TW202319152A - 切齒裝置、刀具頭和切齒機 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種裝置（100），其用於使用一旋轉加工刀具（150）來加工一齒輪。該裝置包含用於將該裝置可解除地附接至一刀具頭之一工作軸的一附接結構（120）。該裝置進一步包含一馬達軸（130），該馬達軸具有一驅動馬達（134）及可藉由該驅動馬達（134）驅動以用於驅動該加工刀具（150）之一馬達主軸（133）。該附接結構（120）經組態以使得當該裝置附接至該刀具頭之該工作軸時，刀具軸線（B）平行於工作軸軸線。進一步揭示一種裝置，該裝置使得有可能以一簡單方式將一加工刀具（150）連接至一反向軸承（140）。出於此目的，該反向軸承具有一空心軸（143）。一心軸（160），其具有沿該心軸之縱向軸線配置於不同位置處的第一夾持區及第二夾持區。該心軸沿該刀具軸線穿過該空心軸插入至該加工刀具（150）之一縱向孔（156）中。

Description

切齒裝置、刀具頭和切齒機

本發明係關於一種用於使用旋轉加工刀具來加工齒輪之裝置、一種配備有該裝置之刀具頭及一種配備有該裝置之切齒機。

在連續產生齒輪研磨中，加工齒形工件以與旋轉研磨蝸桿產生嚙合（亦稱為滾動嚙合）。研磨蝸桿安裝於包含工作軸之刀具頭上。在一個末端處，研磨蝸桿連接至驅動研磨蝸桿旋轉之工作軸。反向軸承可設置於研磨蝸桿之另一末端處。然而，常常省去反向軸承，特別地在研磨相對於其直徑相對較短之蝸桿的情況下。此使得更易於且更快地置換研磨蝸桿。

最近，加工具有較小模組之齒輪（諸如電驅動中所使用之齒輪）之物件愈來愈頻繁地出現。出於此目的，使用相對較小但較長之研磨蝸桿可為有用的。亦可需要較小研磨蝸桿直徑以用於加工干涉輪廓與齒輪軸向地鄰接之齒輪。對於較小、較長研磨蝸桿，單側軸承係不利的，且因此應在兩個末端處支撐研磨蝸桿。上述情況適用於其他較小但較長之加工刀具。

在現有技術中，存在刀具頭之許多實例，其中在兩個末端處支撐加工刀具。為了能夠交換加工刀具，儘管在兩端處支撐該加工刀具，在現有技術中已提議提供永久安裝驅動軸及可移除或可移動反向軸承。具有可移動反向軸承之實例在EP0516596A1中給出。然而，此類解決方案可導致關於反向軸承之定位準確度及刀具頭之剛性之缺點。

另一問題在相對較小研磨蝸桿待用於切齒機上時出現，該切齒機最初僅設計用於具有相當更大直徑之研磨蝸桿，具有相對應地較大工作軸及具有同等較大反向軸承（若適用）。可接著出現工作軸或反向軸承與工件之碰撞。亦有可能此類較大工作軸之刀具介面並不適用於連接至較小加工刀具，或工作軸無法達到期望速度。

EP2216118A2揭示一種裝置，其包含用於滾削刀具之刀具架及用於安裝於具有至少五個軸之通用銑床之銑頭中的緊固件。齒輪箱將加工刀具之工作軸之旋轉運動傳輸至滾削刀具以驅動該滾削刀具。以此方式，現有通用銑床（其自身並不設計用於滾削加工）可仍然用於執行滾削加工。然而，裝置具有一些缺點。舉例而言，滾削需要刀具旋轉與工件旋轉之極精確同步。此要求難以滿足齒輪箱。其次，滾削刀具之旋轉之軸線垂直於銑頭之旋轉之軸線。因此，此配置並不適用於常規切齒機中。

在第一態樣中，本發明之一目標為提供一種裝置，該裝置使得相對較小加工刀具，特別地用於產生諸如研磨蝸桿之方法之加工刀具（亦稱為滾動加工刀具）能夠在切齒機上使用，該切齒機之刀具頭並非設計為直接收納此類較小加工刀具。

