DE102011106831A1

DE102011106831A1 - Machining tool e.g. milling tool of processing apparatus for processing workpiece e.g. teeth of gear wheel, has processing portion that is supported at bearing in movement direction for processing edges of workpiece

Info

Publication number: DE102011106831A1
Application number: DE201110106831
Authority: DE
Inventors: Marc-Andre Hebing; Andreas Kopf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-03-08

Abstract

The machining tool (2) has processing portion (2') that is supported at bearing in movement direction (b). The processing portion is inserted between two edges of workpiece e.g. ring teeth for processing the edges (3') of workpiece uniformly. Independent claims are included for the following: (1) workpiece processing apparatus; and (2) method for processing edges of workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug, das es erlaubt, Werkstückflanken gleichmäßig zu bearbeiten, insbesondere die Endbearbeitung auszuführen, sowie eine Bearbeitungsvorrichtung, in die das Werkzeug integriert ist um ein entsprechendes Verfahren zur Bearbeitung der an Werkstücken vorliegenden Flanken auszuführen.The invention relates to a machining tool which makes it possible to machine workpiece flanks uniformly, in particular to carry out the finishing, as well as a machining device into which the tool is integrated in order to carry out a corresponding method for machining the flanks present on workpieces.

Bis dato werden zur gleichmäßigen Bearbeitung von Werkstückflanken, wie sie bei Nuten, Rillen oder Zahnrädern von Werkstücken vorliegen, bevorzugt elektronische Einmittverfahren eingesetzt. Dazu ist eine sensorisch oder auf andere Weise gesteuerte Einmittelektronik erforderlich, um das präzise, mittige Ansetzen des Bearbeitungskörpers am Werkstück sicher zu stellen und Funktionselemente am Werkstück wie Zähne von Zahnrädern präzise einzubringen bzw. fertig zu bearbeiten.To date, preferably electronic Einmittverfahren be used for uniform machining of workpiece flanks, as they are in grooves, grooves or gears of workpieces. For this purpose, a sensor-controlled or otherwise controlled Einmittelektronik required to ensure the precise, central attachment of the machining body to the workpiece and precisely introduce functional elements on the workpiece such as teeth of gears or finished.

So ist aus der DD 277 627 A1 bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Einmittvorgangs beim Wälzfräsen bekannt. Diese basiert auf Körperschallanalyse als In-Prozess-Messung. Eine komplexe Schaltungsanordnung ist erforderlich, um das Einmittverfahren zu steuern. Die Steuerung sieht vor, die von einem nahe der Wirkstelle in Richtung Passivkraft angeordneten Schwingaufnehmer bereitgestellten Körpersignale auszuwerten. Dort werden Flankenberührungen der rechten oder linken Zahnflanke und Zahnkopfberührungen ermittelt und herangezogen, um die relevanten Parameter für die Steuerung bereitzustellen. Entsprechend gesteuert wird der Fräser nach rechts und links gefahren um den Einmittvorgang wie gewünscht auszuführen und abzuschließen.So is out of the DD 277 627 A1 Already a device and a method for controlling a Einmittvorgangs in hobbing known. This is based on structure-borne sound analysis as in-process measurement. A complex circuit is required to control the one-shot process. The control provides for evaluating the body signals provided by a vibration pick-up arranged in the direction of the passive force. There, flank touches of the right or left tooth flank and tooth tip contacts are detected and used to provide the relevant parameters for the control. Controlled accordingly, the cutter is moved to the right and left to perform the Einmittvorgang as desired and complete.

