Werkzeugmaschine zur Herstellung von Nuten in zylindrische Werkstücke, insbesondere zur Herstellung von Zahnrädern. Es ist bekannt, Zahnräder und derglei chen nachdem sogenannten Schraubwälzver- fahren zu bearbeiten. Bei diesem Verfahren ist Bedingung, dass die Drehbewegung der
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Es ist ferner bekannt, dass die Übertragungs organe, welche den Kraftfluss von der Werk zeugspindel zur Werkstückspindel bewirken, genau und spielfrei arbeiten müssen, weil die Teilungsgenauigkeit am Werkstück von der Genauigkeit der Drehbewegung abhängig ist.
Ferner ist bekannt, dass !die Genauigkeit einer Bewegungsübertragung um so genauer wird, je weniger Übertragungselemente an gewendet werden. Die auf Grund dieser Tat sache sich ergebende Forderung, möglichst wenig Übertragungselemente anzuwenden, ist jedoch bei :derartigen Maschinen aus ver schiedenen, dem Fachmann gut bekannten Gründen nicht einfach durchzuführen.
Es Werkstückspindel in einem bestimmten Ver hältnis zur Drehbewegung der Werkzeug spindel steht. Wird beispielsweise ein ein fachgängiges Werkzeug verwendet, dann wird: bedeutet deshalb einen technischen Fort schritt, wenn eine Maschine ,gebaut werden kann, die möglichst wenig Kraftübertra- gungselemente aufweist. Eine solche Ma schine ist nicht nur in wirtschaftlicher Hin sicht ein Fortschritt, sondern. auch in quali tativer Hinsicht, weil. sie von Anfang an und auf die Dauer grössere Genauigkeit gewähr leistet.
Zweck vorliegender Erfindung ist, eine solche Maschine zu schaffen. Auf der Zeichnung sind ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung und eine Va riante dargestellt: Fig. 1 zeigt die Maschine in Ansicht und zum Teil im Schnitt.
Fig. 2 zeigt einen Grundriss, ebenfalls zum Teil im Schnitt.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3 in grösserem Massstab.
Fig. 6 zeigt eine Variante zu Fig. 1. Fig. 7 und 8 zeigen Einzelheiten des Reitstockes in grösserem Massstab.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 1 in grösserem Massstab. Die dargestellte Maschine besitzt einen Ständer 1, der einen Querschlitten 2, und einen Längsschlitten 3 trägt. In letzte rem ist die Werkzeugspindel 4 gelagert, die in diesem speziellen Falle Schleifspindel ge nannt werden kann. Im Ständeraufbau 1' ist ferner ein Drehteil 5 angeordnet, welcher den Werkstückschlitten 6 mit Werkstück spindel 7 trägt. Die Achse der Schleifscheibe "S" behält immer ihre horizontale Lage bei.
Die Schleifscheibe kann durch Betätigung des Querschlittens 2 radial und durch Be tätigung des Längsschlittens 3 tangential zum Werkstück "W" bewegt werden. Diese Bewegungen sind notwendig, um die Scheibe rasch und bequem mit vorbearbeiteten Rädern in Einklang zu bringen. Das Werkstück "W" macht ausser der notwendigen Drehbe- wegung eine achsiale Längsbewegung.
Ein Ausschwenken der Werkstückspindelachse, die mit der Werkstückachse zusammenfällt, aus .der Vertikalen ist notwendig als Aus gleich des Steigungswinkels der Schleif scheibe. Beim Bearbeiten spiralverzahnter Räder kommt ferner noch das Ausschwenken um den Spiralwinkel in Betracht.
Die Schleifspindel 4 wird vom Motor 8 über den Riemen 9 und die Riemenscheibe 10 angetrieben. Die Riemenscheibe am Motor 8 ist breiter als die Riemenscheibe 10, und zwar um den Weg, den der Längsschlitten 3 ausführen kann. Der Schlitten 3 wird durch Handrad 30 und Spindel 31 tangential zum Werkstück bewegt.
