DE102005005993A1

DE102005005993A1 - Gear Honing

Info

Publication number: DE102005005993A1
Application number: DE200510005993
Authority: DE
Inventors: Norbert HESSBRÜGGEN
Original assignee: EMAG Holding GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-10
Also published as: WO2006084423A1; DE112005003540B4; DE112005003540A5; DE202005022031U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Honmaschine zur Feinbearbeitung von gezahnten Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern mit mindestens einer am Maschinengestell angeordneten und über einen Kreuzschlitten horizontal (X-Achse) und vertikal (Z-Achse) bewegbaren Werkstückspindel mit vertikaler Spindelachse und mindestens einem am Maschinengestell angeordneten innenverzahnten Honwerkzeug, das auf dem zu bearbeitenden Zahnrad abgewälzt wird, mit Einrichtungen zum Bewerkstelligen von Zustell- und Arbeitsbewegungen des Werkstücks realtiv zum Werkzeug, wobei die Werkstückspindel zum Greifen, Spannen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken dient und zwischen mindestens zwei Positionen zum Aufnehmen, Ablegen und Bearbeiten von Werkstücken verfahrbar ist.The invention relates to a honing machine for fine machining of toothed workpieces, in particular of gears with at least one arranged on the machine frame and a cross slide horizontal (X-axis) and vertical (Z-axis) movable workpiece spindle with vertical spindle axis and at least one arranged on the machine frame internally toothed honing tool , which is rolled on the gear to be processed, with means for effecting delivery and working movements of the workpiece to the tool, the workpiece spindle serving for gripping, clamping, driving and depositing workpieces and between at least two positions for picking up, depositing and processing is movable by workpieces.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Feinbearbeitung von gezahnten Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern.The The invention relates to a machine for fine machining toothed Workpieces, in particular of gears.

Eine derartige Honmaschine ist beispielsweise in der DE 43 29 822 A1 beschrieben. Bei dieser Maschine ist im unteren Teil eine Werkstückspindel mit vertikaler Achse und darüber ein Honwerkzeug in Form eines Innenzahnrades angeordnet, dessen Drehachse geneigt werden kann. Die Werkstückspindel trägt an ihrem oberen Ende einen Werkstückhalter und wird auf Führungsschienen vertikal beweglich am Maschinenbett geführt. An der Oberseite des Maschinenbettes ist das Honwerkzeug auf horizontalen Führungen bewegbar.Such a honing machine is for example in the DE 43 29 822 A1 described. In this machine, a workpiece spindle with a vertical axis and above a honing tool in the form of an internal gear is arranged in the lower part, the axis of rotation can be tilted. The workpiece spindle carries at its upper end a workpiece holder and is guided on guide rails vertically movable on the machine bed. At the top of the machine bed, the honing tool is movable on horizontal guides.

Bei derartigen Maschinen ergibt sich das Problem, dass die im unteren Maschinenbereich befindlichen Aggregate während der Bearbeitung von Werkzeugabrieb und herabfallenden Spänen bedeckt werden. Besonders der Werkzeugabrieb verursacht häufig Störungen, weil dessen Teilchengröße im μ-Bereich liegt und die Dichtwirkung handelsüblicher Dichtmittel nicht ausreicht. Es müssen daher besondere Vorkehrungen getroffen werden, um den Arbeitsbereich zu säubern. Außerdem sind aufwendige Maßnahmen zum Schutz der Führungen erforderlich.at such machines, the problem arises that in the lower Machine area during machining of tool wear and falling chips to be covered. Especially the tool wear often causes disturbances, because its particle size is in the μ range and the sealing effect commercially available Sealant is insufficient. There must therefore be special arrangements are taken to clean the work area. In addition, complex measures to protect the guides required.

Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art den Spänefall und die Sauberkeit der Werkzeugmaschine zu verbessern. Es ist auch Aufgabe der Erfindung die Werkstückzuführung zu automatisieren.task The invention is in a machine tool of the aforementioned Type the chipfall and to improve the cleanliness of the machine tool. It is also Object of the invention, the workpiece feed too automate.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Is solved this task by a machine tool with the features of Claim 1. Expedient refinements and advantageous developments of the invention are the subject of Dependent claims.

