CN103801768A - 用于产生轮廓的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于产生轮廓的机床。一种机床1，其用于借助于转子驱动式加工工具4，通过滚成磨削、轮廓磨削、滚成铣削和/或轮廓铣削来在工件3上产生轮廓2(诸如齿轮成形系统)，机床1具有至少一个工件接收装置6、工件加工装置7和任选的加工工具成型装置8。根据本发明，工件加工装置7由机器基座承载，该机器基座具有切向托架17、径向托架14、提升托架15和旋转托架16。对于该特定结构，相对于工件接收装置6，而且如果可行的话，相对于加工工具成型装置8，在所有空间方向上可移动地导引工件加工装置7。

Description

用于产生轮廓的机床
技术领域
本发明涉及机床，其用于借助于转子驱动式加工工具，通过滚成磨削、轮廓磨削、滚成铣削和/或轮廓铣削来在工件上产生轮廓，该机床具有机器床，该机器床具有可围绕旋转轴线旋转用于张紧工件的至少一个工件接收装置，以及用于加工工件的工件加工装置，该工件加工装置保持和驱动加工工具，其中，工件接收装置布置为固定的，并且工件加工装置可移动地布置在机器床上，并且其中，工件加工装置由机器基座承载，该机器基座具有可垂直于工件接收装置的旋转轴线沿径向移位的径向托架，以及平行于工件接收装置的旋转轴线布置在径向托架上的可移位提升托架，旋转托架布置在该可移位提升托架上，该旋转托架可相对于提升托架旋转，该旋转托架平行于工件接收装置的旋转轴线延伸，并且可旋转地承载工件加工装置，其中，机器基座具有可移动地承载径向托架的滑动托架，并且其中，机器床具有用于滑动托架的机器基座线性双重导引件，该机器基座线性双重导引件与工件接收装置相对地可移动地导引机器基座。在该背景下，齿轮成形系统特别地理解为轮廓。
背景技术
在现有技术的歧管实施例中知道用于产生轮廓(特别是齿轮成形系统)，特别是用于磨削或铣削齿根面的这种机器。通过使加工工具相对于工件相对地移动来进行工件加工，其中，具有磨削或铣削工具的工件加工装置可借助于径向托架和提升托架在两个空间方向上移动，并且可借助于旋转托架调节齿轮传动角。这些机器典型地以可修整的加工工具操作，在加工特定数量的工件之后，借助于加工工具成型装置重新修整可修整的加工工具，以便恢复加工工具的原始切削能力和目标轮廓。这利用加工工具成型装置的固定或旋转的修整工具来进行。
在符合它们的种类的许多已知机床中，加工工具成型装置布置成接近或远离工件接收装置，使得为了加工工件而设置的机器轴线典型地无法用于修整。相反地，必须使正好分派给该功能的机器的运动轴线的修整工具和加工工具进行相对的提升和/或进给移动。因此，可在加工工具成型装置和/或工件加工装置上设置这些运动轴线。附加的运动轴线导致这种机器在结构上相对复杂且成本密集。附加的缺点在于，修整工具大多数相对难以接近，由此接着不必要地使装配工作更困难。
特别地，从现有技术中知道的齿轮磨削机器都具有非常精细的结构，用于相对于工件加工装置使加工工具成型装置进入操作位置，或者相反，相对于加工工具成型装置使工件加工装置进入操作位置，用于借助于加工工具成型装置的修整加工来修整加工工具。还知道多心轴工件轴线(即，具有至少两个工件接收装置的机器)在齿轮铣削和磨削机器中节约装配时间。在心轴中的一个处于操作位置时，加载另一个心轴。主要将这些工件接收装置集成到旋转台中。这种结构同样部分地为非常精细而且昂贵的。为此，经由实例引用EP 2 397 249 A1、WO 2012/032941 A1、EP 1 992 439 B1、WO 2011/121822 A1、US 2011/268522 A1、DE 20 2005 020 088 U1、DE 10 2009 048 416 B3(它们的教导是齿轮切削机器)，而且引用文献EP 2 029 306 B1，其公开了没有加工工具成型装置的铣削机器。此外，在文献JP 2002-103139 A、US 2003/113177 A1、US 4 961 289 A、US 2010/304642 A1、US 2012/225614 A1和US 2009/227182中公开了符合它们的种类的机床。
