Verfahren zur Herstellung von Wälz- und Profilfräsern, Gewindebohrern und Schneideisen. Zur Durchführung von Verzahnungs- und Profilierungsarbeiten werden in bedeutendem Umfange Fräserverfahren zur Anwendung gebracht. Der Arbeitsbereich dieser Ver fahren erstreckt sich über Stirn-, Schnecken und Schraubenräder aller Art einerseits und die Herstellung der verschiedensten Profile anderseits. Es können somit alle gleich förmig an Umfang wiederkehrenden Profile geschnitten werden. Es können Zahnräder jeder Zahnform, Zahngrösse, Schnecken- und Schraubenräder jeder Radbreite und mit den verschiedensten Kreuzungswinkeln, ja auch Pfeilräder ohne Umspannen hergestellt werden.
Das Fräsen von Stirn- und Schrauben rädern sowie von Profilen erfolgt so, dass entweder der Fräser parallel zu der Rad achse vorgeschoben wird, oder das Werkstück in Richtung seiner Achse am Fräser vor- beigeführt wird. Fräser und Rad drehen sich bei der Herstellung von Zahnrädern wie zwei miteinander in Eingriff befindliche Zahnräder, z. B. beim Stirnradfräser drehen sie sich im Verhältnis Fräsergangzahl zur Zähnezahl. Die Schneiden des Wälzfräsers hüllen beim Arbeitsprozess die Zähne des Werkstückes mit einem ausserordentlich dichten Netz ein, so dass durch den schnei denden Schnitt der einander folgenden Schneidzähne eine glatte Fläche gebildet wird.
Dabei ist bei guter Teilgenauigkeit der Maschine die Formgenauigkeit des erzeugten Zahnes eine reine Funktion des Wälzfräsers, vorausgesetzt, dass dieser rundlaufend und spielfrei aufgespannt ist.
Um mit dem Fräser Verzahnungen schnei den zu können, welche hohen Anforderungen genügen, müssen die Abmessungen des Zahn- profils, der Zahnteilung und die Schleifnuten teilung möglichst genau dem Sollwert ent sprechen. Sämtliche schneidenden Zähne müssen genau auf einer Schraubenlinie liegen. Besondere Beachtung ist der Flankenform und der Oberflächenbeschaffenheit der ein zelnen Fräserzähne zu schenken. Um glatte Zahnflanken beim Fräsen zu erreichen, müssen von vornherein Fräserbrust und Fräserflanken glatt und riefenfrei sein. Um den gestellten Ansprüchen nach Möglichkeit zu genügen, werden heute die Fräser in fol gender Weise erzeugt: 1. Der Fräserkörper wird gedreht. 2.
Die Spannuten werden eingefräst.
3. Das Schneideprofil wird durch Hinter drehen der einzelnen Zähne erzeugt.
4. Zur Beseitigung von Spannungen wer den die Fräser ausgeglüht.
5. Der Fräser wird gehärtet.
6. Die Fräserbohrung wird geschliffen und geläppt.
7. Die Zahnbrust wird geschärft.
B. Beim Fräser mit geschliffenen Flanken stellt das Hinterschleifen den letzten Arbeits gang dar. Dieses geschieht mit Spezialmaschi nen und wird je nach Art und Grösse der Fräser und ihrer Teilung mit doppelkegeli gen Schleifscheiben, hohlkegeligen Schleif scheiben oder kegeligen Fingerscheiben vor genommen.
Diese Schleifscheiben sind klein und empfindlich, insbesondere bei der Herstellung von Fräsern mit kleiner Teilung. Sie müssen ja den Hinterschliff jedes einzelnen Fräser zahnes auszuführen gestatten, ohne dass sie den nächstfolgenden Zahn beschädigen, wie dies grössere Schleifscheiben tun würden. Diese kleinen Schleifscheiben sind teuer in ihrer Herstellung und unterliegen einer über aus starken Abnutzung. Ihre Anwendung lässt sich aber bei den bis jetzt bekannten Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Wälzfräsern nicht vermeiden. Ein weiterer Mangel der hinterschliffenen Fräser ist noch der, dass die Entfernung der beim Schleifen auftretenden Unebenheiten von der Ober fläche der fertig geschliffenen Fräserzähne nicht mehr möglich ist.
Die geeignete Me thode für die Feinbearbeitung von gehärteten Werkzeugen ist eine Nachbehandlung mit aufgeschlämmten oder angefeuchteten Polier mitteln, das Läppen, das für die Zahnbrust benutzt wird, aber für die Flanken bis jetzt nicht zur Anwendung gebracht werden konnte.
