本發(fā)明涉及一種用于對夾持在兩個尖端之間的工件進行旋轉(zhuǎn)夾帶(rotary entrainment)的裝置，其安裝在機床的機床工作臺上，包括：具有居中設(shè)置的尖端的本體；和多個同心設(shè)置的、軸向可移動的驅(qū)動機構(gòu)件，其為了對工件的旋轉(zhuǎn)夾帶而被按壓在端面表面或被壓入端面表面，其中驅(qū)動機構(gòu)件的軸向位置可由在工件的定心操作后的主動固定來限定。本發(fā)明還涉及一種與本體相對的容納件，例如尖端或中空尖端，其起到引導(dǎo)工件的相對側(cè)的作用。

背景技術(shù)：

機床優(yōu)選可為用于制造或加工齒輪的機器。

這種裝置通常被稱為面驅(qū)動機或端驅(qū)動機，且優(yōu)選用于振動沒有工件孔或工件孔(工件通過所述工件孔能被夾緊以用于加工)不夠的工件。而且，當(dāng)需要在一個夾緊位置沿其整個長度加工工件的外表面時使用這種裝置。多個專利申請中已公開這種裝置，例如DE19534073A1或DE102010060118A1。

為加工工件，該工件最初被夾持在尖端之間，與工件中心保持一致，從而盡可能好地保證工件的同心度。同時，驅(qū)動機構(gòu)件被按壓在工件的驅(qū)動側(cè)端面以對工件進行旋轉(zhuǎn)夾帶，該驅(qū)動機構(gòu)件相對于尖端以相當(dāng)大的距離同心設(shè)置以施加高轉(zhuǎn)矩。根據(jù)工件的表面硬度且根據(jù)驅(qū)動機構(gòu)件的端面形狀和尺寸，驅(qū)動機構(gòu)件以不同程度被壓入工件的表面。

按壓表面的形狀和尺寸選擇應(yīng)使得對于已選的加工方法保證對待加工工件的牢固的旋轉(zhuǎn)夾帶。而且，必須注意工件由尖端引導(dǎo)且不會被驅(qū)動機構(gòu)件的壓力從尖端掀離，從而確保精確的工件同心度。

由于在加工工件的端面時通常不會具有充足的軸向擺動，然而所有的驅(qū)動機構(gòu)件必須均勻地與工件表面嚙合，所以驅(qū)動機構(gòu)件必須彼此獨立地接觸工件表面，于是仍然施加相當(dāng)均勻的壓力。在DE202010009073U中，例如壓力以液壓的方式均勻地施加在所有驅(qū)動機構(gòu)件上。在其它實施方式中，置于擺動環(huán)上或萬向節(jié)支撐的盤上的驅(qū)動機構(gòu)件補償了誤差。在一些實施方式中，驅(qū)動機構(gòu)件也由具有多個驅(qū)動機切緣的擺動地安裝的盤構(gòu)成。

裝置中的定心尖端以軸向柔性方式安裝或固定設(shè)計在基本夾緊位置處。與軸向柔性尖端相比，固定的組件提供了更好的工件同心度的優(yōu)點，因為在尖端和基本夾緊位置之間不需要用于保證其軸向可移動性的孔間隙。

此外，在加工期間，驅(qū)動機構(gòu)件的位置必須不會改變。具有交替旋轉(zhuǎn)方向的力作用在工件上或在加工力大幅波動的情況(可例如是具有斷續(xù)切削的情況)下的工件加工中，驅(qū)動機構(gòu)件可能在交替負荷下在它們的孔中移動。在長軸的情況下，偏側(cè)的加工嚙合引起的工件彎曲可導(dǎo)致在工件旋轉(zhuǎn)期間驅(qū)動機構(gòu)件負荷不同且因此軸向移動。

在對于加工結(jié)果來說準確旋轉(zhuǎn)位置很重要的工件加工中，例如在齒面加工期間，在裝置和工件之間的旋轉(zhuǎn)位置上的每個改變對于在機床和工件之間產(chǎn)生的耦合會有負面影響。在此，在工件的旋轉(zhuǎn)位置和機床的旋轉(zhuǎn)位置之間的非常精密的耦合保證了高嚙合質(zhì)量。

