[发明专利]具有平衡装置的加工头

说明书

本发明涉及一种用于齿轮制造机的加工头，所述加工头具有至少一个驱动马达主轴和至少一个副主轴，其特征在于在马达主轴与副主轴之间安装有上面设置至少一个工具的工具心轴，且驱动马达主轴内整合有至少一个平衡装置且副主轴内整合有至少一个平衡装置。

技术领域

本发明涉及一种用于齿轮制造机，优选为齿轮打磨机的加工头。

背景技术

工具，特别是可拆卸式打磨工具必须经过平衡才能达到高质量的工作结果。根据是否工具心轴具有一个或一个以上圆盘形工具和/或一个或一个以上圆柱形工具，来决定这些工具必须在一个平衡面或两个平衡面上来获得平衡。

不平衡是随旋转体而出现的旋转力，当旋转体质量不对称地分布在某一中心周围时而出现。如果旋转体绕旋转轴旋转，那么总会出现向外作用的离心力。如果旋转体中质量均匀分布，离心力彼此抵消，旋转体在旋转期间仍保持在原地。相反地，如果质量不均匀分布，那么附加力和扭矩作用于旋转体，引起旋转体相对旋转轴的相对移动。如果旋转体固定，那么轴承上产生应变。

有两种类型的不平衡，即静态不平衡和动态不平衡，它们还可以组合存在。如果把质量体看作具有质量mi的小薄圆盘，那么质量中心都具有相同的间距ri且在同一方向绕旋转轴旋转。静态不平衡时的结果是，旋转体的质量中心不位于旋转轴上，而是中心惯性轴与旋转轴平行，离旋转轴的间距为e。离心力由此垂直于旋转的旋转轴，且不能再被抵消。不平衡Ui产生，定义为点质量mi与其离旋转轴间距ri的乘积。这一静态不平衡已可以在稳态下测量，例如使用针对打磨砂轮的不平衡标尺。

动态不平衡，旋转体的质量中心公认地位于旋转轴上，但惯性轴不与旋转轴平行，而是成一个特定角度。原因是个体圆盘的质量中心不位于旋转轴上。单独考虑时，这些小圆盘因此具有产生不平衡的离心力。不平衡力公认地总计为0，也就是横向方向上不产生力；然而，因为它们位于施加的平行线上，所以它们对旋转体作用力矩载荷。在旋转期间，由此产生所谓的的弯曲力矩。结果，产生不均匀的摇摆的旋转运动。动态不平衡仅能对旋转的旋转体进行测量。对于工业旋转体来说，较典型地指的是一般动态不平衡，也就是静态与动态不平衡的组合。

当设计、绘图、材料、生产或安装中存在缺陷时，工具支架出现不平衡。除所述的缺陷外，可拆卸的打磨工具也可能因不同的材料密度或打磨工具冷却剂的不同高度地吸收而出现不平衡。

在加工中的多个考虑因素里具有较大不平衡的工具具有负面作用；特别是因工具支架的振动、工具支架的振荡、对可实现切割速度的限制、降低生产准确度或缩短因不平的刀刃磨损所致的工具故障时间而在所加工的工件中产生较差的表面质量。

为避免这些负面作用，推荐依据技术上可行且经济上合理的平衡精度，使工具支架平衡，或更好地是，用夹紧的工具使工具支架平衡。在调整平衡期间，只要要么附着质量、要么移除质量或要么转移质量，工具支架的不对称质量分布就得到补偿。调整平衡的目的在于将轴承力、轴承振动和波动变形限制到容许值。

为了补偿不平衡，首先必须使用测量工序分析确定不平衡。借助于振动传感器测量产生的离心力，并计算不平衡和所需的不平衡补偿。然后使用数据对工具系统进行所需的调适。在单独的平衡机和/或制造机上使这类工具平衡。装在制造机上的工具也因安装工序而改变它们的平衡状态。因此，在这种情况下，使仍在制造机上的这些工具平衡总是有利的。

EP 1 870 198 A1展示用于使设置在工具心轴中的打磨工具正下方的针对打磨砂轮调整平衡的平衡系统。工具的平衡状态通过对应的传感器系统检测并用处理单元评估。作为评估结果的控制信号输出到平衡单元以据此调整平衡砝码。

这一实施例非常适合于现有技术的宽工具和大螺杆直径，因为工具孔的尺寸足够大且工具心轴有足够的空间来进行平衡头的调节。可用空间越小，所使用的平衡砝码越小，最大的可补偿的不平衡减少。然而，特别地，大的不平衡都必须常常用快速转动的工具校正。