Auch aus der DD 286 530 ist ein Verfahren zum Positionieren von Schleifkörpern gegenüber einem Zahnrad beim Zahnflankenschleifen bekannt. Um eine hohe Gleichmäßigkeit des Abtrags zu leisten, sieht das Verfahren zum Positionieren von Schleifkörper und Zahnrad beim Zahnflankenschleifen vor, die Berührung von Schleifkörper und Zahnrad mittels Sensor zu registrieren und die Verschiebung und Verdrehung des Zahnrades gegenüber dem Schleifkörper nach einem speziellen Algorithmus auszuführen. Aus verschiedenen Berührungspositionen und Informationen des Wegmesssystems wird die Stellung der Schleifscheibe zum Zahnrad zu jeder Zeit ermittelt. Dies ist sehr aufwändig und teuer.Also from the DD 286 530 For example, a method is known for positioning abrasive bodies against a gear during tooth flank grinding. In order to provide a high uniformity of the abrasion, the method for positioning of grinding wheel and gear in the tooth flank grinding to register the contact of the grinding wheel and gear by means of sensor and to perform the displacement and rotation of the gear relative to the grinding wheel according to a special algorithm. From various contact positions and information of the position measuring system, the position of the grinding wheel to the gear at any time is determined. This is very complicated and expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, ein Bearbeitungswerkzeug zum gleichmäßigen Bearbeiten von Werkstückflanken zu schaffen, das konstruktiv einfach ausgestaltet ist und keine Steuerung zur Ausführung des mittigen Platzierens des Bearbeitungskörpers zwischen zwei zu bearbeitenden Flanken erfordert.Based on this prior art, the object is to provide a machining tool for uniform machining of workpiece flanks, which is structurally simple and does not require control to perform the central placement of the machining body between two flanks to be machined.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the device having the features of claim 1.

Es ergibt sich die weitere Aufgabe der Schaffung einer Bearbeitungsvorrichtung, die eine verbesserte gleichmäßige Flankenbearbeitung von Flanken, die an Werkstücken vorliegen, erlaubt. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.The further object is to provide a machining apparatus which allows improved smooth flank machining of flanks present on workpieces. This object is achieved with the features of claim 4.

Die weitere Aufgabe der Bereitstellung eines entsprechend hinsichtlich des Einmittens verbesserten Bearbeitungsverfahrens wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.The further object of providing a correspondingly improved with respect to Einmittens processing method is achieved by the method with the features of claim 5.

Weiterbildungen der Gegenstände des Verfahrens und der Vorrichtungen werden in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the objects of the method and the devices are carried out in the respective subclaims.

Das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug für Flanken an Werkstücken ist mit einer Steuerungsvorrichtung gekoppelt, die jedoch lediglich dazu ausgestattet ist, einen gerichteten Hub des Werkzeugs auszuführen, um den an dem Werkzeug vorliegenden Bearbeitungskörper zwischen zwei zu bearbeitende Flanken zu fahren.The flank workpiece machining tool according to the invention is coupled to a control device which is, however, merely adapted to perform a directional stroke of the tool to drive the tool body present on the tool between two flanks to be machined.

Erfindungsgemäß ist nun das Bearbeitungswerkzeug mittels eines Lagers schwimmend gelagert, das es erlaubt, dass der Bearbeitungskörper durch eine zentrierende Ausgleichsbewegung, die das Bearbeitungswerkzeug ausführt, zwischen zwei zu bearbeitenden Flanken eines Werkstücks eingemittet wird.According to the invention, the machining tool is now mounted in a floating manner by means of a bearing, which allows the machining body to be inserted between two edges of a workpiece to be machined by means of a centering compensating movement which the machining tool carries out.

Damit wird ermöglicht, dass das Bearbeitungswerkzeug den Bearbeitungskörper zwischen den Flanken, die zu bearbeiten sind, selbsttätig zentriert, wenn es durch die Hubbewegung zwischen die Flanken eingetaucht ist.This allows the machining tool to automatically center the machining body between the flanks to be machined when immersed by the lifting movement between the flanks.

Natürlich können an einem Bearbeitungswerkzeug mehrere Bearbeitungskörper vorliegen. Es kann sich dabei um einen Schleif- oder Fräskörper oder einen Körper zur Feinstbearbeitung wie Polieren handeln.Of course, a plurality of processing bodies may be present on one processing tool. It may be a grinding or milling body or a body for superfinishing such as polishing.