保證這一點的一個可行性在于將驅(qū)動機銷盡可能精確地引導(dǎo)至它們的孔中。然而，必須注意足夠的孔間隙，從而保證驅(qū)動機銷的軸向可移動性，但是同時所述間隙必須不能太大，從而實現(xiàn)盡可能精確地夾帶。

在很高質(zhì)量要求的情況下，發(fā)現(xiàn)這是不足的。在DE202010009973U中，驅(qū)動機構(gòu)件的軸因此以與工件的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向傾斜，且因此不再平行于工件軸延伸。與驅(qū)動機銷嚙合的工件因此產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反導(dǎo)向的力，其與軸向作用在驅(qū)動機銷上的力一起導(dǎo)致，在夾緊的情況下，驅(qū)動機銷在孔中沒有間隙地傾斜因而保證了牢固的旋轉(zhuǎn)夾帶。取決于設(shè)計，一部分量的驅(qū)動機銷各自能以工件的旋轉(zhuǎn)方向或以與工件的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向傾斜。

然而，斷續(xù)切口或作用在不同的旋轉(zhuǎn)方向上的加工力的交替負荷能導(dǎo)致，在夾緊情況下，驅(qū)動機構(gòu)件不會完全保持撐牢。由于出現(xiàn)交替的力，傾斜能被暫時釋放且因此使得在徑向方向上有小的移動，且因此導(dǎo)致工件相對于裝置的位置改變。這例如作為齒腹上的凸肩或作為齒向誤差體現(xiàn)在加工結(jié)果上。

這些負荷例如可發(fā)生在滾齒期間或齒輪磨削期間。當(dāng)機床切刃僅嚙合在一個凸緣上時，此效應(yīng)特別地顯然地發(fā)生在切削先頭時和在機床從齒接件離開時。當(dāng)加工螺旋齒接件時，由于機床與左和右齒腹共同接觸，此效應(yīng)變得明顯甚至更顯著。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是如上述改進裝置，使得在所有的加工方法中可達成無間隙的旋轉(zhuǎn)夾帶。此外，在加工過程中，牢固夾緊不允許改變，即使當(dāng)切向加工力在幅度和方向方面波動時也不改變。

此目的由具有獨立權(quán)利要求1或10的特征的裝置實現(xiàn)。權(quán)利要求14限定了使用根據(jù)本發(fā)明的所述裝置的方法。進一步有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中說明。

根據(jù)本發(fā)明，在具有端面驅(qū)動機(face driver)的裝置中，待夾緊的工件最初以裝置中的固定尖端以及相對的尖端作為中心。與可移動的尖端相比，固定的尖端提供了其可非常精密地對準機床工作臺中心且不存在對工件同心度造成不利影響的孔間隙的優(yōu)點，而該孔間隙對于可移動的尖端可能是需要的。定心操作之后，使驅(qū)動機構(gòu)件接觸工件端面。

有益地，用于夾帶工件的驅(qū)動機構(gòu)件應(yīng)設(shè)置成與尖端徑向相距相當(dāng)大的距離，因此相當(dāng)高的轉(zhuǎn)矩能夠從裝置傳遞至工件。取決于工件形狀，各個驅(qū)動機構(gòu)件也能夠設(shè)置成與中心相距不同的距離。同時，該裝置需要相當(dāng)?shù)膬A斜，從而防止機床頭或機床工具與工件的碰撞，特別是當(dāng)加工螺旋齒接件時。

為了補償工件端面的軸向擺差，驅(qū)動機構(gòu)件最初應(yīng)柔性地?？吭诒砻嫔锨译S后以近似相等的壓力被按壓在表面上或被壓入表面。從而避免了由于在其端面上的不均勻或偏側(cè)壓力導(dǎo)致工件傾斜且因此相對于裝置搖晃。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當(dāng)工件附接到尖端上時，驅(qū)動機構(gòu)件最初機械地保持。在工件在尖端之間精確對準且應(yīng)用必要的定心力(其防止了工件在尖端上的位移)之后，通過致動拉緊螺栓，所述驅(qū)動機構(gòu)件在裝置的軸向上被釋放，且因此能夠以可調(diào)節(jié)的力停靠在工件端面上或壓入工件中。在工件的加工期間，當(dāng)拉緊螺栓進一步在軸向上被另外致動時，借助另外的夾緊構(gòu)件，驅(qū)動機構(gòu)件在其端位置被有效夾緊且因此固定在其位置而沒有間隙。

