WO2009030575A1 - Process for producing a ball cage of a joint - Google Patents

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WO2009030575A1
WO2009030575A1 PCT/EP2008/060327 EP2008060327W WO2009030575A1 WO 2009030575 A1 WO2009030575 A1 WO 2009030575A1 EP 2008060327 W EP2008060327 W EP 2008060327W WO 2009030575 A1 WO2009030575 A1 WO 2009030575A1
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Markus Stanik
Werner Harscher
Moshe Israel Meidar
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Ex-Cell-O Gmbh
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Definitions

  • WO 2005/089992 A1 discloses a method for producing profiled webs for joint parts, in which a cutting tool acts on the workpiece. It is a workpiece machining with the cutting tool in the relative forward process between the workpiece and the tool and a Workpiece machining performed with the same cutting tool in the subsequent forward driving process reverse.
  • DE 10 2005 015 649 A1 discloses a method for turning and microfinishing a workpiece, wherein a workpiece carrier removes the workpiece from a conveying device, clamps it for turning machining, the geometry of the workpiece being dimensionally stable and dimensionally stable and the workpiece being rotated is placed back on the conveyor after processing. It is a Feinstbearbeitungsvorraum provided and the turning and finishing takes place in the same setting.
  • the ball cage is clamped by means of the cylindrical clamping surfaces and the frontal abutment surface and there is a hard turning of the ball cage to form the outer spherical ring bearing surface and trainees in the ball pockets bearing surfaces for each one ball, which face each other in the axial direction.
  • This object is achieved in accordance with the invention by the fact that a blank is clamped to a workpiece vice of a machine tool, wherein a clamping range of the blank is outside a processing range, and by the same machine tool, the inside, the outside and the window without re-clamping Workpiece are processed.
  • ball cages have a ring area or cylinder area, which is suitable as a clamping range.
  • the clamping force is adjusted so that the workpiece is held against rotation in the forces occurring, no workpiece vibrations occur and is not deformed by the clamping and in particular is not crushed. It is an optimization process that takes counteracting effects into account got to; the harder a workpiece is clamped, the lower the workpiece vibrations and the more torsionally it is held. However, a too large clamping force can lead to deformation and thus to a deterioration of the workpiece quality. By a controlled adjustment of the clamping force, an optimization process can be carried out here.
  • An increased adhesive force can be achieved, for example, in that clamping surfaces of the workpiece clamp and / or the workpiece are or are coated with a material having high static friction.
  • clamping surfaces of the workpiece and / or the workpiece clamp
  • clamping surfaces of the workpiece and / or the workpiece clamp
  • inner side machining and outer side machining are done with the same tool. This gives a time-optimized processing, since no tool-Umspannvorgang is necessary.
  • the inner side machining and the outer side machining can be carried out with different tools.
  • the tool is rotationally held in the inner side machining and the outer side machining and the workpiece is rotated. It is thus carried out a turning of the workpiece.
  • the workpiece machining is carried out as dry machining. This results in effective process performance optimized workpiece qualities. Basically, it is arbitrary whether the window processing is performed after the inner side machining or outer side machining. In order to prevent burrs on the manufactured component, it is favorable if the window processing is performed before the inner side machining and the outer side machining.
  • the blank is hardened before being clamped in the machine tool. Hard machining operations are then performed on the machine tool.
  • Figure 1 is a schemat ⁇ sche representation of an embodiment of a machine tool, on which the inventive method is feasible;
  • FIGS. 7 (a) to (e) schematically show various intermediate steps for an inner section machining
  • the tool holders 42, 44 are also displaceable in the Y direction; the rocker 46 is held on a displaceable carriage 49, which is displaceably guided on a guide device 51.
  • the Y-direction is perpendicular to the X-direction and Z-direction.
  • the spindle slides 14 and 18 are guided displaceably in the X direction relative to the Z direction above the tool receiving device 38.
  • a first guide 50 is provided, which in particular comprises a guide rail, which is arranged at a distance to the tool holder device 38 above this.
  • a second guide 52 is provided, which is arranged parallel spaced from the first guide 50 in particular at the same height in the Z direction over the tool receiving device 38 as the first guide 50.
  • the second guide 52 in turn in particular comprises a guide rail.
  • the two guides 50 and 52 are in particular arranged horizontally.
  • the guides 50, 52 are seated on the attachment stand 13. It can also be provided that the guides 50, 52 are arranged offset in the Z direction, so as to stiffen, for example, a spindle slide in its height direction, if necessary.
  • the machining process is a turning milling process.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Milling Processes (AREA)

Abstract

The invention provides a process for producing a ball cage (66: figure 9) of a joint (56: figure 9), said ball cage having an inner side (70: figure 9), an outer side (68: figure 9) and windows (74: figure 9) between the inner side and the outer side, in which process a blank (76) is clamped on a workpiece clamp (78) of a machine tool (10: figure 1), wherein a clamping region (80) of the blank is located outside a machining region, and the same machine tool machines the inner side, the outer side and the windows without the workpiece (76) being reset.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Fertigungsverfahren für einen Kugelkäfig eines GelenksManufacturing method for a ball cage of a joint
Die Erfindung betrifft ein Fertigungsverfahren für einen Kugeikäfig eines Gelenks, welcher eine Innenseite, eine Außenseite und Fenster zwischen der Innenseite und der Außenseite aufweist.The invention relates to a manufacturing method for a Kugeikäfig a joint having an inner side, an outer side and windows between the inside and the outside.
Kugelkäfige sind Teife von Gelenken wie beispielsweise homokinetischen Gelenken, die zum Halten von Kugeln zwischen einer Kugeischale und einem Innenstern dienen.Ball cages are teeth of joints, such as homokinetic joints, which serve to hold balls between a ball and a star.
Aus der WO 2004/012888 Al ist eine Mehrspindel-Werkzeugmaschine bekannt, welche ein Maschinengestell, einen ersten Spindelschlitten mit einer ersten Werkstückspϊndel und einen zweiten Spindelschlitten mit einer zweiten Werkstückspinde! umfasst, wobei der erste Spindelschlitten und der zweite Spindelschlitten linearverschieblich am Maschinengestell geführt sind. Femer ist eine Werkzeugaufnahmevorrichtung vorgesehen. Am Maschinengestell sind eine erste Führung und eine beabstandete zweite Führung angeordnet, an welchen sowohl der erste Spindelschlitten als auch der zweite Spindelschlitten geführt sind. Die erste Werkstückspindel und die zweite Werkstückspindel sind zwischen den beiden Führungen angeordnet.From WO 2004/012888 Al a multi-spindle machine tool is known, which comprises a machine frame, a first spindle slide with a first Werkstückspϊndel and a second spindle slide with a second workpiece locker! comprises, wherein the first spindle slide and the second spindle slide are guided linearly displaceable on the machine frame. Furthermore, a tool receiving device is provided. On the machine frame, a first guide and a spaced second guide are arranged, on which both the first spindle slide and the second spindle slide are guided. The first workpiece spindle and the second workpiece spindle are arranged between the two guides.
Die in dieser Druckschrift beschriebene Werkzeugmaschine ist prinzipiell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.The machine tool described in this document is in principle suitable for carrying out the method according to the invention.
Aus der WO 2005/089992 Al ist ein Verfahren zur Herstellung von ProfÜ- bahnen für Gelenkteile bekannt, bei dem ein Schneidwerkzeug auf das Werkstück wirkt. Es wird eine Werkstückbearbeitung mit dem Schneidwerkzeug beim relativen Vorwärtsverfahren zwischen Werkstück und Werkzeug und eine Werkstückbearbeitung mit dem gleichen Schneidwerkzeug beim sich an den Vorwärtsfahrvorgang anschließenden Rückwärtsfahren durchgeführt.WO 2005/089992 A1 discloses a method for producing profiled webs for joint parts, in which a cutting tool acts on the workpiece. It is a workpiece machining with the cutting tool in the relative forward process between the workpiece and the tool and a Workpiece machining performed with the same cutting tool in the subsequent forward driving process reverse.
Aus der DE 10 2005 059 696 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kugel- käfigs für ein Gleichlaufdrehgeienk bekannt, weiches ein Gelenkaußenteil mit einer innenzylindrischen Führungsfläche und ein Gelenkinnentei! mit einer äußeren sphärischen Führungsfläche und in dem Kugelkäfig gehaltenen zur Drehmomentübertragung dienenden Kugeln aufweist. Es wird ein vorgeformtes ringförmiges Vorteil mit einer Außenfläche, einer Innenfläche, einer ersten Endfläche und einer zweiten Endfläche bereitgestellt, wobei die Außenfläche eine sphärische Fläche und eine konische Fläche umfasst. Es erfolgt ein Weichbearbeiten der konischen Fläche zur Erzeugung einer konischen Freifläche, wobei die sphärische Fläche zunächst unbearbeitet bleibt. Anschließend wird das weichbearbeitete Bauteil gehärtet. Es erfolgt ein Hartbearbeiten der sphä- rischen Fläche zur Erzeugung einer Steuerfläche, wobei die konische Freifläche unbearbeitet bleibt.From DE 10 2005 059 696 Al a method for producing a ball cage for a Gleichlaufdrehgeienk is known, soft an outer joint part with an inner cylindrical guide surface and a Gelenkinnentei! having an outer spherical guide surface and held in the ball cage for transmitting torque balls. There is provided a preformed annular benefit having an outer surface, an inner surface, a first end surface and a second end surface, wherein the outer surface comprises a spherical surface and a conical surface. There is a soft machining of the conical surface to produce a conical flank, the spherical surface remains unprocessed initially. Subsequently, the soft-worked component is hardened. The spherical surface is hard-machined to produce a control surface, the conical flank remaining unprocessed.
Aus der DE 10 2005 015 649 Al ist ein Verfahren zum Drehen und Feinst- bearbeiten eines Werkstücks bekannt, wobei ein Werkstückträger das Werk- stück von einer Fördereinrichtung entnimmt, zur Drehbearbeitung einspannt, wobei die Geometrie des Werkstücks maßhaltig und formhaltig gedreht wird und das Werkstück nach erfolgter Bearbeitung wieder auf die Fördereinrichtung abgelegt wird. Es ist eine Feinstbearbeitungsvorrichtung vorgesehen und die Dreh- und Feinstbearbeitung erfolgt in der gleichen Aufspannung.DE 10 2005 015 649 A1 discloses a method for turning and microfinishing a workpiece, wherein a workpiece carrier removes the workpiece from a conveying device, clamps it for turning machining, the geometry of the workpiece being dimensionally stable and dimensionally stable and the workpiece being rotated is placed back on the conveyor after processing. It is a Feinstbearbeitungsvorrichtung provided and the turning and finishing takes place in the same setting.
