DE3000295A1

DE3000295A1 - Tooth edge-rounding milling machine - has workpiece spindle with electro-hydraulic step drive system

Info

Publication number: DE3000295A1
Application number: DE19803000295
Authority: DE
Inventors: Willi 3441 Berkatal Fischer
Original assignee: PRAEWEMA PRAEZISIONSWERKZEUG
Current assignee: PRAEWEMA PRAEZISIONSWERKZEUG
Priority date: 1980-01-05
Filing date: 1980-01-05
Publication date: 1981-07-09

Abstract

The milling machine for rounding gear tooth edges has a workpiece spindle seated in gearbox with guide slides allowing axial motion of the spindle. A column is fitted rotatingly on the machine table and carries the tool spindles with angle adjustment against each other provided by circular guides. The distance of the spindles can be adjusted by guide slots, in which the slides carrying the spindles are fitted. The chamfered edges of the teeth are produced by operating the workpiece spindle in such a way that it is driven by a step drive via a worm gear in accordance with the number of teeth. The control of the step motion is carried out electronically.

Description

Beschreibungdescription

"Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Zahnkanten in Form von Anspitzen (Abdachen) oder Abrunden. "Milling machine for machining tooth edges The invention relates to a machine for the processing of tooth edges in the form of points (sloping) or Round off.

Bekannte Maschinen dieser Art arbeiten nach zwei verchiedenen Prinzipien, und zwar als Stoßfräsmaschinen ins-Iesondere zur Erzeugung von geraden Dachformen, wobei ballige Dachformen durch Spezialfräser (z.B. Glockenfräser) erzeugt werden können; oder als Abwälzfrasmaschinen zur Erzeugung von abgerundeten Zahnkanten, wobei auch angenähert gerade Dachformen durch extreme Auslegung der Abwälzbewegung erzielt werden können. Well-known machines of this type work according to two different principles, namely as butt milling machines, in particular for the production of straight roof shapes, spherical roof shapes are created using special milling cutters (e.g. bell cutters) can; or as hobbing machines to produce rounded tooth edges, with almost straight roof shapes due to the extreme design of the rolling movement can be achieved.

Maschinen der ersten Art sind ausgerüstet mit einer Werkstückspindel, welche zur Erzielung einer Teilungsbewegung schrittweise umlaufend antreibbar ist, und einer Werkezuqslindel, welche zur Freigabe der Teilungsbewegung und zum t iservorscllub längsaxial verschieblich antreibbar ist. Zur Erzeugung balliger Dachformen trägt die Frässpindel ein Spezialwerkzeug Zur Erzeugung gerader Dachformen wird sie mit einem DoppeIf.äskopf bestückt, welcher zwei Stirnfräser trägt. Machines of the first type are equipped with a workpiece spindle, which can be driven in increments to achieve a dividing movement, and a Werkezuqslindel, which is used to release the dividing movement and to t iservorscllub Can be driven in a longitudinally axially displaceable manner. For the creation of spherical roof shapes the milling spindle Special tool for creating straight roof shapes it is equipped with a double milling head that carries two face milling cutters.

Da in einem soichen Doppelfräskopf weder der Abstand noch der Winkel zueinander einstellbar sind, muß für verschiedenc Zähnezahlen des Werkstücks bzw. verschiedene Winkel der Abdachung jeweils ein anderer Fräskopf montiert werden. Außer.lem kann ein Mehrfachfräskopf nicht so starr und so verschleißarm ausgebildet werden wie eine Frässpindel mit nur einem Fräser. Since in such a double milling head neither the distance nor the angle can be adjusted to each other, must be used for different numbers of teeth on the workpiece or different angles of the roof each have a different milling head. Except.lem, a multiple milling head cannot be made so rigid and so wear-resistant become like a milling spindle with only one milling cutter.

Die Teilungsbewegung der Werkstückspindel wird bei dLesen Maschinen durch Teilräder erzeugt, welche jeweils für ein ganzzahliges Vielfaches einer bestimmten Zähnezahl ausgelegt sind, so daß auch hier für verschiedene Zähnezahlen häufiges Umrüsten erforderlich ist. Maschinen der zweiten Art sind ausgerüstet mit einer Werkstückspindel, welche kontinuierlich umlaufend antreibbar ist, und welche zur Erzielung der Abwälzbewegung längsaxial durch ein Kurvengetriebe verschiebbar ist, sowie mit einer Werkzeugspindel zur Aufnahme eines Finer-Formfräsers. The dividing movement of the workpiece spindle is used in the reading machines generated by partial wheels, each for an integral multiple of a specific Number of teeth are designed, so that here too for different numbers of teeth frequent Refitting is required. Machines of the second type are equipped with one Workpiece spindle, which can be continuously driven in rotation, and which for Achieving the rolling movement can be displaced longitudinally axially by means of a cam gear, as well as with a tool spindle for receiving a Finer profile cutter.