Der Grundgedanke bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht darin, die Werkstückspindel oberhalb des Honwerkzeugs anzuordnen und über einen Kreuzschlitten am Maschinengestell horizontal in Richtung der X-Achse und vertikal in Richtung der Z-Achse beweglich zu führen. Die bei der Bearbeitung anfallenden Späne und der Werkzeugabrieb können somit ungehindert nach unten fallen und bleiben nicht auf Teilen der Werkstückspindel oder den Führungen liegen. Daher sind keine besonderen Vorkehrungen zu deren Sauberhaltung erforderlich.Of the Basic idea in the machine tool according to the invention consists in it, the workpiece spindle to arrange above the honing tool and a cross slide on Machine frame horizontal in the direction of the X-axis and vertically in Move the direction of the Z-axis movable. The at work accumulating chips and the tool abrasion can thus fall unhindered down and do not stay on parts the workpiece spindle or the guides lie. Therefore, there are no special precautions to keep them clean required.

Besonders vorteilhaft ist die Werkstückspindel mit einem Spannmittel zum Greifen, Spannen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken versehen und in Richtung der X-Achse zwischen einer Arbeitsposition eine Be- und Entladeposition verfahrbar. Auf diese Weise dient die Werkstückspindel als Pick-up-Spindel und kann die Werkstücke direkt von einem Transportband aufnehmen, der Bearbeitung zuführen und anschließend wieder auf das Transportband ablegen.Especially advantageous is the workpiece spindle with a clamping device for gripping, clamping, driving and depositing of workpieces provided and in the direction of the X-axis a loading and unloading position can be moved between a working position. In this way, the workpiece spindle is used as a pick-up spindle and can workpieces directly from a conveyor belt record, process it and subsequently put it back on the conveyor belt.

Bei einer vorteilhaften Ausführung zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke ist ein Reitstock zum Abstützen der Werkstücke vorgesehen.at an advantageous embodiment for processing wave-shaped workpieces is a tailstock for bracing the workpieces intended.

Eine weitere Ausführung weist ein Maschinengestell auf, welches den Arbeitsraum auf vier Seiten umgibt. Diese Maschinenbauweise zeichnet sich besonders durch ihre Steifheit aus.A further execution has a machine frame, which the work space on four Surrounds pages. This machine construction is particularly characterized their stiffness.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind im Maschinengestell zwei Werkstückspindeln vorgesehen. Diesen können ein oder zwei Honwerkzeuge zugeordnet sein. Dabei wird die Arbeitsleistung durch mehrere Bearbeitungsstellen gesteigert, ohne dass der Platzbedarf proportional zur Spindelzahl ansteigt.According to one further execution two workpiece spindles are provided in the machine frame. this can be assigned one or two honing tools. This is the work performance increased by several processing points, without requiring space increases in proportion to the number of spindles.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.in the The invention will be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Honmaschine im Querschnitt 1 shows a honing machine according to the invention in cross section

2 zeigt die Honmaschine nach 1 in der Seitenansicht 2 shows the honing machine 1 in the side view

3 zeigt eine Honmaschine mit Reitstock 3 shows a honing machine with tailstock

4 und 5 zeigen eine Honmaschine mit zwei Seitenwänden 4 and 5 show a honing machine with two side walls

6, 7 und 8 zeigen Honmaschinen mit zwei Werkstückspindeln 6 . 7 and 8th show honing machines with two workpiece spindles

In 1 ist eine Honmaschine mit einseitig gelagertem Horizontalschlitten dargestellt. An der Oberseite des Maschinengestells 1 sind zwei voneinander beabstandete Führungen 2, auf welchen der Horizontalschlitten 3 in Richtung der X-Achse hin und her beweglich geführt ist. Am Horizontalschlitten 3 ist der Vertikalschlitten 4 auf Führungen 5 in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Der Vertikalschlitten 4 nimmt die Werkstückspindel 6 auf. Diese trägt an ihrem unteren Ende das Spannmittel 7 für Werkstücke 8. Das Honwerkzeug 9 ist als Innenzahnrad ausgeführt und im Halter 10 um seine Rotationsachse drehbar gehaltert. Der Antrieb für die Drehbewegung erfolgt über einen Torquemotor 11. Der Halter 10 ist im Maschinengestell 1 drehbar gelagert und kann um eine horizontal, parallel zur X-Achse, verlaufende Achse geschwenkt werden. Bei dieser Anordnung befinden sich sämtliche Aggregate, wie Werkstückspindel 6, Horizontal- und Vertikalschlitten 3, 4 und Führungen 2, 5 im oberen Teil der Maschine. Die bei der Bearbeitung anfallenden Späne und der Werkzeugabrieb fallen ungehindert in den unteren Teil des Maschinenraumes und kommen dabei mit den Aggregaten überhaupt nicht in Berührung.In 1 is a honing machine with one-sided horizontal slide shown. At the top of the machine frame 1 are two spaced guides 2 on which the horizontal slide 3 guided in the direction of the X-axis back and forth. At the horizontal slide 3 is the vertical slide 4 on guided tours 5 movable in the direction of the Z-axis. The vertical slide 4 takes the workpiece spindle 6 on. This carries at its lower end the clamping means 7 for workpieces 8th , The honing tool 9 is designed as an internal gear and in the holder 10 rotatably supported about its axis of rotation. The drive for the rotary movement takes place via a torque motor 11 , The holder 10 is in the machine frame 1 rotatably mounted and can order a hori zontal, parallel to the X-axis, pivoting axis. In this arrangement are all aggregates, such as workpiece spindle 6 , Horizontal and vertical slides 3 . 4 and guides 2 . 5 in the upper part of the machine. The chips produced during machining and the tool abrasion fall unhindered into the lower part of the machine room and do not come into contact with the aggregates at all.

