DE102005061613B4 - Machine tool for machining gears - Google Patents
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Abstract
Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen, insbesondere zum Fräsen und/oder Schleifen von Verzahnungen an Zahnstangen, die als Fahrständermaschine ausgebildet ist und hierzu einen auf einem Maschinenbett (2) fest angeordneten Aufspanntisch (3) und einen wenigstens ein Bearbeitswerkzeug (5) tragenden, eine Bewegbarkeit des Bearbeitungswerkzeugs in x-, y-, z-Richtung sowie eine Schwenkbarkeit um eine vertikale Achse ermöglichenden Maschinenständer aufweist, der einen der parallel zur Tischlängsrichtung verlaufenden x-Richtung zugeordneten, auf dem Maschinenbett (2) gelagerten x-Schlitten (8) und einen hierauf um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerten, mittels einer Klemmeinrichtung fixierbaren Drehschlitten (11) sowie einen der quer zur x-Richtung verlaufenden y-Richtung zugeordneten y-Schlitten (9) und einen der vertikalen z-Richtung zugeordneten z-Schlitten (10) sowie wenigstens einen das Bearbeitungswerkzeug (5) enthaltenden Spindelkopf (6, 6a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Spindelkopf (6) am z-Schlitten (10) angebracht ist, der auf dem y-Schlitten (9) aufgenommen ist, der seinerseits auf Führungsschienen (36) des Drehschlittens (11) gelagert ist, dass der Drehschlitten...machine tool for machining gears, in particular for milling and / or grinding of gears on racks, which is designed as a traveling column machine and for this purpose a clamping table (3) fixedly arranged on a machine bed (2) and a mobility bearing at least one machining tool (5) of the machining tool in the x-, y-, z-direction and a pivoting to allow a vertical axis machine stand having one of the x-direction parallel to the table longitudinal direction associated, on the machine bed (2) mounted x-slide (8) and a pivotally mounted thereon about a vertical axis, by means of a clamping device fixable rotary slide (11) and one of the crossways to the x-direction extending y-direction associated y-carriage (9) and one of vertical z-direction associated z-slide (10) and at least a spindle head (6) containing the machining tool (5) 6a), characterized in that the at least one spindle head (6) on the z-slide (10) mounted on the y-carriage (9) is mounted, which in turn on guide rails (36) of the rotary carriage (11) is mounted, that the rotary slide ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen, insbesondere zum Fräsen und/oder Schleifen von Verzahnungen an Zahnstangen, die als Fahrständermaschine ausgebildet ist und hierzu einen auf einem Maschinenbett fest angeordneten Aufspanntisch und einen wenigstens ein Bearbeitswerkzeug tragenden, eine Bewegbarkeit des Bearbeitswerkzeugs in x-, y-, z-Richtung sowie eine Schwenkbarkeit um eine vertikale Achse ermöglichenden Maschinenständer aufweist, der einen der parallel zur Tischlängsrichtung verlaufenden x-Richtung zugeordneten, auf dem Maschinenbett gelagerten x-Schlitten und einen hierauf um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerten, mittels einer Klemmeinrichtung fixierbaren Drehschlitten sowie einen der quer zur x-Richtung verlaufenden y-Richtung zugeordneten y-Schlitten und einen der vertikalen z-Richtung zugeordneten z-Schlitten sowie wenigstens einen das Bearbeitungswerkzeug enthaltenden Spindelkopf aufweist.The The invention relates to a machine tool for machining toothings, especially for milling and / or grinding gears on racks that act as a traveling column machine is formed and this one fixed on a machine bed Clamping table and at least one processing tool bearing, a mobility of the machining tool in the x, y, z direction as well having a pivoting about a vertical axis enabling machine stand, the one of the parallel to the table longitudinal direction extending x direction associated, stored on the machine bed x-slide and one on this pivotable about a vertical axis mounted, fixed by means of a clamping device rotary slide and one of the transverse to the x-direction y direction associated Y-carriage and one of the vertical z-direction associated z-slide and at least one spindle head containing the machining tool having.