JP 2002-103139 A公开一种机床，其用于借助于转子驱动式加工工具通过滚成磨削或轮廓磨削来在工件上产生轮廓，该机床具有机器床，该机器床具有可围绕旋转轴线旋转用于张紧工件的至少一个工件接收装置，以及用于加工工件的工件加工装置，该工件加工装置保持和驱动加工工具，其中，工件接收装置在机器床上布置为固定的。工件加工装置由机器基座承载，该机器基座具有可垂直于工件接收装置的旋转轴线沿径向移位的径向托架，以及布置在径向托架上的可移位提升托架，旋转托架布置在该可移位提升托架上，该旋转托架可相对于提升托架旋转。旋转托架可旋转地承载工件加工装置。旋转托架的旋转轴线垂直于工件接收装置的旋转轴线延伸。机器基座具有载荷承载滑动托架，其可朝向径向托架移动，并且机器床具有用于滑动托架的机器基座线性双重导引件，其沿着可旋转工件接收装置在工件接收装置的旋转轴线的扩张方向上可移动地导引机器基座。
US 2003/113177 A1的教导是一种加工具有内部或外部齿轮成形部的基本上柱形齿轮轮的方法，其中，工件在处理机上不完全对齐，所以其中，轮导引轴线(其后来形成齿轮成形单元中的旋转轴线)与处理机的旋转轴线不重合，并且因而，在旋转台或旋转工件心轴的情况下，使轮导引轴线围绕旋转轴线倾斜，其中，相对于处理机的旋转轴线确定轮导引轴线的位置，并且围绕轮导引轴线产生齿轮成形部。用于这一切的机床具有基座，其由台底部和支柱底部组成，径向托架可沿X方向在该基座上移位。径向托架具有可沿Z方向移位的轴向托架。转头位于轴向托架上，该转头可围绕轴线A旋转。转头承载具有对应的驱动器的加工工具，利用该驱动器，工具可围绕其旋转轴线旋转。工具可沿其轴线的方向移位，所以沿Y方向移位。台位于台底部上，该台可围绕C轴线旋转，待加工工件接收在该台上。
US 4 961 289 A描述了一种用于精细地加工预带齿的齿轮轮的齿根面的机床，其具有工具心轴，该工具心轴支承磨削蜗杆，并且可通过与工件支座的滚动联接而被可旋转地驱动，该心轴安装在可来回移动的工件托架布置中，借助于该工件托架布置，可相对于工件将与其连接的工作冲程和返回冲程分配给磨削蜗杆。为了加工而提供的机床是连续操作的滚成磨削机器，其装备有磨削蜗杆作为工具。还描述为螺杆滚成磨削的方法与已知的滚成铣削相同。固定工件台位于机器床上，利用具有竖向轴线的适当的夹持器件将预带齿齿轮轮夹持在该机器床上。工件可围绕其竖向轴线旋转，以与工具蜗杆进行滚动联接。沿径向可移位的主支柱承载切向滑动，用于使工具蜗杆沿切向移位。此外，切向滑动可沿轴向移动，并且围绕水平轴线回旋。在进行工具滑动或切向滑动时，磨削蜗杆在抛光蜗杆之前牢固地夹持在工具心轴上。
US 2010/304642 A1涉及一种用于磨削工件的外部轮廓和/或内部轮廓的齿轮切削机器，其具有至少一个加工头(该至少一个加工头可围绕轴线旋转，并且具有磨削工具)，并且具有修整单元。修整单元支承在加工头的枢轴轴线的区域中，使得修整单元能够围绕公共枢轴轴线与加工头一起枢转，以及使得修整单元可沿着枢轴轴线朝向待修整的磨削工具移动。回旋轴承布置在机器支柱中，用于使加工头随磨削工具枢转，其中，经由轴向托架，修整单元能够在该回旋轴承的旋转中心的区域中沿着枢转轴线移动。