Aus der DE 100 56 132 C2 ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Naben homokinetischer Gelenke bekannt, bei dem sowohl die als Käfigbahn dienende Außenkontur als auch die Kugellaufbahnen spanabhebend bearbeitet werden. Die Bearbeitung der Außenkontur und die Bearbeitung der Kugellaufbahnen erfolgen bei einer gleichbleibenden Aufspannung des Werkstücks und die Bearbeitung der Kugellaufbahnen erfolgt durch ein scheibenförmiges Werkzeug mit senkrecht zur Kugellaufbahn stehender Rotationsachse, dessen Durchmesser ein Mehrfaches der Kugeliaufbahnbreite beträgt. Aus der EP O 952 364 B2 ist ein Verfahren zur Fertigbearbeitung von gehärteten Kugelkäfigen, die für Gleichlaufgelenke bestimmt sind und die mit kugelförmigen inneren und äußeren Lagerflächen und Kugeltaschen für die Aufnahme von drehmomentübertragenden Kugeln versehen sind, bekannt. Es erfolgt ein Hartdrehen des Kugelkäfigs zur Ausbildung der inneren kugelringförmigen Lagerfläche, einer stirnseitigen Anlagefläche und zweier die innere Lagerfläche begrenzenden ringförmigen zylindrischen Spannflächen. Der Kugelkäfig wird mittels der zylindrischen Spannflächen und der stirnseitigen Anlagefläche umgespannt und es erfolgt ein Hartdrehen des Kugelkäfigs zur Ausbildung der äußeren kugelringförmigen Lagerfläche und in den Kugeltaschen auszubildenden Anlageflächen für jeweils eine Kugel, die einander in Achsrichtung gegenüberliegen.From DE 100 56 132 C2, a method for machining hubs of homokinetic joints is known, in which both the outer contour serving as the cage track and the ball raceways are machined. The machining of the outer contour and the processing of the ball raceways are carried out at a constant clamping of the workpiece and the processing of the ball raceways is performed by a disc-shaped tool with perpendicular to the ball track rotation axis whose diameter is a multiple of the Kugeliaufbahnbreite. From EP 0 952 364 B2 a method for finishing of hardened ball cages, which are intended for constant velocity joints and which are provided with spherical inner and outer bearing surfaces and ball pockets for receiving torque-transmitting balls, is known. There is a hard turning of the ball cage to form the inner spherical ring-shaped bearing surface, a front-side contact surface and two the inner bearing surface limiting annular cylindrical clamping surfaces. The ball cage is clamped by means of the cylindrical clamping surfaces and the frontal abutment surface and there is a hard turning of the ball cage to form the outer spherical ring bearing surface and trainees in the ball pockets bearing surfaces for each one ball, which face each other in the axial direction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fertigungsverfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem sich auf effektive Weise Kugelkäfige hoher Werkstückqualität herstellen lassen.The invention has for its object to provide a manufacturing method of the type mentioned, can be produced with the effective way ball cages high workpiece quality.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fertigungsverfahren erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Rohling an einem Werkstückspanner einer Werkzeugmaschine eingespannt wird, wobei ein Eϊnspannbereich des Rohlings außerhalb eines Bearbeitungsbereichs liegt, und durch dieselbe Werkzeugmaschine die Innenseite, die Außenseite und die Fenster ohne Umspannen des Werkstücks bearbeitet werden.This object is achieved in accordance with the invention by the fact that a blank is clamped to a workpiece vice of a machine tool, wherein a clamping range of the blank is outside a processing range, and by the same machine tool, the inside, the outside and the window without re-clamping Workpiece are processed.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt eine Komplettbearbeitung des Kugelkäfigs an der gleichen Werkzeugmaschine. Für die einzelnen Bearbeitungsschritte erfolgt kein Umspannen des Werkstücks. Umspannvorgänge führen grundsätzlich zu unterschiedlicher Verformung eines Werkstücks und damit zum Entstehen unterschiedlicher Spannungszustände. Dies kann zu einer Verringerung der Werkstücksqualität führen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Bearbeitung an einer Aufspannung durchgeführt, so dass sich die Werkstücksquaütät erhöhen lässt Weiterhin wird bevorzugterweise an einer einzigen Werkzeugmaschine die Komplettbearbeitung durchgeführt. Dadurch lässt sich die Fertigung effektiv durchführen. Es ist beispielsweise nicht mehr nötig, eine Aniagefläche zu be- arbeiten, welche als Referenz für unterschiedliche Bearbeitungsverfahren dient. Durch die Einspannung in einen einzigen Werkstückspanner ohne Umspannen ist gewissermaßen eine Maschinenreferenz ("Softwarereferenz") festgelegt.In the solution according to the invention, complete machining of the ball cage takes place on the same machine tool. For the individual processing steps no re-clamping of the workpiece. Umspannvorgänge lead in principle to different deformation of a workpiece and thus to the emergence of different stress states. This can lead to a reduction of the workpiece quality. In the solution according to the invention, the machining is carried out on a clamping so that the workpiece quality can be increased Furthermore, the complete machining is preferably carried out on a single machine tool. This allows the production to be carried out effectively. For example, it is no longer necessary to work on a contact surface, which serves as a reference for different processing methods. By clamping in a single workpiece clamp without reclamping a machine reference ("software reference") is determined as it were.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich zeit- und kostenminimiert Kugelkäfige hoher Werkstückqualität fertigen.By the method according to the invention can be finished time and cost minimized ball cages high workpiece quality.
Insbesondere ist der Einspannbereich ein Bereich außerhalb von Berührungsflächen des Kugelkäfigs mit anderen Gelenkteilen. Dadurch ist eine Bearbei- tung dieses Einspannbereichs nicht mehr notwendig.In particular, the clamping area is an area outside of contact surfaces of the ball cage with other joint parts. As a result, a machining of this clamping area is no longer necessary.
Üblicherweise haben Kugelkäfige einen Ringbereich oder Zylinderbereich, welcher geeignet ist als Spannbereich.Usually ball cages have a ring area or cylinder area, which is suitable as a clamping range.
Insbesondere ist das Werkstück über den Werkstückspanner an dem Einspannbereich geklemmt gehalten. Es lässt sich dadurch auch eine axiale Anschlagsposition zur Definierung einer Axiaireferenz erhalten.In particular, the workpiece is clamped over the workpiece clamp at the clamping area. It can also be an axial stop position to define a Axiaireferenz obtained.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Werkstück mit einer eingestellten Spannkraft an dem Werkstückspanner gehalten wird. Dadurch ergeben sich optimierte Bearbeitungsmöglichkeiten und es lassen sich hohe Werkstückqualitäten erzielen.It is particularly advantageous if the workpiece is held with a set clamping force on the workpiece clamp. This results in optimized processing options and high workpiece qualities can be achieved.
Es ist dabei vorgesehen, dass die Spannkraft so eingestellt wird, dass das Werkstück bei den auftretenden Kräften verdrehsicher gehalten wird, keine Werkstückschwingungen auftreten und nicht durch die Einspannung verformt wird und insbesondere nicht zerdrückt wird. Es handelt sich dabei um einen Optimierungsprozess, welcher entgegenwirkende Effekte berücksichtigen muss; je stärker ein Werkstück eingeklemmt wird, desto geringer sind die Werkstückschwingungen und desto verdrehsicherer ist es gehalten. Jedoch kann eine zu große Klemmkraft zu einer Verformung und damit zu einer Verschlechterung der Werkstückqualität führen. Durch eine gesteuerte Einstellung der Spannkraft kann hier ein Optimierungsvorgang durchgeführt werden.It is provided that the clamping force is adjusted so that the workpiece is held against rotation in the forces occurring, no workpiece vibrations occur and is not deformed by the clamping and in particular is not crushed. It is an optimization process that takes counteracting effects into account got to; the harder a workpiece is clamped, the lower the workpiece vibrations and the more torsionally it is held. However, a too large clamping force can lead to deformation and thus to a deterioration of the workpiece quality. By a controlled adjustment of the clamping force, an optimization process can be carried out here.
Günstig ist es, wenn Spannflächen zum Einspannen des Werkstücks mit erhöhter Haftreibung hergestellt werden. Dadurch lässt sich eine verdrehsichere Haltung mit Minimierung der Verformung des Werkstücks erreichen.It is advantageous if clamping surfaces for clamping the workpiece are produced with increased static friction. As a result, a rotationally secure attitude can be achieved with minimization of the deformation of the workpiece.
Eine erhöhte Haftkraft lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass Spannflächen des Werkstückspanners und/oder des Werkstücks mit einem Material mit hoher Haftreibung beschichtet sind oder werden.An increased adhesive force can be achieved, for example, in that clamping surfaces of the workpiece clamp and / or the workpiece are or are coated with a material having high static friction.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass Spannflächen (des Werkstücks und/oder des Werkstückspanners) beispielsweise durch Sandstrahlen auf- geraut werden.Alternatively or additionally, it is possible for clamping surfaces (of the workpiece and / or the workpiece clamp) to be roughened, for example, by sandblasting.
Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Rohling ein gehärteter Rohling ist. Es lässt sich dann durch Hartfeinbearbeitung eine Komplettbearbeitung (Endbearbeitung) zur Herstellung des Kugelkäfigs durchführen. Dieser lässt sich dadurch zeiteffektiv und kosteneffektiv fertigen. Wenn das Werkstück die Werkzeugmaschine verlässt, ist es komplett bearbeitet und verwendbar,In one embodiment, it is provided that the blank is a hardened blank. It can then be performed by hard finishing a complete machining (finishing) for the production of the ball cage. This can be made time-effective and cost-effective. When the workpiece leaves the machine tool, it is completely machined and usable,
Insbesondere erfolgt dann eine Hartfeinbearbeitung an der Werkzeugmaschine ohne Umspannen. Es wird eine Komplettbearbeitung ohne Umspannvorgänge durchgeführt.In particular, a hard fine machining then takes place on the machine tool without re-clamping. It is a complete machining done without Umspannvorgänge.
Günstig ist es, wenn die Innenseitenbearbeitung durch Schleifen und/oder Drehen und insbesondere Hartdrehen erfolgt. Dadurch lässt sich auf effektive Weise eine hohe Oberflächengüte an der Innenseite des Kugelkäfigs erreichen. Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Außenseitenbearbeitung durch Schleifen und/oder Drehen und insbesondere Hartdrehen erfolgt.It is favorable if the inner side machining takes place by grinding and / or turning and in particular hard turning. As a result, a high surface quality on the inside of the ball cage can be effectively achieved. For the same reason, it is favorable if the outer side machining takes place by grinding and / or turning and in particular hard turning.
Es ist dabei möglich, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseiten- bearbeitung gleichzeitig oder nacheinander erfolgt. Die Reihenfolge von Innenseitenbearbeitung und Außenseitenbearbeitung ist dabei grundsätzlich beliebig.It is possible that the inside processing and the outside processing takes place simultaneously or successively. The order of inside and outside editing is basically arbitrary.