此目標係藉由具有如請求項1之特徵之裝置來解決。其他具體實例在附屬申請專利範圍中界定。

因此，揭示一種裝置，其用於使用具有第一末端及第二末端之旋轉加工刀具來加工齒輪。裝置包含： 附接結構，其用於可解除地將裝置附接至刀具頭之工作軸，該工作軸經組態以產生工作主軸圍繞工作軸軸線之旋轉以驅動刀具圍繞工作軸軸線旋轉；及 馬達軸，其包含驅動馬達及可藉由驅動馬達驅動之馬達主軸，該馬達軸經組態以產生馬達主軸圍繞刀具軸線之旋轉， 其中馬達主軸經組態以在加工刀具之第一末端處連接至加工刀具以使用驅動馬達驅動加工刀具圍繞刀具軸線旋轉， 其中馬達軸連接至附接結構，且 其中附接結構以當裝置附接至刀具頭之工作軸時刀具軸線平行於工作軸軸線之方式組態。

適用於連接至刀具頭之工作軸且具有與工作軸分開形成之驅動軸的裝置，其用於驅動加工刀具，該裝置在下文中亦稱為「輔助軸單元」。由於根據本發明之輔助軸單元經組態以刀具軸線平行於工作軸軸線之方式連接至刀具頭之工作軸，因此如果加工刀具直接夾持於工作軸上，則基本上可將相同加工運動學用於如將使用的工件加工。藉由在輔助軸單元上提供單獨馬達軸，可不管工作軸之限制而以適當速度驅動加工刀具。另外，若加工刀具為用於藉由產生方法加工之加工刀具，則相比於經由齒輪箱或齒形帶驅動自工作軸提供驅動，馬達軸之存在允許加工刀具與工件之旋轉移動之間的更精確同步。

為了確保刀具軸線在將輔助軸單元附接至工作軸之後平行於工作軸軸線延行，若附接結構具有經組態以涵蓋工作軸（特別係工作軸之外殼區）的至少部分環形（亦即，部分環形或完全環形）區，則為有利的，其中此外殼區可鄰近於工作軸之刀具介面而配置，其中該至少部分環形區界定環形軸線（環軸線）且此環形軸線平行於刀具軸線延行。然而，附接結構之其他設計亦為可能的，該等設計確保刀具軸線平行於工作軸軸線，例如，Hirth齒、圓弧齒、零點夾持系統或輔助軸單元與工作軸之間的圓錐形連接。因此，附接結構之許多不同設計有可能確保在輔助軸單元已附接至工作軸之後刀具軸線平行於工作軸軸線。

特別地，若輔助軸單元將用於藉由產生方法來加工，則若輔助軸單元亦具有用於偵測主軸圍繞刀具軸線之旋轉位置（旋轉角度）之旋轉量測系統，則為有利的。以此方式偵測之主軸之旋轉位置可藉由旋轉量測系統傳輸至機械控制器，該機械控制器建立加工刀具與工件之旋轉移動之間的必要同步以用於維持滾動耦接。

輔助軸單元可配備有平衡系統，例如單平面或雙平面平衡系統。然而，輔助軸亦可在無平衡系統之情況下操作。

輔助軸單元可進一步包含經組態以在加工刀具之第二末端處可旋轉地安裝加工刀具之反向軸承。此使得輔助軸單元特別地適用於相對於其直徑較長之加工刀具。

為了確保輔助軸單元之良好剛性，若馬達軸及反向軸承剛性地連接至附接結構則為有利的。

儘管如此，為了能夠易於置換加工刀具，設計為特別有利的，其中 反向軸承具有可圍繞刀具軸線旋轉之空心軸， 裝置具有界定縱向軸線之心軸（亦稱為心軸）， 心軸具有沿心軸之縱向軸線配置於不同位置處之第一夾持區及第二夾持區，且 心軸沿刀具軸線穿過空心軸可插入至加工刀具之縱向孔中，使得第一夾持區能夠與反向軸承之空心軸形成夾持連接，且第二夾持區能夠與加工刀具形成夾持連接以藉此在反向軸承上支撐加工刀具。

可藉由鬆開夾持連接且使反向軸承之空心軸中之心軸自加工刀具收縮而易於以此設計置換加工刀具，因此使得能夠易於移除加工刀具。同時，心軸之使用實現加工刀具與反向軸承之間的特別耐彎曲連接。

此類設計不僅對輔助軸單元有利，且亦可在無輔助軸單元之刀具頭上使用。就此而言，在更一般術語中，本發明亦提供一種裝置，其用於使用具有第一末端及第二末端之旋轉加工刀具來加工齒輪，該裝置包含： 馬達軸，其包含驅動馬達及馬達主軸，該馬達主軸可藉由驅動馬達驅動且經組態以在加工工具之第一末端處連接至加工刀具以驅動加工刀具圍繞刀具軸線旋轉； 反向軸承，其經組態以在加工刀具之第二末端處可旋轉地安裝加工刀具，反向軸承包含可圍繞刀具軸線旋轉之空心軸；及 心軸，其界定縱向軸線， 其中心軸具有沿心軸之縱向軸線配置於不同位置處之第一夾持區及第二夾持區，且 其中心軸沿刀具軸線穿過空心軸可插入至加工刀具之縱向孔中，使得第一夾持區能夠與反向軸承之空心軸形成夾持連接，且第二夾持部分能夠與加工刀具形成夾持連接以藉此在反向軸承上支撐加工刀具。

