EP1781442A1 - Gewinde- und waelzfraesmaschine - Google Patents

Gewinde- und waelzfraesmaschine

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Publication number
EP1781442A1
EP1781442A1 EP05772012A EP05772012A EP1781442A1 EP 1781442 A1 EP1781442 A1 EP 1781442A1 EP 05772012 A EP05772012 A EP 05772012A EP 05772012 A EP05772012 A EP 05772012A EP 1781442 A1 EP1781442 A1 EP 1781442A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
workpiece
machine according
thread
wälzf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05772012A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Duerrenmatt
Ernst Kehrli
Peter Moeri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Monnier & Zahner AG
Original Assignee
LAMBERT WAHLI AG
Lambert-Wahli AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAMBERT WAHLI AG, Lambert-Wahli AG filed Critical LAMBERT WAHLI AG
Publication of EP1781442A1 publication Critical patent/EP1781442A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/20—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28—Grooving workpieces
    • B23C3/32—Milling helical grooves, e.g. in making twist-drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F17/00—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups
    • B23F17/006—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups using different machines or machining operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/32—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by milling

Definitions

  • the present invention relates to a combined threading and Wälzf milling machine according to the independent claim.
  • FIG. 6 An example of a piece processed in this way is shown in FIG.
  • the illustrated machined metal piece 6 ' has a thread 65 and a straight toothing 66.
  • Such pieces are often used, for example, in the automotive, engineering and watch industry.
  • Such pieces are usually milled with two different gear cutting machines, namely with a Gewindef räser to mill the threads 65, and with a hob to the straight ⁇ . ". 15 gearing 66 at another time to räsen. Thread millers are rotated about an axis approximately parallel to the workpiece, while hobs often rotate about an axis approximately orthogonal to the workpiece.
  • Screws are milled much like threads; in order to avoid unnecessary repetition, in this description and in the 20 claims, the words Gewindef räser or thread used as a generic term, which also include Schneckenf räser or snails or similar toothed pieces.
  • Gewindef räser or thread used as a generic term, which also include Schneckenf räser or snails or similar toothed pieces.
  • bevel gears can be machined with Wälzf räser in the context of the invention.
  • DE-C1-44 27 010 discloses a machine for processing the
  • US-A-2004/040133 discloses a machine for making threads in which a turret is equipped.
  • the turret has various tools that are equipped with different drives.
  • DE-A1-41 12763 discloses an apparatus for processing the surface of a gravure cylinder. To edit the Oberf surface are arranged in the manner of a revolver, equipped with its own drive tools.
  • the rexibility should be increased and the number of cutter changes should be reduced.
  • the space requirement and the price of the machine should also be reduced, for example by reducing the number of drive motors.
  • the machine should preferably be CNC-controllable.
  • the advantage of the present invention is that the threads and gears on a workpiece can be milled with a single machine. In doing so, the workpiece does not have to be unloaded or reloaded between both operations; In a preferred embodiment, the workpiece is not even relocated between the two milling operations.
  • the module can assume a plurality of named second processing positions, which are achieved from the named first processing position by swiveling between -140 ° and + 40 °. Thanks to the freedom of movement of the milling cutter, the entire length of the workpiece can be machined. This has the advantage that the entire length of the workpiece is machinable by both milling cutters without the drive motor of the workpiece and the drive motor of the milling cutter colliding with each other.
  • Another advantage is that the number of components, especially expensive or bulky components, can remain low.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a machine tool in a perspective view from the front, the machine being in the second position for machining the workpiece with the hob, FIG.
  • FIG. 2 is a plan view of the workpiece and the tools of the machine in the designated second position.
  • Rg. 3 is a plan view of the workpiece and the tools of the machine in the first position for processing 'of the workpiece with the Gewindef Raeser.
  • FIG. 4 is a side view of the workpiece and the tools of the machine in the designated second position.
  • Rg. 5 is a front view of a machined workpiece.
  • the Rg. 6A bis ⁇ l show the various possible processing positions.
  • the machine tool 1 is a thread and hobbing machine with a short thread milling cutter 2, which is a motor 50 is rotatably driven about a first axis of rotation X1, and with a longer Wälzf räser 3, which is rotatably driven by the same motor 50 about a second axis of rotation Y1.
  • the Gewindef räser could be equivalently replaced by a son corner cutter in the context of Bfindung.
  • the Wälzf räser could be replaced by another cutter, which is rotated about the first axis Y1 during a milling operation.
