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CN105817715B - 齿轮或成形磨削机及其操作方法 - Google Patents

齿轮或成形磨削机及其操作方法 Download PDF

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CN105817715B CN201610055372.3A CN201610055372A CN105817715B CN 105817715 B CN105817715 B CN 105817715B CN 201610055372 A CN201610055372 A CN 201610055372A CN 105817715 B CN105817715 B CN 105817715B
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Abstract

本发明涉及一种齿轮或成形磨削机(1)，其用于磨削预磨齿或预成形的工件(2)，其中磨削机包括至少一个工具轴(3)，其能够接收至少一个磨削工具(4)，并且其中磨削机包括至少一个工件轴(5、6)，其被可移动地设置于承载构件(7)处并且能够通过至少一个驱动器被向上驱动至工具轴(3)，以用于工件(2)和磨削工具(4)的至少临时性配合。为了以简单的测量提高磨削机在增加工件时的精确度，本发明教导至少一个块体(8)设置于承载构件(7)处或其中，块体(8)通过驱动构件(10)被可移动地设置于导向构件(9)处或其上，其中块体(8)与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永不接触。此外，本发明涉及操作该齿轮或成形磨削机的方法。

Description

齿轮或成形磨削机及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮或成形磨削机，其尤其用于磨削预磨齿或预成形的工件，其中该磨削机包括至少一个工具轴，该工具轴能够接收至少一个磨削工具，并且其中该磨削机包括至少一个工件轴，该工件轴被可移动地设置于承载构件处并且能够通过至少一个驱动器被向上驱动至工具轴，以用于工件和磨削工具的至少临时性配合。此外，本发明涉及用于操作这样的齿轮或成形磨削机的方法。
背景技术
尤其在齿轮生产时，最后的磨削工序有很高的重要性。在此工序中，齿面经磨削操作，齿面通过磨削操作产生精确的外形。一种用于生产齿轮系的有效方法是通过磨削蜗杆产生磨削或通过成形磨削盘产生成形磨削。
尤其对于具有小齿轮系(齿顶直径为大约200毫米)的工件，工序的主要时间相比次要时间相对较短。由于相对较短的主要时间，需要磨削机和磨削方法来获取在主要时间和次要时间之间具有改进比率的经济的生产工序。此外，这在由于增加的多个工件变量而引起的工件批量数目减少时也是特别适用的。因此，调整时间的减少变得愈加重要。
上述类型的齿轮磨削机及其操作方法由EP2305409B1可以得知。在此，已经描述了一种解决方案，其特征在于可以获得主要时间和次要时间之间有利的比率。因此，能够实现有经济效益的生产。同时，相对于加工的主要时间，调整时间部分可以被保持为较小。类似的解决方案显示于DE19920323A1中，其使用两个交替地操作的工件轴。
然而，这对于采用“拾取概念”的齿轮磨削机是不利的，当要被加工的齿轮的直径增加时(尤其在直径为125毫米以上时)，处理工件时的质量力变得很大，以致难以进行所需的精确定位，并且在没有精准的测量的情况下所需的质量水准不能得到保证。因此，在具有EP2305409B2的设计的磨削机上，工件的尺寸主要被限制为125毫米的最大直径，以用于可靠的齿轮磨削工序。由于对振动的概念上的敏感性，以可靠工序的方式来加工尺寸过度的工件是困难的。
发明内容
因此，本发明的目的是进一步开发上述类型的研磨机及其相应的操作方法，使得能够在临界振动方面克服机械设计的概念性限制。因此，本发明的目的在于至少使得工件的直径加倍，这迄今为止是可能的，并且在工序可靠的加工中使得工件的质量成四倍。
