專利名稱：插齒機和制造或精加工齒輪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造或加工齒輪的插齒機，它包括刀具和裝夾刀具的 加工頭，其中，該加工頭可沿加工方向的橫向運動，以^吏刀具相對工件進 刀和退刀。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的齒輪制造或精加工方法。
背景技術(shù)：
在這種插齒機中，加工裝置進行穿越工件的往復(fù)行程運動，結(jié)果，對 應(yīng)于刀具形狀和刀具穿過工件的路徑產(chǎn)生了齒形結(jié)構(gòu)。在這里，刀具和工 件圍繞它們的軸線以齒輪嚙合方式轉(zhuǎn)動。為了避免刀具在反向行程中擦碰 工件，刀具在行程運動周期的反向行程中退刀并在加工行程中再進刀，為 此，裝夾上刀具的加工頭可以沿加工方向的一黃向運動。
在已知的插齒機中，通常借助不停旋轉(zhuǎn)的凸輪、與行程驅(qū)動裝置連接 的齒輪以及液壓的或彈性的復(fù)位件實現(xiàn)刀具的退刀和進刀。例如德國專利
DE1627370公開了這樣的插齒機。凸輪形狀基本上決定了刀具路徑。
這種已知機床的缺點是，在不更換凸輪的情況下，就無法改變刀具在 反向行程中的退刀路徑。這是很重要的，這是因為為了減小沖擊力和進而 改善插齒機的順暢運轉(zhuǎn)，精加工所需的退刀i 各徑比粗加工所需的退刀路徑 短。因為退刀方向在各種情況下都在變化，所以在從內(nèi)齒輪到外齒輪的制 造工藝轉(zhuǎn)變中，或在從外齒輪到內(nèi)齒輪的制造工藝轉(zhuǎn)變中，也需要更換凸 輪。因此，德國專利DE3809802公開了一種復(fù)雜的曲柄系統(tǒng)，其曲柄的長 度是可調(diào)的，并且曲柄與決定刀具路徑的凸輪相關(guān)聯(lián)。因此從機械角度講， 可以通過設(shè)定曲柄長度至少部分地影響退刀路徑。
不過，在加工行程中必須沿精確的路徑引導(dǎo)刀具，這個精確的路徑必 須對應(yīng)于所期望的齒廓面方向。它可以是圓柱形、^>形或圓錐形的，或者 可以是這些可能形狀的組合形式?？墒?，由于已知插齒機中的刀具路徑仍 然由凸輪形狀決定，所以為了產(chǎn)生不同的齒廓面方向以及在齒輪修整時， 也需要更換凸輪。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種插齒機和用插齒機制造或精加工齒輪 的方法。在該插齒機中，刀具在加工行程和反向行程中都可以按照任何期 望的可調(diào)路徑被引導(dǎo)。此外，由機床的振動和彈性變形引起的齒輪誤差得 到《奮正。
按照本發(fā)明，提供一種用于制造或加工齒輪的插齒機，它包括刀具和 裝夾刀具的加工頭，加工頭能沿加工方向的片黃向運動，以^吏刀具相對工件
進給和退讓，其特征是，設(shè)有直接驅(qū)動裝置，它驅(qū)動加工頭沿加工方向的
橫向運動。
在這里，為普通的插齒機提供一種直接驅(qū)動裝置，該直接驅(qū)動裝置沿 加工方向的;f黃向驅(qū)動加工頭運動。因此，可以在反向行程和加工行程中對
加工頭的運動和進而刀具的運動加以直接控制，以1"更設(shè)定各種期望的路 徑。因此，尤其可以省掉凸輪和液壓復(fù)位件或彈性復(fù)位件，由此一來，可
得期望的齒廓面方向(圓柱形、球形、圓錐形或組合形狀)，同時根據(jù)加 工類型(粗加工，精加工)和制造工藝(內(nèi)齒輪或外齒輪)，可以在反向 行程中采用可變的退刀路徑。
有利的是，直接驅(qū)動裝置是電動機直接驅(qū)動裝置，并且它的控制以電 子方式進行。因此，在往復(fù)行程運動中，電動機直接驅(qū)動裝置允許準(zhǔn)確引 導(dǎo)刀具，從而能借助電子裝置如人所愿地控制刀具相對工件的進退。
直接驅(qū)動裝置可以有利地驅(qū)動偏心軸，該偏心軸借助中間桿驅(qū)動加工 頭沿加工方向的橫向運動。結(jié)果，由直接驅(qū)動裝置產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)被直接轉(zhuǎn)換 為加工頭的并因而是刀具的橫向于加工方向的運動。這允許刀具精確快速 地運動。
有利的是，加工頭可旋轉(zhuǎn)地支撐在支承點上，其中間桿處于加工頭上 的支承點和刀具之間的一個位置。于是，加工頭可以借助中間桿繞沿加工 方向的橫向布置的一個軸線轉(zhuǎn)動。