此夾緊過程一方面保證了好的工件同心度，且另一方面，也用交變的加工力將工件牢固地引導(dǎo)。施加并保持了加工所必須的轉(zhuǎn)矩且保證了精確的旋轉(zhuǎn)傳動。

在另外優(yōu)選的實施方式中，可以想到，上尖端形成為中空尖端或固定支架?？商娲鼗蛄硗猓部梢韵氲綄⑾录舛嗽O(shè)計為中空尖端。唯一重要的是導(dǎo)引構(gòu)件保證了工件的精確同心度。

在替代實施方式中，在基本夾緊位置的尖端能夠柔性地安裝在軸向上。通過調(diào)節(jié)彈簧力和尖端與驅(qū)動機構(gòu)件之間的軸向路徑，能夠?qū)崿F(xiàn)相似的夾緊過程。彈簧和軸向路徑必須相對于彼此調(diào)整，以使得在驅(qū)動機銷于工件端面嚙合之前，首先完成定心操作。在此實施方式中，用于引導(dǎo)尖端的孔具有小間隙。因此，當(dāng)工件形狀不能提供優(yōu)選實施方式的使用時，首先使用此實施方式。

在另一實施方式中，驅(qū)動機構(gòu)件的接觸表面還裝有可替換的附件。因此，不僅針對待加工的工件的材料性質(zhì)，工件允許的壓痕(impression)的形狀和大小，和工件材料的處理條件，而且針對加工方法，可很容易地實現(xiàn)適配。例如，對于相同的工件，用于齒輪銑制過程的支撐表面和用于硬挺整理過程的支撐物必須不同地設(shè)計。一方面，各過程存在的加工力不同，且另一方面硬化的邊緣層構(gòu)成了逆對支撐點穿透的障礙。在這種情況下，需要驅(qū)動機構(gòu)件的摩擦夾帶。

此外，驅(qū)動機構(gòu)件可在上端面具有不同的附件。從而，對于不同的工件，裝置能被很容易地適配，且在磨損的情況下，所述附件能被更換而不存在問題。使用可商購的附件是有利的，特別是可轉(zhuǎn)位的插入件。

由于可以調(diào)節(jié)驅(qū)動機構(gòu)件的彈簧力，能夠根據(jù)接觸表面的性質(zhì)(摩擦接觸，穿透深度等)相應(yīng)地調(diào)節(jié)所述力。此外，借助于可變的張力，對驅(qū)動機構(gòu)件的主動夾緊力的最大值能被改變。在減少的夾緊力下，驅(qū)動機銷因此也可只起到阻尼作用，替代驅(qū)動機銷的主動固定。

此外，用于容置工件的上尖端和/或下尖端可設(shè)計為變化部件，從而使其適配于不同大的工件孔和工件尺寸，且從而其在磨損的情況下容易更換且更換成本低。

擴展實施方式可優(yōu)選在手動裝載的情況下用于工件裝載，而不需要使用自動化設(shè)備。

手動裝載需要將工件居中附連至所述裝置，從而防止工件傾斜。因此應(yīng)避免在裝載期間工件可能的墜落和對機器操作者的可能傷害。例如，具有長軸的機器的裝載通常用裝載裝置以懸掛的方式實現(xiàn)，所述裝載裝置優(yōu)選為旋擰入工件的上中心孔的環(huán)首螺釘。然而，在上尖端或上導(dǎo)引構(gòu)件能夠移入工件的上側(cè)之前，這種裝置隨后必須被移除。因此，在手動裝載期間，裝置必須包括用于保持工件的合適的裝置。