2 zeigt die Honmaschine nach 1 in der Seitenansicht. Im Maschinengestell 1 ist der Motor 12 für die Schwenkbewegungen des Honwerkzeugs 9 gelagert. Im linken Teil der Maschine ist eine Fördereinrichtung 13 für die Werkstücke 8 vorgesehen. Die Werkstückspindel 6 ist entlang der Führungen 2 in eine Position oberhalb der Fördereinrichtung 13 verfahrbar. Sie kann die dort liegenden Werkstücke 8 direkt mit dem Spannmittel 7 aufnehmen, der Bearbeitung mit dem Honwerkzeug 9 zuführen und anschließend wieder auf die Fördereinrichtung 13 ablegen. 2 shows the honing machine 1 in the side view. In the machine frame 1 is the engine 12 for the pivoting movements of the honing tool 9 stored. In the left part of the machine is a conveyor 13 for the workpieces 8th intended. The workpiece spindle 6 is along the guides 2 in a position above the conveyor 13 traversable. It can handle the workpieces lying there 8th directly with the clamping device 7 record, the processing with the honing tool 9 feed and then back onto the conveyor 13 lay down.

In der Honmaschine nach 3 ist zur Abstützung wellenförmiger Werkstücke 8' ein Reitstock 14 vorgesehen. Zur Aufnahme von verschieden langen Werkstücken 8' ist der Reitstock 14 relativ zum Honwerkzeug 9 höhenverstellbar am Maschinengestell 1 angebracht.In the honing machine 3 is for supporting undulating workpieces 8th' a tailstock 14 intended. For holding workpieces of different lengths 8th' is the tailstock 14 relative to the honing tool 9 height adjustable on the machine frame 1 appropriate.

Die 4 und 5 zeigen eine Honmaschine mit einem Maschinengestell 1 mit zwei voneinander beabstandeten Seitenwänden 16, 16'. Diese nehmen an ihrer Oberseite die Führungen 2 für den Horizontalschlitten 3 auf und sind, wie aus 5 ersichtlich, durch Verbindungsstege 17, 17' miteinander verbunden. Im Verbindungssteg 17' ist der Motor 12 für die Schwenkbewegungen des Halters 10 gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt der Verbindungssteg 17 das Schwenklager 18 auf. Durch die beidseitige Lagerung des Horizontalschlittens 3 auf den Führungen 2 und des Halters 10 in den Verbindungsstegen 17, 17' werden sehr kurze Wege für den Kraftfluss ermöglicht. Damit wird eine außerordentlich gute Maschinensteifigkeit erreicht.The 4 and 5 show a honing machine with a machine frame 1 with two spaced sidewalls 16 . 16 ' , These take on their top the guides 2 for the horizontal slide 3 up and are how out 5 visible, by connecting webs 17 . 17 ' connected with each other. In the connecting bridge 17 ' is the engine 12 for the pivoting movements of the holder 10 stored. On the opposite side takes the connecting bridge 17 the pivot bearing 18 on. Due to the two-sided storage of the horizontal slide 3 on the guides 2 and the owner 10 in the connecting bridges 17 . 17 ' Very short paths are allowed for the power flow. This achieves extraordinarily good machine rigidity.

