切齒機的製作方法

2023-12-01 17:15:46

專利名稱：切齒機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於磨削工件的內部輪廓或外部輪廓的切齒機，該切齒機具有加 工頭和修整單元、特別是共用修整單元，該加工頭布置在可樞轉的安裝表面上並設有磨削 工具，該修整單元具有用於修整已安裝的外部或內部磨削頭的磨削工具。例如，這裡可將蝸 杆砂輪或磨削盤用作磨削工具。為了實現或保持磨削工具精確的平衡運轉以及恰當的幾何形狀，該磨削工具必須 藉助於修整的方式成形並不定期地予以磨快。另外，修整用於對該磨削工具進行修型和/ 或校準。它還具有將雜質以及已經變鈍的粒面層從砂輪中取出並由此露出銳利的顆粒的目 的。在這方面，令人滿意的是可利用合適的修整工具在磨削機中的可能的位置、可選擇地在 磨削過程期間來執行該修整過程。這個所謂的連續修整是修整的特殊形式。
背景技術：
DE297 17 193 Ul描述了一種用於製造齒輪的內部輪廓的磨削頭。該圖1示出了 具有能夠在工作位置與修整位置之間通過樞轉裝置往復樞轉的內部磨削頭的整機。詳細 地，圖2a示出了能夠在其中加工齒輪的內部輪廓的加工位置。現在為了修整齒輪盤，將臂 在磨削頭扣件的方向上向上並向後樞轉並且在那裡由修整輪進行修整。該實施方式的缺點 是必須存在樞軸以使磨削盤在修整時的位置與在磨削時的位置不同，並且樞轉軸承的精度 會由此影響磨削結果。該發明的另一缺點是磨削臂的長度以及由此內部齒型結構的最大可 磨削寬度受限於樞轉機構。DE 103 29 724 B4涉及一種用於製造內部輪廓的磨削頭。在這方面，描述了一種 具有相關聯的修整裝置的專用內部磨削頭。在這方面，該修整裝置能夠相對於磨削盤在豎 直方向上移動，並且該磨削盤能夠在橫切於磨削盤的豎直方向布置的方向上相對於修整方 向移動。該發明的缺點是該修整裝置僅能夠用於內部磨削頭，並且在磨削過程期間磨削盤 的磨削角度必須回到用於修整的基本位置。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用於磨削帶有直齒和斜齒結構的內部和外部輪廓 的切齒機，這種直齒和斜齒結構裝備有用於輪廓的外部修整以及內部修整的修整單元並且 其避免了上述切齒機的缺點。此外，磨削工具到用於其修整的基本位置中的樞轉應該不再 是必須的。本發明的又一目的是為技術人員提供用於修整用於內部輪廓或外部輪廓的磨削 工具的方法。該目的通過具有權利要求1所述特徵的一種用於磨削外部輪廓或內部輪廓的切 齒機來實現。據此，該切齒機具有布置在安裝表面上並設有磨削工具的加工頭，且特別地該 切齒機具有用於修整已安裝的外部或內部磨削頭的磨削工具的公共修整單元，並且，該切 齒機具有用於樞轉磨削工具的迴轉軸承，並且該修整單元支撐於樞轉軸線的轉動中心並且 能夠與磨削工具一起圍繞公共樞轉軸線樞轉。
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通過使修整單元與磨削工具一起樞轉，不再需要使磨削工具樞轉回到用於修整的 指定位置中，即，回到基本位置中。因此，根據本發明的所述切齒機無需提供用於使磨削工 具在修整單元的方向上樞轉的附加樞軸，由此，避免了磨削工具在修整時以及在磨削時的 位置不同並且因此樞轉軸承的精度會影響磨削結果。在實施方式的變型中，用於使磨削工具樞轉的迴轉軸承以及修整單元設於機體 處，並且磨削工具能夠經由樞軸在可樞轉的安裝表面及安裝於其上的加工頭的上方樞轉。 在這方面，有利的結果是能夠以與安裝在安裝表面上的加工頭無關的方式將公共修整單元 用於修整磨削工具。例如，安裝在安裝表面上的內部磨削頭能夠例如由切齒機的修整單元 進行修整，並且內部磨削頭與外部磨削頭的對換不需要對修整單元進行任何進一步的改 變。在齒輪的生產過程中，這顯著縮短了轉換根據本發明的切齒機所花費的時間。