DE8607328U1 - Machine for skiving cylindrical gears - Google Patents
Machine for skiving cylindrical gearsInfo
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Description
Patentanwalt '· ' ' * ' ·Patent attorney '· ''*' ·
B!pt..tng. W. Jackisch " "B! Pt..tng. W. Jackisch ""
Men^elsfr. do, 7000 Siutlaa^ 1
Hermann Pfauter A 38 509/froMen ^ elsfr. do, 7000 Siutlaa ^ 1
Hermann Pfauter A 38 509 / fro
GmbH & Co.
Schwieberdingeii Str. 87 »^ u»«GmbH & Co.
Schwieberdingeii Str. 87 »^ u» «
7140 Ludwigsburg7140 Ludwigsburg
Maschine zum Wälzschälen zylindrischer Verzahnungen Machine for skiving cylindrical gears
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Wälzschälen |The invention relates to a machine for skiving |
zylindrischer Verzahnungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 .cylindrical teeth according to the preamble of the claim 1 .
Wälzschälen ist ein kontinuierlich ablaufendes Verfahren zur spanenden Herstellung zylindrischer Zahnräder. Das Werkzeug ähnelt einem Waizstoßrad. Seine Drehachse ist gegenüber der Achse des Werkstückes geneigt angeordnet. Während der Bearbeitung führen das Werkzeug und das Werkstück eine Drehbewegung aus. Die Vorschubbewegung verläuft parallel zur Werkstückachse. Es besteht ein Zwanglauf zwischen den während der Bearbeitung ablaufenden Bewegungen von Werkzeug und Werkstück. Die vom Prozeß geforderte Relativbewegung zv/ischen dem Werkzeug und dem Werkstück wird über die Maschine erzeugt. Dieses Verfahren ermöglicht eine kurze Bearbeitungszeit; es ist aber nur für grobe Verzahnungsqualitäten geeignet.Skiving is a continuous process for the machining of cylindrical gears. That Tool resembles a ballistic wheel. Its axis of rotation is inclined relative to the axis of the workpiece. During machining, the tool and the workpiece perform a rotary movement. The feed movement runs parallel to the workpiece axis. There is a compulsory run between those running during processing Movements of tool and workpiece. The relative movement required by the process between the tool and the The workpiece is generated by the machine. This procedure enables a short turnaround time; it is but only suitable for coarse toothing qualities.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Maschine so auszubilden, daß mit ihr Werkstücke mit hoher Verzahnungsqualität unter Beibehaltung der kurzen Be-The invention has for its object to design this known machine so that with her workpieces with high Tooth quality while maintaining the short
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arbeitungszeit erreicht werden können.working time can be achieved.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Maschine erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the machine of the generic type solved with the characterizing features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine werden die Relativ^ bewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück durch die elektronische Kopplung der Einzelantriebe verwirklicht. Dadurch sind sehr hohe Drehzahlen möglich und damit auch der Einsatz von Schneidstoffen, wie Hartmetall oder CBN (kubisches Bohrnitrid). Mit der erfindungsgemäßen Maschine lassen sich sehr hohe Genauigkeiten erzielen, da die bisher durch mechanische Getriebezüge entstandenen übertragungsungenauigkeiten entfallen. Da die einzelnen Antriebe elektronisch über die Steuereinheit gekoppelt sind, können durch regelungstechnische Maßnahmen hohe Steifigkeiten zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erreicht werden.In the machine according to the invention, the relative ^ movements between tool and workpiece are realized through the electronic coupling of the individual drives. This enables very high speeds and thus the use of cutting materials such as carbide or CBN (cubic boron nitride). With the machine according to the invention, very high levels of accuracy can be achieved, since previously transmission inaccuracies caused by mechanical gear trains omitted. Since the individual drives are electronically coupled via the control unit, you can high rigidity between the tool and the workpiece can be achieved through control measures.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 kann die Position der Verzahnung des zu bearbeitenden Werkstückes zur Verzahnung des Werkzeuges genau ausgerichtet werden. Es ist somit eine automatische Einmitteinrichtung vorgesehen, mit welcher das Werkstück, das nicht in winkelmäßig zugeordneter Position zum Werkzeug geladen worden ist, in der Relativlage zum Werkzeug gemessen und anschließend automatisch so verdreht wird, daß die Zähne des Werkzeuges in den Lücken des Werkstückes arbeiten und an beiden Werkstückflanken im Mittel gleichmäßig Material abtragen.In a preferred embodiment according to claim 2 the position of the toothing of the workpiece to be machined can be precisely aligned with the toothing of the tool will. It is thus provided an automatic Einmitteinrichtung with which the workpiece, the has not been loaded in the angularly assigned position to the tool, measured in the relative position to the tool and is then automatically rotated so that the teeth of the tool in the gaps in the workpiece work and remove material evenly on the average on both workpiece flanks.
