Einschließlich 3D-Zahnformausgabe zum 5-Achs-Verzahnungsfräsen Unabhängig einsetzbar von Maschinentype und Hersteller Vollständig berechnetes Zahnprofil einschließlich Zahnfuß Identische Zahngeometrie verglichen zur Fertigung auf traditionellen Verzahnungsmaschinen Zahnradberechnungssoftware ...einzigartig & kompromisslos DEPO GearEngineer Inhaltsverzeichnis }} Stirnräder Gerad- und Schrägverzahnung Außenverzahnungen Innenverzahnungen }} Zahnwellenverbindungen Seite 6-7 8-9 }} Kegelräder Gerad- und Schrägverzahnung DIN-Kegel Standard-Kegel Klingelnberg-Kegel 10-11 }} Spiralkegelräder Klingelnberg Zyklo-Palloid® 12-13 }} TCA – Zahnkontaktanalyse 14-15 Tragbildsimulation }} Datenausgabe 16 }} Prozessablauf 5-Achs-Technologie 17 }} Allgemeine Informationen 18 |3 DEPO Vorwort GearEngineer DEPO GearEngineer }} Wofür benötigen Sie GearEngineer? Zum Fräsen von komplexen, freien Formen auf Bear- }} Was ist GearEngineer? beitungszentren – also auch Verzahnungsgeometrien GearEngineer ist eine professionelle Zahnradberechnungssoftware zur Auslegung, einer Zeichnung benötigt. – werden 3D-Zahnprofile statt 2D-Werkstückdaten Optimierung und Nachrechnung von Verzahnungsgeometrien und beinhaltet neben der Tragfähigkeitsberechnung auch eine Zahnkontaktanalyse (TCA). } Stirnräder (Gerad- und Schrägverzahnung) – Außenverzahnungen – Innenverzahnungen – Zahnwellenverbindungen } Kegelräder (Gerad- und Schrägverzahnung) Da Zahnräder nicht nur Drehbewegungen, sondern – DIN-Kegel auch Drehmomente übertragen, ist es wichtig, dass – Standard-Kegel 5-achsig gefräste Verzahnungen den konventionell – Klingelnberg-Kegel gefertigten Zahnprofilgeometrien entsprechen. } Spiralkegelräder Klingelnberg Zyklo-Palloid® Darüber hinaus ermöglicht GearEngineer die Ausgabe von vollständig generierten 3D-Zahnprofilen zum 5-Achs-Verzahnungsfräsen über eine CAD Datenschnittstelle als STEP und IGES Dateien. Die berechneten und erzeugten 3D-Zahnprofile sind identisch zur traditionellen Bearbeitung auf Verzahnungsmaschinen und zeigen keinerlei geometrische Abweichungen. GearEngineer erzeugt eine identische Zahnform – Für eine individuelle Fräsprogrammierung sind die jeweiligen Bereiche im 3D- auf dieser Basis entspricht das Laufverhalten und die Zahnprofil bestehend aus Zahnkopf, Zahnflanken und Zahnfuß einzeln selektier- Festigkeit dieser 5-Achs-gefrästen Verzahnungen den bar. Bearbeitungen auf traditionellen Verzahnungsmaschinen. }} Wer hat GearEngineer entwickelt? GearEngineer basiert auf der Kooperation der Unternehmen DEPO und GWJ Technology. Die GWJ Technology GmbH ist erfolgreich im Bereich Engineering und Berechnungssoftware für Maschinenelemente am Markt und bekannt über die Softwarelösungen TBK und eAssistant. 4| } Stirnräder: Das Zahnhöhenprofil entspricht einer »EVOLVENTE« } Kegelräder: Das Zahnhöhenprofil entspricht einer »OKTOIDE« |5 DEPO GearEngineer }} Zylindrische Stirnräder (Außen- und Innenverzahnungen, gerad- und schrägverzahnte Ausführung) GearEngineer DEPO } Leistungsüberblick – Geometrie von Stirnradpaaren nach DIN 3960, DIN 3961, DIN 3964, DIN 3967, DIN 3977 und DIN 868 – Berücksichtigung der Profilverschiebung mit Auslegungsfunktion für ausgeglichenes spezifisches Gleiten – Betriebsachsabstand vorgebbar, alternativ Ermittlung des Achsabstandes aus vorgegebenen Profilverschiebungsfaktoren – Zahndickentoleranzen und Achsabstandsabmaße aus Listboxen auswählbar oder individuell definierbar – Kopfkantenbruch kann in der Berechnung berücksichtigt werden – Genormte Werkzeugbezugsprofile nach ISO 53, DIN 867 und DIN 3972 I und II können gewählt oder individuell vorgegeben werden, Protuberanzwerkzeuge mit und ohne