通过根据本发明的方法实现此目的的解决方案的特征在于，至少一个块体被设置于承载构件处或承载构件内，该块体被设置为可以通过驱动构件在导向构件处或导向构件上移动，其中块体与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有任何接触。
因此，优选地，块体在导向构件处或导向构件上可以线性移动。导向构件优选地被设计为线性导向件。驱动构件优选地被设计为伺服马达。因此所述的块体作为根据本发明而专用其质量力的部件。除了所述导向构件之外，块体与研磨机的其他部件不存在连接。
根据本发明优选的实施方式，两个工件轴被设置于一个承载构件处。承载构件因此能够被设计为在垂直方向上延伸的塔台。承载构件因此优选地被设置为可围绕垂直方向旋转。所述至少一个块体因此能够在水平方向上可移动地设置在导向构件处或导向构件上。
根据本发明的用于操作齿轮或成形磨削机的方法的特征在于，在工件轴在承载构件处或承载构件上位移的同时，至少一个块体通过驱动构件在导向构件处或导向构件上位移，其中块体与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有任何接触。
因此，优选地，工件轴的位移发生在垂直方向上，并且块体的位移发生在水平方向上。
至此，本发明应用于具有“拾取概念”的齿轮磨削机，以用于直径达250毫米的工件，优选地，其中两个工件轴设置为可以彼此成180°在回转塔台处垂直地移动。因此，由于“拾取轴”的高动态(即，在垂直方向上工件轴的运动时)所产生的质量力通过集成在回转塔台中的单独的块体(“振动块体”)而被补偿。
因此，没有磨削结果的负面影响。块体的相应的控制和尺寸确保了不需考虑相对于它的动态的垂直轴线的限制。
根据本发明所提出的设计允许直径达250毫米及更大的工件能够被加工，而没有优选的“拾取机概念”带来的问题，即，从相关的125毫米的工件直径达到现在能够实现双倍直径。所以，可以以节能的方式获取额外的生产能力。齿轮磨削工序的总体经济性被相应改进。
优选地，两个“拾取”工件轴被设置于单个柱状体处，其中两个工件轴被相对地装配。用于磨削工具修整的修整机可以被设置在第三位置。然后在部件在一个工件轴处被加工的同时，例如，在第二个轴处已经加工完成的工件被放置在传送带上。然后，新的部件通过拾捡轴从传送带上被获取、夹持以及校准。当部件在第一工件轴处加工完成时，柱状体围绕垂直轴线旋转180°，并且因此使得下一个工件位于用于加工的加工区域。
通常，在拾取轴在装载和卸载侧的运动期间，被集成在回转塔台中的块体(“振动块体”)执行补偿运动(反向运动)以补偿产生的质量力。
该概念优选地提供了多达三个料仓的集成的存储库，以用于装卸NIO/SPC部件。此外，此存储库被设置为用于张力机构的自动替换。
有益地，提出的磨削机尤其适用于汽车和机械制造工业的应用。作为例子提到的是，客车的齿轮箱(手动齿轮箱、有级式自动变速器、双离合齿轮箱)、行星齿轮(优选直径为30至60毫米)和控制齿轮(优选50至160毫米)以及轴驱动齿轮(优选170至250毫米)的部件。同样，应提到卡车齿轮箱以及工业齿轮箱。
因此，如本申请人的专利申请EP2305409B1中所述的磨削机的实施方式是尤其优选的。此文件被明确引用。
在工具轴的区域中，计数器保持件可以被固定地设置在机床上或机床处。此计数器保持件被两个工件轴使用。此外，可以设置进一步的外围装置：工件的校准装置可以被固定地设置在机床上或机床处的某一个位置。
此外，在承载构件(塔台)处，可以设置磨削工具的修整装置，通过该装置，磨削工具可以在需要时被修整。
此外，工件的离心台可以被固定地设置在机床上或机床处的另一个位置。
张力机构的替换台可以被固定地设置在机床上或机床处的另外的位置。此外，工件的放置台可以被设置在机床上或机床处。因此，优选的实施方式提供张力机构的替换台和工件的放置台分别包括具有至少两个放置位置的旋转台。因此，张力机构的替换台和工件的放置台优选地设计成结合的单元。
最后，在工具轴的区域中，磨削工具的替换台可以被固定地设置在机床上或机床处。