Bei einer Ausführungsform erfolgt die Innenseitenbearbeitung und die Außen- Seitenbearbeitung mit dem gleichen Werkzeug. Dadurch erhält man eine zeitoptimierte Bearbeitung, da kein Werkzeug-Umspannvorgang notwendig ist.In one embodiment, inner side machining and outer side machining are done with the same tool. This gives a time-optimized processing, since no tool-Umspannvorgang is necessary.
Insbesondere weist das Werkzeug eine erste Schneide für die Innenseitenbearbeitung und eine zweite Schneide für die Außenseitenbearbeitung auf. Dadurch lässt sich mit dem gleichen Werkzeug sowohl die Innenseitenbearbeitung als auch die Außenseitenbearbeitung durchführen.In particular, the tool has a first cutting edge for the inside machining and a second cutting edge for the outside machining. This allows the same tool to be used for both inside and outside machining.
Insbesondere sind die erste Schneide und die zweite Schneide höhenversetzt zueinander angeordnet und auch quer zur Höhenrichtung versetzt zueinander angeordnet. Dadurch stört die zweite Schneide bei der Innenseitenbearbeitung nicht.In particular, the first cutting edge and the second cutting edge are arranged offset in height relative to one another and also offset from one another transversely to the vertical direction. As a result, the second cutting does not interfere with the inner side machining.
Das Werkzeug ist so ausgebildet, dass die erste Schneide in einen Innenraum des Kugelkäfigs bis zu einer maximalen Eintauchtiefe eintauchbar ist, ohne dass ein weiterer Bereich des Werkzeugs das Werkstück oder einen Werk- stückhalter berührt. Durch entsprechende Formanpassung lässt sich so das gleiche Werkzeug sowohl für die Innenseitenbearbeitung als auch die Außenseitenbearbeitung verwenden.The tool is designed such that the first cutting edge can be immersed in an inner space of the ball cage up to a maximum immersion depth, without another area of the tool touching the workpiece or a workpiece holder. By appropriate shape adaptation, the same tool can be used for both the inner side machining and the outer side machining.
Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung mit unterschiedlichen Werkzeugen durchgeführt wird. Bei einer Ausführungsform wird das Werkzeug bei der Innenseitenbearbeitung und der Außenseitenbearbeitung drehfest gehalten und das Werkstück wird rotiert. Es wird damit eine Drehbearbeitung des Werkstücks durchgeführt.It is also possible in principle for the inner side machining and the outer side machining to be carried out with different tools. In one embodiment, the tool is rotationally held in the inner side machining and the outer side machining and the workpiece is rotated. It is thus carried out a turning of the workpiece.
Es kann vorgesehen sein, dass der Werkstückspanner an einer in mindestens einer Richtung verschieblichen Werkstückspindel angeordnet ist. Dadurch ergeben sich optimierte Bearbeitungsmögiichkeiten.It can be provided that the workpiece clamp is arranged on a workpiece spindle which is displaceable in at least one direction. This results in optimized processing options.
Günstig ist es, wenn die Werkstückspindel eine Vertikalspindel ist, welche eine Längsachse aufweist, welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung vertikal orientiert ist. Dadurch ergibt sich ein optimierter Späneabfluss und es ist beispielsweise möglich, eine Trockenbearbeϊtung durchzuführen.It is advantageous if the workpiece spindle is a vertical spindle which has a longitudinal axis which is oriented vertically with respect to the direction of gravity. This results in an optimized chip discharge and it is possible, for example, to perform a Trockenbearbeϊtung.
Es ist dann günstig, wenn die Werkstückspindel in vertikaler Richtung ver- schieblich ist. Dadurch lässt sich eine Verschiebungsbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ermöglichen, um beispielsweise ein Werkzeug in einen Innenraum des Werkstücks einzutauchen.It is favorable if the workpiece spindle is displaceable in the vertical direction. This allows a displacement movement between the tool and the workpiece, for example, to immerse a tool in an interior of the workpiece.
Es kann vorgesehen sein, dass das Werkstück und ein Werkzeug in min- destens einer bezogen auf die Schwerkraftrichtung horizontalen Richtung zueinander verschieblich sind. Beispielsweise ist das Werkstück über eine entsprechende Werkstückspinde! in einer X-Richtung senkrecht zu einer vertikalen Z-Richtung verschieblich und ein oder mehrere Werkzeuge sind in einer Y-Richtung senkrecht zur X-Richtung und zur Z-Richtung verschieblich. Es er- geben sich dadurch umfangreiche Bearbeitungsmögiichkeiten. Durch eine Verschiebung in X-Richtung und Z-Richtung lässt sich beispielsweise eine Drehbearbeitung des Werkstücks durchführen. Durch eine Verschiebung in Y-Richtung lässt sich eine effektive Fensterbearbeitung durchführen.It can be provided that the workpiece and a tool are displaceable relative to each other in at least one horizontal direction relative to the direction of gravity. For example, the workpiece is over a corresponding workpiece locker! slidable in an X-direction perpendicular to a vertical Z-direction, and one or more tools are slidable in a Y-direction perpendicular to the X-direction and the Z-direction. This results in extensive processing possibilities. By a shift in the X direction and Z direction, for example, a turning of the workpiece can be performed. By moving in the Y direction, effective window processing can be performed.
Günstig ist es, wenn die Werkstückbearbeitung als Trockenbearbeitung durchgeführt wird. Dadurch ergeben sich bei effektiver Verfahrensdurchführung optimierte Werkstücksqualitäten. Grundsätzlich ist es beliebig, ob die Fensterbearbeitung nach der Innenseitenbearbeitung oder Außenseitenbearbeitung durchgeführt wird. Zur Verhinderung von Graten an dem hergestellten Bauteil ist es günstig, wenn die Fensterbearbeitung vor der Innenseitenbearbeitung und Außenseitenbearbeitung durchgeführt wird.It is favorable if the workpiece machining is carried out as dry machining. This results in effective process performance optimized workpiece qualities. Basically, it is arbitrary whether the window processing is performed after the inner side machining or outer side machining. In order to prevent burrs on the manufactured component, it is favorable if the window processing is performed before the inner side machining and the outer side machining.
Günstig ist es, wenn eine Fensterbearbeitung über Fräsen und/oder Schleifen erfolgt. Dadurch lässt sich in dem Bereich von Kugelberührstellen eine optimierte Oberflächengüte erhalten.It is advantageous if a window processing via milling and / or grinding takes place. As a result, an optimized surface quality can be obtained in the range of ball contact points.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Fensterbearbeitung ein Werkzeug und das Werkstück gedreht werden. Insbesondere wird das Werkzeug rotiert. Das Werkstück kann ebenfalls rotiert werden (der Bearbeitungsvorgang ist dann insbesondere ein Drehfräsvorgang) oder in einem endlichen Winkelbereich ge- dreht bzw. verschwenkt werden.It can be provided that during the machining of a tool and the workpiece are rotated. In particular, the tool is rotated. The workpiece can also be rotated (the machining process is then in particular a rotary milling process) or rotated or swiveled in a finite angular range.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind eine Drehachse des Werkzeugs und eine Drehachse des Werkstücks parallel zueinander. Insbesondere wird dabei das Werkstück rotiert und das Werkzeug rotiert.In one embodiment, a rotation axis of the tool and a rotation axis of the workpiece are parallel to each other. In particular, the workpiece is rotated and the tool is rotated.
Es ist dann vorgesehen, dass das Werkzeug n-mal schneller gedreht wird als das Werkstück, wenn das Werkstück n Fenster aufweist. Dadurch erhält man eine Synchronisierung des Werkzeugs mit dem Werkstück bezüglich der zu bearbeitenden Fenster.It is then provided that the tool is rotated n times faster than the workpiece when the workpiece has n windows. This results in a synchronization of the tool with the workpiece with respect to the window to be processed.
Es ist auch möglich, dass eine Drehachse des Werkzeugs und eine Drehachse des Werkstücks zueinander senkrecht sind. Insbesondere erfolgt dann eine Bearbeitung, bei der das Werkzeug rotiert wird und das Werkstück nur in einem endlichen Winkelbereich gedreht bzw. verschwenkt wird.It is also possible that a rotation axis of the tool and a rotation axis of the workpiece are perpendicular to each other. In particular, machining then takes place in which the tool is rotated and the workpiece is rotated or pivoted only in a finite angular range.
Es ist auch möglich, dass bei der Fensterbearbeitung das Werkstück relativ zum Werkzeug in einer Richtung parallel zu einer Drehachse des Werkzeugs linear verschoben wird. Insbesondere wird dann das Werkstück nicht rotiert. Es kann vorgesehen sein, dass der Rohling, welcher dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren zugrunde liegt, aus einem Rohr hergestellt wird, weiches gerollt und an einer Innenseite gedreht wird und aus dem Fenster ausgestanzt werden. Die genannten Bearbeitungsvorgänge sind dabei insbesondere Weich- bearbeitungsvorgänge.It is also possible that in the window machining, the workpiece is linearly displaced relative to the tool in a direction parallel to an axis of rotation of the tool. In particular, the workpiece is then not rotated. It can be provided that the blank, which is the basis of the manufacturing method according to the invention, is made of a tube, which is rolled and turned on an inner side and punched out of the window. The mentioned processing operations are in particular soft-machining operations.