給出一種根據本發明的切齒機的替代實施方式，其在於，用於樞轉磨削工具的回 轉軸承設於磨削盤側的加工頭的端部，並且修整單元同樣設於磨削盤側的加工頭的端部， 由此修整單元以及磨削工具能夠圍繞公共迴轉軸線樞轉。在這方面，它是藉助於根據本發 明的切齒機，用於準備內部輪廓的加工頭的特定實施方式的變型。特別帶有大型內部工件 直徑的內部齒型結構，可將內部磨削頭構建成如此大型以致於可使用於樞轉磨削盤的迴轉 軸承從該磨削頭的懸吊位置向下移動到內部磨削頭的尖端中。此外，在本發明的該實施方 式中，可將修整裝置定位在該樞軸內。從而同樣能夠在磨削內部齒型結構期間執行連續的 修整過程。該修整單元有利地能夠以線性方式從樞轉軸線的轉動中心朝相應的用於修整的 磨削工具移動。在這方面，使修整單元從轉動中心，即，在特定的情況下從迴轉軸承開始，在 磨削工具的方向上沿轉動軸線移動。在這方面，僅需要修整單元的運動以用於修整該磨削 工具從而使該磨削工具不必移出其原始加工位置。從而能夠避免在磨削工具從修整位置到 加工位置中的返回運動中的不精確性。以另一有利的方式，該修整單元能夠在磨削盤或蝸杆砂輪的軸向上移動。由此該 修整單元能夠朝對應的磨削工具側向移動，直到該修整單元接觸磨削工具的表面。同樣能夠想到的是，在這方面，該磨削工具還能夠在修整單元的方向上沿其軸向 移動。然而，這僅代表了修整單元在磨削工具的軸向上的移動的一種備選方案，並且優選地 試圖將磨削工具在其加工位置處保持穩定。由於根據本發明的切齒機的該優選實施方式， 不必將磨削工具移出其加工位置用於修整，由此避免了可能由磨削工具從修整位置到加工 位置中的返回運動所產生的工件加工中的不精確性。修整單元有利地設有至少一個單獨的修整輪。可以想到的是，在這方面，可使兩個 單獨的修整輪以線性方式沿樞轉軸線移至相應的磨削工具，並且這兩個修整輪能夠在磨削 工具的軸向從右側及左側朝磨削工具的表面移動。因此，磨削工具能夠由修整單元同時從 兩側或在其左側齒面上以及在其右側齒面上進行修整。切齒機可具有用於磨削外部輪廓以及內部輪廓的控制器，所述控制器使得能夠自 動控制外部輪廓和內部輪廓的磨削過程以及修整所使用的相應的磨削工具。在這方面，該 控制提供了對於加工相應工件的自動執行，並且將修整過程設置成或平行於利用磨削工具 對於工件進行的加工過程或設置成由修整過程的自動執行來中斷實際的加工過程。控制器有利地具有用於控制切齒機的對應的軟體，並且僅一種程序或程序部分對於修整用於磨削外部輪廓和/或內部輪廓的磨削工具是必須的。因此，同樣實現了，在更換 用於磨削外部輪廓或內部輪廓的根據本發明的切齒機的加工頭時，不必採取用於使修整單 元與更換的加工頭相適應的措施。本發明還示出了一種適於操作用於磨削外部輪廓或內部輪廓的前述切齒機的方 法。在這方面，這種方法具有用於修整磨削工具的下列操作階段1.使修整單元在線性方向上沿樞轉軸線朝磨削工具移動；2.使修整輪或至少兩個修整輪在磨削工具的軸向上移動；3.在每種情況下均從右側或從左側使修整輪或多個修整輪接合至磨削工具的表4.在修整過程期間，沿磨削工具的齒面線控制1.以及2.的運動。通過適當控制 修整單元沿兩個軸的運動，幾乎任何想得到的輪廓都是可能的。因此也能夠實現輪廓磨削 所部分需要的諸如複雜的齒面線修型。此外，另外可以使磨削工具在至少一個修整輪的方向上沿軸向移動，從而在修整 過程期間節省時間。用於在根據本發明的切齒機中修整磨削工具的所述方法有利地由NC控制器控 制。修整器必須執行的運動在修整外部砂輪或內部砂輪時是完全相同的。由於僅需一種用 於修整過程的程序，因此這在軟體方面提供了一些優點。此外，幾乎任何想得到的輪廓均能 夠通過對修整輪的兩個運動軸進行的NC控制來實現。由於根據本發明的用於操作根據本發明的切齒機的方法，在外部輪廓的磨削過程 期間，磨削工具能夠由修整單元進行連續修整。在這方面，開發出不必將磨削工具移到修整 位置中的優點。情況是這樣，使修整單元朝用於修整的磨削工具移動，由此該磨削工具能夠 由修整單元在磨削過程期間進行修整。