此裝置可設計為實際刀具頭或如上文所描述為輔助軸單元。若裝置設計為刀具頭，則所提及之馬達軸為刀具頭之工作軸。其可接著與反向軸承一起安裝於載體上。特別地，工作軸及反向軸承兩者可剛性地安裝於載體上。特別地，載體可設計為移位滑件，該移位滑件進而可位移地配置於基體上之。基體可設計為待安裝於切齒機之刀具載體上之旋轉本體以便旋轉。

不管裝置經組態為實際刀具頭抑或為輔助軸單元，心軸皆可經組態以藉助於徑向向外作用之夾持力以壓力配合方式在兩個夾持區中之至少一者中形成夾持連接。壓力配合、徑向作用連接補償所有部件之長度公差。當安裝不同加工刀具時，此等加工刀具之安裝盤之間的任何長度差異與此系統無關。純粹徑向作用壓力配合連接確保軸向及徑向連接且不導致任何非所要的軸向失真。

兩個夾持區可具有相同或不同外徑。特別地，用於連接至反向軸承之空心軸之第一夾持區之外徑可大於用於連接至加工刀具之第二夾持區之外徑。

反向軸承可無驅動或其可為第二馬達軸之部件，藉助於該第二馬達軸可在兩側上驅動加工刀具。

在有利具體實例中，心軸充當兩個夾持區中之至少一者中之液力膨脹心軸。作為液力膨脹心軸之夾持區中之至少一者中的設計特別地以簡單方式實現加工刀具與反向軸承之間的緊固連接。液力膨脹心軸之功能原理在本身現有技術中為已知的。特別地，液力膨脹心軸包含定界至少一個夾持腔室及較佳地定界於縱向方向上及/或沿圓周方向徑向向外分佈之若干夾持腔室之至少一個膨脹套筒。夾持腔室可以液壓方式加壓，其中膨脹套筒在相關夾持區中徑向向外膨脹以產生徑向向外作用之夾持力。較佳地，相關夾持區具有兩個軸向隔開之夾持點，在該等夾持點中之各者處配置至少一個夾持腔室。以此方式，可達成最佳彎曲剛度。

較佳地，心軸在兩個夾持區中充當液力膨脹心軸。出於此目的，一或多個可加壓夾持腔室較佳地設置於兩個夾持區中之各者中。

然而，心軸亦可設計為機械心軸而非液力膨脹心軸。亦有可能使用在第一夾持區中設計為液力膨脹心軸之心軸，然而該心軸在第二夾持區中設計為機械心軸，或反之亦然。

若心軸在兩個夾持區中之至少一者中設計為機械心軸，則心軸可在兩個夾持區中之至少一者中具有可藉由機械作用而徑向擴展之夾持套筒，類似於液力膨脹心軸。然而，對於機械心軸亦有可能設計為以不同方式在所討論之夾持區中產生夾持連接，例如，藉助於本身已知的用於中空柄錐形連接之夾持裝置。以此方式產生之夾持力不必必須徑向向外起作用。

若心軸在至少一個夾持區中設計為液力膨脹心軸，則液力膨脹心軸可以機械方式或以液壓方式致動以在藉以產生夾持連接之液力膨脹心軸中產生液壓。若液力膨脹心軸以液壓方式致動，則裝置可包含反向軸承之區中的液壓旋轉入口，以向液力膨脹心軸施加外部液壓。以此方式，可以外部控制方式形成及解除夾持連接。特別地，此促進自動刀具改變。

為了進一步促進刀具改變，裝置可具有致動器，該致動器經組態以在解除第一夾持連接及第二夾持連接之狀態下沿刀具軸線將心軸自動地插入至加工刀具之縱向孔中，且再次將該心軸自縱向孔移除。致動器可為例如液壓、氣動或電動致動器。

當然，裝置可進一步包含加工刀具。特別地，加工刀具可包含用於藉由產生方法，特別係研磨蝸桿或齒輪滾刀來加工之加工刀具。加工刀具接著較佳地安裝於馬達軸上而非工作軸上，亦即加工刀具之第一末端接著連接至馬達主軸以驅動加工刀具圍繞刀具軸線旋轉。