Die Erfindung ermöglicht es, relativ billig genaue Werkzeuge herzustellen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung von Wälz- und Profilfräsern, Ge windebohrern und Schneideisen, das die Möglichkeit bietet, in einfachster Weise z. B. Fräser von bisher unerreichbarer Güte her zustellen.
Die Herstellung der Fräser nach dem erfindungsgemässen Verfahren geschieht derart, dass ein vorzugsweise härtbarer Aussen ring von einer zur Metallbearbeitung geeig neten Härte auf einen nicht härtbaren Innen ring aufgebracht und mit diesem fest verbun den wird, dass in den so entstandenen Doppel ring ein Trägerkörper eingepresst wird, wo bei sich Innenring und Trägerkörper nur an einzelnen Stellen berühren, dass darauf das Werkzeugprofil in den Aussenring eingear beitet, vorzugsweise eingeschliffen, und die Spannuten, die mindestens bis zum Innenring reichen, eingearbeitet werden, wobei sich Innenring und Trägerkörper an den Stellen, an denen sich die Spannuten befinden, nicht berühren,
und dass schliesslich der Innenring an allen Stellen, an denen sich Spannuten be finden, zwecks Erzeugung hinterschnittener Werkzeugzähne derart an den Trägerkörper angepresst wird, dass die rückwärtigen Enden aller Werkzeugzähne um den gleichen Be trag der Achse des Werkzeuges näher liegen als die an der Zahnbrust befindlichen vor- dern Enden der Zähne.
Die Zeichnung betrifft ein Ausführungs beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens. Fig. 1 und 2 zeigen die einzelnen Herstel lungsstufen, Fig. 3 und 4 die Wirkung der Einziehvorrichtung und Fig. 5 den fertigen Fräser. Bei der Herstellung desselben wird in folgender Art vorgegangen: Ein gedrehter Aussenring 1 aus Stahl (Fig. 1) wird auf einen Innenring 2 aus einem nicht härtbaren Material, z. B. Kupfer, mittels eines Hartlotes aufgelötet oder ge schweisst und gehärtet.
Dann wird der Innen ring 2 ausgedreht und ein profilierter Trä gerkörper 3 in den so entstandenen Doppel ring eingepresst. Eine zweckmässige Form des profilierten Trägerkörpers, die sich praktisch bewährt hat, ist in Fig. 1 dargestellt. Wie ersichtlich, berühren sich Trägerring und Innenring nur an einzelnen Stellen. Darauf wird der so entstandene Körper auf einen Normaldorn. aufgenommen und die seitlichen Flächen und der Aussendurchmesser werden geschliffen. Dann wird das Werkzeugprofil P in den gehärteten Aussenring eingeschliffen.
Dabei können ohne weiteres Schleifscheiben mit grösserem Durchmesser verwendet wer den, da ein Hinterschleifen nicht stattfindet. Diese Schleifscheiben sind verhältnismässig billig und schleifen auch z. B. die Profile für kleinsten Modul mit der erforderlichen Genauigkeit.
Wird auf besonders glatte Oberfläche der verzahnten Räder Wert gelegt, was: z. B. bei kleinen Zahnrädern für Triebwerkteile der Fall ist, so, kann nun das Profil des Fräsers noch durch Läppen feinst bearbeitet werden. Die Flanken der später aus diesem Profil herausgearbeiteten Fräserzähne erhalten auf diese Weise eine Oberflächengüte, die nach keinem der bis jetzt bekannten Verfahren auch nur annähernd zu ,erreichen war.
Nun werden Spannuten eingeschliffen, so dass die einzelnen Fräserzähne entstehen. Das Einschleifen der Spannuten geschieht so, dass der gehärtete Aussenring mindestens bis auf den Innenring durchgeschliffen wird. Nach her werden mit Hilfe der in Fig. 4 dar gestellten Einziehvorrichtung die einzelnen Profilsegmente eingezogen. Ring 4 wird, wie in Fig. 4 dargestellt, durch Einschrauben immer mehr in Ring 5 hineingezogen und be wirkt, dass unter Vermittlung der Keile 6 der Innenring 2 an den Stellen, an denen sich Spannuten befinden, derart an den Träger körper angepresst wird, dass die in Fig. 5 dar gestellte Form entsteht.
Das nicht härtbare Material hält eine solche Formänderung ohne weiteres aus und man erreicht also den Hinterschnitt 7 mit einer Genauigkeit, die nur von der genauen Ausführung der Ein- ziehvorrichtung abhängig ist. Wie ersicht lich, berühren Innenring und Trägerköper an den Stellen, wo sich die Spannuten befinden, sich nicht. Nach dem Scharfschleifen und Läppen der Zahnbrust ist das Werkzeug ge brauchsfertig.