  • threads (or screws) 65 can be reamed in a continuous milling operation to a first part of the workpiece 6, while vertical, oblique or tapered teeth 66 are cut to a second part of the workpiece from the Wälzf mill in a separate incremental milling operation can be rast.
  • the workpiece 6 received by a spindle 61 is rotationally driven about a horizontal axis X by a workpiece motor 60 during the continuous milling operation.
  • the Gewindef räser 2 and the Wälzf räser 3 are mounted with the motor 50 on a common support module 5 which is pivotable about the axis Z between a plurality of processing positions.
  • the axis Z is horizontal and orthogonal to the axis X.
  • the first processing position A is shown in FIG. 3 while a second one is shown
  • Processing position B on the figures 1, 2 and 4 is shown. Other possible processing positions and shown in Figures 6A to 6l.
  • the axis X1 of the thread milling cutter 2 is located in front of the axis Y1 of the hob 3, as can be seen in FIG. 2; the two axes X1 and Y1 are thus in a fixed position to each other, parallel and only along the directions Z and Y shifted.
  • the axis X1 is preferably in the illustrated range ⁇ of + or -45 ° in front of the axis Y1. It is also possible that the position of the axis X1 relative to the axis Y1 can be changed; However, this would require a more complex coupling to the engine 50.
  • the workpiece motor 60 is mounted on guides 53 on an inclined surface 10, as can be seen in particular in FIG. This has the advantage, inter alia, that the base of the workpiece motor 60 does not strike the lower end of the thread milling cutter 2 or other parts on the module ⁇ when the end of the workpiece is being machined. In this case, the processing space remains easily accessible, as if the Baäsdes motor 60 would be mounted approximately vertically.
  • the workpiece 6 can be machined by the thread mill 2 in order, for example, to mill an external thread.
  • the module 5 is rotated about the axis Z relative to the machine bed such that the axis of rotation X1 of the thread cutter forms an angle to the axis X of the workpiece ⁇ .
  • the Gewindef cutter 2 is driven in this position, for example via a wheel gear or belt drive from the drive motor 50.
  • the hob 3 remains unused in this first position and can also be decoupled from the drive motor.
  • the motor 60, the spindle 61 and the anvil can move linearly with the workpiece 6 along guides 53 relative to the module 5 during the milling operation in the direction X. It is also conceivable a linear displacement of the workpiece spindle 61 and the workpiece during milling.
  • the motor 50 which drives both the Gewindef räser 2 as well as the hob 3 is mounted coaxially with the axis Y1 of the Wälzfräsers3 in this particular embodiment.
  • the axis X1 of the thread milling cutter is always parallel to the axis Y1 in this variant; a non-parallel fixed arrangement of both axes is also possible.
  • the second axis Y1 and the motor 50 are thus in this first processing position in the Fastening Z separated by the Gewindef räser 2.
  • the first motor 50 and the workpiece motor 60 are disposed at opposite ends of the workpiece ⁇ so that they do not butt each other and that the entire length of the workpiece 6 can be machined by the thread mill 2.
  • the workpiece 6 can be machined by Wälzf mill 3, for example, Zahnr lancets on a part of the workpiece to edit.
  • This second position is achieved from the first described machining position by the module 5 about the axis Z by an angle ⁇ , in the example shown by 90 °, pivoted so that the axis of rotation Y1 of the hob 3 forms an angle ⁇ to the axis X of the workpiece 6 ,
  • the angle ⁇ can be chosen freely in a range between -140 ° and + 40 °; Thanks to thistheresf purity, the entire length of the workpiece can be gef r adj without dasdabei the Wälzersfräser 3 or the tool motor 50 abuts against the workpiece motor.
  • the axis Y1 is perpendicular in the second machining position and the angle ⁇ is 90 °.
  • the Wälzersfräser 3 is driven in this position directly or preferably via a wheel gear from the coaxial drive motor 50.
  • the Gewindef cutter 2 remains unused in this second position and can also be decoupled from the drive motor.
  • the workpiece 6 can move linearly in the direction X along guides 53 relative to the module 5 during the milling operation. Also conceivable is a linear displacement of the workpiece spindle 61 and of the workpiece during milling.
  • the module 5 with the motor 50 and the two cutters may be displaced along guides 52 in the direction Z in order to approach the rolling element 3 to the workpiece.
  • the module 5 is also displaced along vertical guides 54 in the direction Y, as can be seen for example in Figure 1, so that the thread mill 3 do not bump against the workpiece 6.
  • two linear and one rotational movement of the module 6 relative to the workpiece 6 are usually required.
  • FIGS. 6C to 6E show three possible processing positions with a son corner cutter 2.
