CN117940243A - 用于齿部加工的设备、刀具头和齿部加工机器 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于利用旋转的加工刀具(150)加工齿部的设备(100)。所述设备具有马达主轴(130)，所述马达主轴具有驱动马达(134)和可由驱动马达(134)驱动的马达主轴转轴(133)，借助所述马达主轴转轴可以驱动加工刀具(150)。所述设备还具有用于将所述设备可脱开地安置在刀具头的工作主轴处的紧固结构(120)。紧固结构(120)构成为，使得当所述设备安置在刀具头的工作主轴处时，刀具轴线(B)平行于工作主轴轴线伸展。还公开一种设备，所述设备可以实现以简单的方式将加工刀具(150)与配对支承件(140)连接。为此，配对支承件具有空心轴(143)。张紧芯轴(160)具有第一张紧区域和第二张紧区域，所述第一张紧区域和第二张紧区域设置在沿着张紧芯轴的纵向轴线的不同的位置处。张紧芯轴穿过空心轴沿着刀具轴线引入到加工刀具(150)的纵向孔(156)中。

Description

用于齿部加工的设备、刀具头和齿部加工机器
技术领域
本发明涉及一种用于利用旋转的加工刀具加工齿部的设备、一种配备有所述设备的刀具头和一种配备有所述设备的齿部加工机器。
背景技术
在连续的滚动磨削中，在与旋转的磨削蜗杆滚动接合时加工带齿工件。为此，磨削蜗杆接收在具有工作主轴的刀具头上。磨削蜗杆在一个端部处与工作主轴连接，以便由所述工作主轴驱动以旋转。在磨削蜗杆的另一端部处可以设有配对支承件。但是，尤其在相对于其直径相对短的磨削蜗杆的情况下，通常省去配对支承件。由此，可以更简单地和更快速地更换磨削蜗杆。
近期来，越来越频繁地提出加工小模块的齿部、如例如在电驱动器中使用的齿部的任务。为此，可以有意义的是，使用相对小的、但是长的磨削蜗杆。对于加工其中干扰轮廓轴向地连接到齿部上的齿部也可能需要小的磨削盘直径。在小的、长的磨削蜗杆的情况下，单侧的支承是不利的，从而磨削蜗杆应在两侧支承。相同的情况也在另外的小的、但是长的加工刀具中适用。
在现有技术中，存在其中在两侧支承加工刀具的刀具头的多个示例。为了尽管在两侧支承但是仍能够更换加工刀具，在现有技术中提出，设有固定安装的被驱动的主轴和可拆卸的或可移动的配对支承件。具有可移动的配对支承件的示例在EP0516596A1中说明。但是，这种解决方案可能引起在配对支承件的定位精度和刀具头的刚性方面的缺点。
如果应在如下齿部加工机器处使用相对小的磨削蜗杆，则出现另一问题：所述齿部加工机器最初仅设计用于与具有明显更大的直径的磨削蜗杆一起使用并且具有对应大的工作主轴和可能同样大的配对支承件。于是可能引起工作主轴或配对支承件与工件的碰撞。也可能的是，这种大的工作主轴的刀具接口不适于与小的加工刀具连接，或者工作主轴没有达到期望的转速。
EP2216118A2公开一种设备，所述设备具有用于滚动刀具的刀具容纳部和用于容纳在具有至少五个轴线的通用铣床的铣头中的紧固机构。传动装置将机床的工作主轴的旋转运动传递至滚动刀具，以便驱动滚动刀具。以所述方式，借助存在的本身不设计用于滚动加工的通用铣床仍然可以执行滚动加工。然而，所述设备具有一些缺点。因此，在滚动加工时，滚动接合需要刀具旋转与工件旋转的非常精确的同步。借助传动装置仅可困难地满足所述要求。另一方面，滚动刀具的旋转轴线垂直于铣头的旋转轴线。因此，所述设置不适于在常见的齿部加工机器中使用。
发明内容
在第一方面，本发明的目的是提出一种设备，所述设备可以实现在齿部加工机器处使用相对小的加工刀具、尤其滚动加工刀具如磨削蜗杆，所述齿部加工机器的刀具头不构成用于直接容纳这种小的加工刀具。
所述目的通过具有权利要求1的特征的设备来实现。其他实施方式在从属权利要求中说明。
因此，提出一种用于利用旋转的加工刀具加工齿部的设备，所述加工刀具具有第一端部和第二端部。所述设备具有：
马达主轴，所述马达主轴具有驱动马达和可由驱动马达驱动的马达主轴转轴，其中马达主轴构成用于，产生马达主轴转轴围绕刀具轴线的旋转，
其中马达主轴转轴构成用于，在加工刀具的第一端部处与所述加工刀具连接，以便借助驱动马达驱动加工刀具以围绕刀具轴线旋转，
紧固结构，所述紧固结构用于将所述设备可脱开地安置在刀具头的工作主轴处，其中工作主轴构成用于，产生工作主轴轴围绕工作主轴轴线的旋转，以便驱动刀具以围绕工作主轴轴线旋转；并且
其中马达主轴与紧固结构连接，并且