Die Kraftübertragung von der Schleif spindel zur Werkstückspindel erfolgt von Rad 11 über Rad 12, Zwischenwelle 13, Räder 14 und 15, Kegelräder 16 und 17 auf Keilwelle 18. Letztere ist ,drehbar, aber ach- sial nicht verschiebbar im Ständeraufbau 1' gelagert. Sie treibt über Transporträder 19, 20, 21, Wechselrädersatz 22 die Walle 23 an, die ihrerseits den Kraftfluss über Kegelräder 24 und 25, Keilwelle 26 und Räder 27 und 28 auf die Werkstückspindel 7 leitet.
Das Ganze ist derart ausgebildet, dass sowohl eine radiale und tangentiale Einstellung des Werkzeuges zum Werkstück als auch eine Bewegung des Werkstückes in Richtung sei ner Achse sowie eine Schwenkung der Werk stückspindelachse und damit der Werkstück achse vorgenommen werden kann, ohne dass der Kraftfluss von der ,Schleifspindel 4 zur Werkstückspindel 7 unterbrochen wird.
Wie das Werkstück in Richtung seiner Achse be wegt wird und wie eine Schwenkung der Werkstückachse vorgenommen wird, wird weiter unten erläutert. Die Einschaltung der Zwischenwelle 13 mit den Rädern 12 und 14 ermöglicht nicht nur nötige Drehzahlherab- setzung der Keilwelse 18 in bezog auf die Schleifspindel 4,
sondern auch die #angen- tiale Bewegung von Schlitten 3 mit Schleif scheibe ,;S", indem das Rad 14 um den Be trag des Schlittenweges 3 breiter ist als Rad 15.
Das Ausschwenken der Werketück- achse aus der Vertikalen "E-E" (Fig. 1) geschieht durch den Drehteil 5, dessen Dreh achse mit der Achse der Welle 23 identisch ist.
Diese Drehachse liegt auf gleicher Höhe wie die Achse der horizontal gelagerten Schleifspindel 4. Aus Fig. 1 ist die beispiels- weise Ausführung für die iSchrägstellung des Werkstückes ersichtlich. Der Drehteil 5 trägt ein Schneckenrad 32,
welches in die Schnecke 33 eingreift. Durch Drehen dieser Schnecke wird die Achse des Werkstückes "W" in der Vertikalebene ausgeschwenkt. Die Winkelstellung kann beispielsweise an der Skala 34 abgelesen werden:
Aus Fig. 2 geht hervor, dass der Abstand von der Keilwelle 18 bis zu Mitte Welle 23 verhältnismässig gross gewählt werden muss. Dieser Abstand ist bedingt durch die ex- tremste Schräglage des Werkstückschlit tens 6. In bestimmten Fällen, wo beispiels weise nur gerade verzahnte Räder hergestellt werden sollen, kann dieser Abstand verrin gert werden, so dass dann die Verwendung bestimmter Zwischenräder 19-21 vermieden werden kann.
Die radiale Einstellung des, Werkzeuges "S" erfolgt durch Verschieben .des (Schlit tens 2. Dies wird bezweckt durch Drehen des Handrades 35, wodurch über Welle 36, Kegelräder 37 und 38 die Zustellspindel 39 gedreht wird, die ihrerseits auf die am Schlitten 2 befestigte Mutter 40 wirkt. Die Spindel 39 ist im Ständer 1 in Büchse 41 und in der weiteren Büchse 42 gelagert. Auf die Büchse 42 soll weiter unten noch näher eingegangen werden.
Im vorliegenden Beispiel wind .der ach- siale Vorschub des Werkstückes "W" hy draulisch bewirkt. Im Drehteil 5 befindet sich der Zylinder 5'. Innerhalb diesem Zylin der bewegt sieh der Kolben 43 mit Kolben stange 44, auf welcher der Schlitten 6 auf- gelegt ist.
