[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, in der parallel zueinander oder aufeinanderfolgend mindestens zwei Bearbeitungsoperationen an einem Werkstück durchgeführt werden können.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 29 815 125 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein Werkstückhalter vorgesehen, der im Bearbeitungsbetrieb auf einer Führungsbahn von einer Abholstation, an der er ein Werkstück annimmt und zu einer ersten Bearbeitungsstation, an der ein Werkzeug das Werkstück bearbeitet, verfährt. Zusätzlich ist an der Führungsbahn mindestens eine weitere Bearbeitungsstation angeordnet, zu der das von dem Werkstückhalter auf der Führungsbahn transportierte Werkstück nach der ersten Bearbeitungsstation gelangt und an der ein weiteres Werkzeug eine sich von der an der ersten Station unterscheidende Bearbeitung an dem Werkstück durchführt.
[0003] Der Vorteil einer solchen Anordnung von mindestens zwei nacheinander vom Werkstück angefahrenen Bearbeitungsstationen in einer Maschine besteht darin, dass bei unverändert hoher Flexibilität die auf ein Werkstück entfallende Gesamtbearbeitungszeit verkürzt ist. So können die einzelnen Bearbeitungsvorgänge an dem Werkzeug vorgenommen werden, ohne dass dazu der Werkstückhalter gewechselt oder die Maschine verlassen werden muss. Voraussetzung dazu ist allerdings, dass die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen jeweils nacheinander durchgeführt werden und die einmal eingenommene Einspannposition im Werkzeughalter bei allen Bearbeitungsoperationen beibehalten werden kann. Dieses Erfordernis führt zu einer beschränkten Bandbreite der Bearbeitungen, die in der bekannten Vorrichtung ausgeführt werden können.
[0004] Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern, zu schaffen, in der mindestens zwei Bearbeitungen in kürzester Bearbeitungszeit bei einem erweiterten Bearbeitungsspektrum ausgeführt werden können.
[0005] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern, gelöst worden, welche erfindungsgemäss mit einer Werkstückablage, mit einer sich über zwei gegenüberliegende Seiten der Werkstückablage hinauserstreckenden Führungsbahn, mit zwei jeweils einen Drehantrieb umfassenden Werkstückspindeln, die beide mittels jeweils eines Stellantriebs getrennt voneinander in einer ersten Stellrichtung X entlang der Führungsbahn verfahrbar sind, mit einem ersten Werkzeughalter, der dem über die eine Seite der Werkstückablage hinausstehenden Endabschnitt der Führungsbahn zugeordnet ist, und mit einem zweiten Werkzeughalter ausgestattet ist, der dem anderen Endabschnitt der Führungsbahn zugeordnet ist,
wobei die Werkstückspindeln in einer quer zur ersten Stellrichtung X gerichteten zweiten Stellrichtung Z jeweils so positioniert und/oder ausrichtbar sind, dass jeweils eine der Werkstückspindeln mit einem Werkstück in den Arbeitsbereich des ihr zugeordneten, vom jeweiligen Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs verfahrbar ist.
[0006] Gemäss der Erfindung wird das in die erfindungsgemässe Vorrichtung gelangende, jeweils zu bearbeitende Werkstück von dem ersten Werkstückhalter aufgenommen und von ihm zur durch den ersten Werkzeughalter gebildeten Bearbeitungsstation bewegt. Dort angekommen, wird die jeweilige Bearbeitung vorgenommen. Da die Werkzeugspindel selbst mit einem Drehantrieb ausgestattet ist, kann es sich bei dieser Bearbeitung um eine Dreh-, Fräs-, Schleif-, Hon-, Bohr- oder sonstige spanabhebende Bearbeitung handeln, bei der Werkzeuge mit definierter oder undefinierter Schneide eingesetzt und Werkstück und Werkzeug zum Abheben der Späne relativ zueinander bewegt werden.
[0007] Nach Abschluss der ersten Bearbeitungsoperation übergibt die erste Werkstückspindel das jeweils bearbeitete Werkstück an die zweite Werkstückspindel, die es daraufhin zur zweiten, durch den mit einem entsprechenden Werkzeug bestückten zweiten Werkzeughalter gebildeten Bearbeitungsstation bringt. Auch dort kann aufgrund der entsprechenden Beweglichkeit der Werkstückspindel jede spanabhebende Bearbeitungsoperation mit definierter oder undefinierter Klinge durchgeführt werden, für die Werkzeug und Werkstück relativ zueinander bewegt werden müssen.
[0008] Die Art der Aufspannung des Werkstücks in den Werkstückspindeln wird jeweils entsprechend der jeweiligen Bearbeitungsart und dem jeweiligen Bearbeitungsort gewählt. Soll beispielsweise im Zuge eines der Bearbeitungsschritte eine Innenbohrung eines Zahnrads bearbeitet werden, so wird dazu das betreffende Werkstück zum Beispiel durch eine an seinem Umfang angreifende Spanneinrichtung gespannt. Soll dagegen eine Bearbeitung an einer Stirnfläche oder einer Umfangsfläche des Werkstücks durchgeführt werden, so kann dazu die Werkstückspindel beispielsweise mit ihrer Spanneinrichtung in geeignete Öffnungen des Werkstücks greifen. Beispielsweise kann bei der Bearbeitung der Zahnflanken eines aussenverzahnten Zahnrades die Spanneinrichtung der jeweiligen Werkstückspindel beispielsweise in die zentrale Innenbohrung des Zahnrades eingeführt werden.
[0009] Während in einer erfindungsgemässen Vorrichtung die Bearbeitung mit dem zweiten Werkzeug durchgeführt wird, ist die erste Werkstückspindel schon wieder bereit, ein weiteres Werkstück aufzunehmen und zur ersten Bearbeitungsstation zu befördern. In einer erfindungsgemässen Vorrichtung können so parallel zueinander mindestens zwei Werkstücke an zwei durch unterschiedliche Werkzeuge gebildeten Bearbeitungsstationen bearbeitet werden. Im Ergebnis führt dies dazu, dass bei grösstmöglicher Vielfalt von in einer erfindungsgemässen Vorrichtung durchführbaren Bearbeitungsoperationen und trotz des Umstandes, dass das Werkstück zwischen zwei Werkstückspindeln gewechselt wird, in einer erfindungsgemässen Vorrichtung unterschiedlichste Bearbeitungsoperationen innerhalb kürzester Bearbeitungszeiten und mit hohem Mengendurchsatz erledigt werden können.
[0010] Die Werkstückablage kann in einer erfindungsgemässen Vorrichtung für die Zuführung, den Abtransport und als Zwischenpuffer für die Übergabe zwischen den beiden Werkstückspindeln genutzt werden. Auf besonders einfache Weise können diese Möglichkeiten dadurch genutzt werden, dass die Werkstückablage als horizontal ausgerichteter Tisch ausgebildet ist, so dass der Halt der Werkstücke auf der Ablage alleine durch die Wirkung der Schwerkraft gesichert ist.
[0011] Ebenso trägt es zu einer einfachen Konstruktion einer erfindungsgemässen Vorrichtung bei, wenn die Führungsbahn mit Abstand oberhalb der Werkstückablage angeordnet ist. Im Fall einer horizontal ausgerichteten Werkzeugablage ist es in diesem Zusammenhang besonders zweckmässig, wenn auch die erste Stellrichtung X horizontal verläuft.
