专利名称：加工经过粗加工的有齿工件如齿轮的方法和机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加工经过粗加工的有牙或有齿工件、尤其是齿轮的方法和机床。
粗加工的有齿或有牙的工件在所有技术领域中都有使用。在许多情况下，轮齿经过粗加工并在热处理后由例如磨削形成。在自动加工的情况下，存在寻找粗加工的轮齿间隙的问题，此间隙可以使一个例如可以是一个磨轮或一个磨削齿轮的加工刀具无碰撞地进入。在目前的机床中，只有一个轴用于夹紧工件，这样是通过公知装置例如一个感应传感器扫描轮齿的外径来解决以上问题。在此所谓的对工件操作中，工件轴通常比机床的转数小，以测量所有或至少几个齿翼的实际位置，包括右以及左齿翼。在随后的测量过程中，取得实际位置的平均值，以平衡变化的测量偏差或隐性误差。用此方式取得的位置标定为控制目标值，以使加工刀具进入齿隙的中部。此后可以开始实际的加工步骤。
在根据连续磨削原理进行工作的机床中，在加工开始之前，在磨削齿轮进入工件的齿隙之前工件轴仍然首先必须加速到加工速度并与磨轴的角位置同步。
所有这些单独的过程，即工件变换、齿翼位置测量、平均值计算、工件转入目标位置中以及加工速度的加速都是非生产性时间，这使得磨削工件成本较大。
为了在连续进行磨削中磨削齿轮，需要具有大量NC轴的磨床。磨削齿轮的整形在常规整形设备中仍然需要多个另外的整形NC轴。减少轴的数量则减少加工成本以及必须加在磨削工件上的附加成本。
本发明的目的是减少粗加工有齿或有牙工件的精加工成本。
此目的由本发明取得，本发明的一个方面是针对一种用于在一个精加工机床上加工粗加工的有齿工件的方法，其中机床包括一个机座，一个可以在所述机座上移动的第一刀架，一个安装在第一刀架上用于夹紧一个精加工刀具的工具轴，一个可移动地位于机座上并可以移入至少两个位置中的支架，至少两个可转动地安装在支架上并且每一个都由一个电机驱动的工件轴，以及至少两个对中探测器，其中在支架到达一个未加工部件与刀具啮合的位置之前，在新放置到一个工件轴上的未加工工件上进行刀具无碰撞进入工件齿隙中所必需的对中操作。
在本发明的另一个方面中，此目的由一种用于加工粗加工有齿工件的机床实现，机床包括一个机座；一个用于夹紧一个精加工刀具的刀具轴，所述刀具轴可以绕一第一轴线转动并由一第一电机驱动；一个可以由一第二电机移入至少两个位置中的支架；至少两个用于每个由一第三电机夹紧一工件的工件轴，工件轴在支架上彼此隔开一段距离定位用于绕两个第二轴转动，其中两个工件轴每个都连接在一个转动解码器上；至少一个对中探测器，用于测量在支架上的一个位置之外一个工件的齿轮齿根面，其中此工件可以与精加工刀具啮合。
本发明的其他目的从以下说明书中可以显而易见。
以下将参照附图描述本发明的一个优选实施例，其中
图1示出一个磨齿机的示意性俯视图。
图2示出一个示意性的侧视图。
图3示出沿图2中III-III线的一个剖视图。
一个带有一磨头3的磨轨2滑动引导在一个机座1上，磨轨2支承一个磨削齿轮4。磨削齿轮4加工一个夹紧在工件轴6a上的工件5，其中工件轴6a可转动地支撑在一个转盘7上。第二工件轴6b位于转盘7上，第二工件轴6b一方面起在加工工件5的过程中使用一个搬运器10把一个已加工工件8a换成一个未加工部件8b的作用；但另一方面，根据本发明，它还进行对中而没有时间损失。对中由装置在转盘上的传感器9a或9b进行，这取决于工件轴6a，b是处于磨削还是搬运位置。只要完成搬运过程而且一个新的未加工部件8b已夹紧在工件轴6b上就开始进行对中。尤其是对于如今很短的加工时间，这意味着对于对中不会浪费生产时间，因为对中在工件5上的磨削过程或转盘7的转动过程中是一个实际并行的过程。
