专利名称：用于加工围绕工件轴线旋转的工件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用围绕刀具轴线旋转的刀具加工围绕工件轴线旋转的工件 的方法，其中，将夹紧装置转移到第一位置，将所要加工的工件夹紧到所述夹 紧装置上，将其上夹紧有工件的夹紧装置从第一位置转移到空间分开的第二位 置，在该第二位置夹紧装置可由连接到夹紧装置的工件心轴驱动以围绕工件轴 线旋转；以及在已加工工件之后，将夹紧装置从第二位置转移到第一位置，同 时本发明还涉及执行述方法的装置。
背景技术：
在上述类型的已知方法中，其中工件是齿轮且刀具是研磨蜗杆以切割齿轮 的齿(DE198 57 592 Al)，所述夹紧装置是工件心轴的不可分开的部件。因 此，工件心轴、其动力转向件以及沿加工轴线引导工件的车架必须在第一和第 二位置之间前后移动。这就需要对用于执行该方法的装置作相对较高的结构上 的努力。由于需要具有动力转向和引导车架的第二工件心轴，进又会一步加大 这种结构上的努力，这是因为工件在第一位置的装载和工件从第二位置的加工 同时进行以縮短加工时间。
本发明的目的是提供一种需要较少结构上的努力的上述类型的方法和装置。
本发明的目的是用这样的方法来实现的当夹紧装置从第二位置转移到第 一位置时夹紧装置与工件心轴分开，而当夹紧装置从第一位置转移到第二位置 时夹紧装置与工件心轴连接。
发明内容
因此，在根据本发明的方法中，因此仅在夹紧装置转移到其第二位置之后 才实现工件心轴和装载有所要加工的工件的夹紧装置之间的连接。在该连接状 态，夹紧的工件可由工件心轴旋转地围绕工件轴线驱动。如果夹紧的工件和刀 具之间的加工作用需要沿加工轴线的运动，则工件心轴可设置在可沿所述加工 轴线移动的车架上，加工轴线与例如工件轴线平行对齐。可能需要工件心轴沿 所述加工轴线的运动，尤其是齿轮相对于围绕刀具轴线旋转的刀具的珩磨、研 磨、刮削或切割，在上述情况下刀具可能是珩磨轮、研磨涡轮、砂轮、剃齿刀 具或滚刀。加工之后，夹紧装置在其第二位置与工件心轴分开、并转移到第一 位置进行加工好的工件与所要加工的工件的互换，工件心轴保持在位且不必转 移。
关于所述装置，本发明的目的通过如下装置来实现加工装置，它使用可 围绕刀具轴线旋转地驱动的刀具加工围绕工件轴线旋转的工件；夹紧装置，它 可将工件夹紧在该夹紧装置的第一位置；以及转移装置，它可将夹紧装置从第 一位置转移到空间分开的第二位置，在第二位置，夹紧装置可由连接到夹紧装 置的工件心轴围绕工件轴线旋转地驱动。
图1示出齿轮珩磨机床的示意性立体图。
图2示出夹紧装置和图1所示齿轮珩磨机床中工件心轴之间的连接的轴向 剖视图。
图3是图1所示齿轮珩磨机床的夹持件在其关闭位置的放大图。 图4是对应于图3的夹持件在打开位置的视图。
具体实施例方式
以下说明书通过根据本发明的装置的实施例并参照仅以示例方式表示本 发明的附图更详细地解释本发明。
根据图1，齿轮珩磨机床具有由伺服驱动器旋转地驱动的工件心轴1并具 有水平延伸的旋转轴线Z。工件心轴1设置在可设置在车架2上，车架2可通
过伺服驱动器沿平行于旋转轴线Z的加工轴线在齿轮珩磨机床的机床底架3上
移动。此外，与旋转轴线Z对齐并可平行于旋转轴线方向4移动的尾架4设置 在机床底架3上。