Eine
Anordnung dieser Art ist aus der
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gattungsgemäße Anordnung unter Beibehaltung der grundsätzlichen Vorteile der Fahrständerbauweise und Vermeidung der oben genannten Nachteile so zu verbessern, dass ein einfacher und übersichtlicher Aufbau sowie eine rationelle Arbeitsweise erreicht werden.Of these, It is therefore the object of the present invention, the generic arrangement while maintaining the fundamental Advantages of the traveling column construction and avoiding the above disadvantages so as to improve that easier and clearer Construction and a rational operation can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Spindelkopf am z-Schlitten angebracht ist, der auf dem y-Schlitten aufgenommen ist, der seinerseits auf Führungsschienen des Drehschlittens gelagert ist, dass der Drehschlitten eine rückwärtige, die Führungsleisten unterstützende Auskragung aufweist, an deren hinterem Ende eine Konsole für eine dem y-Schlitten zugeordnete, einen Spindeltrieb und Motor umfassende Vorschubeinrichtung angebracht ist, dass die dem Drehschlitten zugeordnete Klemmeinrichtung durch Spannzylinder betätigbare Halteköpfe aufweist, die in eine zur Drehachse des Drehschlittens konzentrische, hinterschnittene Nut des x-Schlittens eingreifen und dass dem Drehschlitten eine Dreheinrichtung und eine Winkelmesseinrichtung zugeordnet sind, die auf dem x-Schlitten aufgenommen sind und ein mit einer umlaufenden Verzahnung des Drehschlittens zusammenwirkendes Antriebsritzel bzw. diesem gegenüberliegendes Messritzel aufweisen.These Task is inventively characterized solved, that the at least one spindle head is attached to the z-carriage, which is received on the y-slide, which in turn on guide rails the rotary slide is mounted, that the rotary slide a rearward, the guide rails supportive Projection, at the rear end of a console for a Y-carriage associated, a spindle drive and motor comprehensive Feed device is mounted, that the rotary carriage associated Clamping device by clamping cylinder operable holding heads, in an concentric with the axis of rotation of the rotary carriage, undercut Engage groove of the x-slide and that the rotary slide a Rotary device and an angle measuring device are assigned, the are recorded on the x-slide and one with a revolving Gearing of the rotary carriage cooperating drive pinion or this opposite one Measuring pinion have.
Mit diesen Maßnahmen werden die obigen Nachteile zuverlässig vermieden. Die dem Drehschlitten zugeordneten Dreh- Mess- und Spanneinrichtungen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine automatische Winkeleinstellung, was eine schnelle Winkeländerung ohne manuellen Eingriff ermöglicht. Dadurch, dass der y-Schlitten auf dem Drehschlitten aufgenommen ist, kann die z-Bewegung unabhängig vom y-Schlitten erfolgen, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit und Schnelligkeit der in z-Richtung erfolgenden Zustellbewegung auswirkt. Andererseits ermöglicht die Aufnahme des y-Schlittens auf dem mit einer rückwärtigen Auskragung versehenen Drehschlitten die Bewerkstelligung vergleichsweise großer Stellwege in y-Richtung, was große Aufspannbreiten ermöglicht. Dennoch ist eine große Lagerlänge gewährleistet, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit und Lebensdauer auswirkt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind alle Schlitten motorisch verstellbar und hierzu mit steuerbaren Antriebseinrichtungen versehen, so dass in vorteilhafter Weise jede gewünschte Bewegung des Bearbeitsungswerkzeugs bewerkstelligbar ist.With these measures the above disadvantages are reliably avoided. The rotary slide allow associated rotary measuring and clamping devices advantageously an automatic angle adjustment, what a quick angle change without manual intervention possible. Thereby, that the y-carriage is accommodated on the rotary slide can the z-movement independent of Y-slide done, which is beneficial to the achievable accuracy and speed of the z-direction advancing movement effect. On the other hand allows the inclusion of the y-carriage on the one with a rearward projection provided rotary carriage the Bewerkstelligung comparatively large travel paths in the y-direction, which is great Span widths allows. Still, that's a big one stock length guaranteed which is beneficial to the achievable accuracy and lifetime effect. In the inventive arrangement All slides are motor-adjustable and this with controllable Provided drive devices, so that in an advantageous manner each desired Movement of the machining tool is accomplished.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and appropriate training the parent Measures are in the subclaims specified.
So kann der x-Schlitten auf zugeordneten Führungsleisten des Maschinenbetts aufliegen und hieran geführt sein. Dies ergibt eine Gleitlagerung, die in vorteilhafter Weise nicht oder nur wenig schwingungsanfällig ist und damit einen ruhigen Lauf gewährleistet, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit auswirkt.So The x-slide can be mounted on associated guide rails of the machine bed rest and led to it be. This results in a sliding bearing, in an advantageous manner not or only slightly susceptible to vibration and thus a quiet Ensure running which has an advantageous effect on the achievable accuracy.
Zweckmäßig kann der x-Schlitten mit die zugeordneten Führungsleisten des Maschinenbetts klauenförmig untergreifenden Halteleisten versehen sein. Dies ergibt die erforderliche Kipp- und Seitensicherheit.Appropriately the x-carriage with the associated guide rails of the machine bed clawing under Be provided retaining strips. This results in the required tilting and site safety.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass der x-Schlitten mittels eines Kugelrollspindeltriebs antreibbar ist, der eine feststehende, auf dem Maschinenbett aufgenommene Spindel und eine antreibbare, auf dem x-Schlitten aufgenommene Mutter aufweist. Der Kugelrollspindeltrieb ergibt in vorteilhafter Weise eine reibungsarme, spielfreie Antriebseinrichtung für einen großen Hub. Da die vergleichsweise lange Spindel stationär angeordnet ist, kann diese in vorteilhafter Weise vergleichsweise stark ausgeführt sein, ohne dass sich dies ungünstig auf die wirksamen Massenkräfte auswirken könnte. Es ergibt sich daher ein ruhiger Lauf.A further advantageous measure may consist in that the x-slide can be driven by means of a ball screw drive having a fixed, recorded on the machine bed spindle and a driven, recorded on the x-carriage nut. The ball screw drive advantageously results in a low-friction, backlash-free drive device for a large stroke. Since the comparatively long spindle is arranged stationarily, this can advantageously be made comparatively strong, without this possibly having an unfavorable effect on the effective mass forces. It therefore results in a quiet run.