在自動裝載期間，裝載裝置避免了工件的傾斜。

在擴展實施方式中，通過同軸設(shè)置的支撐螺栓/容置構(gòu)件(在裝載期間，工件能夠置于其上)實現(xiàn)傾斜保護。然而，它們被從工件端面縮回以進行后續(xù)的工件加工，從而避免了對工件的同心度/軸向擺差的質(zhì)量的負面影響。

附圖說明

下面將參考幾個附圖詳細說明本發(fā)明的另外的優(yōu)點和特征，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的與機床嚙合的裝置的側(cè)視圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的整個裝置的截面圖；

圖3示出了用于驅(qū)動機元件的致動裝置的一細節(jié)視圖；

圖4示出了用于驅(qū)動機元件的致動裝置的另一細節(jié)視圖；

圖5示出了用于驅(qū)動機元件的可替換附件的幾個變型的細節(jié)圖；

圖6示出了在擴展實施方式中根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面圖；以及

圖7A、圖7B、圖7C示出了在擴展實施方式中根據(jù)本發(fā)明的裝置中的夾緊過程的細節(jié)圖。

具體實施方式

圖1示出了具有夾在裝置10中的上尖端33和下尖端23之間的工件32的裝置的側(cè)視圖。此工件32的齒接件用機床31加工，所述機床31在這種情況下為磨削蝸桿。為此，在一個或更多個循環(huán)中機床31平行于工件32的軸向方向以不同的中心距移動因而生成或加工齒接件。

為了加工目的，用裝載系統(tǒng)(未示出)或手動地將工件裝載入裝置10上，且通過降低上尖端33使工件32在上尖端和下尖端23之間夾在裝置上。在其它軸向設(shè)置中，例如，整個裝置10可水平設(shè)置。

在進一步過程中主動施加驅(qū)動機構(gòu)件25之前，工件32最初在尖端23、33之間的中心。因此，在通過將驅(qū)動機構(gòu)件25按壓于工件32而完成牢固的夾帶之前，實現(xiàn)了工件32的最好的同心度。

在圖2中示出的裝置的截面圖中，說明了根據(jù)本發(fā)明的裝置10的細節(jié)。裝置10安裝在機床工作臺30上，所述機床工作臺將旋轉(zhuǎn)運動傳遞至裝置10且因此傳遞至工件32。在這種情況下，截面圖中示出裝置10的三部分結(jié)構(gòu)，其中，裝置10由用于將裝置10安裝在機床工作臺上的夾緊基體16、附件19和具有可替換的下尖端23的裝置10的上部分21。

在夾緊基體16中提供容納孔，其容納彈簧15、27。能夠借助調(diào)整構(gòu)件13(在此為螺紋銷)而改變不同強度的彈簧15、27的壓力。當(dāng)使用相同構(gòu)造的彈簧15、27時，其也可有區(qū)別地預(yù)張緊，從而保證正確的夾緊過程。通過移位調(diào)整構(gòu)件13，其借助按壓板14限定彈簧15、27的安裝空間，且因此能夠改變彈簧15、27的壓力。彈簧15、27反過來借助驅(qū)動機17、26作用于驅(qū)動機構(gòu)件25或拉緊螺栓11上的臂20之一。兩個驅(qū)動機17和26各自通過安裝在附件19中的杠桿連接。

拉緊螺栓11作用于致動螺栓22，其借助于傾斜面和夾緊構(gòu)件24將驅(qū)動機構(gòu)件25固定在其位置。

參考圖3和圖4的細節(jié)圖，現(xiàn)在可解釋裝置10的操作模式。在夾緊過程中，工件32最初容置在尖端23和對置尖端33之間，因此其同心地對準。

為了將驅(qū)動機構(gòu)件25施加于下工件端面，現(xiàn)在由外部裝置將拉緊螺栓11向下拉。在拉緊螺栓11處的臂20同樣地向下按壓彈簧承載的驅(qū)動機17。借助杠桿18，此時驅(qū)動機26被致動且因此將驅(qū)動機構(gòu)件25向上移動，憑借其驅(qū)動機構(gòu)件附接至工件32的端面或以相應(yīng)的彈簧力按壓入工件32的表面。彈簧27的彈簧力須設(shè)計并調(diào)整為與期望的穿透深度和其所需的表面壓力相應(yīng)。借助于牽引桿11，夾緊構(gòu)件24同時也在驅(qū)動機構(gòu)件25的方向上移動并將其夾緊就位。三個臂20各自在這些圖中示出，但是為了清楚地表示彈簧15、27，驅(qū)動機17、26，杠桿18和驅(qū)動機構(gòu)件25等，下面省略各臂20。