刀具头6设置在车架装置5上工件心轴1和尾架4之间并可通过车架装置 5沿任何移动路径相对于旋转轴线Z的在正交的水平面上移动。此外，刀具头 6用角度调整设备围绕垂直轴线支承在车架装置上并可具有伺服驱动器来调节 角度。齿轮珩磨机床的珩磨轮以旋转驱动的方式支承在刀具头6内，图1中未 示出旋转驱动器。
根据图2，工件心轴1在沿其朝向刀具头6的方向上的轴端上具有第一连 接节段7，该节段能够以可分开的方式连接到夹紧装置9的互补第二连接节段 8上。具体地说，第一连接节段7具有与旋转轴线Z同轴的内表面区域10且 其形状像截头锥壳体，该节段沿夹紧装置9的方向呈锥形地扩大。第二连接节 段8具有形状像截头锥壳体的外表面区域11，该区域与内表面区域10互补并 与图2所示连接状态的表面区域10形成紧贴配合。
在位于外表面区域11径向向内设置的第二连接节段的内侧上形成有径向 面向内的轴向突起13，所述突起在沿周界方向看时形成从旋转对称线偏离的区 域。在图2中所示的连接状态中，这些轴向突起13沿周界方向支承在互补滑 动块上，这些滑动块以不可旋转的方式设置在工件心轴1的连接节段7处(图 2中未示出)。这可确定夹紧装置9相对于工件心轴1的角度位置。
与第二连接节段8相对的夹紧装置9的轴向端具有相对于旋转轴线Z的同 轴夹紧锥15，且在所述夹紧锥的截头锥形外表面区域16上设置有膨胀套管17， 内部侧表面区域18是与外表面区域16互补的截头锥的形状。由于该设置，可 通过外表面区域16与夹紧锥15之间在收縮径向状态和膨胀径向状态之间的相 对轴向移动来调节膨胀套管17。除了夹紧锥15，也可设置本领域的技术人员 已知的其它装置来扩大或减小膨胀套管的半径。
膨胀套管17具有锥形侧外表面19，该表面与旋转轴线Z同轴并在夹紧工 件时插入与工件轴线同轴的孔中，且该表面在轴向收縮状态不完全地与所述孔 的锥形内部侧表面配合。因此，旋转轴线Z和工件轴线相一致。
与旋转轴线Z同轴并具有V形向外开口截面的周界沟槽21形成在夹位于
膨胀套管17和第二连接节段8之间夹紧装置9的外周界的圆柱形区域20上。 所述周界沟槽可与图3中所示的夹持件24的互补指状夹持物22、 23配合。具 体如图4所示， 一个指状夹持物22固定地设置在支承件25的自由端处，而另 一夹持指状物23可可控制地在图4所示的打开位置和图3所示的关闭位置之 间移动。此外图3和图4还示出指状夹持物22可大致沿夹紧装置9的周界凹 槽21周界长度的一半配合在夹紧装置9的周界凹槽21内，而可移动指状夹持 物23在关闭位置配合在周界沟槽21的其余一半周界内，在关闭位置使可移动 指状夹持物23沿在指状夹持物22中的夹紧装置9方向行进，并因此实现夹紧 装置9在夹持件24中的紧配合。
图2和图4仅示出具有夹持件24的支承件25的端部以及所述支承件的从 所述端部向轴向孔26延伸的节段。图1示出支承件25相对于轴向孔26对称 并在其另一端具有相当于夹持件24的夹持件24'。此外，图l还示出支承件 25和其轴向孔26固定在致动轴27上，致动轴27相对于工件轴线轴向平行， 致动轴27和工件轴线Z之间的轴向距离相当于图3所示轴向孔26的中心28 和与夹持件24配合的夹紧装置9的中心29之间的距离。
在轴向距离上，分度心轴30平行于工件轴线Z轴向设置在固定机床底架 控制台31上，与连接到工件心轴1的夹紧装置9沿直径方向相对，且分度心 轴30具有用于可分开地连接到夹紧装置9的第二连接节段8的连接节段，该 夹紧装置9的第二连接节段8与工件心轴1的第一连接节段7相同。
