DE102015012190B3

DE102015012190B3 - Gear hobbing machine for the manufacture and deburring of gears

Info

Publication number: DE102015012190B3
Application number: DE102015012190.1A
Authority: DE
Inventors: Armin Eberhardt; Sven Kliuke
Original assignee: EMAG Holding GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzfräsmaschine zum Herstellen und Entgraten von Verzahnungen an Werkstücken (6) mit zwei Werkstückspindeln (3, 3'), mit einem Wälzfräswerkzeug (12) und mit einer ersten Entgratvorrichtung (10), wobei die Werkstücke (6) selbsttätig in die Werkstückspindeln (3, 3') eingespannt werden, wobei an den Werkstücken (6) mit dem Wälzfräswerkzeug (12) eine Verzahnung hergestellt und anschließend entgratet wird, wobei eine zweite Entgratvorrichtung (15) vorgesehen ist und in dem Zeitraum in dem in der einen Werkstückspindel (3, 3') an einem Werkstück (6) eine Verzahnung hergestellt wird, in der anderen Werkstückspindel (3, 3') ein Werkstück (6) entgratet und selbsttätig gegen ein unbearbeitetes Werkstück (6) ausgetauscht wird.The invention relates to a hobbing machine for producing and deburring toothings on workpieces (6) with two workpiece spindles (3, 3 '), with a hobbing tool (12) and with a first deburring device (10), the workpieces (6) being automatically inserted into the Workpiece spindles (3, 3 ') are clamped, wherein on the workpieces (6) with the Wälzfräswerkzeug (12) produces a toothing and then deburred, wherein a second deburring device (15) is provided and in the period in which a workpiece spindle (3, 3 ') a toothing is produced on a workpiece (6), in the other workpiece spindle (3, 3') a workpiece (6) is deburred and automatically exchanged for an unprocessed workpiece (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzfräsmaschine zum Herstellen und Entgraten von Verzahnungen. Die DE 10 2013 008 709 A1 offenbart eine solche Maschine. Diese beschreibt ein sogenanntes Doppelspindelsystem, wobei Herstellen der Verzahnung, Entgraten und Be- und Entladen parallel erfolgen. Die Aufspannvorrichtungen für die Werkstücke sind lösbar mit den zugehörigen Werkstückspindeln verbunden. Letztere sind ortsfest am Maschinengestell angeordnet. Beim Weitertakten werden lediglich die Werkstücke auf einem Träger um eine gemeinsame Achse um 180° geschwenkt. Dies wirkt sich günstig auf die Maschinensteifigkeit aus. Aus der DE 10 2011 119 000 A1 ist eine Verzahnmaschine mit zwei Werkstückspindeln, mit einem Wälzfräswerkzeug und zwei Entgratvorrichtungen bekannt. Die Werkstückspindeln nehmen die Werkstücke selbsttätig auf und können um eine gemeinsame Hauptachse geschwenkt werden. Ferner sind eine Hauptbearbeitungsstation zur Einarbeitung der Verzahnung und mindestens eine Nebenbearbeitungsstation zum Entgraten oder Anfasen der Werkstückkanten vorgesehen. Wie bei der aus der DE 10 2013 008 709 A1 bekannten Maschine erfolgen Herstellen der Verzahnung, Entgraten und Be- und Entladen parallel. Auch das Weitertakten erfolgt bei beiden Maschinen zwingend gemeinsam. Durch die starre Kopplung entstehen bei Bearbeitungsvorgängen unterschiedlicher Dauer immer Wartezeiten, weil erst nach Beendigung des längeren Bearbeitungsvorganges weiter getaktet werden kann. Die DE 10 2013 003 804 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgraten und Anfasen von Stirnkanten verzahnter Werkstücke mit mindestens einem Werkzeug und einer Werkstückspindel. Die Vorschubbewegung des Werkzeugs ist der Rotationsbewegung der Werkstücke überlagert und dem Verlauf der Werkstückstirnkanten angepasst. Zum Einfädeln des Werkzeugs in die Zahnlücken wird die Winkellage des Werkstücks mit einem Messfühler erfasst.The invention relates to a hobbing machine for the manufacture and deburring of