由于某些過程須借助牽引桿的各位置而相繼引發(fā)，其路徑和驅(qū)動機構(gòu)件25抵靠工件32的時刻須調(diào)整至驅(qū)動機17、26被夾緊的位置。為此，驅(qū)動機構(gòu)件25能夠相對于驅(qū)動機26改變位置。為此，在此示例中在驅(qū)動機中提供螺紋以精密調(diào)整。

然而，借助于驅(qū)動機構(gòu)件25的上端面處的附件也能夠?qū)嵤┻m配。將參考圖5中的示例示出具體實施方式。除了長度適配，這些附件28a至28d也提供了用于安裝針對工件接觸表面的不同支撐表面29的可行性。取決于工件材料的拉伸強度并取決于工件32容許的最大壓痕深度，這能夠借助支撐表面的尺寸和形狀來改變。支撐表面的尺寸決定了表面壓力且借助諸如凹槽、點、切刃、菱形或方格圖案，工件中的壓痕能夠根據(jù)需要適配。

在硬化的工件32中，例如，端面涂覆有硬質(zhì)材料(例如，金剛鉆或CBN(立方氮化硼))的附件也能夠傳遞必要的夾帶力。

通過附件的相應(yīng)設(shè)計，也能提供用于可商購的部件的容置件。例如，具有合適表面形狀的可轉(zhuǎn)位的插入物，例如示出的方形板28b。這些可替換的構(gòu)件(分離的)因此能夠以簡單且廉價的方式在此使用。

然而，當(dāng)然，驅(qū)動機構(gòu)件25的端面也能夠相應(yīng)地直接設(shè)計，無需任何特殊附件。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明在擴展實施方式中的裝置的截面圖，在手動裝載工件期間，不使用自動化裝置的情況下，可優(yōu)選使用該裝置。此裝置最好包括圍繞尖端23同心地設(shè)置的支撐螺栓40，在手動裝載期間，工件32能夠最初近似居中附接于其上。朝向頂部，支撐螺栓40的移動路徑由螺紋栓41限定，所述螺紋栓41旋擰在支撐螺栓40和在拉緊螺栓11處的臂44之間。彈簧42對應(yīng)于工件重量設(shè)計。

圖7A至圖7C的細節(jié)圖示出在擴展實施方式中的另外夾緊過程。

居中設(shè)置在裝置中的下尖端23最初起到在工件附接時將工件32預(yù)置于中心的作用，工件以此中心附接至下尖端23。當(dāng)工件32放置時，支撐螺栓40此時在工件的重量下借助壓縮彈簧42被壓縮，直到工件32恰好居中位于下尖端23上(也參見圖7B)，其中其也被支撐螺栓40支撐。當(dāng)上尖端33或上導(dǎo)引構(gòu)件目前已負責(zé)工件的引導(dǎo)且能夠避免工件32的傾斜，支撐螺栓40能從工件32縮回且驅(qū)動機構(gòu)件25(可能和附件28a至28d一起用他們的支撐表面29)按壓工件端面。為此，拉緊螺栓11借助外部裝置(例如，液壓缸)被向下拉。因此，借助臂44a，螺紋銷41和支撐螺栓40此刻從工件端面縮回，且同時借助臂44b，驅(qū)動機17向下移動。這因此導(dǎo)致借助杠桿18和驅(qū)動機27，驅(qū)動機構(gòu)件25按壓工件端面。如已描述，只要存在足夠的壓力，驅(qū)動機構(gòu)件25就會被相應(yīng)地夾緊。