DE4134925C1

DE4134925C1 - Gear wheel machining fixture - has two cutter spindles with cutter head moving at angles

Info

Publication number: DE4134925C1
Application number: DE19914134925
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5276 Wiehl De Reuter
Original assignee: Praewema Werkzeugmaschinenfabrik 3440 Eschwege De GmbH
Current assignee: Praewema Antriebstechnik GmbH
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1992-11-05
Anticipated expiration: 2011-10-24

Abstract

The machine tool fixture is used to machine the teeth profile on gear wheels. It comprises two cutter spindles and related mechanisms. The cutter head can be moved through different axes and traversed into and out of the workpiece. The workpiece (16) is revolved by a separate drive motor (17) and worm gear (18). All three units are linked and controlled by a C.N.C. unit (19). ADVANTAGE - Separate drive motors allows faster cutter speeds with consequent higher production rates. It also allows grinding wheels to be employed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Abda chungen an Zahnkanten von verzahnten Werkrädern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for generating Abda on tooth edges of toothed work wheels according to the generic term of Claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 25 05 397 A1 bekannt, bei der das Werkrad und die Werkzeugspindel jeweils von einem Antriebsmotor angetrieben sind, während eine hin- und hergehende Pinole mittels einer Rolle zum Erreichen von Spielfreiheit gegen einen Antriebsnocken gedrückt wird, der auf einem Halter angeordnet ist. Der Halter ist über eine win kelbewegliche Kupplung mit einer Antriebswelle gekoppelt, die ihrerseits antriebsmäßig mit dem Werkradantrieb so gekoppelt ist, daß die Antriebs welle für die Pinole abhängig von der Teilungs- und Drehbewegung des Werkrades angetrieben wird, so daß die Hin- und Herbewegung der Pinole der Werkzeugspindel auf die Teilungs- und Drehbewegung der Werkstückspin del abgestimmt ist. Der Drehantrieb des Werkrades wird somit als Zentral antrieb verwendet. Dies führt schon bei einem Werkzeug, geschweige denn bei zwei Werkzeugen zu einer relativ aufwendigen Konstruktion, bei der zudem Werkzeug und Werkrad nicht voneinander entkoppelt sind, so daß sich keine entsprechend voneinander getrennten Einheiten ausbilden lassen.Such a device is known from DE 25 05 397 A1, where the work wheel and the tool spindle are each driven by a drive motor are driven while a reciprocating quill by means of a Roller pressed against a drive cam to achieve freedom from play is arranged on a holder. The keeper is about a win The flexible coupling is coupled to a drive shaft, which in turn is coupled in terms of drive to the work wheel drive so that the drive shaft for the quill depending on the division and rotation of the Work wheel is driven so that the reciprocating movement of the quill the tool spindle on the dividing and rotating movement of the workpiece spin del is matched. The rotary drive of the work wheel is thus central drive used. This leads to a tool, let alone with two tools to a relatively complex construction, in which in addition, tool and work wheel are not decoupled from each other, so that do not have correspondingly separate units formed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine vereinfachte Konstruk tion aufweist, bei der die Werkzeuge und das Werkrad mit ihren Antrieben als geschlossene Einheiten ausbildbar sind.The object of the invention is therefore a device according to Preamble of claim 1 to create a simplified construct tion, in which the tools and the work wheel with their drives can be trained as closed units.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed according to the characteristic part of the Claim 1 solved.

Hierbei kann das kontinuierlich gedrehte Werkrad durch die sich unabhängig vom Werkrad drehenden Werkzeuge, die sich daher sehr schnell (mehrere tausend bis über zehntausend U/min) drehen können, bearbeitet werden, indem in sehr schneller Hubfolge (beispielsweise 1000 Hübe/min oder mehr) die Werkzeuge jeweils kurzzeitig in das Werkstück eintauchen. Durch das unabhängige Drehen der Werkzeuge kann bei jedem Eintauchen nicht nur ein Span vorbestimmter Tiefe wie beim Wälzfräsen abgetragen werden, sondern mehrere Späne, wobei Ruhezeiten durch Weiterschalten wie beim Stoßfräsen entfallen, so daß sich insgesamt eine schnellere Bear beitung als beim Wälz- oder Stoßfräsen ergibt. Zu Synchronisieren ist hierbei die Hubfolge der Werkzeuge mit der Drehzahl des Werkrads unter Berücksichtigung von dessen Zähnezahl. Da die Drehung der Werkzeuge unabhängig vom Werkrad ist, können nicht nur Fräser, etwa Stirnfräser, sondern Schleifkörper als Werkzeuge eingesetzt werden.Here, the continuously turned work wheel through itself regardless of the work wheel rotating tools, which are therefore very fast (several thousand to over ten thousand rpm) can be processed in a very fast stroke sequence (e.g. 1000 strokes / min or more) briefly immerse the tools in the workpiece. Thanks to the independent turning of the tools, each time you immerse not only removed a chip of a predetermined depth as in hobbing but several shavings, taking rest times by switching like are eliminated with butt milling, so that overall a faster Bear processing than in hobbing or impact milling. To be synchronized the stroke sequence of the tools with the speed of the work wheel below Consideration of the number of teeth. Because the rotation of the tools is independent of the work wheel, not only milling cutters, such as face milling cutters, but grinding tools are used as tools.