[0012] Die Vielseitigkeit einer erfindungsgemässen Vorrichtung kann dadurch noch weiter gesteigert werden, dass mindestens eine der Werkstückspindeln mittels eines eigenen Stellantriebs in die zweite Stellrichtung Z verstellbar ist. Bei dieser Variante der Erfindung kann die Werkstückbearbeitung nicht nur durch eine drehende Relativbewegung von Werkstück und Werkzeug bewirkt werden, sondern auch durch eine in axialer Richtung erfolgende.
[0013] Im Hinblick auf die Vielfalt der Bearbeitungsoperationen, die in einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgeführt werden können, kann es zudem günstig sein, wenn mindestens einer der Werkzeughalter mittels eines Stellantriebs entlang einer quer zu der ersten und der zweiten Stellrichtung X, Z ausgerichteten dritten Stellrichtung Y verstellbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kann beispielsweise der Abstand der Drehachse der jeweiligen Werkstückspindel vom Wirkungsbereich der Schneide des jeweiligen Werkzeugs verstellt werden. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn Werkstücke von unterschiedlicher Grösse in der erfindungsgemässen Maschine bearbeitet werden sollen oder die jeweilige Bearbeitungsoperation mindestens eine Komponente der Relativbewegung in radialer Richtung des Werkstücks verlangt.
[0014] Bearbeitungsoperationen, bei denen Bewegungen des Werkzeugs mit denen des Werkstücks überlagert werden, lassen sich in einer erfindungsgemässen Vorrichtung dadurch durchführen, das mindestens einer der Werkzeughalter einen Antrieb zum Drehen des von ihm jeweils gehaltenen Werkzeugs um eine Drehachse I, E umfasst. Indem der Werkzeughalter mit der Drehachse I, E des von ihm jeweils gehaltenen Werkzeugs zusätzlich um eine quer zur Drehachse I, E ausgerichtete Schwenkachse A, S schwenkbar ist, lassen sich auch komplex gestaltete Formgebungen der jeweils zu bearbeitenden Flächen problemlos verwirklichen.
[0015] Zu diesem Zweck kann der Schwenkweg des Werkzeughalters so ausgelegt sein, dass er einen Winkelbereich umfasst, der ausreicht, um das Werkzeug mit seiner Drehachse I,E im Wesentlichen achsparallel zur Drehachse C1, C2 der diesem Werkzeug zugeordneten Werkstückspindel zu verschwenken. Ein Wechsel der Bearbeitung mit in Bezug zum Werkstück radial ausgerichteter Werkzeugachse zur Bearbeitung mit in Bezug zum Werkzeug axial ausgerichteter Werkzeugachse kann dabei beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der beim Verschwenken vom Werkzeughalter überstreichbare Winkelbereich mindestens 90[deg.] umfasst.
[0016] Wird das Werkstück in einer der Bearbeitungsstationen einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit undefinierter Klinge bearbeitet, beispielsweise geschliffen, so ist es in bestimmten Zeitabständen notwendig, das jeweils eingesetzte Werkzeug neu abzurichten, um auch über eine lange Einsatzdauer eine den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen genügende Formhaltigkeit des fertig bearbeiteten Werkstücks zu gewährleisten. Besonders kritisch ist dies bei Werkzeugen für das Schleifen, wenn bei dieser Art der Bearbeitung komplex geformte Flächen geschliffen werden sollen, wie sie beispielsweise an Zahnflanken von Zahnrädern mit evolventenförmigen Zähnen vorliegen.
[0017] Ein Problem besteht in diesem Zusammenhang darin, dass das Werkzeug und das jeweilige Abrichtelement während des Abrichtvorgangs relativ zueinander bewegt werden müssen. Darüber hinaus ergibt sich besonders beim Abrichten von Werkzeugen, die in einem Wälzverfahren das jeweilige Werkstück bearbeiten, die Notwendigkeit, dass jede formgebende Fläche des Werkzeugs in gleicher Weise bearbeitet werden muss, um eine gleichmässige Formgebung aller Wirkflächen des Werkzeugs zu gewährleisten. Letzteres erweist sich insbesondere dann als aufwändig, wenn Werkzeuge für die Schleifbearbeitung der Zähne von Zahnrädern abgerichtet werden müssen.
[0018] Um die an das Abrichten von Werkzeugen für die Schleifbearbeitung von Zähnen von Zahnrädern gestellten Anforderungen zu erfüllen, ist zum Beispiel vorgeschlagen worden, die Zähne des Werkzeugs mittels einer so genannten Formrolle abzurichten, die Zahn für Zahn nacheinander die Zahnflanken des Werkzeugs abrichtet. Mit dieser Vorgehensweise lässt sich zwar eine exakte Formgebung des abzurichtenden Werkzeugs erzielen. Die dazu benötigte Zeit wird jedoch den heute geforderten Taktzeiten nicht mehr gerecht.
[0019] Eine Weiterentwicklung der einzelnen Bearbeitung jeder Bearbeitungsfläche des Werkzeugs bestand darin, dass jeweils zwei gegenüberliegende Flächen gleichzeitig bearbeitet wurden. Im Fall des Abrichtens eines zahnrad-, zahnscheiben- oder zahnstangenförmigen Werkzeugs zum Schleifen von Zahnrädern bedeutete dies, dass in einer Zahnlücke beispielsweise die Zahnflanke des jeweils rechten Werkzeugzahns bearbeitet wird, während gleichzeitig in einer anderen Zahnflanke die Zahnflanke des jeweils anderen Werkzeugzahns abgerichtet wird. Auf diese Weise konnte zwar die für das Abrichten benötigte Zeit halbiert werden. Dennoch bestand die Forderung nach einer weiteren Verkürzung der Abrichtzeit.
[0020] Um dies beim Abrichten von Werkzeugen für die Zahnradbearbeitung zu ermöglichen, sind Abrichteinrichtungen eingeführt worden, bei denen einer Zahnlücke eine Abrichtscheibe zugeordnet ist, die deren Flankenform den die jeweilige Lücke begrenzenden Zahnflanken angepasst ist. Die Breite der Scheibe ist dabei um ein Untermass geringer als die Breite der Lücke. Durch axiale Verschiebung der Scheibe können beide Flanken der jeweiligen Zahnlücke in kurzer Bearbeitungszeit bearbeitet werden. Gleichzeitig wird der Zahnkopf gerichtet, so dass insgesamt eine weitere Verkürzung der für das Abrichten einzurechnenden Bearbeitungszeit erreicht wird.
Zusätzliche Zeiteinsparungen beim Abrichten von Schleifwerkzeugen für die Zahnradbearbeitung konnten dabei dadurch erreicht werden, dass nicht nur die Zahnflanken einer Zahnlücke, sondern die Zahnflanken von jeweils zwei nebeneinanderliegenden Zahnlücken sowie die zugehörigen Zahnköpfe mit einem nach Art einer Profilrolle ausgebildeten Abrichtwerkzeug gleichzeitig abgerichtet worden sind.