可以通过在转盘转动过程中在两个工件轴6a，b上迭加一个额外的转动而取得对非生产性时间的进一步减少，此转动与转盘的运动相对应，但表现为与转盘的运动同步，而使工件啮入或啮出磨削齿轮而不会碰撞。在此过程中，在磨削之后和在开始磨削新的工件之前需要的磨轨2的一个回收和向前运动只需要很小的变动，以引起在磨削新的未加工工件8b所允许的材料量。另外不用在工件轴的转动上迭加一个额外的转动，而是可以在磨削轴上迭加一个额外的转动。
从图2中可见，磨轨2是一个横刀架。第一刀架15可以垂直于磨轴17的轴线16在一个进给方向x中在底座1上移动，并由一个带有一行程传感器19的伺服电机18移动。在刀架15上，可转动地安装一个支架20，并且支架20可以由一个轴21绕一个垂直交叉于轴线16的轴线22枢轴转动。轴21可以具有一个手动设置装置，用于倾斜角，或如图所示具有一个带有转动解码器24的伺服电机23。在支架20上，一个第二刀架25可以平行于轴线16移动。磨削齿轮4的此y方向运动用于变速。刀架25由一个带有转动解码器27的另外的伺服电机26移动。在刀架25上可转动地安装磨轴17，并且磨轴17由一个带有转动解码器30的伺服电机29驱动。
轴6a，b也都由一个带有转动解码器32a，b的伺服电机31a，b驱动并绕轴线33a，b转动。转盘7固定在一个轴35上，轴35可以绕轴线34转动地支撑在底座1上，轴线34平行于轴线33a，b。轴35由一个伺服电机36驱动并连接在一个转动解码器37上。
所有的电机、转动解码器和行程传感器都连接在一个控制装置38上。
为了取得在工件5的轴线方向(z方向)中加工齿轮齿宽所需要的工件5和刀具4之间的相对运动，工件轴6a，b都可转动地支撑在一个刀架41a，b上，每个刀架都在z方向中可滑动地支撑在转盘7上，刀架导轨具有一个限制刀架41a，b向下运动的下挡块42。在每个刀架41a，b上一个滚子43可以围绕一个水平轴转动。在刀架41a处于磨削位置的情况下，另一个刀架44可以移动地在与轴33a，b和34倾斜的方向中安装在底座1上。刀架44也由一个带有转动解码器46的伺服电机45移动。一个水平滚动表面47垂直于轴33a，b。在由电机45向前驱动刀架44时，滚子43在表面47上驱动并且刀架41a从其挡块42上抬起并在z方向中变速。只要刀架44不被拉回到其中滚子43提离表面47的其起始位置转盘7的转动就被锁住。
由于z刀架41a，b与横刀架15，25分开，则可以以一种更简便、更刚性和不用占很大体积的方式进行。以此方式，则减少制造成本和空间要求。只需要一个单独的驱动装置用于两个z刀架41a，b，这样也可以减少成本。
在转盘7上安装另外一个整形装置54。它包括一个电机55，电机55带有其上安装有一个整形盘57的输出轴56。整形盘57可以例如根据DE-A-19624842形成。整形装置54还可以由一个未示出的电机绕一个垂直于轴56的轴线的轴线58枢轴转动。这样转盘7移动进入三个位置，即进入未示出的第一位置，其中齿轮5与磨削齿轮4啮合；进入一个转动180°与齿轮8啮合的位置；以及进入一个转过90°由整形装置54整形磨削齿轮4的位置中。
因为与常规整形过程相反的整形在与齿轮5啮合的相同位置进行，由于可以自动补偿偏离磨削齿轮4的圆形路径则可以取得较高的整形精度。整形可以用磨削所必须的NC刀架轴x，y，z进行，做为选择也可以用另外的整形装置54围绕轴线58的枢轴转动进行。
与所示的实施例不同，两个工件轴6a，b的支架7不是围绕轴34转动，而是可以线性滑入两个或三个位置中。但在此实施例中必须有两个搬运器10。
如果可以排他地取得齿轮8的对中同时转盘7保持静止，则在齿轮5的磨削过程中，在特定情况下充足的齿轮8上，还可以使用一个单独的对中探测器9，在此情况下探测器9刚性安装在机座1上。