Kommt Drucköl in den untern Zylinderraum, dann bewegt sich ,der Kolben 43 und somit der Schlitten 6 aufwärts bis zu einem bestimmten Punkt, der durch den einstellbaren Anschlag 46 (Fig. 3) begrenzt werden kann. Ein zweiter einstellbarer An schlag 45 dient zur Begrenzung der unter- sten Lage. Das Drucköl wird von einer Druckpumpe geliefert, die nicht gezeichnet ist. Im vorliegenden Beispiel ist der hydrau lische Schlittenvorschub so gewählt, dass beim Aufwärtsgang des Schlittens 6 gearbei tet wird.
Beim Abwärtsgang jedoch nicht. Es wird also nur in einer Bewegungsrichtung gearbeitet. Diese Arbeitsweise macht eine besondere Steuerung notwendig. Im ,Ständer 1 befindet sieh der Steuerblock 47 (Fig. 1, 3, 9). Dieser enthält den Vorsteuerkolben 48, den Hauptsteuerkolben 49 und das Drossel ventil 50, welches durch den Hebel 51 be- tätigt wird.
Die :Steuerung ist so durchge bildet, dass bei der Stellung "Arbeitshub" das Drucköl über Leitung 52 das Drossel ventil 50 passieren muss und durch Leitung 53 in .den Druckzylinder 5' gelangt. Durch das Drosselventil 50 kann somit,die Hubge schwindigkeit beliebig ,geregelt werden. Beim Rücklauf hingegen wird .die Rücklaufleitung 52' freigegeben. Der Rücklauf ist demnach immer gleich, und zwar im Verhältnis zur Hubgeschwindigkeit stark beschleunigt. Die in Fig. 9 gezeigte Steuerstellung entspricht der "Arbeitsstellung". Die Steuerung selbst ist elektrohydraulisch durchgebildet.
Der Schlitten 6 trägt die bereits erwähnten ein stellbaren Anschläge 45 und 46. Diese wir ken auf den Hebel 54, .der seinerseits elek trische Endschalter betätigt, die in der Figur nicht ersichtlich sind. Durch die erwähnten Endschalter wird der Doppelmagnet 55 in Tätigkeit .gesetzt, der seinerseits eine Bewe gung des Vorsteuerkolbens 48 bewirkt.
Beim gezeigten Beispiel geht beispielsweise .der Schlitten. 6 aufwärts., bis der Anschlag- 46 den. Hebel 54 betätigt. Alsdann kommt der Ma gnetteil 55' unter Strom, .der ,den Vorsteuer kolben 48 nach rechts (Fig. 3 und 9) ver schiebt. Dadurch wird bewirkt, dass auch der Hauptsteuerkolben 49 nach rechts verscho ben wird. Nach vollzogener Kolbenbewegung wird Leitung 52' frei und der Rücklauf kann einsetzen.
Es ist notwendig, dass vor Einsetzen des Rücklaufes das Werkzeug vom Werkstück um einen .gewissen Betrag ,abgehoben wird. Das wird durch die Steuerung selbsttätig er reicht und beim Wiedereinschalten des Ar- i beitshubes wird das Werkzeug um den glei chen Betrag dem Werkstüok wieder .ge nähert.
Diese Bewegungen erfolgen voll kommen selbsttätig. Am Steuerkolben 49 ist eine Stange 56 befestigt, welche mit dem Hebel 57 verbunden ist (Fig. 3, 5 und 9). Der Hebel 57 besitzt ein Gewinde, das in die Büchse 42 eingreift.
Die Büchse 42 ist nicht drehbar, aber aclrsial vers,chidbb@ar. In der Büchse 42 ist, wie bereits ausgeführt, die Zustellspindel 39 . gelagert. Vorm Ständer 1 stösst die Feder 58 beständig auf den Hebel 57, und zwar derart, dass die Büchse das Be streben hat, die Spindel 39 und somit den Schlitten und das Werkzeug "S" vom Werk stück wegzuziehen.