[0021] Eine letzte Verkürzung der für das Abrichten eines Werkzeugs für die Zahnradschleifbearbeitung konnte schliesslich durch Einführung eines Abrichtrades erzielt werden, das in einem mit dem Wälzschleifen vergleichbaren Vorgang mit dem abzurichtenden Werkzeug in Eingriff gebracht wird. Neben den auf diese Weise erreichten besonders kurzen Abrichtzeiten besteht der Vorteil dieser Vorgehensweise darin, dass nur geringe Prozesskräfte bei gleichzeitig grosser Ausbringung auftreten. Nachteilig ist allerdings, dass sich diese Art des Abrichtens nur für bestimmte Zahnradgeometrien eignet.
[0022] Unabhängig davon, wie das Abrichten ausgeführt wird, sind die an die jeweilige Abrichteinrichtung hinsichtlich der beim Abrichten ausgeführten Bewegungen gestellten Anforderungen aufgrund der Komplexität der Formgebung eines Zahnrades oder eines vergleichbaren Bauteils und der geforderten Bearbeitungsgenauigkeiten besonders hoch. In der Praxis führt dies dazu, dass in zur Gattung der vorliegenden Erfindung gehörenden Werkzeugmaschinen konstruktiv aufwändige Abrichteinrichtungen eingebaut sind, die neben einer Vielzahl von Stellantrieben einer aufwändigen Steuerung bedürfen, um die erforderlichen Abrichtbewegungen auszuführen. Sowohl die grosse Zahl an Stelleinrichtungen als auch die aufwändige Steuerung machen die bekannten Abrichteinrichtungen teuer und störanfällig.
Darüber hinaus beanspruchen die bekannten Abrichteinrichtungen einen grossen Bauraum, der im jeweiligen Maschinenraum häufig nur unter Schwierigkeiten zur Verfügung gestellt werden kann. Daher sind die Abrichteinrichtungen bei bekannten Werkzeugmaschinen vielfach an schwer zugänglichen Stellen angeordnet, zu denen bei automatischer Betriebsweise die jeweils abzurichtenden Werkzeuge nur in einem aufwändigen Bewegungsablauf transportiert werden können.
[0023] Bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung sind diese Probleme dadurch beseitigt worden, dass eine der Werkstückspindeln ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten des dieser Werkzeugspindel zugeordneten Werkzeugs trägt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird eine der Werkstückspindeln, und zwar zweckmässigerweise diejenige, die dem von Zeit zu Zeit abzurichtenden Werkzeug zugeordnet ist, dazu genutzt, die jeweilige Abrichteinrichtung zu tragen. Da die betreffende Werkstückspindel das jeweils zu bearbeitende Werkstück ohnehin zum betreffenden Werkzeug bringt, ist auf diese Weise zum einen sichergestellt, dass das Abrichtwerkzeug leicht in nächster Nähe und gut erreichbar zum jeweils abzurichtenden Werkzeug gebracht werden kann.
Zum anderen kann die Beweglichkeit der Werkstückspindel zum Antrieb bzw. zur Ausrichtung des Abrichtwerkzeugs relativ zum abzurichtenden Werkzeug während des Abrichtvorgangs genutzt werden.
[0024] Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung eines Abrichtwerkzeugs an einer der Werkstückspindeln besteht darin, dass es durch diese Anordnung ohne besonderen apparativen Aufwand und mit dementsprechend hoher Betriebssicherheit möglich ist, sämtliche der aus dem Stand der Technik bekannten, voranstehend zusammengefassten Methoden des Abrichtens von Werkzeugen durchzuführen.
[0025] Abhängig von den beim Abrichten auszuführenden Bewegungen kann es in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, wenn das Abrichtwerkzeug mittels eines eigenen Stellantriebs entlang einer Stellachse an der Werkstückspindel verstellbar ist. In diesem Fall ist das Abrichtwerkzeug über seinen Stellantrieb in der Lage, Relativbewegungen zum abzurichtenden Werkzeug auszuführen, die über die Bewegungsmöglichkeiten der das Abrichtwerkzeug jeweils tragenden Werkstückspindel hinausgehen.
[0026] Eine besonders einfach zu realisierende, robuste und kostengünstige Möglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung eines Abrichtwerkzeugs an der Werkzeugspindel besteht darin, dass das Abrichtwerkzeug fest mit der Werkzeugspindel verbunden ist und die Werkstückspindel das Abrichtwerkzeug während des Abrichtvorgangs relativ zum abzurichtenden Werkzeug bewegt. Vorteilhafterweise ist das Abrichtwerkzeug dabei so angeordnet, dass es alle Bewegungen ausführen kann, die ein von der jeweiligen Spindel getragenes Werkstück während seiner Bearbeitung ausführt. Besonders zweckmässig erweist sich diese Ausgestaltung dann, wenn es sich bei den zu bearbeitenden Werkstücken um Zahnräder handelt, deren Zähne durch ein Werkzeug mit unbestimmter Klinge geschliffen oder in vergleichbarer Weise bearbeitet werden müssen.
[0027] Selbstverständlich ist es möglich, die erfindungsgemässen Anordnungen eines Abrichtwerkzeugs an einer Werkstückspindel miteinander zu kombinieren. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn das eine Abrichtwerkzeug zum Abrichten der Flanken und das andere Abrichtwerkzeug zum Abrichten der Köpfe eines Werkzeugs zur Zahnradbearbeitung eingesetzt wird.
[0028] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
<tb>Fig. 1<sep>eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Zahnrädern in einer frontalen Ansicht;
<tb>Fig. 2<sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 1in einer Ansicht von oben;
<tb>Fig. 3<sep>eine weitere Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Zahnrädern in einer frontalen Ansicht.
[0029] Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Vorrichtungen 1, 101 zum spanabhebenden Bearbeiten von Zahnrädern W weisen jeweils eine beispielsweise aus Granit gefertigte, quaderförmige Maschinenbasis 2 auf, die an ihrer einen Längsseite zwei mit Abstand zueinander positionierte Stützen 3, 4 trägt. Im zwischen den Stützen 3, 4 vorhandenen Freiraum ist nach Art eines Tisches eine Werkstückablage 5 vorgesehen, auf deren horizontal ausgerichteter Ablagefläche 6 die jeweils zu bearbeitenden Zahnräder W als Werkstücke durch eine hier nicht gezeigte Fördereinrichtung gefördert werden, die die Zahnräder W nach Beendigung ihrer Bearbeitung auch wieder abholt.
[0030] Die Stützen 3, 4 tragen eine horizontal ausgerichtete und mit Abstand zu der Ablagefläche 6 der Werkstückablage 5 ausgerichtete Führungsbahn 7, die sich mit ihren Endabschnitten 8, 9 jeweils seitlich über die Ablagefläche hinaus erstrecken. Der der Stütze 3 zugeordnete Endabschnitt 8 der Führungsbahn 7 ist dabei kürzer als der Endabschnitt 9, der der Stütze 4 zugeordnet ist, so dass der längere Endabschnitt 9 weiter über die Werkstückablage 5 hinaussteht als der kürzere Endabschnitt 8.
