专利名称：切齿机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于磨削工件的内部轮廓或外部轮廓的切齿机，该切齿机具有加 工头和修整单元、特别是共用修整单元，该加工头布置在可枢转的安装表面上并设有磨削 工具，该修整单元具有用于修整已安装的外部或内部磨削头的磨削工具。例如，这里可将蜗 杆砂轮或磨削盘用作磨削工具。为了实现或保持磨削工具精确的平衡运转以及恰当的几何形状，该磨削工具必须 借助于修整的方式成形并不定期地予以磨快。另外，修整用于对该磨削工具进行修型和/ 或校准。它还具有将杂质以及已经变钝的粒面层从砂轮中取出并由此露出锐利的颗粒的目 的。在这方面，令人满意的是可利用合适的修整工具在磨削机中的可能的位置、可选择地在 磨削过程期间来执行该修整过程。这个所谓的连续修整是修整的特殊形式。
背景技术：
DE297 17 193 Ul描述了一种用于制造齿轮的内部轮廓的磨削头。该图1示出了 具有能够在工作位置与修整位置之间通过枢转装置往复枢转的内部磨削头的整机。详细 地，图2a示出了能够在其中加工齿轮的内部轮廓的加工位置。现在为了修整齿轮盘，将臂 在磨削头扣件的方向上向上并向后枢转并且在那里由修整轮进行修整。该实施方式的缺点 是必须存在枢轴以使磨削盘在修整时的位置与在磨削时的位置不同，并且枢转轴承的精度 会由此影响磨削结果。该发明的另一缺点是磨削臂的长度以及由此内部齿型结构的最大可 磨削宽度受限于枢转机构。DE 103 29 724 B4涉及一种用于制造内部轮廓的磨削头。在这方面，描述了一种 具有相关联的修整装置的专用内部磨削头。在这方面，该修整装置能够相对于磨削盘在竖 直方向上移动，并且该磨削盘能够在横切于磨削盘的竖直方向布置的方向上相对于修整方 向移动。该发明的缺点是该修整装置仅能够用于内部磨削头，并且在磨削过程期间磨削盘 的磨削角度必须回到用于修整的基本位置。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于磨削带有直齿和斜齿结构的内部和外部轮廓 的切齿机，这种直齿和斜齿结构装备有用于轮廓的外部修整以及内部修整的修整单元并且 其避免了上述切齿机的缺点。此外，磨削工具到用于其修整的基本位置中的枢转应该不再 是必须的。本发明的又一目的是为技术人员提供用于修整用于内部轮廓或外部轮廓的磨削 工具的方法。该目的通过具有权利要求1所述特征的一种用于磨削外部轮廓或内部轮廓的切 齿机来实现。据此，该切齿机具有布置在安装表面上并设有磨削工具的加工头，且特别地该 切齿机具有用于修整已安装的外部或内部磨削头的磨削工具的公共修整单元，并且，该切 齿机具有用于枢转磨削工具的回转轴承，并且该修整单元支撑于枢转轴线的转动中心并且 能够与磨削工具一起围绕公共枢转轴线枢转。
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通过使修整单元与磨削工具一起枢转，不再需要使磨削工具枢转回到用于修整的 指定位置中，即，回到基本位置中。因此，根据本发明的所述切齿机无需提供用于使磨削工 具在修整单元的方向上枢转的附加枢轴，由此，避免了磨削工具在修整时以及在磨削时的 位置不同并且因此枢转轴承的精度会影响磨削结果。在实施方式的变型中，用于使磨削工具枢转的回转轴承以及修整单元设于机体 处，并且磨削工具能够经由枢轴在可枢转的安装表面及安装于其上的加工头的上方枢转。 在这方面，有利的结果是能够以与安装在安装表面上的加工头无关的方式将公共修整单元 用于修整磨削工具。例如，安装在安装表面上的内部磨削头能够例如由切齿机的修整单元 进行修整，并且内部磨削头与外部磨削头的对换不需要对修整单元进行任何进一步的改 变。在齿轮的生产过程中，这显著缩短了转换根据本发明的切齿机所花费的时间。给出一种根据本发明的切齿机的替代实施方式，其在于，用于枢转磨削工具的回 转轴承设于磨削盘侧的加工头的端部，并且修整单元同样设于磨削盘侧的加工头的端部， 由此修整单元以及磨削工具能够围绕公共回转轴线枢转。