Die in Fig. 3 und 4 gezeich nete Einziehvorrichtung kann selbstverständ lich durch irgendwelche andere Vorrichtun gen, die dieselben Wirkungen erzielen, er setzt werden. Das Werkzeugprofil könnte eingeschliffen werden und durch Polieren mit aufgeschlemmtem Poliermittel vor dem Anpressen des Innenringes an den Träger körper an den Spannuten nachbehandelt werden.
Das an Hand der Zeichnung beschriebene Verfahren zur Herstellung von Wälz- und Profilfräsern, Gewindebohrern und Schneid eisen zeigt folgende bedeutende Vorteile: Die zur Herstellung erforderlichen Ar beitszeiten ;sind wesentlich geringer. Die zum Schleifen des Profils erforderliche Zeit be trägt wenige Minuten gegenüber mehreren Stunden beim alten Verfahren des Hinter- schleifens.
Die Oberfläche der Flanken der Fräser zähne und daher auch die Oberflächen der verzahnten Räder oder erzeugten Profile sind wesentlich besser als die Oberflächen der Verzahnungen, welche mit den besten ge schliffenen Fräsern herstellbar sind, da die Flächen nachpoliert (geläppt) sind.
Die Zähnezahlen der Fräser können un gefähr um 25 % erhöht werden, weil nach diesem Verfahren auch kürzere Zähne in ein wandfreier Güte erhältlich :sind. Dadurch wird eine bessere Einhüllung der Zahnflan ken, die vor allem bei kleinen zu schneiden den Zähnezahlen von Bedeutung ist, erreicht.
Es können auch Fräser mit kleinstem Mo dul, z. B. ungefähr 0,1, geschliffen werden. Auch die mit diesen kleinen Fräsern her gestellten Zähne zeigen eine hervorragende Oberflächengüte, wie sich durch mikrasko- pische Betrachtung und sorgfältige Messungen beim Laufen dieser Räder feststellen lässt.
Die Kosten des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Fräsers betragen nur ungefähr die Hälfte derjenigen eines Fräsers mit hinterschnittenen, z. B. hinterschliffenen oder hinterdrehten Flanken. Diese bedeutende Kostenermässigung ist sowohl auf Erspar nisse an teurem, hochwertigem Werkzeug stahl als auch auf die wesentlich geringere Arbeitszeit, die für die Herstellung auf gewendet -erden muss, zurückzuführen.
Da die auf dem Innenring aufgelöteten bezw. aufgeschweissten Zähne über ihre ganze Länge das richtige Profil aufweisen, können sie bis fast zum Segmentende 8 aus genutzt werden. Das Fräserprofil kann nicht nur durch Einschleifen, sondern auch durch Drehen in einem harten, vorzugsweise ge härteten Aussenring erzeugt werden. Da das Drehen in den meisten Fällen keine hin reichend glatte Oberfläche ergibt, so wird an die Bearbeitung des Aussenringes durch Drehen zweckmässig noch eine Bearbeitung durch Feinstpolieren mit aufgeschlämmten Poliermitteln (Läppen) angeschlossen. Man kann auch so vorgehen, dass man das Profil durch Drehen vorarbeitet und nach dem Härten durch glättende Massnahmen, wie Schleifen, Polieren oder Feindrehen fertig arbeitet.
Dabei können diese Massnahmen jede für sieh oder in Kombination angewendet werden. In dem Ausführungsbeispiel wurde ein am Umfang mit Nuten versebener Träger körper und ein glatter Innenring verwendet. Es ist auch möglich, umgekehrt einen am Umfang glatten Trägerkörper und einen innen mit Nuten versehenen Innenring anzu wenden. Schliesslich können sowohl Innen ring als auch Trägerkörper mit Nuten ver sehen sein. Der harte Aussenring, der zur Aufnahme des Fräserprofils dient, kann auch durch einzelne, mit dem nicht härtbaren Trägerring fest verbundene Segmente ge bildet werden.
Das beschriebene Verfahren, durch das die Herstellung von Fräsern ausserordentlich vereinfacht und auf neue Grundlagen gestellt ist, kann selbstverständlich in verschiedener Weise je nach den Anforderungen mit be kannten Massnahmen kombiniert werden. Die auf diese Weise erzeugten Fräser sind zu allen Verzahnungs- und Profilierungsarbeiten ohne Einschränkung anwendbar. Stirnräder, Spindel- und Schneckenräder und Profile jeder Art können mit einer solchen Genauigkeit hergestellt werden, dass volle Austausch barkeit der erzeugten verzahnten Körper ge währleistet ist.