齿轮珩磨机床操作如下。当加工夹紧在连接到工件心轴1的夹紧装置9 上的齿轮时，具有夹持件24、 24'的支承件25通过致动轴27的适当顺时针 90°旋转在支承位置内相对于图l所示的其位置枢转。此外，车架2向刀具头 6方向移动足够远，从而使夹紧在夹紧装置9上的齿轮与在刀具头6内呈加工 配合状态的珩磨环接触。同时，与夹紧装置9相同的附加夹紧装置9'与分度 心轴30连接并装载有工件变换装置(未示出)，该装置使所要加工的齿轮在 所述夹紧装置9'的膨胀套管的外表面19'上滑动。在所要加工的齿轮夹紧在 夹紧装置9'上之后，夹紧装置通过分度心轴30在适当的控制装置的控制下旋 转到适于与珩磨轮加工配合的角度位置。
当连接到工件心轴1的夹紧装置9上的齿轮在加工头6内完成加工后，支
承工件心轴1的车架2返回到图1所示的其工件改变位置。在所述位置，连接
到工件心轴1的夹紧装置9处在与连接到分度心轴30的夹紧装置9'所采用的 第一位置空间不同的第二位置，其中夹紧装置9的圆周沟槽21和夹紧装置9' 的圆周沟槽21在垂直于工件轴线Z的平面上重叠。
在该情况下，将支承件25围绕致动轴27逆时针枢转90° ，而将其两个 夹持件24、 24'控制到图4所示的打开位置。这样，夹持件24、 24'配合在 夹紧装置9和/或9'的周界沟槽21处并被控制成图3所示的关闭位置。
在该状态下，支承件25和配合在夹紧装置9、 9'夹持件处的夹持件24、 24'平行于旋转轴线Z移动到足够远，以将刀具心轴1和其夹紧装置9之间的 连接以及分度心轴30和图2所示的夹紧装置9'分开。然后致动轴27适当地 旋转成使支承件25枢转180° ，从而使夹紧装置9与分度心轴30以及夹紧装 置9'与工件心轴1轴向对齐。然后支承件25随后的轴向移动以图2所示的方 式致使工件心轴1和夹紧装置9'之间连接以及夹紧装置9和分度心轴30之间 连接。这样，夹紧装置9'从第一位置转移到第二位置，而夹紧装置9从第二 位置转移到第一位置。
在该状态下，先前由工件变换装置所供应的、供以加工的齿轮处在连接到 工件心轴1的夹紧装置9'上，而在刀具头6内加工好的齿轮在连接到分度心 轴31的夹紧装置9上。
在该状态下，将夹持件24、 24'控制到其打开位置，且然后将支承件25 枢转90°进入其上述支承位置。然后工件变换装置将连接到分度心轴30的夹 持装置9上的加工好的齿轮更换成所要加工的新齿轮，且继续重复上述循环本 身直到所有的工件相继被加工好。
用于支承件25与上述夹持件24、 24'的枢转和轴向运动的驱动件在图中 未示出且可用本领域的技术人员已知的装置来实现。所述驱动器以及用于所有 运动轴线、具体是心轴l、 30和车架2的线性运动轴线的驱动器由电控制装置 控制且因此自动进行整个操作。
通常，提供至少两个夹紧装置，其中一个从第一位置转移到第二位置，而 另一个从第二位置转移到第一位置。具体地说，可执行这样的方法将这样一 个毛坯工件夹紧在第一位置夹在夹紧装置上，同时在第二位置进行夹紧在夹紧
装置上的工件的加工。由于这些措施，使连续生产的加工速度显著增加，因为 在将加工序列中的下一工件在装载到第一位置中的夹紧装置内的同时对夹紧 到连接于工件心轴的夹紧装置内的工件进行加工。