[0031] An der Führungsbahn 7 sind über in an sich bekannter Weise ausgebildete Supporte zwei Werkstückspindeln 10, 11 in horizontal ausgerichteter Stellrichtung X verschiebbar gelagert, wobei die Werkstückspindeln 10, 11 unabhängig voneinander mittels eigener, hier nicht sichtbarer Stelleinrichtungen jeweils individuell in Richtung der Stellrichtung X verstellt werden können. Diese individuelle Verstellbarkeit der Werkstückspindeln 10, 11 in der Stellrichtung X ist in den Figuren durch Pfeile X1, X2 angedeutet.
[0032] Zusätzlich können die Werkstückspindeln 10, 11 mittels hier ebenfalls nicht sichtbarer, auf dem jeweiligen Support gelagerten Stellantriebe in eine vertikal und quer zur Stellrichtung X ausgerichtete Stellrichtung Z verstellt werden. Die betreffende individuelle Verstellbarkeit der Werkstückspindeln 10, 11 ist in den Figuren durch Pfeile Z1, Z2 angedeutet.
[0033] Jede Werkstückspindel 10, 11 umfasst darüber hinaus einen hier auch nicht dargestellten Drehantrieb, der das in der Werkstückaufnahme der jeweiligen Werkstückspindel 10, 11 gehaltene Werkstück um eine vertikal ausgerichtete Drehachse C1 bzw. C2 dreht.
[0034] Jeder Werkstückspindel 10, 11 ist ein Werkzeughalter 12, 13 zugeordnet. Der erste Werkzeughalter 12 ist dabei unterhalb des und etwa mittig zum kürzeren Endabschnitt 8 der Führungsbahn 7 an einem dafür vorgesehenen, auf Höhe der Werkstückablage 5 ausgebildeten Vorsprung 14 der Maschinenbasis 2 auf einer Grundplatte 15 befestigt. Die Grundplatte 15 weist Führungsnuten 16 auf, in denen der Werkzeughalter 12 manuell um eine quer zu den Stellrichtungen X und Z ausgerichtete Schwenkachse S verschwenkt werden kann. Über hier nicht sichtbare Stellschrauben kann die Schwenkstellung des Werkzeughalters 12 fixiert werden.
[0035] Das im Werkzeughalter 12 gehaltene, hier nicht sichtbare Werkzeug kann mit einem eigenen, hier im Einzelnen nicht dargestellten Drehantrieb um eine achsparallel zur Drehachse C1 der Werkstückspindel 10 ausgerichtete Drehachse I gedreht werden, um am jeweiligen Werkstück (Zahnrad Z) beispielsweise eine Fräs-, Drehfräs- oder Schleifbearbeitung durchzuführen, bei der das Werkzeug aktiv rotiert wird. Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Werkzeughalter 12 mit einem Schleifdorn zum Schleifen der Innenbohrung und einer auf der dem Werkzeug zugeordneten Stirnseite des Zahnrades W vorhandenen Planfläche bestückt.
Genauso kann in den Werkzeughalter 12 jedoch auch ein Drehmeissel oder ein Fräswerkzeug eingespannt sein, um beispielsweise bei stehendem Drehantrieb eine reine Drehbearbeitung oder bei laufendem Drehantrieb eine Drehfräsbearbeitung bzw. eine reine Fräsbearbeitung der zentralen Innenöffnung des Zahnrades W durchzuführen.
[0036] Der zweite Werkzeughalter 13 ist dem längeren Endabschnitt 9 der Führungsbahn 7 zugeordnet. Er umfasst einen Drehantrieb 17, über den das im Werkzeughalter 13 jeweils gehaltene Werkzeug 18 um eine Drehachse E gedreht werden kann. Das Werkzeug 18 ist bei den hier dargestellten in an sich bekannter Weise als Schleifrolle mit zur vorgegebenen Form der am jeweiligen Zahnrad W herzustellenden Zahnflanken korrespondierenden Gängen ausgebildet, von der die Zahnflanken der Aussenverzahnung des jeweils bearbeiteten Zahnrades W in einem Wälzschleifverfahren geschliffen werden.
[0037] Der Drehantrieb 17 ist auf einem Support 19 an einem als Linearführung ausgebildeten Tragarm 20 gelagert. Der Tragarm 20 kann mittels eines Schwenkantriebs 21 um eine Schwenkachse A verschwenkt werden, die vertikal und achsparallel zur Stellrichtung X ausgerichtet ist. Der Schwenkantrieb 21 ist dazu an der dem längeren Endabschnitt 9 zugeordneten Seite der Maschinenbasis 2 montiert.
Mit ihm lassen sich der Tragarm 20 und mit ihm der von ihm getragene Drehantrieb 17 sowie das darin jeweils gehaltene Werkzeug 18 so ausrichten, dass die Drehachse E des Drehantriebs 17 und seines Werkzeugs 18 beim spanabhebenden Bearbeitungsbetrieb im Wesentlichen waagerecht oder nach den jeweils geltenden Fertigungsvorgaben in einer bezogen auf die durch Stellrichtungen X und Z aufgespannte Ebene senkrechten Ebene so ausgerichtet ist, dass die am jeweiligen Zahnrad W zu erzeugende Oberflächenkontur mit der erforderlichen Genauigkeit erzeugt werden kann.
[0038] Mittels einer hier nicht sichtbaren Stelleinrichtung kann der Drehantrieb 17 mit dem Werkzeug 18 entlang des Tragarms 20 in eine quer zu den Stellrichtungen X, Z ausgerichtete Stellrichtung Y bewegt werden. Bei vertikal ausgerichtetem Tragarm 20 verläuft diese Stellrichtung Y ebenfalls exakt vertikal ausgerichtet. Durch Verschwenken des Tragarms 19 um die Schwenkachse A mittels des Schwenkantriebs 21 kann der Drehantrieb 17 mit seiner Drehachse E um einen Schwenkweg von ca. 90[deg.] so weit verschwenkt werden, dass seine Drehachse E im Wesentlichen achsparallel zur Drehachse C2 der Werkstückspindel 11 ausgerichtet ist.
[0039] Durch seine Verschwenkbarkeit um die Schwenkachse A und seine Verstellbarkeit in Y-Richtung lassen sich mit einem geeignet ausgebildeten Werkzeug 18 in den Vorrichtungen 1, 101 eine grosse Bandbreite von beispielsweise gerad- und schräg-aussenverzahnten Zahnrädern W unterschiedlichster Formgebung mit einer Genauigkeit schleifbearbeiten, die nicht nur höchsten Anforderungen gerecht wird, sondern sich auch in kürzester Bearbeitungszeit erzielen lässt.
[0040] Bei der in den Fig. 1und 2 dargestellten Vorrichtung ist an der dem Schwenkantrieb 21 zugeordneten Aussenseite des Gehäuses der Werkstückspindel 11 eine Abrichteinrichtung 22 so befestigt, dass sie bei in deren Stellrichtung Z2 erfolgenden Bewegungen der Werkstückspindel 11 mit in Stellrichtung Z auf und ab bewegt wird. Die Abrichteinrichtung 22 umfasst eine eigene nach Art eines elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Linearmotors ausgebildete, einen verstellbaren Stellkolben aufweisende Stelleinrichtung 23, deren Stellkolben unabhängig von der Stellbewegung der Werkstückspindel 11 lineare Bewegungen in einer zur Stellrichtung Z achsparallelen Stellrichtung Z3 bewegen kann.
