KR20070012211A - 공작물의 에지를 모따기/디버링하기 위한 장치를 갖는 기어절삭 기계, 특히 베벨 기어 절삭 기계 - Google Patents

공작물의 에지를 모따기/디버링하기 위한 장치를 갖는 기어절삭 기계, 특히 베벨 기어 절삭 기계 Download PDF

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Abstract

모따기/디버링 장치 및 공구가 고정 구성요소에 체결되는 기어 절삭 기계. 이러한 방식으로, 간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 모따기/디버링 공구를 작업 위치 내로 조정하여 기어로부터 에지를 절삭하는 것이 가능하다. 장치는 바람직하게 공구를 기어의 모따기 및/또는 디버링을 위한 최적의 위치로 위치시킬 수 있는 선형 트랙과 함께 피벗 축을 가진다.
절삭 기계, 기어, 에지, 모따기, 디버링, 플랭크

Description

공작물의 에지를 모따기/디버링하기 위한 장치를 갖는 기어 절삭 기계, 특히 베벨 기어 절삭 기계{GEAR CUTTING MACHINE, IN PARTICULAR BEVEL GEAR CUTTING MACHINE, HAVING A DEVICE FOR CHAMFERING/DEBURRING THE EDGES OF A WORK PIECE}
도 1은 본 발명의 장치를 갖는 기어 절삭 기계를 사시도로 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 장치를 사시도로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 장치로 처리될 기어 휠의 일부를 예시한 도면.
본 발명은 기어 절삭 기계에서 제작된 기어 휠의 플랭크와 백 페이스(back face) 사이의, 특히 치형부 외측 단부에서의 에지를 모따기 및/또는 디버링하는 장치를 갖는 기어 절삭 기계, 특히 베벨 기어 절삭 기계에 관한 것이다.
나선형 절단 베벨 기어에 있어서는, 플랭크는 치형부의 백 페이스와 특정 각도로 교차한다. 치형부에서, 오목한 플랭크가 백 페이스로 전이되는 경우(걸릿(gullet) 상에서는 관찰되지 않음), 그 각은 예각이다. 이 지점에서, 특히 큰 크기의 버(burr)가 기계가공 동안에 발생된다. 그 버는 제거되어져야만 한다. 많은 경우에서, 버를 제거하는 것뿐만 아니라 또한 챔퍼를 두는것이 더욱 바람직하 다. 이러한 타입의 챔퍼를 가지는 기어에 있어서는, 다른 방식의 날카로운 에지에서의 이송 및 설치 시의 손상 위험성이 낮고, 또한 상기 장소에서 허용할 수 없는 높은 경도값이 회피된다.
때로는, 볼록한 플랭크와 후방 플랭크 사이의 전이부에서 모따기 또는 디버링하는 것이 또한 요구된다. 따라서, 이는 베벨 기어의 치형부 외측 단부 양쪽 모두에서의 기계가공을 필요로 할 것이다.
베벨 기어의 에지의 모따기 및/또는 디버링 용으로 알려진 장치 중 하나가 DE 20 200 40 08 263 U1(리벡(Ribbeck)에게 부여된 US 2005/0260050에 대응하는)에 개시되어 있다. 상기 장치에 의하면, 모따기/디버링이 베벨 기어를 기계가공하기 위한 기계상에서 수행된다. 이를 위해, 기계는 모따기/디버링 커터 헤드를 구비하고 있다. 커터 헤드는 공작물 스핀들 캐리어에 부착된다. 모따기/디버링을 위해 요구되는 공작물의 회전을 제외하고는, 커터 헤드는 공작물에 대한 위치 결정 및 기계가공을 위한 모든 동작을 수행해야만 한다. 이는 많은 수고를 필요로 한다.
본 발명이 이루려는 목적은 모따기/디버링 공정이 베벨 기어에서 단순하고 신뢰할 수 있는 방식으로 수행될 수 있도록 기어 절삭 기계를 향상시키는 것이다.