  • the position of FIG. 6C is horizontal and corresponds to FIG. 3.
  • the module 5 with the corner cutter 2 is -40 °, while it is pivoted on the figure 6E + 35 °.
  • the toothing machine according to the invention can also be used with a hob on the axis X1 instead of
  • Gewindef räsers as can be seen in the examples of Figures 6Fbis6l. This makes it possible to use a roughing milling with an angle a between the workpiece axis X and the Wälzf räserachse X1 of -40 °, -25 °, + 40 ° or + 24 °.
  • the tool motor 50, the workpiece motor 60 and preferably also motors for linear displacement of the tools and / or the workpiece 6 along the various guides are preferably controlled by a program in a CNC unit.
  • the CNC unit preferably operates the rotary drives and the linear drives synchronously, preferably at programmable speed and speed ratios, in order to be able to machine different types of gears and / or threads with the same machine.
  • the present invention is suitable in particular, but not exclusively, for machining threads and gears up to module 2.5.
  • axes of rotation X and Y1 are always in a vertical plane (neglecting the small horizontal distance along Z).
  • the tool motor 50 is thus preferably never in a horizontal position orthogonal to the workpiece motor 60, so that the depth of the machine 1 and the accessibility are improved.
  • the workpiece 6 can be loaded and unloaded either in the first or in the second processing position.
  • the machine can also be combined with an automatic loading and unloading device.
  • the machine includes two spindles on the same X-guide 53 to receive two workpieces.
  • the two spindles are preferably driven sequentially by two independent workpiece motors; However, the two workpieces are processed at different times with the same tools 2, 3.
  • This variant allows the loading or unloading of a first workpiece during the processing of the other workpiece, and an exchange of the machined workpiece by simultaneous displacement of both workpieces.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

Gewinde- und Wälzfräsmaschine (1) mit folgenden Merkmalen: - eine erste Drehachse (X1) für einen Gewindefräser (2), -eine zweite Drehachse (Y1) für einen Wälzfräser (3), - ein Spindel (61), um ein Werkstück (6) um eine dritte Drehachse (X) zu drehen, wobei der Gewindefräser und der Wälsfräser auf einem gemeinsamen Modul (5) fest montiert sind, wobei sie von einem gemeinsamen Motor (50) drehangetrieben werden, wobei das benannte Modul (5) zwischen mindestenseiner ersten (A) und mindestens einer zweiten Bearbeitungsposition (B) schwenkbar ist, so dass in der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) die benannte erste Drehachse (X1) einen Winkel (a) zur benannten dritten Drehachse (X) bildet, um das Werkstück (6) mit dem benannten Gewindefräser (2) zu bearbeiten, und dassdie benannte zweite Drehachse (Y1) um einen Winkel (a) geschwenkt werden kann, um in der benannten zweiten Bearbeitungsposition (B) die Bearbeitung des benannten Werkstücks (6) mit dem benannten Wälzfräser (3) zu erlauben.

Description

Gewinde- und Wälzfräsmaschine
Tech n i seh es Gebi et
Die vorliegende Bfindung betrifft eine kombinierte Gewinde- und Wälzf räsmaschine entsprechend dem unabhängigen Patentanspruch.
5 Sand der Technik
Esist oft nötig, ein Gewinde und ein Zahnrad auf derselben Achse zu f räsen. Bn Beispiel einesderart bearbeiteten Stücksist auf der Figur 5 dargestellt. Das dargestellte bearbeitete Metallstück 6' hat ein Gewinde 65 und eine gerade Verzahnung 66. Solche Stücke werden 10 beispielsweise oft in der Automobil-, Maschinenbau- und Uhrenindustrie verwendet.
Solche Stücke werden meistens mit zwei verschiedenen Verzahnungsmaschinen gefräst, nämlich mit einem Gewindef räser, um die Gewinde 65 zu f räsen, und mit einem Wälzfräser, um die gerade <.„. 15 Verzahnung 66 zu einem anderen Zeitpunkt zu f räsen. Gewindefräser werden um eine Achse ca. parallel zum Werkstück gedreht, während Wälzfräser oft um eine Achse ca. orthogonal zum Werkstück drehen.
Schnecken werden ähnlich wie Gewinde gefräst; um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden in dieser Beschreibung und in den 20 Ansprüchen die Wörter Gewindef räser beziehungsweise Gewinde als Oberbegriff verwendet, die auch Schneckenf räser beziehungsweise Schnecken oder ähnlich verzahnte Stücke umfassen. Ausserdem können mit Wälzf räser im Rahmen der Bfindung nicht nur gerade Verzahnungen, sondern auch zum Beispiel schräge Verzahnungen gef räst werden.