本發明進一步提供一種刀具頭，其包含工作軸及上述類型之輔助軸單元，其中輔助軸單元之附接結構連接至工作軸以使得刀具軸線平行於工作軸軸線。

如上文已解釋，此類刀具頭亦可包含基體及可相對於基體沿移位方向位移之移位滑件，工作軸配置於移位滑件上。

最後，本發明亦提供一種切齒機，其包含上述類型之一種裝置、用於驅動工件圍繞工件軸線旋轉之至少一個工件軸及一種機械控制器。機械控制器接著可經組態以建立加工刀具之旋轉與工件之旋轉之間的滾動耦接。

輔助主單元

圖1及圖2展示根據本發明之具體實例之輔助軸單元100。

輔助軸單元100包含附接結構120剛性地連接至之載體110。附接結構120用以將輔助軸單元100附接至刀具頭之工作軸，如將在下文更詳細地解釋。附接結構120在形狀上為環形，藉此界定居中地延伸穿過環狀之環形軸線（環軸線）R。

輔助軸單元100進一步包含馬達軸130及反向軸承140。馬達軸130及反向軸承140各自剛性地連接至載體110。呈研磨蝸桿150之形式之刀具150安置於馬達軸130與反向軸承140之間。刀具150在一個末端處藉由馬達軸130驅動以圍繞刀具軸線B旋轉。在其另一末端處，刀具150由反向軸承140可旋轉地支撐。刀具軸線B平行於環形軸線R延行。

馬達軸130以本身已知之方式設計為直接驅動。馬達軸130具有其中容納總共四個滾輪軸承132之外殼131。具有刀具介面135之主軸133可旋轉地安裝於滾輪軸承132中。電動驅動馬達134用以直接驅動主軸133。滾輪軸承132以本身已知之方式配置於驅動馬達134之兩側上。定位於驅動馬達134與刀具介面135之間的兩個滾輪軸承以本身已知之方式形成軸向固定軸承，亦即，定位於此等軸承中且接近刀具介面135之主軸133之區相對於刀具軸線B軸向固定於此等滾輪軸承中。其他兩個滾輪軸承形成軸向固定軸承。其他兩個滾輪軸承形成軸向浮動軸承，亦即，配置於此等軸承中之主軸133之區相對於此等軸承在一定程度上可軸向移動。此特別地用於允許主軸之熱膨脹。旋轉量測系統136用以偵測主軸133圍繞刀具軸線B之旋轉位置。

反向軸承140具有其中收納兩個滾輪軸承142之外殼141。在滾輪軸承142中可旋轉地支撐空心軸143。兩個滾輪軸承142形成用於空心軸143之軸向浮動軸承，亦即，歸因於兩個滾輪軸承142之軸向遊隙，空心軸143沿刀具軸線B在一定程度上可移動。

刀具150在圖3中單獨展示。刀具150具有支撐蝸桿形異形研磨輪153之安裝盤151。精密軸螺帽152將研磨輪153固定於安裝盤151上。在面向馬達軸130之安裝盤151之末端處，安裝盤151具有本身已知之短錐形安裝155，該短錐形安裝具有面接觸以便連接以馬達軸130之刀具介面135為中心的安裝盤151。具有面接觸之互補外部錐形對應地形成於刀具介面135上。螺紋螺釘154用以將安裝盤151軸向固定至刀具介面135。在面向反向軸承140之安裝盤151之末端處，安裝盤151具有中心圓柱形縱向孔156。

安裝盤151與刀具介面135之間的其他類型之連接亦為可能的，而非用螺紋螺釘固定之短錐形連接，如根據現有技術所充分已知。特別地，有可能提供空心柄錐形（hollow shank taper；HSK）連接或Capto™連接，如廣泛用於機械工程中。以本身已知之方式，刀具介面135可進一步包含可以受控方式固定及解除以促進加工刀具150之置換的夾持裝置，圖中未示。可接著相應地省略螺紋螺釘135。

單獨展示於圖4中之液力膨脹心軸160用以將安裝盤151連接至反向軸承140。液力膨脹心軸160具有其中形成用於液壓流體之線系統164之圓柱形基體161，該圓柱形基體僅示意性地指示。液力膨脹心軸沿其縱向軸線L具有兩個夾持區160a、160b。在此等夾持區中之各者中，基體161由薄壁膨脹套筒162a、162b環繞。各膨脹套筒162a、162b徑向向外定界複數個夾持腔室163a、163b。藉由夾持螺釘166可軸向位移之夾持活塞165用於產生經由線系統164傳輸至夾持腔室163a、163b之液壓。因此，膨脹套筒162a、膨脹套筒162b在夾持腔室163a、163b之區域中徑向擴展，且因此建立與反向軸承140之空心軸143及與加工刀具150之安裝盤151的徑向夾持連接。