Dadurch, dass der Bearbeitungskörper durch das Werkzeug die Mitte zwischen den beiden Flanken selbst „suchen” kann, entfällt eine Sensorik um die geeignete mittige Position des Werkzeugs bzw. Bearbeitungskörpers zu ermitteln. Entsprechend entfällt auch die einer solchen Sensorik üblicherweise zuzuordnende Steuerung. Durch den Entfall dieser Vorrichtungen wird die Gesamtanlage erheblich weniger komplex und günstiger.Due to the fact that the machining body can "seek" the center between the two flanks by means of the tool itself, a sensor system is omitted in order to determine the suitable central position of the tool or machining body. Correspondingly, the control usually associated with such a sensor system is also eliminated. The elimination of these devices, the overall system is considerably less complex and cheaper.

Damit ergibt sich vorteilhaft, dass der Bearbeitungskörper zwischen den zu bearbeitenden Flanken auf einfache Weise eingemittet werden kann und dass sowohl das damit auszuführende Verfahren als auch die Anlage nahezu unanfällig gegen Störungen und durch den Entfall der andernfalls nötigen Sensor- und Steuerungskomponenten auch wartungsfreundlich sind. Der einzige auszuführende Steuerungsschritt ist somit der der Hubbewegung des Bearbeitungswerkzeugs. This results in advantageous that the machining body between the flanks to be machined can be easily eingemittet and that both the process to be executed as well as the system are almost immune to interference and by the elimination of the otherwise necessary sensor and control components also easy to maintain. The only control step to be executed is thus that of the lifting movement of the machining tool.

Bei den Werkzeugflanken handelt es sich um in Bezug zu einer mittigen Ebene spiegelsymmetrische Flanken, die an Nuten, Rillen oder Zahnkranzzähnen vorliegen.The tool flanks are mirror-symmetrical flanks with respect to a central plane, which are present on grooves, grooves or sprocket teeth.

Das Bearbeitungswerkzeug wird entsprechend ein Zerspanungswerkzeug wie ein Fräs- oder ein Schleifwerkzeug oder ein Feinstbearbeitungswerkzeug wie ein Polierwerkzeug sein.The machining tool will accordingly be a cutting tool such as a milling or a grinding tool or a finishing tool such as a polishing tool.

Eine entsprechende Bearbeitungsvorrichtung für derartige Flanken von Werkstücken umfasst daher ein erfindungsgemäßes Bearbeitungswerkzeug und eine entsprechende Fixiervorrichtung für das Werkstück.A corresponding processing device for such flanks of workpieces therefore comprises a machining tool according to the invention and a corresponding fixing device for the workpiece.

Das Verfahren zur Endbearbeitung derartiger Werkstückflanken unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung umfasst die Schritte des Fixierens des Werkstücks in Bezug zu dem Bearbeitungswerkzeug für die Flanken, dann das gesteuerte Ausführen eines gerichteten Hubes des Bearbeitungswerkzeuges mit Eintauchen des Bearbeitungskörpers zwischen den zwei gleichmäßig zu bearbeitenden Flanken. Beim Eintauchen zwischen die beiden zu bearbeitenden Flanken wird dem Bearbeitungswerkzeug durch die schwimmende Lagerung die selbsttätige Ausführung einer zentrierenden Ausgleichsbewegung erlaubt. Damit „findet” der Bearbeitungskörper die Mitte zwischen den beiden zu bearbeitenden Flanken selbst. Nach der Positionierung erfolgt das Ausführen der Bearbeitung. Beim Bearbeiten wird das Werkzeug durch Spanen, besonders durch Fräsen oder Schleifen oder alternativ durch eine Feinstbearbeitung wie beispielsweise Polieren, in seiner finalen Form ausgebildet.The method for finishing such workpiece flanks using the machining apparatus according to the invention comprises the steps of fixing the workpiece relative to the flank machining tool, then controlling a directed stroke of the machining tool with immersion of the machining body between the two flanks to be uniformly machined. When immersing between the two edges to be machined, the machining tool is allowed by the floating bearing, the automatic execution of a centering compensating movement. Thus, the machining body itself "finds" the middle between the two flanks to be machined. After positioning, the machining is performed. During machining, the tool is formed by machining, especially by milling or grinding or alternatively by a microfinishing such as polishing, in its final form.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.