US 2012/225614 A1公开了一种具有改进的保持能力的齿轮磨削机器，其具有旋转磨削轮，螺纹添加于该旋转磨削轮，以磨削待加工的工件。磨削轮可在修整位置与退出位置之间移动，在该修整位置，可在修整站上修整磨削轮，在该退出位置，磨削轮处理工件。修整站布置用于在机器床上围绕旋转轴线旋转，其并排有一空间，其中，工件接收装置布置为固定的，并且工件加工装置布置成在机器床上沿X、Y和Z方向移动。工件加工装置布置在机器基座上，该机器基座具有能够垂直于工件接收装置的旋转轴线沿径向移位的径向托架，以及平行于工件接收装置的旋转轴线布置在径向托架上的可移位提升托架，可旋转旋转托架与提升托架相对地布置在该提升托架上，该可旋转旋转托架可旋转地承载工件加工装置。
US 2009/227182的教导是一种用于操作齿轮磨削机器的方法。所使用的机床具有：用于待加工的工件的工件夹具，该工件夹具可围绕旋转轴线旋转；以及用于夹持工具的从动工作心轴。工作心轴可移位成运动地旋转，其中，工作心轴的旋转轴线可在平行于工件夹具的旋转轴线的平面中回旋。为此，工作心轴可围绕回旋轴线回旋，该回旋轴线垂直于工作心轴的旋转轴线在其中延伸的平面，并且还垂直于工件夹具的旋转轴线延伸。工作心轴可在其旋转轴线的方向上线性地转移。此外，工作心轴可沿平行于工作心轴的旋转轴线的方向，以及沿垂直于工件夹具的旋转轴线的方向线性地移动，以便使夹持到工作心轴中的磨削工具朝向夹持到工件夹具中的工件移动，或者使夹持到工作心轴中的磨削工具远离夹持到工件夹具中的工件移动。
发明内容
基于此，本发明的目标是提出一种符合其种类的用于产生轮廓的机床，其中，避免了现有技术中已知且上面描述的缺点。另外，应当考虑将任何数量的工件接收装置、加工工具成型装置和带有工件加工装置的机器基座集成到机器床中的可能性，而不需要具有比在仅具有一个工件接收装置、加工工具成型装置和带有工件加工装置的机器基座的工件机器的情况下更多更复杂且更昂贵的结构。
根据本发明，该目标由具有权利要求1的特征的、用于产生齿轮成形系统的机床解决。将从其从属权利要求中发现另外的有利实施例。
接着，在根据本发明的机床的情况下，机床具有机器床，该机器床具有机器基座线性双重导引件，该机器基座线性双重导引件沿着工件接收装置和加工工具成型装置，与布置在工件接收装置上的工件相对地，沿切向可移动地导引机器基座，滑动托架设计为切向托架，机器基座线性双重导引件与旋转轴线相对地，沿着工件接收装置，沿竖向和切向可移动地导引该切向托架。这里，布置在径向托架上的提升托架可与工件接收装置的旋转轴线平行地移位，其中，加工工具成型装置布置在机器床上，该加工工具成型装置具有用于定期地修整机床的修整工具。加工工具成型装置布置成在机器基座线性双重导引件的扩张方向上沿侧向与工件接收装置并排，它们之间有一空间，其中，机器基座线性双重导引件具有至少对应于加工工具成型装置与工件接收装置之间的侧向空间的长度。
借助于切向托架，机器基座沿着机器基座线性双重导引件可移位地受控制。切向托架垂直于机器基座线性双重导引件可调地承载径向托架。因此，工件加工装置和由其可旋转地接收且驱动的加工工具可与工件接收装置相对地以任何方式沿所有三个空间方向定位在切向、径向和提升托架上面。三个托架限定机器基座的三个运动轴线，其形成X-Y-Z正交系。
任选地，加工工具成型装置可布置在机器床上的加工工具上，该加工工具成型装置具有用于定期地修整机床的修整工具。这种加工工具成型装置不设置在纯工具铣削机器中，而是存在于纯工具磨削机器或组合工具磨削/铣削机器中。
这里，可经由提升托架的旋转托架来调节加工工具相对于对齐工具的挺进角，用于根据需要进行修整。加工工具可独立于挺进角相对于修整工具在X、Y和Z方向上移动。因此，对于修整工具，加工工具成型装置在对应的方向上不需要其本身的运动轴线。没有运动轴线的固定加工工具成型装置使得能够成本有效地产生该实施例。显然，机器基座线性双重导引件具有至少对应于加工工具成型装置与工件接收装置之间的侧向距离的长度。然而，理想地，其实现为长得多。另一个优点在于，为了在修整工具的协助下修整加工工具，可以以不变的方式使用径向托架和提升托架的两个运动轴线(无论如何都存在)，使得，根据本发明，不需要附加的运动轴线。为此，可将工件加工装置的由机器基座线性双重导引件和切向托架形成的转移第三运动轴线用作第三运动轴线。这简化了目前提出的机床的结构，并且因此使产生成本更低，以及使结构刚性高。