本发明的范围具体形成为在第一位置，夹紧装置连接到分度心轴，这相 当于夹紧装置和工件心轴之间的连接并可被旋转地驱动，这可用来产生表示工 件夹紧在所述夹紧装置上角度位置的信号。在所述信号的帮助下，在夹紧装置 转移到第二位置之后，可将夹紧在所述夹紧装置上的工件和刀具之间的相对旋 转位置根据需要而设置成用刀具进行加工。如果工件是齿轮且刀具是精加工刀 具，则这种相对旋转位置的设定是较佳的，精加工刀具诸如环形齿绗磨齿或刮 削齿或研磨蜗杆或砂轮。设定适当的相对旋转位置将确保刀具可进入所要加工 的齿隙而不会碰撞。
对于以上分度工艺过程，已知所要加工的齿轮的齿加工采用专用的、非接 触传感器来探测，且对传感器信号作出反应，以为该目的而编程的控制方式产 生表示角度位置的信号。例如，这样，就可将连接到夹紧装置的分度心轴或工 件心轴旋转到正确的相对旋转位置。在根据本发明的实施例中，具体在第一位 置尤其需要所述分度工艺过程所需的时间，而因此直接在第二位置用刀具开始 加工过程而不需要进行分度的时间。
根据本发明的方法的较佳实施例提供沿相应心轴轴线进行通过夹紧装置 和工件心轴或分度心轴之间相对运动的分开或连接。因此，在该情况下，用平 行于心轴轴线的上升运动来进行分开或连接，这将夹紧装置从相应心轴去除， 或将其滑到相应的心轴上。
此外，较佳的是，随着围绕平行于工件轴线的旋转轴线的枢转运动同时进 行夹紧装置在第一和第二位置之间的转移。该枢转运动将与相应心轴分开的夹 紧装置沿圆弧在第一位置和第二位置之间移动。
标号列表
1 工件心轴
Z 旋转轴线/工件轴线
2 车架
3机床底架
4尾架
5车架装置
6刀具头
7第一连接节段
8第二连接节段
9、9，夹紧装置
10内表面区域
11外表面区域
12内侧
13轴向突出
14轴向沟槽
15夹紧锥
16外表面区域
17膨胀套管
18内表面区域
19、19'外表面区域
20外周界区域
21周界沟槽
22、23指状夹持物
24、24，夹持件
25支承件
26轴向孔
27致动轴
28中心
29中心
30分度心轴
31控制台
尽管参照较佳实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限
于其具体形式。本发明旨在包括对主题所属领域的技术人员显而易见的更改而 不偏离所附权利要求书的精神和范围。
权利要求
1.一种用围绕刀具轴线旋转的刀具加工围绕工件轴线(Z)旋转的工件的方法，其中，将夹紧装置(9)转移到第一位置；将所要加工的工件夹紧在所述夹紧装置上；将所述夹紧装置(9)和夹紧在所述夹紧装置上的所述工件从所述第一位置转移到空间上间隔开的第二位置，在所述第二位置所述工件可由连接到所述夹紧装置(9)的工件心轴(1)围绕所述工件轴线(Z)旋转地驱动；以及在已加工所述工件之后，将所述夹紧装置(9)从所述第二位置转移到所述第一位置，其特征在于，当所述夹紧装置(9)从所述第二位置转移到所述第一位置时，所述夹紧装置(9)与所述工件心轴(1)分开；而当所述夹紧装置(9)从所述第一位置转移到所述第二位置时，所述夹紧装置(9)连接到所述工件心轴(1)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供至少两个夹紧装置(9、9')， 其中一个夹紧装置(9)从所述第一位置转移到所述第二位置，而另一夹紧装 置(9')从所述第二位置转移到所述第一位置。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在毛坯工件在所述第一位置的 所述夹紧装置(9')上夹紧的同时进行在所述第一位置的所述夹紧装置(9) 上夹紧的工件的加工。 .