其中紧固结构构成为，使得当所述设备安置在刀具头的工作主轴处时，刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展。
在下文中，如下设备也称为“附件主轴单元”：所述设备适合于与刀具头的工作主轴连接，并且所述设备具有与工作主轴分开地构成的、被驱动的轴以用于驱动加工刀具。通过根据本发明的附件主轴单元构成用于与刀具头的工作主轴连接使得刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展的方式，在工件加工时可以使用基本上相同的机器运动学机构，当加工刀具直接夹紧在工作主轴上时也将使用所述机器运动学机构。通过在附件主轴单元上设有独立的马达主轴的方式，可以以与工作主轴的限制无关的方式以合适的转速驱动加工刀具。当加工刀具是滚动加工刀具时，马达主轴的存在还可以实现加工刀具或工件的旋转运动之间的比当将从工作主轴经由传动装置或齿带驱动装置进行驱动时更精确的同步。
为了确保在将附件主轴单元安置在工作主轴处之后刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展，有利的是，紧固结构具有至少部分环形的(即部分环形的或完全环形的)区域，所述至少部分环形的区域构成用于，包围工作主轴(尤其工作主轴的壳体区域，其中所述壳体区域可以与工作主轴的刀具接口相邻地设置)，其中至少部分环形的区域限定环轴线并且所述环轴线平行于刀具轴线伸展。但是，紧固结构的确保刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展的其他设计方案也是可行的，例如赫斯齿部(Hirthverzahnung)、圆弧齿部、零点张紧系统或在附件主轴单元与工作主轴之间的锥形连接装置。对应地，紧固结构的多个不同的设计方案也是可行的，以便确保在将附件主轴单元安置在工作主轴处之后，刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展。
尤其当附件主轴单元应用于滚动加工时，有利的是，附件主轴单元还具有旋转测量系统，所述旋转测量系统用于检测主轴轴围绕刀具轴线的旋转位置(旋转角度位置)。主轴轴的如此检测的旋转位置可以由旋转测量系统传输给机器控制装置，所述机器控制装置在加工刀具和工件的旋转运动之间建立必要的同步，以保持滚动耦联。
附件主轴单元可以配备有平衡系统、例如单平面或双平面平衡系统。但是，附件主轴也可以在没有平衡系统的情况下运行。
附件主轴单元还可以具有配对支承件，所述配对支承件构成用于，在加工刀具的第二端部处可旋转地支承所述加工刀具。由此，附件主轴单元以特别的方式适合于相对于其直径具有大的长度的加工刀具。
为了确保附件主轴单元的良好的刚性，有利的是，马达主轴和配对支承件与紧固结构刚性地连接。
为了仍能够简单地更换加工刀具，如下构造是特别有利的：在所述构造中，
配对支承件具有空心轴，所述空心轴可以围绕刀具轴线旋转，
所述设备具有张紧芯轴，所述张紧芯轴限定纵向轴线，
张紧芯轴具有第一张紧区域和第二张紧区域，所述第一张紧区域和第二张紧区域设置在沿着张紧芯轴的纵向轴线的不同的位置处，并且
张紧芯轴可以穿过空心轴沿着刀具轴线引入到加工刀具的纵向孔中，使得第一张紧区域能够与配对支承件的空心轴形成张紧连接，并且第二张紧区域能够与加工刀具形成张紧连接，以便以所述方式将加工刀具支撑在配对支承件处。
借助所述构造可以简单地更换加工刀具，其方式为：脱开张紧连接，并且将配对支承件的空心轴中的张紧芯轴从加工刀具中拉回，使得简单地移除加工刀具是可行的。同时，使用张紧芯轴可以实现加工刀具与配对支承件之间的特别弯曲刚性的连接。
这种构造不仅在附件主轴单元的情况下是有利的，而且也可以在没有附件主轴单元的刀具头上使用。就此而言，本发明也以一般形式提供一种用于利用旋转的加工刀具加工齿部的设备，所述加工刀具具有第一端部和第二端部，所述设备具有：
马达主轴，所述马达主轴具有驱动马达和可由驱动马达驱动的马达主轴转轴，所述马达主轴转轴构成用于，在加工刀具的第一端部处与所述加工刀具连接，以便驱动加工刀具以围绕刀具轴线旋转；
配对支承件，所述配对支承件构成用于，在加工刀具的第二端部处可旋转地支承所述加工刀具，其中配对支承件具有空心轴，所述空心轴可以围绕刀具轴线旋转；以及
张紧芯轴，所述张紧芯轴限定纵向轴线，
其中张紧芯轴具有第一张紧区域和第二张紧区域，所述第一张紧区域和第二张紧区域设置在沿着张紧芯轴的纵向轴线的不同的位置处，并且