Bearbeitungszugabe, Auslegungsfunktion für Sonderwerkzeuge – Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneidrad / Stoßrad, konstruierte Evolvente – Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung – Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen – Darstellung der exakt berechneten Zahnform mit Animation / Simulation des Zahneingriffs – Geometrie von Innenverzahnungen mit gleichen Zähnezahlen möglich (für Zahnwellengeometrie DIN 5480 und ähnlich) – Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 Methode B, ISO 6336 Methode B und ISO/TR 13989 mit integrierter Werkstoff- und Schmierstoffdatenbank – Berücksichtigung von Schleifkerben – Optimale Einsatzhärtetiefe, Vorgabe manuelle Einsatzhärtetiefe und Berücksichtigung in der Festigkeitsberechnung – Betriebsweise schwellend, wechselnd oder reversierend – Verzahnungswirkungsgrad Profilmodifikationen } Kopfrücknahme linear (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe) ohne und mit Übergangsbereich } Kopfrücknahme kreisförmig (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe) } Fußrücknahme linear (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe) ohne und mit Übergangsbereich } Fußrücknahme kreisförmig (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe) } Höhenballigkeit (symmetrisch) Breitenmodifikation } Längsballigkeit (symmetrisch, asymmetrisch) } Endrücknahme – Berechnung der Sicherheiten für Zeit- und Dauerfestigkeit sowie statische Sicherheit (Zahnfuß, Flanke- bzw. Grübchen, Fressen) – Berücksichtigung von Profilmodifikationen: lineare Kopf- und Fußrücknahmen mit und ohne Übergangsbereich, kreisförmige Kopf- und Fußrücknahmen, symmetrische Höhenballigkeit – Berücksichtigung von Breiten- bzw. Flankenmodifikationen: Endrücknahmen, symmetrische und asymmetrische Breitenballigkeiten – Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format – CAD-Datenausgabe: 2D DXF und 3D STEP / IGES } TCA Zahnkontaktanalyse für Stirnräder (optional) – Zahnkontaktanalyse ohne Last für Stirnräder – Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Außen- und Innenstirnräder – Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung – Grafische Darstellung des Kontakttragbildes Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 und ISO 6336 Methode B sowie ISO/TR 13989 6| |7 DEPO GearEngineer }} Evolventische Zahnwellen- und Zahnnabenprofile GearEngineer DEPO } Leistungsüberblick – Geometrie von Passverzahnungen mit Evolventenflanken (Zahnwellenverbindungen) nach DIN 5480, DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1 und ähnlich – Auswahl der in den Normen enthaltenen Profile inklusive Suchfunktion – Individuelle Geometriedefinition möglich – Auf Basis einer gewählten Profilgröße werden automatisch Zähnezahl, Profilverschiebungsfaktor, Normalmodul und Eingriffswinkel gesetzt und Kopf- und Fußkreisdurchmesser berechnet – Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneid- bzw. Stoßrad und konstruierte Evolvente verfügbar – Werkzeugbezugsprofile nach DIN 5480 für Räumen, Wälzfräsen, Wälzstoßen und Kaltwalzen sowie für Durchmesserzentrierung sind auswählbar oder können individuell vorgegeben bzw. ausgelegt werden – Werkzeugbezugsprofile für DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M und ANSI B92.1 sind ebenfalls auswählbar – Verzahnungsqualität und Abmaßreihe nach den entsprechenden Normen wählbar – Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung – Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen – Berechnung des Normal- und Verdrehflankenspiels – Darstellung der exakt berechneten Zahnform – Festigkeitsberechnung nach Niemann, Winter, Höhn – Berücksichtigung