依據(jù)本發(fā)明的插齒機有利地具有設(shè)置在直接驅(qū)動裝置上的測量裝置， 它監(jiān)測直接驅(qū)動裝置的運動。這允許對加工頭位置進行間接監(jiān)測，由此允 許精確控制該直接驅(qū)動裝置。
或者，測量裝置也可以設(shè)置在偏心軸上，用于監(jiān)測偏心軸的位置。
還有利的是，依據(jù)本發(fā)明的插齒機具有安置在加工頭上的測量裝置，
它監(jiān)測加工頭的^f立置。因此，可以直4妄監(jiān)測加工頭的4黃向運動，并且可以 依據(jù)所期望的刀具路徑使加工頭做軌跡運動。
還有利的是，本發(fā)明的插齒機具有安置在加工頭上的測量裝置和安置 在直接驅(qū)動裝置或偏心軸上的測量裝置。通過使用這兩個測量裝置，可以 在刀具導(dǎo)向方面獲得更高的精度。特別是，也可以因此記錄下并修正機床 的振動和彈性變形。
驅(qū)動加工頭沿加工方向的橫向運動的直接驅(qū)動裝置是無刷扭矩電動 機，這是有利的。已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)中知道的這樣的扭矩電動機的旋轉(zhuǎn)比較 緩慢，它的特征是具有很高的加速度和非常好的精度。這樣的扭矩電動機 的使用允許刀具準(zhǔn)確運動，即便是在行程運動很快速的情況下。因此，特 別是插齒機的生產(chǎn)力也可以伴隨著更高的可變性而增大。
本發(fā)明還包括一種用插齒機制造或精加工齒輪的方法，其中，通過直 接驅(qū)動裝置使裝夾刀具的加工頭沿加工方向的橫向運動，以便相對工件進 刀和退刀。從該方法中得到了上述的優(yōu)點。
在依據(jù)本發(fā)明的方法中，直接驅(qū)動裝置是電子控制的，這是有利的。 還有利的是，通過測量裝置監(jiān)測加工頭的在加工方向的橫向上的位置，并 且根據(jù)所期望的刀具路徑追跡上述位置。
使用上述插齒才幾中的 一個有利地實施此方法。


現(xiàn)在，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。其中
圖1表示根據(jù)本發(fā)明插齒機的一個實施例的透視圖。
具體實施例方式
依據(jù)本發(fā)明的插齒才幾的實施例具有刀具7,它被剛性連接在加工主軸 12上。加工主軸12又以流體靜力學(xué)方式支撐在加工頭8中。由于加工主 軸12的往復(fù)行程運動，所以刀具7以往復(fù)方式穿過工件6。工件6借助夾 具IO被夾固在工作臺11上。在這個過程中，加工主軸12以及刀具7和 工件6以齒輪嚙合方式同時繞其縱軸線轉(zhuǎn)動。在行程運動中，通過加工主 軸12裝夾刀具7的加工頭8可以繞沿加工方向的橫向延伸的一個軸線轉(zhuǎn) 動地支撐在支承點9上，以便在行程運動中使刀具7進給向工件6和退離 開工件6。于是，通過加工頭8繞由支承點9構(gòu)成的轉(zhuǎn)動軸線的運動，可
以Y吏刀具7沿力口工方向的4黃向運動。
為此，設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的直接驅(qū)動裝置3，它驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)地支撐的 偏心軸1。借助中間桿2和銷栓13，該偏心軸與加工頭8相連接，并且該 偏心軸^f吏該加工頭4青確地沿可i姿希望設(shè)定的路徑運動，同時加工主軸12 帶著刀具7以往復(fù)方式穿過工件6。因此在加工行程中，可以沿著能按期 望設(shè)定的路徑引導(dǎo)刀具。在這里，在根據(jù)加工類型(粗加工，精加工)和 制造工藝(內(nèi)齒輪或外齒輪)在反向行程中選擇可變的退刀路徑的同時， 出現(xiàn)了所期望的齒廓面方向(圓柱形、球形、圓錐形或組合形狀)。
在直接驅(qū)動裝置3上設(shè)有測量裝置4，它測量該直接驅(qū)動裝置的運動 或偏心軸1的位置。也可因此間接測量加工頭的沿加工方向的橫向的位置。 為了能更精確地確定加工頭的位置，此時可能也考慮振動以及加工頭8的 運動和驅(qū)動裝置之間相互作用的具體變化，還設(shè)置一個測量裝置5,該測 量裝置安置在加工頭8上并因此直接監(jiān)測加工頭8的位置。于是，可以依 據(jù)所期望的刀具路徑^吏該加工頭追跡運動，由此一來，在例如由機床的振 動和彈性變形造成偏差的情況下，也可以獲得高精度和快速反應(yīng)。