其中张紧芯轴可以穿过空心轴沿着刀具轴线引入到加工刀具的纵向孔中，使得第一张紧区域能够与配对支承件的空心轴形成张紧连接，并且第二张紧区域能够与加工刀具形成张紧连接，以便以所述方式将加工刀具支撑在配对支承件处。
所述设备可以构成为实际的刀具头，或者可以如上文中描述的那样构成为附件主轴单元。当设备构成为刀具头时，所提及的马达主轴是刀具头的工作主轴。于是，所述工作主轴可以与配对支承件共同地安装在承载件上。尤其地，不仅工作主轴而且配对支承件可以刚性地安装在承载件上。承载件尤其可以构成为偏移滑块，所述偏移滑块又可移动地设置在基体上。基体可以构成为用于可枢转地安置在齿部加工机器的刀具承载件处的枢转体。
与设备设计为实际的刀具头还是附件主轴单元无关地，张紧芯轴可以构成用于，通过径向向外起作用的张紧力在两个张紧区域中的至少一个张紧区域中力配合地建立张紧连接。力配合的、径向起作用的连接补偿所有部件的长度公差。如果安装不同的加工刀具，则具有所述系统的所述加工刀具的接收法兰之间的可能的长度差异不重要。纯径向起作用的力配合确保轴向上的和径向上的连接，并且不引起不期望的轴向张紧。
两个张紧区域可以具有相同的或不同的外直径。尤其地，用于与配对支承件的空心轴连接的第一张紧区域的外直径可以大于用于与加工刀具连接的第二张紧区域的外直径。
配对支承件可以是无驱动的，或者所述配对支承件也可以是第二马达主轴的一部分，借助所述第二马达主轴可以在两侧驱动加工刀具。
在有利的实施方式中，张紧芯轴在两个张紧区域中的至少一个张紧区域中构成为水力膨胀张紧芯轴。在张紧区域中的至少一个张紧区域中作为水力膨胀张紧芯轴的设计方案可以以特别简单的方式实现加工刀具与配对支承件之间的可靠的连接。水力膨胀张紧芯轴的功能原理本身从现有技术中已知。水力膨胀张紧芯轴尤其具有至少一个膨胀衬套，所述膨胀衬套径向向外地限界至少一个张紧腔室，并且优选地径向向外地限界在纵向方向和/或环周方向上分布的多个张紧腔室。可以对张紧腔室液压地加载压力，由此使膨胀衬套在涉及的张紧区域中径向向外膨胀，以便产生径向向外起作用的张紧力。优选地，涉及的张紧区域具有彼此轴向间隔开的两个张紧部位，在所述张紧部位处分别设置有至少一个张紧腔室。以所述方式可以实现最优的弯曲刚度。
优选地，张紧芯轴在两个张紧区域中作用为水力膨胀张紧芯轴。为此，优选地在两个张紧区域中的每个张紧区域中存在有可用压力加载的一个或多个张紧腔室。
但是，替代构成为水力膨胀张紧芯轴，张紧芯轴也可以构成为机械张紧芯轴。也可行的是，使用如下张紧芯轴：所述张紧芯轴在第一张紧区域中设计为水力膨胀张紧芯轴，而所述张紧芯轴在第二张紧区域中构成为机械张紧芯轴，或者反之亦然。
如果张紧芯轴在两个张紧区域中的至少一个张紧区域中构成为机械张紧芯轴，则张紧芯轴在两个张紧区域中的至少一个张紧区域中可以具有张紧衬套，所述张紧衬套可以通过机械作用与在水力膨胀张紧芯轴中类似地在径向上膨胀。但是也可行的是，机械张紧芯轴构成用于以不同的方式在涉及的张紧区域中产生张紧连接，例如通过本身已知的用于空心轴锥体连接的张紧套产生张紧连接。在此产生的张紧力不一定必须径向向外起作用。
如果张紧芯轴在至少一个张紧区域中构成为水力膨胀张紧芯轴，则可以机械地或液压地操纵水力膨胀张紧芯轴，以便在水力膨胀张紧芯轴中产生液压压力，借助所述液压压力建立张紧连接。如果水力张紧芯轴可以被液压地操纵，则所述设备在配对支承件的区域中可以具有液压的旋转引入部，以便对水力膨胀张紧芯轴加载外部液压压力。以所述方式可以以外部控制的方式建立和脱开张紧连接。尤其地，由此简化自动化的刀具更换。
为了进一步简化刀具更换，所述设备可以具有执行器，所述执行器构成用于，在其中脱开第一张紧连接和第二张紧连接的状态中将张紧芯轴沿着刀具轴线自动地引入到加工刀具的纵向孔中以及从所述纵向孔中再次移出。执行器例如可以是液压的、气动的或电的执行器。
当然，所述设备此外也可以包括加工刀具。加工刀具尤其可以具有滚动加工刀具、尤其磨削蜗杆或滚动铣刀。加工刀具于是优选地夹紧在马达主轴上，而不是夹紧在工作主轴上，即加工刀具的第一端部然后与马达主轴转轴连接，以便驱动加工刀具以围绕刀具轴线旋转。
本发明还提供一种刀具头，所述刀具头具有工作主轴和上述类型的附件主轴单元，其中附件主轴单元的紧固结构与工作主轴连接，使得刀具轴线平行于工作主轴轴线伸展。
如上文中已经阐述的那样，这种刀具头还可以包括基体和可相对于基体沿着偏移方向移动的偏移滑块，其中工作主轴设置在偏移滑块上。