在这方面，它是借助于根据本发 明的切齿机，用于准备内部轮廓的加工头的特定实施方式的变型。特别带有大型内部工件 直径的内部齿型结构，可将内部磨削头构建成如此大型以致于可使用于枢转磨削盘的回转 轴承从该磨削头的悬吊位置向下移动到内部磨削头的尖端中。此外，在本发明的该实施方 式中，可将修整装置定位在该枢轴内。从而同样能够在磨削内部齿型结构期间执行连续的 修整过程。该修整单元有利地能够以线性方式从枢转轴线的转动中心朝相应的用于修整的 磨削工具移动。在这方面，使修整单元从转动中心，即，在特定的情况下从回转轴承开始，在 磨削工具的方向上沿转动轴线移动。在这方面，仅需要修整单元的运动以用于修整该磨削 工具从而使该磨削工具不必移出其原始加工位置。从而能够避免在磨削工具从修整位置到 加工位置中的返回运动中的不精确性。以另一有利的方式，该修整单元能够在磨削盘或蜗杆砂轮的轴向上移动。由此该 修整单元能够朝对应的磨削工具侧向移动，直到该修整单元接触磨削工具的表面。同样能够想到的是，在这方面，该磨削工具还能够在修整单元的方向上沿其轴向 移动。然而，这仅代表了修整单元在磨削工具的轴向上的移动的一种备选方案，并且优选地 试图将磨削工具在其加工位置处保持稳定。由于根据本发明的切齿机的该优选实施方式， 不必将磨削工具移出其加工位置用于修整，由此避免了可能由磨削工具从修整位置到加工 位置中的返回运动所产生的工件加工中的不精确性。修整单元有利地设有至少一个单独的修整轮。可以想到的是，在这方面，可使两个 单独的修整轮以线性方式沿枢转轴线移至相应的磨削工具，并且这两个修整轮能够在磨削 工具的轴向从右侧及左侧朝磨削工具的表面移动。因此，磨削工具能够由修整单元同时从 两侧或在其左侧齿面上以及在其右侧齿面上进行修整。切齿机可具有用于磨削外部轮廓以及内部轮廓的控制器，所述控制器使得能够自 动控制外部轮廓和内部轮廓的磨削过程以及修整所使用的相应的磨削工具。在这方面，该 控制提供了对于加工相应工件的自动执行，并且将修整过程设置成或平行于利用磨削工具 对于工件进行的加工过程或设置成由修整过程的自动执行来中断实际的加工过程。控制器有利地具有用于控制切齿机的对应的软件，并且仅一种程序或程序部分对于修整用于磨削外部轮廓和/或内部轮廓的磨削工具是必须的。因此，同样实现了，在更换 用于磨削外部轮廓或内部轮廓的根据本发明的切齿机的加工头时，不必采取用于使修整单 元与更换的加工头相适应的措施。本发明还示出了一种适于操作用于磨削外部轮廓或内部轮廓的前述切齿机的方 法。在这方面，这种方法具有用于修整磨削工具的下列操作阶段1.使修整单元在线性方向上沿枢转轴线朝磨削工具移动；2.使修整轮或至少两个修整轮在磨削工具的轴向上移动；3.在每种情况下均从右侧或从左侧使修整轮或多个修整轮接合至磨削工具的表4.在修整过程期间，沿磨削工具的齿面线控制1.以及2.的运动。通过适当控制 修整单元沿两个轴的运动，几乎任何想得到的轮廓都是可能的。因此也能够实现轮廓磨削 所部分需要的诸如复杂的齿面线修型。此外，另外可以使磨削工具在至少一个修整轮的方向上沿轴向移动，从而在修整 过程期间节省时间。用于在根据本发明的切齿机中修整磨削工具的所述方法有利地由NC控制器控 制。修整器必须执行的运动在修整外部砂轮或内部砂轮时是完全相同的。由于仅需一种用 于修整过程的程序，因此这在软件方面提供了一些优点。此外，几乎任何想得到的轮廓均能 够通过对修整轮的两个运动轴进行的NC控制来实现。由于根据本发明的用于操作根据本发明的切齿机的方法，在外部轮廓的磨削过程 期间，磨削工具能够由修整单元进行连续修整。在这方面，开发出不必将磨削工具移到修整 位置中的优点。情况是这样，使修整单元朝用于修整的磨削工具移动，由此该磨削工具能够 由修整单元在磨削过程期间进行修整。