有益地，通过提出的概念，次要时间可以被优化(最小化)并且用于自动化的调整工序和功能可以被集成。可以在其他工件轴上的磨削的同时实现工件通过工件轴的装载和卸载、齿轮的夹持和校准(居中)、工件的加速和减速及离心。因此，提出的概念也允许针对次要时间的显著改进。
附图说明
在附图中显示了本发明的实施方式。
图1示出齿轮磨削机的立体视图，齿轮磨削机具有垂直延伸的塔台形式的承载构件，两个工件轴被设置于承载构件上，以将工件从装载和卸载区域移动到磨削位置并返回；
图2示出根据图1的相应的前视图。
附图标记列表
1 齿轮或成形磨削机
2 工件
3 工具轴
4 磨削工具
5 工件轴
6 工件轴
7 承载构件(塔台)
8 块体
9 导向构件(线性导向件)
10 驱动构件(伺服马达)
11 机座
12 旋转台
13 装载和卸载区域
14 校准单元
15 修整单元
16 张力机构的替换台
17 尾座
18 磨削工具的替换台
V 垂直方向
H 水平方向
CT 回转轴线
I 磨削位置
II 装载位置
具体实施方式
在附图中示出了齿轮磨削机1，齿轮磨削机1包括机座11。在机座11上，首先设置惯常的构件，以便能够执行齿轮磨削操作。因此，磨削机1尤其具有工具轴3，工具轴3具有磨削工具4(例如，用于粗加工和精加工的磨削盘或磨削蜗杆，也可以是在轴向方向上偏移的多个磨削工具)，磨削工具4设置于工具承载器处，其工具轴3设置于相应的可移动导向件上，使得它可以执行磨削工序所需的运动。在附图中运动的预定方向由双箭头表示，即X、Y、Z、A、B。但是，由于这些轴线为惯常的设置，在本文中不会进一步讨论。
此外，在齿轮磨削机1处设置有两个工件轴5和6，工件轴5和6分别设计用于接收工件2(参见图1中的旋转轴线C1和C2)。这两个工件轴5、6设置于塔台形式的承载构件7上，使得它们可以围绕垂直轴线(即，围绕回转轴线CT)回转。在围绕轴线CT回转期间，夹持在工件轴5、6中的一个工件轴上的工件2可以分别地从磨削位置I向装载位置II移动、反过来从位置II向位置I移动。
在装载位置II，工件2可以通过未图示的工具供给装置被装载或者卸载。因此，例如，工件2可以通过传送带被传送到磨削机或者从磨削机远离。当然，也可以有供应或传输工件2远离磨削机的其他类型的装置，比如装载单元。
为了使工件2在垂直方向上(即，在垂直方向V上)定位，工件轴5、6分别在方向WT1和WT2上移动。如果工件2具有相对较高的质量，则导致分别在方向WT1和WT2上快速运动时产生显著的质量力。为了分别防止及抵消这种情况，提供了块体8设置于承载构件7处或承载构件7中，块体8通过驱动构件10被可移动地设置于导向构件9上。块体8的运动方向在图1中用XT1表示。在本示例中，导向构件9被设计成螺旋传动装置。相应的螺母(未显示)设置于块体8中，螺母与螺旋传动装置配合。因此，螺旋传动装置旋转时块体8平移移动，其中所述旋转由伺服马达形式的驱动构件10来实现。
因此，块体8与其他的磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有任何接触。更确切地，块体8作为仅仅通过其质量力(经由塔台7上的导向构件9传递)作用于系统上的物体(即，振动块体)，并且在驱动构件10的相应控制下起到平衡由工件5、6产生的质量力的作用。
因此，如果工件轴5在方向R1上位移(参见图2)，则可以特别地且同时地在R2方向上移动块体8，以致由于块体8的质量力关于塔台7站立在机座11上的基点而产生补偿的扭矩，并且总体使得塔台站立的更加稳定。因此，如图2中所示，在此特定的情况中，由块体8的质量力产生所述平衡，从而对于工件轴5在垂直方向V上的运动设定了块体8在水平方向H上的相反的运动。
塔台7现在设置于旋转台12上。装载和卸载区域13设置于磨削机旁边。此外，应该提及的是校准单元14、修整单元15、张力机构的替换台16(SPC(要被测量的部件)/NIO(残次部件)存放处)、尾座17以及磨削工具的替换台18。
对于校准单元14，需要进行以下说明：在本实施方式中该单元包括免调整校准传感器，其优选地包括(至少)一条NC轴线，校准传感器能够通过该NC轴线进行(至少)一种线性运动。