最后，本发明也提供一种齿部加工机器，所述齿部加工机器具有上述类型的设备、用于驱动工件以围绕工件轴线旋转的至少一个工件主轴以及机器控制装置。机器控制装置于是可以构成用于，建立加工刀具的旋转与工件的旋转之间的滚动耦联。
附图说明
在下文中根据附图描述本发明的优选的实施方式，所述附图仅用于阐述并且不应被阐述为是限制性的。在附图中示出：
图1在立体视图中示出根据一个实施例的附件主轴；
图2在竖直纵剖面中示出图1的附件主轴，其中剖平面包含刀具轴线；
图3在中央纵剖面中示出滚动刀具；
图4在中央纵剖面中示出水力膨胀张紧芯轴；
图5示出具有图1的附件主轴的根据第一实施例的刀具头；
图6示出具有图5的刀具头的机床；
图7在立体视图中示出根据第二实施例的刀具头；以及
图8在水平纵剖面中示出图7的刀具头，其中剖平面包含刀具轴线。
具体实施方式
附件主轴单元
在图1和图2中示出根据本发明的一个实施例的附件主轴单元100。
附件主轴单元100具有承载件110，紧固结构120与所述承载件刚性地连接。紧固结构120用于将附件主轴单元100安置在刀具头的工作主轴处，如在下文中还将更详细地阐述的那样。紧固结构120环形地构成，并且由此限定中央地伸展通过环的环轴线R。
此外，附件主轴单元100具有马达主轴130和配对支承件140。马达主轴130和配对支承件140分别与承载件110刚性地连接。在马达主轴130与配对支承件140之间设置有呈磨削蜗杆150形式的刀具150。刀具150在其一个端部处通过马达主轴130来驱动以围绕刀具轴线B旋转。所述刀具在其另一端部处可旋转地支撑在配对支承件140处。刀具轴线B在此平行于环轴线R伸展。
马达主轴130以本身已知的方式构成为直接驱动器。所述马达主轴具有壳体131，在所述壳体中容纳有总共四个滚动轴承132。具有刀具接口135的主轴轴133可旋转地支承在滚动轴承132中。电驱动马达134用于直接驱动主轴轴133。滚动轴承132以本身已知的方式设置在驱动马达134两侧。处于驱动马达134与刀具接口135之间的两个滚动轴承以本身已知的方式形成轴向的固定轴承，即主轴轴133的设置在所述轴承中的、靠近刀具接口135的区域关于刀具轴线B轴向地固定在所述滚动轴承中。两个另外的滚动轴承形成轴向的浮动轴承，即主轴轴133的设置在所述轴承中的区域相对于所述轴承在一定范围内是可轴向运动的。这尤其用于允许主轴轴的热膨胀。旋转测量系统136用于检测主轴轴133围绕刀具轴线B的旋转位置。
配对支承件140具有壳体141，在所述壳体中容纳有两个滚动轴承142。空心轴143可旋转地支承在滚动轴承142中。两个滚动轴承142形成用于空心轴143的轴向的浮动轴承，即空心轴143由于两个滚动轴承142的轴向间隙可以沿着刀具轴线B在一定范围内运动。
刀具150在图3中单独示出。所述刀具具有接收法兰151，所述接收法兰承载蜗形地轮廓化的磨削体153。精密轴螺母152将磨削体153固定在接收法兰151上。接收法兰151在其朝向马达主轴130的端部处具有本身已知的短锥容纳部155，所述短锥容纳部具有平坦贴靠部，以便将接收法兰151与马达主轴130的刀具接口135定心地连接。在刀具接口135处对应地构成有具有平坦贴靠部的互补的外锥。螺钉154用于将接收法兰151轴向地固定在刀具接口135上。接收法兰151在其朝向配对支承件140的端部处具有中央的、柱形的纵向孔156。
替代借助螺钉固定的短锥连接，在接收法兰151与刀具接口135之间的其他类型的连接也是可行的，如其从现有技术中充分已知的那样。尤其可行的是，设有空心轴锥体连接装置(HSK连接装置)或CaptoTM连接装置，如其在机械工程中广泛流行的那样。刀具接口135还可以以本身已知的方式具有未示出的张紧设备，所述张紧设备可以受控地固定和脱开，以便可以更简单地更换加工刀具150。然后，可以对应地取消螺钉135。
水力膨胀张紧芯轴160用于将接收法兰151与配对支承件140连接，所述水力膨胀张紧芯轴在图4中单独示出。水力膨胀张紧芯轴160具有柱形的基体161，在所述基体中构成有仅示意性地表明的用于液压流体的管路系统164。水力膨胀张紧芯轴沿着其纵向轴线L具有两个张紧区域160a、160b。在所述张紧区域中的每个张紧区域中，基体161由薄壁的膨胀衬套162a、162b包围。每个膨胀衬套162a、162b径向向外地限界多个张紧腔室163a、163b。借助通过张紧螺钉166可轴向移动的张紧活塞165产生液压压力，所述液压压力经由管路系统164传递到张紧腔室163a、163b上。由此，膨胀衬套162a、162b在张紧腔室163a、163b的区域中径向扩张，从而建立与配对支承件140的空心轴143以及与加工刀具150的接收法兰151的径向的张紧连接。