这个实质的优点由根据本发明的切齿机的特征产 生，该切齿机具有用于枢转磨削工具的回转轴承并且该修整装置支撑于磨削工具的枢转轴 线的转动中心并且与磨削工具一起围绕公共转动轴线枢转。因此，该修整单元与磨削工具 一起在工件的加工过程期间枢转，由此两个砂轮，即，磨削工具以及修整轮总是平行。在修整用于磨削内部轮廓的磨削工具期间必须遵循一些特定的特征。在磨削内部 轮廓期间，使磨削工具有利地向上或向下移出齿型结构用于进入到下一间隙中进行另一周 期性工作，并且将修整过程控制成使磨削盘或蜗杆砂轮总是由修整单元在其上部位置中进 行修整。在这方面，由于整个内部磨削头以及修整装置一起枢转，因此附加的枢转运动也并 非是必须的。该构造形状优选地选择成齿型结构带有较小的内部直径。在内部轮廓的磨削过程期间，磨削工具通过修整单元进行连续修整的方法能够有 利地在用于磨削外部轮廓或内部轮廓的切齿机上执行，该切齿机具有设于磨削盘侧的加工 头的端部处的回转轴承，用于枢转磨削工具。在这方面，整合在用于内齿切削的加工头中的 修整单元向前移动到将要被加工的工具的内部空间中，由此使连续的修整过程成为可能。
本发明的其它的特征、细节以及优点源自参考附图所示的实施方式。这里示出 了 图1 根据本发明的未安装加工头的切齿机；
图2 根据本发明的带有已安装的用于磨削外部轮廓的的加工头的切齿机；图3 根据本发明的带有已安装的用于磨削内部轮廓的加工头的切齿机；图4 修整过程期间的图2的根据本发明的切齿机；图5 修整过程期间的图3的根据本发明的切齿机；以及图6 根据本发明的切齿机的改进实施方式。
具体实施例方式将参考图1更详细地说明切齿机的总体设计。它具有用于安装工具接收器的机床 工作台5，并且可将工件夹持在所述机床工作台上。在这方面，机床工作台5能够围绕轴线 C转动，该轴线C有利地以垂直的方式定位。然而，作为替代，也可以使用水平定位的工件接 收器。切齿机1还具有用于安装加工头2、7(分别参见图2及图3)的一个或多个安装表面 9。可将用于加工工件的外部轮廓的外部磨削头2或用于加工另一工件的内部轮廓的内部 磨削头7安装在切齿机1上(分别见图2及图3)。在相应的加工头2、7上可夹持有一个或 多个磨削工具6、8。在这方面，磨削工具6、8设为通过马达11围绕转动轴线B转动，并且磨 削工具的转动轴线B能够在平行于机床工作台5的转动轴线C延伸的平面中枢转。为此， 安装表面9并且由此相应的加工头2、7能够围绕枢转轴线A枢转(参见图1)，枢转轴线A 垂直立在一平面上，磨削工具6、8的转动轴线B在该平面中延伸并且该平面又垂直于机床 工作台5的转动轴线C延伸。安装表面9还能够在其转动轴线B的方向上，即，沿箭头V以 线性方式移动。另外，安装表面9能够在平行于机床工作台5的转动轴线C的方向，S卩，沿 箭头Z以线性方式移动。该安装表面还能够在垂直于机床工作台5的转动轴线C的方向， 即，沿箭头X以线性方式移动，以使磨削工具6、8朝夹持在安装于机床工作台5上的工件接 收器中的工件移动或远离其移动以实现直接修正。根据本发明的切齿机1还具有修整单元3，该修整单元3能够以与已安装的加工头 2、7无关的方式修整加工头2、7的磨削工具6、8。在这方面，修整单元3能够与安装表面9 或已安装的加工头2、7 —起围绕枢转轴线A枢转，该枢转轴线A垂直立在一平面上，磨削工 具6、8的转动轴线B在该平面中延伸，并且该平面又垂直于机床工作台5的转动轴线C延 伸。此外，布置在枢转轴线A上的修整单元3可在箭头X2的方向上沿枢转轴线A以线性方 式移至相应的磨削工具6、8用于修整。为此，将它布置在轴向支架上。在这方面，安装表面 9具有开口 13，修整单元3能够穿过该开口 13在已安装的磨削工具6、8的方向上沿枢转轴 线A从机架12开始移动。修整单元3还设置有两个单独的修整轮4，修整轮4设为通过另一马达围绕与所使 用的磨削工具6、8的转动轴线B平行的转动轴线转动。根据本发明的切齿机1确保磨削工 具6、8以及修整轮4的转动轴线总是以与机器运动的自由度无关地彼此平行延伸。从而避 免在加工位置与修整位置之间移动时存在不希望有的枢转运动。另外，两个修整轮4能够 沿轴线V2 (图2)移动，并且两个修整轮4能够在V2方向上一起或单独移动。图2示出了在安装表面9上安装有外部磨削头2的切齿机1。在这方面，外部磨削 头2具有磨削工具6，该磨削工具6用于磨削夹紧在安装于机床工作台5上的工件接收器中 对应工件的外部轮廓或外部齿型结构。在这方面，所用的磨削工具6设为通过马达11围绕 转动轴线B转动。从图2中还能够看出，切齿机1处于磨削加工过程中。在这方面，根据本
