DE3310000C2 - Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip - Google Patents

Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip

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DE3310000C2
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Praewema Praezisionswerkzeugmaschinenfabrik Kg Maschinenkontor & Co 3440 Eschwege GmbH
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    • B23F23/12Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1237Tool holders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Zahnkanten, mit zwei Werkzeugspindeln, die jeweils auf einem Werkzeugschlitten verschwenkbar angeordnet gegeneinander verfahrbar, über die Werkzeugschlitten an ein zu bearbeitendes Werkzeug anstellbar und mit einem elektrischen Einzelantrieb versehen sind, sowie mit einer Werkstückspindel, die über einen Werkstückspindelkasten mittels eines Elektromotors verschiebbar angeordnet ist. Um einen einfacheren Antrieb zu erhalten, sind die elektrischen Einzelantriebe für die Werkzeugspindeln und ein weiterer elektrischer Einzelantrieb für die Werkstückspindel, der diese über ein spielfreies Getriebe antreibt, synchron- und drehzahlgesteuert und der Vorschub des gespannten Werkstücks ist bei rotierender Werkstückspindel in die rotierenden Werkzeuge der Werkzeugspindeln vornehmbar, wobei die Werkzeugdrehzahl gleich dem Produkt aus Werkstückdrehzahl und Werkstückzähnezahl ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Fräsmaschine ist aus der DE-AS 48 762 bekannt, bei der die Synchronisation zwischen der Werkstückspindel und den beiden Werkzeugspindein durch mechanische Getriebeverbindungen erfolgt. Dies führt insofern zu Problemen, als die Werkzeugschlitten mit den Werkzeugspindeln räumlich frei einstellbar sind, was zu konplizierten Getrieben führt, die nicht nur teuer, sondern insbesondere auch torsions- und spielbehaftet sind, was sich besonders bei höheren Drehzahlen ungünstig auf die Synchronisation auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fräsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln auch bei hohen Drehzahlen stets eine exakte Synchronisation ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeich
nenden Teil des Anspruchs 1 gelöst
Hierbei ist somit eine elektronische Synchronisation vorgesehen, wobei es sich jedoch nicht einfach nur um die Anwendung der bei Zahnradbearbeitungsmaschinen nach dem Wälzfräsprinzip bekannten elektronischen Zwanglauf einrichtung etwa gemäß der DE-Zt: »TZ für praktische Metallbearbeitung«, 70. Jahrgang 1976, Heft 9, S. 287—289, handelt, sondern unter zusätzlicher Zuhilfenahme einer Wechselradanordnung, die wesentlich ist um eine sehr hohe Betriebssicherheit im Regelbetrieb zu erzielen, da hierdurch Verhältnisrechnungen entfallen, die mit steigenden Drehzahlen bei Verwendung eines Rechners wegen der Auflösung immer größer werdende Ungenauigkeiten nach sich ziehen würden, deren elektrische Kompensation aufwendig und schwierig ist Das hierbei verwendete spielfreie Getriebe ist dazu notwendig, die durch die Synchron- und Drehzahlsteuerung der elektrischen Einzelantriebe erzielte elektrische Synchronisation dann auch mechanisch zu realisieren und einen glatten, sauberen Schnitt am Werkstück zu realisieren, der ohne zwischengeschaltetes Getriebe infolge des Nachgebens des Antriebsmotors beim Auftreffen der Schneide des Fräsers auf dem Werkstück nachgeben würde. Hierdurch wird zugleich die Standzeit der Werkzeuge erhöht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Maschine zum Bearbeiten von Zahnkanten in Vorderansicht mit einem Blockschaltbild.
F i g. 2 zeigt die Maschine von F i g. 1 in Draufsicht
Die dargestellte Maschine zum Entgraten und Fräsen von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip umfaßt ein Gestell 1, auf dem eine Horizontal-Geradführung 2 aufgebaut ist, längs der ein Werkstückspindelkasten 3 verschiebbar ist, der eine Werkstückspindel 4 mit horizontaler Drehachse aufnimmt. Die Werkstückspindel 4 wird über tin Schneckengetriebe angetrieben, dessen Differentialschnecke 5 axial zur spielfreien Einstellung des Schneckengetriebes verschiebbar angeordnet ist. Auf die Differentialschnecke 5 ist ein Wechselrad 6 aufgesteckt, das über einen Zahnriemen 7 mit einer Zahnriemenscheibe 8 in Eingriff steht, die ihrerseits von einem Drehstrom-Normmotor 9 als Leitantrieb angetrieben wird. Die Motordrehfrequenz des Drehsti om-Normmotors 9 wird über einen Frequenzregler 10, dem ein Drehzahlsollwert über einen einstellbaren Drehzahlsollwertgeber 11 vorgegeben wird, eingestellt.
Die Wechselradzähnezahl Zi bestimmt sich dabei nach folgender Gleichung:
7 Z3
wobei Z\ die Zähnezahl der Zahnriemenscheibe 8, Z3 die Werkstückzähnezahl und /die Übersetzung des Schnekkengetriebes ist.
Auf dem Gestell 1 ist ferner ein Werkzeug-Spindelständer 12 aufgebaut, der auf dem Gestell 1 längs einer im Winkel von 90° zu der Horizontal-Geradführung 2 angeordneten Horizontal-Geradführung 13 in Richtung des Pfeils Y über einen Einstellschlitten 14 verstellbar ist. Der Werkzeug-Spindelständer 12 ist gegenüber dem Einstellschlitten 14 um eine Achse 15 im Winkel verstellbar. Der Werkzeug-Spindelständer 12 besitzt eine Vertikalführung 16, längs der zwei Werkzeug-Spindelschlit-
ten 17 etwa mittels eines Kugelumlauftriebes 18 vertikal gegenläufig verfahrbar und einstellbar sind. Die Werkzeug-Spindelschlitten 17 tragen jeweils eine Werkzeugspindel 18 mit einem Werkzeug 19, insbesondere ein Schlagzahnfräser, wobei die Werkzeugspindeln 18 um Schwenkpunkte 20, die zu den Werkzeugen 19 vorgelegt sind, in einer Vertikalebene gegenüber den Werkzeug-Spindelschlitten 17 verschwenkbar sind.
Die Werkzeugspindeln 18 werden von Gleichstrom-Servomotoren 21 angetrieben mit einer Werkzeugdrehzahl nn. Für jeden Servomotor 21 ist ein Drehimpulsgeber 22 mit Nullsignaleinrichtung und ein Tachogenerator 23 vorgesehen. Die von den Servomotoren 21 kommenden Istwertimpui'se werden einer digitalen Syn- |: chronsteuerung 24 zugeführt, dort mit Sollwertimpulsen von einem Leit-Drehimpulsgeber 25, der die eingestellte Motordrehfrequenz des Drehstrom-Normmotors 9 digital an die Synchronsteuerung 24 übermittelt, verglichen und zu einer Regelgröße umgesetzt Die Motor-Tachospannung vom Tachogenerator 23 wird jeweils von einem Regelverstärker 26, der ferner von der Synchronsteuerung 24 angesteuert wird, verglichen und als Regelgröße verarbeitet Mit Hilfe von Nullimpulsen innerhalb einer Umdrehung des Drehimpulsgebers 22 können die Werkstückspindeln 16 automatisch auf ihre ,genauen Ausgangspositionen justiert werden. Dies ist notwendig, damit die Bearbeitung eines Werkstücks 27 symmetrisch erfolgt.
Der Werkstückspindelkasten 3 ist mittels eines Kugelumlaufgetriebes 28 und eines regelbaren Vorschubmotors 29 in Richtung des Pfeils X verfahrbar, um das gespannte Werkstück 27 mit einer Werkstückdrehzahl 773 in die schneller rotierenden Werkzeuge 19 hineinzuschieben, wobei die Werkzeugdrehzahl /74 sich folgendermaßen ergibt:
/J4 = n3 ■ Z3
Dabei fräst jedes Werkzeug 19 eine Zahnschräge. Der Vorschubweg pro Zahn Sz hängt dabei mit der Vor-Schubgeschwindigkeit S' des Werkstücks folgendermaßen zusammen:
5' = Sz- n3
45
Das zur Werkstückzähnezahl Zz notwendige Synchronverhältnis wird über das Wechselrad 6 eingestellt, wobei zur Vereinfachung die Werkstückzähnezahl gleich der Wechselradzähnezahl sein kann.
Die Antriebsleistung der Servomotoren 21 kann sehr hoch sein, man erreicht höchste Maschinenleistungen, ohne irgendwelche Verschleißerscheinungen am Antriebssystem zu haben.
Alle Spindel-Einstellachsen können zweckmäßigerweise mechanisch geklemmt werden, um die Bearbeitungskräfte spielfrei auf das Gestell 1 zu übertragen. Während einer Verstellung der Einstellachsen können die mechanischen Klemmungen beispielsweise hydraulisch oder elektrisch gelöst werden.
60
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
CS