定位夾持腔室163a、163b所在之軸向位置亦稱為夾持點。在本實例中，對於總共四個夾持點，液力膨脹心軸160在兩個夾持區160a、160b中之各者中具有兩個夾持點。此有助於達成高彎曲剛度。然而，亦可設想到在例如兩個夾持區160a、160b中之各者中僅提供一個夾持點。

雖然在圖4之具體實例中兩個夾持區160a、160b具有相同外徑，但此等外徑亦可不同。具體言之，可選擇第一夾持區160a之外徑大於第二夾持區160b之外徑。此在使用刀具時可特別地有利，該等刀具之安裝盤具有帶有特別係較小定子內徑之縱向孔。在夾持區內，外部直徑亦可原則上在夾持點與夾持點之間變化，特別係在插入方向上逐步地減小。

在一個末端處，液力膨脹心軸160自反向軸承140軸向突出。在此末端處，液力膨脹心軸160具有帶有圓周環形凹槽168之末端件167，其功能將在下文結合刀具主軸之第二具體實例更詳細地描述。

為了將加工刀具150容納於馬達軸130與反向軸承140之間，首先將液力膨脹心軸160完全拉至反向軸承140外，且在馬達主軸130與反向軸承140之間插入加工刀具150。加工刀具150接著連接至馬達軸130之刀具介面135。附接可經由反向軸承140進行。隨後，液力膨脹心軸160穿過反向軸承140之空心軸143軸向地插入至安裝盤151之縱向孔156中，使得液力膨脹心軸160之第一夾持區160a將位於反向軸承140之空心軸143內，同時第二夾持區160b將位於縱向孔156內。液力膨脹心軸160現經徑向夾持至反向軸承140之空心軸143及安裝盤151。為再次移除加工刀具150，將程序反向。

藉由使用液力膨脹心軸160將加工刀具150連接至反向軸承140，即使反向軸承140剛性地連接至載體110，亦即若反向軸承不能移動以用於刀具改變，則可達成簡單及同時彎曲剛性連接。就剛性而言，剛性地連接至載體110之反向軸承140相較於可移動反向軸承具有優勢。 刀具頭之第一具體實例

在圖5中，展示根據第一具體實例之刀具頭200。刀具頭包含設計為旋轉本體之基體210。移位滑件220配置於基體0上以便沿移位方向Y可位移。移位方向Y平行於刀具軸線B延行。Y驅動221用於基體210上之移位滑件220的受控制位移。

工作軸230剛性地安裝於移位滑件220上。原則上，有可能將加工刀具直接安裝於工作軸230上，以便驅動加工刀具圍繞工作軸軸線B'旋轉。出於此目的，工作軸230具有合適的刀具介面。然而，若刀具具有較小直徑，則工作主軸230上之加工刀具之直接夾持係成問題的，此係因為工件與工作軸230之碰撞可接著易於發生。

因此，在本具體實例中，上文所描述之輔助軸單元100安裝於工作主軸230上。出於此目的，輔助軸單元100之附接結構120環繞工作軸230之外殼之前區，該前區鄰近於工作軸230之刀具介面而定位，且因此將輔助軸單元100固定至工作主軸230。因此，刀具軸線B平行於工作軸軸線B'且與工作軸軸線B'相隔一段距離延行。僅示意性地指示之媒體介面170將諸如壓縮空氣及電功率之所需媒體供應至輔助軸單元100，且可用輔助軸單元100之感測器交換量測資料。

歸因於加工刀具150之較小大小及相關聯更低切削量速率，可使輔助軸單元100之馬達軸130比直接配置於移位滑件220上之工作軸230更加緊湊。輔助軸單元100之馬達軸130之更緊湊設計極大地降低與工件碰撞之風險。同時，馬達軸130及反向軸承140可經特定最佳化以用於使用較小加工刀具之加工任務。舉例而言，用於較小加工刀具之刀具速度可顯著大於用於更大加工刀具之刀具速度，且因此，相比移位滑件220上之工作軸230，輔助軸單元100之馬達軸130及反向軸承140可設計以用於更大刀具速度。

圖6說明具有本第一具體實例之刀具頭200之完整切齒機1的實例。切齒機1具有機床10，在該機床10上配置刀具載體20以便沿水平進給方向X可位移。

Z滑件30配置於刀具載體20上以便沿豎直方向Z可位移。上文所描述之刀具頭100配置於Z滑件30上，由此刀具頭100可圍繞平行於進給方向X延行之水平旋轉軸線A相對於Z滑件30旋轉。