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Der berührungslos arbeitende Sensor gemäß Anspruch 3 kann vorzugsweise so ausgebildet werden, daß die tage der Zahnflanken weitgehend unabhängig von der Ausbildung des Werkstückkopfes erfaßt wird. Damit wird tian bei der Erfassung der Lage der Werkstückverzahnung unabhängig von den Toleranzen des Werkstückdurchmessers Und den Toleranzen eines eventuell vorhandenen Kopfkantenbruches. The non-contact sensor according to claim 3 can preferably be designed so that the days of the tooth flanks largely independent of the design of the workpiece head is detected. This becomes tian when determining the position of the workpiece toothing regardless of the tolerances of the workpiece diameter and the tolerances of any tip breakage.
Mit der Schärfeinrichtung gemäß Anspruch 5 ist ein automatisches Nachschleifen des Werkzeuges in der Maschine gewährleistet.With the sharpening device according to claim 5, automatic regrinding of the tool is possible Machine guaranteed.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sidh aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention emerge from the others Claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by means of one in the drawings Embodiment explained in more detail. Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsge-Fig. 1 is a side view of the invention
mäßeft Maschine,would be a machine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine gemäßFig. 2 is a plan view of the machine according to
Fig. 1.Fig. 1.
Die Maschine dient zum Wälzschälen von zylindrischen Verzahnungen, vorzugsweise zum Schlichtwälzschälen gehärteter zylindrischer Verzahnungen. Das zu bearbeitende Werkstück 1 wird durch ein Werkzeug 2 bearbeitet. Die nicht näher dargestellte Werkstückspindel ist horizontal angeordnet und in einem Werkstückspindelstock 5 untergebracht, der ortsfest mit einem Maschinenbett 4 verbunden ist. Die Werkstückspindel wird von einem Motor 9.1 drehbar angetrieben. Das Werkzeug 2 sitzt auf einer ebenfalls nicht näher dargestellten Werkzeugspindel, die in einem Schälkopf 8 drehbar gelagert ist. Zum Antrieb der Werkzeugspindel dient ein Motor 9.2, der über ein (nicht dargestelltes) Getriebe mit der Werkzeugspindel spielfrei antriebsverbunden ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Motor 9.2 koaxial zur Werkzeugspindel anzuordnen, so daß dann ein Getriebe entfallen kann. Auch der Motor 9.1 ist über ein (nicht dargestelltes) GetriebeThe machine is used for skiving cylindrical gears, preferably for finish skiving of hardened cylindrical gears. The workpiece to be machined 1 is machined by a tool 2. The workpiece spindle, not shown in detail, is arranged horizontally and housed in a workpiece headstock 5 which is fixedly connected to a machine bed 4. the Workpiece spindle is rotatably driven by a motor 9.1. The tool 2 sits on a tool spindle, also not shown, which is in a peeling head 8 is rotatably mounted. A motor 9.2 is used to drive the tool spindle. Gear unit is drive-connected to the tool spindle without play. It is of course also possible to arrange the motor 9.2 coaxially to the tool spindle, so that a gear can then be omitted. Also the Motor 9.1 is via a gear (not shown)
mit der Werkstückspindel spielfrei antriebsverbunden. Dieser Motor 9.1 kann ebenso koaxial zur Werkstückspindeldrive-connected to the workpiece spindle without play. This motor 9.1 can also be coaxial with the workpiece spindle
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angeordnet sein.be arranged.
Der Werkstückspindelstock 5 ist ortsfest am Maschinenbett ,;■The workpiece headstock 5 is stationary on the machine bed,; ■
4 vorgesehen. Das Werkzeug 2 ist um seine Achse drehbar »4 provided. The tool 2 can be rotated about its axis »
und kann um eine horizontale Achse 3 geschwenkt werden. Hierzu dient ein Schwenkmotor 9.3, der über ein Getriebe mit dem Schälkopf 8 antriebsverbunden ist. Mit dem Schwenkmotor 9.3 kann der Schälkopf 8 und damit das Werkzeug 2 \ in die gewünschte Winkellage um die Achse 3 geschwenkt ι werden.and can be pivoted about a horizontal axis 3. A swivel motor 9.3, which is drive-connected to the peeling head 8 via a gear, is used for this purpose. With the swivel motor 9.3, the peeling head 8 and thus the tool 2 \ can be swiveled into the desired angular position about the axis 3.