[0041] Die Stelleinrichtung 23 der Abrichteinrichtung 22 trägt am freien Ende ihres Stellkolbens ein Abrichtwerkzeug 24, das auf seiner dem Werkzeug 18 zugeordneten Seite eine Verzahnung aufweist, die das Gegenstück der Kontur des Werkzeugs 18 darstellt. Zum Abrichten des Werkzeugs 18 wird die Werkstückspindel 11 durch Verstellung in ihre Stellrichtungen X2, Z2 in eine Position gebracht, in der das nach Art einer Zahnstange ausgebildete Abrichtwerkzeug 24 bei in Mittelstellung befindlichem Stellkolben der Abrichteinrichtung 22 in Eingriff mit dem Werkzeug 18 steht.
[0042] Durch Verschwenken um die Schwenkachse A und Verstellen in Stellrichtung Y entlang des Tragarms 20 kann dabei das Werkzeug 18 so ausgerichtet werden, dass beim anschliessenden Abrichten die Gänge des Werkzeugs 18 die für ein optimales Arbeitsergebnis günstigste Form erhalten.
[0043] Während des Abrichtvorgangs wird das Abrichtwerkzeug 24 von der Stelleinrichtung 23 der Abrichteinrichtung 22 in einer linearen Bewegung in Stellrichtung Z auf und ab bewegt. Dieser linearen Bewegung kann die Drehung des Werkzeugs 18 um dessen Drehachse E und eine Auf- und Abbewegung der Werkstückspindel 11 in Stellrichtung Z überlagert werden.
[0044] Die Vorrichtung 101 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 dahingehend, dass bei der Vorrichtung 101 die Werkstückspindel 11 keine eigenständig angetriebene Abrichteinrichtung trägt, sondern dass das Abrichtwerkzeug 124 fest am Gehäuse der Werkstückspindel 11 direkt so angeordnet ist, dass es bei jeder Bewegung der Werkstückspindel 11 mitgenommen wird.
Das als Gegenform zum Werkzeug 18 ausgebildete Abrichtwerkzeug 124 ist zu diesem Zweck achsparallel zur Drehachse C2 an einer Stelle des Gehäuses der Werkstückspindel 11 positioniert, in der es einerseits die spanabhebende Bearbeitung des jeweiligen Zahnrades Z durch das Werkzeug 18 nicht stört und andererseits durch eine Verstellung der Werkstückspindel 11 in die Stellrichtungen X, Z in Eingriff mit dem Werkzeug 18 gebracht werden kann, nachdem dieses um die Schwenkachse A in eine Position geschwenkt worden ist, in der die Drehachse E des Werkzeugs 18 achsparallel zur Drehachse C2 der Werkstückspindel 11 ausgerichtet ist.
[0045] Die Form des Abrichtwerkzeugs 124 ist nach Art von übereinander angeordneten Ringen so ausgebildet, dass bei in Eingriff befindlichen Werkzeugen 124, 18 durch Rotation der Werkstückspindel 11 um ihre Drehachse C2 die für das Abrichten erforderliche Relativbewegung beider Werkzeuge 124, 18 erzeugt wird. Zusätzlich können vor oder während der Abrichtbearbeitung die Werkzeuge 124, 18 relativ zueinander in die Stellrichtungen X und Z verstellt werden, um beispielsweise das Abrichtwerkzeug 124 bei fortschreitendem Abrichtvorgang nachzuführen oder komplex geformte Werkzeugflächen auszubilden.
Ebenso können wie bei der Vorrichtung 1 während des Abrichtvorgangs den Bewegungen des Abrichtwerkzeugs 124 Bewegungen des Werkzeugs 18 um die Schwenkachse A, die Drehachse E oder entlang der Stellrichtung Y den über die Werkstückspindel 11 ausgeführten Bewegungen des Abrichtwerkzeugs 124 überlagert werden.
[0046] Genauso kann das Werkzeug 18 für ein optimales Abrichtergebnis durch eine während des Abrichtvorgangs fest beibehaltene Einstellung einer entsprechenden Schwenkstellung um die Schwenkachse A oder die Drehachse E bzw. Ausrichtung entlang der Stellrichtung Y so positioniert werden, dass die jeweils zu erzeugende Form der Gänge des Werkzeugs 18 hergestellt werden kann.
[0047] Die über die nicht gezeigte Fördereinrichtung in die jeweilige Vorrichtung 1, 101 gelangenden Zahnräder W werden zunächst jeweils von der Werkstückspindel 10 aufgenommen, indem sie von einer in die Aussenverzahnung des jeweiligen Zahnrades W greifenden, an sich bekannten Zahnflankenklemmeinrichtung der Werkstückspindel 10 gespannt werden. Anschliessend werden sie von der Werkstückspindel 10 zum Werkzeughalter 12 verbracht, an dem zunächst die Innenbohrung und anschliessend die stirnseitige Planfläche des Zahnrades W geschliffen werden. Anschliessend übergibt die Werkstückspindel 10 das Zahnrad W im Bereich der Werkstückablage 5 an die Werkstückspindel 11, die das übernommene Zahnrad W beispielsweise mit einer glatten Spannzange direkt in dessen Innenbohrung spannt und zum Werkzeug 18 transportiert, das nun die Zahnflanken des Zahnrades bearbeitet.
[0048] Bezugszeichen
<tb>1, 101<sep>Vorrichtungen zum spanabhebenden Bearbeiten von Zahnrädern W
<tb>2<sep>Maschinenbasis
<tb>3, 4<sep>Stützen
<tb>5<sep>Werkstückablage
<tb>6<sep>Ablagefläche der Werkstückablage 5
<tb>7<sep>Führungsbahn
<tb>8, 9<sep>Endabschnitte der Führungsbahn 7
<tb>10, 11<sep>Werkstückspindeln
<tb>12, 13<sep>Werkzeughalter
<tb>14<sep>Vorsprung der Maschinenbasis 2
<tb>15<sep>Grundplatte
<tb>16<sep>Führungsnuten
<tb>17<sep>Drehantrieb
<tb>18<sep>Werkzeug
<tb>19<sep>Support
<tb>20<sep>Tragarm
<tb>21<sep>Schwenkantrieb
<tb>22<sep>Abrichteinrichtung
<tb>23<sep>Stelleinrichtung
<tb>24, 124<sep>Abrichtwerkzeuge
<tb>C1, C2<sep>Drehachsen der Werkstückspindeln 10, 11
<tb>E<sep>Drehachse
<tb>I<sep>Drehachse des Werkzeughalters
<tb>S<sep>Schwenkachse
<tb>W<sep>Zahnräder
<tb>X, X1, X2<sep>horizontal ausgerichtete Stellrichtungen
<tb>Y<sep>Stellrichtung
<tb>Z, Z1, Z2, Z3<sep>vertikal ausgerichtete Stellrichtungen
The invention relates to a device for machining workpieces, in parallel to each other or sequentially at least two machining operations can be performed on a workpiece.