unterschiedlicher Lastein- bzw. -ableitungen mit Lastverteilungsfaktor nach DIN 6892 – Auslegungsfunktionen – Berücksichtigung von Lastspitzen und Wechseldrehmoment – Ermittlung der zulässigen Pressungen aus Werkstoffkennwerten – Berechnung der Flächenpressungen und der Sicherheiten für Betriebsbelastung und maximale Belastung für Welle und Nabe – Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF-Format (Deutsch / Englisch) – Ausgabe der genauen Zahnform als 3D STEP/IGES: Volumenmodell, Flächenmodell der Zahnlücke (Einzelflächen für Flanken und Fußkurven auswählbar, inkl. individueller Verlängerungen/Überstände an den Zahnenden und am Kopfkreisdurchmesser) und Leitkurven – Ausgabe von Sollmessdaten (Koordinatentextdatei von Flankenpunkten gemäß eines vom Anwender vorgegebenen Messgitters) } Nach DIN 5480, DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1 } Inkl. Prüfmaße und Toleranzen 8| |9 DEPO GearEngineer GearEngineer DEPO }} Gerade und schräge Kegelräder nach ISO 23509 und DIN 3971 Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 } Leistungsüberblick Zahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen. Das Zahnhöhenprofil entspricht einer Oktoide. – Geometrie von gerad- und schrägverzahnten Kegelrädern nach ISO 23509 und DIN 3971 – DIN-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt (Gleason) – Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe) – Standard-Kegelradform: Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt (Gleason / Konvoid) – Berücksichtigung von Profilhöhen- und Profilseitenverschiebung – Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne Achsversatz – Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel ungleich 90°, ohne Achsversatz – Werkzeugdaten individuell vorgebbar – Berechnung der Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung – Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln, Berechnung sowie direkte Vorgabe des Einbaumaßes – Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie individuelle Vorgabe möglich – Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie Verzahnung – Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen; Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktabweichungen } Klingelnberg-Kegelradform: (konstante Zahnhöhe) Kopf-, Fuß- und Teilkegel laufen parallel – Berücksichtigung von Längs- bzw. Breitenballigkeiten – Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff- und Schmierstoffdatenbank – detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format – CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES } DIN-Kegelradform: (Gleason) Kopf-, Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt einschließlich } TCA Zahnkontaktanalyse für Kegelräder – Zahnkontaktanalyse ohne Last für Kegelräder – Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Kegelräder } Standard-Kegelradform: (Gleason / Konvoid) Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt – Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung – Grafische Darstellung des Kontakttragbildes 10 | | 11 DEPO GearEngineer GearEngineer DEPO }} Spiralkegelräder Zyklo-Palloid® nach Klingelnberg KN 3028 / ISO 23509 Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 (ohne Achsversatz) GearEngineer ermöglicht dieselbe Berechnung von Klingelnberg Zyklo-Palloid® Spiralkegelrädern wie bei einer Bearbeitung auf Klingelnberg Kegelradfräsmaschinen. Wie beim Klingelnberg Original entspricht das Zahnhöhenprofil einer Oktoide sowie die Flankenleitlinie einer Epizykloide. Darüber hinaus eröffnet das 5-Achs-Fräsen zusätzliche konstruktive Freiheiten zur Auslegungsoptimierung, da keine Abhängigkeit mehr