CH671539A5

CH671539A5 -

Info

Publication number: CH671539A5
Application number: CH3811/86A
Authority: CH
Inventors: Juergen Ruehle; Joachim Quandt
Original assignee: Werkzeugmasch Okt Veb
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1989-09-15
Also published as: DE3630485A1; DD241387A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Führungssystem eines Werkzeugschlittens an einer Zahnradwälzschleifmaschine, wobei der Werkzeugschlitten in einem Schwenkteil hubartig geradlinig bewegbar ist und die Führungselemente des Werkzeugschlittens, bestehend aus Stützführung und Seitenführungen, Drucktaschen aufweisen, die durch einen Druckstromerzeuger mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind. The invention relates to a hydrostatic guide system of a tool slide on a gear hobbing machine, the tool slide being linearly movable in a pivoting manner in a pivoting part and the guide elements of the tool slide, consisting of a support guide and side guides, having pressure pockets which can be acted upon by a pressure flow generator with a pressure medium.

Es sind hydrostatisch geführte Werkzeugschütten bekannt, die in einem Schwenkteil hubartig geradlinige Bewegungen ausführen. Am Werkzeugschlitten ist ein Schleifschlitten mit Schleifspindellager mit der Schleifscheibe angeordnet. Die Führungselemente des Werkzeugschlittens, bestehend aus Stützführung und Seitenführungen, weisen Drucktaschen auf, die mit einem Druckstromerzeuger verbunden sind. Der für die hydrostatischen Führungen notwendige Druck in den Drucktaschen wird durch den Pumpendruck des Druckstromerzeugers, den Widerstand der Drucktasche und den Widerstand der hydraulischen Leitung zwischen Drucktasche und Druckstromerzeuger bestimmt. Der Druck in den Drucktaschen wird justiert durch das Einstellen des Druckes dès Druckstromerzeugers, wenn jeder Tasche ein Druckstromerzeuger zugeordnet ist, oder durch Anpassen des Widerstandes der hydraulischen Leitung zwischen Drucktasche und Druckstromerzeuger, wenn allen Drucktaschen ein gemeinsamer Druckstromerzeuger zugeordnet ist. Die Justage des Taschendruckes erfolgt einmalig während der Montage des Werkzeugschlittens im Schwenkteil und wird anschliessend nicht mehr verändert. Hydrostatically guided tool chutes are known which execute linear linear movements in a swivel part. A grinding slide with grinding spindle bearing with the grinding wheel is arranged on the tool slide. The guide elements of the tool slide, consisting of a support guide and side guides, have pressure pockets which are connected to a pressure generator. The pressure in the pressure pockets required for the hydrostatic guides is determined by the pump pressure of the pressure flow generator, the resistance of the pressure pocket and the resistance of the hydraulic line between the pressure pocket and the pressure flow generator. The pressure in the pressure pockets is adjusted by adjusting the pressure of the pressure generator if a pressure generator is assigned to each pocket, or by adjusting the resistance of the hydraulic line between the pressure pocket and the pressure generator if all pressure pockets have a common pressure generator assigned to them. The pocket pressure is adjusted once during the assembly of the tool slide in the swivel part and is then no longer changed.

Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Abstand zwischen der aktiven Schleifzone der Schleifscheibe und den Führungselementen, welche die Schleifkräfte aufnehmen, gross ist, bedingt durch den konstruktiven Aufbau der Baugruppen von den Führungselementen des Werkzeugschlittens bis hin zur Schleifscheibe. A disadvantage of this solution is that the distance between the active grinding zone of the grinding wheel and the guide elements, which absorb the grinding forces, is large, due to the structural design of the assemblies from the guide elements of the tool slide to the grinding wheel.

Dieser grosse Abstand bewirkt eine erhebliche Minderung der Steife und somit eine Verformung der Bauteile, die durch Schleifkräfte und Massenkräfte hervorgerufen wird und deren Folge eine direkt von diesen Kräften abhängige Schleifpunktverlagerung ist. Verlagerungen des Werkzeugschlittens innerhalb der Führungen im Schwenkteil, die sich aus den sich dynamisch ändernden Schleifkräften und Massenkräften ergeben, wirken sich über die Verlagerung des Schleifpunktes als Fehler am Werkstück aus. Damit wird die Genauigkeit der Verzahnung direkt beeinflusst, vor allem, wenn es sich, wie beim Verzahnungsschleifen, um Grössen-ordnungen von 1 um handelt. This large distance causes a considerable reduction in stiffness and thus a deformation of the components, which is caused by grinding forces and mass forces and the result of which is a displacement of the grinding point that is directly dependent on these forces. Movements of the tool slide within the guides in the swivel part, which result from the dynamically changing grinding forces and mass forces, have an effect on the workpiece as a result of the shifting of the grinding point. This directly influences the accuracy of the gearing, especially if, as with gearing grinding, the order of magnitude is 1.