Wird nun beispielsweise der Steuerkolben 49 nach rechts (Fig. 9) verschoben, dann dreht sich der Hebel 57 im Gewinde der Büchse 42 und gibt dadurch eine bestimmte Weggrösse frei, so dass die Feder 58 die Zustellspindel 39 nach -links (Fig. 5) verschieben kann. Durch diesen Vorgang wird also das Werkzeug vom Werk stück um einen bestimmten Betrag abge hoben und beim umgekehrten Steuervorgang wieder zugestellt.
Bei der Herstellung von Schraubenrädern mass bekanntlich dem Werkstück "W" eine zusätzliche Drehbewegung zur Erzeugung der Schraube erteilt werden. Im vorliegenden Falle, wo der achsiale Werkstückvorschub hydraulisch erfolgt, mass naturgemäss diese Zusatzbewegung von der Bewegung des Schlittens 6 aus erfolgen.
Diese Zusatzbe- wegung erfolgt beispielsweise in der Welle 23, indem diese in Welle 23' und 23" unter teilt wird (Fig. 6) und indem zwischen diese Welle ein Differentialgetriebe 60 eingesetzt wird. Der Antrieb dieses Differentialgetrie- bes kann beispielsweise durch Wechselräder 61 oder ähnliche Mittel erfolgen. Der An trieb der Wechselräder 61 ist in den Zeich nungen nicht dargestellt.
Die Werkstücke "W" werden zweck mässig auf einen Dorn 63 aufgespannt, wel cher von der Werkstückspindel 7 aus durch den Mitnehmer 64 in Drehung versetzt wird und auf der andern Seite im Reitstock 65 ab gestützt wird. Um wirklich genaue zylin drische Werkstücke zu bekommen, ist es not wendig, dass das Spitzenstück 66 genau ein- gestellt werden kann in bezug auf das Spit zenmittel. Ferner mass dieses Stück derart eingestellt werden können, dass die Achse desselben genau parallel zur Achse der Welle 26 verläuft.
Zu diesem Zweck ist eine beson dere Konstruktion des Reitstockes geschaf fen worden. Die Hülse 67, welche das Spit zenstück 66 trägt, kann durch zwei seitliche Keildeisten 68 und 69 (Fig. 7 und 8) seitlich verschoben werden und sie kann ferner durch eine besondere Keilleiste 70 in bezug auf den Abstand zur Welle 28 eingestellt werden. Durch diese Bauart ist es möglich, jede vor kommende Abweichung des Reitstockspitzen mittels auszugleichen.
Machine tool for producing grooves in cylindrical workpieces, in particular for producing toothed wheels. It is known to machine gears and the like using what are known as screw rolling processes. This procedure requires that the rotary movement of the
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It is also known that the transmission organs, which cause the power flow from the work tool spindle to the workpiece spindle, must work precisely and free of play, because the pitch accuracy on the workpiece depends on the accuracy of the rotary movement.
It is also known that the accuracy of a motion transmission becomes more accurate the fewer transmission elements are used. The requirement resulting from this fact to use as few transmission elements as possible is, however, not easy to implement in such machines for various reasons well known to the person skilled in the art.
The workpiece spindle is in a certain ratio to the rotational movement of the tool spindle. If, for example, a standard tool is used, then: therefore means a technical advance if a machine can be built that has as few power transmission elements as possible. Such a machine is not only a step forward in economic terms, but also. also from a qualitative point of view because. it guarantees greater accuracy from the start and in the long term.
The purpose of the present invention is to provide such a machine. In the drawing, an exemplary embodiment of the invention and a variant are shown: Fig. 1 shows the machine in view and partly in section.
Fig. 2 shows a floor plan, also partly in section.
FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 1.
FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 1.
Fig. 5 shows a section along line V-V of Fig. 3 on a larger scale.
Fig. 6 shows a variant of Fig. 1. Figs. 7 and 8 show details of the tailstock on a larger scale.
