专利名称：插齿机和制造或精加工齿轮的方法
技术领域：
本发明涉及用于制造或加工齿轮的插齿机，它包括刀具和装夹刀具的 加工头，其中，该加工头可沿加工方向的横向运动，以^吏刀具相对工件进 刀和退刀。本发明还涉及相应的齿轮制造或精加工方法。
背景技术：
在这种插齿机中，加工装置进行穿越工件的往复行程运动，结果，对 应于刀具形状和刀具穿过工件的路径产生了齿形结构。在这里，刀具和工 件围绕它们的轴线以齿轮啮合方式转动。为了避免刀具在反向行程中擦碰 工件，刀具在行程运动周期的反向行程中退刀并在加工行程中再进刀，为 此，装夹上刀具的加工头可以沿加工方向的一黄向运动。
在已知的插齿机中，通常借助不停旋转的凸轮、与行程驱动装置连接 的齿轮以及液压的或弹性的复位件实现刀具的退刀和进刀。例如德国专利
DE1627370公开了这样的插齿机。凸轮形状基本上决定了刀具路径。
这种已知机床的缺点是，在不更换凸轮的情况下，就无法改变刀具在 反向行程中的退刀路径。这是很重要的，这是因为为了减小冲击力和进而 改善插齿机的顺畅运转，精加工所需的退刀i 各径比粗加工所需的退刀路径 短。因为退刀方向在各种情况下都在变化，所以在从内齿轮到外齿轮的制 造工艺转变中，或在从外齿轮到内齿轮的制造工艺转变中，也需要更换凸 轮。因此，德国专利DE3809802公开了一种复杂的曲柄系统，其曲柄的长 度是可调的，并且曲柄与决定刀具路径的凸轮相关联。因此从机械角度讲， 可以通过设定曲柄长度至少部分地影响退刀路径。
不过，在加工行程中必须沿精确的路径引导刀具，这个精确的路径必 须对应于所期望的齿廓面方向。它可以是圆柱形、^>形或圆锥形的，或者 可以是这些可能形状的组合形式。可是，由于已知插齿机中的刀具路径仍 然由凸轮形状决定，所以为了产生不同的齿廓面方向以及在齿轮修整时， 也需要更换凸轮。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种插齿机和用插齿机制造或精加工齿轮 的方法。在该插齿机中，刀具在加工行程和反向行程中都可以按照任何期 望的可调路径被引导。此外，由机床的振动和弹性变形引起的齿轮误差得 到《奮正。
按照本发明，提供一种用于制造或加工齿轮的插齿机，它包括刀具和 装夹刀具的加工头，加工头能沿加工方向的片黄向运动，以^吏刀具相对工件
进给和退让，其特征是，设有直接驱动装置，它驱动加工头沿加工方向的
横向运动。
在这里，为普通的插齿机提供一种直接驱动装置，该直接驱动装置沿 加工方向的;f黄向驱动加工头运动。因此，可以在反向行程和加工行程中对
加工头的运动和进而刀具的运动加以直接控制，以1"更设定各种期望的路 径。因此，尤其可以省掉凸轮和液压复位件或弹性复位件，由此一来，可
得期望的齿廓面方向(圆柱形、球形、圆锥形或组合形状)，同时根据加 工类型(粗加工，精加工)和制造工艺(内齿轮或外齿轮)，可以在反向 行程中采用可变的退刀路径。
有利的是，直接驱动装置是电动机直接驱动装置，并且它的控制以电 子方式进行。因此，在往复行程运动中，电动机直接驱动装置允许准确引 导刀具，从而能借助电子装置如人所愿地控制刀具相对工件的进退。
直接驱动装置可以有利地驱动偏心轴，该偏心轴借助中间杆驱动加工 头沿加工方向的横向运动。结果，由直接驱动装置产生的旋转被直接转换 为加工头的并因而是刀具的横向于加工方向的运动。这允许刀具精确快速 地运动。
有利的是，加工头可旋转地支撑在支承点上，其中间杆处于加工头上 的支承点和刀具之间的一个位置。于是，加工头可以借助中间杆绕沿加工 方向的横向布置的一个轴线转动。
依据本发明的插齿机有利地具有设置在直接驱动装置上的测量装置， 它监测直接驱动装置的运动。这允许对加工头位置进行间接监测，由此允 许精确控制该直接驱动装置。
或者，测量装置也可以设置在偏心轴上，用于监测偏心轴的位置。
还有利的是，依据本发明的插齿机具有安置在加工头上的测量装置，
它监测加工头的^f立置。因此，可以直4妄监测加工头的4黄向运动，并且可以 依据所期望的刀具路径使加工头做轨迹运动。
还有利的是，本发明的插齿机具有安置在加工头上的测量装置和安置 在直接驱动装置或偏心轴上的测量装置。通过使用这两个测量装置，可以 在刀具导向方面获得更高的精度。特别是，也可以因此记录下并修正机床 的振动和弹性变形。
驱动加工头沿加工方向的横向运动的直接驱动装置是无刷扭矩电动 机，这是有利的。已经从现有技术中知道的这样的扭矩电动机的旋转比较 缓慢，它的特征是具有很高的加速度和非常好的精度。这样的扭矩电动机 的使用允许刀具准确运动，即便是在行程运动很快速的情况下。因此，特 别是插齿机的生产力也可以伴随着更高的可变性而增大。
本发明还包括一种用插齿机制造或精加工齿轮的方法，其中，通过直 接驱动装置使装夹刀具的加工头沿加工方向的横向运动，以便相对工件进 刀和退刀。从该方法中得到了上述的优点。
在依据本发明的方法中，直接驱动装置是电子控制的，这是有利的。 还有利的是，通过测量装置监测加工头的在加工方向的横向上的位置，并 且根据所期望的刀具路径追迹上述位置。
使用上述插齿才几中的 一个有利地实施此方法。
现在，参照附图来详细说明本发明。其中
图1表示根据本发明插齿机的一个实施例的透视图。
具体实施例方式