Es kann vorgesehen sein, dass der Rohling vor dem Einspannen in die Werkzeugmaschine gehärtet wird. An der Werkzeugmaschine werden dann Hart- bearbeitungsvorgänge durchgeführt.It can be provided that the blank is hardened before being clamped in the machine tool. Hard machining operations are then performed on the machine tool.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen ;The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it ;
Figur 1 eine schematϊsche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine, auf weicher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist;Figure 1 is a schematϊsche representation of an embodiment of a machine tool, on which the inventive method is feasible;
Figur 2 eine schematische Darstellung von Schritten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;Figure 2 is a schematic representation of steps for performing the method according to the invention;
Figuren 3(a), (b) eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels zur Fensterbearbeitung; Figur 3(a) zeigt schematisch eine Seitenansicht der Werkstückbearbeitung und Figur 3(b) eine Schnittansicht ϊängs der Linie b-b in Figur 3(a);Figures 3 (a), (b) is a schematic representation of a first embodiment for window processing; Fig. 3 (a) schematically shows a side view of the workpiece machining, and Fig. 3 (b) is a sectional view taken along the line b-b in Fig. 3 (a);
Figuren 4(a), (b) schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel zur Fensterbearbeitung; Figur 4(a) zeigt schematisch eine Seitenansicht der Werkstückbearbeitung und Figur 4(b) eine Schnittansicht längs der Linie b-b in Figur 4(a); Figuren 5(a), (b) schematisch ein drittes AusführungsbeispieJ zurFIGS. 4 (a), (b) schematically show a second embodiment for window processing; Fig. 4 (a) schematically shows a side view of the workpiece machining, and Fig. 4 (b) is a sectional view taken along the line bb in Fig. 4 (a); FIGS. 5 (a), (b) schematically show a third embodiment of the invention
Fensterbearbeitung; Figur 5(a) zeigt schematisch eine Seitenansicht der Werkstückbearbeitung und Figur 5(b) eine Schnittansicht längs der Linie b-b in Figur 5(a);Window processing; Fig. 5 (a) schematically shows a side view of the workpiece machining, and Fig. 5 (b) is a sectional view taken along the line b-b in Fig. 5 (a);
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Werkzeugs zur ϊnnenseitenbearbeitung und Außenseitenbearbeitung;Figure 6 is a schematic representation of a tool for seitennnenseitenbearbeitung and outside machining;
Figur 7(a) bis (e) schematisch verschiedene Zwischenschritte für eine Innenseätenbearbeitung;FIGS. 7 (a) to (e) schematically show various intermediate steps for an inner section machining;
Figur 8(a) bis (c) verschiedene Teilschritte für eine Außenseitenbearbeitung; undFigure 8 (a) to (c) different sub-steps for an outer side machining; and
Figur 9 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines homokinetischen Gelenks mit einem Kugelkäfig.Figure 9 is a perspective view of an embodiment of a homokinetic joint with a ball cage.
Ein Ausführungsbeispiel einer Mehrspindel-Werkzeugmaschine, mittels welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, ist in Figur 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist; sie umfasst ein Maschinengestel! 12, über welches die Mehrspindel-Werkzeugmaschine 10 (hier gezeigt als Zweispindler) ausgerichtet auf einer Unterlage positionierbar ist. An dem Maschinengestell 12 ist auf einem Aufsatzständer 13 ein erster Spindelschlitten 14 in einer Richtung X linear- verschieblich geführt. Diese Richtung X ist insbesondere eine horizontale Richtung. In Figur 1 ist sie senkrecht zur Zeichenebene orientiert. Der erste Spindelschlitten 14 trägt eine erste Werkstockspindel 16, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück drehbar fixierbar ist. Die erste Werkstückspindel 16 ist an dem ersten Spindelschlitten 14 in einer Querrichtung Z zur Richtung X verschieblich geführt, so dass der Abstand eines an der ersten Werkstückspindel 16 gehaltenen Werkstücks relativ zum Maschinengestel! 12 einstellbar ist. Eine Drehachse der ersten Werkstückspindei 16, um die ein gehaltenes Werkstück drehbar ist, ist parallel zu der Z-Richtung. Weiterhin ist ein zweiter Spindelschiitten 18 vorgesehen, welcher ebenfalls in der X-Richtung linearverschiebiich am Maschinengestell 12 geführt ist. Dieser zweite Spindelschlitten 18 hält eine zweite Werkstückspindel 20, die in der Z-Richtung linearverschiebiich an dem zweiten Spindelschlitten 18 gehalten ist.An embodiment of a multi-spindle machine tool, by means of which the method according to the invention can be carried out, is denoted as a whole by 10 in FIG. 1; it includes a machine frame! 12, via which the multi-spindle machine tool 10 (shown here as Zweispindler) aligned on a base positionable. On the machine frame 12, a first spindle slide 14 is guided linearly displaceably in a direction X on an attachment stand 13. This direction X is in particular a horizontal direction. In FIG. 1, it is oriented perpendicular to the plane of the drawing. The first spindle slide 14 carries a first workbench spindle 16, on which a workpiece to be machined is rotatably fixable. The first workpiece spindle 16 is displaceably guided on the first spindle slide 14 in a transverse direction Z to the direction X, so that the distance of a workpiece held on the first workpiece spindle 16 relative to the machine frame! 12 is adjustable. An axis of rotation of the first workpiece spindle 16 about which a held workpiece is rotatable is parallel to the Z direction. Furthermore, a second Spindelschiitten 18 is provided, which is also guided linearverschiebich on the machine frame 12 in the X direction. This second spindle slide 18 holds a second workpiece spindle 20 which is held linearly displaceable on the second spindle slide 18 in the Z direction.
Die beiden Werkstückspindein 16 und 20 sind insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.The two Werkstückspindein 16 and 20 are in particular aligned substantially parallel to each other.
Zum Antrieb der ersten Werkstückspindel 16 in ihrer Verschiebungsbewegung längs der Z-Achse ist ein erster Antrieb 22 vorgesehen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen hydraulischen Antrieb, einen Kugeigewindetrieb oder einen Linearmotor handeln. Eine Antriebseinheϊt des ersten Antriebs 22 sitzt an dem ersten Spindelschiitten 14 und ist mit diesem in X-Richtung mitbewegt.For driving the first workpiece spindle 16 in its displacement movement along the Z-axis, a first drive 22 is provided. It may be, for example, a hydraulic drive, a Kugeigewindetrieb or a linear motor. A drive unit of the first drive 22 is seated on the first Spindelschiitten 14 and is moved along with this in the X direction.
Zur Führung der ersten Werkstückspindei 16 weist der erste Spindelschütten 14 eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Führungsvorrichtung auf, an welcher die erste Werkstückspindel 16 durch den ersten Antrieb 22 angetrieben in Z-Richtung verschiebbar ist. Die Z-Richtung äst dabei insbesondere vertikal ausgerichtet, das heißt parallel zur Schwerkraftrichtung. Die erste Werkstückspindel 16 und die zweite Werkstückspindel 20 sind dann Vertikalspindeln.For guiding the first workpiece spindle 16, the first spindle spout 14 has a guide device designated as a whole by 24, on which the first workpiece spindle 16 is displaceable in the Z direction driven by the first drive 22. The Z-direction is thereby aligned in particular vertically, that is parallel to the direction of gravity. The first workpiece spindle 16 and the second workpiece spindle 20 are then vertical spindles.
Zur Bewegung der zweiten Werkstückspindel 20 relativ zum zweiten Spindelschiitten 18 ist ein zweiter Antrieb 26 vorgesehen, welcher die Linearverschiebung der zweiten Werkstückspindei 20 an einer Führungsvorrichtung 28 in Z-Richtung relativ zum zweiten Spindelschiitten 18 antreibt.For moving the second workpiece spindle 20 relative to the second Spindelschiitten 18, a second drive 26 is provided which drives the linear displacement of the second Werkstückspindei 20 on a guide device 28 in the Z direction relative to the second Spindelschiitten 18.
An ihren unteren Enden sind die Werkstückspindeln 16 und 20 jeweils mit einem Werkstückhalter 30, 32 versehen, an welchem die jeweiligen Werkstücke um Längsachsen 34, 36 der jeweiligen Werkstückspindeln 16, 20 rotierbar fixϊerbar sind. An dem Maschinengestell 12 ist eine Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 schwenkbar um eine Achse B angeordnet, wobei diese Schwenkachse 40 quer zur Z-Richtung und X-Richtung orientiert ist und insbesondere horizontal aus- gerichtet ist. Die Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 umfasst bei einer Zweispindel-Werkzeugmaschine eine erste Werkzeugaufnahme 42 und eine zweite Werkzeugaufnahme 44, welche beabstandet zueinander sind. Die Werkzeugaufnahmen 42, 44 sitzen an rotierbar angetriebenen Werkzeugspindeln 43, 45, so dass die entsprechend gehaltenen Werkzeuge wie Fräswerkzeuge oder Bohrwerkzeuge um eine Spindelachse rotierbar sind. Es Sassen sich dann gleichzeitig mittels jeweiliger Werkzeuge zwei Werkstücke bearbeiten, wobei ein erstes Werkstück an der ersten Werkstückspindel 16 gehalten ist und ein zweites Werkstück an der zweiten Werkstückspindel 20 gehalten ist.At their lower ends, the workpiece spindles 16 and 20 are each provided with a workpiece holder 30, 32, on which the respective workpieces can be fixed rotatably about longitudinal axes 34, 36 of the respective workpiece spindles 16, 20. On the machine frame 12, a tool receiving device 38 is arranged pivotably about an axis B, wherein this pivot axis 40 is oriented transversely to the Z-direction and X-direction and in particular is oriented horizontally. The tool receiving device 38 comprises in a two-spindle machine tool a first tool holder 42 and a second tool holder 44, which are spaced from each other. The tool holders 42, 44 are seated on rotatably driven tool spindles 43, 45, so that the correspondingly held tools such as milling tools or drilling tools can be rotated about a spindle axis. At the same time, by means of respective tools, it is possible to process two workpieces, wherein a first workpiece is held on the first workpiece spindle 16 and a second workpiece is held on the second workpiece spindle 20.
Die beiden Werkzeugaufnahmen 42 und 44 sitzen an einer jochförmigenThe two tool holders 42 and 44 sit on a yoke-shaped
Schwinge 46, welche um die Schwenkachse 40 (B-Achse) schwenkbar ist. Zur Durchführung der Schwenkbewegung ist ein Antrieb 47 vorgesehen. Innerhalb eines bestimmten Schwenkbereichs ist dabei jede SchwenksteNung der Werk- zeugaufnahmevorrϊchtung 38 einstellbar, so dass bei einer bestimmten ein- gestellten Schwenkstellung die jeweiligen an den Werkstückspindeln 16 und 20 gehaltenen Werkstücke über die an der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 fixierten und insbesondere in den Werkzeugaufnahmen 42, 44 vorhandenen Werkzeuge bearbeitbar sind.Rocker 46, which is pivotable about the pivot axis 40 (B-axis). To carry out the pivoting movement, a drive 47 is provided. Within a specific pivoting range, any pivoting of the tool receiving device 38 is adjustable so that, given a certain set pivot position, the respective workpieces held on the workpiece spindles 16 and 20 pass over the tool holders 38 and, in particular, the tool holders 42, 44 Tools are workable.
Die Werkzeugaufnahmen 42, 44 sind ferner in Y-Richtung verschieblich; die Schwinge 46 ist dazu an einem verschieblichen Schlitten 49 gehalten, welcher an einer Führungseinrichtung 51 verschieblich geführt ist. Die Y-Rϊchtung ist senkrecht zur X-Richtung und Z-Richtung.The tool holders 42, 44 are also displaceable in the Y direction; the rocker 46 is held on a displaceable carriage 49, which is displaceably guided on a guide device 51. The Y-direction is perpendicular to the X-direction and Z-direction.