加工工具成型装置优选地以与待加工的工件相同的高度布置，该加工工具成型装置设置成沿侧向与工件接收装置并排，以及离工件接收装置有一距离。理想地，在本发明的优选实施例中，加工工具成型装置和工件接收装置因此布置成与机器基座线性双重导引件隔开相同水平。因此，机器基座的径向托架可快速地且毫无问题地将加工工具供应给修整工具，用于进行修整过程。
在根据本发明的机床的优选实施例中，至少一个加工工具成型装置布置在两个工件接收装置之间。在该情况下，机器基座线性双重导引件与两个工件接收装置平行地延伸一长度，该长度当然至少与两个工件接收装置的距离相一致。因此，支承工件加工装置的可移动地导引的机器基座可以以互换的方式定位成与具有张紧工件的相应的工件接收装置直接相对用于加工工件，以及与加工工具成型装置相对用于修整加工工具。在加工工件接收装置中的一个上的工件期间，可同时在另一个工件接收装置上进行安装过程。这使得机床能够不间断地操作。因此，将加工工具成型装置布置在两个工件接收装置之间不是绝对必要的。相反地，可将加工工具成型装置在机器床上定位在两个工件接收装置的右边或左边。
根据本发明，对于螺旋齿轮成形，优选通过使切向托架沿着机器基座线性双重导引件移动以及使径向托架所承载的提升托架垂直于切向和径向托架移动，来使加工工具进行与工件接收装置的旋转轴线齐平的移动。因此，通过相应地控制切向和提升托架来实现加工工具的加工移动，以便显示工件的齿轮成形部在工件上的所有可能螺旋角，以及加工工具的相应的斜度角。
一般而言，具有一个或更多个加工工具成型装置的任何数量的工件接收装置定位成紧接着彼此，而且具有相应的工件加工装置的任何数量的机器基座可布置在根据本发明的机床的机器床上。在该情况下，至少两个工件接收装置和至少一个加工工具成型装置形成与机器基座线性双重导引件平行地延伸的排是重要的，所有现有的机器基座及它们的工件加工装置以与排相对地纵向移位的方式布置在该机器基座线性双重导引件上。因此，不用说的是，机器基座线性双重导引件具有使得所有设置的机器基座能够朝向现有的工件接收装置或加工工具成型装置中的每一个移位的长度。此外，至少一个工件加工装置可在根本上承载和驱动若干加工工具，并且至少一个工具成型装置还可具有不止一个修整工具。
因此，实现本发明的目标是为了提出一种机床，其中，一个或更多个加工工具成型装置和/或一个或更多个工件接收装置以及一个或更多个基座以非常简单、稳定和成本有效的方式集成到没有附加的旋转台或任何其它类型的精细结构的机器中。在这种机床中，任何数量的工件接收装置、加工工具成型装置和带有工件加工装置的机器基座可借助于切向托架和机器基座线性双重导引件彼此并排地集成到机器床中，仅能够通过使机器基座线性双重导引件在Y轴上延长来启动所述工件加工装置，而不必有附加的机器轴线和/或复杂、昂贵的结构。
附图说明
使用图中描绘的示例性实施例中的一些在下面更详细地说明本发明。本发明的另外的特征也由本发明的示例性实施例的以下描述以及权利要求和附图产生。在该情形中，本发明的单独的特征可单独地实现，或者与本发明的各种实施例结合来实现。这里显示了：
图1是根据本发明的机床，其具有工件接收装置、加工工具成型装置，以及带有工件加工装置的机器基座；
图2是根据本发明的机床，其具有两个工件接收装置、布置在工件接收装置之间的加工工具成型装置，以及带有工件加工装置的机器基座；以及
图3是根据本发明的机床，其具有两个工件接收装置、布置在两个工件接收装置左边的加工工具成型装置，以及带有工件加工装置的机器基座。
具体实施方式