Hierbei muß zur Erzielung verschiedener Rundungsformen jeweils eine andere Spindelverschiebung eingesetzt werden, welche, da sie die gesamte Last aus cJlndelverschiebung und räsdru aufnehmen muß, entsprechend stark ausgebildet ist und daher nicht billig sein kann. Da das Verhältnis der Drehzahlen von Steuerkurve und Werkstückspindel der Zähnezahl des Werkstücks entsprechen muß, sind auch hier teure Wechselräder erfoderlich. In order to achieve different rounding shapes, one must each other spindle displacement can be used, which as it takes the entire load off cJlndelverschaltung and räsdru must take up, is correspondingly strong and therefore cannot be cheap. Because the ratio of the speeds of control cam and workpiece spindle must correspond to the number of teeth on the workpiece are also here expensive change gears required.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fräsmaschine zu schaffen, welche ohne umfangreiche Umrüstungsarbeiten nach beider. obengenannten Prinzipien arbeiten kann und dabei gleichzeitig die obengenannten Nachteile beider Ausführungsformen bekannter Fräsmaschinen vermeidet. The object of the invention is to create a milling machine which without extensive conversion work after both. above principles work can and at the same time the above-mentioned disadvantages of both embodiments known milling machines.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Werkstückssindel durch einen elektrohydraulischen Schrittmotor angetrieben wird, wobei durch entsprechende Untersetzung die Schrittzahl pro Werkstückumdrehung so groß ist, daß die gegebenenfalls auftretende Abweichung des Quotienten aus Schrittzahl und Werkstück Zähnezahl von. einer ganzen Zahl vernachlässigbar klein ist. Die Schrittzahl pro Umdrehung, die das Werkstück ausführt, beträgt beispielsweise 20.000, wobei 400 Schritte in 140 ms ausgeführt werden. The object is achieved in that the workpiece spindle by a electro-hydraulic stepper motor is driven, whereby by appropriate reduction the number of steps per workpiece revolution is so large that the possibly occurring Deviation of the quotient of the number of steps and the number of workpiece teeth from. a whole Number is negligibly small. The number of steps per revolution that the workpiece For example, executes 20,000, with 400 steps executed in 140 ms will.

Der verwendete Schrittmotor ermöglicht daher nicht nur ein problemloses Einstellen der Maschine auf jede gewünschte Zähnezahl, sondern auch eine sehr schnelle Bearbeitungsfolge (bis 200 Zähne/min). Außerdem lassen sich gegebenenfalls auftretende Quntienten-Abweichungen der obengenannten Art elektronisch über me!llr-cre Schrittfolgen korrigieren, so daß Summenfehler vermieden wurden. The stepper motor used therefore not only enables problem-free Setting the machine to any desired number of teeth, but also a very fast one Machining sequence (up to 200 teeth / min). In addition, any Quntient deviations of the type mentioned above electronically via me! Llr-cre step sequences correct so that total errors were avoided.

Zum Stirnfräsen sind zwei Frässpindeln an einem gemeinsamen Ständer gegeneinander winkeleinstellbar vorgesehen, so daß jeder träser in einer eigenen Spindel starr geführt ist. Die Umstellunc der Maschine auf verschiedene Werkstückzähnezahlen erfolgt also nicht durch Austausch eines Präskopfes, sondern durch einfaches Einstellen. Außerdem ergibt sich durch diese Anordnung eine besoflders gute Zugänglichkeit und damit Bedienungsfreundlichkeit der Maschine. There are two milling spindles on a common stand for face milling Angle-adjustable against each other, so that each träser in its own Spindle is rigidly guided. The conversion of the machine to different numbers of workpiece teeth does not take place by exchanging a prehead, but by simply adjusting it. In addition, this arrangement results in particularly good accessibility and thus user-friendliness of the machine.

Auch ermöglicht die größere Stabilität gegenüber einem Mehr-Eachfräskopf den Einsatz von hartmetallbestückten Werkzeugen mit den diesen eigenen qroßen Schnittleistungen. Also enables the greater stability compared to a Mehr-Each milling head the use of carbide-tipped tools with their own large cutting capacities.

Des weiteren ergibt sich durch die Verwendung eines Schrittmotors für den Antrieb der Werkstückspindel die Möglichkeit cis kontinuierlichen Umlaufs und damit die Möglichkeit, auf C10 und derselben Maschine auch nach dem Abwälzprinzin zu fräsen. It also results from the use of a stepper motor for the drive of the workpiece spindle the possibility of cis continuous rotation and thus the possibility of using the Abwälzprinzin on C10 and the same machine to mill.