본 발명에 따른 기어 절삭 기계에서, 모따기/디버링 장치 및 공구가 기어 절삭 기계의 고정 구성요소에 체결된다. 이러한 방식으로, 간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 모따기/디버링 공구를 작업 위치 내로 조정하여 기어로부터 에지를 절삭 하는 것이 가능하다. 장치는 바람직하게 공구를 기어의 모따기 및/또는 디버링을 위한 최적의 위치로 위치시킬 수 있는 선형 트랙과 함께 피벗 축을 가진다.
본 발명은 단지 예로써 본 발명을 예시한 바람직한 실시예에 의해 보다 상세히 설명된다.
다음에 설명되는 장치는 베벨 기어의 플랭크(2, 3)(도 3)와 백 페이스(4)(도 3에서 보이지 않음)사이의 에지(1)를 모따기 및/또는 디버링하는데 사용된다. 또한 장치는 플랭크(2, 3)의 전이부가 톱(top)(바람직하게 페이스 콘 코너(face cone corner))을 향해 및/또는 루트를 향해 라운딩 가공(톱 라운딩 및/또는 루트 라운딩)될 수 있는 에지(1)의 영역을 기계가공 하는데에 사용하는 것이 가능하다.
도 1은 예컨대, 기계에, 바람직하게는 기계의 고정 칼럼 스탠드 즉 스탠드(6) 상에 모따기 및/또는 디버링에 사용되는 장치가 구비되어 있는, 스탯펠드(Stadtfeld)에게 부여된 미국 특허 제6,712,566호에 개시된 바와 같은 기계를 도시하고 있다. 기계는 베벨 기어 절삭 기계이고 X 방향(공작물의 회전축선(18) 방향)으로 이동될 수 있는 공작물 왕복대(5)를 가진다. 또한, 공작물 왕복대(5)는 X 방향에 수직인 Y 방향으로(수직으로) 기계의 스탠드(6)를 따라 조정될 수 있다. 기계는 또한 Y 방향에 수직인 Z 방향으로 조정될 수 있는 공구 왕복대(7)를 가진다. 공작물 왕복대(5)는 축선(A)을 중심으로 회전할 수 있는 공작물 스핀들(8)을 가진다. 공구 왕복대(7)는 축선(Y)과 평행하게 위치되는 축선(B) 주위를 피벗 운동할 수 있다. 공구 왕복대(7)는 축선(C)을 중심으로 회전할 수 있는 공작물 스핀들(9)을 가진다. 축선(C)은 Z 방향으로 뻗어있다.
이러한 타입의 기계의 작동 방법은 알려져 있으므로 자세히 설명하지 않는다. 설명되고 도면에 도시된 기계는 베벨 기어를 모따기 및/또는 디버링하기 위한 장치(29)를 가지고 있다.
장치(29)는 왕복대(11)를 위한 선형 트랙(10, 도 2)을 가진다. 왕복대(11)가 스위블 조인트(12)에 연결되고, 상기 스위블 조인트의 피벗가능 구성요소(13)가 공구(15)를 위한 구동 유닛(14)에 견고하게 연결된다. 실시예에서, 공구(15)는 연속적인 공정에서의 기계가공을 위한 단일 또는 다중 작업(예를 들면 절삭 블레이드 또는 삽입체)을 가지고서 전개될 수 있는 플라이 커터이다. 디스크형 공구가 단일의 분할 방법(indexing method)으로 기계가공에 사용될 수 있다.
장치의 선형 트랙(10)은 Y 방향으로 뻗어있다. 장치의 피벗 축선(B2)은 축선(Y 및 Y2)에 평행하게 위치된다.
선형 트랙(10)의 고정 구성요소(16)는 기계의 스탠드(6)에 부착된다. 선형 트랙(10)은 공작물의 회전 축선(A)과 공구의 회전 축선(C)에 각각 수직으로 뻗어있다. 스위블 조인트(12)의 회전 축선(17)은 장치의 선형 트랙(10)에 평행하게 위치되므로 또한 축선(Y)과 평행하다.
공구(15)는 스위블 조인트(12)의 회전 축선(17)에 수직으로 위치되는 피벗 축선(19)을 가진다. 스위블 조인트(12)에 의해서, 공구(15)의 피벗 축선(19)은 모따기 및/또는 디버링하기에 유리한 위치로 이동될 수 있다.