Dabei zeigt:Showing:

1 eine schematische Seitenschnittansicht durch einen Abschnitt eines Zahnrades während einer Bearbeitung durch ein erfindungsgemäßes Bearbeitungswerkzeug, 1 FIG. 2 a schematic side sectional view through a section of a toothed wheel during machining by a machining tool according to the invention, FIG.

2 eine schematische Seitenschnittansicht einer Rille eines Werkstückes bei der Bearbeitung durch ein erfindungsgemäßes Bearbeitungswerkzeug. 2 a schematic side sectional view of a groove of a workpiece during processing by a machining tool according to the invention.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungswerkzeug 2, wie es in 1 und 2 zumindest teilweise dargestellt ist, das der Bearbeitung von Flanken von Werkstücken dient.The present invention relates to a machining tool 2 as it is in 1 and 2 at least partially shown, which serves to process flanks of workpieces.

In 1 ist das Werkstück 1 ein Zahnkranz 1, dessen Flanken 3, 3' durch das Bearbeitungswerkzeug 2, beispielsweise eine Zerspanungsvorrichtung 2, bearbeitet werden.In 1 is the workpiece 1 a sprocket 1 whose flanks 3 . 3 ' through the editing tool 2 , For example, a cutting device 2 , to be edited.

In 2 wird eine Rille mit Flanken 4, 4' des Werkstücks 1' durch ein Bearbeitungswerkzeug 2 mittels eines Bearbeitungskörpers 2', hier eines Schleifkopfes 2', zerspanend bearbeitet. Die Bearbeitungswerkzeuge 2 gemäß der Erfindung sind an einem Lager schwimmend gelagert angeordnet, damit sie beim Eintauchen des Bearbeitungskörpers 2' zwischen die Werkstückflanken 3, 3', 4, 4' eine zentrierende Ausgleichsbewegung, angedeutet durch Pfeil b, ausführen können. So wird lediglich der durch den Pfeil a angedeutete gerichtete Hub, den das Bearbeitungswerkzeug 2, 2' zum eintauchen Lassen des Bearbeitungskörpers 2' zwischen die Werkzeugflanken 3, 3', 4, 4' ausführen muss, gesteuert ausgeführt. Das Bearbeitungswerkzeug 2, 2' verfügt über eine entsprechende Steuerungsvorrichtung.In 2 becomes a groove with flanks 4 . 4 ' of the workpiece 1' through a machining tool 2 by means of a processing body 2 ' , here a grinding head 2 ' machined, machined. The editing tools 2 According to the invention are mounted floatingly mounted on a bearing so that they are immersed in the processing body 2 ' between the workpiece edges 3 . 3 ' . 4 . 4 ' a centering compensating movement, indicated by arrow b, can perform. Thus, only the indicated by the arrow a directed stroke, the machining tool 2 . 2 ' for immersing the machining body 2 ' between the tool edges 3 . 3 ' . 4 . 4 ' must be executed, controlled. The editing tool 2 . 2 ' has a corresponding control device.