Der Schälkopf 8 ist mit einem Radialschlitten 7 verbunden, der über einen Motor 9.4 radial zum Werkstück 1 verschoben werden kann. Dadurch kann das Werkzeug 2 radial zum Werkstück 1 zugestellt werden.The peeling head 8 is connected to a radial slide 7 which is displaced radially to the workpiece 1 via a motor 9.4 can be. As a result, the tool 2 can be advanced radially to the workpiece 1.
Der Radialschlitten 7 ist mit einem Axialschlitten 6 verbunden, der auf Führungsbahnen 10 verschiebbar gelagert ist. Der Antrieb erfolgt vom Motor 9.5 über ein (nicht dargestelltes) Getriebe, wie beispielsweise einen Zahnriementrieb, und einen Kugelgewindetrieb 13. Das Werkzeug 2 kann somit über den Axialschlitten 6 auch in Richtung der Werkstückachse verschoben werden. Diese Axialbewegung stellt die Vorschubbewegung während der Bearbeitung des Werkstückes 1 dar.The radial slide 7 is connected to an axial slide 6, which is mounted displaceably on guide tracks 10 is. The drive takes place from the motor 9.5 via a (not shown) gear, such as a toothed belt drive, and a ball screw drive 13. The tool 2 can thus also be moved in the direction of moved along the workpiece axis. This axial movement represents the feed movement during the machining of the Workpiece 1.
Auf dem Maschinenbett 4 sind Führungsbahnen 11 für einen (nicht dargestellten) Reitstock vorgesehen, der beispielsweise zur Aufnahme von wellenförmigen Werkstücken verwendet wird, die mit dem Werkzei'i 1 bearbeitet werden sollen.Guide tracks 11 are provided on the machine bed 4 for a tailstock (not shown), which is used, for example, to accommodate wave-shaped workpieces that are to be machined with the tool 1.
Auf dem Maschinenbett 4 befindet sich eine Schärfeinrichtung 12/ mit der das Werkzeug 2 an der SpanflächeOn the machine bed 4 there is a sharpening device 12 / with which the tool 2 is placed on the rake face
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nachgeschärft werden kann. Die Schärfeinrichtung 12 besteht aus einer Schleifscheibe 14, einer in Fig. 2 angedeuteten Spindel 15 und einem Motor 9.6 zum Drehantrieb der Schleifscheibe 14.can be sharpened. The sharpening device 12 consists from a grinding wheel 14, one indicated in FIG Spindle 15 and a motor 9.6 for rotating the grinding wheel 14.
Die Schärfeinrichtung 12 ist so ausgebildet, daß sie um dasjenige Maß in Richtung ihrer Achse verschoben werden kann, um das die Schleifscheibe abgenutzt ist. Zum Nachschärfen des Werkzeuges 2 wird es zunächst in seine horizontale Lage gebracht, in der seine Achse horizontal liegt. Anschließend wird das Werkzeug 2 radial zum Werkstück verfahren und gegenüber der Schleifscheibe 14 positioniert und dann gegen die Schleifscheibe 14 in Richtung der Werkstückachse zugestellt. Die beschriebene Axialbewegung des Werkzeuges 2 in Richtung auf die Schleifscheibe 14 wird vom Axialschlitten 6 vorgenommen. Die Axialbewegung wird so weit durchgeführt, bis das Werkzeug 2 am Schleifrad 14 gerade zur Anlage kommt. Die eigentliche Zustellbewegung für den Nachschärfvorgang wird durch einen (nicht dargestellten), im Schälkopf 8 untergebrachten Antrieb vorgenommen, mit dem das Werkzeug 2 relativ zum Schälkopf 8 gegen die Schleifscheibe 14 zugestellt wird. Aufgrund des beschriebenen Bewegungsablaufes nimmt die Werkzeug-Spanfläche nach dem Schärfen die gleiche Lage zum Achskreuzpunkt ein wie die Spanfläche vor dem Schärfen. Dies ist in bestimmten Fällen wichtig im Zusammenhang mit der Forderung nach Profilkonstanz der Werkstücke 1 über dem Abschliff.The sharpening device 12 is designed so that it is shifted by that amount in the direction of its axis that the grinding wheel is worn out. To re-sharpen the tool 2, it is first in his brought horizontal position in which its axis is horizontal. The tool 2 then becomes radial to the workpiece move and positioned opposite the grinding wheel 14 and then against the grinding wheel 14 in the direction the workpiece axis is delivered. The described axial movement of the tool 2 in the direction of the grinding wheel 14 is carried out by the axial slide 6. The axial movement is carried out until the tool 2 is just coming to rest on the grinding wheel 14. The actual infeed movement for the resharpening process is carried out by a drive (not shown) housed in the peeling head 8, with which the tool 2 is relatively is delivered to the peeling head 8 against the grinding wheel 14. Due to the described sequence of movements, the Tool rake face after sharpening the same position for Axis intersection point like the rake face before sharpening. This is important in connection with certain cases with the requirement for profile constancy of the workpieces 1 above the cut.
