[發(fā)明專利]具有至少兩個獨立加工單元的用于加工工件的機床和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410386921.6
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104339175B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·澤勒
• 申請（專利權(quán)）人: 利勃海爾-齒輪技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01;B23F5/00;B23F1/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11315
• 代理人: 許志勇,南霆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在小型生產(chǎn)中用于制造或加工內(nèi)或外嚙合的大齒輪或大齒輪圈的裝置以及方法，其中為了在這些工件的精度相關(guān)表面進行完整加工并且同時實現(xiàn)盡可能短的生產(chǎn)時間的目的，使用至少兩種加工方法。

背景技術(shù)

從現(xiàn)有技術(shù)已知一般可以機械加工直徑為16,000mm或更大的工件的大型切齒機。所述切齒機可以是滾齒和仿形銑削機以及刨齒機。這些機器還可以是用于直徑稍小的工件的磨齒機和插齒機。

由于用于切齒工藝的工件來自諸如鍛造操作的預(yù)處理或者由多個非常大的工件組裝而成，所以它們在切齒加工之前首先必須進行車削、銑削和/或鉆孔加工，以便提供用于這些齒輪的功能表面。對于這類工件，用于這些加工操作的時間包括準(zhǔn)備時間可能花費一天甚至有時會幾天。

大批量生產(chǎn)中通常將預(yù)加工操作和切齒操作分開到多個單獨機器上進行，這意味著在制造大齒時在多個機器方面的大量投資成本并且由此還導(dǎo)致對放置各個單獨機器的大空間需求。整個生產(chǎn)車間則迅速被規(guī)劃用于這些機器。這種尺寸的機器通常還需要巨大的額外地基，這樣使得這些機器不能毫無問題地在生產(chǎn)區(qū)域中改變位置。當(dāng)需要提供相應(yīng)的空間時，就會導(dǎo)致大量投資資金。

在齒非常大或空間不合適的情況下，可以考慮可以執(zhí)行切齒操作和預(yù)備切割操作(諸如，車削、銑削或鉆孔)二者或其他額外的操作(諸如，平面和/或外圓磨削)的組合式機器。

已經(jīng)存在用于加工大齒的各種裝置，所述裝置通常定位在大型立式加工中心的門楣式構(gòu)造上，諸如由例如DE 20 2007 012 450所披露的方案。

在所示出的被稱作雙立柱型的立式加工中心中，兩個立柱平行于工件移動(Y方向)，且因此在工件上方移動緊固在這兩個立柱之間的橫梁。將支撐托架安裝在所述橫梁上，所述支撐托架可以與立柱的行進方向成直角(X方向)沿所述橫梁移動。實際上，通過沿X/Y方向的這些移動具有足夠的行進路徑能夠行進到工件上方的所有位置。

切割工具到工件的運送通過橫梁的降低移動(W方向)和具有緊固到其的銑削頭的沖頭式結(jié)構(gòu)的豎直運送(平行于W方向的Z方向)來實現(xiàn)，以使工具與工件接合。此結(jié)構(gòu)中的橫梁必須吸收由加工力和加工頭的重量產(chǎn)生的彎曲和扭轉(zhuǎn)力。

在DE 10 2009 008 012A.1中的一個類似的實施例中描述了豎直構(gòu)造的切齒機。相對于第一次提到的出版物，在該切齒機中具有橫梁的兩個立柱不移動而是靜止的。相反，加工臺在加工頭的方向上相對于工件移動。此實施例中的加工臺的移動量相較于前述提到的實施例而言較小。

在大齒的情況下，特別是當(dāng)研磨大模塊時，產(chǎn)生非常大的加工力，該力導(dǎo)致橫梁和具有沖頭式結(jié)構(gòu)的豎直引導(dǎo)件的彎曲。這些力又導(dǎo)致這樣被磨削的齒輪的質(zhì)量變差，這與切齒過程是滾齒還是仿形銑削過程無關(guān)。就精度和從切齒銑削過程的力吸收而言，在具有位于橫梁上的沖頭形式設(shè)置的切齒銑削頭的結(jié)構(gòu)遠遠不如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切齒機的典型設(shè)計。然而，對于在這些工件上執(zhí)行的普通車削，銑削或鉆孔操作來說，這些力卻比較小，具有一個不同的力作用方向，并可以通過這樣的設(shè)計被沒有任何大質(zhì)量損失的吸收。如果第二加工是磨削加工，則第二加工頭必須承受甚至更低的力。

在此布置的情況下，橫梁的長度也對其彎曲和扭轉(zhuǎn)性質(zhì)具有顯著影響，換言之，相同構(gòu)造的較短橫梁就具有較好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于將根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切齒機的優(yōu)點與用于兩個立柱實施例中的車削/銑削操作的立式加工中心的優(yōu)點相組合，并且這種結(jié)合能同時增加整個機器的穩(wěn)定性。

通過本發(fā)明實現(xiàn)的優(yōu)點特別包括僅僅對一個加工工具而非多個加工工具、有較小的空間要求。

從基本設(shè)計的方面，將根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于大工件的切齒機與具有兩個立柱的豎直車削/銑削設(shè)備相組合。然而，相對于現(xiàn)有技術(shù)，此機器的不同之處在于橫向門楣不在整個機器寬度上延伸，如果要在整個機器寬度上延伸，門楣就必須非常長且由此導(dǎo)致易彎曲。在根據(jù)本發(fā)明的機器中，第二立柱位于加工臺的中部，由此自支撐長度可以幾乎減半并且橫梁變得硬性更強或者可以設(shè)置成在相同彎曲強度下橫截面較小。

為了將工件裝載到加工臺上，根據(jù)本發(fā)明的機器中的橫梁/門楣式托架配置為可向外樞轉(zhuǎn)。此外，可以降低機器的加工臺中部的立柱，以使得可以更容易地將工件運送到加工臺上。