Beispielsweise lässt sich so ein Gleichlaufgelenk herstellen, welches Kugellaufbahnen in einem Achszapfen und in einer Nabe aufweist (vgl. WO 2005/089992 Al). Insbesondere ist es möglich, über entsprechende Werkzeuge eine Weichfräsbearbeitung, Schleifbearbeitung oder Hartfräsbearbeitung durchzuführen. Es ist auch möglich, eine Hartdrehbearbeitung durchzuführen.For example, a constant velocity joint can be produced which has ball raceways in a journal and in a hub (see WO 2005/089992 A1). In particular, it is possible to carry out a soft milling, grinding or hard milling using appropriate tools. It is also possible to perform a hard turning operation.
Dazu sind entsprechende Zusatzeinrichtungen wie beispielsweise eine oder mehrere Drehkonsolen mit entsprechendem Drehstahl oder zusätzliche Spindeln vorgesehen, welche im Bereich der Bearbeitungszone der Werkstücke angeordnet sind (in der Zeichnung nicht gezeigt).For this purpose, appropriate additional equipment such as one or more rotating consoles with appropriate turning steel or additional spindles are provided, which are arranged in the region of the processing zone of the workpieces (not shown in the drawing).
Es ist auch möglich, eine Folgebearbeitung eines Werkstücks durchzuführen, indem dieses beispielsweise zuerst an der ersten Werkstückspindel 16 gehalten mit einem ersten Werkzeug bearbeitet wird und anschließend an die Werkstückspindel 20 übergeben und dann mit einem zweiten Werkzeug bearbeitet wird.It is also possible to carry out a subsequent machining of a workpiece by this, for example, first held on the first workpiece spindle 16 is processed with a first tool and then passed to the workpiece spindle 20 and then processed with a second tool.
An dem Maschinengestell 12 ist ein Schwenkraum 48 gebildet, damit die Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 in einem bestimmten Schwenkbereich ungehindert an dem Maschinengesteü 12 schwenkbar ist. Durch diesen Schwenkraum 48 lassen sich auch Späne und dergleichen abführen.On the machine frame 12, a pivoting space 48 is formed, so that the tool receiving device 38 is freely pivotable on the machine Gesteü 12 in a certain pivoting range. By this pivotal space 48 can also dissipate chips and the like.
Die Spindelschlitten 14 und 18 sind bezogen auf die Z-Richtung oberhalb der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 in der X-Richtung verschieblich geführt. Dazu ist eine erste Führung 50 vorgesehen, welche insbesondere eine Führungsschiene umfasst, welche in einem Abstand zu der Werkzeugaufnahme- Vorrichtung 38 oberhalb dieser angeordnet ist. Ferner ist eine zweite Führung 52 vorgesehen, welche parallel beabstandet zu der ersten Führung 50 insbesondere auf der gleichen Höhe in Z-Richtung über der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 angeordnet ist wie die erste Führung 50. Die zweite Führung 52 umfasst insbesondere wiederum eine Führungsschiene. Die beiden Füh- rungen 50 und 52 sind insbesondere horizontal angeordnet. Die Führungen 50, 52 sitzen an dem Aufsatzständer 13. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Führungen 50, 52 in Z-Richtung versetzt angeordnet sind, um so beispielsweise einen Spindelschlitten in seiner Höhenrichtung zusätzlich versteifen zu können, wenn dies notwendig ist.The spindle slides 14 and 18 are guided displaceably in the X direction relative to the Z direction above the tool receiving device 38. For this purpose, a first guide 50 is provided, which in particular comprises a guide rail, which is arranged at a distance to the tool holder device 38 above this. Further, a second guide 52 is provided, which is arranged parallel spaced from the first guide 50 in particular at the same height in the Z direction over the tool receiving device 38 as the first guide 50. The second guide 52 in turn in particular comprises a guide rail. The two guides 50 and 52 are in particular arranged horizontally. The guides 50, 52 are seated on the attachment stand 13. It can also be provided that the guides 50, 52 are arranged offset in the Z direction, so as to stiffen, for example, a spindle slide in its height direction, if necessary.
Der erste Spindelschlitten 14 ist in seinem den Führungen 50, 52 zugewandten Bereich derart L-förmig oder dreieckförmig ausgebildet, dass er einen ersten Schenkel umfasst, welcher längs der ersten Führung 50 orientiert ist und auf dieser geführt ist. Beispielsweise sind zwei beabstandete Führungsschuhe vorgesehen, um den ersten Schenkel auf der ersten Führung 50 iinearverschieb- lieh zu führen. Mit dem ersten Schenkel ist ein zweiter Schenkel verbunden, welcher quer zu dem ersten Schenkel orientiert ist und welcher an die zweite Führung 52 gekoppelt ist, beispielsweise mittels eines Führungsschuhs, um den zweiten Schenkel linearverschiebläch auf der zweiten Führung 52 zu führen.In its region facing the guides 50, 52, the first spindle slide 14 is designed to be L-shaped or triangular in such a way that it comprises a first leg which is oriented along the first guide 50 and guided thereon. For example, two spaced guide shoes are provided to guide the first leg on the first guide 50 iinearverschieb- borrowed. A second leg is connected to the first leg, which is oriented transversely to the first leg and which is coupled to the second guide 52, for example by means of a guide shoe, to guide the second leg linearverschiebläch on the second guide 52.
Zwischen den beiden Schenkeln sitzt an diesen die erste Werkstückspindei 16 zwischen den beiden Führungen 50 und 52.Between the two legs sits on these the first Werkstückspindei 16 between the two guides 50 and 52nd
Die Kontaktfiäche des ersten Spindelschlittens 14 mit der ersten Führung 50 zur linearverschieblichen Kopplung an diese ist größer als die Kontaktfläche zur Kopplung an die zweite Führung 52. Beispielsweise ist die erste Kontaktfläche über die zwei Führungsschuhe gebildet, während sie für die zweite Führung 52 nur über den einen Führungsschuh gebildet ist.The contact surface of the first spindle slide 14 with the first guide 50 for linearly displaceable coupling thereto is larger than the contact surface for coupling to the second guide 52. For example, the first contact surface is formed over the two guide shoes, while for the second guide 52 only over the a guide shoe is formed.
Der zweite Spindelschlitten 18 umfasst ebenfalls einen ersten Schenkel, weicher längs der zweiten Führung 52 orientiert ist und beispielsweise an diese über zwei Führungsschuhe gekoppelt ist. Quer zu diesem ersten Schenkel sitzt ein zweiter Schenkel, welcher an die erste Führung 50 über einen Führungsschuh gekoppelt ist. Damit hat auch der zweite Spindelschlitten 18 eine L-för- mige oder dreieckförmige Außengestalt, wobei die Kontaktfläche mit der zweiten Führung 52 größer ist als mit der ersten Führung 50. Die zweite Werkstückspindel 20 sitzt zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel an diesen zwischen den beiden Führungen 50 und 52 und ist der anderen Werkstückspindel 16 zugewandt mit einem freien Zwischenbereich zwischen den beiden Werkstockspindeln 16, 20.The second spindle slide 18 also includes a first leg, which is oriented along the second guide 52 and is coupled to it, for example, via two guide shoes. Transverse to this first leg sits a second leg, which is coupled to the first guide 50 via a guide shoe. Thus, the second spindle slide 18 also has an L-shaped or triangular outer shape, the contact area with the second guide 52 being greater than with the first guide 50. The second workpiece spindle 20 is seated between the first leg and the second leg the two guides 50 and 52 and is the another workpiece spindle 16 facing with a free intermediate region between the two work spindles 16, 20th
Die L-förmige oder dreieckförmige Gestalt bezieht sich dabei auf einen Quer- schnitt in einer Projektion auf die durch die beiden Führungen 50, 52 aufgespannte Ebene mindestens im Bereich der Ankopplung der Spindelschlitten 14 bzw. 18 an diese Führungen 50 und 52.In this case, the L-shaped or triangular shape relates to a cross-section in a projection onto the plane spanned by the two guides 50, 52, at least in the region of the coupling of the spindle slides 14 and 18 to these guides 50 and 52.
Eine solche Mehrspindel-Werkzeugmaschine ist in der WO 2004/012888 Al beschrieben. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen.Such a multi-spindle machine tool is described in WO 2004/012888 Al. This application is expressly incorporated by reference.
Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Steuerungseinrichtung 54 auf, mittels weicher sich die Bewegungen und Positionen der Maschinenelemente steuern lassen. Über die Steuerungseinrichtung 54 lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.The machine tool 10 has a control device 54, by means of which the movements and positions of the machine elements can be controlled. Via the control device 54, the inventive method can be performed.
Ein Ausführungsbeispiel eines Gelenks und insbesondere homokinetischen Ge- ienks, weiches in Figur 9 in einer (Teil-)Explosionsdarsteüung gezeigt und mit 56 bezeichnet ist, umfasst einen Kugelstern 58 mit Kugeilaufbahnen 60. Der Kugelstern 58 ist bei einer Anwendung drehfest mit einer Antriebswelle verbunden.An exemplary embodiment of a joint and in particular a homokinetic joint, shown in FIG. 9 in a (partial) explosion diagram and designated by 56, comprises a ball star 58 with ball raceways 60. The ball star 58 is non-rotatably connected to a drive shaft in one application.
Das Gelenk 56 weist ferner eine KugelschaSe 62 in Glockenform auf. In dieser sind ebenfalls Kugeilaufbahnen 64 gebildet. Bei einer Anwendung ist die Kugelschale 62 drehfest mit einem Rad verbunden.The hinge 56 further includes a ball cup 62 in bell shape. In this Kugeilaufbahnen 64 are also formed. In one application, the ball socket 62 is rotatably connected to a wheel.
Zwischen der Kugelschale 62 und dem Kugeistern 58 ist ein Kugelkäfig 66 angeordnet. Dieser sorgt dafür, dass die Kugein (in Figur 9 nicht dargestellt) gehalten werden. Die Kugein ermögSichen es, dass das Gelenk 56 für eine gleichförmige (homokinetische) Übertragung bei Beugungswinkeln bis zu einem Grenzwsnkel sorgt. Die Kugein laufen auf den Kugellaufbahnen 60 und 64 und berühren Teile des Kugelkäfigs 66. Die entsprechenden Oberflächen sind mit hoher Güte auszubilden.Between the ball shell 62 and the Kugeistern 58, a ball cage 66 is arranged. This ensures that the Kugein (not shown in Figure 9) are held. The grooves allow the hinge 56 to provide uniform (homokinetic) transmission at diffraction angles up to a limit angle. The balls run on the ball races 60 and 64 and contact parts of the ball cage 66. The corresponding surfaces are to be formed with high quality.
Der Kugelkäfig 66 hat eine Außenseite 68, eine Innenseite 70, welche einen Innenraum 72 begrenzt, in welchem der Kugelstern 58 positioniert wird, und Fenster 74 zwischen der Innenseite 70 und der Außenseite 68.The ball cage 66 has an outer side 68, an inner side 70 which defines an inner space 72 in which the ball star 58 is positioned, and windows 74 between the inner side 70 and the outer side 68.
