DE3310000C2 - Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip - Google Patents
Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem WälzfräsprinzipInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
- B23F23/1237—Tool holders
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
- B23F19/10—Chamfering the end edges of gear teeth
- B23F19/102—Chamfering the end edges of gear teeth by milling
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical 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
- G05B19/182—Numerical 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
- G05B19/186—Generation 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)
- 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. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselradzähnezahl (Zi) gleich der Werkstückzähnezahl (Z3) ist
- 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spielfreie Getriebe ein Schneckengetriebe (5) ist
- 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. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehimpulsgeber (22) eine Nullsignaleinrichtung aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833310000 DE3310000C2 (de) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833310000 DE3310000C2 (de) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3310000A1 DE3310000A1 (de) | 1984-09-20 |
DE3310000C2 true DE3310000C2 (de) | 1989-11-02 |
Family
ID=6194035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833310000 Expired DE3310000C2 (de) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | Fräsmaschine zum Bearbeiten von Zahnkanten nach dem Wälzfräsprinzip |
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---|---|
DE (1) | DE3310000C2 (de) |
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- 1983-03-19 DE DE19833310000 patent/DE3310000C2/de not_active Expired
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