7发明的修整单元3处于被移进的状态中，在这种状态中，修整单元3被定位成最靠近于安装 表面9后以及开口 13后的机体。在图3中，将根据本发明的切齿机1示出为在安装表面9上安装有内部磨削头7。 在这方面，安装表面9以及已安装的内部磨削头7围绕枢转轴线A逆时针枢转。修整单元 3同样处于被移进的状态中位于安装表面9的后面，并且可以看出，修整单元3同样以与内 部磨削头7同步的方式围绕枢转轴线A逆时针枢转。从而将修整轮4以及磨削盘8的环形 表面定位在平行的表面上。将参考图4、5对根据本发明的用于修整内部磨削头或外部磨削头的磨削工具6、8 的方法进行说明。在这方面，图4示出了在X2方向上沿枢转轴线A朝磨削工具6移动的修 整单元3。此外，两个修整轮4沿轴线V2在所有的情况下均从右侧和/或左侧朝磨削工具 6的表面移动。磨削工具6的修整过程现通过围绕平行延伸的修整轮4的转动轴线与磨削 工具6的转动轴线B的转动而发生。几乎任何想得到的轮廓都是由修整轮沿V2、X2方向的 特定运动借助于所实施的NC控制而产生的。因此诸如在轮廓磨削中部分需要的复杂的轮 廓修型也是可能的。在图5中示出了用于已安装的内部磨削头7的切齿机1的对应的修整过程。如果两个加工头2、7各自单独的磨削工具6和8的两个转动轴线B是完全相同的， 即，如果它们在空间中具有完全相同的位置，则在修整外部磨削盘或内部磨削盘期间，修整 单元所必须执行的运动就是完全相同的。由于只需要一个用于修整过程的程序，因此这为 控制软件的准备提供了 一些有利条件。在图4中所示的根据本发明的具有已安装的外部磨削头2的切齿机1的变型实施 方式中，在磨削过程期间，连续的修整过程是可能的。在根据本发明的具有已安装的内部磨削头7的切齿机1中，在修整内部磨削盘8 期间，必须遵循一些特定的特征，如图5中所能够看到的那样。在这方面，在于单独的零件 加工中磨削内部轮廓期间，磨削工具8向上或向下，S卩，沿箭头方向Z移动用于从齿型结构 的外部进入到下一间隙中进行另一周期性工作，以使磨削工具8不与齿根面相撞。如果修 整过程是受控的以使修整同样总是发生在上部位置中，则仅在上面需要微小的附加路径以 为位于工件上方的修整单元3提供足够的自由空间。由于整个内部磨削头7以及修整单元 3 一起枢转，因此附加的枢转运动动并不是必须的。图6示出了根据本发明的具有其上夹持有磨削工具8的大型内部磨削头7的切齿 机1的替代实施方式变型。与前述实施方式中的部件相同的部件在图6中具有相同的附图标记。
权利要求
一种用于磨削工件的外部轮廓和/或内部轮廓的切齿机(1)，所述切齿机(1)具有至少一个加工头(2、7)并具有修整单元(3)，所述至少一个加工头(2、7)能够围绕轴线(A)转动并具有磨削工具(6、8)，其特征在于所述修整单元(3)支撑在所述加工头(2、7)的枢转轴线(A)的区域中，以使它能够与所述加工头(2、7)一起围绕公共枢转轴线(A)枢转；并且，它能够沿所述枢转轴线(A)朝将要被修整的所述磨削工具(6、8)移动。
2.根据权利要求1所述的切齿机(1)，其特征在于，在机架(12)中布置有回转轴承，用 于使带有所述磨削工具(6、8)的所述加工头(2、7)枢转；并且，所述修整单元能够经由轴向 支架在所述回转轴承的转动中心的区域中沿所述枢转轴线(A)移动。