Das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren eines Kugelkäfigs betrifft die Fein- bearbeitung und dabei Endbearbeitung eines Kugelkäfigs.The production method of a ball cage according to the invention relates to the fine machining and thereby finishing a ball cage.
Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren ist ein Kugelkäfig-Rohling, welcher über Weichbearbeitung hergestellt wird. Beispielsweise wird ein solcher Kugelkäfig-Rohling aus einem abgestochenen Rohrstück her- gestellt, welches gerollt und an όer Innenseite gedreht wird. Fenster werden an diesem Rohling durch Stanzen hergestellt. Anschließend erfolgt eine Härtung. An einem solchen gehärteten Rohling wird das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren durchgeführt. (Alternativ wird das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren vor der Härtung durchgeführt.)Starting point for the manufacturing method according to the invention is a ball cage blank, which is produced by soft machining. For example, such a ball cage blank is made from a tapped pipe piece, which is rolled and turned on Innenseiteer inside. Windows are made on this blank by punching. This is followed by hardening. On such a hardened blank, the manufacturing method according to the invention is carried out. (Alternatively, the manufacturing method according to the invention is carried out before curing.)
Das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren funktioniert wie folgt:The manufacturing method according to the invention works as follows:
Ein gehärteter Rohling 76 (Figur 2) wird an einem Werkstückspanner 78 des Werkstückhalters 30 oder 32 eingespannt. Ein Einspannbereich 80 des Roh- lings 76 ist dabei ein Ringbereich 82, welcher auch als Zylinderbereich bezeichnet wird, welcher an einem Ende des Rohiings 76 positioniert ist und einen hohlzylindrischen Innenraum 84 aufweist. Der Einspannbereich 80 ist dabei so angeordnet und ausgebildet, dass er in einem hergestellten Gelenk 56 keine anderen Gelenkteile (das heißt nicht die Kugelschale 62, den Kugel- stern 58 und die Kugeln) berührt. Es ist dann auch keine weitere Bearbeitung des Einspannbereichs 80 notwendig. Der Werkstückspanner 78 hat ein Spannfutter 86, welches an eine Innenseite des Ringbereichs 82 drückt. Der Rohling 76 ist dadurch geklemmt an dem Werkstückspanner 78 gehalten. Die entsprechende Spannkraft (bzw. Klemm- kraft) ist definiert eingestellt und zwar so, dass das Werkstück während der Bearbeitung verdrehsicher gehalten ist. Die Spannkraft ist weiterhin so eingestellt, dass das Werkstück nicht verformt und insbesondere nicht zerdrückt wird. Ferner ist die Spannkraft so eingestellt, dass während der Bearbeitung keine Schwingungen des Werkstücks auftreten können.A hardened blank 76 (FIG. 2) is clamped on a workpiece clamp 78 of the workpiece holder 30 or 32. A clamping region 80 of the blank 76 is an annular region 82, which is also referred to as a cylindrical region, which is positioned at one end of the Rohiings 76 and a hollow cylindrical interior 84 has. The clamping area 80 is arranged and designed in such a way that in a manufactured joint 56 it does not touch any other joint parts (that is to say not the ball socket 62, the ball star 58 and the balls). There is then no further processing of the clamping area 80 is necessary. The workpiece clamp 78 has a chuck 86 which presses on an inner side of the annular region 82. The blank 76 is clamped thereby held on the workpiece clamp 78. The corresponding clamping force (or clamping force) is set in a defined manner so that the workpiece is held against rotation during machining. The clamping force is further adjusted so that the workpiece is not deformed and in particular not crushed. Furthermore, the clamping force is adjusted so that no vibrations of the workpiece can occur during machining.
Der Werkstückspanner 78 weist einen Anlagebereich 88 auf, welcher beispielsweise ringförmig ausgebildet ist, und an welchen eine Außenseite des Rohlings 76 zur axialen Positionierung anlegbar ist.The workpiece clamp 78 has a contact region 88 which, for example, is annular, and on which an outer side of the blank 76 can be applied for axial positioning.
Es können Maßnahmen zur Erhöhung der Haftreibung zwischen Werkstück- spanner 78 und Rohling 76 vorgesehen sein. Beispielsweise erfolgt eine Be- schichtung von Spannflächen des Rohlings 76 und/oder insbesondere des Werkstückspanners 78 mit einem die Haftreibung erhöhenden Material. Es kann auch vorgesehen sein, dass entsprechende Spannflächen beispielsweise über Sandstrahlen aufgeraut werden, um die Haftreibung zu erhöhen,Measures for increasing the static friction between workpiece clamp 78 and blank 76 can be provided. For example, a coating of clamping surfaces of the blank 76 and / or in particular of the workpiece clamp 78 takes place with a material that increases the static friction. It can also be provided that corresponding clamping surfaces are roughened, for example by means of sandblasting, in order to increase the static friction,
Die Endbearbeitung des Werkstücks erfolgt in derselben Werkzeugmaschine 10, ohne dass das Werkstück von dem Werkstückspanner 68 gelöst wird. Es erfolgt eine Komplettbearbeitung ohne Umspannen. Dadurch ist gewährleistet, dass beispielsweise ein Innendurchmesser, ein Außendurchmesser und eine Mittellinie der Fenster 74 optimiert zueinander passen. Durch die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung lässt sich die Laufruhe und Lebensdauer eines mitteis eines erfindungsgemäß hergestellten Kugelkäfigs vergrößern.The finishing of the workpiece takes place in the same machine tool 10 without the workpiece being released from the workpiece clamping device 68. There is a complete machining without re-clamping. This ensures that, for example, an inner diameter, an outer diameter and a center line of the windows 74 optimally match each other. By the complete processing in one setting, the smoothness and life of a mitteis a ball cage according to the invention can be increased.
Bei dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren wird für die Komplett- bearbeitung des Werkstücks nur eine Werkzeugmaschine verwendet. Es entfallen Fehler beim Umspannen; bei jeder neuen Einspannung eines Werkstücks wird dieses grundsätzlich unterschiedlich verformt und es treten unterschiedliche Spannungszustände am Werkstück auf. Dies kann zu einer Verringerung der Werkstücksquaütät führen. Durch die Bearbeitung des Werkstücks mit dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren wird die Werkstückqualität verbessert.In the manufacturing method according to the invention, only one machine tool is used for the complete machining of the workpiece. It eliminates errors when re-tightening; with each new clamping of a workpiece, this is fundamentally deformed differently and different stress states occur on the workpiece. This can lead to a reduction lead the workpiece Quaütät. By machining the workpiece with the manufacturing method according to the invention, the workpiece quality is improved.
Weiterhin ist auch eine Bearbeitung einer Aniagefläche a!s Referenzfläche für Umspannvorgänge bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig, da die Bearbeitung in einer Aufspannung ohne Umspannung erfolgt.Furthermore, a processing of an Aniagefläche a! S reference surface for Umspannvorgänge in the method according to the invention is not necessary, since the processing is carried out in one setting without re-tensioning.
An dem Rohling 76 erfolgt eine Hartfeinbearbeitung in der Werkzeugmaschine 10 mit einer Fensterbearbeitung (angedeutet durch das Bezugszeϊchen 90 in Figur 2), einer Außenseitenbearbeitung (angedeutet durch das Bezugszeichen 92 in Figur 2) und einer Innenseitenbearbeitung (angedeutet durch das Bezugszeϊchen 94 in Figur 2). Durch die Fensterbearbeitung, Außenseitenbearbeitung und Innenseitenbearbeitung erfolgt die Kompiettbearbeitung des Rohlings 76 zu dem Kugelkäfig 66 in dessen Endform, wobei an Berührungsstellen für Kugeln und den anderen Gelenkteiien die notwendige Oberflächengüte hergestellt wird.On the blank 76 is a hard fine machining in the machine tool 10 with a window processing (indicated by the Bezugszeϊchen 90 in Figure 2), an outer side machining (indicated by the reference numeral 92 in Figure 2) and a Innenseitenbearbeitung (indicated by the Bezugszeϊchen 94 in Figure 2) , Through the window processing, outer side machining and inner side machining takes place the Kompiettbearbeitung of the blank 76 to the ball cage 66 in its final shape, wherein at points of contact for balls and the other joint elements the necessary surface quality is produced.
Grundsätzlich ist die Reihenfolge der Fensterbearbeitung, Außenseiten- bearbeitung und Innenseitenbearbeitung beliebig. Bevorzugt ist es, dass zuerst die Fensterbearbeitung durchgeführt wird und anschließend die Außenseitenbearbeitung und/oder Innenseitenbearbeitung, um Grate zu verhindern.Basically, the order of window processing, outside machining and inside machining is arbitrary. It is preferred that the window processing is carried out first and then the outer side machining and / or inner side machining to prevent burrs.
Die Hartfeinbearbeitung der Fenster ist insbesondere eine Schleifbearbeitung bzw. Fräsbearbeitung mit einem oder mehreren rotierenden Fräswerkzeugen. Bei einem ersten Ausführungsbeispie!, welches in Figur 3(a) schematisch gezeigt ist, wird der Rohling um eine Drehachse 96 rotiert. Die Drehachse 96 fällt mit der Längsachse 34 bzw. 36 des entsprechenden Werkstückhalters 30 bzw. 32 zusammen. Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem die entsprechende Werkstückspindel eine Vertikalspindel ist, ist die Drehachse 96 eine vertikale Achse. Ein Fräswerkzeug 98 mit einer oder mehreren entsprechenden Schneiden 100 rotiert um eine Drehachse 102, welche parallel zu der Drehachse 96 ist. In diesem Falle ist der Winkel in der B-Achse B1x der entsprechenden Werkzeugaufnahme 42 bzw. 44 Null Grad. Die Schneide 100 ist insbesondere als Schlagzahn ausgebildet.The hard finishing of the windows is in particular a grinding or milling with one or more rotating milling tools. In a first exemplary embodiment, which is shown schematically in FIG. 3 (a), the blank is rotated about a rotation axis 96. The axis of rotation 96 coincides with the longitudinal axis 34 and 36 of the corresponding workpiece holder 30 and 32, respectively. In the embodiment in which the corresponding workpiece spindle is a vertical spindle, the axis of rotation 96 is a vertical axis. A milling tool 98 having one or more corresponding blades 100 rotates about an axis of rotation 102 that is parallel to the axis of rotation 96. In this case, the angle in the B-axis B 1x of the corresponding tool holder 42 or 44 is zero degrees. The cutting edge 100 is designed in particular as an impact tooth.