图1在透视图中显示根据本发明的、用于借助于转子驱动式加工工具4，通过滚成磨削、轮廓磨削或滚成铣削来在工件3上产生齿轮成形系统2的机床1的第一示例性实施例。机床1具有：机器床5，工件接收装置6布置在机器床5上，用于张紧和旋转工件3；以及工件加工装置7，其用于加工由工件接收装置6接收的工件3。工件加工装置7承载和驱动用于工件3的加工工具4。加工工具成型装置8布置成在左边与带有工件3的工件接收装置6并排，所述成型装置具有用于对加工工具4进行定期修整和成型的修整工具9。工件接收装置6和加工工具成型装置8形成排10。
工件接收装置6和加工工具成型装置8彼此沿侧向分开，并且紧固于机器床5，以便固定。修整工具9并入到马达驱动式旋转轴中，在图中不可看到该旋转轴，并且其沿排10的纵向方向延伸。工件接收装置6具有中心旋转轴线11，中心旋转轴线11以正交方式与机器床5对齐，其中，工件接收装置6以围绕旋转轴线11可旋转的方式承载待加工的工件3。工件加工装置7布置在机器基座12上，机器基座12沿排10的横向方向定位在工具3的描绘的加工位置，与工件接收装置6沿径向隔开地直接与工件接收装置6并排。机器基座12可在机器基座线性双重导引件13上移动，机器基座线性双重导引件13与由工件接收装置6和加工工具成型装置8确定的排10平行地，沿排10的纵向方向从工件接收装置6延伸到加工工具成型装置8，并且反之亦然。
机器基座12具有径向托架14，径向托架14可以以径向方式，与工件接收装置6的旋转轴线11相对地沿竖向移动到工件接收装置6，并且因此移动到工件3，并且反之亦然。径向托架14承载提升托架15，提升托架15可向上移动远离机器床5，并且沿相反的方向与工件接收装置6的旋转轴线11平行地移动。提升托架15进而承载旋转托架16，工件加工装置7可旋转地布置在旋转托架16上，其中，加工工具4水平地倾斜。对于其一部分，径向托架14可移动地安装在切向托架17上，机器基座线性双重导引件13沿着排10可移动地导引切向托架17。径向托架14、切向托架17和提升托架15的运动轴线X、Y、Z形成笛卡尔坐标系。在托架14、15、17协同地移动的情况下，可在任何期望方向上或沿着可确定的路线，相对于工件3和修整工具9导引加工工具4，以便加工工件3或修整加工工具9，可通过使旋转托架16沿周边方向A旋转而相对于机器床5和机器基座12将加工工具4的倾角调节成任何值。图2显示根据本发明的机床1的又一个实施例，其具有两个工件接收装置、加工工具成型装置8和带有工件加工装置7的机器基座12。这里，加工工具成型装置8布置在两个工件接收装置6之间。工件接收装置6和加工工具成型装置8两者根据图1中描绘以及上面描述的本发明根据机床的示例性实施例而形成。这些进而形成排10，机器基座线性双重导引件13与排10平行，机器基座线性双重导引件13可移动地承载机器基座12，以侧向间隔延伸。机器基座12本身还以与第一示例性实施例相同的方式形成有切向托架17、径向托架14、提升托架15和旋转托架16。借助于工件加工装置7以可互换的方式一个接一个地加工两个工件接收装置6上的两个工件3，其中，加工工具4布置在机器基座12的旋转托架16上。如果需要的话，则使用加工工具成型装置8，这取决于借助于机床4正在或将要加工两个工件3中的哪一个。
图3显示作为又一个示例性实施例的、在图2中描绘的本发明的第二示例性实施例的变型。在该情况下，两个工件接收装置6布置成彼此紧邻，其中，加工工具成型装置8紧接着左边的工件接收装置6在背向另一个工件接收装置6的侧部上定位在外部。该机床1的另一个结构不异于上面描述的本发明的第二示例性实施例。
图1显示本发明作为齿轮切削机器1的实例，齿轮切削机器1通过在工件3本身上的滚成磨削和轮廓磨削，或者与滚成铣削和轮廓铣削结合，以及根据加工工具成型装置8，来加工工件3。当然，这对于单独通过滚成铣削和轮廓铣削来加工工件3的成型机器而言不是必要的。在附图中没有描绘根据本发明的、用于借助于转子驱动式加工工具4，通过滚成铣削和/或轮廓铣削来在工件3上产生轮廓2的机床1。然而，通过从图1中移除加工工具成型装置8，其以显而易见的方式出现。

