DE4328801A1

DE4328801A1 - Modular-construction machine tool

Info

Publication number: DE4328801A1
Application number: DE19934328801
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reuter
Original assignee: PRAEWEMA WERKZEUGMASCHINENFABR
Current assignee: PRAEWEMA WERKZEUGMASCHINENFABR
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2013-08-28
Also published as: DE4328801C2

Abstract

The invention relates to a modular-construction machine tool for the material-removing machining of workpieces, in particular gear wheels. The machine tool comprises a lower machine-tool framework (1) which can be fitted, on the upper side, with one or two machining units (4, 5) and, on a lateral mounting surface (3), with an add-on unit (6) which bears a workpiece spindle (7), with vertical axis, and a further machining unit (8). Using this machine tool, various material-removing machining operations can be carried out at the same time without re-chucking the workpiece, for example providing the machining of the end sides of teeth of gearwheels for manual gearboxes (transmissions) with selection aids and machining the tooth flanks. <IMAGE>

Description

An Werkstücken, wie Zahnrädern für Schaltgetriebe, sind verschiedene spanabhebende Bearbeitungen durchzuführen, zum Beispiel die Bearbeitung der Zahnflanken und die Bearbeitung der Stirnseiten der Zähne, die sogenannten Schalterleichterungen. Für beide Bearbeitungen gibt es Spezialmaschinen.On workpieces such as gears for manual transmissions to carry out various machining operations, for example the machining of the tooth flanks and the Machining the end faces of the teeth, the so-called Switch facilities. There is for both edits Special machines.

Bei einer bekannten Werkzeugmaschine für die Herstellung der sogenannten Schalterleichterungen an Zahnrädern für Schaltgetriebe (DE-AS 10 48 762, EP 0 107 828 B1) ist ein Maschinenuntergestell mit zwei gleichartigen Bearbeitungseinheiten bestückt, die gegensinnig umlaufende Schlagmesser aufweisen, mit denen das Zahnrad gleichzeitig an zwei Stellen der Stirnseite bearbeitet wird. Die Bearbeitung erfolgt bei drehendem Zahnrad. Deshalb ist es notwendig, daß die Drehantriebe der Bearbeitungseinheiten und der Werkstückspindel synchron angetrieben werden.In a known machine tool for manufacturing the so-called switch facilities on gears for Manual transmission (DE-AS 10 48 762, EP 0 107 828 B1) is a Machine base with two identical Machining units equipped, the counter rotating Have flyknives with which the gear wheel at the same time is machined at two points on the face. The Machining takes place with the gear wheel rotating. That's why it is necessary that the rotary drives of the processing units and the workpiece spindle are driven synchronously.

Für die Bearbeitung der Zahnflanken, insbesondere für die Erzeugung von Außenverzahnungen, sind Werkzeugmaschinen mit umlaufenden Fräsern bekannt, die bei sich drehender Werkstückspindel wie die Schnecke eines Schneckenrades in die Zahnlücken eintauchen. For machining the tooth flanks, especially for the generation of external gears Machine tools with rotating milling cutters, which are known rotating workpiece spindle like a worm Immerse the worm wheel in the tooth gaps.

Um ein Werkstück sowohl an den Zahnflanken als auch an den Stirnseiten bearbeiten zu können, ist es bei einem aus diesen beiden Maschinen bestehenden Maschinenpark erforderlich, für jede der beiden Bearbeitungen Werkstück und Werkzeuge in der jeweiligen Maschine für die Bearbeitung einzurichten. Dies ist arbeitsaufwendig und führt zu langen Fertigungszeiten.Around a workpiece both on the tooth flanks and on To be able to edit the end faces is one machinery consisting of these two machines required for each of the two machining workpieces and tools in the respective machine for the To set up editing. This is labor intensive and leads to long production times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, mit der bei geringem maschinentechnischen Aufwand verschiedene Bearbeitungen am Werkstück, insbesondere einem Zahnrad, in vergleichsweise kurzer Zeit durchgeführt werden können.The invention has for its object a To create machine tool with the low machine-related effort various processing on the workpiece, especially a gear, in can be carried out comparatively short time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine modular aufgebaute Werkzeugmaschine für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Zahnrädern, gelöst, die aus einem Maschinenuntergestell, das oberseitig eine Führungsbahn und seitlich eine Anbaufläche aufweist, aus mindestens einer auf der Führungsbahn und um mehrere Achsen verstellbaren, drehend angetriebenen und mit einem Fräser bestückten Bearbeitungseinheit und aus einer auswechselbaren Anbaueinheit besteht, die an der Anbaufläche hängend befestigbar ist und eine drehend angetriebene Werkstückspindel mit vertikaler Achse und eine weitere in mehreren Achsen verstellbare. Bearbeitungseinheit aufweist, wodurch die Bearbeitungseinheiten zur gleichzeitigen Bearbeitung des Werkstückes in ihren Arbeitsstellungen positionierbar sind.This object is achieved by a modular assembled machine tool for metal cutting Machining of workpieces, especially gears, solved that from a machine base that a guideway on the top and one on the side Cultivation area has at least one on the Guideway and adjustable about several axes, rotating driven and equipped with a milling cutter Processing unit and from an interchangeable Add-on unit consists of hanging on the acreage can be attached and a rotating driven Workpiece spindle with vertical axis and another in adjustable on several axes. Processing unit has, whereby the processing units for simultaneous machining of the workpiece in their Working positions are positionable.

Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine läßt sich bei Bestückung mit drei Bearbeitungseinheiten das Werkstück gleichzeitig an drei Stellen bearbeiten. Aus diesem Grunde, aber auch wegen des nicht länger erforderlichen Umspannens des Werkstückes für verschiedenartige Bearbeitungen, zum Beispiel die Herstellung von Schalterleichterungen und die Bearbeitung der Zahnflanken, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine Werkstücke in kürzerer Zeit als bisher bearbeiten. Da mit ein und derselben Aufspannung des Werkstückes verschiedenartige Bearbeitungen durchgeführt werden können, ist auch der maschinentechnische Aufwand im Vergleich zu den sonst erforderlichen verschiedenartigen Maschinen geringer. Wegen des modularen Aufbaus läßt sich die Maschine auch nur mit einer Bearbeitungseinheit betreiben. Es ist auch möglich, die eine Bearbeitungseinheit und die Werkstückspindel tragende Anbaueinheit durch eine Anbaueinheit zu ersetzen, die nur die Werkstückspindel trägt, wenn an dem Werkstück nur Bearbeitungen durch die eine oder die beiden auf der Führungsbahn angeordneten Bearbeitungseinheiten notwendig sind. Schließlich gewährleistet die vertikale Anordnung der Achse der Werkstückspindel einen freien Spänefall.With the machine tool according to the invention, Equipped with three processing units the workpiece Edit in three places at the same time. For this Reason, but also because of the no longer required Clamping the workpiece for various types Processing, for example the production of Switch facilities and editing the Tooth flanks can be with the invention Machine tool workpieces in less time than before to edit. Because with one and the same clamping of the Different types of processing performed is also the mechanical engineering effort compared to the otherwise required different machines less. Because of the modular construction, the machine can only be used with operate a processing unit. It is also possible, the one processing unit and the workpiece spindle load-bearing add-on unit through an add-on unit replace that only carries the workpiece spindle when on the Workpiece only machining by one or the other both arranged on the guideway Machining units are necessary. After all ensures the vertical arrangement of the axis of the Workpiece spindle a free chip fall.

Die Werkzeugmaschine läßt sich sowohl in einer schrittweisen als auch in einer kontinuierlichen Weise betreiben. Es ist allerdings erforderlich, daß die einzelnen Bewegungen aufeinander abgestimmt sind. Insbesondere sollten alle Bearbeitungseinheiten und die Werkstückspindel synchron angetrieben sein.The machine tool can be in one gradually as well as in a continuous manner operate. However, it is necessary that the individual movements are coordinated. In particular, all processing units and the Workpiece spindle to be driven synchronously.

Vorzugsweise ist der Fräser der auf dem Maschinenuntergestell aufgebauten Bearbeitungseinheit in an sich bekannter Weise als umlaufendes Schlagmesser ausgebildet. Sofern zwei derart gleiche Bearbeitungseinheiten auf dem Maschinenuntergestell aufgebaut sind, sollten die Schlagmesser gegenläufig angetrieben sein und für die Bearbeitung der Stirnseiten der Zähne eingerichtet sein, derart, daß sie bei jedem Umlauf nur einmal, und zwar von innen nach außen schneiden, um einen Grat am Übergang der so herzustellenden Schalterleichterungen zur Zahnflanke zu vermeiden.Preferably the milling cutter is the one on the Machine base built-in processing unit in in a known manner as a circumferential fly knife educated. If two are the same Processing units on the machine base the knives should be counter-rotating be driven and for processing the end faces of teeth should be set up in such a way that each Circulation only once, from the inside out cut to a ridge at the transition of that to make switch simplifications to the tooth flank avoid.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel der Werkzeugmaschine mit unterschiedlich eingestellter Bearbeitungseinheit in verschiedener isometrischer Darstellung zeigenden Zeichnung erläutert.In the following the invention is based on a Embodiment of the machine tool with differently set processing unit in different isometric representation Drawing explained.