25 Esänd auch Fräsmaschinen bekannt, bei welchen die Drehachse des Fräsers relativ zum Werkstück um 90 Grad drehbar ist. Eswäre denkbar in einer ersten Bearbeitungspostion parallel zum Werkstück einen Gewindef räser zu verwenden, der durch einen Wälzf räser in der zweiten orthogonalen Position ersetzt wird. Bne solche Maschine würde jedoch viele Manipulationen zum Fräserwechsel erfordern. Ausserdem würde der Motor zur Antreibung des Fräsersin der parallelen Position gegen das Maschinenbett oder gegen den Werkstücksmotor stossen.
DE-C1 -44 27 010 offenbart eine Maschine zum Bearbeiten der
Verzahnung von Kegelrädern.
US-A -2004/040133 offenbart eine Maschine zur Herstellung von Gewinden, wobei ein Revolverkopf ausgestattet ist. Der Revolverkopf weist verschiedene Werkzeuge auf, die mit verschiedenen Antrieben ausgestattet sind.
DE-A1-41 12763 offenbart eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Oberfläche eines Tiefdruckzylinders. Zum Bearbeiten der Oberf läche dienen nach Art eines Revolvers angeordnete, mit je einem eigenen Antrieb ausgerüstete Werkzeuge.
Darstellung der Erfindung
Esist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gewinde- und Wälzf räsmaschine anzubieten.
Insbesondere soll die Rexibilität erhöht werden und die Anzahl von Fräserwechsel reduziert werden. Der Raumbedarf und der Preisder Maschine sollen ausserdem reduziert werden, beispielsweise indem die Anzahl von Antriebsmotoren reduziert wird. Die Maschine soll vorzugsweise CNC-steuerbar sein.
Gemässder vorliegenden Erfindung werden diese Ziele ins¬ besondere durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausf ührungsformen gehen ausserdem ausden ab¬ hängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor. Insbesondere werden diese Ziele dadurch erreicht, dass eine Gewinde- und Wälzf räsnπaschine mit folgenden Merkmalen versehen ist:
- eine erste Drehachse f ür einen Gewindef räser,
- eine zweite Drehachse für einen Wälzf räser, - eine Spindel, um ein Werkstück um eine dritte Drehachse zu drehen, wobei der benannte Gewindef räser und der benannte Wälzfräser auf einem gemeinsamen Modul fest montiert sind, wobei sie von einem gemeinsamen ersten Motor dreh an getrieben werden, wobei das benannte Modul zwischen mindestenseiner ersten und mindestenseiner zweiten Bearbeitungsposition schwenkbar ist, so dassin der benannten ersten Bearbeitungsposition die benannte erste Drehachse einen Winkel zur benannten dritten Drehachse (X) bildet, um das Werkstück mit dem benannten Gewindefräser zu bearbeiten, und dassdie benannte zweite Drehachse um einen Winkel geschwenkt werden kann, um in der benannten zweiten Bearbeitungsposition die Bearbeitung des benannten Werkstücks mit dem benannten Wälzfräser zu erlauben.
Bn Vorteil der vorliegenden Bfindung ist es, dassdie Gewinde und Zahnräder auf einem Werkstück mit einer einzigen Maschine gef räst werden können. Dabei mussdasWerkstück nicht zwischen beiden Vorgängen entladen oder neu beladen werden; in einer bevorzugten Ausführungsform wird das Werkstück zwischen beiden Fräsvorgängen nicht einmal verlagert.
. Bn anderer Vorteil ist, dassder Raumbedarf optimal ausgenutzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann das Modul eine Mehrzahl von benannten zweiten Bearbeitungspoätionen einnehmen, die von der benannten ersten Bearbeitungsposition durch Schwenkungen zwischen -140° und +40° erreicht werden. Dank der Bewegungsfreiheit des Fräsers kann die gesamte Länge des Werkstücks gef räst werden. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Länge des Werkstücks von beiden Fräsern bearbeitbar wird, ohne dassder Antriebsmotor des Werkstücksund der Antriebsmotor des Fräsers gegenseitig aufeinander stossen.
Bn anderer Vorteil ist, dassdie Anzahl von Komponenten, insbesondere teure oder voluminöse Komponenten, gering bleiben kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen be¬ vorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen :
Rg. 1 in schematischer Darstellung eine Werkzeugmaschine in einer perspektivischen Anseht von vorne, wobei die Maschine in der zweiten Position zur Bearbeitung des Werkstücks mit dem Wälzfräser ist,
Rg. 2 eine Draufsicht des Werkstücks und der Werkzeuge der Maschine in der benannten zweiten Position.