本发明的方法可以用除了圆柱磨削齿轮4以外的其他磨削刀具实施，例如磨盘，其中在此情况下，齿轮5进行分离，或使用球面磨削齿轮，对此在相同的时间沿其整个宽度加工齿轮5。另外可以在其他的齿轮精加工操作中实施本发明，例如珩磨或剃齿，其中刀具必须与粗加工的有齿或有牙的工件啮合。在这些情况下磨削齿轮4由一个珩磨轮或剃齿齿轮代替。
权利要求
1.一种用于在一个精加工机床上加工粗加工的有齿工件的方法，其中机床包括一个机座，一个可以在所述机座上移动的第一刀架，一个安装在第一刀架上用于夹紧一个精加工刀具的工具轴，一个可移动地位于机座上并可以移入至少两个位置中的支架，至少两个可转动地安装在支架上并且每一个都由一个电机驱动的工件轴，以及至少两个对中探测器，其中在支架到达一个未加工部件与刀具啮合的位置之前，在在新放置到一个工件轴上的未加工工件上进行刀具无碰撞进入工件齿隙中所必需的对中操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在支架的运动过程中在相对于与支架运动同步进行的刀具轴转动的工件轴的转动上迭加一个额外的转动，这样产生一个生成运动，使工件无碰撞地进入或脱离精加工刀具的区域。
3.一种用于加工粗加工有齿工件的机床，包括一个机座；一个用于夹紧一个精加工刀具的刀具轴，所述刀具轴可以绕一第一轴线转动并由一第一电机驱动；一个可以由一第二电机移入至少两个位置中的支架；至少两个用于每个由一第三电机夹紧一工件的工件轴，工件轴在支架上彼此隔开一段距离定位用于绕两个第二轴转动，其中两个工件轴每个都连接在一个转动解码器上；至少一个对中探测器，用于测量在支架上的一个位置之外一个工件的齿轮齿根面，其中此工件可以与精加工刀具啮合。
4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，对每个工件轴提供一个单独的对中探测器，而且对中探测器安装在支架上。
5.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，支架可以绕一第三轴线转动，而且第二轴线和第三轴线彼此平行。
6.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，还包括一个自动工件交换器，以在一个工件轴上将一个完成了的加工好的工件换成一个未加工的工件，在所述工件轴上工件处于一个不与刀具啮合的位置中。
7.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，还在支架上安装一个用于整形刀具的整形装置，而且支架可以移入至少三个位置中，其中在一个这些位置中使整形刀具可以对刀具进行整形。
8.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，工件轴可以转动地安装在一个第一刀架上，刀架可以平行于支架上相应的第二轴线移动，每个第一刀架包括一个支架部件，在此刀架的工作位置支架部件与在机座上可以移动的第二支座配合。
全文摘要
一个磨削齿轮(4)在一个磨轴上以一种转动方式驱动。在一个转盘(7)上,两个工件轴(6a,b)彼此以一个间距定位并以转动方式驱动。一个工件(5)由磨削齿轮(4)磨削,而在另一个轴(6b)上一个被磨削了的工件(8a)由一个搬运器(10)换上一个未加工的部件(8b)。每个轴(6a,b)具有一个相应的对中探测器(9a,b)。根据探测器的信号和一个控制机构使新夹紧的工件(8b)在转盘(7)转入齿轮(8b)可以与磨削齿轮(4)啮合的位置之前对中。以此方式可以大大减少非生产时间。
文档编号B23F23/12GK1330579SQ99814456
公开日2002年1月9日 申请日期1999年12月8日 优先权日1998年12月14日
发明者阿尔明·费赛尔 申请人:雷肖尔股份公司