依据本发明的插齿才几的实施例具有刀具7,它被刚性连接在加工主轴 12上。加工主轴12又以流体静力学方式支撑在加工头8中。由于加工主 轴12的往复行程运动，所以刀具7以往复方式穿过工件6。工件6借助夹 具IO被夹固在工作台11上。在这个过程中，加工主轴12以及刀具7和 工件6以齿轮啮合方式同时绕其纵轴线转动。在行程运动中，通过加工主 轴12装夹刀具7的加工头8可以绕沿加工方向的横向延伸的一个轴线转 动地支撑在支承点9上，以便在行程运动中使刀具7进给向工件6和退离 开工件6。于是，通过加工头8绕由支承点9构成的转动轴线的运动，可
以Y吏刀具7沿力口工方向的4黄向运动。
为此，设置了根据本发明的直接驱动装置3，它驱动可旋转地支撑的 偏心轴1。借助中间杆2和销栓13，该偏心轴与加工头8相连接，并且该 偏心轴^f吏该加工头4青确地沿可i姿希望设定的路径运动，同时加工主轴12 带着刀具7以往复方式穿过工件6。因此在加工行程中，可以沿着能按期 望设定的路径引导刀具。在这里，在根据加工类型(粗加工，精加工)和 制造工艺(内齿轮或外齿轮)在反向行程中选择可变的退刀路径的同时， 出现了所期望的齿廓面方向(圓柱形、球形、圓锥形或组合形状)。
在直接驱动装置3上设有测量装置4，它测量该直接驱动装置的运动 或偏心轴1的位置。也可因此间接测量加工头的沿加工方向的橫向的位置。 为了能更精确地确定加工头的位置，此时可能也考虑振动以及加工头8的 运动和驱动装置之间相互作用的具体变化，还设置一个测量装置5,该测 量装置安置在加工头8上并因此直接监测加工头8的位置。于是，可以依 据所期望的刀具路径^吏该加工头追迹运动，由此一来，在例如由机床的振 动和弹性变形造成偏差的情况下，也可以获得高精度和快速反应。
在这里，直接驱动装置3是无刷扭矩电动机。这种转动相当緩慢的电 动机的特征是具有很高的加速度和极好的精度。为了控制或反馈控制该加 工头的位置，设有控制或反馈控制电子系统，它处理由测量装置4和5产 生的数据并相应控制直接驱动装置3。
权利要求
1.一种用于制造或加工齿轮的插齿机，它包括刀具(7)和装夹该刀具(7)的加工头(8)，该加工头(8)能沿加工方向的横向运动，以使该刀具(7)相对工件进刀和退刀，其特征在于，设有直接驱动装置(3)，该直接驱动装置驱动该加工头(8)沿该加工方向的横向运动。
2. 根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于，该直接驱动装置(3) 驱动偏心轴(1 ),该偏心轴^f昔助中间4干(2 )驱动该加工头(8 )沿该加工 方向的纟黄向运动。
3. 根据权利要求2所述的插齿机，其特征在于，该加工头(8)可旋 转地支撑在支承点(9)上，该中间杆(2)在该支承点(9)和该刀具(7) 之间的位置4妄合该加工头。
4. 根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于，该插齿机包括设置在 该加工头(8)上且监测该加工头(8)的位置的测量装置(5)。
5. 根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于，该插齿机包括设置在 该直接驱动装置(3 )上且监测该直接驱动装置(3 )的运动的测量装置(4 )。
6.根据权利要求2所述的插齿机，其特征在于，该插齿机包括设置在 该偏心轴(1)上且监测该偏心轴(1)的位置的测量装置。
7. 根据权利要求1或2所述的插齿机，其特征在于，该插齿机包括设 置在该加工头(8)上的测量装置(5)和设置在该直接驱动装置(3)或 该偏心轴(1)上的测量装置(4)。
8. 根据权利要求1所述的插齿机，其特征在于，该直接驱动装置(3) 是无刷扭矩电动机。
9. 一种利用插齿机制造或精加工齿轮的方法，其中，通过直接驱动装 置使装夹刀具的加工头沿加工方向的横向运动，以使该刀具相对工件进刀 和退刀。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该直接驱动装置是电 子控制的。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过测量装置监测该 加工头的沿加工方向的;f黄向的位置，并且依据所期望的刀具路径追迹该位置。
12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法利用根据权利 要求1至8中任一项所述的插齿机来实施。
全文摘要
一种用于制造或加工齿轮的插齿机包括刀具(7)和装夹刀具的加工头(8)，该加工头可以沿加工方向的横向运动，以使该刀具相对工件进刀和退刀。为此，设置直接驱动装置(3)，该直接驱动装置驱动该加工头沿加工方向的横向运动。本发明还涉及一种相应的用于制造或加工齿轮的方法，其中，通过直接驱动装置使装夹刀具的加工头沿加工方向的横向运动，以使刀具相对工件进刀和退刀。
文档编号B23F5/00GK101185982SQ20071016524
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月1日 优先权日2006年11月7日
发明者G·哈斯 申请人:利布赫尔齿加工技术有限公司