Claims (6)

1. 一种机床(1)，其用于借助于转子驱动式加工工具(4)，通过滚成磨削、轮廓磨削、滚成铣削和/或轮廓铣削来在工件(3)上产生轮廓(2)，所述机床(1)具有机器床(5)，所述机器床(5)具有可围绕旋转轴线(11)旋转用于张紧所述工件(3)的至少一个工件接收装置(6)，以及用于加工所述工件(3)的工件加工装置(7)，所述工件加工装置(7)保持和驱动所述加工工具(4)，其中，所述工件接收装置(6)是固定的，并且所述工件加工装置(7)可移动地布置在所述机器床(5)上，并且其中，所述工件加工装置(7)由机器基座(12)承载，所述机器基座(12)具有可垂直于所述工件接收装置(6)的旋转轴线(11)沿径向移动的径向托架(14)，以及布置在所述径向托架(14)上的提升托架(15)，所述提升托架(15)能够平行于所述工件接收装置(6)的旋转轴线(11)移动，旋转托架(16)布置在所述提升托架(15)上，所述旋转托架(16)可相对于所述提升托架(15)旋转，所述旋转托架(16)平行于所述工件接收装置(6)的旋转轴线(11)延伸，并且可旋转地承载所述工件加工装置(7)，其中，所述机器基座(12)具有可移位地承载所述径向托架(14)的滑动托架，并且所述机器床(5)具有用于所述滑动托架的机器基座线性双重导引件(13)，其相对于所述工件接收装置(6)可移动地导引所述机器基座(12)，所述机床(1)的特征在于：所述滑动托架形成为切向托架(17)，所述机器基座线性双重导引件(13)沿着所述工件接收装置(6)相对于所述旋转轴线(11)以竖向和切向移位导引所述切向托架(17)，其中，布置在所述径向托架(14)上的所述提升托架(15)可平行于所述工件接收装置(6)的旋转轴线(11)移动，并且加工工具成型装置(8)布置在所述机器床(5)上，所述加工工具成型装置具有用于定期地修整所述加工工具(4)的修整工具(9)，其中，所述加工工具成型装置(8)布置成在所述机器基座线性双重导引件(13)的扩张方向上沿侧向以与所述工件接收装置(6)的间隔与所述工件接收装置(6)并排，并且其中，所述机器基座线性双重导引件(13)具有至少对应于所述加工工具成型装置(8)与所述工件接收装置(6)之间的侧向间隔的长度。
2. 根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述加工工具成型装置(8)以与待加工的所述工件(3)相同的高度布置。
3. 根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，所述加工工具成型装置(8)和所述工件接收装置(6)布置在离所述机器基座线性双重导引件(13)的相同距离处。
4. 根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，至少两个工件接收装置(6)布置在所述机器床(5)上。
5. 根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述至少一个加工工具成型装置(8)布置在所述两个工件接收装置(6)之间。
6. 根据权利要求1所述的机床，其特征在于，关于螺旋齿轮成形，所述加工工具(4)以如下方式进行与所述工件接收装置(6)的旋转轴线(11)齐平的移动：所述切向托架(17)沿着所述机器基座线性双重导引件(13)移动，并且所述提升托架(15)垂直于所述径向托架(14)移动。
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