张紧腔室163a、163b所处于的轴向位置也称为张紧部位。在当前的示例中，水力膨胀张紧芯轴160在两个张紧区域160a、160b中的每个张紧区域中具有两个张紧部位、即总共四个张紧部位。这有助于实现高的弯曲刚度。但是也可设想，在两个张紧区域160a、160b中的每个张紧区域中例如设有仅一个张紧部位。
在图4的实施方式中，两个张紧区域160a、160b具有相同的外直径，而所述外直径也可以是不同的。具体地，第一张紧区域160a的外直径可以选择得大于第二张紧区域160b的外直径。这尤其在使用如下刀具时可以是有利的：所述刀具的接收法兰具有带有特别小的孔直径的纵向孔。在张紧区域内，外直径原则上也可以张紧部位对张紧部位地改变、尤其在引入方向上逐步地减小。
水力膨胀张紧芯轴160在一个端部处轴向地从配对支承件140伸出。在所述端部处，水力膨胀张紧芯轴160具有带有环绕的环形槽168的端部件167，下面结合刀具主轴的第二实施例还更详细地描述所述端部件的功能。
为了在马达主轴130与配对支承件140之间容纳加工刀具150，首先将水力膨胀张紧芯轴160完全从配对支承件140中拉出，并且将加工刀具150引入在马达主轴130与配对支承件140之间。然后将加工刀具150与马达主轴130的刀具接口135连接。在此，紧固可以穿过配对支承件140进行。随后，将水力膨胀张紧芯轴160穿过配对支承件140的空心轴143轴向地推入到接收法兰151的纵向孔156中，使得水力膨胀张紧芯轴160的第一张紧区域160a处于配对支承件140的空心轴143内，而第二张紧区域160b处于纵向孔156内。水力膨胀张紧芯轴160现在径向地与配对支承件140的空心轴143和接收法兰151张紧。为了再次移除加工刀具150，以相反的顺序进行。
通过将水力膨胀张紧芯轴160用于连接加工刀具150与配对支承件140，即使配对支承件140与承载件110刚性地连接、即不能为了刀具更换而移动，也可以实现简单的和同时弯曲刚性的连接。与承载件110刚性地连接的配对支承件140在此在刚性方面相对于可运动的配对支承件具有优点。
刀具头的第一实施例
在图5中示出根据第一实施例的刀具头200。刀具头包括实施为枢转体的基体210。偏移滑块220沿着偏移方向Y可移动地设置在基体210上。偏移方向Y平行于刀具轴线B伸展。Y驱动器221用于在基体210上受控地移动偏移滑块220。
在偏移滑块220上刚性地安装有工作主轴230。原则上可行的是，直接在工作主轴230上夹紧加工刀具，以便驱动所述加工刀具以围绕工作主轴轴线B'旋转。为此，工作主轴230具有合适的刀具接口。然而，如果加工刀具具有小的直径，则所述加工刀具在工作主轴230上的直接夹紧是有问题的，因为于是可能容易引起工件与工作主轴230的碰撞。
因此，在本实施方式中，上述附件主轴单元100安装在工作主轴230上。为此，附件主轴单元100的紧固结构120包围工作主轴230的壳体的前部区域，所述前部区域与工作主轴230的刀具接口相邻，从而将附件主轴单元100固定在工作主轴230上。在此，刀具轴线B平行于工作主轴轴线B'并且以与所述工作主轴轴线间隔开的方式伸展。经由仅示意性地表明的介质接口170，将所需的介质、如压缩空气和电流输送给附件主轴单元100，并且可以与附件主轴单元100的传感器交换测量数据。
由于加工刀具150的小的尺寸和与此相关的较小的去除性能，附件主轴单元100的马达主轴130可以比直接设置在偏移滑块220上的工作主轴230明显更紧凑地设计。通过附件主轴单元100的马达主轴130的明显更紧凑的设计，强烈降低与工件碰撞的危险。同时，马达主轴130和配对支承件140可以针对借助小的加工刀具的加工任务特定地优化。例如，刀具转速在小的加工刀具的情况下可以比在较大的加工刀具的情况下明显更大，并且对应地，附件主轴单元100的马达主轴130和配对支承件140可以设计用于比在偏移滑块220上的工作主轴230更大的刀具转速。