구동 유닛(14)은 하우징(21), 공구(15)용 공구 스핀들(22), 공구 스핀들(22) 을 구동하기 위한 모터(23) 및 모터 샤프트(28)와 공구 스핀들(22)을 연결하는 전동장치(24)를 가진다. 실시예에서, 전동장치(24)는 베벨 기어 시스템, 특히 베벨 기어 전동장치이다. 베벨 기어 시스템은 예컨대, 작업 공간의 이유로 제공된다. 대체로, 기계에 구동 유닛(14)을 위한 충분한 공간이 있다면, 전동장치(24)가 필요하지 않게 된다.
수직으로 뻗어있는 이동 축선(Y2)이 공구(15)에 제공된다. 축선(B2)이 공구(15)를 피벗 운동시키도록 제공된다. 공구(15)는 또한 공구를 회전시키기 위한 축선(C2)을 갖는다. 축선(B2 및 C2)은 바람직하게는 NC(수치 제어) 축선이다.
플라이 공구(15)는 절삭 블레이드 또는 바람직하게는, 분할 삽입체(26)(공구 작업당 각 하나의 분할 삽입체를 갖는)와 같은 절삭 공구가 삽입되는 구조물(25)을 가진다. 분할 삽입체(26)용의 가능한 절삭 물질로는 코딩된 극 세립자 초경합금(카바이드), 분말 야금으로 생산되는 고속도강, 및 세라믹이 포함된다. 분할 삽입체(26)의 절삭 에지는 공작물의 형태에 대해 맞추어질 수 있다. 그러나, 대체로, 분할가능 삽입물(26)의 절삭 에지는 에지에서 일직선이다. 절삭 에지는 또한 공작물의 루트 및/또는 톱으로의 공작물 플랭크(2, 3)의 에지(1)의 전이부를 기계가공하기 위한 반경을 공구의 외경부에서 가진다.
모따기 및/또는 디버링을 위한 축선(18 및 19) 사이의 필요 거리는, 무엇보다도, 공구 및 공작물의 기하학적 형태에 좌우된다. 축선(Y)과 축선(Y2)이 평행하게 뻗어있기 때문에, 그 거리는 기계 상에서 이미 유효한 축선(Y)을 통해 조정될 수 있다. 따라서, 축선(Y2) 상에서의 공구의 위치는 기계가공 동안의 모든 기계가공 작업에 대해 동일할 수 있다. 휴지시 위치도 모든 경우에 대해 동일할 수 있다. NC 축선은 이 경우에는 필요하지 않게 된다.
간단한 실시예로, 축선(B2)이 수동으로 위치되므로 NC 축선은 필요하지 않게 된다. 그러나, 축선(B2)이 NC 축선으로 설계된다면, 설정 시간이 단축될 수 있다. 또한, 축선(B2)은 공작물에서의 특히 복잡한 에지의 기계가공을 단순화한다.
가장 간단한 경우로, 공작물과 모따기 및/또는 디버링 공구(15) 사이의 위치결정은 축(X, Y, B2 및 A)을 통해 실행된다. NC 축선(A 및 C2)은 공작물의 톱니 수와 공구의 작업 수(예컨대 "시작"의 회수)의 비에 대응하는 연속적인 방법으로 작업에 대해 동조화된다. 급송은 공작물의 부가적인 회전(ΔA)을 통해 일어난다.
공작물에서의 소정의 모따기를 이상적인 공작물 에지에 보다 근접시키기 위해, 축선(X, Y 및 A, 그리고 적용가능하다면, B2)은 그에 따라 맞추어져야만 한다.
공작물의 에지의 기계가공은 대체로 연속적인 공정으로 단일의 에지 기계가공으로서 진행된다. 그러나, 그 공정이 비연속적으로, 즉 단일의 분할 공정으로 행해진다면, 디스크형 공구가 사용되어야만 한다. 이 경우, 축선(A 및 C2)은 동조화되지 않는다. 공구의 절삭 디스크의 수는 공작물의 톱니 수에 독립적으로 결정될 수 있다.