Hierzu wird eine Frässpindel weggeschwenkt. Die erforderliche Axialbewegung derWerkstUckscindel wird dadurch erzeugt, daß tier gesamte Werkstückspindelgetriebekasten in Richtung der Spindelachse hydraulisch verschoben wird. Diese Bewegung wird über ein Kopierventil gestuert, das wiederum über eine Steuerkurve angesteuer wird.To do this, a milling spindle is swiveled away. The required axial movement the workpiece spindle is generated in that the entire workpiece spindle gearbox is shifted hydraulically in the direction of the spindle axis. This movement will above a copying valve is controlled, which in turn is controlled via a control cam.

Hieraus ergeben sich zwei weitere Vorteile: Zum ersten können über den hydraulischen Antrieb weitaus größere Kräfte als über ein Kurvengetriebe aufgebracht werden, zum zweiten muß die Steuerkurve nur die Kraft zur Betätigung des Kopervcntils aufnehmen und kann daher leicht und billig ausgeführt werden. This results in two further advantages: First, you can use the hydraulic drive applied far greater forces than a cam gear Secondly, the control cam only needs the force to operate the Kopervcntils take up and can therefore be carried out easily and cheaply.

Der Antrieb der Steuerkurve kann über einen leichten Zahnricmentrieb erfolgen, so daß die Drehzahlanpassung an verschiedene Zähnezahlen durch einfaches Auswechseln eines handelsüblicIien Zahnriemenrades möglich ist Dieser Antrieb wird beim Stirnfräsen ausgeschaltet und die Steuerkurve dadurch eine einfache Kreisscheibe ersetzt.The control cam can be driven by a light toothed belt drive take place so that the speed adjustment to different numbers of teeth by simple It is possible to replace a commercially available toothed belt pulley. This drive is switched off during face milling and the control cam thus becomes a simple circular disk replaced.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher beschrieben. A preferred embodiment of the invention is illustrated below with reference to described in more detail in the accompanying figures.

Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Fräsmaschine, eingerichtet zum.Stoßfräsen, Fig. 2 die hiermit erzeugte Zahnkantenform, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fräsmaschine, einqerichtet zum Abwälzfräsen, Fig. 4 die hiermit erzeugte Zahnkatenform, und Fig. 5 eine schematische Darstellung der verschiedenen Antriebe Wie Fig. 1 zeigt, ist eine Werkstückspindel 1 in einem Werkstückgetriebekasten 2 gelagert, welcher in Führungen 3 in der Richtung der Spindelachse verschieblich ist. Ein Ständer 4, der auf einem Maschinentisch 5 drehbar angeordnet ist, trägt Werkzeugspindeln 6 und 7, welche in Führungen 8 bzw. 9 gegeneinander winkeleinstellbar sind Der Abstand der Werkzeugsuindeln 6, 7 ist dadurch einstellbar, daß Schlitten 10 und 11, welche die Spindeln 6, 7 tragen, wiederum in Führungen 12 und 13 (Fig. 3) verschiebbar angeordnet sind.They show: FIG. 1 an overall view of a milling machine set up zum.Stoßfräsen, Fig. 2 the tooth edge shape generated with this, Fig. 3 is a plan view on the milling machine, set up for hobbing, FIG. 4, the one generated with it Toothed catenary shape, and FIG. 5 shows a schematic representation of the various drives As FIG. 1 shows, a workpiece spindle 1 is in a workpiece gearbox 2 stored, which is displaceable in guides 3 in the direction of the spindle axis is. A stand 4, which is rotatably arranged on a machine table 5, carries Tool spindles 6 and 7, which are angularly adjustable in relation to one another in guides 8 and 9, respectively The distance between the tool shafts 6, 7 is adjustable in that the slide 10 and 11, which carry the spindles 6, 7, in turn in guides 12 and 13 (Fig. 3) are slidably arranged.

ncim Stoßfräsen zur Herstellung von Zahnkanten nach Fig. 2 wird die Werkstückspindel 1 durch einen elektrohydraulischen Sciirittantrieb 14 über eine Schnecke 15 und ein Schneckenrad 16 schrittweise entsprechend der Werkstückzähnezahl angetrieben. ncim butt milling for the production of tooth edges according to Fig. 2 is the Workpiece spindle 1 by an electrohydraulic Sciirittantrieb 14 via a Worm 15 and a worm wheel 16 step by step according to the number of workpiece teeth driven.

Dic Steuerung dieser Schrittbewegung erfolgt elektronisch auf hier nicht näher zu erläuternde, bekannte Weise.This step movement is controlled electronically here not to be explained in more detail, known way.