在图6中示例性地示出具有当前的第一实施例的刀具头200的完整的齿部加工机器1。齿部加工机器1具有床身10，刀具承载件20沿着水平的进给方向X可移动地设置在所述床身上。Z滑块30沿着竖直方向Z可移动地设置在刀具承载件20处。在Z滑块30上设置有上文中已经描述的刀具头100，其中所述刀具头可以围绕平行于进给方向X伸展的水平的枢转轴线A相对于Z滑块30枢转。
在床身10上还存在有工件主轴40，工件41夹紧在所述工件主轴上。工件主轴40可以被驱动以围绕平行于Z方向伸展的工件轴线C旋转。
机器还具有仅象征性地示出的机器控制装置50。机器控制装置50承担机器中的所有控制和监控任务。尤其地，为了加工工件41，机器控制装置建立围绕工件轴线C的工件旋转与围绕刀具轴线B的刀具旋转之间的正确的滚动耦联。为此，所述机器控制装置可以接收和评估马达主轴130的旋转测量系统136和工件主轴40处的旋转测量系统的信号。
所示出的机器应仅理解为示例，并且本发明当然不局限于所述示例。尤其地，也可设想如下机器构思：其中两个或更多个工件主轴设置在可运动的承载件上，以便例如可以在工件主轴中的一个工件主轴上加工工件，而在另外的工件主轴上通过坯件替代经加工的工件，并且必要时实施其他操作。这种机器构思从现有技术中充分已知。
刀具头的第二实施例
在图7和图8中示出根据第二实施例的刀具头200。在所述实施例中，刀具头200包括承载件210、偏移滑块220、Y驱动器221、与偏移滑块220刚性地连接的工作主轴230以及配对支承件240。
与第一实施例相反，在此，加工刀具150直接夹紧在工作主轴230上并且支撑在配对支承件240中，即不使用附件主轴单元。但是在此，加工刀具150与配对支承件240之间的连接以恰好与第一实施例中的加工刀具150与配对支承件140之间的连接相同的方式进行，即借助于水力膨胀张紧芯轴160进行。
具体地，配对支承件240具有壳体241，在所述壳体中保持有两个滚动轴承242，并且在滚动轴承242中又支承有空心轴243。如在第一实施例中那样，水力膨胀张紧芯轴160穿过空心轴243延伸进入到加工刀具150的接收法兰中的纵向孔中，并且一方面与空心轴243以及另一方面与接收法兰建立径向的张紧连接。
为了使水力膨胀张紧芯轴160能够自动化地移入到接收法兰中并且从所述接收法兰中再次移出，刀具头具有线性执行器250，所述执行器在当前的示例中构成为具有可在其中移动的液压活塞252的在两侧起作用的液压缸251。但是，当然也可设想其他类型的执行器，例如可气动操纵的或可电操纵的执行器。操纵臂253与液压活塞252连接，所述操纵臂接合到水力膨胀张紧芯轴160(参见图4)的端部件167中的环绕的环形槽168中。因此，通过操纵执行器250使水力膨胀张紧芯轴160轴向运动。
在一个改进方案中，操纵臂253承担双重功能，其方式为：所述操纵臂附加地包括未图示的液压管路。以所述方式，可以经由液压旋转引入部245对水力膨胀张紧芯轴160加载液压压力，以便受控地建立或脱开张紧连接。在这种改进方案中可以省去张紧螺钉166，以及必要时也可以省去张紧活塞165。总体上，以所述方式可以实现全自动的刀具更换，而无需在水力膨胀张紧芯轴160处进行手动干预。
为了完整性，下面也仍简短地阐述工作主轴230的构造。所述工作主轴具有壳体231，在所述壳体中设置有多个滚动轴承232。工作主轴轴233围绕工作主轴轴线B'可旋转地支承在滚动轴承232中并且可以借助驱动马达234直接驱动。在此仅强烈示意性地表明的刀具接口235用于与刀具150的接收法兰连接。如已经结合第一实施方式所表明的那样，刀具接口235可以以任意本身已知的方式设计，例如设计为根据ISO 12164-1:2001-12的HSK连接装置、根据DIN ISO 7388-1&2:2014-07的短锥连接装置(Steilkegel-Verbindung)或根据ISO 26623-1:2020的CaptoTM连接装置。在所述实施方式中，刀具轴线B与工作主轴轴线B'重合。
变型方案
从上述实施方案中获知，多个变型方案是可行的，而不脱离如在权利要求书中限定的本发明的范围。
尤其地，本发明不仅可以借助滚动刀具、如磨削蜗杆或滚动铣刀来使用，而且也可以借助包括至少一个轮廓磨削盘的加工刀具来使用，其中也包括组合式刀具，所述组合式刀具包括在具有至少一个轮廓磨削盘的共同的刀具芯轴上的至少一个磨削蜗杆。刀具尤其也可以是抛光刀具、例如抛光磨削蜗杆，或者是具有抛光磨削区域的组合式刀具。
当然，在根据第一实施例的附件主轴单元中也可以设有如在第二实施例中的执行器。相同的情况适用于上文中讨论的液压旋转引入部。