Such a device is known for example from German Utility Model 29 815 125. In the known device, a workpiece holder is provided, which moves in the machining operation on a guideway of a pickup station, where he accepts a workpiece and to a first processing station on which a tool processes the workpiece moves. In addition, at least one further processing station is arranged on the guideway to which the workpiece transported by the workpiece holder on the guideway passes to the first processing station and on which another tool performs a different from that at the first station processing on the workpiece.
The advantage of such an arrangement of at least two successive approached from the workpiece processing stations in a machine is that with unchanged high flexibility which is attributable to a workpiece total processing time is shortened. Thus, the individual machining operations can be performed on the tool, without having to change the workpiece holder or the machine must be left. The prerequisite for this, however, is that the different machining operations are each carried out one after the other and the clamping position once assumed in the tool holder can be maintained during all machining operations. This requirement results in a limited range of operations that can be performed in the known device.
Against this background, the invention has for its object to provide a device for machining workpieces, in particular of gears, can be performed in the at least two edits in the shortest processing time at an extended machining spectrum.
This object is achieved according to the invention by a device for machining workpieces, in particular of gears, which according to the invention with a workpiece tray, with an over two opposite sides of the workpiece tray hinauserstreckenden track, with two each comprising a rotary drive workpiece spindles, the both by means of an actuator are separated from each other in a first adjustment direction X along the guideway moved, with a first tool holder, which is assigned to the projecting beyond the one side of the workpiece tray end portion of the guideway, and equipped with a second tool holder, the other end portion is assigned to the guideway,
wherein the workpiece spindles are in each case positioned and / or alignable in a second setting direction Z directed transversely to the first setting direction X so that in each case one of the workpiece spindles can be moved with a workpiece into the working area of the tool assigned to it and held by the respective tool holder.
According to the invention, the reaching into the inventive device, each to be machined workpiece is received by the first workpiece holder and moved by him to the processing station formed by the first tool holder. Once there, the respective processing is made. Since the tool spindle itself is equipped with a rotary drive, this machining can be a turning, milling, grinding, honing, drilling or other machining operation, in which tools with a defined or undefined cutting edge are used and the workpiece and Tool for lifting the chips are moved relative to each other.
After completion of the first machining operation, the first workpiece spindle transfers the respectively processed workpiece to the second workpiece spindle, which then brings it to the second, formed by the equipped with a corresponding tool second tool holder processing station. There as well, due to the corresponding mobility of the workpiece spindle, any machining operation with a defined or undefined blade can be carried out, for which tool and workpiece must be moved relative to one another.
The type of clamping of the workpiece in the workpiece spindles is selected according to the respective processing and the respective processing location. If, for example, an internal bore of a toothed wheel is to be machined in the course of one of the machining steps, then the workpiece in question is tensioned, for example, by a clamping device acting on its circumference. If, on the other hand, machining is to be carried out on an end face or a peripheral surface of the workpiece, the workpiece spindle can, for example, reach into suitable openings of the workpiece with its tensioning device. For example, when machining the tooth flanks of an externally toothed gear, the clamping device of the respective workpiece spindle can be introduced, for example, into the central inner bore of the toothed wheel.
While in an inventive device, the machining is performed with the second tool, the first workpiece spindle is ready again to receive another workpiece and to convey to the first processing station. In a device according to the invention, at least two workpieces can be machined parallel to one another on two processing stations formed by different tools. As a result, with the greatest possible diversity of machining operations that can be carried out in a device according to the invention and despite the fact that the workpiece is exchanged between two workpiece spindles, in a device according to the invention a very wide variety of machining operations can be completed within the shortest processing times and with high throughput.
The workpiece tray can be used in an inventive device for the supply, the removal and as an intermediate buffer for the transfer between the two workpiece spindles. In a particularly simple manner, these possibilities can be utilized in that the workpiece tray is designed as a horizontally oriented table, so that the support of the workpieces is secured on the tray solely by the action of gravity.
Likewise, it contributes to a simple construction of an inventive device, when the guideway is arranged at a distance above the workpiece tray. In the case of a horizontally oriented tool tray, it is particularly expedient in this context, even if the first positioning direction X is horizontal.
The versatility of an inventive device can be further increased by the fact that at least one of the workpiece spindles by means of its own actuator in the second adjustment direction Z is adjustable. In this variant of the invention, the workpiece machining can be effected not only by a rotating relative movement of the workpiece and the tool, but also by taking place in the axial direction.
In view of the variety of machining operations that can be performed in an inventive device, it may also be beneficial if at least one of the tool holder by means of an actuator along a transversely to the first and the second adjustment direction X, Z aligned third direction of adjustment Y is adjustable. In this embodiment, for example, the distance of the axis of rotation of the respective workpiece spindle can be adjusted from the effective range of the cutting edge of the respective tool. This is particularly advantageous when workpieces of different sizes are to be processed in the inventive machine or the respective machining operation requires at least one component of the relative movement in the radial direction of the workpiece.
Machining operations in which movements of the tool are superimposed with those of the workpiece can be carried out in an inventive device characterized in that at least one of the tool holder includes a drive for rotating the tool held by him about a rotational axis I, E. By the tool holder with the rotation axis I, E of the tool held by him in addition to a transverse to the axis of rotation I, E aligned pivot axis A, S is pivotable, complex shapes of the respective surfaces to be machined can be easily realized.
For this purpose, the pivoting of the tool holder may be designed so that it comprises an angular range sufficient to pivot the tool with its axis of rotation I, E substantially parallel to the axis of rotation C1, C2 of the tool associated with this workpiece spindle. A change of machining with a tool axis aligned radially with respect to the workpiece for machining with a tool axis aligned axially with respect to the tool can be achieved, for example, by the fact that the angle range which can be swept by the tool holder during pivoting comprises at least 90 °.
If the workpiece processed in one of the processing stations of an inventive device with undefined blade, for example, ground, it is necessary at certain intervals to re-train the tool used in each case to complete the respective accuracy requirements sufficient shape retention of the finished over a long period of use to ensure machined workpiece. This is particularly critical for tools for grinding, if in this type of machining complex shaped surfaces are to be ground, as they are, for example, tooth flanks of gears with involute teeth.
A problem in this context is that the tool and the respective dressing element must be moved relative to each other during the dressing process. In addition, especially when dressing tools that work in a rolling process the respective workpiece, the need arises that each shaping surface of the tool must be processed in the same way to ensure uniform shaping of all effective surfaces of the tool. The latter proves to be particularly complicated when tools for the grinding of the teeth of gears must be dressed.
For example, in order to meet the requirements imposed on the dressing of tools for the grinding of teeth of gears, it has been proposed to machine the teeth of the tool by means of a so-called forming roller which successively lines the tooth flanks of the tool tooth by tooth. Although an exact shaping of the tool to be dressed can be achieved with this procedure. However, the time required for this is no longer enough to meet today's required cycle times.
A further development of the individual processing of each working surface of the tool was that in each case two opposing surfaces were processed simultaneously. In the case of dressing a gear, pulley or rack-shaped tool for grinding gears, this meant that in one tooth gap, for example, the tooth flank of each right tool tooth is processed, while at the same time dressed in another tooth flank, the tooth flank of the other tool tooth. In this way, the time required for dressing could be halved. Nevertheless, there was a demand for a further shortening of the dressing time.