Die tangentialen Schleifkräfte bewirken dabei vorrangig eine Teilungsabweichung der Verzahnung, die Massenkräfte bewirken hauptsächlich eine Flankenlinienabweichung der Verzahnung. The tangential grinding forces primarily cause a pitch deviation of the toothing, the inertial forces mainly cause a tooth flank line deviation.

Beim Schleifen von Schrägverzahnungen wird das Schwenkteil auf den zu schleifenden Schrägungswinkel eingestellt, so dass die noch in Abhängigkeit vom Schrägungswinkel wirkenden Massenkräfte zusätzliche Verformungen und Lageabweichungen bewirken, die zu einer Flankenlinienabweichung der Verzahnung führen. When grinding helical gears, the swivel part is set to the helix angle to be ground, so that the inertial forces that still act as a function of the helix angle cause additional deformations and positional deviations that lead to a flank line deviation of the toothing.

Ein weiterer Nachteil ist, dass eine geringe Teilungsabweichung nur bei einer Reduzierung der Zustellbeträge zwischen Werkzeug und Werkstück erreicht wird oder dass zusätzliche Werkstückumläufe ohne Zustellung bei gleichzeitiger Verringerung der Hubzahl des Werkzeugschlittens durchgeführt werden. Das ergibt eine geringe Arbeitsproduktivität. Eine entscheidende Verringerung der Flankenlinienabweichung, insbesondere bei Zahnrädern mit grossem Schrägungswinkel, ist mit der bekannten Lösung nicht erreichbar, da sich der negative Einfluss der Massenkräfte nicht in dem erforderlichen Mass kompensieren lässt und die Gesamtsteife der Baugruppen des Werkzeugträgers nicht beeinflussbar ist. A further disadvantage is that a small pitch deviation is only achieved when the infeed amounts between tool and workpiece are reduced, or that additional workpiece rotations are carried out without infeed while simultaneously reducing the number of strokes of the tool slide. This results in low labor productivity. A decisive reduction in the flank line deviation, in particular in the case of gearwheels with a large helix angle, cannot be achieved with the known solution, since the negative influence of the inertial forces cannot be compensated for to the required extent and the overall rigidity of the tool carrier assemblies cannot be influenced.

Bei einer weiteren bekannten Lösung nach DE-OS 3 423 495 wird die Verlagerung eines beweglichen Teiles korrigiert, indem die Abhängigkeit von der erreichten Position des Teiles ein Verlagerungskorrekturwert errechnet wird, der zur Veränderung des Druckes in einer Drucktasche genutzt wird. In a further known solution according to DE-OS 3 423 495, the displacement of a moving part is corrected by calculating a displacement correction value as a function of the position reached for the part, which is used to change the pressure in a pressure pocket.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der ungünstige Einfluss des Abstandes vom Werkzeug zur Führung auf die Gesamtsteife des Systems nicht verringert wird. The disadvantage of this solution is that the unfavorable influence of the distance from the tool to the guide on the overall rigidity of the system is not reduced.

Weiterhin beruht die Kompensation auf einer empirisch oder analytisch ermittelten Vorgabe, mit der die sich dynamisch ändernden Schnittbedingungen des Werkzeuges nicht erfasst werden und durch eine gezielte Korrektur unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren möglich ist. Furthermore, the compensation is based on an empirically or analytically determined specification with which the dynamically changing cutting conditions of the tool are not recorded and which is possible through a targeted correction taking into account all influencing factors.