在上述实施例中未提出刀具在相应的配对支承件140、240的侧上被附加地驱动，而配对支承件也可以是第二马达主轴的一部分，以便在两侧驱动刀具。
附图标记列表
1 齿部加工机器
10 床身
20 刀具承载件
30 Z滑块
40 工件主轴
41 工件
50 机器控制装置
100 附件主轴单元
110 承载件
120 紧固结构
130 马达主轴
131 壳体
132 滚动轴承
133 主轴轴
134 驱动马达
135 刀具接口
136 旋转测量系统
140 配对支承件
141 壳体
142 滚动轴承
143 空心轴
150 加工刀具
151 接收法兰
152 精密轴螺母
153 磨削体
154 螺钉
155 短锥容纳部
156 纵向孔
160 水力膨胀张紧芯轴
160a 第一张紧区域
160b 第二张紧区域
161 基体
162a，162b膨胀衬套
163a，163b张紧腔室
164 管路系统
165 张紧活塞
166 张紧螺钉
167 端部件
168 环形槽
170 介质接口
200 刀具头
210 基体
220 偏移滑块
221 偏移驱动器
230 工作主轴
231 壳体
232 滚动轴承
233 主轴轴
234 驱动马达
235 刀具接口
240 配对支承件
241 壳体
242 滚动轴承
243 空心轴
245 旋转引入部
250 执行器
251 液压缸
252 液压活塞
253 操纵臂
A 枢转轴线
B 刀具轴线
B' 工作主轴轴线
C 工件轴线
R 环轴线
X，Y，Z方向。

Claims (16)

1.一种用于利用旋转的加工刀具(150)加工齿部的设备(100)，所述加工刀具具有第一端部和第二端部，其中所述设备(100)具有：
马达主轴(130)，所述马达主轴具有驱动马达(134)和可由所述驱动马达(134)驱动的马达主轴转轴(133)，其中所述马达主轴(130)构成用于，产生所述马达主轴转轴(133)围绕刀具轴线(B)的旋转，并且其中所述马达主轴转轴(133)构成用于，在所述加工刀具的第一端部处与所述加工刀具(150)连接，以便驱动所述加工刀具(150)以围绕所述刀具轴线(B)旋转，
其特征在于，
所述设备构成为用于可脱开地安置在刀具头(200)的工作主轴(230)处的附件主轴单元，其中所述工作主轴(230)构成用于，产生工作主轴轴(233)围绕工作主轴轴线(B')的旋转，以便驱动所述加工刀具(150)或另外的刀具以围绕所述工作主轴轴线(B')旋转，
所述设备(100)具有紧固结构(120)，所述紧固结构构成用于将所述设备(100)可脱开地安置在所述工作主轴(230)处，
所述马达主轴(130)与所述紧固结构(120)连接，以及
所述紧固结构(120)构成为，使得当所述设备(100)安置在所述刀具头(200)的工作主轴(230)处时，所述刀具轴线(B)平行于所述工作主轴轴线(B')伸展。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述紧固结构(120)具有至少部分环形的区域，所述至少部分环形的区域构成用于，包围所述工作主轴(230)，其中所述至少部分环形的区域限定环轴线(R)，并且所述环轴线(R)平行于所述刀具轴线(B)伸展。
3.根据权利要求1或2所述的设备(100)，所述设备还具有旋转测量系统(136)，所述旋转测量系统用于检测所述马达主轴转轴(133)围绕所述刀具轴线(B)的旋转位置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备(100)，所述设备还具有配对支承件(140)，所述配对支承件构成用于，在所述加工刀具的第二端部处可旋转地支承所述加工刀具(150)。
5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中所述马达主轴(130)和所述配对支承件(140)与所述紧固结构(120)刚性地连接。
6.根据权利要求4或5所述的设备(100)，
其中所述配对支承件(140)具有空心轴(143)，所述空心轴能够围绕所述刀具轴线(B)旋转，
其中所述设备(100)具有张紧芯轴(160)，所述张紧芯轴限定纵向轴线(L)，
其中所述张紧芯轴(150)具有第一张紧区域和第二张紧区域(160a，160b)，所述第一张紧区域和第二张紧区域设置在沿着所述张紧芯轴(160)的纵向轴线(L)的不同的位置处，并且