gears. The DE 10 2013 008 709 A1 discloses such a machine. This describes a so-called double-spindle system, whereby production of the teeth, deburring and loading and unloading done in parallel. The jigs for the workpieces are releasably connected to the associated workpiece spindles. The latter are arranged stationarily on the machine frame. When further indexing only the workpieces are pivoted on a support about a common axis by 180 °. This has a favorable effect on the machine rigidity. From the DE 10 2011 119 000 A1 is a gear cutting machine with two workpiece spindles, with a Wälzfräswerkzeug and two deburring known. The workpiece spindles pick up the workpieces automatically and can be swiveled around a common main axis. Furthermore, a main processing station for incorporating the toothing and at least one auxiliary processing station for deburring or chamfering the workpiece edges are provided. As with the from the DE 10 2013 008 709 A1 known machine made the teeth, deburring and loading and unloading in parallel. Further indexing is mandatory for both machines together. Because of the rigid coupling, waiting times always arise during processing operations of different durations, because it is only possible to continue clocking after completion of the longer processing operation. The DE 10 2013 003 804 A1 relates to a method and a device for deburring and chamfering end edges of toothed workpieces with at least one tool and a workpiece spindle. The feed movement of the tool is superimposed on the rotational movement of the workpieces and adapted to the course of the workpiece end edges. For threading the tool into the tooth gaps, the angular position of the workpiece is detected with a measuring probe.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wälzfräsmaschine hinsichtlich der Beweglichkeit ihrer Spindeln zu verbessern und eine flexible Arbeitsweise zu ermöglichen.It is the object of the present invention to improve a hobbing machine in terms of the mobility of their spindles and to allow a flexible operation.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Wälzfräsmaschine nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Wälzfräsmaschine weist zwei Werkstückspindeln auf, welche die Werkstücke selbsttätig aufnehmen, der Bearbeitung zuführen und wieder ablegen. Beiden Werkstückspindeln ist eine Bearbeitungsstation mit einem Wälzfräswerkzeug zugeordnet. Anders als im Stand der Technik sind jedoch zwei Entgratvorrichtungen vorgesehen. Dadurch kann in dem Zeitraum in dem in der einen Werkstückspindel ein Werkstück verzahnt wird, in der anderen Werkstückspindel ein Werkstück entgratet und anschließend gegen ein unbearbeitetes ausgetauscht werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind zwei Messeinrichtungen vorgesehen womit die Fertigungsqualität der Werkstücke hauptzeitparallel überwacht werden kann.This object is achieved with a hobbing machine according to claim 1. Advantageous developments are the subject of the dependent claims. The hobbing machine according to the invention has two workpiece spindles, which receive the workpieces automatically, perform the processing and put down again. Both work piece spindles is assigned a processing station with a hobbing tool. Unlike the prior art, however, two deburring devices are provided. As a result, in the period in which a workpiece spindle in a workpiece is toothed, in the other workpiece spindle a workpiece deburred and then exchanged for a raw. In a further advantageous embodiment, two measuring devices are provided, whereby the production quality of the workpieces can be monitored parallel to the main time.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments. Show it:

1 eine Wälzfräsmaschine in schematischer Darstellung 1 a hobbing machine in a schematic representation

2 das Abtasten eines Werkstücks durch eine Messeinrichtung 2 the scanning of a workpiece by a measuring device

3 die Entgratvorrichtung 10 ausschnittsweise von oben gesehen 3 the deburring device 10 partially seen from above

4 die Wälzfräsmaschine in einer teilweise aufgebrochenen Seitenansicht 4 the hobbing machine in a partially broken side view

5 eine alternative Entgratvorrichtung 5 an alternative deburring device

1 zeigt eine erfindungsgemäße Wälzfräsmaschine in der Frontansicht in schematischer Darstellung. Am Maschinengestell 1 sind zwei Horizontalschlitten 4, 4' an einer senkrechten Vorderwand 7 auf horizontalen Führungen 2 in Richtung der X-Achse gesteuert beweglich geführt. Auf den Horizontalschlitten 4, 4' sind die beiden Werkstückspindeln 3, 3' vertikal in Richtung der Z-Achse verfahrbar. An ihrer Unterseite weisen die Werkstückspindeln 3, 3' Spannfutter 5, 5' zum selbsttätigen Aufnehmen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken 6 auf. Unterhalb der Führungen 2 ist ein Werkzeughalter 9 mit einem Wälzfräswerkzeug 12 angeordnet. Dieses wird vom Antriebsmotor 13 in Drehung versetzt. Der Werkzeughalter 9 ist auf einem in dieser Ansicht verdeckten Bearbeitungskopf 8 verschiebbar und kann das Wälzfräswerkzeug 12 zur Durchführung von Shiftbewegungen entlang seiner Rotationsachse bewegen. Zum Abstützen der Werkstücke 6 ist ein Reitstock 16 vorgesehen. Die Wälzfräsmaschine ist im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut: Der Werkzeughalter 9 ist in der Maschinenmitte angeordnet und rechts und links davon befinden sich erste und zweite Entgratvorrichtungen 10, 15, Messeinrichtungen 18, 18' und Transportvorrichtungen 11, 11'. In 1 weisen die erste und zweite Entgratvorrichtung 10, 15 Scheibenfräser ähnliche Schneidwerkzeuge 24 mit schraubenlinienförmig angeordneten Schneidzähnen auf. Diese werden mit den Stirnkanten der Werkstücke 6 in Eingriff gebracht und bearbeiten diese nach Art des Wälzfräsens. Die Zustellung erfolgt durch Verfahren der Horizontalschlitten 4, 4' in X-Richtung. Zusätzlich können die Entgratvorrichtungen 10, 15 entlang von Linearführungen 20 senkrecht zur X-Z-Ebene (in Y-Richtung) bewegt werden. Ein Bearbeitungszyklus beginnt damit, dass beispielsweise die Werkstückspindel 3 in der Ladeposition 19 ein unbearbeitetes Werkstück 6 aufnimmt und zum Wälzfräswerkzeug 12 transportiert. Während dort eine Verzahnung hergestellt wird, kann in der Werkstückspindel 3' ein Werkstück 6 mit der Entgratvorrichtung 10 entgratet und anschließend in der Ladeposition 19' gegen ein unbearbeitetes ausgetauscht werden. Wie in 2 dargestellt, können die Werkstücke 6 je nach Bedarf einzeln oder in periodischen Abständen mit den Messeinrichtungen 18, 18' vermessen werden. Dies geschieht durch Verfahren der Horizontalschlitten 4, 4' entlang der horizontalen Führungen 2 zur jeweiligen Messeinrichtung 18 oder 18'. Dabei wird der Messkopf radial in eine Zahnlücke 21 zugestellt. Sodann wird das Werkstück 6 um seine Achse gedreht um beispielsweise die exakte Position der Messpunkte 22, 22' auf dem Teilkreis 23 zu bestimmen. Optional kann die Winkellage der Werkstücke 6 mit den Messeinrichtungen 18, 18' erfasst und bei der nachfolgenden Bearbeitung berücksichtigt werden. 