Die Honmaschine nach 6 ist mit zwei Spindeln 6, 6' zur gleichzeitigen Bearbeitung von Werkstücken ausgerüstet. Die beiden Horizontalschlitten 3, 3' sind auf den Führungen 2 in Richtung der X-Achse verfahrbar. Die Halter 10, 10' sind durch einen Steg 19 miteinander verbunden. In Analogie zur Honmaschine nach 5 ist der Motor 12 für die Schwenkbewegungen im Verbindungssteg 17' gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt der Verbindungssteg 17 das Schwenklager 18 auf. Die beiden Halter 10, 10' können gemeinsam um eine horizontale Achse geschwenkt werden. Den Spindeln 6, 6' sind die Fördereinrichtungen 13, 13' zugeordnet.The honing machine after 6 is with two spindles 6 . 6 ' equipped for simultaneous machining of workpieces. The two horizontal slides 3 . 3 ' are on the guides 2 movable in the direction of the X-axis. The holders 10 . 10 ' are through a jetty 19 connected with each other. In analogy to the honing machine after 5 is the engine 12 for the pivoting movements in the connecting web 17 ' stored. On the opposite side takes the connecting bridge 17 the pivot bearing 18 on. The two holders 10 . 10 ' can be pivoted together about a horizontal axis. The spindles 6 . 6 ' are the conveyors 13 . 13 ' assigned.

In 7 ist ebenfalls eine Honmaschine mit zwei Spindeln 6, 6' zur gleichzeitigen Bearbeitung von Werkstücken dargestellt. Den beiden Spindeln ist jedoch nur ein Honwerkzeug 9 zugeordnet.In 7 is also a honing machine with two spindles 6 . 6 ' for the simultaneous machining of workpieces. The two spindles, however, is just a honing tool 9 assigned.

Eine weitere Honmaschine mit zwei Spindeln 6, 6' zeigt 8. Die Horizontalschlitten 3, 3' sind gegeneinander mit den Stützführungen 21 abgestützt und bilden den Gesamtschlitten 20. Dieser ist mit den Führungen 2 am Maschinengestell 1 beweglich geführt. Für den Antrieb der Schwenkbewegungen der beiden Halter 10, 10' sind jeweils die Motore 12, 12' im Verbindungssteg 17' gelagert.Another honing machine with two spindles 6 . 6 ' shows 8th , The horizontal slide 3 . 3 ' are against each other with the support guides 21 supported and form the overall slide 20 , This one is with the guides 2 on the machine frame 1 movably guided. For driving the pivoting movements of the two holders 10 . 10 ' are each the motors 12 . 12 ' in the connecting bridge 17 ' stored.

Eine besonders steife Honmaschine mit zwei Spindeln 6, 6' zeigt 9. Die beiden voneinander beabstandeten Seitenwände 16, 16' tragen an ihrer Oberseite Führungen 2. Daran ist der Horizontalschlitten 22 am Maschinengestell 1 in Richtung der X-Achse beweglich geführt. Am Horizontalschlitten 22 sind für die beiden Horizontalschlitten 3, 3' Führungen 23 in Richtung der Y-Achse vorgesehen. Die Halter 10, 10' sind durch einen Steg 19 miteinander verbunden. Als Antrieb für die gemeinsame Schwenkbewegung der Halter 10, 10' ist der Motor 12 in der Seitenwand 16' gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt die Seitenwand 16 das Schwenklager 18 auf. Da die Seitenwände 16, 16' die Führungen 2 tragen und gleichzeitig den Motor 12 und das Schwenklager 18 aufnehmen, resultieren daraus sehr kurze Wege für den Kraftfluss. Damit wird eine besonders gute Maschinensteifigkeit erreicht. Die Fördereinrichtung 13 für die Werkstücke 8 ist von der Bedienungsseite aus gesehen hinter den Honwerkzeugen 9 angeordnet.A particularly stiff honing machine with two spindles 6 . 6 ' shows 9 , The two spaced sidewalls 16 . 16 ' carry guides on their top 2 , This is the horizontal slide 22 on the machine frame 1 guided in the direction of the X-axis movable. At the horizontal slide 22 are for the two horizontal slides 3 . 3 ' guides 23 provided in the direction of the Y-axis. The holders 10 . 10 ' are through a jetty 19 connected with each other. As a drive for the joint pivoting movement of the holder 10 . 10 ' is the engine 12 in the sidewall 16 ' stored. On the opposite side takes the side wall 16 the pivot bearing 18 on. Because the side walls 16 . 16 ' the guides 2 wear and at the same time the engine 12 and the pivot bearing 18 This results in very short paths for the power flow. This achieves a particularly good machine rigidity. The conveyor 13 for the workpieces 8th is seen from the operating side behind the honing tools 9 arranged.