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一位置，所述夹紧装 置(9、 9')连接到旋转地驱动的分度心轴(30)，所述分度心轴(30)具有 对应于所述夹紧装置(9、 9')和所述工件心轴(1)之间的连接的连接头，这 会产生表示夹紧在所述夹紧装置(9、 9，)上的所述工件的角度位置的信号。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述夹紧装置(9、 9')和 所述工件心轴(1)或所述分度心轴(30)之间沿所述相应心轴轴线的相对运 动来进行所述分幵和连接。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述夹紧装置(9、 9')随着围 绕平行于所述工件轴线(Z)的旋转轴线的枢转运动在所述第一位置和所述第 二位置之间转移。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所要加工的所述工件是齿轮生 产工艺的毛坯。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀具是齿轮生产工艺的加 工刀具。
9. 一种用可围绕刀具轴线旋转地驱动的刀具加工围绕工件轴线(Z)旋转 的工件的装置，包括夹紧装置(9、 9')，可将工件夹紧在所述夹紧装置(9、 9')的第一位置；以及转移装置(25)可将所述夹紧装置(9、 9')从所述第一 位置转移到空间上分开的第二位置，在所述第二位置所述夹紧装置可由连接到 所述夹紧装置(9)的工件心轴(1)围绕所述工件轴线(Z)旋转地驱动，其 特征在于，所述夹紧装置(9、 9')和所述工件心轴(1)之间的所述连接具有 在所述工件心轴(1)处永久地固定的第一连接节段(7)、和在所述夹紧装置(9、 9')处永久地固定的互补第二连接节段(8)，这可通过所述第一连接节 段(7)和所述第二连接节段(8)之间的相对运动来进行分开和再连接。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，用于将所述第一连接节段(7) 和所述第二连接节段(8)分开和再连接的相对运动是平行于所述工件轴线(Z) 的直线运动。
11. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转移装置(25)具有在 所述夹紧装置(9、 9')处配合和脱开的夹持件(24、 24')，所述夹持件在所 述第一位置和第二位置之间转移所述夹紧装置(9、 9')。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述夹持件(24、 24')具有 两个指状夹持物(22、 23)，所述两个夹持指状物(22、 23)与所述夹紧装置(9、 9')的相应圆周节段互补，并可在打开位置和关闭位置之间朝向彼此相 对移动，所述夹持件(24、 24')在关闭位置配合在所述夹紧装置(9、 9')处， 且所述夹持件(24、 24')在所述打开位置脱开。
13. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，设置至少两个夹紧装置(9、 9')和至少两个夹持件(24、 24')，其中一个夹持件可在所述第一位置配合在 所述夹紧装置处，而所述另一个夹持件在所述第二位置配合在另一夹紧装置 处。
14. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述两个夹持件(24、 24') 设置在可围绕平行于所述工件轴线(Z)的轴线(27)旋转的构件(25)处；以及所述构件的旋转将配合在所述第一位置的一个夹紧装置(9)转移到所述第二位置，并将配合在所述第二位置的所述另一夹紧装置(9')转移到所述第一位置。
15. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，对应于所述工件心轴(1)的 所述连接节段(7)的分度心轴(3)的连接节段设置在所述第一位置处。
16. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，具有工件变换装置，所述工 件变换装置可将所述工件放置到所述夹紧装置(9、 9')上，并可将所述工件 从所述夹紧装置(9、 9')移除。
17. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述夹紧装置(9、 9')具有 可在径向收縮状态和径向膨胀状态之间调节的膨胀套管(17)，在所述径向收 縮状态，所述膨胀套管(17)可插入与所述工件轴线(Z)同轴线的工件孔， 而在所述径向膨胀状态，所述工件固定地夹紧到所述膨胀套管(17)上。
18. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述刀具心轴(1)以及所述 分度心轴(30)各具有偏离所述旋转对称的区域(14)，而各夹紧装置(9、 9') 具有与所述区域(14)互补的区域(13)，以及所述区域(14)和所述互补的 区域(13)的相互配合确定所述夹紧装置(9、 9，)相对于连接到其上的所述 心轴(1、 30)的角度位置。
19. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述刀具心轴(1)设置在可 沿加工轴线移动的车架(2)上。
20. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述加工轴线平行于所述工 件轴线(Z)。
全文摘要
一种用于使用围绕刀具轴线旋转的刀具来加工围绕工件轴线(Z)旋转的工件的方法和装置，其中，将夹紧装置(9)转移到第一位置，将所要加工的工件夹紧在所述夹紧装置上，将其上夹紧有工件的夹紧装置(9)从第一位置转移到空间分开的第二位置，在第二位置夹紧装置(9)可由连接到夹紧装置(9)的工件心轴(1)驱动以围绕工件轴线(Z)旋转，且在工件加工好之后，将夹紧装置(9)从第二位置转移到第一位置，根据本发明的改进在于，在从第二位置转移到第一位置时夹紧装置(9)与工件心轴(1)分开，而在从第一位置转移到第二位置时夹紧装置(9)连接到工件心轴(1)。
文档编号B23F23/02GK101337329SQ200810137909
公开日2009年1月7日 申请日期2008年7月3日 优先权日2007年7月4日
发明者J·茂 申请人:格里森工场