工件軸40亦定位於機床10上，在該工件軸40上夾持工件41。工件軸40可經驅動以圍繞平行於Z方向延行之工件軸線C旋轉。

機器亦具有僅象徵性地展示之機械控制器50。機械控制器50接管機器中之所有控制及監視任務。特別地，機械控制器建立圍繞工件軸線C之工件旋轉與圍繞刀具軸線B之刀具旋轉之間的正確滾動耦接以用於加工工件41。出於此目的，可接收及評估來自馬達軸130之旋轉量測系統136及來自工件軸40上之旋轉量測系統的信號。

所展示之機器僅應理解為實例，且本發明當然不限於此實例。特別地，亦可設想到機器概念，其中兩個或更多個工件軸配置於可移動載體上以便例如能夠在工件軸中之一者上加工工件，同時在另一工件軸上，加工工件由坯料置換，且若需要，進行進一步操作。此等機器概念根據現有技術為充分已知的。 刀具頭之第二具體實例

圖7及圖8展示根據第二具體實例之刀具頭200。在此具體實例中，刀具頭200包含基體210、移位滑件220、Y驅動221、剛性地連接至移位滑件220之工作軸230以及反向軸承240。

相比於第一具體實例，此處加工刀具150直接夾持於工作軸230上且支撐於反向軸承240中，亦即，不使用輔助軸單元。然而，以與第一具體實例中之加工刀具150與反向軸承140之間的連接精確相同的方式，即藉助於液力膨脹心軸160形成加工刀具150與反向軸承240之間的連接。

具體言之，反向軸承240包括其中保持兩個滾輪軸承242之外殼241，且在滾輪軸承242中進而安裝空心軸243。如在第一具體實例中，液力膨脹心軸160穿過空心軸243延伸至加工刀具150之安裝盤中的縱向孔中，且一方面與空心軸243且另一方面與安裝盤建立徑向夾持連接。

為了能夠將液力膨脹心軸160自動地移動至安裝盤中且安裝盤外，刀具頭具有線性致動器250，該線性致動器250在本實例中設計為液壓缸251，作用於可在其中位移之液壓活塞252上。然而，當然，其他類型之致動器亦係可設想的，例如，氣動或電致動致動器。致動桿253連接至液壓活塞252，該致動桿253嚙合於液力膨脹心軸160之末端件167中的圓周環形凹槽168中（參見圖4）。致動器250之致動因此軸向地移動液力膨脹心軸160。

在另一具體實例中，致動桿253藉由另外包含圖中未示之液壓線而執行雙功能。以此方式，液壓可經由液壓旋轉入口245施加至液力膨脹心軸160以便以受控方式建立或解除夾持連接。在此另一具體實例中，可省略夾持螺釘166且必要時亦可省略夾持活塞165。總體而言，在無手動干預液力膨脹心軸160之情況下可以此方式實現全自動刀具改變。

出於完整性起見，下文亦簡單地解釋工作軸230之設計。工作軸230具有其中配置若干滾輪軸承232之外殼231。工作軸233安裝於滾輪軸承232中，使得其可圍繞工作主軸線B'旋轉且可由驅動馬達234直接驅動。此處僅以高度示意方式指示之刀具介面235對與刀具150之安裝盤的連接起作用。如已結合第一具體實例指示，刀具介面235可以本身已知之任何方式設計，例如根據ISO 12164-1:2001-12之HSK連接，如根據DIN ISO 7388-1&2:2014-07之陡峭錐形連接或如根據ISO 26623-1:2020的Capto™連接。在此具體實例中，刀具軸線B與工作主軸線B'重合。 修改

自前述內容顯而易見，在不脫離如申請專利範圍中所定義之本發明之範圍的情況下，各種變化為可能的。

特別地，本發明不僅可用於用於藉由產生製程（諸如研磨蝸桿或齒輪滾刀）加工之刀具，且亦可用於包含至少一個輪廓研磨輪之加工刀具，該等刀具包括包含具有至少一個輪廓研磨輪之共同刀具心軸上之至少一個研磨蝸桿的組合刀具。特別地，刀具亦可為拋光刀具，例如拋光研磨蝸桿，或具有拋光研磨區域之組合刀具。