Die Rotation der entsprechenden Werkstückspindel 16 bzw. 20 und der entsprechenden Werkzeugspindel 43 bzw. 45 sind synchronisiert; die Drehachsen 96 und 102 sind dabei quer zur Achsenrichtung versetzt. Wenn der Rohling n Fenster aufweist, dann rotiert der Rohling um die Drehachse 96 n-mal langsamer als das Fräswerkzeug 98, um die Fensterbearbeitung als Hartfeinbearbeitung zu ermöglichen, d.h. ft00! = n • fw, wobei fl00ι die Drehfrequenz des Fräswerkzeugs 98 ist und fw die Drehfrequenz des Werkstücks 76.The rotation of the corresponding workpiece spindle 16 or 20 and the corresponding tool spindle 43 and 45 are synchronized; the axes of rotation 96 and 102 are offset transversely to the axial direction. If the blank has n windows, then the blank rotates about the axis of rotation 96 n times slower than the milling tool 98, to allow the window processing as hard fine machining, ie f t00! = n • f w , where f l00 ι is the rotational frequency of the milling tool 98 and f w is the rotational frequency of the workpiece 76.
In Figur 3(b) ist ein bearbeitetes Fenster 104 gezeigt, wobei ein Fräsprofil mit dem Bezugszeichen 106 angedeutet ist. Ferner angedeutet ist eine Bahn 108 einer entsprechenden Schneide. Das Profil 106 ist gekrümmt. Das gleiche Profil an gegenüberliegenden Flanken lässt sich durch entsprechendes Vorwärts- und Rückwärtsdrehen erreichen.A machined window 104 is shown in FIG. 3 (b), wherein a milling profile is indicated by reference numeral 106. Also indicated is a track 108 of a corresponding blade. The profile 106 is curved. The same profile on opposite flanks can be achieved by corresponding forward and reverse rotation.
Der Bearbeitungsvorgang ist ein Drehfräsvorgang.The machining process is a turning milling process.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in Figur 4 angedeutet ist, ist eine Drehachse 110 eines entsprechenden Werkzeugs 112 senkrecht zu einer Drehachse 114 des Werkstücks 76. Dies ist dadurch erreicht, dass die Schwinge 46 bezogen auf die Ausgangsstellung mit Bn - 0° um 90° aufIn a second exemplary embodiment, which is indicated in FIG. 4, an axis of rotation 110 of a corresponding tool 112 is perpendicular to a rotational axis 114 of the workpiece 76. This is achieved in that the rocker 46 moves 90 ° relative to the starting position with B n - 0 ° ° up
Ba = 90° gedreht ist.B a = 90 ° is turned.
Das Werkzeug 112 wird um die Drehachse 110 rotiert. Zur Fensterbearbeitung wird das Werkstück 76 um die Drehachse 114 nicht rotiert, sondern nur um einen endlichen Drehwinkel verschwenkt. Durch dieses Verfahren lässt sich ein Fräsprofil 107 herstellen (Figur 4(b)), welches weniger stark gekrümmt ist ais das Fräsprofil 106,The tool 112 is rotated about the rotation axis 110. For window processing, the workpiece 76 is not rotated about the rotation axis 114, but pivoted only by a finite angle of rotation. By this method, a milling profile 107 can be produced (FIG. 4 (b)), which is less strongly curved than the milling profile 106.
Bei einer dritten Ausführungsform, welche in Figur 5 schematisch dargestellt ist, ist das Werkzeug 112 wiederum um 90° an der Schwenkachse 40 verschwenkt, das heißt der Winkel Ba beträgt 90°.In a third embodiment, which is shown schematically in Figure 5, the tool 112 is in turn pivoted by 90 ° to the pivot axis 40, that is, the angle B a is 90 °.
Das Werkstück 76 wird nicht rotiert. Es wird in der Y-Richtung verschoben und das Werkzeug 112 wird in der Y-Richtung verschoben. Dadurch lässt sich ein Fräsprofii 116 erzeugen, welches parallel zur Y-Richtung ausgerichtet ist.The workpiece 76 is not rotated. It is shifted in the Y direction and the tool 112 is shifted in the Y direction. As a result, a milling profile 116 can be produced, which is aligned parallel to the Y direction.
An einem Werkstück lassen sich ein oder mehrere der anhand der Figuren 3 bis 5 beschriebenen Verfahren kombinieren.One or more of the methods described with reference to FIGS. 3 to 5 can be combined on a workpiece.
Durch eines oder mehrere der beschriebenen Teilschritte erfolgt eine Komplettbearbeitung der Fenster.By one or more of the described sub-steps, a complete processing of the window.
Die Innenseitenbearbeitung und Außenseitenbearbeitung kann über eine oder mehrere Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander erfolgen.Inside and outside machining can be done simultaneously or sequentially by one or more tools.
Bei einem Ausführungsbeispie! erfolgt die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung durch ein gemeinsames Werkzeug 118 (Figur 6). Dieses Werkzeug wird an der entsprechenden Werkzeugaufnahme 42 bzw. 44 eingespannt. Es weist eine erste Schneide 120 für die Innenseitenbearbeitung auf und eine zweite Schneide 122 für die Außenseitenbearbeitung. Die erste Schneide 120 und die zweite Schneide 122 sind bezogen auf eine Höhenachse 124 beabstandet zueinander, wobei die erste Schneide weiter vorne liegt. Sie sind ferner in einer Richtung quer zu der Höhenachse 124 beabstandet zueinander.In an embodiment example! the inner side machining and the outer side machining is performed by a common tool 118 (FIG. 6). This tool is clamped to the corresponding tool holder 42 and 44, respectively. It has a first cutting edge 120 for the inside machining and a second cutting edge 122 for the outside machining. The first cutting edge 120 and the second cutting edge 122 are spaced from each other with respect to a height axis 124, wherein the first cutting edge is located further forward. They are also spaced apart in a direction transverse to the height axis 124.
Ein Außenprofil 126 des Werkzeugs 118 ist so ausgebildet, dass bei der Innenseitenbearbeitung durch die erste Schneide 120 kein anderer Bereich des Werkzeugs 118 das Werkstück berührt. Entsprechend ist an einer Vorderseite 128 des Werkzeugs 118 ein zurückgesetzter Bereich 130 gebildet, welcher unterhalb der ersten Schneide 120 und oberhalb der zweiten Schneide 122 liegt. Wie unten noch näher beschrieben wird, ermöglicht dies ein Eintauchen in den Innenraum 72 des herzustellenden Kugelkäfigs.An outer profile 126 of the tool 118 is formed so that in the inner side machining by the first cutting edge 120 no other area of the Tool 118 touches the workpiece. Accordingly, a recessed area 130 is formed on a front side 128 of the tool 118, which lies below the first cutting edge 120 and above the second cutting edge 122. As will be described in more detail below, this allows immersion in the interior space 72 of the ball cage to be produced.
Das Werkzeug 118 hat einen Schaft 132 zum Einspannen an dem entsprechenden Werkzeughalter. Der Schaft 132 ist mit hoher Steifigkeit ausgebildet,The tool 118 has a shank 132 for clamping to the corresponding tool holder. The shaft 132 is formed with high rigidity,
In den Figuren 7(a) bis (e) sind Teilschritte zu der Innenseitenbearbeitung angedeutet. Es handelt sich dabei um eine Hartdrehbearbeitung. Die Schneiden 120 und 122 sind als Drehstähle ausgebildet.In the figures 7 (a) to (e) partial steps are indicated to the inner side processing. It is a hard turning. The cutting edges 120 and 122 are formed as turning steels.
Es können auch Schleifwerkzeuge eingesetzt werden.It can also be used grinding tools.
Das Werkzeug 118 wird drehfest gehalten. Das Werkstück 76 wird um die Drehachse 114 rotiert. Die erste Schneide 120 wird durch Absenkung des Werkstücks 76 über die Z-Beweglichkeit der entsprechenden Werkstückspindel eingetaucht. Durch eine synchronisierte X-Bewegung der entsprechenden Werkstückspindel iässt sich die Schleifbearbeitung bzw. Hartdrehbearbeitung an der Innenseite des Werkstücks 76 durchführen.The tool 118 is held against rotation. The workpiece 76 is rotated about the axis of rotation 114. The first cutting edge 120 is submerged by lowering the workpiece 76 over the Z-mobility of the corresponding workpiece spindle. By a synchronized X-movement of the corresponding workpiece spindle, the grinding or hard turning can be performed on the inside of the workpiece 76.
Wie aus den Figuren 7(d) und (e) erkennbar ist, ermöglicht der zurückgesetzte Bereich 130 am Außenprofil 126 des Werkzeugs 118 ein Eintauchen der ersten Schneide 120 bis in den Einspannbereich 80, ohne dass das Außenprofil 126 das Werkstück berührt.As can be seen from FIGS. 7 (d) and (e), the recessed area 130 on the outer profile 126 of the tool 118 allows the first blade 120 to be dipped into the clamping area 80 without the outer profile 126 contacting the workpiece.
Nach der Hartfeinbearbeitung durch Hartdrehen der Innenseite wird die Außenseite ebenfalls durch Hartdrehen bearbeitet. Dies ist in den Figuren 8(a) bis (c) angedeutet. Das Werkstück 76 wird über die entsprechende Werkstückspindel abgesenkt. Über entsprechende X-Z-Bewegung der Werkstückspinde! erfolgt die Außenseitenbearbeitung. Das Werkstück 76 wird dabei um die Drehachse 114 rotiert und das Werkzeug 118 wird drehfest gehalten.After the hard fine machining by hard turning the inside, the outside is also machined by hard turning. This is indicated in FIGS. 8 (a) to (c). The workpiece 76 is lowered over the corresponding workpiece spindle. Via corresponding XZ movement of the workpiece locker! the outside processing takes place. The workpiece 76 is thereby rotated about the axis of rotation 114 and the tool 118 is held against rotation.
Der zurückgesetzte Bereich 130 ermöglicht wiederum, dass das Werkzeug 118 den entsprechenden Werkstückhalter (beispielsweise 30) nicht berührt.The recessed area 130, in turn, allows the tool 118 to not contact the corresponding workpiece holder (eg, 30).
Das Außenprofil 126 des Werkzeugs 118 ist dadurch angepasst an die Form des Werkstücks und an die Form des Werkzeughalters.The outer profile 126 of the tool 118 is thereby adapted to the shape of the workpiece and the shape of the tool holder.
Das Werkstück wird so weit abgesenkt, dass über das Werkzeug 118 mit der zweiten Schneide 122 die gesamte Außenseite bis zu dem Einspannbereich über Hartdrehen bearbeitet wird.The workpiece is lowered so far that over the tool 118 with the second cutting edge 122, the entire outer side is machined up to the clamping area via hard turning.
Die Innenseitenbearbeitung kann auch nach der Außenseitenbearbeitung erfolgen. Bei Verwendung von entsprechenden Werkzeugen ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung gleichzeitig erfolgt.The inner side machining can also be done after the outer side machining. When using appropriate tools, it is also possible in principle that the inner side machining and the outer side machining takes place simultaneously.
Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens ist ein Kugelkäfig, welcher komplett bearbeitet ist und für den keine Nachbearbeitung (wie Schleifen oder dergleichen) notwendig ist. Die Hartfeinbearbeitung erfolgt ohne Umspannen an einem gehärteten Rohling.The result of the manufacturing process according to the invention is a ball cage, which is completely machined and for which no post-processing (such as grinding or the like) is necessary. The hard fine machining takes place without re-clamping on a hardened blank.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Innenseitenbearbeitung, Außenseitenbearbeitung und Fensterbearbeitung an einem gehärteten Rohling über Hartfeinbearbeitung. Insbesondere ist die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeϊtung ein Hartdrehen bzw. Schleifen. Die Fensterbearbeitung ist ein Fräsvorgang oder Schleifvorgang.In one embodiment of the method according to the invention, the inner side machining, outer side machining and window machining takes place on a hardened blank via hard fine machining. In particular, the inner side machining and the Außenseitenbearbeϊtung is a hard turning or grinding. The window processing is a milling or grinding process.
Die Bearbeitung erfolgt in einer Aufspannung. Dadurch lassen sich die Elemente des Kugelkäfigs in ihrer Toieranzlage optimal anpassen. Aufspann- flächen müssen nicht mehr bearbeitet werden. Man erhält bei effektiver zeitsparender Bearbeitung eine hohe Werkstückquaütät.The processing takes place in one clamping. As a result, the elements of the ball cage in their Toieranzlage can be optimally adapted. Clamping surfaces no longer need to be edited. You get a high workpiece quaütät with effective time-saving machining.
Die Werkzeugmaschine, die in der WO 2004/012888 Al beschrieben ist, sowie die Werkzeugmaschine XG der Ex-CeII-O GmbH weisen eine hohe Maschinen- steifigkeit auf und sind dadurch besonders geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens.The machine tool described in WO 2004/012888 A1 and the machine tool XG of the Ex-CeII-O GmbH have high machine rigidity and are therefore particularly suitable for carrying out the production method according to the invention.
Die Bearbeitung der Fenster erfolgt im unterbrochenen Schnitt. Dadurch können hohe Schwingungsanregungen am Werkzeug und Werkstück entstehen. Durch schwingungsdämpfende Maßnahmen an der Werkzeugmaschine, dem Werkzeug und dem Werkstückspanner kann dem entgegengewirkt werden.The editing of the windows is done in interrupted section. This can cause high vibration excitations on the tool and workpiece. By vibration-damping measures on the machine tool, the tool and the workpiece clamp can be counteracted.
Der Schnittvorgang wird vorzugsweise so durchgeführt, dass Spänennester insbesondere an Fenstern des Werkstücks vermieden werden.The cutting process is preferably carried out in such a way that swarf nests are avoided, in particular on windows of the workpiece.
Das Werkstück kann trocken bearbeitet werden, da keine Schleifbearbeitung einer Auflagefläche mehr notwendig ist. The workpiece can be processed dry, since no grinding of a support surface is necessary.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Fertigungsverfahren für einen Kugelkäfig eines Gelenks, welcher eine Innenseite, eine Außenseite und Fenster zwischen der Innenseite und der Außenseite aufweist, bei dem ein Rohling an einem Werkstückspanner einer Werkzeugmaschine eingespannt wird, wobei ein Einspannbereich des Rohlings außerhalb eines Bearbeitungsbereichs liegt, und durch dieselbe Werkzeugmaschine die Innenseite, die Außenseite und die Fenster ohne Umspannen des Werkstücks bearbeitet werden.A ball cage manufacturing method of a joint having an inner side, an outer side, and windows between the inner side and the outer side, in which a blank is clamped to a workpiece fixture of a machine tool with a clamping portion of the blank outside a machining area, and through the same Machine tool the inside, the outside and the windows are processed without re-clamping the workpiece.
2. Fertigungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspannbereich ein Bereich außerhalb von Berührungsflächen des Kugelkäfigs mit anderen Gelenkteilen ist.2. Manufacturing method according to claim 1, characterized in that the clamping area is an area outside of contact surfaces of the ball cage with other joint parts.
3. Fertigungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspannbereich ein Ringbereich ist.3. Manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping area is a ring area.
4. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück über den Werkstückspanner an dem Einspannbereich geklemmt wird.4. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece is clamped over the workpiece clamp on the clamping area.
5. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück mit einer eingestellten Spannkraft an dem Werkstückspanner gehalten wird.5. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece is held with a set clamping force on the workpiece clamp.
6. Fertigungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft so eingestellt wird, dass das Werkstück bei den auftretenden Kräften verdrehsicher gehalten wird, keine Werkstückschwingungen auftreten und nicht durch die Einspannung verformt wird. 6. Manufacturing method according to claim 5, characterized in that the clamping force is adjusted so that the workpiece is held against rotation in the forces occurring, no workpiece vibrations occur and is not deformed by the clamping.
7. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spannflächen zum Einspannen des Werkstücks mit erhöhter Haftreibung hergestellt werden.7. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that clamping surfaces are produced for clamping the workpiece with increased static friction.
8. Fertigungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Spannflächen beschichtet sind oder werden, so dass die Haftreibung erhöht ist.8. Manufacturing method according to claim 7, characterized in that clamping surfaces are coated or are, so that the static friction is increased.
9. Fertigungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Spannflächen aufgeraut werden.9. Manufacturing method according to claim 7 or 8, characterized in that clamping surfaces are roughened.
10. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling ein gehärteter Rohling ist,10. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is a hardened blank,
11. Fertigungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Rohlings durch Hartfeinbearbeitung erfolgt.11. Manufacturing method according to claim 10, characterized in that the processing of the blank takes place by hard fine machining.
12. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung durch Schleifen und/oder Drehen erfolgt.12. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side machining is carried out by grinding and / or turning.
13. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseitenbearbeitung durch Schleifen und/oder Drehen erfolgt.13. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the outer side machining is carried out by grinding and / or turning.
14. Fertigungsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung und/oder Außenseitenbearbeitung durch Hartdrehen erfolgt.14. Manufacturing method according to claim 12 or 13, characterized in that the inner side machining and / or outer side machining takes place by hard turning.
15. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. 15. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side machining and the outer side machining take place simultaneously or sequentially.
16. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung mit dem gleichen Werkzeug erfolgt.16. Production method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side machining and the outer side machining takes place with the same tool.
17. Fertigungsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine erste Schneide für die Innenseitenbearbeitung und eine zweite Schneide für die Außenseitenbearbeitung aufweist.17. Manufacturing method according to claim 16, characterized in that the tool has a first cutting edge for the inner side machining and a second cutting edge for the outer side machining.
18. Fertigungsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneide und die zweite Schneide höhenversetzt zueinander angeordnet sind.18. A manufacturing method according to claim 17, characterized in that the first cutting edge and the second cutting edge are arranged offset in height to each other.
19. Fertigungsverfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug so ausgebildet ist, dass die erste Schneide in einen Innenraum des Werkstücks bis zu einer maximalen Eintauchtiefe eintauchbar ist, ohne dass ein weiterer Bereich des Werkzeugs das Werkstück oder einen Werkstückhalter berührt.19. A manufacturing method according to claim 17 or 18, characterized in that the tool is formed so that the first cutting edge is immersed in an interior of the workpiece up to a maximum immersion depth, without another portion of the tool touches the workpiece or a workpiece holder.
20. Fertigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung und die Außenseitenbearbeitung mit unterschiedlichen Werkzeugen durchgeführt wird.20. Manufacturing method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the inner side machining and the outer side machining is performed with different tools.
21. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Innenseätenbearbeitung und der Außenseitenbearbeitung das Werkzeug drehfest gehalten wird.21. A manufacturing method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the Innenseätenbearbeitung and the outer side machining the tool is rotatably held.
22. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückspanner an einer in mindestens einer Richtung verschieblichen Werkstückspindei angeordnet wird.22. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece clamp is arranged on a displaceable in at least one direction workpiece spindle.
23. Fertigungsverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel eine Vertikalspindel ist. 23. Manufacturing method according to claim 22, characterized in that the workpiece spindle is a vertical spindle.
24. Fertigungsverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel in vertikaler Richtung verschieblich ist.24. Manufacturing method according to claim 23, characterized in that the workpiece spindle is displaceable in the vertical direction.
25. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück und ein Werkzeug in mindestens einer bezogen auf die Schwerkraftrichtung horizontalen Richtung zueinander verschieblich sind.25. Production method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece and a tool in at least one with respect to the direction of gravity horizontal direction are mutually displaceable.
26. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückbearbeitung als Trockenbearbeitung durchgeführt wird,26. Production method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece machining is carried out as dry machining,
27. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseitenbearbeitung und Außenseitenbearbeitung nach der Fensterbearbeitung durchgeführt werden.27. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side machining and outer side machining are performed after the window processing.
28. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fensterbearbeitung über Fräsen und/oder Schleifen erfolgt,28. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that a window machining via milling and / or grinding takes place,
29. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fensterbearbeitung ein Werkzeug und das Werkstück gedreht werden.29. Production method according to one of the preceding claims, characterized in that during the machining of a tool and the workpiece are rotated.
30. Fertigungsverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse des Werkzeugs und eine Drehachse des Werkstücks parallel zueinander sind.30. A manufacturing method according to claim 29, characterized in that a rotation axis of the tool and a rotation axis of the workpiece are parallel to each other.
31. Fertigungsverfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug n-ma! schneller gedreht wird als das Werkstück, wenn es n Fenster aufweist. 31. Production method according to claim 29 or 30, characterized in that the tool n-ma! is rotated faster than the workpiece if it has n windows.
32. Fertigungsverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse des Werkzeugs und eine Drehachse des Werkstücks senkrecht zueinander sind.32. Manufacturing method according to claim 29, characterized in that a rotation axis of the tool and a rotation axis of the workpiece are perpendicular to each other.
33. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fensterbearbeitung das Werkstück relativ zu dem Werkzeug in einer Richtung parallel zu einer Drehachse des Werkzeugs linear verschoben wird.33. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that in the machining of the workpiece relative to the tool in a direction parallel to a rotational axis of the tool is linearly displaced.
34. Fertigungsverfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück drehfest gehalten wird.34. Manufacturing method according to claim 33, characterized in that the workpiece is held against rotation.
35. Fertigungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling aus einem Rohr hergestellt wird, welches gerollt und an einer Innenseite gedreht wird und aus dem Fenster ausgestanzt werden.35. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is produced from a tube which is rolled and turned on an inner side and punched out of the window.
36. Fertigungsverfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling vor dem Einspannen in die Werkzeugmaschine gehärtet wird.36. Manufacturing method according to claim 35, characterized in that the blank is hardened prior to clamping in the machine tool.
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