FIG. 9 shows a section along the line IX-IX of FIG. 1 on a larger scale. The machine shown has a stand 1, which carries a cross slide 2 and a longitudinal slide 3. In the last rem, the tool spindle 4 is stored, which can be called ge grinding spindle in this special case. In the stand structure 1 'a rotating part 5 is also arranged, which carries the workpiece slide 6 with workpiece spindle 7. The axis of the grinding wheel "S" always maintains its horizontal position.
The grinding wheel can be moved radially by actuating the cross slide 2 and tangentially to the workpiece "W" by actuating the longitudinal slide 3. These movements are necessary to bring the disc into line with pre-machined wheels quickly and easily. In addition to the necessary rotary movement, the workpiece "W" makes an axial longitudinal movement.
Swiveling out the workpiece spindle axis, which coincides with the workpiece axis, from the vertical is necessary to compensate for the pitch angle of the grinding wheel. When machining spiral-toothed wheels, pivoting around the spiral angle is also possible.
The grinding spindle 4 is driven by the motor 8 via the belt 9 and the pulley 10. The belt pulley on the motor 8 is wider than the belt pulley 10 by the distance that the longitudinal slide 3 can perform. The slide 3 is moved tangentially to the workpiece by handwheel 30 and spindle 31.
The power transmission from the grinding spindle to the workpiece spindle takes place from wheel 11 via wheel 12, intermediate shaft 13, wheels 14 and 15, bevel gears 16 and 17 to splined shaft 18. The latter is rotatably but axially non-displaceable in the column structure 1 '. Via transport gears 19, 20, 21 and a set of change gears 22, it drives the wall 23, which in turn directs the power flow via bevel gears 24 and 25, splined shaft 26 and gears 27 and 28 to the workpiece spindle 7.
The whole is designed in such a way that both a radial and tangential adjustment of the tool to the workpiece and a movement of the workpiece in the direction of its axis as well as a pivoting of the workpiece spindle axis and thus the workpiece axis can be carried out without the power flow from the, Grinding spindle 4 to workpiece spindle 7 is interrupted.
How the workpiece is moved in the direction of its axis and how the workpiece axis is pivoted is explained below. The activation of the intermediate shaft 13 with the wheels 12 and 14 not only enables the necessary speed reduction of the wedge catfish 18 in relation to the grinding spindle 4,
but also the # an- tial movement of slide 3 with grinding wheel, "S", in that wheel 14 is wider than wheel 15 by the amount of slide path 3.
The pivoting of the workpiece axis from the vertical "E-E" (Fig. 1) is done by the rotating part 5, the axis of rotation with the axis of the shaft 23 is identical.
This axis of rotation is at the same height as the axis of the horizontally mounted grinding spindle 4. The embodiment for the inclined position of the workpiece can be seen in FIG. The rotating part 5 carries a worm wheel 32,
which engages in the screw 33. By turning this worm the axis of the workpiece "W" is swiveled out in the vertical plane. The angular position can be read, for example, on the scale 34:
From FIG. 2 it can be seen that the distance from the splined shaft 18 to the center of the shaft 23 must be selected to be relatively large. This distance is due to the extreme inclination of the workpiece slide 6. In certain cases, for example, where only straight-toothed wheels are to be produced, this distance can be reduced so that the use of certain intermediate wheels 19-21 can then be avoided .
The radial adjustment of the, tool "S" is done by moving the (Schlit least 2. This is done by turning the handwheel 35, whereby the feed spindle 39 is rotated via shaft 36, bevel gears 37 and 38, which in turn is directed to the slide 2 attached nut 40. The spindle 39 is mounted in the stand 1 in the bushing 41 and in the further bushing 42. The bushing 42 will be discussed in more detail below.
In the present example, the axial advance of the workpiece "W" is effected hydraulically. The cylinder 5 'is located in the rotating part 5. Moving within this cylinder, see the piston 43 with piston rod 44 on which the slide 6 is placed.