Rg. 3 eine Draufsicht des Werkstücks und der Werkzeuge der Maschine in der ersten Position zur Bearbeitung' des Werkstücks mit dem Gewindef räser.
Rg. 4 eine Seitenansicht des Werkstücksund der Werkzeuge der Maschine in der benannten zweiten Position.
Die bereits besprochene Rg. 5 ist eine Frontansicht eines bearbeiteten Werkstücks.
Die Rg. 6A bisβl zeigen die verschiedenen möglichen Bearbeitungspositionen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Werkzeugmaschine 1 ist eine Gewinde- und Wälzfräsmaschine mit einem kurzen Gewindefräser 2, der von einem Motor 50 um eine erste Drehachse X1 drehbar angetrieben wird, und mit einem längeren Wälzf räser 3, der vom selben Motor 50 um eine zweite Drehachse Y1 drehbar angetrieben ist. Der Gewindef räser könnte im Rahmen der Bfindung äquivalenterweise durch einen Sohneckenfräser ersetzt werden. Ähnlicherweise könnte im Rahmen der Bfindung der Wälzf räser durch einen anderen Fräser, der um die erste Achse Y1 während einem Fräsvorgang gedreht wird, ersetzt werden. Mit dem dargestellten Gewindef räser können Gewinde (oder Schnecken) 65 in einem kontinuierlichen Fräsvorgang an einen ersten Teil des Werkstücks 6 gef räst werden, während senkrechte, schräge oder auch kegelförmige Zähne 66 an einen zweiten Teil des Werkstücks vom Wälzf räser in einem separaten inkrementalen Fräsvorgang gef räst werden können. Dabei wird das von einer Spindel 61 aufgenommene Werkstück 6 um eine waagrechte Achse X von einem Werkstücksmotor 60 während dem kontinuierlichen Fräsvorgang drehangetrieben.
Der Gewindef räser 2 und der Wälzf räser 3 werden mit dem Motor 50 auf einem gemeinsamen Tragmodul 5 montiert, der um die Achse Z zwischen mehreren Bearbeitungspositionen schwenkbar ist. Die Achse Z ist waagrecht und orthogonal zur Achse X. Bne erste Bearbeitungsposition A wird auf der Figur 3 dargestellt während eine zweite
Bearbeitungsposition B auf den Figuren 1 , 2 und 4 dargestellt wird. Andere mögliche Bearbeitungspositionen and auf den Figuren 6A bis 6l dargestellt.
Im dargestellten Beispiel befindet sich die Achse X1 des Gewindefräsers 2 vor der Achse Y1 des Wälzfräsers 3, wie man es auf der Figur 2 sehen kann; die zwei Achsen X1 und Y1 sind somit in einer festen Position zueinander, parallel und nur entlang der Richtungen Z und Y verschoben. Eswäre aber auch möglich, die Achse X1 gleichzeitig waagerecht nach rechts oder nach links (mit Bezug auf der Rgur 2) zu verschieben. Die Achse X1 befindet sich aber vorzugsweise im dargestellten Bereich ß von + oder -45° vor der Achse Y1. Möglich ist auch dassdie Position der Achse X1 relativ zur Achse Y1 geändert werden kann; dieswürde jedoch eine aufwendigere Kopplung zum Motor 50 benötigen.
Der Werkstückmotor 60 wird auf Führungen 53 auf einer geneigten Räche 10 montiert, wie man es insbesondere auf der Figur 4 beobachten kann. Dies hat unter anderem den Vorteil, dassdie Baäsdes Werkstückmotors 60 nicht gegen das untere Ende des Gewindef räsers 2 oder gegen andere Teile auf das Modul δ stösst, wenn das Ende des Werkstücks bearbeitet wird. Dabei bleibt der Bearbeitungsraum leichter zugänglich, als wenn die Baäsdes Motors 60 etwa senkrecht montiert würde.
In der ersten Bearbeitungsposition der Figur 3 kann das Werkstück 6 vom Gewindefräser 2 bearbeitet werden, um beispielsweise eine äussere Gewinde zu fräsen. Zu diesem Zweck wird das Modul 5 um die Achse Z relativ zum Maschinenbett derart gedreht, dassdie Drehachse X1 des Gewindef räserseinen Winkel zur Achse X des Werkstücksδ bildet. Der Gewindef räser 2 wird in dieser Position beispielsweise über ein Radgetriebe oder per Riemenantrieb vom Antriebsmotor 50 angetrieben. Der Wälzfräser 3 bleibt in dieser ersten Position ungenutzt und kann auch vom Antriebsmotor abgekoppelt werden.