Das Verfahren zur Ausführung der Endbearbeitung von Flanken 3, 3', 4, 4' der in 1 und 2 gezeigten, aber auch beliebiger anderer Werkstücke 1, 1', an denen in Bezug zu einer mittigen Ebene spiegelsymmetrische Flanken 3, 3', 4, 4' vorliegen, sieht das Fixieren des Werkstücks 1, 1' in Bezug zu dem Bearbeitungswerkzeug 2 vor, so dass das Bearbeitungswerkzeug 2 einen gerichteten Hub a gesteuert ausführt. Durch den Hub a wird der Bearbeitungskörper 2' des Bearbeitungswerkzeugs 2 in den Zwischenraum zwischen die beiden gleichmäßig zu bearbeitenden Flanken 3, 3', 4, 4' eingetaucht, wobei es durch die schwimmende Lagerung eine zentrierende Ausgleichsbewegung ausführt.The method of performing the finishing of flanks 3 . 3 ' . 4 . 4 ' the in 1 and 2 shown, but also any other workpieces 1 . 1' in which, with respect to a central plane, mirror-symmetrical flanks 3 . 3 ' . 4 . 4 ' exist, sees the fixing of the workpiece 1 . 1' in relation to the machining tool 2 before, so that the editing tool 2 executes a directed stroke a controlled. By the stroke a, the processing body 2 ' of the machining tool 2 in the space between the two even edges to be machined 3 . 3 ' . 4 . 4 ' immersed, whereby it performs a centering compensating movement by the floating bearing.

Dann kann die Bearbeitung der endfertigenden Ausbildung der Flanken 3, 3', 4, 4' erfolgen, wobei es sich bei der Endbearbeitung um eine zerspanende, insbesondere um eine fräsende oder schleifende Endbearbeitung oder eine Feinstbearbeitungsstufe wie beispielsweise Polieren handeln wird. Nachdem alle Flanken 3, 3', 4, 4' des Werkstücks 1, 1' fertig bearbeitet sind, kann durch einen entsprechenden Gegenhub a (siehe Doppelpfeil) der Bearbeitungskörper 2' aus den Flanken 3, 3', 4, 4' gefahren werden und das Werkstück 1, 1' kann gelöst und entnommen werden.Then the processing of the final finishing training of the flanks 3 . 3 ' . 4 . 4 ' take place, wherein the finishing is a machining, in particular a milling or grinding finishing or a microfinishing stage such as polishing. After all flanks 3 . 3 ' . 4 . 4 ' of the workpiece 1 . 1' can be finished by a corresponding counter-stroke a (see double arrow) of the machining body 2 ' from the flanks 3 . 3 ' . 4 . 4 ' be driven and the workpiece 1 . 1' can be solved and removed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DD 277627 A1 [0003]
DD 286530 [0004]

Claims

Editing tool ( 2 ) for flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) on workpieces ( 1 . 1' ), the machining tool ( 2 ) is operatively coupled to a control device for executing a directional stroke (a) and a processing body ( 2 ' ) for processing the flanks, characterized in that the processing tool ( 2 ) is mounted floating on a bearing for carrying out a centering compensating movement (b) and supports the machining body ( 2 ' ) when machining between two flanks to be machined ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ).

Editing tool ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the tool flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) with respect to a central plane mirror-symmetrical flanks of grooves ( 4 . 4 ' ), Grooves or sprocket teeth ( 3 . 3 ' ) are.

Editing tool ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that it is a cutting tool, in particular a milling or grinding tool.

Processing device for flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) on workpieces ( 1 . 1' ), comprising a machining tool and a fixing device for the workpiece ( 1 . 1' ) characterized in that the machining tool ( 2 ) a machining tool ( 2 ) according to one of claims 1 to 3.

Method for finishing flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) of workpieces ( 1 . 1' ) using a machining apparatus according to claim 3, comprising the steps - fixing a workpiece ( 1 . 1' ) in relation to the machining tool ( 2 ) for flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ), - controlled execution of a directed stroke (a) of the machining tool ( 2 ) with immersion of the processing body ( 2 ' ) between two equally machinable flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) - when immersing between two edges to be machined ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ) automatic execution of a centering compensating movement (b) of the machining tool ( 2 ), which is arranged floatingly mounted on a bearing and thereby einmitten the processing body ( 2 ' ) between the flanks ( 3 . 3 ' . 4 . 4 ' ). - Execute the processing.

The method of claim 5, wherein the machining is a chip processing, in particular milling, polishing or grinding.