當然，如第二具體實例中之致動器亦可提供於根據第一具體實例之輔助軸單元中。上述情況適用於上文所論述之液壓旋轉入口。

雖然在上文所描述之具體實例中並未提供刀具另外驅動於各別反向軸承140、240之側上，但反向軸承亦可為第二馬達軸之部件以驅動兩側上之刀具。

1:切齒機 10:機床 20:刀具載體 30:Z滑件 40:工件軸 41:工件 50:機械控制器 100:輔助軸單元 110:載體 120:附接結構 130:馬達軸 131:外殼 132:滾輪軸承 133:主軸 134:驅動馬達 135:刀具介面 136:旋轉量測系統 140:反向軸承 141:外殼 142:滾輪軸承 143:空心軸 150:刀具 150:研磨蝸桿 151:安裝盤 152:精密軸螺帽 153:研磨輪 154:螺紋螺釘 155:短錐形安裝 156:縱向孔 160:液力膨脹心軸 160a:第一夾持區 160b:第二夾持區 161:基體 162a:膨脹套筒 162b:膨脹套筒 163a:夾持腔室 163b:夾持腔室 164:線系統 165:夾持活塞 166:夾持螺釘 167:末端件 168:圓周環形凹槽 170:媒體介面 200:刀具頭 210:基體 220:移位滑件 221:Y驅動 230:工作軸 231:外殼 232:滾輪軸承 233:工作軸 234:驅動馬達 235:刀具介面 240:反向軸承 241:外殼 242:滾輪軸承 243:空心軸 245:液壓旋轉入口 250:致動器 251:液壓缸 252:液壓活塞 253:致動桿 A:水平旋轉軸線 B:刀具軸線 B':工作軸軸線 C:工件軸線 L:縱向軸線 R:環形軸線 X:水平進給方向 Y:移位方向 Z:豎直方向

下文參考圖式描述本發明之較佳具體實例，該等圖式僅用於解釋性目的且並不限制性地進行解釋。在圖式中展示： [圖1]為根據具體實例之輔助軸之透視圖； [圖2]為圖1在豎直縱截面中之輔助軸，該截面平面含有刀具軸線； [圖3]為中心縱截面中之滾動刀具； [圖4]為在中心縱截面中之液力膨脹心軸； [圖5]為根據具有圖1之輔助軸之第一具體實例的刀具頭； [圖6]為具有圖5之刀具頭之加工刀具； [圖7]為根據透視圖中之第二具體實例之刀具頭；及 [圖8]為圖7在水平縱截面中之刀具頭，該截面平面含有刀具軸線。

100:輔助軸單元

110:載體

120:附接結構

130:馬達軸

131:外殼

132:滾輪軸承

133:主軸

134:驅動馬達

135:刀具介面

136:旋轉量測系統

140:反向軸承

141:外殼

142:滾輪軸承

143:空心軸

150:刀具

151:安裝盤

152:精密軸螺帽

153:研磨輪

154:螺紋螺釘

160:液力膨脹心軸

B:刀具軸線

R:環形軸線

Claims (16)