Ein Maschinenuntergestell 1 weist auf seiner Oberseite eine Führungsbahn 2 aus Schienen und an einer Seite eine Anbaufläche 3 auf. Auf der Führungsbahn 2 sind zwei gleichartige Bearbeitungseinheiten 4, 5 verstellbar in X-Richtung angeordnet. An der Anbaufläche 3 ist eine Anbaueinheit 6 auswechselbar befestigt, die eine drehend angetriebene Werkstückspindel 7 mit vertikaler Achse und eine weitere Bearbeitungseinheit 8 aufweist, die ähnlich den Bearbeitungseinheiten 4, 5 auf einer von Schienen gebildeten Führungsbahn 9 in Y-Richtung verstellbar auf der Anbaueinheit 6 angeordnet ist.A machine base 1 has a guide track 2 made of rails on its upper side and a mounting surface 3 on one side. On the guideway 2 , two identical processing units 4 , 5 are arranged adjustable in the X direction. A mounting unit 6 is interchangeably fastened to the mounting surface 3 , which has a rotationally driven workpiece spindle 7 with a vertical axis and a further processing unit 8 which, similar to the processing units 4 , 5, can be adjusted in the Y direction on the mounting unit 6 on a guide track 9 formed by rails is arranged.

Jede Bearbeitungseinheit 4, 5 weist einen Kopf 4a, 5a mit einem ausgebildeten, als Fräser umlaufenden Schlagmesser 10, 11 auf. Der Kopf 4a, 5a läßt sich mittels eines Kreuzschlittens linear in Richtung der Achsen Y und Z verstellen, so daß die Schlagmesser 10, 11 unter Berücksichtigung der erwähnten Verstellbarkeit ihrer Bearbeitungseinheiten in X-Richtung in den zueinander senkrechten drei Achsen X, Y und Z verstellt werden können. Ferner läßt sich jeder Kopf 4a, 5a um die Achsen X und Y verschwenken. Each processing unit 4 , 5 has a head 4 a, 5 a with a rotary knife 10 , 11 designed as a milling cutter. The head 4 a, 5 a can be adjusted linearly in the direction of the axes Y and Z by means of a cross slide, so that the impact knives 10 , 11 taking into account the adjustability of their machining units in the X direction mentioned in the mutually perpendicular three axes X, Y and Z can be adjusted. Furthermore, each head 4 a, 5 a can be pivoted about the axes X and Y.

Die Bearbeitungseinheit 8 läßt sich nicht nur, wie schon erwähnt in Y-Richtung, sondern auch in Z-Richtung verstellen. Die Bearbeitungseinheit 8 ist mit einem als Schlagmesser 12 ausgebildeten Fräswerkzeug bestückt, welches sich um eine im wesentlichen quer zur Achse der Werkstückspindel liegende Achse dreht.The processing unit 8 can be adjusted not only in the Y direction, as already mentioned, but also in the Z direction. The processing unit 8 is equipped with a milling tool designed as a striking knife 12 , which rotates about an axis lying essentially transversely to the axis of the workpiece spindle.

Wegen der Einstellmöglichkeiten der Bearbeitungseinheiten 4,5,8 in verschiedenen Achsen in Verbindung mit einer Synchronisation der umlaufenden Schlagmesser 10, 11, 1 und der Werkstückspindel 7 lassen sich die Schlagmesser 10, 11, 12 auf ein von der Werkstückspindel 7 gehaltenes Werkstück 13, insbesondere einem zu bearbeitenden Zahnrad mit Außenverzahnung, ausrichten, so daß gleichzeitig die Schlagmesser 10 und 11 an gegenüberliegenden Zahnflanken stirnseitig von innen nach außen und das Schlagmesser 12 an den Zahnflanken fräsen.Because of the setting possibilities of the processing units 4, 5, 8 in different axes in connection with a synchronization of the rotating knives 10 , 11 , 1 and the workpiece spindle 7 , the knives 10 , 11 , 12 can be placed on a workpiece 13 held by the workpiece spindle 7 , in particular align a gear to be machined with external toothing, so that at the same time the knives 10 and 11 on opposite tooth flanks are milled from the inside outwards and the knives 12 on the tooth flanks.

Claims

1. Modular machine tool for the machining of workpieces ( 12 ), in particular gearwheels, consisting of a machine base ( 1 ) which has a guide track ( 2 ) on the top and a mounting surface ( 3 ) on the side, at least one on the guide track ( 2 ) and adjustable in several axes, rotatably driven and equipped with a milling cutter ( 10 , 11 ) processing unit ( 4 , 5 ) and an exchangeable add-on unit ( 6 ), which is attached to the mounting surface ( 3 ) and a rotatably driven workpiece spindle ( 7 ) with a vertical axis and a further machining unit ( 8 ) adjustable in several axes, whereby the machining units ( 4 , 5 , 8 ) can be positioned in their working positions for simultaneous machining of the workpiece ( 13 ).

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that all processing units ( 4 , 5 , 8 ) are driven synchronously

3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that the milling cutter ( 9 ) of the processing unit ( 4 , 5 ) constructed on the machine base ( 1 ) is designed as a striking knife.

4. Machine tool according to claim 3, characterized in that in two on the machine base ( 1 ) built-up processing units ( 4 , 5 ), the knives ( 9 ) are driven in opposite directions and are set up for processing the end faces of the teeth, such that they are cut only once each round, cutting from the inside of the tooth to the end of the tooth.