在這里，直接驅(qū)動裝置3是無刷扭矩電動機。這種轉(zhuǎn)動相當(dāng)緩慢的電 動機的特征是具有很高的加速度和極好的精度。為了控制或反饋控制該加 工頭的位置，設(shè)有控制或反饋控制電子系統(tǒng)，它處理由測量裝置4和5產(chǎn) 生的數(shù)據(jù)并相應(yīng)控制直接驅(qū)動裝置3。
權(quán)利要求
1.一種用于制造或加工齒輪的插齒機，它包括刀具(7)和裝夾該刀具(7)的加工頭(8)，該加工頭(8)能沿加工方向的橫向運動，以使該刀具(7)相對工件進刀和退刀，其特征在于，設(shè)有直接驅(qū)動裝置(3)，該直接驅(qū)動裝置驅(qū)動該加工頭(8)沿該加工方向的橫向運動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插齒機，其特征在于，該直接驅(qū)動裝置(3) 驅(qū)動偏心軸(1 ),該偏心軸^f昔助中間4干(2 )驅(qū)動該加工頭(8 )沿該加工 方向的纟黃向運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的插齒機，其特征在于，該加工頭(8)可旋 轉(zhuǎn)地支撐在支承點(9)上，該中間桿(2)在該支承點(9)和該刀具(7) 之間的位置4妄合該加工頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插齒機，其特征在于，該插齒機包括設(shè)置在 該加工頭(8)上且監(jiān)測該加工頭(8)的位置的測量裝置(5)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插齒機，其特征在于，該插齒機包括設(shè)置在 該直接驅(qū)動裝置(3 )上且監(jiān)測該直接驅(qū)動裝置(3 )的運動的測量裝置(4 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的插齒機，其特征在于，該插齒機包括設(shè)置在 該偏心軸(1)上且監(jiān)測該偏心軸(1)的位置的測量裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插齒機，其特征在于，該插齒機包括設(shè) 置在該加工頭(8)上的測量裝置(5)和設(shè)置在該直接驅(qū)動裝置(3)或 該偏心軸(1)上的測量裝置(4)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插齒機，其特征在于，該直接驅(qū)動裝置(3) 是無刷扭矩電動機。
9. 一種利用插齒機制造或精加工齒輪的方法，其中，通過直接驅(qū)動裝 置使裝夾刀具的加工頭沿加工方向的橫向運動，以使該刀具相對工件進刀 和退刀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該直接驅(qū)動裝置是電 子控制的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過測量裝置監(jiān)測該 加工頭的沿加工方向的;f黃向的位置，并且依據(jù)所期望的刀具路徑追跡該位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法利用根據(jù)權(quán)利 要求1至8中任一項所述的插齒機來實施。
全文摘要
一種用于制造或加工齒輪的插齒機包括刀具(7)和裝夾刀具的加工頭(8)，該加工頭可以沿加工方向的橫向運動，以使該刀具相對工件進刀和退刀。為此，設(shè)置直接驅(qū)動裝置(3)，該直接驅(qū)動裝置驅(qū)動該加工頭沿加工方向的橫向運動。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的用于制造或加工齒輪的方法，其中，通過直接驅(qū)動裝置使裝夾刀具的加工頭沿加工方向的橫向運動，以使刀具相對工件進刀和退刀。
文檔編號B23F5/00GK101185982SQ20071016524
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者G·哈斯 申請人:利布赫爾齒加工技術(shù)有限公司