Der Motor 60, die Spindel 61 und der Gegenhalter können sich mit dem Werkstück 6 entlang von Führungen 53 relativ zum Modul 5 während dem Fräsvorgang linear in der Richtung X bewegen. Denkbar ist auch eine lineare Verlagerung der Werkstückspindel 61 und des Werkstücks während dem Fräsen.
Der Motor 50, der sowohl den Gewindef räser 2 wie auch den Wälzfräser 3 antreibt, wird in dieser bestimmten Ausführungsform koaxial zur Achse Y1 des Wälzfräsers3 montiert. Die Achse X1 des Gewindefräsers ist in dieser Variante stets parallel zur Achse Y1 ; eine nicht parallele feste Anordnung beider Achsen ist aber auch möglich. Die zweite Achse Y1 und der Motor 50 sind somit in dieser ersten Bearbeitungsposition in der Fächtung Z durch den Gewindef räser 2 getrennt. Ausserdem sind der erste Motor 50 und der Werkstücksmotor 60 an entgegen gesetzten Enden des Werkstücksθ angeordnet, so dass sie nicht gegenseitig stossen und dassdie gesamte Länge des Werkstücks 6 vom Gewindefräser 2 bearbeitet werden kan n .
In der zweiten Bearbeitungsposition, die auf den Figuren 1 , 2 und 4 illustriert wird, kann das Werkstück 6 vom Wälzf räser 3 bearbeitet werden, um beispielsweise Zahnf lanken auf einem Teil des Werkstücks zu bearbeiten. Diese zweite Position wird ausder ersten beschriebenen Bearbeitungsposition erreicht, indem das Modul 5 um die Achse Z um einen Winkel α, im dargestellten Beispiel um 90°, geschwenkt wird, so dassdie Drehachse Y1 des Wälzfräsers 3 einen Winkel α zur Achse X des Werkstücks 6 bildet. Der Winkel α kann f rei in einem Bereich zwischen -140° und +40° gewählt werden; dank dieser Bewegungsf reiheit kann die gesamte Länge des Werkstücks gef räst werden, ohne dassdabei der Wälzerfräser 3 oder der Werkzeugsmotor 50 gegen den Werkstücksmotor stösst. Auf den Figuren 1 , 2 und 4 ist die Achse Y1 senkrecht in der zweiten Bearbeitungsposition und der Winkel α beträgt 90°. Der Wälzerfräser 3 wird in dieser Position direkt oder vorzugsweise über ein Radgetriebe vom koaxialen Antriebsmotor 50 angetrieben. Der Gewindef räser 2 bleibt in dieser zweiten Position ungenutzt und kann auch vom Antriebsmotor abgekoppelt werden.
Auch in diesem Fall kann sich das Werkstück 6 entlang von Führungen 53 relativ zum Modul 5 während dem Fräsvorgang linear in der Richtung X bewegen. Denkbar ist auch eine lineare Verlagerung der Werkstückspindel 61 und des Werkstückswährend dem Fräsen.
Zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsposition wird das Modul 5 mit dem Motor 50 und den zwei Fräsern entlang von Führungen 52 in der Richtung Z möglicherweise verschoben, um den Wälzf räεer 3 dem Werkstück zu nähern. Das Modul 5 wird ausserdem entlang von senkrechten Führungen 54 in Richtung Y verschoben, wie man es beispielsweise auf der Figur 1 sehen kann, so dassder Gewindefräser 3 nicht gegen das Werkstück 6 stosst. Es sind somit zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungspostion zwei lineare und eine Dreh-Bewegung des Modulsδ gegenüber dem Werkstück 6 meistens erforderlich.
Die Figuren 6A beziehungsweise 6B zeigen zwei andere mögliche Schwenkpoätionen zur Bearbeitung mit dem Wälzfräser, bei welchen das Modul 5 um -140° beziehungsweise um α = -40° geschwenkt ist. Auf der Position der Figur 6B ist das Modul ausserdem senkrecht nach oben verschoben.
Die Figuren 6C bis 6E zeigen drei mögliche Bearbeitungs- Positionen mit einem Sohn ecken f räser 2. Die Position der Figur 6C ist waagrecht und entspricht der Figur 3. Auf der Figur 6D wird das Modul 5 mit der Sehn ecken f räser 2 um -40° geschwenkt, während es auf der Figur 6E um +35° geschwenkt wird.