In einigen Fällen ist es auch möglich, auf diesen gesonderten, im Schälkopf 8 untergebrachten Antrieb zu verzichten und die Axialzustellung zum Nachschärfen des Werkzeuges 2 durch Verschieben des Axialschlittens 6 durchzuführen. In some cases it is also possible to dispense with this separate drive housed in the peeling head 8 and carry out the axial infeed for re-sharpening the tool 2 by moving the axial slide 6.
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Die Relativbewegung beim Wälzschälen zwischen dem Werkstück 1 und dem Werkzeug 2 setzt sich aus zwei Bewegungen zusammen, nämlich aus der Grundbewegung und der Zusatzbewegung. Die Grundbewegung ist eine reine Drehung von Werkzeug 2 und Werkstück 1. Die Drehwinkel dieser beiden Elemente 1, 2 stehen dabei im umgekehrten Verhältnis ihrer Zähnezahl zueinander. So-lange die Grundbewegung ohne die Zusatzbewegung ausgeführt wird, entsteht auf jeder Werkstückflanke der Verzahnung ein schmaler Streifen der endgültigen Werkstückverzahnung. Dieser schmale Streifen Ist die Bearbeitungsspur des Werkzeuges 2 auf der Werkstückverzahnung .The relative movement during power skiving between the workpiece 1 and the tool 2 is made up of two movements together, namely from the basic movement and the additional movement. The basic movement is a pure rotation of Tool 2 and workpiece 1. The angles of rotation of these two elements 1, 2 are inversely related to their Number of teeth to each other. As long as the basic movement is carried out without the additional movement, it arises on everyone Workpiece flank of the toothing a narrow strip of the final workpiece toothing. That narrow strip Is the machining track of tool 2 on the workpiece toothing .
Die Zusatzbewegung ist eine Schraubung. Sie besteht aus einer Relativverschiebung zwischen Werkstück 1 und Werkzeug 2 in Richtung der Werkstückachse und einer Zusatzdrehung des Werkstückes oder des Werkzeuges.The additional movement is a screw. It consists of a relative displacement between workpiece 1 and Tool 2 in the direction of the workpiece axis and an additional rotation of the workpiece or the tool.
Die Zusatzbeweg^ng bewirkt, daßThe additional movement causes
die während jeder Werkstückumdrehung ausgebildeten schmalen Streifen so zueinander liegen, daß sie die idealen Flanken des Werkstückes 1 einhüllen. Diese Zusatzbewegung entspricht demnach der bekannten Schra'.ibung der Flanken zylindrischer Zahnräder.the narrow strips formed during each rotation of the workpiece lie to one another so that they the envelop ideal flanks of workpiece 1. This additional movement corresponds to the well-known writing the flanks of cylindrical gears.
Die Maschine muß diese beschriebenen Bewegungen erzeugen. Die Grundbewegung wird durch eine Kopplung der Drehbewegung der Motoren 9.1 und 9.2 erzeugt, während die Zusatzbewegung durch eine Kopplung der Bewegung der Motoren 9.5 iTiit 9.1 bzw. 9.2 erzeugt wird. Tür die Kopplung dieser verschiedenen Motorbewegungen worden (nicht dargestellte) elektronische Lageregelkreise herangezogen.The machine must generate these described movements. The basic movement is created by coupling the rotary movement the motors 9.1 and 9.2 generated, while the additional movement by coupling the movement of the motors 9.5 iTiit 9.1 or 9.2 is generated. Door coupling this various motor movements have been used (not shown) electronic position control loops.
