展成或加工内齿轮齿的方法、运动改变装置以及机床的制作方法_2

文档序号:9400364阅读:来源:国知局
线,工件主轴和刀具主轴之间的相对位置可以沿该第一线位移轴线改变,具有平行于工件的旋转轴线延伸的方向分量;第二线位移轴线,工件的旋转轴线和刀具的旋转轴线之间的距离可以沿该第二线位移轴线改变;以及旋转轴线,工件和刀具的各自旋转轴线之间的交叉角可以相对于该旋转轴线改变。机床的基本区别在于:可移动支承装置,根据上述构型之一的装置通过该可移动支承装置可以移动,具有平行于第一线位移轴线的运动的第一矢量分量以及尤其具有独立于并正交于第一矢量分量的第二矢量分量。
[0025]根据本发明的机床的优点是本发明方法的优点的结果,其中,机床设计成具有定位形成碰撞配对件的运动改变装置所需的运动轴线。
[0026]另外,在本发明的范围内,机床包括设计成控制在执行如上述方法导向的方面之一的方法的机床的控制装置。
[0027]本发明的另外的优点、区别特征和细节将从下列参照附图的描述中变得明显,其中,
[0028]图1示出包括机床的运动轴线的立体图;
[0029]图2示出图1的机床的一部分的水平剖视图;
[0030]图3示出图2的放大详图;以及
[0031]图4示出图3的进一步放大的部分。
[0032]在立体俯视图中,图1示出了机床的一部分,其中示出了机器的运动轴线。机床100设计成加工工件,其中,在工件上的齿轮齿展成通过刀具和工件之间的切削啮合发生,其中,工件和工具的各自轴线以一个角度相互交叉。在所示的实例中,机器用于内齿轮齿的刮削并且被称为刮削机。
[0033]刮削机100具有可旋转地支承在刮削机的机床上的固定位置的工件主轴2,其中,工件旋转的旋转轴线被标示为C。水平滑架4与刀具相关联,该水平滑架4可沿平行于工件主轴的轴线延伸的线位移轴线Z相对于机床移动。
[0034]水平滑架4承载另一水平滑架6,该水平滑架6可沿正交于滑架4的线位移轴线Z延伸的第二线位移轴线X移动。滑架4和6因此形成交叉滑动布置。
[0035]保持刀具主轴10的另一线性滑架8布置成具有绕平行于第二线位移轴线X延伸的旋转轴线A旋转的能力。可旋转滑架8的线位移轴线Y因此由绕A的转动的旋转位置确定。刀具绕平行于线位移轴线Y延伸的轴线B旋转。因此,借助绕轴线A旋转的能力,轴线的交叉角度被设置用来展成和加工工件的内齿轮齿。
[0036]在所示实例中,为工件主轴和刀具主轴各自的旋转C和B提供直接驱动。根据常例,沿X、Y、Z和绕A、B、C的运动在电脑数字控制(CNC)下进行。到目前为止所述的机床的构型属于已知技术现状。除了内齿轮齿或外齿轮齿的刮削外,机器还适合硬精加工操作以及剃刮(软剃)操作,在硬精加工操作中轴线以一个角度交叉。
[0037]然而,刮削机100包括相对于平面的另一运动装置,该平面由工件主轴和刀具主轴的各自轴线C和B限定,与刀具滑架装置4、6、8相对。该另一运动装置与滑架14实现为交叉滑动装置12、14,其中滑架14沿平行于第一线位移轴线Z延伸的第四线位移轴线TA可移动地被约束在机床上。水平滑架14进而承载另一水平滑架12,该水平滑架12的线位移轴线X2平行于第二线位移轴线X延伸,作为刮削机100的第五线位移轴线。虽然未严格要求,但轴线TA和Z的平行以及X2和X的平行是有利的。在该实施例中,重要的是,滑架12、14之一可以进行具有平行于第一线位移轴线Z的矢量分量的运动,而滑架12、14的另一个可以进行具有在第二线位移轴线X的方向上的矢量分量的运动。滑架12和14的驱动机构类似地在刮削机100的CNC控制下运行。
[0038]如从图2可以更清楚看到,可沿轴线X2移动的滑架12具有径向延伸、即沿方向X2延伸的臂16,臂16向被夹到刀具主轴上的刀具50伸出。臂16在该布置中被给定足够小的轴向尺寸,使得在图2所示的位置上,刀具或刀具主轴和臂16之间没有发生接触。