3 zeigt die Entgratvorrichtung 10 in der Draufsicht. Sie weist zwei rotatorisch angetriebene Schneidwerkzeuge 24 auf. Deren Schneidzähne sich spiegelbildlich angeordnet so dass die Stirnkanten der Werkstücke 6 an der Ober- und Unterseite in einer Aufspannung bearbeitet werden können. Zum Wechsel von der Ober- zur Unterseite werden die Schneidwerkzeuge 24 entlang der Linearführungen 20 verfahren. Rechts neben der Entgratvorrichtung 10 ist die Werkstückspindel 3' dargestellt. Sie wurde entlang der horizontalen Führungen 2 in eine Position oberhalb der Transportvorrichtung 11' verfahren, um ein fertig bearbeitetes Werkstück 6 gegen ein unbearbeitetes auszutauschen. 1 shows a hobbing machine according to the invention in the front view in a schematic representation. On the machine frame 1 are two horizontal slides 4 . 4 ' on a vertical front wall 7 on horizontal guides 2 controlled in the direction of the X-axis movably guided. On the horizontal slide 4 . 4 ' are the two workpiece spindles 3 . 3 ' vertically movable in the direction of the Z-axis. On their underside, the workpiece spindles 3 . 3 ' chuck 5 . 5 ' for automatically picking up, driving and depositing workpieces 6 on. Below the guides 2 is a tool holder 9 with a hobbing tool 12 arranged. This is from the drive motor 13 set in rotation. The tool holder 9 is on a hidden in this view editing head 8th slidable and can the hobbing tool 12 to move along its axis of rotation to make shift movements. For supporting the workpieces 6 is a tailstock 16 intended. The hobbing machine has a substantially symmetrical structure: the tool holder 9 is located in the center of the machine and right and left of it are first and second deburring 10 . 15 , Measuring equipment 18 . 18 ' and transport devices 11 . 11 ' , In 1 have the first and second deburring device 10 . 15 Disc milling cutter similar cutting tools 24 with helically arranged cutting teeth. These are used with the front edges of the workpieces 6 engaged and edit them on the type of hobbing. The delivery is made by moving the horizontal slide 4 . 4 ' in X direction. In addition, the deburring devices 10 . 15 along linear guides 20 be moved perpendicular to the XZ plane (in the Y direction). A machining cycle begins with, for example, the workpiece spindle 3 in the loading position 19 an unprocessed workpiece 6 and the hobbing tool 12 transported. While there a gearing is made, can in the workpiece spindle 3 ' a workpiece 6 with the deburring device 10 Deburred and then in the loading position 19 ' be exchanged for an unprocessed. As in 2 shown, the workpieces can 6 as required, individually or at regular intervals with the measuring equipment 18 . 18 ' be measured. This is done by moving the horizontal slide 4 . 4 ' along the horizontal guides 2 to the respective measuring device 18 or 18 ' , In this case, the measuring head is radially in a tooth gap 21 delivered. Then the workpiece 6 rotated around its axis, for example, the exact position of the measuring points 22 . 22 ' on the pitch circle 23 to determine. Optionally, the angular position of the workpieces 6 with the measuring equipment 18 . 18 ' recorded and taken into account during subsequent processing. 3 shows the deburring device 10 in the plan view. It has two rotary driven cutting tools 24 on. Their cutting teeth are arranged in mirror image so that the front edges of the workpieces 6 can be processed on the top and bottom in one clamping. To change from top to bottom, the cutting tools 24 along the linear guides 20 method. Right next to the deburring device 10 is the workpiece spindle 3 ' shown. She was walking along the horizontal guides 2 in a position above the transport device 11 ' proceed to a finished workpiece 6 to exchange for an unprocessed one.