其中所述张紧芯轴(160)能够穿过所述空心轴(143)沿着所述刀具轴线(B)引入到所述加工刀具(150)的纵向孔(156)中，使得所述第一张紧区域(160a)能够与所述配对支承件(140)的空心轴(143)形成张紧连接，并且所述第二张紧区域(160b)能够与所述加工刀具(150)形成张紧连接，以便以所述方式将所述加工刀具(150)支撑在所述配对支承件(140)处。
7.一种用于利用旋转的加工刀具(150)加工齿部的设备(100；200)，所述加工刀具具有第一端部和第二端部，其中所述设备(100；200)具有：
马达主轴(130；230)，所述马达主轴具有驱动马达(134；234)和可由所述驱动马达(134；234)驱动的马达主轴转轴(133；233)，所述马达主轴转轴构成用于，在所述加工刀具的第一端部处与所述加工刀具(150)连接，以便驱动所述加工刀具(150)以围绕刀具轴线(B)旋转；以及
配对支承件(140；240)，所述配对支承件构成用于，在所述加工刀具的第二端部处可旋转地支承所述加工刀具(150)，
其特征在于，
所述配对支承件(140；240)具有空心轴(143；243)，所述空心轴能够围绕所述刀具轴线(B)旋转，
所述设备(100；200)具有张紧芯轴(160)，所述张紧芯轴限定纵向轴线(L)，
所述张紧芯轴(160)具有第一张紧区域和第二张紧区域(160a，160b)，所述第一张紧区域和第二张紧区域设置在沿着所述张紧芯轴(160)的纵向轴线(L)的不同的位置处，并且
所述张紧芯轴(160)能够穿过所述空心轴(143；243)沿着所述刀具轴线(B)引入到所述加工刀具(150)的纵向孔(156)中，使得所述第一张紧区域(160a)能够与所述配对支承件(140；240)的空心轴(143；243)形成张紧连接，并且所述第二张紧区域(160b)能够与所述加工刀具(150)形成张紧连接，以便以所述方式将所述加工刀具(150)支撑在所述配对支承件(140；240)处。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其中所述第一张紧区域和/或第二张紧区域(160a，160b)构成用于，形成径向向外指向的张紧连接。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述张紧芯轴(160)在所述第一张紧区域和/或第二张紧区域(160a，160b)中构成为水力膨胀张紧芯轴。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备在所述配对支承件(140；240)的区域中具有液压旋转引入部(245)，以便对所述水力膨胀张紧芯轴加载外部液压压力。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的设备，所述设备还具有执行器(250)，所述执行器构成用于，在其中脱开第一张紧连接和第二张紧连接的状态中将所述张紧芯轴(160)沿着所述刀具轴线(B)自动地引入到所述加工刀具(150)的纵向孔中以及从所述纵向孔中再次移出。
12.根据上述权利要求中任一项所述的设备(100)，所述设备还包括所述加工刀具(150)，其中所述加工刀具(150)的第一端部与所述马达主轴转轴(133)连接，以便驱动所述加工刀具(150)以围绕所述刀具轴线(B)旋转。
13.根据权利要求12所述的设备(100)，其中所述加工刀具(150)包括滚动刀具、尤其磨削蜗杆。
14.一种刀具头(200)，所述刀具头具有：
工作主轴(230)；以及
根据权利要求1至6中任一项所述的设备，
其中所述紧固结构(120)与所述工作主轴(230)连接，使得所述刀具轴线(B)平行于所述工作主轴轴线(B')伸展。
15.根据权利要求14所述的刀具头，所述刀具头还具有：
基体(210)；以及
可相对于所述基体(210)沿着偏移方向(Y)移动的偏移滑块(220)，
其中所述工作主轴(230)设置在所述偏移滑块(220)上。
16.一种齿部加工机器，所述齿部加工机器具有：
根据权利要求1至13中任一项所述的设备；
至少一个工件主轴(40)，以便驱动工件(41)以围绕工件轴线(C)旋转；以及
机器控制装置(50)，
其中所述机器控制装置(50)优选地构成用于，建立所述加工刀具(150)的旋转与所述工件(41)的旋转之间的滚动耦联。
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