DE4328801C2 - Machining machine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur spanabhebenden Bearbeitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a machine for cutting Processing according to the preamble of claim 1.

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 perform 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 0 107 826 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 0 107 826 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.  

Bei einem aus der DE 37 21 610 C2 bekannten Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugspindel in der Horizontalen angeordnet. Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt bei dem bekannten Bearbeitungszentrum durch eine in mehrere Achsen verfahrbare Bearbeitungseinheit bzw. durch eine in einer Achsrichtung parallel zu dem Maschinengestell verfahrbare weitere Bearbeitungseinheit von der Seite oder von vorne. Die bei der Bearbeitung des Werkstücks anfallenden Späne fallen in Abteilungen einer unterhalb des Maschinengestells angeordneten Spanwanne.In a known from DE 37 21 610 C2 Machining center is a tool spindle in the Arranged horizontally. Machining the workpiece takes place in the known machining center by a Machining unit that can be moved in several axes or by one in an axial direction parallel to that Machine frame movable further processing unit from the side or from the front. The when editing the Workpiece chips fall into departments of one chip trough arranged below the machine frame.

Der Vorteil des bekannten Bearbeitungszentrums liegt in seinem modularen Aufbau, der eine große Vielseitigkeit der bekannten Maschine mit sich bringt. Darüber hinaus ist das bekannte Bearbeitungszentrum relativ kompakt, raumsparend aufgebaut. Die bei dem bekannten Bearbeitungszentrum gewählte Anordnung der einzelnen Elemente bringt jedoch auch mehrere Nachteile mit sich. So ist zum einen die Zugänglichkeit des Werkstücks durch den für die horizontale Lagerung und dem Antrieb der ersten Bearbeitungseinheit erforderlichen Maschinenständer behindert. Zum anderen besteht das Problem, daß die bei der Bearbeitung anfallenden Späne nicht ungehindert herabfallen können, sondern daß sie in den Abteilungen der Spanwanne aufgefangen werden. Diese Abteilungen können leicht verstopfen, wodurch ein dauerhafter Betrieb des bekannten Bearbeitungszentrums gefährdet ist.The advantage of the known machining center lies in its modular structure, which is great versatility of the known machine. Furthermore the known machining center is relatively compact, built to save space. The known Machining center selected arrangement of each However, elements also has several disadvantages. On the one hand, the accessibility of the workpiece is complete for horizontal storage and the drive of the first processing unit required Machine stand hindered. On the other hand, there is Problem that the chips generated during processing cannot fall unhindered, but that they fall into the departments of the chip pan. These Divisions can easily become clogged, causing a permanent operation of the well-known machining center endangered is.

Für die Bearbeitung der Zahnflanken, insbesondere für die Erzeugung von Außenverzahnungen, sind Werkzeugmaschinen mit umlaufenden Fräser 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 are machine tools known with revolving milling cutters that are rotating Workpiece spindle like the worm of a worm wheel in immerse 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 Maschinenteil 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 machine part 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.

Ausgehend zu einer Maschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Zahnrädern, wie sie in der DE 37 21 610 C2 beschrieben ist, liegt der Erfindung 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.Starting to a machine for metal cutting Machining workpieces, especially gears, such as it is described in DE 37 21 610 C2, the Invention the task of a machine tool create with the low mechanical engineering Effort various processing on the workpiece, especially a gear, in a comparatively short time Time can be done.

Die voranstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsbahn auf der Oberseite des Maschinenuntergestells angeordnet ist, daß die Anbaueinheit eine drehend angetriebene Werkstückspindel mit vertikaler Achse aufweist, die benachbart zu dem Maschinenuntergestell im freitragenden Bereich der Anbaueinheit angeordnet ist, und daß die von der Anbaueinheit getragene Bearbeitungseinheit in mehrere Achsen verstellbar ist.The above-mentioned object is achieved according to the invention solved in that the guideway on the top the machine base is arranged that the Attachment unit a rotating driven workpiece spindle with a vertical axis that is adjacent to the Machine base in the unsupported area of the Attachment unit is arranged, and that of the Attachment unit carried processing unit in several Axes is adjustable.