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    I. Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip mit zwei Werkzeugspindein für Einschneidenfräswerkzeuge, die jeweils auf einem Werkzeugschlitten verschwenkbar angeordnet gegeneinander verfahrbar, über die Werkzeugschlitten an ein zu bearbeitendes Werkstück anstellbar und über einen Antrieb antreibbar sind, sowie mit einer Werkstückspindel, die über einen Werkstückspindelkasten mittels eines Antriebs verschiebbar angeordnet ist, wobei die Werksiückdrehzahl und die Werkzeugdrehzahl in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindeln (18) und die Werkstückspindel (4) elektrische Einzelantriebe (9,21) aufweisen, die synchron- und drehzahlgesteuert sind, wobei der Einzelantrieb (9) für die Werkstückspindel (4) diese über ein spielfreies Getriebe (5) antreibt und daß zur Anpassung des Verhältnisses zwischen Werkstückdrehzahl (/73) und Werkzeugdrehzahl (/34) an die Werkstückzähnezahl (Z3) eine Wechselradanordnung (6) vorgesehen ist.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselradzähnezahl (Zi) gleich der Werkstückzähnezahl (Z3) ist
  3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spielfreie Getriebe ein Schneckengetriebe (5) ist
  4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelantriebe (21) der Wcrkzeugspindeln (18) mit einem Drehimpulsgeber (22) und einem Tachogenerator (23) versehen sind, wobei Istwerte von den Einzelantrieben (21) ebenso wie Sollwerte von einem Leit-Drehimpulsgeber (25), der mit dem Einzelantrieb (9) für die Werkstückspindel (4) gekoppelt ist, einer Synchronsteuerung (24) iuführbar sind, während Regler (26), die von den Tachogeneratoren (23) und der Synchronsteuerung (24) ansteuerbar sind, die Drehzah' der Einzelantriebe (21) regeln.
  5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehimpulsgeber (22) eine Nullsignaleinrichtung aufweisen.
DE19833310000 1983-03-19 1983-03-19 Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip Expired DE3310000C2 (de)

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