[0039]运动改变装置可松开地附连到臂16,其设计和功能在下面借助于图3和4的放大示意图描述。
[0040]在图3和4中,将有内齿轮齿形成在其上的工件用附图标记20标示。关于工件20的内齿轮22,附图标记24标示位于轴向剖面上的齿,该轴向剖面形成图4的图平面。在图2至4中示出到内齿轮22的左边并且紧邻后者,凹槽26形成在工件20上,使得由工件径向包围的空间40在该位置径向延伸。在凹槽26的后边界,工件20因此具有环形壁28,空间40因环形壁28而具有互补变窄锥形。关于由工件包围的空间40,在该区域中的空间部分48的直径因此小于轴向位于空间部分48和空间部分42之间的空间部分46的直径,空间部分42由内齿轮界定。
[0041]如图2可以看见的,臂16支撑可松开附连装置,该可松开附连装置根据其功能在下面被称为切肩止挡件30。切肩止挡件30具有带孔的底部部分32,切肩止挡件通过该孔借助诸如螺丝的紧固件连接到臂16。邻接于底部部分32,切肩止挡件的颈部部分34沿轴向方向延伸穿过空间40的部分42,刮削刀具50的外齿轮齿52位于该部分42中。因此,在加工过程中,工作刀具50以及切肩止挡件30同时存在于由内齿轮22包围的空间42中。
[0042]布置在颈部部分34的自由端的是切肩止挡件30的头部部分36,头部部分36径向向外突出并且因此伸进工件20的凹槽26,如可以在图4中更清楚看见的。在所示实例中,切肩止挡件30的头部部分36封闭凹槽26并且在该位置处将空间部分46从另外可用自由空间变成堵塞空间。
[0043]下面是切肩止挡件30的功能描述:
[0044]在刀具50相对于工件20被带到图3所示的位置之前,如由待进行的加工过程所要求的,切肩止挡件30通过沿位移轴线TA和X2移动滑架14和12而被带到图3所示的位置,而刀具50仍在其缩回位置。沿轴线TA的运动在滑架12从图3所示的位置沿向工件轴线的方向径向离开的情况下发生。仅在头部部分36已经到达直接面对凹槽26的位置之前,滑架12径向向外移动直到头部部分36封闭凹槽26抵靠环形壁28。
[0045]在切肩止挡件30已经由此移动到位之后,或者在任何情况下,在有足够剩余自由空间在切肩止挡件定位在自由空间40中之后可用来将外齿刀具50移动到位之后,刀具50与工件20如在传统刮削过程通过旋转工具和刀具一样通过相对于可用轴线的可控运动工作啮合以展成内齿齿轮22。
[0046]没有切肩止挡件30,加工过程中产生的切肩的一部分不会通过被提供来穿过空间部分48吹出切肩的压缩空气射流(未在图中示出)从自由空间40去除,而是会止于凹槽26中并且不再清扫壁28,因为它们经受高转速和由于工件的高转速而产生的离心力。累积在凹槽26中的切肩最终会到达刀具50的工作区,并且因此,当前展成的工件以及刀具会被损坏乃至破坏。这也是为什么具有向下呈锥形的自由空间的工件不能事先通过刮削生产的原因。
[0047]然而,由于切肩止挡件30平行于工件移动到位的结果,头部部分36在对应方位角位置处堵塞凹槽26。这具有如下后果:可能累积在凹槽26中的任何切肩会与切肩止挡件30碰撞,使得因为切肩质量的数量级小于切肩止挡件质量的数量级,所以其方位角速度与其之前的快速度相比将显著减低,甚至在撞击面已经形成之后降到接近零的水平。因此,作用在切肩上的离心力有效地降到零,并且切肩同样靠正在使用的压缩空气的作用从自由空间40移动尚开。
[0048]虽然未在图中示出,头部部分36的撞击面可以以如下的方式相对于
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