Ziel der Erfindung ist es, eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit und Arbeitsproduktivität der Zahnradwälzschleifmaschine zu erreichen. The aim of the invention is to achieve higher machining accuracy and work productivity of the gear hobbing machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Führungssystem eines Werkzeugschlittens an einer Zahnradwälzschleifmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, dass die Gesamtsteife der kinematischen Kette zwischen Werkzeug und Führungssystem erhöht wird, die verbleibenden Verformungen der Bauteile unabhängig von ihrer räumlichen Lage einen geringen Einfluss auf die Verlagerung der Bearbeitungsstelle haben und die Bahn des Werkzeugschlittens während der Hubbewegung im Schwenkteil in Abhängigkeit von seiner Lage stetig korrigiert werden kann. The invention has for its object to provide a hydrostatic guide system of a tool carriage on a gear hobbing machine of the type mentioned that the overall stiffness of the kinematic chain between the tool and the guide system is increased, the remaining deformations of the components regardless of their spatial position have a small influence on the Have the machining point relocated and the path of the tool slide can be continuously corrected during the lifting movement in the swivel part depending on its position.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an den Seitenführungen des Werkzeugschlittens in axialer Richtung X der Schleifscheibe wirkende Drucktaschen angeordnet sind, deren Abstand a zum Schleifpunkt S wesentlich kleiner ist, als der Abstand b der Drucktaschen der Stützführung, die sich in Flucht zur Schleifscheibe befindet, zum Schleifpunkt S, wobei die tangentialen Drucktaschen der Seitenführung und die Drucktaschen der Stützführung über hydraulische Regeleinrichtungen und Auswerteelektroniken, According to the invention the object is achieved in that pressure pockets acting in the axial direction X of the grinding wheel are arranged on the side guides of the tool slide, the distance a from the grinding point S being substantially smaller than the distance b of the pressure pockets of the support guide, which is in alignment with the grinding wheel to the grinding point S, with the tangential pressure pockets of the side guide and the pressure pockets of the support guide via hydraulic control devices and evaluation electronics,

2 2nd

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die an ein Wegmesssystem für die Y-Richtung und ein Wegmesssystem für die X-Richtung des Werkzeugschlittens geschaltet sind, steuerungsmässig verbunden sind. Von Vorteil für die Erfindung ist, dass mindestens zwei der in axialer Richtung wirkenden Drucktaschen an jeder Seitenführung angeordnet sind. which are connected to a path measuring system for the Y direction and a path measuring system for the X direction of the tool slide, are connected for control purposes. It is advantageous for the invention that at least two of the pressure pockets acting in the axial direction are arranged on each side guide.

Die erflndungsgemässe Lösung bietet den Vorteil, dass unter Nutzung einer vorhandenen Ölversorgungsanlage für hydrostatische Führungen, durch Zuschalten von in axialer Richtung der Schleifscheibe wirkende Drucktaschen der Seitenführungen, deren Abstand zur Bearbeitungsstelle der Schleifscheibe wesentlich kürzer ist, als der der Drucktaschen der Stützführung zur Bearbeitungsstelle, sowohl tangential wirkende Schleifkräfte als auch anteilig wirkende Massenkräfte auf kürzestem Weg durch die hinreichend steife hydrostatische Führung aufgenommen und ins Fundament abgeleitet werden. Dadurch wird die Steife des Gesamtsystems erhöht und Verformungen der Bauteile zwischen der Bearbeitungsstelle und der Stützführung verringert. Insbesondere beim Schleifen von Schrägverzahnungen erfolgt die Änderung des Taschendruckes der in axialer Richtung der Schleifscheibe wirkenden Drucktaschen der Seitenführung und der Drucktaschen der Stützführung in Abhängigkeit von der Lage des Werkzeugschlittens innerhalb des Schwenkteiles, wobei die Lage des Werkzeugschlittens über Messsysteme in zwei Ebenen erfasst wird. Die Stützführung ist dabei in vorteilhafter Weise in Flucht zur Bearbeitungsstelle angeordnet, so dass Temperaturverfor-mungen in tangentialer Richtung zur Bearbeitungsstelle keinen Einfluss auf tangential wirkende Verzahnungsparameter haben. Auf diese Weise wird eine Erhöhung der Steife und je nach Lage des Werkzeugschlittens im Schwenkteil während der Hubbewegung eine Korrektur in Richtung X erreicht, die Verzahnungsqualität der zu schleifenden Zahnräder und die Produktivität des Verzahnungsschleifens erhöht. The solution according to the invention has the advantage that, using an existing oil supply system for hydrostatic guides, by switching on pressure pockets of the side guides acting in the axial direction of the grinding wheel, the distance from the processing point of the grinding wheel being significantly shorter than that of the pressure pockets of the support guide to the processing point, both tangential grinding forces as well as proportional mass forces are absorbed in the shortest possible way through the sufficiently rigid hydrostatic guide and derived into the foundation. This increases the rigidity of the overall system and reduces deformation of the components between the processing point and the support guide. In particular when grinding helical gears, the pocket pressure of the pressure pockets of the side guide and the pressure pockets of the support guide acting in the axial direction of the grinding wheel are changed depending on the position of the tool slide within the swivel part, the position of the tool slide being recorded in two levels using measuring systems. The support guide is advantageously arranged in alignment with the machining point, so that temperature deformations in the tangential direction to the machining point have no influence on tangential gear parameters. In this way, an increase in stiffness and, depending on the position of the tool slide in the swivel part, a correction in direction X is achieved during the lifting movement, the toothing quality of the toothed wheels to be ground and the productivity of toothing grinding are increased.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen: In the accompanying drawing:

Fig. 1: Vorderansicht des Werkzeugschlittens, 1: front view of the tool slide,

Fig. 2: Draufsicht auf den Werkzeugschlitten. Fig. 2: top view of the tool slide.