這個實質的優點由根據本發明的切齒機的特徵產 生，該切齒機具有用於樞轉磨削工具的迴轉軸承並且該修整裝置支撐於磨削工具的樞轉軸 線的轉動中心並且與磨削工具一起圍繞公共轉動軸線樞轉。因此，該修整單元與磨削工具 一起在工件的加工過程期間樞轉，由此兩個砂輪，即，磨削工具以及修整輪總是平行。在修整用於磨削內部輪廓的磨削工具期間必須遵循一些特定的特徵。在磨削內部 輪廓期間，使磨削工具有利地向上或向下移出齒型結構用於進入到下一間隙中進行另一周 期性工作，並且將修整過程控制成使磨削盤或蝸杆砂輪總是由修整單元在其上部位置中進 行修整。在這方面，由於整個內部磨削頭以及修整裝置一起樞轉，因此附加的樞轉運動也並 非是必須的。該構造形狀優選地選擇成齒型結構帶有較小的內部直徑。在內部輪廓的磨削過程期間，磨削工具通過修整單元進行連續修整的方法能夠有 利地在用於磨削外部輪廓或內部輪廓的切齒機上執行，該切齒機具有設於磨削盤側的加工 頭的端部處的迴轉軸承，用於樞轉磨削工具。在這方面，整合在用於內齒切削的加工頭中的 修整單元向前移動到將要被加工的工具的內部空間中，由此使連續的修整過程成為可能。


本發明的其它的特徵、細節以及優點源自參考附圖所示的實施方式。這裡示出 了 圖1 根據本發明的未安裝加工頭的切齒機；
圖2 根據本發明的帶有已安裝的用於磨削外部輪廓的的加工頭的切齒機；圖3 根據本發明的帶有已安裝的用於磨削內部輪廓的加工頭的切齒機；圖4 修整過程期間的圖2的根據本發明的切齒機；圖5 修整過程期間的圖3的根據本發明的切齒機；以及圖6 根據本發明的切齒機的改進實施方式。
具體實施例方式將參考圖1更詳細地說明切齒機的總體設計。它具有用於安裝工具接收器的工具機 工作檯5，並且可將工件夾持在所述工具機工作檯上。在這方面，工具機工作檯5能夠圍繞軸線 C轉動，該軸線C有利地以垂直的方式定位。然而，作為替代，也可以使用水平定位的工件接 收器。切齒機1還具有用於安裝加工頭2、7(分別參見圖2及圖3)的一個或多個安裝表面 9。可將用於加工工件的外部輪廓的外部磨削頭2或用於加工另一工件的內部輪廓的內部 磨削頭7安裝在切齒機1上(分別見圖2及圖3)。在相應的加工頭2、7上可夾持有一個或 多個磨削工具6、8。在這方面，磨削工具6、8設為通過馬達11圍繞轉動軸線B轉動，並且磨 削工具的轉動軸線B能夠在平行於工具機工作檯5的轉動軸線C延伸的平面中樞轉。為此， 安裝表面9並且由此相應的加工頭2、7能夠圍繞樞轉軸線A樞轉(參見圖1)，樞轉軸線A 垂直立在一平面上，磨削工具6、8的轉動軸線B在該平面中延伸並且該平面又垂直於工具機 工作檯5的轉動軸線C延伸。安裝表面9還能夠在其轉動軸線B的方向上，即，沿箭頭V以 線性方式移動。另外，安裝表面9能夠在平行於工具機工作檯5的轉動軸線C的方向，S卩，沿 箭頭Z以線性方式移動。該安裝表面還能夠在垂直於工具機工作檯5的轉動軸線C的方向， 即，沿箭頭X以線性方式移動，以使磨削工具6、8朝夾持在安裝於工具機工作檯5上的工件接 收器中的工件移動或遠離其移動以實現直接修正。根據本發明的切齒機1還具有修整單元3，該修整單元3能夠以與已安裝的加工頭 2、7無關的方式修整加工頭2、7的磨削工具6、8。在這方面，修整單元3能夠與安裝表面9 或已安裝的加工頭2、7 —起圍繞樞轉軸線A樞轉，該樞轉軸線A垂直立在一平面上，磨削工 具6、8的轉動軸線B在該平面中延伸，並且該平面又垂直於工具機工作檯5的轉動軸線C延 伸。此外，布置在樞轉軸線A上的修整單元3可在箭頭X2的方向上沿樞轉軸線A以線性方 式移至相應的磨削工具6、8用於修整。為此，將它布置在軸向支架上。在這方面，安裝表面 9具有開口 13，修整單元3能夠穿過該開口 13在已安裝的磨削工具6、8的方向上沿樞轉軸 線A從機架12開始移動。修整單元3還設置有兩個單獨的修整輪4，修整輪4設為通過另一馬達圍繞與所使 用的磨削工具6、8的轉動軸線B平行的轉動軸線轉動。