zur traditionellen Maschinenkinematik und deren profilierten Kegelradmessern besteht. } Leistungsüberblick Zahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen. Das Zahnhöhenprofil entspricht einer Oktoide, die Flankenleitlinie einer Epizykloide. – Geometrie von Zyklo-Palloid verzahnten Kegelrädern nach Klingelnberg KN 3028 / ISO 23509 – Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe) – Berücksichtigung von Profilhöhen- und Profilseitenverschiebung – Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne Achsversatz – Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel ungleich 90°, ohne Achsversatz Nachstehend einige prägnante Modifikationsbeispiele: – Werkzeugdaten individuell vorgebbar } Der Flugkreisradius sowie die Messergangzahl können entsprechend der traditionell verwendeten Messerköpfe oder als freie Eingabe definiert werden. } Das Werkzeugbezugsprofil kann analog zu den Klingelnberg Messersätzen oder abweichend in der Geometrieberechnung berücksichtigt werden. } Neben Längs- bzw. Breitenballigkeiten können auch Höhenballigkeiten frei gewählt, berechnet und im 3D-Modell integriert werden. Möglich ist dies wahlweise für Rad, Ritzel oder Rad + Ritzel. – Berechnung der Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung – Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln, Berechnung sowie direkte Vorgabe des Einbaumaßes – Bei Zyklo-Palloid Kegelrädern mittlerer Spiralwinkel βm von 0° möglich – Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie individuelle Vorgabe möglich – Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie Verzahnung – Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen; Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktabweichungen – Berücksichtigung von Längs- bzw. Breitenballigkeiten und Höhenballigkeiten – Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff- und Schmierstoffdatenbank – Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format } Beim traditionellen Herstellverfahren auf Kegelradfräsmaschinen können Modifikationen nur im begrenzten Rahmen im Zusammenspiel der Maschinenperipherie mit werkstückbezogenen, profilierten Kegelradmessern berücksichtigt werden. } GearEngineer ermöglicht die Kontrolle der zusätzlichen Modifikationseingaben durch eine integrierte Tragfähigkeitsberechnung und Tragbildsimulation. } Die Weich- und Hartbearbeitung (Schruppen, Zahnfuß, Zahnflankenschlichten) erfolgt auf demselben 5-achs-simultanfähigen Bearbeitungszentrum mit unprofilierten VHM Fräswerkzeugen. 12 | – CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES einschließlich } TCA Zahnkontaktanalyse für Spiralkegelräder – Zahnkontaktanalyse ohne Last für Spiralkegelräder – Analyse möglich für Spiralkegelräder – Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung – Grafische Darstellung des Kontakttragbildes | 13 DEPO GearEngineer DEPO GearEngineer Tragbildkontrolle durch TCA Zahnkontaktanalyse (ohne Last) Jeweils für: } Spiralkegelräder } gerade / schräge Kegelräder } Stirnräder Insbesondere bei Kegelradsätzen ist bereits bei der Auslegung eine Kontrolle des Tragbilds von entscheidender Bedeutung. GearEngineer ermöglicht nach der Basisauslegung des Werkstücksatzes über die TCA Zahnkontaktanalyse eine Berechnung und Simulation des Tragbildes an Rad und Ritzel. Diese Berechnungssimulation kann ähnlich dem Abrollen auf einer Laufprüfmaschine verglichen werden. Das Tragbild wird visuell im 3D-Modell dargestellt. Entspricht die Größe und Lage des Tragbildes nicht der technischen Anwendungsvorgabe, so wird durch Modifikation der Geometriedaten das Zahnkontaktbild angepasst – und zwar bevor der erste Span fällt. Abb.: Berechnungsbeispiel „Tragbildverlagerungen in Y“ 14 | Darüber hinaus ist eine Berechnung für von der Idealposition abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung integriert, so dass eine Betrachtung des Tragbilds hinsichtlich Verlagerungen (Verschiebungen) in X-, Y- und Z-Richtung gegeben ist. Auf Anhieb deckungsgleiches Ergebnis von Theorie (3D-Modell) und Praxis (Fräsergebnis) Was auf einer traditionellen Kegelradfräsmaschine bisher undenkbar ist, ermöglicht die 5-Achs-Verzahnungstechnologie. Das 3D-Modell und der gefräste Werkstücksatz zeigen auf Anhieb ein deckungsgleiches Tragbild. Damit entfallen beim 5-Achs-Verzahnungsfräsen die beim Einsatz von traditionellen Kegelradfräsmaschinen üblichen Nach- und Korrekturbearbeitungen vom Ritzel bzw. vom Tellerrad. | 15 DEPO GearEngineer DEPO GearEngineer } Prozessablauf 5-Achs-Technologie } Datenausgabe: STEP / IGES frei selektierbare Flächen von Zahnkopf, Flanken und Zahnfuß Schritt 1: Berechnung } Volumenmodell Verlängerte Flächen + Kurven (für präzisen Werkzeuglauf) } Flächenmodell } Kurven } Grundkörper } Die im GearEngineer berechnete und generierte 3D-Zahnform wird in gängigen Formaten als STEP und IGES Datenfiles erzeugt. 1 Der STEP/IGES Datensatz wird in einer CAM Software (z.B. DEPO CAM) geöffnet und ist die Basis für die Fräsprogrammierung. } Sollmessdaten Topographiemessung: für Koordinaten-Zahnradmessgeräte und Klingelnberg Zahnradmessgeräte Volumenmodell (vergrößerter Ausschnitt) + verlängerte Flächen + Kurven 2 GearEngineer: 3D Zahnform Schritt 2: Programmierung } Unsere Softwarelösungen GearEngineer (Zahnradberechnung CAD) sowie DEPO CAM (Fräsprogrammierung CAM) sind unabhängig vom Hersteller und Maschinentype für unterschiedliche Bearbeitungszentren einsetzbar. CAM Fräsprogrammierung Volumenmodell Schritt 3: Fräsbearbeitung } DEPO bietet zur Ergänzung einer abgestimmten Prozesskette die Software DEPO CAM zur komfortablen Fräsprogrammierung sowie 5-achs-simultanfähige vertikale und horizontale Grundkörper 3 Bearbeitungszentren für die flexible Zahnradfertigung an. Bearbeitungszentren – unabhängig von Hersteller / Type 16 | | 17 DEPO GearEngineer Allgemeine Informationen Einzelplatzlizenz Systemvoraussetzungen Windows VISTA®, WIN7® oder Windows 8.1®, JAVA® 1.7 (ORACLE), ausreichend freier Festplattenspeicher und USB-Port Internetbrowser Internet Explorer (Microsoft), Mozilla Firefox Deutsch Sprache Englisch Chinesisch 18 | CAD Datenausgabe 2D: DXF 3D: STEP/IGES Dokumentation Die Berechnungsergebnisse können über die Erzeugung eines Protokolls dokumentiert werden. HTML & PDF (Deutsch/Englisch) Handbuch/Hilfe Integrierte Hilfe zu Softwarefunktionen inkl. technischer Informationen Softwareschutz Schutz gegen Missbrauch durch USB-Dongle DEPO DEPO unterstützt Sie gerne beim Freiformfräsen von Verzahnungen mit einer Komplettlösung aus einer Hand (Optionen auch einzeln erhältlich) Hochleistungs-Bearbeitungszentren (5-Achs-simultanfähig) Softwarelösungen GearEngineer DEPO CAM Werkzeuge und Werkzeugsysteme Technologiezentrum Für Schulungen, weiterführende Maschinen- und Werkzeugentwicklungen sowie Bearbeitungsstrategien Kontakt: GearEngineer Broschüre, Vers. 02/2015 Verkauf Bereich Verzahnung: Frau Verena Knop Tel.: 0 52 47/98 00-95 Fax: 0 52 47/98 00-85 95 Email: [email protected] Technische Unterstüzung (Fragen hinsichtlich der Softwarenutzung sowie Fragen zur Verzahnung und Kalkulation richten Sie bitte an): DEPO GmbH & Co. KG Von-Liebig-Str. 34 | 33428 Marienfeld Kontaktpersonen: Herr Martin Krieft Tel.: 0 52 47/98 00-73 Fax: 0 52 47/98 00-50 Email: [email protected]
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