und Versatzzeitpunkt dem Winkel, durch den das Schneidwerkzeug über eine Strecke fährt. Dies stellt den Winkel auf der Schruppstrecke des Werkzeugs dar und stellt den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Positionen sowie die Drehachse des umhüllenden Verzahnungswerkzeugs dar.

Wie gerade besprochen, werden Rotation und Übersetzung im feinschneidenden Teil des Werkzeugs auf ähnliche Weise durchgeführt. Wenn das Werkzeug einen bestimmten Winkel durchläuft und sich über eine bestimmte Entfernung bewegt, wird hier der Winkel auf dem fertigen Teil des Werkzeugs und der Abstand zwischen zwei nachfolgenden Positionen und der Drehachse des umhüllenden Verzahnungswerkzeugs ausgedrückt. Analytische Darstellung der Kegelzahnzahnflankenbearbeitung und der kinematischen Beziehung des umhüllenden Verzahnungsschneidens können durch Bearbeitung die Gleichungen der beiden Teile der Verzahnungserzeugungsoberfläche abgeleitet werden.

Die Klinge des umhüllenden Zahnradschneiders muss nur auf der Rechenfläche geschliffen werden, damit sie während der Herstellung weiterhin verwendet werden kann. Während des Nachschärfvorgangs müssen der Klingenabstand, der Ebenenwinkel der Rechenfläche und die vordere Oberflächenbeschaffenheit streng kontrolliert werden. Darüber hinaus sind bei der Montage der neuen Klinge auf dem Fräskopf die Sauberkeit der Montage, die Genauigkeit der Positionierungsschlüsselposition und die strenge Kontrolle der Spannbolzenspannung die Grundvoraussetzungen, um eine gute Schneidzahnoberfläche zu erhalten.

Das Konzept der umhüllenden Trennstirnradräder kann auf die Herstellung vonStirnrad- und Stirnräder. Zu diesem Zweck kann ein umhüllender Verzahnungsschneidkopf verwendet werden (Bild 7). Zahnradrohlinge bleiben beim Schneiden unklar. Das Kegelrad-Schneidwerkzeug dreht sich um seine Drehachse, wie in ABB. 7 dargestellt. Alle Schneidzähne des Verzahnungswerkzeugs sind in Abschnitte unterteilt. Die rauen Zähne des umhüllenden Zahnradwerkzeugs entfernen den größten Teil des Materials aus der Speiseröhre des Rohlings, und die Zahnhöhe der Schneidzähne erhöht sich vom ersten Stück des Schruppeinsatzes bis zur letzten Schneide im groben Schneidabschnitt der Werkzeugzähne. Die von den groben Zähnen geschnittenen Späne sind im Querschnitt ungefähr rechteckig, wodurch sich die Späne leicht kräuseln. Es gibt keine Chipinterferenz zwischen benachbarten rauen Zähnen, was die Werkzeugstandzeit der rauen Zähne erhöht.

Auf raue Zähne folgen Halbfertigzähne, die einen begrenzten Teil der Spaltbreite des Zahnzuschnitts entfernen. Der Hauptzweck von Halbfertigzähnen besteht darin, die Berücksichtigung der Endbearbeitungszähne gleichmäßig zu verteilen. Die Flanke des fertigen Zahnrads wird durch die Finishing-Zähne erzeugt, und die Präzision der Finishing-Zähne wirkt sich direkt auf die Präzision des Zahnrads aus. Für die automatische Beladung und Indexierung wird der umhüllende kreisförmige Zahnradschneidkopf durch die Zeit bestimmt, die benötigt wird, um zwischen dem letzten Zahn für die Endbearbeitung und dem ersten Zahn zum Schruppen zu drehen. Die Finishzähne des Kuvertierverzahners sind identisch mit denen des inneren Scheibenschneiders. Die Schneidkanten der Schrupp- und Halbschlichtfräser des umhüllenden Zahnradwerkzeugs bewegen sich nach innen, wodurch sich der Getriebe erzeugende Körper nach innen bewegt.

Es ist praktisch, die Ebene als Rechenfläche des umhüllenden kreisförmigen Zahnradschneidwerkzeugs zu verwenden. Die Rechenfläche kann durch die Drehachse des umhüllenden Zahnradfräsers gedreht werden (in diesem Fall ist der Außenwinkel Null), oder sie kann in einem Abstand von der Achse versetzt werden (der äußere Rechenwinkel ist positiv). Aus Gründen der Präzision schleift die Flankenoberfläche des Werkzeugs nur die Rechenfläche.