根據本發明的切齒機1確保磨削工 具6、8以及修整輪4的轉動軸線總是以與機器運動的自由度無關地彼此平行延伸。從而避 免在加工位置與修整位置之間移動時存在不希望有的樞轉運動。另外，兩個修整輪4能夠 沿軸線V2 (圖2)移動，並且兩個修整輪4能夠在V2方向上一起或單獨移動。圖2示出了在安裝表面9上安裝有外部磨削頭2的切齒機1。在這方面，外部磨削 頭2具有磨削工具6，該磨削工具6用於磨削夾緊在安裝於工具機工作檯5上的工件接收器中 對應工件的外部輪廓或外部齒型結構。在這方面，所用的磨削工具6設為通過馬達11圍繞 轉動軸線B轉動。從圖2中還能夠看出，切齒機1處於磨削加工過程中。在這方面，根據本
7發明的修整單元3處於被移進的狀態中，在這種狀態中，修整單元3被定位成最靠近於安裝 表面9後以及開口 13後的機體。在圖3中，將根據本發明的切齒機1示出為在安裝表面9上安裝有內部磨削頭7。 在這方面，安裝表面9以及已安裝的內部磨削頭7圍繞樞轉軸線A逆時針樞轉。修整單元 3同樣處於被移進的狀態中位於安裝表面9的後面，並且可以看出，修整單元3同樣以與內 部磨削頭7同步的方式圍繞樞轉軸線A逆時針樞轉。從而將修整輪4以及磨削盤8的環形 表面定位在平行的表面上。將參考圖4、5對根據本發明的用於修整內部磨削頭或外部磨削頭的磨削工具6、8 的方法進行說明。在這方面，圖4示出了在X2方向上沿樞轉軸線A朝磨削工具6移動的修 整單元3。此外，兩個修整輪4沿軸線V2在所有的情況下均從右側和/或左側朝磨削工具 6的表面移動。磨削工具6的修整過程現通過圍繞平行延伸的修整輪4的轉動軸線與磨削 工具6的轉動軸線B的轉動而發生。幾乎任何想得到的輪廓都是由修整輪沿V2、X2方向的 特定運動藉助於所實施的NC控制而產生的。因此諸如在輪廓磨削中部分需要的複雜的輪 廓修型也是可能的。在圖5中示出了用於已安裝的內部磨削頭7的切齒機1的對應的修整過程。如果兩個加工頭2、7各自單獨的磨削工具6和8的兩個轉動軸線B是完全相同的， 即，如果它們在空間中具有完全相同的位置，則在修整外部磨削盤或內部磨削盤期間，修整 單元所必須執行的運動就是完全相同的。由於只需要一個用於修整過程的程序，因此這為 控制軟體的準備提供了 一些有利條件。在圖4中所示的根據本發明的具有已安裝的外部磨削頭2的切齒機1的變型實施 方式中，在磨削過程期間，連續的修整過程是可能的。在根據本發明的具有已安裝的內部磨削頭7的切齒機1中，在修整內部磨削盤8 期間，必須遵循一些特定的特徵，如圖5中所能夠看到的那樣。在這方面，在於單獨的零件 加工中磨削內部輪廓期間，磨削工具8向上或向下，S卩，沿箭頭方向Z移動用於從齒型結構 的外部進入到下一間隙中進行另一周期性工作，以使磨削工具8不與齒根面相撞。如果修 整過程是受控的以使修整同樣總是發生在上部位置中，則僅在上面需要微小的附加路徑以 為位於工件上方的修整單元3提供足夠的自由空間。由於整個內部磨削頭7以及修整單元 3 一起樞轉，因此附加的樞轉運動動並不是必須的。圖6示出了根據本發明的具有其上夾持有磨削工具8的大型內部磨削頭7的切齒 機1的替代實施方式變型。與前述實施方式中的部件相同的部件在圖6中具有相同的附圖標記。
權利要求
一種用於磨削工件的外部輪廓和/或內部輪廓的切齒機(1)，所述切齒機(1)具有至少一個加工頭(2、7)並具有修整單元(3)，所述至少一個加工頭(2、7)能夠圍繞軸線(A)轉動並具有磨削工具(6、8)，其特徵在於所述修整單元(3)支撐在所述加工頭(2、7)的樞轉軸線(A)的區域中，以使它能夠與所述加工頭(2、7)一起圍繞公共樞轉軸線(A)樞轉；並且，它能夠沿所述樞轉軸線(A)朝將要被修整的所述磨削工具(6、8)移動。
2.根據權利要求1所述的切齒機(1)，其特徵在於，在機架(12)中布置有迴轉軸承，用 於使帶有所述磨削工具(6、8)的所述加工頭(2、7)樞轉；並且，所述修整單元能夠經由軸向 支架在所述迴轉軸承的轉動中心的區域中沿所述樞轉軸線(A)移動。