Die höhere Zahnzahl des Fräsers erlaubt grösseren Vorschub sowie höhere Schnittgeschwindigkeit und damit eine Leistungssteigerung bei gleichzeitiger Verbesserung der Güte der erzeugten Ver zahnungen. Das erfindungsgemässe Verfah ren lässt sich auch für die Herstellung von Gewindebohrern und Schneideisen sinngemäss anwenden.
Process for the production of hobs and profile cutters, taps and dies. To carry out gear and profiling work, milling processes are used to a large extent. The work area of this Ver drive extends over spur, worm and helical gears of all kinds on the one hand and the production of various profiles on the other. It can thus be cut all uniformly recurring profiles on the circumference. Gears of any tooth shape, tooth size, worm and helical gears of any wheel width and with a wide variety of crossing angles, even arrow gears can be manufactured without reclamping.
The milling of spur gears and helical gears as well as profiles is done in such a way that either the milling cutter is advanced parallel to the wheel axis or the workpiece is guided past the milling cutter in the direction of its axis. When making gears, the cutter and wheel rotate like two meshed gears, e.g. B. in the case of a spur gear cutter, they rotate in the ratio of the number of milling speeds to the number of teeth. During the work process, the cutting edges of the hob wrap the teeth of the workpiece with an extraordinarily dense network, so that a smooth surface is formed by the cutting cut of the cutting teeth following one another.
With a good indexing accuracy of the machine, the dimensional accuracy of the generated tooth is a pure function of the hob, provided that it is clamped so that it runs true to shape and is free of play.
In order to be able to cut gears that meet high requirements with the milling cutter, the dimensions of the tooth profile, the tooth pitch and the grinding groove pitch must correspond as precisely as possible to the target value. All cutting teeth must lie exactly on one helix. Particular attention must be paid to the flank shape and the surface properties of the individual cutter teeth. In order to achieve smooth tooth flanks when milling, the cutter face and cutter flanks must be smooth and free of grooves from the outset. In order to meet the demands made as far as possible, the milling cutters are now produced in the following manner: 1. The milling cutter body is rotated. 2.
The flutes are milled.
3. The cutting profile is created by turning back the individual teeth.
4. To eliminate tension, who anneal the milling cutters.
5. The milling cutter is hardened.
6. The milling cutter bore is ground and lapped.
7. The tooth face is sharpened.
B. When milling cutters with ground flanks, relief grinding is the last step. This is done with Spezialmaschi NEN and depending on the type and size of the cutter and its division with double cone grinding wheels, hollow conical grinding disks or conical finger washers before.
These grinding wheels are small and delicate, especially when making cutters with a small pitch. You have to allow the relief of each individual milling tooth to be carried out without damaging the next tooth, as larger grinding wheels would do. These small grinding wheels are expensive to manufacture and subject to excessive wear. However, their use cannot be avoided in the processes known up to now for the production of high-quality hob cutters. Another shortcoming of the relief-ground milling cutter is that it is no longer possible to remove the unevenness that occurs during grinding from the surface of the finished milling cutter teeth.
The suitable method for the fine machining of hardened tools is an after-treatment with slurried or moistened polishing agents, the lapping, which is used for the tooth face but has not yet been able to be used for the flanks.
The invention enables accurate tools to be manufactured relatively cheaply. The invention relates to a method for the manufacture of hobs and profile cutters, Ge taps and dies, which offers the possibility of z. B. provide milling cutters of previously unattainable quality.
The milling cutters are manufactured according to the inventive method in such a way that a preferably hardenable outer ring of a hardness suitable for metalworking is applied to a non-hardenable inner ring and firmly connected to it, so that a carrier body is pressed into the double ring thus created , where the inner ring and carrier body only touch at individual points, so that the tool profile is machined into the outer ring, preferably ground, and the flutes that extend at least to the inner ring are incorporated, with the inner ring and carrier body at the points where the flutes are located, do not touch them,
and that finally the inner ring is pressed against the carrier body at all points where there are flutes in order to produce undercut tool teeth in such a way that the rear ends of all tool teeth are closer to the axis of the tool by the same amount than those on the tooth face front ends of the teeth.
The drawing relates to an embodiment example of the method according to the invention. Fig. 1 and 2 show the individual stages of manufacture, Fig. 3 and 4 the effect of the pull-in device and Fig. 5 the finished milling cutter. In the manufacture of the same, the procedure is as follows: A turned outer ring 1 made of steel (FIG. 1) is placed on an inner ring 2 made of a non-hardenable material, e.g. B. copper, soldered by means of a hard solder or ge welded and hardened.