If pressure oil comes into the lower cylinder space, then the piston 43 and thus the slide 6 move upwards to a certain point which can be limited by the adjustable stop 46 (FIG. 3). A second adjustable stop 45 is used to limit the lowest position. The pressure oil is supplied by a pressure pump that is not shown. In the present example, the hydraulic slide feed is selected in such a way that work is carried out when the slide 6 moves upwards.
But not when going downhill. So it is only worked in one direction of movement. This way of working makes a special control necessary. In the stand 1 see the control block 47 (Fig. 1, 3, 9). This contains the pilot piston 48, the main control piston 49 and the throttle valve 50, which is actuated by the lever 51.
The: control is formed in such a way that in the "working stroke" position the pressure oil must pass the throttle valve 50 via line 52 and reach the pressure cylinder 5 'through line 53. Through the throttle valve 50, the Hubge speed can be regulated as desired. On the other hand, when returning, the return line 52 'is released. The return is therefore always the same, and it is strongly accelerated in relation to the lifting speed. The control position shown in FIG. 9 corresponds to the "working position". The control itself is designed electro-hydraulically.
The carriage 6 carries the aforementioned adjustable stops 45 and 46. These we ken on the lever 54, .der in turn actuated electrical limit switches, which are not visible in the figure. The double magnet 55 is activated by the aforementioned limit switch, which in turn causes the pilot piston 48 to move.
In the example shown, for example, the slide is moving. 6 upwards. Until the stop 46 is the. Lever 54 actuated. Then the magnet part 55 'comes under power, .der, the pilot piston 48 to the right (Fig. 3 and 9) pushes ver. This has the effect that the main control piston 49 is also shifted to the right. After the piston has moved, line 52 'becomes free and the return can begin.
It is necessary that the tool is lifted from the workpiece by a certain amount before the return starts. This is achieved automatically by the control and when the working stroke is switched on again, the tool is brought closer to the workpiece by the same amount.
These movements are fully automatic. A rod 56 is attached to the control piston 49 and is connected to the lever 57 (FIGS. 3, 5 and 9). The lever 57 has a thread which engages in the sleeve 42.
The sleeve 42 is not rotatable, but aclrsial vers, chidbb @ ar. As already stated, the feed spindle 39 is located in the sleeve 42. stored. In front of the stand 1, the spring 58 constantly hits the lever 57, in such a way that the bushing has to strive to pull the spindle 39 and thus the slide and the tool "S" away from the workpiece.
If, for example, the control piston 49 is now shifted to the right (FIG. 9), the lever 57 rotates in the thread of the sleeve 42 and thereby releases a certain amount of travel, so that the spring 58 moves the feed spindle 39 to the left (FIG. 5). can move. Through this process, the tool is lifted from the work piece by a certain amount and delivered again in the reverse control process.
In the manufacture of helical gears, as is well known, the workpiece "W" is given an additional rotational movement to produce the screw. In the present case, where the axial workpiece feed takes place hydraulically, this additional movement naturally took place from the movement of the slide 6.
This additional movement takes place, for example, in shaft 23 by dividing it into shafts 23 ′ and 23 ″ (FIG. 6) and by inserting a differential gear 60 between this shaft. This differential gear can be driven, for example, by change gears 61 or similar means. The drive of the change gears 61 is not shown in the drawings.
The workpieces "W" are expediently clamped on a mandrel 63, wel cher from the workpiece spindle 7 is set in rotation by the driver 64 and is supported on the other side in the tailstock 65 from. In order to get really accurate cylindrical workpieces, it is necessary that the tip piece 66 can be precisely adjusted with respect to the tip means. Furthermore, this piece can be adjusted such that its axis runs exactly parallel to the axis of the shaft 26.
For this purpose, a special tailstock design has been created. The sleeve 67, which carries the Spit zenstück 66, can be moved laterally by two lateral wedge strips 68 and 69 (FIGS. 7 and 8) and it can also be adjusted with respect to the distance to the shaft 28 by a special wedge bar 70. This design makes it possible to compensate for any deviations in the tailstock centers that occur.