11: Maschinengestellmachine frame
22: Führungenguides
33: 3' Horizontalschlitten 3 ' horizontal slide
44: Vertikalschlittenvertical slide
55: Führungenguides
66: 6' Werkstückspindel 6 ' Workpiece spindle
77: Spannmittelclamping means
88th: 8' Werkstück 8th' workpiece
99: Honwerkzeughoning tool
1010: 10' Halter 10 ' holder
1111: Torquemotortorque motor
1212: 12' Motor 12 ' engine
1313: 13' Fördereinrichtung 13 ' Conveyor
1414: Reitstocktailstock
1515: Rotationsachseaxis of rotation
1616: 16' Seitenwand 16 ' Side wall
1717: 17' Verbindungssteg 17 ' connecting web
1818: Schwenklagerpivot bearing
1919: Stegweb
2020: Gesamtschlittentotal slide
2121: Stützführungsupporting guide
2222: Horizontalschlittenhorizontal slide
2323: Führungenguides

Claims

Machine for fine machining of toothed workpieces ( 8th . 8th' ), in particular of gears, with a machine frame ( 1 ), with at least one workpiece spindle ( 6 ) with a vertical spindle axis and at least one internally toothed honing tool ( 9 ) on the machine frame ( 1 ) about an axis parallel to a direction of movement of the workpiece spindle ( 6 ) is pivotable, characterized in that the workpiece spindle ( 6 ) above the honing tool ( 9 ) via a horizontal slide ( 3 ) and a vertical slide ( 4 ) is arranged to be movable in the horizontal (X-axis) and vertical (Z-axis) directions.

Machine according to claim 1, characterized in that the workpiece spindle ( 6 ) for gripping, clamping, driving and depositing workpieces ( 8th . 8th' ) and between at least two positions for picking up, storing and processing of workpieces ( 8th . 8th' ) is movable.

Machine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the machine frame ( 1 ) above the guides ( 2 ) in a direction of movement for the horizontal slide ( 3 . 22 ) assigned.

Machine according to claim 3, characterized in that the axis of rotation of the workpiece spindle ( 6 ) seen from the operator side in front of the guides ( 2 ) lies.

Machine according to claim 3, characterized in that the guides ( 2 ) on both sides of a plane through the axis of rotation of the workpiece spindle ( 6 ) are arranged.

Machine according to claim 5, characterized in that two spaced-apart walls 16 . 16 ' of the machine frame 1 through two connecting bridges 17 . 17 ' connected to each other.

Machine according to claim 5, characterized in that the machine frame ( 1 ) is formed approximately U-shaped in a section orthogonal to its longitudinal axis.

Machine according to claim 5, characterized in that the machine frame ( 1 ) is formed in an orthogonal to its longitudinal axis guided section approximately L-shaped.

Machine according to claim 5, characterized in that the machine frame ( 1 ) is formed in an orthogonal to its longitudinal axis guided section approximately H-shaped.

Machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that two workpiece spindles ( 6 . 6 ' ) and two honing tools ( 9 . 9 ' ) are provided.

Machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that two workpiece spindles ( 6 . 6 ' ) a honing tool 9 assigned.

Machine according to claim 10 or 11, characterized in that each of the two workpiece spindles ( 6 . 6 ' ) in directly against each other supported, together or relative to each other movable, a total slide ( 20 ) forming, horizontal slide ( 3 . 3 ' ) and that only the total carriage ( 20 ) by guides ( 2 ) on the machine frame ( 1 ) is guided.

Machine according to claim 10 or 11, characterized in that on the machine frame ( 1 ) a horizontal slide ( 22 ) on guided tours ( 2 ) is movably guided in the direction of the X-axis and that on the horizontal slide ( 22 ) Guides ( 23 ) in the direction of the Y-axis for the horizontal slide ( 3 . 3 ' ) are provided.

Machine according to one of claims 1 to 13, characterized in that a tensioning means ( 7 ) for picking up workpieces ( 8th ) at the lower end of the workpiece spindle ( 6 . 6 ' ) is arranged hanging.

Machine according to one of claims 1 to 14, characterized in that for machining wave-shaped; Workpieces clamped on both ends ( 8th . 8th' ) a tailstock ( 14 ) is provided, and that the workpiece spindle ( 6 ) and the tailstock ( 14 ) for receiving workpieces ( 8th . 8th' ) of different lengths are mutually vertically displaceable.