Then the inner ring 2 is turned out and a profiled Trä gerbody 3 is pressed into the resulting double ring. An expedient shape of the profiled support body which has proven itself in practice is shown in FIG. As can be seen, the carrier ring and inner ring only touch at individual points. The resulting body is then placed on a standard mandrel. added and the side surfaces and the outer diameter are ground. Then the tool profile P is ground into the hardened outer ring.
Grinding wheels with a larger diameter can easily be used, since relief grinding does not take place. These grinding wheels are relatively cheap and also grind z. B. the profiles for the smallest module with the required accuracy.
If the particularly smooth surface of the toothed wheels is important, what: z. B. is the case with small gears for engine parts, the profile of the milling cutter can now be finely machined by lapping. In this way, the flanks of the cutter teeth that were later worked out from this profile receive a surface quality that none of the previously known methods could even come close to.
Chip flutes are now ground in so that the individual cutter teeth are created. The flutes are ground in such that the hardened outer ring is ground through at least down to the inner ring. After her, the individual profile segments are drawn in with the help of the drawing device provided in FIG. 4. Ring 4 is, as shown in Fig. 4, more and more drawn into ring 5 by screwing and acts that, with the mediation of the wedges 6, the inner ring 2 is pressed against the carrier body in such a way at the points where there are flutes, that the form presented in Fig. 5 is created.
The non-hardenable material can easily withstand such a change in shape and the undercut 7 is thus achieved with an accuracy that is only dependent on the exact design of the pull-in device. As can be seen, the inner ring and the carrier body do not touch at the points where the flutes are located. After sharpening and lapping the tooth face, the tool is ready to use.
The drawing in Fig. 3 and 4 designated retraction device can of course Lich conditions by any other Vorrichtun that achieve the same effects, he sets. The tool profile could be ground in and treated by polishing with suspended polishing agent before the inner ring is pressed against the carrier body on the chip flutes.
The method described with reference to the drawing for the production of hob cutters and profile cutters, taps and cutting irons shows the following significant advantages: The working times required for production are much lower. The time required to sand the profile is a few minutes compared to several hours with the old back-sanding method.
The surface of the flanks of the milling cutter teeth and therefore also the surfaces of the toothed wheels or the profiles produced are much better than the surfaces of the toothing, which can be produced with the best ground milling cutters, since the surfaces are polished (lapped).
The number of teeth on the milling cutters can be increased by around 25%, because with this process shorter teeth are also available in a wall-free quality. As a result, a better enveloping of the tooth flanks, which is important to cut the number of teeth, especially with small ones, is achieved.
It can also cutters with the smallest Mo module, z. B. about 0.1, be ground. The teeth produced with these small milling cutters also show an excellent surface quality, as can be determined by microscopic examination and careful measurements while these wheels are running.
The cost of the milling cutter produced by the method described is only about half that of a milling cutter with undercut, e.g. B. relief-ground or back-turned flanks. This significant cost reduction is due both to savings on expensive, high-quality tool steel and to the significantly lower working time that has to be turned over for production.
Since the soldered on the inner ring respectively. If the welded-on teeth have the correct profile over their entire length, they can be used up to almost the end of the segment 8. The milling cutter profile can be produced not only by grinding, but also by turning in a hard, preferably hardened, outer ring. Since turning does not produce a sufficiently smooth surface in most cases, the machining of the outer ring by turning is expediently followed by machining by fine polishing with slurried polishing agents (lapping). You can also proceed in such a way that the profile is pre-worked by turning and then finished after hardening by smoothing measures such as grinding, polishing or precision turning.
These measures can be used individually or in combination. In the exemplary embodiment, a carrier body with grooves and a smooth inner ring was used. It is also possible, conversely, to use a support body that is smooth on the circumference and an inner ring provided with grooves on the inside. Finally, both the inner ring and the carrier body can be seen with grooves. The hard outer ring, which is used to hold the milling cutter profile, can also be formed by individual segments firmly connected to the non-hardenable carrier ring.
The method described, by which the production of milling cutters is extremely simplified and placed on a new basis, can of course be combined with known measures in various ways, depending on the requirements. The milling cutters generated in this way can be used for all gear cutting and profiling work without restriction. Spur gears, spindle and worm gears and profiles of all types can be produced with such an accuracy that full interchangeability of the toothed bodies produced is guaranteed.
The higher number of teeth on the milling cutter allows a greater feed rate and higher cutting speed and thus an increase in performance while at the same time improving the quality of the gears produced. The method according to the invention can also be used analogously for the production of taps and dies.