In order to enable this when dressing tools for gear processing, dressing devices have been introduced in which a tooth gap is associated with a dressing wheel, the edge shape of which is adapted to the respective gap delimiting tooth flanks. The width of the disc is smaller by an undersize than the width of the gap. By axial displacement of the disc both flanks of the respective tooth gap can be processed in a short processing time. At the same time the tooth head is directed, so that a total of a further shortening of attributed for dressing processing time is achieved.
Additional time savings in the dressing of grinding tools for gear processing could thereby be achieved that not only the tooth flanks of a tooth gap, but the tooth flanks of two adjacent tooth gaps and the associated tooth heads have been dressed simultaneously with a designed in the manner of a profile roller dressing tool.
A final shortening of the dressing of a tool for the gear grinding could finally be achieved by introducing a dressing wheel, which is brought in a comparable with the rolling process with the tool to be dressed in engagement. In addition to the particularly short dressing times achieved in this way, the advantage of this approach is that only low process forces occur at the same time large application. The disadvantage, however, is that this type of dressing is only suitable for certain gear wheel geometries.
Regardless of how the dressing is performed, the requirements imposed on the respective dressing device with respect to the movements performed during dressing are particularly high due to the complexity of the shape of a gear or a comparable component and the required machining accuracies. In practice, this leads to the fact that in the genus of the present invention associated machine tools structurally complex dressing devices are installed, which in addition to a variety of actuators require a complex control to perform the necessary Abrichtbewegungen. Both the large number of adjusting devices and the complex control make the known dressing devices expensive and prone to failure.
In addition, the known dressing require a large amount of space that can be made available in the respective engine room often only with difficulty. Therefore, the dressing devices are often arranged in known machine tools in hard to reach places to which in automatic mode, each tool to be dressed can be transported only in a complex sequence of movements.
In a device according to the invention, these problems have been eliminated by one of the workpiece spindles carrying a dressing tool for dressing the tool spindle associated with this tool. In this embodiment of the invention, one of the workpiece spindles, and that expediently that which is assigned to the tool to be dressed from time to time, is used to carry the respective dressing device. Since the respective workpiece spindle brings the workpiece to be machined anyway to the tool in question, in this way on the one hand ensures that the dressing tool can be easily brought in close proximity and easily accessible to each tool to be dressed.
On the other hand, the mobility of the workpiece spindle can be used to drive or to align the dressing tool relative to the tool to be dressed during the dressing process.
The particular advantage of the inventive arrangement of a dressing tool on one of the workpiece spindles is that it is possible by this arrangement without special equipment expense and with accordingly high reliability, all of the known from the prior art, summarized above methods of dressing Perform tools.
Depending on the movements to be performed during dressing, it may be advantageous in this context if the dressing tool is adjustable by means of its own actuator along a control axis on the workpiece spindle. In this case, the dressing tool on its actuator is able to perform relative movements to be dressed tool that go beyond the possibilities of movement of the dressing tool supporting each workpiece spindle.
A particularly easy to implement, robust and cost-effective way of the inventive arrangement of a dressing tool on the tool spindle is that the dressing tool is firmly connected to the tool spindle and the workpiece spindle moves the dressing tool during the dressing process relative to the tool to be dressed. Advantageously, the dressing tool is arranged so that it can perform all the movements that carries a workpiece carried by the respective spindle during its processing. Particularly expediently, this embodiment proves to be when the workpieces to be machined are gears whose teeth must be ground by a tool with an undefined blade or machined in a comparable manner.
Of course, it is possible to combine the inventive arrangements of a dressing tool on a workpiece spindle with each other. This can be useful, for example, if the one dressing tool for dressing the flanks and the other dressing tool for dressing the heads of a tool for gear processing is used.
The invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating an exemplary embodiment. Each show schematically:
<Tb> FIG. 1 <sep> a device for machining gears in a frontal view;
<Tb> FIG. 2 <sep> the device according to Figure 1 in a view from above.
<Tb> FIG. 3 <sep> Another device for machining gear wheels in a frontal view.
1 and 3 for the machining of gears W each have a, for example made of granite, rectangular machine base 2, which carries on its one longitudinal side two spaced apart supports 3, 4 , In between the supports 3, 4 existing space a workpiece tray 5 is provided in the manner of a table on the horizontally aligned storage surface 6 each to be processed gears W are promoted as workpieces by a conveyor not shown here, the gears W after completion of their processing also picks up again.
The supports 3, 4 carry a horizontally oriented and spaced from the support surface 6 of the workpiece tray 5 aligned guideway 7, each extending laterally with their end portions 8, 9 over the shelf. The end portion 8 of the guide track 7 assigned to the support 3 is shorter than the end section 9 associated with the support 4, so that the longer end section 9 projects further beyond the workpiece support 5 than the shorter end section 8.
On the guideway 7 two workpiece spindles 10, 11 are mounted in horizontally aligned positioning direction X displaceable over trained in a conventional manner supports, the workpiece spindles 10, 11 independently by means of their own, not visible here adjusting devices each individually in the direction of the direction X can be adjusted. This individual adjustability of the workpiece spindles 10, 11 in the positioning direction X is indicated in the figures by arrows X1, X2.
In addition, the workpiece spindles 10, 11 can be adjusted by means also not visible here, mounted on the respective support actuators in a vertically and transversely to the positioning direction X aligned adjustment direction Z. The respective individual adjustability of the workpiece spindles 10, 11 is indicated in the figures by arrows Z1, Z2.
Each workpiece spindle 10, 11 also includes a rotary drive not shown here, which rotates the held in the workpiece holder of the respective workpiece spindle 10, 11 workpiece about a vertically oriented axis of rotation C1 and C2.
Each workpiece spindle 10, 11 is associated with a tool holder 12, 13. The first tool holder 12 is mounted below the center of the guide track 7 and approximately centrally to the shorter end section 8 on a base plate 15 provided on a projection 14 of the machine base 2 which is provided at the level of the workpiece tray 5. The base plate 15 has guide grooves 16, in which the tool holder 12 can be manually pivoted about a pivot axis S oriented transversely to the positioning directions X and Z. About not visible here screws, the pivot position of the tool holder 12 can be fixed.
The held in the tool holder 12, not visible here tool can be rotated with its own, not shown here in detail rotary drive about an axis-parallel to the axis of rotation C1 of the workpiece spindle 10 aligned axis of rotation I to the respective workpiece (gear Z), for example, a milling -, Turning milling or grinding machining, in which the tool is actively rotated. In the embodiments described here, the tool holder 12 is equipped with an abrasive mandrel for grinding the inner bore and an existing on the tool end face of the gear W flat surface.
In the same way, however, a turning tool or a milling tool can be clamped in the tool holder 12 in order, for example, to carry out a pure turning operation while the rotary drive is stationary or to carry out a rotary milling operation or a pure milling operation of the central inner opening of the gearwheel W while the rotary drive is running.