Zur Freigabe der Teilungsbewegung und zum Fräservorschub sind die Frässpindeln 6 und 7 über hydraulische Zylinderantriebe 17 (Fig. 5) und Servoventile 17a längsaxial antreibbar. To enable the dividing movement and the milling cutter feed, the Milling spindles 6 and 7 via hydraulic cylinder drives 17 (Fig. 5) and servo valves 17a can be driven longitudinally axially.

Das Umschalten vom Eilgang auf Vorschub und umgekehrt wird über eine analoginduktive Wegmessung 18 ausgelöst. Die Lage des Umschaltpunkts ist über Potentiometer wählbar, ebenso sind die jeweiligen Geschwindigkeiten einstellbar. Die maximale lirästriebe wird durch einen verstellbaren Anschlag 19 begrenzt; (la; Erreichen des Anschlags 19 wird von einem Endschalter 20 gemeldet. Nach Erreichen des Anschlags 19 bleibt der Fräser eine vorwählbare Zeit lang in dieser Position; dies dient zum Erzeugen einer sauberen Oberfläche.Switching from rapid traverse to feed and vice versa is carried out using a analog inductive displacement measurement 18 triggered. The position of the switching point is via a potentiometer selectable, the respective speeds can also be set. The maximal Lirästriebe is limited by an adjustable stop 19; (la; reaching of the stop 19 is reported by a limit switch 20. After reaching the stop 19 the milling cutter remains in this position for a preselectable time; this is for Create a clean surface.

In Fig. 3 ist die Maschine, eingerichtet zum Abwälzfräsen (zu lierstellung von Zahnkanten nach Fig. 4), dargestellt. In Fig. 3, the machine is set up for hobbing (to lierstellung of tooth edges according to Fig. 4), shown.

hierbei ist nur die Werkzeugspindel 6 in Funktion, welche mit einem Fingerfräser 21 bestückt ist. Die erforderliche Axialbeweung des WErkstückgetriebekastens 2 wird durch eine Steuerkurve 27 über ein Servoventil 23 gesteuert, welches einen IIydrau: zylinder 24 ansteuert. Der Hydraulikzylinder 24 ist an der Spindx mutter 24 befestigt. Der Werkstückgetriebekasten 2 kann über die Spindelmutter 25 und die Spindel 26, angetrieben von einem Motor 27, verschoben werden. Diese Bewegung dient zum .verkstückwechsel und zum groben Einfahren in die Bearbeitungsposition, gesteuert über Endschalter. Das Kopierventil 23 ist über eine Spindel 28 und einen Motor 29 ebenfalls verstellbar. Diese Bewegung dient zum I?einetnstel]en der Bearbeitungsposition und zur Schnittzustellung. here only the tool spindle 6 is in function, which with a End mill 21 is equipped. The required axial movement of the workpiece gearbox 2 is controlled by a control cam 27 via a servo valve 23, which a IIydrau: Actuates cylinder 24. The hydraulic cylinder 24 is nut on the Spindx 24 attached. The workpiece gear box 2 can via the spindle nut 25 and the Spindle 26, driven by a motor 27, can be moved. This movement serves for changing the workpiece and for roughly moving into the machining position, controlled via limit switch. The copy valve 23 is via a spindle 28 and a motor 29 also adjustable. This movement is used to adjust the machining position and for cutting infeed.

Der Antrieb der Steuerkurve 22 erfolgt über Zahnriemenscheiben 30 und 3 und einen Zahnriemen 32. Dic Zahririemenscheibe 30 ist auswechselbar, damit die der Werkstückzähnezahl entsprechende Relation zwischen WerkstückspindeldreIzah1 und Steuerkurvendrehzahl eingestellt werden kann. The control cam 22 is driven via toothed belt pulleys 30 and 3 and a toothed belt 32. The timing belt pulley 30 is interchangeable so that the relation between workpiece spindle three corresponding to the number of workpiece teeth and control cam speed can be set.

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Claims

Milling machine for processing tooth edges with at least a tool spindle and with a workpiece spindle, soft in a workpiece spindle gear box is mounted, characterized in that the workpiece spindle by an electrohydraulic Stepper motor can be driven, optionally step by step with adjustable step size or rotates continuously at an adjustable speed.

2. Milling machine according to claim 1, characterized in that at stepwise revolving driven workpiece reel two tool spindles on a common one Stand against each other are arranged angle and distance adjustable.

3. Milling machine according to claim 1, characterized in that at continuously rotating workpiece spindle enables the workpiece to be displaced axially spindle by hydraulically driven displacement of the entire workpiece spindle gear box can be carried out, this movement being carried out by a control cam via a copier valve is controllable.

4. Milling machine according to claim 3, characterized in that the speed the control cam according to the number of teeth of the IJerhstück by an exchangeable one Toothed belt pulley is determined.