3.根據權利要求2所述的切齒機(1)，其特徵在於，所述迴轉軸承布置於所述磨削盤側 的所述加工頭(2、7)的端部；並且，所述修整單元(3)同樣布置於所述磨削盤側的所述加 工頭(2、7)的端部，由此，所述修整單元(3)以及所述磨削工具(6、8)能夠繞公共轉動軸線 (A)樞轉。
4.根據權利要求1到3中的一項所述的切齒機(1)，其特徵在於，所述修整單元(3)具 有至少一個修整輪(4)，所述至少一個修整輪(4)能夠在沿所述磨削工具(6、8)的所述轉動 軸線⑶的方向(V2)上移動。
5.根據權利要求1到4中的一項所述的切齒機(1)，其特徵在於，所述磨削工具(6、8) 能夠沿它的轉動軸線(B)移動。
6.根據權利要求4或權利要求5所述的切齒機(1)，其特徵在於，所述至少一個修整輪 (4)能夠在所述磨削工具(6、8)的轉動軸線(B)的方向(V2)上從右側和/或左側朝所述磨 削工具(6、8)的表面移動。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的切齒機(1)，其特徵在於，設有一種控制器，所 述控制器使得能夠自動控制外部輪廓以及內部輪廓的磨削過程以及對所使用的相應的所 述磨削工具(6、8)進行的修整。
8.根據權利要求7所述的切齒機(1)，其特徵在於，所述控制器具有僅帶有一種用於修 整磨削工具(6、8)的程序或程序部分的對應軟體，所述磨削工具(6、8)用於磨削外部輪廓 或磨削內部輪廓。
9.一種用於操作根據權利要求1到8中的一項所述的切齒機(1)的方法，所述方法具 有下述用於修整磨削工具(6、8)的步驟a.使修整單元(3)沿樞轉軸線(A)在線性方向(X2)上朝所述磨削工具(6、8)移動；b.使至少一個修整輪(4)在沿所述磨削工具(6、8)的轉動軸線(B)的方向(V2)上移動；c.在所述磨削工具(6、8)的表面上在每種情況下均從右側或左側接合所述至少一個 修整輪⑷，其中，在所述修整期間，沿所述磨削工具(6、8)的齒面線控制根據所述步驟a以及b的運動。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，另外使所述磨削工具(6、8)沿所述轉動 軸線(B)在所述至少一個修整輪(4)的方向上移動。
11.根據權利要求9或權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述修整過程由NC控制 器控制。
12.根據權利要求9到11中的一項所述的方法，其特徵在於，在工件的外部輪廓的磨削 過程期間，通過所述修整單元(3)對所述磨削工具(6、8)進行連續修整。
13.根據權利要求9到11中的任一項所述的方法，其特徵在於，在磨削過程之前或之後 執行用於藉助於所述修整單元(3)修整所述磨削工具(6、8)的修整過程。
14.根據權利要求9到13中的一項所述的方法，其特徵在於，在磨削所述內部輪廓期 間，使所述磨削工具(8)向上或向下移出齒型結構用於進入到下一間隙中進行另一周期性 工作，並且將所述修整過程控制成，使得通過所述修整單元(3)總是在上部位置中對所述 磨削工具進行修整。
15.根據權利要求9到11中的一項所述的方法，其特徵在於，在所述內部輪廓的磨削過 程期間，通過所述修整單元(3)對所述磨削工具(8)進行連續修整。
全文摘要
本發明涉及一種用於磨削工件的外部輪廓和/或內部輪廓的切齒機，該切齒機具有至少一個加工頭並且具有修整單元，該至少一個加工頭能夠圍繞軸線轉動並且具有磨削工具。根據本發明，修整單元支撐在加工頭的樞轉軸線的區域中以使其能夠與加工頭一起繞公共樞轉軸線樞轉並且使它能夠沿樞轉軸線朝將要給修整的磨削工具移動。
文檔編號B24B53/06GK101898331SQ20101015123
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月7日 優先權日2009年5月29日
發明者阿洛伊斯·蒙特 申請人:利勃海爾-齒輪技術有限責任公司