Die erfindungsgemässe Verzahnungsmaschine kann auch ver- wendet werden mit einem Wälzfräser auf der Achse X1 anstelle des
Gewindef räsers, wie man es auf den Beispielen der Figuren 6Fbis6l sehen kann. Dies erlaubt, ein Abwälzf räsen mit einem Winkel a zwischen der Werkstücksachse X und der Wälzf räserachse X1 von -40°, -25°, +40° beziehungsweise +24°zu verwenden.
Der Werkzeugsmotor 50, der Werkstücksmotor 60 und vorzugsweise auch Motoren zur linearen Verlagerung der Werkzeuge und/oder des Werkstücks 6 entlang der verschiedenen Führungen sind vorzugsweise von einem Programm in einer CNC-Bnheit gesteuert. Die CNC-Bnheit lässt vorzugsweise die Drehantriebe und die linearen Antriebe synchron laufen, vorzugsweise mit programmierbaren Drehzahl- und Geschwindigkeitsverhältnissen, um verschiedene Typen von Zahnrädern und/oder von Gewinden mit derselben Maschine bearbeiten zu können. Die vorliegende Erfindung eignet ach insbesondere, aber nicht au ssch Ii esslich, zur Bearbeitung von Gewinden und Zahnrädern bis Modul 2,5. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen die Drehachsen X und Y1 stetsin einer senkrechten [Ebene (wenn man den kleinen waagrechten Abstand entlang Z vernachlässigt). Der Werkzeugsmotor 50 befindet sich somit vorzugsweise nie in einer waagrechten Position orthogonal zum Werkstücksmotor 60, so dassdie Tiefe der Maschine 1 und die Zugänglichkeit verbessert sind.
Das Werkstück 6 kann entweder in der ersten oder in der zweiten Bearbeitungsposition beladen und entladen werden. Die Maschine kann auch mit einer automatischen Lade- und Entladevorrichtung kombiniert werden.
In einer nicht dargestellten Variante umfasst die Maschine zwei Spindeln auf derselben X-Führung 53, um zwei Werkstücke aufzunehmen. Die zwei Spindeln werden vorzugsweise von zwei unabhängigen Werkstücksmotoren nacheinander angetrieben; die zwei Werkstücke werden jedoch zu unterschiedlichen Zeiten mit denselben Werkzeugen 2, 3 bearbeitet. Diese Variante erlaubt das Laden beziehungsweise Entladen einesersten Werkstücks während der Bearbeitung des anderen Werkstücks, und ein Umtausch des bearbeiteten Werkstücks durch gleichzeitige Verlagerung beider Werkstücke.
Bezugszeichen liste
1 Maschine
10 Geneigte Räche
3 Wälzf räser 2 Gewindef räser
5 Schwenkbares Modul
50 Bster Motor (Werkzeugsmotor)
51 Modulträger
52 Z Führung 53 X Führung
54 Y Führung
6 Werkstück
60 Zweiter Motor (Werkstücksmotor)
61 Spindel A Erste Bearbeitungsposition: Gewinde oder Schnecken bearbeiten
B Zweite Bearbeitungsposition : Wälzen α Winkel ß Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Gewinde- und Wälzfräsmaschine (1) mit folgenden Merkmalen:
- eine erste Drehachse (X1 ) f ür einen Gewindef räser (2), - eine zweite Drehachse (Y1) für einen Wälzf räser (3),
- ein Spindel (61), um ein Werkstück (6) um eine dritte Drehachse (X) zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dassder benannte Gewindefräser
(2) und der benannte Wälzf räser (3) auf einem gemeinsamen Modul (5) fest montiert sind, wobei sie von einem gemeinsamen ersten Motor (50) drehangetrieben werden, dassdas benannte Modul (5) zwischen mindestens einer ersten (A) und mindestens einer zweiten Bearbeitungsposition (B) schwenkbar ist, so dassin der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) die benannte erste Drehachse (X1) einen Winkel (α) zur benannten dritten
Drehachse (X) bildet, um das Werkstück (6) mit dem benannten
Gewindefräser (2) zu bearbeiten, und dassdie benannte zweite Drehachse (Y1) um einen Winkel (α) geschwenkt werden kann, um in der benannten zweiten
Bearbeitungsposition (B) die Bearbeitung des benannten Werkstücks (6) mit dem benannten Wälzfräser (3) zu erlauben.