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 extension unit through an extension 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. Finally 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 19, 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 19 , 11 formed 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 nicht gezeigtes Schlagmesser 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, not shown, which rotates about an axis lying essentially transverse 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, des nicht gezeigten Schlagmessers der Bearbeitungseinheit 8 und der Werkstückspindel 7 lassen sich die Schlagmesser 10, 11 und das nicht gezeigte Schlagmesser der Bearbeitungseinheit 8 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 nicht gezeigte Schlagmesser der Bearbeitungseinheit 8 an den Zahnflanken fräsen.Because of the setting options of the processing units 4 , 5 , 8 in different axes in connection with a synchronization of the rotating knives 10 , 11 , the chopper not shown in the processing unit 8 and the workpiece spindle 7 , the chopping knives 10 , 11 and the chopper not shown in the processing unit 8 on a workpiece 13 held by the workpiece spindle 7 , in particular a gear to be machined with external toothing, so that at the same time the knives 10 and 11 on opposite tooth flanks face from the inside to the outside and the non-illustrated knives of the processing unit 8 on the tooth flanks.

Claims (4)

1. Maschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken (12), insbesondere Zahnräder, mit einem Maschinenuntergestell (1), welches mindestens eine auf einer Führungsbahn (2) angeordnete, in mehrere Achsen verstellbare, drehend angetriebene und mit einem Fräser (19, 11) bestückte Bearbeitungseinheit und an einer seiner Seitenflächen eine Anbaufläche aufweist, an der eine eine weitere Bearbeitungseinheit (8) tragende, auswechselbare Anbaueinheit (6) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Führungsbahn (2) auf der Oberseite des Maschinenuntergestells (1) angeordnet ist,
• - daß die Anbaueinheit (6) eine drehend angetriebene Werkstückspindel (7) mit vertikaler Achse aufweist, die benachbart zu dem Maschinenuntergestell (1) im frei tragenden Bereich der Anbaueinheit (6) angeordnet ist, und
• - daß die von der Anbaueinheit (6) getragene Bearbeitungseinheit (8) in mehrere Achsen verstellbar ist.

1. Machine for machining workpieces ( 12 ), in particular gears, with a machine base ( 1 ), which has at least one on a guide track ( 2 ) arranged, adjustable in several axes, rotatingly driven and equipped with a milling cutter ( 19 , 11 ) Processing unit and on one of its side surfaces has a mounting surface to which an interchangeable mounting unit ( 6 ) carrying a further processing unit ( 8 ) can be fastened, characterized in that

• - That the guideway ( 2 ) is arranged on the top of the machine base ( 1 ),
• - That the attachment unit ( 6 ) has a rotationally driven workpiece spindle ( 7 ) with a vertical axis, which is arranged adjacent to the machine base ( 1 ) in the cantilevered area of the attachment unit ( 6 ), and
• - That the processing unit ( 8 ) carried by the add-on unit ( 6 ) is adjustable in several axes.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bearbeitungseinheiten (4, 5, 8) synchron angetrieben sind.2. Machine tool according to claim 1, characterized in that all processing units ( 4 , 5 , 8 ) are driven synchronously. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (9) der auf dem Maschinenuntergestell (1) aufgebauten Bearbeitungseinheit (4, 5) als Schlagmesser ausgebildet ist.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. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei auf dem Maschinenuntergestell (1) aufgebauten Bearbeitungseinheiten (4, 5) die Schlagmesser (9) gegenläufig angetrieben sind und für die Bearbeitung der Stirnseiten der Zähne eingerichtet sind, derart, daß sie bei jedem Umlauf nur einmal und dabei vom Zahninnern zur Zahnstirnseite schneiden.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.