1. 一種裝置（100），其用於使用具有一第一末端及一第二末端之一旋轉加工刀具（150）來加工一齒輪，該裝置（100）包含： 一附接結構（120），用於將該裝置（100）可解除地附接到一刀具頭（200）的一工作主軸（230），該工作軸（230）經組態以產生一工作主軸（233）圍繞一工作軸軸線（B'）之一旋轉以驅動一刀具圍繞該工作軸軸線旋轉； 其特徵在於， 該裝置（100）包括一馬達軸（130），其具有一驅動馬達（134）及可藉由該驅動馬達（134）驅動之一馬達主軸（133），該馬達軸（130）經組態以產生該馬達主軸（133）圍繞一刀具軸線（B）之一旋轉， 該馬達主軸（133）經組態以在該加工刀具之該第一末端處連接至該加工刀具（150）以用於驅動該加工刀具（150）圍繞該刀具軸線（B）旋轉， 該馬達軸（130）連接至該附接結構（120），且 該附接結構（120）經組態以使得當該裝置（100）附接至該刀具頭（200）之該工作軸（230）時，該刀具軸線（B）平行於該工作軸軸線（B'）。
2. 如請求項1之裝置（100），其中該附接結構（120）包含經組態以涵蓋該工作軸（230）之一至少部分環形區，該至少部分環形區界定一環形軸線（R），該環形軸線（R）平行於該刀具軸線（B）。
3. 如請求項1或2之裝置（100），其進一步包含用於偵測該馬達主軸（133）圍繞該刀具軸線（B）之一旋轉位置的一旋轉量測系統（136）。
4. 如請求項1至3中任一項之裝置（100），其進一步包含經組態以在該加工刀具之該第二末端處可旋轉地支撐該加工刀具（150）之一反向軸承（140）。
5. 如請求項4之裝置（100），其中該馬達軸（130）及該反向軸承（140）剛性地連接至該附接結構（120）。
6. 如請求項4或5之裝置（100）， 其中該反向軸承（140）包含可圍繞該刀具軸線（B）旋轉之一空心軸（143）， 其中該裝置（100）包含界定一縱向軸線（L）之一心軸（160），其中該心軸（160）包含沿該心軸（160）之該縱向軸線（L）配置於不同位置處的第一夾持區及第二夾持區（160a，160b），且 其中該心軸（160）可沿該刀具軸線（B）穿過該空心軸（143）插入至該加工刀具（150）之一縱向孔（156）中，使得該第一夾持區（160a）能夠與該反向軸承（140）之該空心軸（143）形成一夾持連接，且該第二夾持區（160b）能夠與該加工刀具（150）形成一夾持連接，以便在該反向軸承（140）中支撐該加工刀具（150）。
7. 一種裝置（100；200），其用於使用具有一第一末端及一第二末端之一旋轉加工刀具（150）來加工一齒輪，該裝置（100；200）包含： 一馬達軸（130；230），其具有一驅動馬達（134；234）及可藉由該驅動馬達（134；234）驅動之一馬達主軸（133；233），該馬達主軸（133；233）經組態以在該加工刀具之該第一末端處連接至該加工刀具（150）以驅動該加工刀具（150）圍繞一刀具軸線（B）旋轉；及 一反向軸承（140；240），其經組態以在該加工刀具之第二末端處可旋轉地支撐該加工刀具（150）， 其特徵在於， 該反向軸承（140；240）包含可圍繞該刀具軸線（B）旋轉之一空心軸（143；243）， 該裝置（100；200）包含界定一縱向軸線（L）之一心軸（160）， 該心軸（160）包含沿該心軸（160）之該縱向軸線（L）配置於不同位置處的第一夾持區及第二夾持區（160a，160b），且 該心軸（160）可沿該刀具軸線（B）穿過該空心軸（143；243）插入至該加工刀具（150）之一縱向孔（156）中，使得該第一夾持區（160a）能夠與該反向軸承（140；240）之該空心軸（143；243）形成一夾持連接，且該第二夾持區（160b）能夠與該加工刀具（150）形成一夾持連接，以便在該反向軸承（140；240）中支撐該加工刀具（150）。
8. 如請求項6或7之裝置，其中該第一夾持區及/或該第二夾持區（160a，160b）經組態以建立一徑向向外定向之夾持連接。
9. 如請求項8之裝置，其中該第一夾持區及/或該第二夾持區（160a，160b）中之該心軸（160）經組態為一液力膨脹心軸。
10. 如請求項9之裝置，其中該裝置包含在該反向軸承（140；240）之該區中用於將一外部液壓施加至該液力膨脹心軸之一液壓旋轉入口（245）液力膨脹心軸。
11. 如請求項6至10中任一項之裝置，其進一步包含一致動器（250），該致動器經組態以在解除該第一夾持連接及該第二夾持連接之一狀態下沿該刀具軸線（B）將該心軸（160）自動地插入至該加工刀具（150）之該縱向孔中，且再次將該心軸（160）移除至該縱向孔外。
12. 如請求項1至11中任一項之裝置（100），其進一步包含該加工刀具（150），其中該加工刀具（150）之該第一末端連接至該馬達主軸（133）以驅動該加工刀具（150）圍繞該刀具軸線（B）旋轉。
13. 如請求項12之裝置（100），其中該加工刀具（150）包含用於藉由一產生方法，特別係一研磨蝸桿來加工之一刀具。
14. 一種刀具頭（200），其包含： 一工作軸（230）；及 如請求項1至6中任一項之一裝置， 其中該附接結構（120）連接至該工作軸（230），使得刀具軸線（B）平行於工作軸軸線（B'）。
15. 如請求項14之刀具頭，其進一步包含： 一基體（210）；及 一移位滑件（220），其可相對於該基體（210）沿一移位方向（Y）位移， 其中該工作軸（230）配置於該移位滑件（220）上。
16. 一種切齒機，其包含： 如請求項1至13中任一項之一裝置； 至少一個工件軸（40），其用於驅動一工件（41）圍繞一工件軸線（C）旋轉；及 一機械控制器（50）， 其中該機械控制器（50）較佳地經組態以在該加工刀具（150）之該旋轉與該工件（41）之該旋轉之間建立一滾動耦接。

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