Das Führungssystem für die hubartig geradlinige Bewegung des Werkzeugschlittens 1 im Schwenkteil 2 besteht aus der Stützführung 5 mit den Drucktaschen 9 und den Seitenführungen 6 mit den Drucktaschen 7 und 8. The guide system for the linear stroke-like movement of the tool slide 1 in the swivel part 2 consists of the support guide 5 with the pressure pockets 9 and the side guides 6 with the pressure pockets 7 and 8.

Am Werkzeugschlitten 1 ist ein nicht näher dargestellter verstellbarer Schleifschlitten angeordnet, an dem ein Schleifspindellager 3 mit einer Schleifscheibe 4 befestigt ist. Der Antrieb der Schleifscheibe 4 erfolgt von einem nicht näher dargestellten Schleifspindelantriebsmotor über einen Riementrieb. An adjustable grinding slide, not shown, is arranged on the tool slide 1, on which a grinding spindle bearing 3 is fastened with a grinding wheel 4. The grinding wheel 4 is driven by a grinding spindle drive motor, not shown, via a belt drive.

Zwischen dem Werkzeugschlitten 1 und dem Schwenkteil 2 sind ein Wegmesssystem 11 zur Erfassung der Position des Werkzeugschlittens 1 in Richtung Y und ein Wegmesssystem Between the tool slide 1 and the swivel part 2 there are a position measuring system 11 for detecting the position of the tool slide 1 in the Y direction and a distance measuring system

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10 zur Ermittlung der Verlagerung des Werkzeugschlittens 1 in Richtung X angeordnet. Die Wegmesssysteme 10; 11 sind mit Auswerteelektroniken 12 verbunden, die die hydraulische Regeleinrichtung 13 ansteuern. Dabei ist jeder in axialer Richtung der Schleifscheibe 4 wirkenden Drucktasche 7 der Seitenführung 6 und jeder Drucktasche 9 der Stützführung 5 eine Auswerteelektronik 12 und eine hydraulische Regeleinrichtung 13 zugeordnet. Die hydraulischen Regeleinrichtungen 13 sind in der Verbindungsleitung zwischen einem Druckstromerzeuger 14 und den Drucktaschen 7 der Seitenführung 6 sowie zwischen Druckstromerzeuger 14 und den Drucktaschen 9 der Stützführung 5 angeordnet. Der Abstand a vom Schleifpunkt S zu den Drucktaschen 7 der Seitenführung 6 ist wesentlich geringer als der Abstand b vom Schleifpunkt S zu den Drucktaschen 9 der Stützführung 5, die in Flucht zur Schleifscheibe 4 angeordnet ist. 10 to determine the displacement of the tool carriage 1 in the X direction. The position measuring systems 10; 11 are connected to evaluation electronics 12 which control the hydraulic control device 13. In this case, each pressure pocket 7 acting in the axial direction of the grinding wheel 4 of the side guide 6 and each pressure pocket 9 of the support guide 5 is assigned evaluation electronics 12 and a hydraulic control device 13. The hydraulic control devices 13 are arranged in the connecting line between a pressure flow generator 14 and the pressure pockets 7 of the side guide 6 and between the pressure flow generator 14 and the pressure pockets 9 of the support guide 5. The distance a from the grinding point S to the pressure pockets 7 of the side guide 6 is substantially less than the distance b from the grinding point S to the pressure pockets 9 of the support guide 5, which is arranged in alignment with the grinding wheel 4.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Lösung ist wie folgt: Das Schwenkteil 2 wird über ein nicht näher dargestelltes Getriebe auf den Schrägungswinkel des zu schleifenden Zahnrades eingestellt. Über den Druckstromerzeuger 14 werden über nicht näher dargestellte Kapillardrosseln die radialen Drucktaschen 8 der Seitenführung 5 mit Hydraulik-Öl versorgt, wobei der notwendige Taschendruck vom Pumpendruck des Druckstromerzeugers 14 sowie von den hydraulischen Widerständen der Kapillardrosseln und den Widerständen der Drucktaschen 8 abhängt. Vorzugsweise haben die Kapillardrosseln einen kanstanten hydraulischen Widerstand. The method of operation of the solution according to the invention is as follows: the swivel part 2 is adjusted to the helix angle of the gear wheel to be ground by means of a gear (not shown). The radial pressure pockets 8 of the side guide 5 are supplied with hydraulic oil via the pressure flow generator 14 via capillary throttles (not shown in more detail), the necessary pocket pressure depending on the pump pressure of the pressure flow generator 14 and on the hydraulic resistances of the capillary throttles and the resistances of the pressure pockets 8. The capillary throttles preferably have a constant hydraulic resistance.