3.根据权利要求2所述的切齿机(1)，其特征在于，所述回转轴承布置于所述磨削盘侧 的所述加工头(2、7)的端部；并且，所述修整单元(3)同样布置于所述磨削盘侧的所述加 工头(2、7)的端部，由此，所述修整单元(3)以及所述磨削工具(6、8)能够绕公共转动轴线 (A)枢转。
4.根据权利要求1到3中的一项所述的切齿机(1)，其特征在于，所述修整单元(3)具 有至少一个修整轮(4)，所述至少一个修整轮(4)能够在沿所述磨削工具(6、8)的所述转动 轴线⑶的方向(V2)上移动。
5.根据权利要求1到4中的一项所述的切齿机(1)，其特征在于，所述磨削工具(6、8) 能够沿它的转动轴线(B)移动。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的切齿机(1)，其特征在于，所述至少一个修整轮 (4)能够在所述磨削工具(6、8)的转动轴线(B)的方向(V2)上从右侧和/或左侧朝所述磨 削工具(6、8)的表面移动。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的切齿机(1)，其特征在于，设有一种控制器，所 述控制器使得能够自动控制外部轮廓以及内部轮廓的磨削过程以及对所使用的相应的所 述磨削工具(6、8)进行的修整。
8.根据权利要求7所述的切齿机(1)，其特征在于，所述控制器具有仅带有一种用于修 整磨削工具(6、8)的程序或程序部分的对应软件，所述磨削工具(6、8)用于磨削外部轮廓 或磨削内部轮廓。
9.一种用于操作根据权利要求1到8中的一项所述的切齿机(1)的方法，所述方法具 有下述用于修整磨削工具(6、8)的步骤a.使修整单元(3)沿枢转轴线(A)在线性方向(X2)上朝所述磨削工具(6、8)移动；b.使至少一个修整轮(4)在沿所述磨削工具(6、8)的转动轴线(B)的方向(V2)上移动；c.在所述磨削工具(6、8)的表面上在每种情况下均从右侧或左侧接合所述至少一个 修整轮⑷，其中，在所述修整期间，沿所述磨削工具(6、8)的齿面线控制根据所述步骤a以及b的运动。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，另外使所述磨削工具(6、8)沿所述转动 轴线(B)在所述至少一个修整轮(4)的方向上移动。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其特征在于，所述修整过程由NC控制 器控制。
12.根据权利要求9到11中的一项所述的方法，其特征在于，在工件的外部轮廓的磨削 过程期间，通过所述修整单元(3)对所述磨削工具(6、8)进行连续修整。
13.根据权利要求9到11中的任一项所述的方法，其特征在于，在磨削过程之前或之后 执行用于借助于所述修整单元(3)修整所述磨削工具(6、8)的修整过程。
14.根据权利要求9到13中的一项所述的方法，其特征在于，在磨削所述内部轮廓期 间，使所述磨削工具(8)向上或向下移出齿型结构用于进入到下一间隙中进行另一周期性 工作，并且将所述修整过程控制成，使得通过所述修整单元(3)总是在上部位置中对所述 磨削工具进行修整。
15.根据权利要求9到11中的一项所述的方法，其特征在于，在所述内部轮廓的磨削过 程期间，通过所述修整单元(3)对所述磨削工具(8)进行连续修整。
全文摘要
本发明涉及一种用于磨削工件的外部轮廓和/或内部轮廓的切齿机，该切齿机具有至少一个加工头并且具有修整单元，该至少一个加工头能够围绕轴线转动并且具有磨削工具。根据本发明，修整单元支撑在加工头的枢转轴线的区域中以使其能够与加工头一起绕公共枢转轴线枢转并且使它能够沿枢转轴线朝将要给修整的磨削工具移动。
文档编号B24B53/06GK101898331SQ20101015123
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月7日 优先权日2009年5月29日
发明者阿洛伊斯·蒙特 申请人:利勃海尔-齿轮技术有限责任公司