Claims (22)

1.一种齿轮磨削机，其用于磨削预磨齿的工件，其中该磨削机包括至少一个工具轴(3)，工具轴(3)能够接收至少一个磨削工具(4)，并且其中该磨削机包括至少一个工件轴(5、6)，工件轴(5、6)被可移动地设置于承载构件(7)处，并且能够通过至少一个驱动器被向上驱动至工具轴(3)，以用于工件(2)和磨削工具(4)的至少临时性配合，
其特征在于，
至少一个块体(8)被设置于承载构件(7)处，块体(8)通过驱动构件(10)被可移动地设置于导向构件(9)处，其中块体(8)与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有接触，其中，当工件轴(5、6)在第一方向(R1)上移动时，所述块体(8)设置成通过驱动构件(10)同时地在第二方向(R2)上移动，并且其中第一方向(R1)和第二方向(R2)彼此垂直。
2.根据权利要求1所述的齿轮磨削机，其特征在于，上述至少一个块体(8)被设置于承载构件(7)内。
3.根据权利要求1所述的齿轮磨削机，其特征在于，块体(8)在导向构件(9)处能够线性地移动。
4.根据权利要求1所述的齿轮磨削机，其特征在于，导向构件(9)被设计为线性导向件。
5.根据权利要求1所述的齿轮磨削机，其特征在于，驱动构件(10)被设计为伺服马达。
6.根据权利要求1所述的齿轮磨削机，其特征在于，两个工件轴(5、6)被设置于一个承载构件(7)处。
7.根据权利要求6所述的齿轮磨削机，其特征在于，承载构件(7)被设计为沿着垂直方向(V)延伸的塔台。
8.根据权利要求7所述的齿轮磨削机，其特征在于，承载构件(7)被设置为能够围绕垂直方向(V)旋转。
9.根据权利要求6所述的齿轮磨削机，其特征在于，至少一个块体(8)在水平方向(H)上被可移动地设置于导向构件(9)处。
10.一种用于操作根据权利要求1至9中的任意一项所述的齿轮磨削机的方法，在该齿轮磨削机上，至少一个工件轴(5、6)在承载构件(7)处沿位移方向(WT1、WT2)移动，
其特征在于，
在工件轴(5、6)于承载构件(7)处位移的同时，至少一个块体(8)通过驱动构件(10)于导向构件(9)处位移，其中块体(8)与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有接触，其中，当工件轴(5、6)在位移方向(WT1、WT2)上移动时，块体(8)在第二方向(R2)上位移，并且其中位移方向(WT1、WT2)与第二方向(R2)彼此垂直。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，工件轴(5、6)的位移发生在垂直方向(V)上，并且块体(8)的位移发生在水平方向(H)上。
12.一种成形磨削机，其用于磨削预成形的工件，其中该磨削机包括至少一个工具轴(3)，工具轴(3)能够接收至少一个磨削工具(4)，并且其中该磨削机包括至少一个工件轴(5、6)，工件轴(5、6)被可移动地设置于承载构件(7)处，并且能够通过至少一个驱动器被向上驱动至工具轴(3)，以用于工件(2)和磨削工具(4)的至少临时性配合，
其特征在于，
至少一个块体(8)被设置于承载构件(7)处，块体(8)通过驱动构件(10)被可移动地设置于导向构件(9)处，其中块体(8)与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有接触，其中，当工件轴(5、6)在第一方向(R1)上移动时，所述块体(8)设置成通过驱动构件(10)同时地在第二方向(R2)上移动，并且其中第一方向(R1)和第二方向(R2)彼此垂直。
13.根据权利要求12所述的成形磨削机，其特征在于，上述至少一个块体(8)被设置于承载构件(7)内。
14.根据权利要求12所述的成形磨削机，其特征在于，块体(8)在导向构件(9)处能够线性地移动。
15.根据权利要求12所述的成形磨削机，其特征在于，导向构件(9)被设计为线性导向件。
16.根据权利要求12所述的成形磨削机，其特征在于，驱动构件(10)被设计为伺服马达。
17.根据权利要求12所述的成形磨削机，其特征在于，两个工件轴(5、6)被设置于一个承载构件(7)处。
18.根据权利要求17所述的成形磨削机，其特征在于，承载构件(7)被设计为沿着垂直方向(V)延伸的塔台。
19.根据权利要求18所述的成形磨削机，其特征在于，承载构件(7)被设置为能够围绕垂直方向(V)旋转。
20.根据权利要求17所述的成形磨削机，其特征在于，至少一个块体(8)在水平方向(H)上被可移动地设置于导向构件(9)处。
21.一种用于操作根据权利要求12至20中的任意一项所述的成形磨削机的方法，在该成形磨削机上，至少一个工件轴(5、6)在承载构件(7)处沿位移方向(WT1、WT2)移动，
其特征在于，
在工件轴(5、6)于承载构件(7)处位移的同时，至少一个块体(8)通过驱动构件(10)于导向构件(9)处位移，其中块体(8)与其他磨削机部件和/或工件部件和/或工具部件永远没有接触，其中，当工件轴(5、6)在位移方向(WT1、WT2)上移动时，块体(8)在第二方向(R2)上位移，并且其中位移方向(WT1、WT2)与第二方向(R2)彼此垂直。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，工件轴(5、6)的位移发生在垂直方向(V)上，并且块体(8)的位移发生在水平方向(H)上。
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