Eine koaxiale Anordnung von Drehantriebsmotoren für Werkzeug spindeln einer Stoßfräsmaschine ist aus der DE 30 00 295 A1 bekannt. Fer ner ist es bei Stoßfräsmaschinen aus der DE 35 24 879 C1 bekannt, für die Hin- und Herbewegung der Werkzeugspindel-Pinolen gesonderte Antriebsmoto ren zu verwenden, deren Synchronisation mit dem Antriebsmotor für die Werkstückspindel über eine CNC-Steuerung erfolgt. A coaxial arrangement of rotary drive motors for tools Spindles of an impact milling machine are known from DE 30 00 295 A1. Fer ner it is known in impact milling machines from DE 35 24 879 C1 for Movement of the tool spindle quill separate drive motor use their synchronization with the drive motor for the Workpiece spindle is done via a CNC control.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention are as follows Description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one of the following Illustrated embodiment of a device closer explained.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise perspektivisch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Abdachungen an Zahnkanten. Fig. 1 shows fragmentary perspective view of a device for generating inclines to tooth edges.

Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt der Vorrichtung von Fig. 1. FIGS. 2 and 3 each show a section of the device from FIG. 1.

Die dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Horizontal-Gerad führung 1 zum Führen von zwei Schlitten 2 (nur einer dargestellt) längs einer X-Achse. Jeder Schlitten 2 trägt eine Horizontal-Geradführung 3 für einen Ständer 4 zum Führen von diesem längs einer zur X-Achse senkrechte Y-Achse. Jeder Ständer 4 ist mit einer Vertikal-Geradführung 5 für einen Schlitten 6 zum vertikalen Führen von diesem längs einer zur XY-Ebene senkrechten Z-Achse versehen. Die Ständer 4 sind um vertikale Achsen zusätzlich drehbar. Jeder Schlitten 6 nimmt um eine horizontale Querachse drehbar einen Kasten 7 auf, der seinerseits eine Pinole 8 mit einer Werkzeugspindel 9 für ein Werkzeug 10 aufnimmt. Die Werkzeugspindel 9 ist entweder über einen Spindelmotor, der direkt an der Pinole 8 angebracht ist, oder einen Motor 11 antreibbar, dessen Antriebswelle 12 koaxial zur Werkzeugspindel 9 angeordnet mit dieser über eine axial bewegliche, möglichst reibungsarme Kupplung 13 gekoppelt ist. Außerdem ist ein Oszillator 14 vorgesehen, über den die Pinole 8 in Richtung der Achse der Werkzeugspindel 9 mit vorbestimmtem Hub hin- und herbeweglich ist. Der Oszillator 14 wird von einem Hubmotor 15 kontinuierlich angetrieben.The device shown comprises a horizontal straight guide 1 for guiding two carriages 2 (only one shown) along an X axis. Each carriage 2 carries a horizontal straight guide 3 for a stand 4 for guiding it along a Y axis perpendicular to the X axis. Each stand 4 is provided with a vertical straight guide 5 for a carriage 6 for guiding it vertically along a Z axis perpendicular to the XY plane. The stand 4 can also be rotated about vertical axes. Each carriage 6 rotatably receives a box 7 about a horizontal transverse axis, which in turn receives a quill 8 with a tool spindle 9 for a tool 10 . The tool spindle 9 can be driven either via a spindle motor which is attached directly to the sleeve 8 , or a motor 11 , the drive shaft 12 of which is arranged coaxially with the tool spindle 9 and is coupled to the latter via an axially movable coupling 13 which is as low in friction as possible. In addition, an oscillator 14 is provided, via which the sleeve 8 can be moved back and forth in the direction of the axis of the tool spindle 9 with a predetermined stroke. The oscillator 14 is continuously driven by a lifting motor 15 .

Zur Aufnahme eines innen und/oder außen verzahnten Werkrades 16 ist außerdem eine kontinuierlich von einem Servomotor 17 und einen spiel armen Schneckentrieb 18 antreibbare, von einem Spindelkasten aufgenommen Werkstückspindel vorgesehen. Der Servomotor 17 ist über eine CNC-Steue rung 19 mit dem Hubmotor 15 synchronisiert und kann gegebenenfalls das Werkrad 16 auch um jeweils eine Teilung weiterschalten, wenn ein Stoßfräsbetrieb gewünscht ist.To accommodate an internally and / or externally toothed work wheel 16 , a workpiece spindle, which is continuously driven by a servo motor 17 and a low-play worm gear 18 and is received by a headstock, is also provided. The servo motor 17 is synchronized via a CNC control 19 with the lifting motor 15 and, if necessary, the work wheel 16 can also be switched by one division each time an impact milling operation is desired.