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Bex der Bearbeitung soll das Werkzeug 2 von allen Werkstückflanken im Mittel möglichst gleich viel Material abcragen. Dies ist nur möglich, wenn in einer bestimmten Position des Axialschlittens 6 die Verzahnungen von Werkzeug 2 und Werkstück 1 in eine definierte Winkellage zueinander gebracht werden. Die Maschine besitzt für diese Aufgabe eine Einrichtung 16, mit der über einen berührungslos arbeitenden Sensor 17 und eine Auswerteeinheit 18 die relative Winkellage der beiden Elemente 1, 2 zueinander bestimmt wird. Die Auswerteeinheit 18 ist an eine Steuereinheit 19 der Maschine angeschlossen. Zur Bestimmung der Winkellage der Motoren 9.1,9.2 und 9.5 dienen Meßelemente 24-26, wie beispielsweise Winkelschrittgeber, die über Signalleitungen 20 bis 22 an die Steuereinheit 19 angeschlossen sind. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 19 dient zur Regelung der Winkellage des Motors 9.1. Die Auswerteeinheit 18 erzeugt ein Meßsignal, aufgrund dessen die Steuereinheit 19 über den Motor 9.1 das Werkstück 1 winkelmäßig in die korrekte Lage in bezug auf das Werkzeug 2 dreht. Solange dieser Einmiitvorgang des Werkstückes 2 abläuft, drehen Werkzeug 2 und Werkstück 1 mit relativ niedriger Drehzahl.During machining, tool 2 should be removed from all workpiece flanks On average, cut off as much material as possible. This is only possible when in a particular Position of the axial slide 6, the toothing of tool 2 and workpiece 1 in a defined angular position to one another to be brought. For this task, the machine has a device 16 with which a contactless working sensor 17 and an evaluation unit 18 the relative angular position of the two elements 1, 2 to each other is determined. The evaluation unit 18 is connected to a control unit 19 of the machine. To determine the Angular position of the motors 9.1,9.2 and 9.5 are used measuring elements 24-26, such as angle incremental encoders, which are transmitted via signal lines 20 to 22 are connected to the control unit 19. The output signal of the control unit 19 is used to Regulation of the angular position of the motor 9.1. The evaluation unit 18 generates a measurement signal, on the basis of which the control unit 19 rotates the workpiece 1 angularly into the correct position with respect to the tool 2 via the motor 9.1. As long as this joining process of workpiece 2 is running, tool 2 and workpiece 1 rotate at a relatively lower rate Rotational speed.
Mit der beschriebenen Maschine läßt sich der Wälzschälprozeß voll automatisieren. Die Automatisierungsmöglichkeiten umfassen neben den Maschinenbewegungen die Werkstück- und Werkzeug-Handhabung. Zur Werkstück-Handhabung zählen Zuführung, Spannen, Wechseln, Einmieten und Abführen; die Werkzeug-Handhabung beinhaltet den Werkzeugwechsel und das Werkzeugschärfen. Da das Werkzeug mit der Schärfeinrichtung 12 in der Maschine nachgeschärft wird, ist ein Werkzeugwechsel nur in großen Zeitabständen erforderlich. Die Maschine ist vorzugsweise zum Schlicht- :> wälzschälen gehärteter Zylinderräder, insbesondere für dieThe power skiving process can be fully automated with the machine described. In addition to machine movements, the automation options include workpiece and tool handling. Workpiece handling includes feeding, clamping, changing, renting and discharging; tool handling includes tool change and tool sharpening. Since the tool is resharpened with the sharpening device 12 in the machine, a tool change is only necessary at long intervals. The machine is preferably used for finishing :> power skiving hardened cylindrical gears, especially for
Massenfertigung, geeignet.Mass production, suitable.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19868607328 DE8607328U1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Machine for skiving cylindrical gears |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19868607328 DE8607328U1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Machine for skiving cylindrical gears |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8607328U1 true DE8607328U1 (en) | 1986-05-22 |
Family
ID=6792795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19868607328 Expired DE8607328U1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Machine for skiving cylindrical gears |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8607328U1 (en) |
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- 1986-03-17 DE DE19868607328 patent/DE8607328U1/en not_active Expired
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