Vorteilhaft können die Werkstücke 6 mit der gleichen Positioniergenauigkeit, mit der sie bearbeitet wurden auch vermessen werden. Das Herstellen der Verzahnung, das Entgraten und das Vermessen erfolgen vorteilhaft in einer Aufspannung. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass den beiden Werkstückspindeln 3, 3' zwar jeweils eine Entgratvorrichtung 10, 15 und eine Ladeposition 19, 19' zugeordnet ist, aber nur ein einziges Wälzfräswerkzeug 12 zum Herstellen der Verzahnung, das von beiden Werkstückspindeln 3, 3' abwechselnd angefahren wird.Advantageously, the workpieces 6 with the same positioning accuracy with which they were processed can also be measured. The production of the teeth, the deburring and the measurement are advantageously carried out in one setting. A particular advantage is the fact that the two workpiece spindles 3 . 3 ' although in each case a deburring device 10 . 15 and a loading position 19 . 19 ' is assigned, but only a single Wälzfräswerkzeug 12 for producing the toothing, that of both workpiece spindles 3 . 3 ' is approached alternately.

4 zeigt die Wälzfräsmaschine in einer teilweise aufgebrochenen Seitenansicht. Im Maschinengestell 1 ist eine Ausnehmung 25 vorgesehen, in welcher der Bearbeitungskopf 8 gelagert ist. Weil dieser in das Maschinengestell 1 hineinragt, ist sein Abstand zur Vorderwand 7 besonders gering. Um das Werkzeug 12 radial zum Werkstück 6 zuzustellen, wird der Bearbeitungskopf 8 vom Zustellmotor 29 bewegt. Dazu ist der Bearbeitungskopf 8 auf einer Seite an Schienen 28 beweglich und zusätzlich in einer hochpräzisen hydrostatischen Führung 26 gelagert. Bei der Bearbeitung von Schrägverzahnungen wird das Werkzeug 12 dem Schrägungswinkel der Verzahnung entsprechend geneigt. Zu diesem Zweck kann der Bearbeitungskopf 8 mit dem Schwenkmotor 27 geschwenkt werden. In 5 ist eine alternative Entgratvorrichtung 10 mit einem Anfaswerkzeug 30 dargestellt. Damit werden an beiden Stirnkanten des Werkstücks 6 durch Abrollen Fasen erzeugt. Die dabei entstehenden Sekundärgrate werden mit einem Entgratwerkzeug 31 ebenfalls durch Abrollen entfernt. 4 shows the Wälzfräsmaschine in a partially broken side view. In the machine frame 1 is a recess 25 provided in which the machining head 8th is stored. Because this in the machine frame 1 protrudes, is its distance to the front wall 7 especially low. To the tool 12 radially to the workpiece 6 To deliver, the machining head 8th from the feed motor 29 emotional. This is the machining head 8th on one side on rails 28 movable and additionally in a high-precision hydrostatic guide 26 stored. When machining helical gears, the tool becomes 12 the helix angle of the toothing inclined accordingly. For this purpose, the machining head 8th with the swivel motor 27 be panned. In 5 is an alternative deburring device 10 with a chamfering tool 30 shown. This will be on both end edges of the workpiece 6 generated by rolling bevels. The resulting secondary burrs are removed with a deburring tool 31 also removed by unrolling.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Maschinengestellmachine frame
22: Horizontale FührungenHorizontal guides
3 3'3 3 ': WerkstückspindelWorkpiece spindle
4 4'4 4 ': Horizontalschlittenhorizontal slide
5 5'5 5 ': Spannfutterchuck
66: Werkstückworkpiece
77: Vorderwandfront wall
88th: Bearbeitungskopfprocessing head
99: Werkzeughaltertoolholder
1010: Erste EntgratvorrichtungFirst deburring device
11 11'11 11 ': Transportvorrichtungtransport device
1212: Wälzfräswerkzeughobbing
1313: Antriebsmotordrive motor
1414: Führungsschienenguide rails
1515: Zweite EntgratvorrichtungSecond deburring device
1616: Reitstocktailstock
1717: Vertikalführungenvertical guides
18 18'18 18 ': Messeinrichtungmeasuring device
19 19'19 19 ': Ladepositionloading position
2020: Linearführungenlinear guides
2121: Zahnlückegap
22 22'22 22 ': Messpunktemeasuring points
2323: Teilkreispitch circle
2424: Schneidwerkzeugcutting tool
2525: Ausnehmungrecess
2626: Hydrostatische LagerungHydrostatic storage
2727: Schwenkmotorswing motor
2828: Schienerail
2929: Zustellmotorfeed motor
3030: Anfaswerkzeugchamfering tool
3131: Entgratwerkzeugdeburring

Claims

Gear hobbing machine with a machine frame ( 1 ), with two workpiece spindles ( 3 . 3 ' ) for automatically picking up, transporting, driving and depositing workpieces ( 6 ), with a processing head ( 8th ) with a tool holder ( 9 ) and a rotationally driven hobbing tool ( 12 ), wherein the processing head ( 8th ) radially to the workpiece ( 6 ) is deliverable, with a first deburring device ( 10 ) and a second deburring device ( 15 ), wherein the workpiece spindles ( 3 . 3 ' ) relative to the machine frame ( 1 ) on horizontal slides ( 4 . 4 ' ) in the direction of the X-axis in the effective range of Wälzfräswerkzeugs ( 12 ) and in the direction of the Z-axis are movable, and wherein the workpiece spindle ( 3 ) into the effective range of the deburring device ( 15 ) and the workpiece spindle ( 3 ' ) into the effective range of the deburring device ( 10 ) is movable.

Wälzfräsmaschine according to claim 1, characterized in that the two workpiece spindles ( 3 . 3 ' ) a single tailstock ( 16 ) assigned.

Hobbing machine according to claim 2, characterized in that the deburring devices ( 10 . 15 ) have rotationally driven deburring tools with cutting teeth.

Gear hobbing machine according to claim 2, characterized in that the deburring devices ( 10 . 15 ) a chamfering tool ( 30 ) and a deburring tool ( 31 ) exhibit.