연속 공정과 함께 비연속 공정으로 공작할 때에는, 그 공정은 기계가 사전에 결정된 유도 공구 경로를 따르도록 교시함으로써(즉, 티치인(Teach-in)공정) 진행될 수 있다.
티치인 공정 대신에, 트랙과 축선의 좌표가 공작물의 에지를 기계가공하기 위해 산출될 수 있고, 필요 설정 및 동작이 기계의 NC(수치제어)를 통해 구현될 수 있다.
실시예에서, 공구(15)의 공정은 작업 위치와 휴지 위치 사이에서 Y2 방향으로 일어난다. 대체로, Y에 대해 평행하지 않은 Y2의 위치 또는 심지어 비선형 트랙도 선회를 위한 적합한 드라이브로 구현될 수 있다.
전술한 기계에서, 기계상에서 유효한 축선(X 및 Y)이 공작물에 대해 공구(15)를 위치시키는데 사용되어, 장치는 이러한 목적을 위해 어떠한 부가적인 축선도 필요로 하지않는다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만 본 발명은 이 바람직한 실시예에만 제한되지 않는 것을 알아야한다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 기술사상 및 범위로부터 이탈됨이 없이 당업자에게 있어서 자명한 수정을 포함한다.
본 발명에 의하여 모따기/디버링의 베벨 기어에서 단순하고 신뢰할 수 있는 방식으로 수행될 수 있도록 기어 절삭 기계를 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 기어 절삭 기계 내에서 제작된 기어의 플랭크와 백 페이스 사이의 에지를 모따기/디버링하기 위한 장치를 가지고 있는 기어 절삭 기계로서, 상기 모따기/디버링 장치가 기어를 모따기/디버링하기 위한 공구를 포함하고 있고,
    상기 모따기/디버링 장치가 상기 기어 절삭 기계의 고정 부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 부분은 기계 스탠드인 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공구는 적어도 하나의 절삭 에지를 포함하는 적어도 하나의 삽입체를 가지고 있고, 상기 적어도 하나의 절삭 에지의 형태는 기어의 에지의 기하학적 형태와 상이한 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공구는 구동 유닛에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동 유닛은 모터, 및 상기 모터의 모터 샤프트를 상기 공구의 스핀들에 연결하는 전동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 절 삭 기계.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전동장치는 베벨 기어 전동장치인 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 모따기/디버링 장치는 상기 공구를 위한 피벗 축선(B2) 및 선형 트랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 트랙은 공작물의 회전 축선(A)과 기계의 공구의 회전 축선(C)에 대해 수직으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 피벗 축선(B2)은 기계상에서의 공작물의 이동을 위한 수직 축선(Y)에 평행으로 위치되는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 모따기/디버링 장치의 상기 피벗 축선(B2)은 NC 축선인 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 모따기/디버링 장치는 공구용 회전 축선(C2)을 포함 하고 있고, 상기 회전 축선(C2)은 NC 축선인 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  12. 제 7 항에 있어서, 기계 상에서의 공작물의 회전 축선(A), 기계 상에서의 공작물의 이동을 위한 수직 축선(Y) 및 기계 상에서의 공작물 이동을 위한 수평 축선(X)을 더 포함하고, 상기 축선(B2, A, X, Y)은 상기 공구의 연속 경로 제어를 실행하도록 동시에 제어가능한 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  13. 제 11 항에 있어서, 기계 상에서의 공작물의 회전 축선(A)을 더 포함하고, 상기 축선(A, C2)을 중심으로 한 회전 동작은 상기 기어의 톱니 수와 상기 공구의 작업 시작 회수의 비에 대응하여 동조화되는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  14. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 트랙을 따라 상기 공구를 선회시키기 위한 드라이브가 제공되는 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 드라이브는 유압식 선형 모터인 것을 특징으로 하는 기어 절삭 기계.
KR1020060066973A 2005-07-22 2006-07-18 공작물의 에지를 모따기/디버링하기 위한 장치를 갖는 기어절삭 기계, 특히 베벨 기어 절삭 기계 KR20070012211A (ko)

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