Demgegenüber werden die Drucktaschen 7 der Seitenführung 6 und die Drucktaschen 9 der Stützführung 5 vom Druckstromerzeuger 14 über die hydraulischen Regeleinrichtungen 13 mit Hydrauliköl versorgt. In contrast, the pressure pockets 7 of the side guide 6 and the pressure pockets 9 of the support guide 5 are supplied with hydraulic oil by the pressure flow generator 14 via the hydraulic control devices 13.

Nach Anliegen der erforderlichen Taschendrücke in den Drucktaschen 8; 9 und 7 wird über eine nicht näher dargestellte hydraulisch oder mechanisch wirkende Antriebseinheit der Werkzeugschlitten 1 im Schwenkteil 2 in Bewegung versetzt. After applying the required pocket pressures in the pressure pockets 8; 9 and 7, the tool slide 1 in the swivel part 2 is set in motion by means of a hydraulically or mechanically acting drive unit (not shown).

Die Wegmesssysteme 10 und 11 erfassen dabei die Lage des Werkzeugschlittens 1 im Schwenkteil 2 in den Richtungen X und Y. Die Signalverarbeitung der Ist-Lage des Werkzeugschlittens 1 und der Vergleich zur Soll-Lage und die daraus resultierende erforderliche Ansteuerung der hydraulischen Regeleinrichtung 13 zur Regelung der Taschendrücke und die daraus sich ergebende Änderung der Spaltdicken in den Drucktaschen 7 der Seitenführung 6 und den Drucktaschen 9 der Stützführung 5 zur Lageänderung des Werkzeugschlittens 1 in Richtung X erfolgen über die Auswerteelektroniken 12. Dabei sind im Ausführungsbeispiel jeder der vier Drucktaschen 7 der Seitenführung 6 und ebenfalls jeder der vier Drucktaschen 9 der Stützführung 5 je eine Auswerteelektronik 12 und eine hydraulische Regeleinrichtung 13 zugeordnet. The position measuring systems 10 and 11 record the position of the tool slide 1 in the swivel part 2 in the directions X and Y. The signal processing of the actual position of the tool slide 1 and the comparison to the desired position and the resulting required activation of the hydraulic control device 13 for regulation the pocket pressures and the resulting change in the gap thicknesses in the pressure pockets 7 of the side guide 6 and the pressure pockets 9 of the support guide 5 for changing the position of the tool slide 1 in the direction X are carried out via the evaluation electronics 12. In the exemplary embodiment, each of the four pressure pockets 7 of the side guide 6 and likewise each of the four pressure pockets 9 of the support guide 5 is assigned an evaluation electronics 12 and a hydraulic control device 13.

3 3rd

5 5

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Hydrostatic guide system of a tool slide on a gear hobbing machine, the tool slide being linearly movable in a stroke in a pivoting part and the guide elements of the tool slide, consisting of support guide and side guides, have pressure pockets which can be acted upon by a pressure flow generator with a pressure medium, characterized in that at the side guides (6) of the tool slide (1), in the axial direction (X) of the grinding wheel (4), pressure pockets (7) are arranged, the distance (a) from the grinding point (S) is considerably smaller than the distance (b) the pressure pockets (9) of the support guide (5), which is in alignment with the grinding wheel (4), to the grinding point (S), the pressure pockets (7) of the side guide (6) and the pressure pockets (9) of the support guide (5) Via hydraulic control devices (13) and evaluation electronics (12), which are connected to a position measuring system (10) for the X direction and a position measuring system (11) for the Y direction of the tool slide (1) are switched, are connected in terms of control.

2. Hydrostatic guide system according to claim 1, characterized in that at least two of the pressure pockets (7) acting in the axial direction are arranged on each side guide (6).