2. Die Gewinde- und Wälzfräsmaschine gemäss Anspruchs 1 , in welcher dasbenannte Modul (5) um einen beliebigen Winkel (α) zwischen -140° und +40° schwenkbar ist.
3. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis2, in welchem der benannte Winkel (α) beliebig in einem Bereich gewählt werden kann, in welchem das benannte Werkstück (6) mit dem benannten Wälzfräser (3) bearbeitet werden kann.
4. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der
Ansprüche 1 bis3, in welcher das benannte Modul (5) um eine Schwenkachse (Z) geschwenkt werden kann, und in welcher die benannte erste Drehachse (X1 ) und die benannte zweite Drehachse (Y1) orthogonal zur benannten Schwenkachse (Z) und in Richtung der benannten Schwenkachse verschoben sind.
5. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der
Ansprüche 1 bis4, in welcher die benannte zweite Drehachse (Y1) parallel zur benannten ersten Drehachse (X1) ist.
6. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis4, in welcher die benannte zweite Drehachse (Y1) einen festen Winkel zur benannten ersten Drehachse (X1 ) bildet.
7. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher der Wechsel zwischen der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) und der benannten zweiten Bearbeitungsposition (B) keine Bewegung des Werkstücks (6) erfordert.
8. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der
Ansprüche 1 bis7, in welcher der benannte Gewindef räser (2) in der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) und der benannte Wälzfräser (3) in der benannten zweiten Bearbeitungsposition (B) von dem gemeinsamen ersten Motor (50) drehangetrieben werden.
9. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der
Anspruchs 1 bis 8, in welcher der benannte erste Motor (50) auf das benannte Modul (5) montiert ist.
10. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Führung (52), die das benannte Modul (5) entlang einer vierten Achse (Z) zwischen der benannten ersten
Bearbeitungsposition (A) und der benannten zweiten Bearbeitungsposition (B) linear verlagern lässt, wobei die benannte vierte Achse (Z) orthogonal zu der benannten ersten, zweiten und dritten Achse ist.
11. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Führung (54), die das benannte Modul (5) entlang einer senkrechten Achse (Y) zwischen der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) und der benannten zweiten Bearbeitungsposition (B) linear verlagern lässt.
12. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 , in welcher der benannte Wälzf räser (3) und der benannte Gewindefräser (2) entlang der benannten dritten Achse (X) während der Bearbeitung des Werkstücks relativ zum Werkstück (6) in der Richtung der benannten dritten Achse (X) linear verlagerbar ist.
13. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 9 bis 12, mit einem Werkstücksmotor (60), um das Werkstück (6) drehanzutreiben, und in welchem der benannte erste Motor (50) und der benannte Werkstücksmotor (60) während der Bearbeitung des Werkstücks (6) mit dem benannten Gewindef räser (2) an entgegengesetzten Enden des Werkstücks (6) angeordnet sind.
14. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, mit mehreren Spindeln (61 ), um mehrere koaxiale Werkstücke (6) nacheinander und/oder gleichzeitig zu bearbeiten.
15. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, in welcher der benannte Gewindef räser (2) und der benannte Wälzfräser (3) verschoben entlang der ersten Drehachse (X1) beziehungsweise zweiten Drehachse (Y1) sind.
16. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemässeinem der
Ansprüche 1 bis 14, in welcher der benannte Gewindefräser (2) und der benannte Wälzfräser (3) parallel sind und verschoben entlang der drei Achsen (X, Y, Z) and.
17. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemässeinem der Ansprüche 1 bis 16, in welcher die erste Drehachse (X1 ) in der benannten ersten Bearbeitungsposition (A) einen Winkel zur dritten Achse bildet, der die Bearbeitung des Werkstücks (6) mit dem Gewindef räser (2) erlaubt, und in welcher die zweite Drehachse (Y1 ) in der zweiten
Bearbeitungsposition (B) senkrecht sein kann, um das Werkstück (6) mit dem benannten Wälzfräser (3) zu bearbeiten.
18. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 17, in welcher die benannten ersten, zweiten und dritten Drehachsen in beiden benannten Bearbeitungspositionen in einer senkrechten Ebene liegen.
19. Die Gewinde- und Wälzf räsmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 18, mit zwei φindeln auf der selben Führung (53), um zwei Werkstücke gleichzeitig aufzunehmen, wobei die benannten φindeln verschiebbar sind, um entweder das erste oder das zweite Werkstück mit dem Wälzfräser (3) beziehungsweise mit dem Gewindefräser (2) zu unterschiedlichen Zeiten zu bearbeiten.
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