In zweckmäßiger Fortbildung der genannten Maßnahmen ist die Spindel in axialer Richtung einerseits starr und andererseits lose am Maschinenbett abgestützt, wobei der losen Seite ein die Spindel in Längsrichtung reckendes Tellerfederpaket zugeordnet ist. Die Reckung der Spindel ermöglicht in vorteilhafter Weise einen einfachen Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen und gewährleistet daher eine hohe Genauigkeit.In appropriate training the above measures the spindle is rigid in the axial direction on the one hand and on the other hand loosely supported on the machine bed, wherein the loose side of a spindle stretching the longitudinal direction disc spring package assigned. The stretching of the spindle allows advantageously a simple compensation of temperature-related changes in length and guaranteed therefore a high accuracy.
In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der x-Schlitten eine einem Zapfen des Drehschlittens zugeordnete Einsenkung aufweisen, in welcher der Zapfen mittels eines Radiallagers vorzugsweise mittels eines als Nadellager ausgebildeten Wälzlagers, gelagert ist. Diese Königszapfenanordnung ergibt eine kompakte Bauweise mit hoher Laufgenauigkeit.In Further training of the higher-level measures the x-carriage can be assigned to a journal of the rotary carriage Have depression, in which the pin by means of a radial bearing preferably is mounted by means of a rolling bearing designed as a needle bearing. These King post assembly results in a compact design with high running accuracy.
Zweckmäßig kann der x-Schlitten dabei eine die Einsenkung konzentrisch umfassende Lagerfläche aufweisen, auf welcher der Drehschlitten mit einer dieser zugeordneten Stützfläche aufliegt. Hierdurch werden Biegebeanspruchungen des Zapfens zuverlässig vermieden.Appropriately the x-slide while a concentrically surrounding the depression storage area on which the rotary slide associated with one of these Support surface rests. As a result, bending stresses of the pin are reliably avoided.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass der Zapfen des Drehschlittens als Stufenzapfen ausgebildet ist, dessen unterer Abschnitt mit der Lageranordnung zusammenwirkt und dessen oberer, einen größeren Durchmesser aufweisender Abschnitt mit der umfangsseitigen Verzahnung versehen ist, in die das Antriebsrad der auf dem x-Schlitten aufgenommenen Antriebseinrichtung eingreift. Hierbei ergibt sich in vorteilhafter Weise eine vergleichsweise große Untersetzung, so dass die Antriebseinrichtung vergleichsweise kompakt ausgebildet sein kann und eine hohe Winkelmessgenauigkeit erreicht wird.A further advantageous measure may consist in that the pin of the rotary slide as step tap is formed, the lower portion with the bearing assembly cooperates and whose upper, a larger diameter exhibiting Section is provided with the peripheral toothing, in the the drive wheel of the drive device accommodated on the x-slide intervenes. This results in an advantageous manner a comparatively size Reduction, so that the drive device comparatively compact can be designed and achieved a high angle measurement accuracy becomes.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.Further advantageous embodiments and expedient developments of the higher-level measures are specified in the remaining subclaims and from the the following example description with reference to the drawing closer.
In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:In the drawings described below show:
Hauptanwendungsgebiet
der Erfindung sind Zahnstangenfräsmaschinen
und/oder Zahnstangenschleifmaschinen. Die in
Zur
Aufnahme des Spindelkopfes
Jede
Bewegung ist, wie oben schon erwähnt, einem
Schlitten des Maschinenständers
Der
x-Schlitten
Mit
dem x-Schlitten
Zur
Bewegung des x-Schlittens
Die
Spindel
Der
Drehschlitten
Bei
der Herstellung einer Schrägverzahnung wird
das Bearbeitungswerkzeug
Der
Zapfen
Zum
Verstellen des Drehschlittens
Der
Drehschlitten
Zum
Antrieb des y-Schlittens
Im
Bereich der tischseitigen Vorderseite des y-Schlittens
Die
Energieversorgung und Steuerung der den Schlitten und den Bearbeitungswerkzeugen
zugeordneten Antriebseinrichtungen erfolgt über Kabel, die von einer im
Bereich des Maschinenbetts
Im
Bereich des der Energieführungskette
Der
von der Energieführungskette
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