Zur Erzeugung von Abdachungen an den Zahnkanten eines Werkrades 16 wird nach Einstellung der Werkzeuge 10 das Werkrad 16 ebenso wie die Werkzeuge 10 kontinuierlich rotierend angetrieben, ohne daß hierzwischen eine Synchronisation stattfindet, d. h. die Werkzeuge 10 können sehr schnell gedreht werden. Außerdem wird die Pinole 8 durch den Hubmotor 15 und den Oszillator 14 mit sehr schneller Hubfolge, beispielsweise 1200 oder mehr Hübe/min, in Synchronisation mit der Drehung des Werkrades 16 in Richtung auf das Werkrad 16 hin- und herbewegt, so daß die Werkzeuge 10 mit schneller Hubfolge kurzzeitig in das Werkrad 16 eintauchen und die jeweilige Flanke der Abdachung bearbeiten. Hierbei erfolgt vorzugsweise eine kontinuierliche Zustellung der Werkzeuge 10 in Richtung auf das Werkrad 16, bis die gewünschte Abdachung erzeugt, d. h. die Bearbeitungs tiefe erreicht ist.To create ridges on the tooth edges of a work wheel 16 , after setting the tools 10, the work wheel 16 and the tools 10 are continuously driven in rotation without synchronization taking place between them, ie the tools 10 can be rotated very quickly. In addition, the sleeve 8 is reciprocated by the lifting motor 15 and the oscillator 14 with a very rapid stroke sequence, for example 1200 or more strokes / min, in synchronization with the rotation of the work wheel 16 in the direction of the work wheel 16 , so that the tools 10 Immerse briefly into the work wheel 16 with a rapid stroke sequence and machine the respective flank of the roof. Here, the tools 10 are preferably continuously fed in the direction of the work wheel 16 until the desired inclination is generated, that is to say the machining depth is reached.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der spielfrei gelagerte Oszillator 14 eine kontinuierlich durch den Hubmotor 15 angetriebene Welle 20, die einen schräg hierzu geneigten Wellenabschnitt 21 aufweist, auf dem eine Hülse 22 gelagert ist, die über ein Kugelgelenk 23 mit der zugehörigen Pinole 8 verbunden ist.As can be seen from FIG. 2, the oscillator 14 , which is mounted without play, has a shaft 20 which is continuously driven by the lifting motor 15 and which has an obliquely inclined shaft section 21 , on which a sleeve 22 is mounted, which has a ball joint 23 with the associated quill 8 is connected.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt die Kupplung 13 Lenker 24, die einerseits an der Werkzeugspindel 9 um eine senkrecht zur Dreh achse verlaufende Anlenkachse 25 und andererseits über in ihrer Längs richtung etwa über Langlöcher 26 verschiebbar an dazu parallelen, weiter außen liegenden Anlenkachsen 27 der Antriebswelle 12 des Motors 11 drehbar angelenkt sind.As can be seen from Fig. 3, the clutch 13 includes handlebars 24 , which on the one hand on the tool spindle 9 about a perpendicular to the axis of rotation articulation axis 25 and on the other hand in their longitudinal direction about via slots 26 displaceable to parallel, further outside articulation axes 27 of the drive shaft 12 of the motor 11 are pivoted.

Claims

1.Device for generating roofs on tooth edges of toothed work wheels ( 16 ) with a workpiece spindle continuously rotatable by means of a rotary drive ( 17 ) for clamping the work wheel ( 6 ), two tool spindles ( 9 ) for receiving a machining tool ( 10 ), wherein with a rotary drive motor ( 11 ) in Drehver connection tool spindles ( 9 ) are rotatably but axially immovable, each in a quill ( 8 ), the two quills ( 8 ) each being driven by a rotary drive, free play Oscillator ( 14 ) can be moved back and forth and the rotary drive ( 17 ) for the workpiece spindle is synchronized with the rotary drives for the oscillators ( 14 ) of the two quills ( 8 ), characterized in that the rotary drive motors ( 11 ) for the tool spindles ( 9 ) arranged coaxially to them and connected to them via a friction-free, axially spreadable coupling ( 13 ) are, the rotary drives for the oscillators ( 14 ) each consist of a separate motor ( 15 ) and the synchronization between the rotary drive ( 17 ) of the workpiece spindle and the two motors ( 15 ) for the oscillators ( 14 ) via a CNC control ( 19 ) takes place.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coupling ( 13 ) comprises handlebars ( 24 ), which on the one hand on the tool spindle ( 9 ) or the drive shaft ( 12 ) of the rotary drive ( 11 ) about a perpendicular to the axis of rotation articulation axis ( 25th ) and, on the other hand, are rotatably articulated in a rotatable manner in their longitudinal direction on parallel, further outside articulation axes ( 27 ) of the drive shaft ( 12 ) or tool spindle ( 9 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillator ( 14 ) via a ball joint ( 23 ) is connected to the associated quill ( 8 ) and has a shaft ( 20 ) which has an inclined shaft portion ( 21 ) thereto has, on which a sleeve ( 22 ) is mounted, which is articulated to the associated quill ( 8 ).