The second tool holder 13 is associated with the longer end portion 9 of the guideway 7. It comprises a rotary drive 17, by means of which the tool 18, which is respectively held in the tool holder 13, can be rotated about an axis of rotation E. The tool 18 is formed in the manner shown here in a known manner as a grinding roller with the predetermined shape of the toothed wheel to be produced at the tooth flanks corresponding gears from which the tooth flanks of the external teeth of each processed gear W are ground in a Wälzschleifverfahren.
The rotary drive 17 is mounted on a support 19 on a trained as a linear guide arm 20. The support arm 20 can be pivoted by means of a pivot drive 21 about a pivot axis A, which is aligned vertically and axially parallel to the direction of adjustment X. The pivot drive 21 is mounted on the longer end portion 9 associated side of the machine base 2.
With him, the support arm 20 and with him carried by him rotary drive 17 and the therein held each tool 18 can be aligned so that the axis of rotation E of the rotary drive 17 and its tool 18 in the machining operation substantially horizontally or according to the applicable manufacturing specifications in a plane perpendicular to the plane defined by the directions X and Z is aligned so that the surface contour to be generated at the respective gearwheel W can be generated with the required accuracy.
By means of a not visible adjusting device, the rotary drive 17 can be moved with the tool 18 along the support arm 20 in a direction transverse to the adjustment directions X, Z aligned adjustment direction Y. When vertically oriented support arm 20, this positioning direction Y is also exactly aligned vertically. By pivoting the support arm 19 about the pivot axis A by means of the pivot drive 21, the rotary drive 17 with its axis of rotation E by a pivoting of about 90 ° can be pivoted so far that its axis of rotation E substantially parallel to the axis of rotation C2 of the workpiece spindle eleventh is aligned.
By its pivoting about the pivot axis A and its adjustability in the Y direction can be sanded with a suitably trained tool 18 in the devices 1, 101 a large range of, for example, straight and oblique-external gears W different shape with an accuracy , which not only meets the highest requirements, but can also be achieved in the shortest possible processing time.
In the device shown in FIGS. 1 and 2, a dressing device 22 is attached to the pivot drive 21 associated with the outside of the housing of the workpiece spindle 11 so that they take place in their direction Z2 movements of the workpiece spindle 11 in the direction of Z and is moved from. The dressing device 22 comprises its own designed in the manner of an electrically, pneumatically or hydraulically driven linear motor, an adjustable actuator having adjusting device 23, the actuating piston 11 can move independent of the adjusting movement of the workpiece spindle 11 linear movements in an axis-parallel to the positioning direction Z direction Z3.
The adjusting device 23 of the dressing device 22 carries at the free end of its actuating piston a dressing tool 24 which has on its side facing the tool 18 a toothing, which represents the counterpart of the contour of the tool 18. For dressing of the tool 18, the workpiece spindle 11 is brought by adjustment in their positioning directions X2, Z2 in a position in which the trained in the manner of a rack dressing tool 24 is in befindlichem in center position adjusting piston of the dressing device 22 in engagement with the tool 18.
By pivoting about the pivot axis A and adjusting in the adjustment direction Y along the support arm 20 while the tool 18 can be aligned so that the subsequent dressing the gears of the tool 18 get the most favorable for an optimal work result form.
During the dressing process, the dressing tool 24 is moved by the adjusting device 23 of the dressing device 22 in a linear movement in the direction of adjustment Z up and down. This linear movement can be superimposed on the rotation of the tool 18 about its axis of rotation E and an up and down movement of the workpiece spindle 11 in the direction of adjustment Z.
The device 101 differs from the device 1 in that in the device 101, the workpiece spindle 11 carries no independently driven dressing device, but that the dressing tool 124 is fixedly disposed on the housing of the workpiece spindle 11 directly so that it is at each movement of the Workpiece spindle 11 is taken.
The trained as a counter-mold to the tool 18 dressing tool 124 is positioned axially parallel to the axis of rotation C2 at a location of the housing of the workpiece spindle 11, in which it on the one hand does not interfere with the machining of the respective gear Z by the tool 18 and on the other hand by adjusting the Work spindle 11 in the adjustment directions X, Z can be brought into engagement with the tool 18, after this has been pivoted about the pivot axis A in a position in which the axis of rotation E of the tool 18 is aligned axially parallel to the axis of rotation C2 of the workpiece spindle 11.
The shape of the dressing tool 124 is designed in the manner of superposed rings so that when engaging tools 124, 18 by rotation of the workpiece spindle 11 about its axis of rotation C2 required for dressing relative movement of both tools 124, 18 is generated. In addition, before or during the dressing, the tools 124, 18 can be adjusted relative to each other in the directions of adjustment X and Z, for example, to track the dressing tool 124 as the dressing process progresses or to form complex shaped tool surfaces.
Likewise, as in the case of the device 1, during the dressing process, movements of the tool 18 about the pivot axis A, the axis of rotation E or along the direction Y of the movement of the dressing tool 124 can be superimposed on the movements of the dressing tool 124.
Likewise, the tool 18 can be positioned for optimal dressing result by a firmly maintained during the dressing adjustment of a corresponding pivot position about the pivot axis A or the axis of rotation E or orientation along the positioning direction Y that the respective shape of the courses to be generated of the tool 18 can be made.
The reaching over the conveyor, not shown in the respective device 1, 101 gears W are first each received by the workpiece spindle 10 by being clamped by a gripping into the external teeth of the respective gear W, known per se tooth flank clamping device of the workpiece spindle 10 , Subsequently, they are moved from the workpiece spindle 10 to the tool holder 12, on which first the inner bore and then the end face of the gearwheel W are ground. Subsequently, the workpiece spindle 10 passes the gearwheel W in the region of the workpiece tray 5 to the workpiece spindle 11, which clamps the transferred gearwheel W, for example, with a smooth collet chuck directly into its inner bore and transports it to the tool 18, which now processes the tooth flanks of the gearwheel.
[0048] Reference numerals
<tb> 1, 101 <sep> Devices for machining gears W
<Tb> 2 <Sep> machine base
<tb> 3, 4 <Sep> Support
<Tb> 5 <Sep> workpiece staging
<Tb> 6 <sep> Storage surface of the workpiece storage 5
<Tb> 7 <Sep> guideway
<tb> 8, 9 <sep> End sections of the guideway 7
<tb> 10, 11 <Sep> workpiece spindles
<tb> 12, 13 <Sep> toolholder
<Tb> 14 <sep> Advantage of machine base 2
<T b> 15 <Sep> base
<Tb> 16 <Sep> guide
<Tb> 17 <Sep> rotary drive
<Tb> 18 <Sep> Tools
<Tb> 19 <Sep> Support
<Tb of> 20 <Sep> arm
<Tb> 21 <Sep> rotary actuator
<Tb> 22 <Sep> dresser
<Tb> 23 <Sep> setting device
<tb> 24, 124 <Sep> dressers
<tb> C1, C2 <sep> Rotary axes of the workpiece spindles 10, 11
<Tb> E <Sep> axis of rotation
<Tb> I <sep> Rotary axis of the tool holder
<Tb> S <Sep> swivel axis
<Tb> W <Sep> gears
<tb> X, X1, X2 <sep> horizontal aligned directions
<Tb> Y <Sep> setting direction
<tb> Z, Z1, Z2, Z3 <sep> vertically aligned directions