对工件的齿轮齿进行正面倒角的方法与装置制造方法及图纸

用于在计算机数字控制多轴机床中对工件(20)的齿轮齿进行正面倒角的方法，具有以下步骤：在多轴机床中采用刀具(100)，其中，刀具(100)具有至少一个切削齿(111)，该切削齿具有第一前刀面(121.1)和第二前刀面(121.2)，沿第一旋转方向驱动刀具(100)，在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第一相对运动，以利用刀具(100)的第一前刀面(121.1)对齿轮齿的第一齿(21.1)的第一正面边缘(24)进行倒角，在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第二相对运动，以利用刀具(100)的第二前刀面(121.2)对齿轮齿的第一齿(21.1)或另一齿(21.2)的第二正面边缘(25)进行倒角。

【技术实现步骤摘要】
对工件的齿轮齿进行正面倒角的方法与装置
本专利技术的主题是一种用于工件的齿轮齿正面倒角的方法和设备.
技术介绍
用来制造齿轮的方法有很多.在芯片制造中，预先的软加工会在滚齿、齿轮成型、成型刨削以及动力刮齿(powerskiving)之间产生区别。滚齿和动力刮齿是所谓的连续方法.动力刮齿方法不久前得到了复兴.该方法已经有近100年的基础.在动力刮齿中，如图1A所示，动力刮齿刀具10(也称为刮齿轮)的旋转轴线R1和工件20的旋转轴线R2之间的轴线相交角度为∑，其不等于零。所得的动力刮齿刀具10和工件20之间的相对运动是螺旋运动，它可以被分解为旋转分量(转动分量)和推力分量(平移分量).圆柱螺旋驱动器可以被认为是驱动技术的类推，其中，旋转分量对应于滚动，而推力分量对应于侧翼的滑动.轴线相交角度∑的绝对值越大，加工工件20所需要的平移运动分量就越大。具体地说，这会在工件20的两个侧翼方向上产生动力刮齿刀具10的一个切削运动分量.在动力刮齿过程中，螺旋轮传动装置的啮合齿轮的相对啮合运动的滑动分量被用来执行切削运动.在动力刮齿过程中，仅仅只需要工件20在与旋转轴线R2平行的方向上缓慢的轴向进给Sax，而所谓的成型运动被省略了，该成型运动是齿轮成型中是典型的.因此，在动力刮齿中不会也发生反向行程的运动.在动力刮齿中的切削速度直接受到动力刮齿刀具10或者工件20的旋转速度以及由旋转轴线R1和R2产生的轴线相交角度∑的影响。上述各自的旋转运动在这被标记为ω1和ω2.轴线相交角度∑以及由此产生的滑动运动被选定为，使得在给定的旋转速度下，能够得到用于材料加工的最佳切削速度。先前已知的动力刮齿方法中的运动序列和进一步的细节可以从上述图1A中的示意图中推出.图1A中示出了对于一个圆柱形工件20的外齿轮的动力刮齿过程.上述工件20和刀具10(这里是一圆柱形动力刮齿刀具10)以相反的方向旋转，正如从图1A中可以看到的，例如以角速度ω1和ω2旋转.也会发生进一步的相对运动。上述缓慢的轴向进给Sax是必要的，以使得能够使用刀具10而加工工件20的整个齿宽.上述轴向进给导致刀具10相对于工件20在平行于工件20的旋转轴线R2的方向上产生一个位移.刀具10的该运动方向在图1A中被标记为Sax。如果需要在工件20上得到斜齿轮(也就是β2≠0)，一个不同的进给SD被叠加到轴向进给Sax上，如图1A所示，其对应于工件20绕其旋转轴线R2的一个附加旋转.上述不同的进给SD以及轴向进给Sax在设计点上彼此相适应，由此得到的刀具10相对于工件20的进给发生在加工出的齿间隙方向上.另外，可以使用一个径向进给Srad，例如，用来影响工件20的齿轮齿的凸面加工。在动力刮齿中，切削速度的矢量实质上导致两个速度矢量和的不同，它们以刀具10和工件20的旋转轴线R1和R2的轴线相交角度∑相对于彼此倾斜.是刀具10在圆周上的速度矢量，而是工件20在圆周上的速度矢量。上述动力刮齿过程的切削速度Vc可以随着轴线相交角度∑以及在螺旋轮传动装置中的旋转速度而变化.相对缓慢的轴向进给Sax，如上文已经述及的那样，仅仅对动力刮齿方法中的切削速度Vc具有很小的影响，其可以被忽略掉.因此该轴向进给Sax在图1A和的矢量图中未被考虑.图1B示出了利用一锥形动力刮齿刀具10对工件20的外轮齿的动力刮齿过程.图1B再一次示出了轴线相交角度∑，切削速度的矢量刀具10在圆周上的速度矢量以及工件20在圆周上的速度矢量以及刀具10的倾斜角度β1和工件20的倾斜角度β2。这里的倾斜角度β2不等于零。在图1B中刀具10的齿顶用参考标记4指代.在图1B中齿面用参考标记5指代。旋转轴线R1和R2不相交，而是被设置为相对于彼此倾斜。在一个锥形动力刮齿刀具10中，由于上述动力刮齿刀具10倾斜以提供间隙并不是必要的，设计点AP被典型地选在与旋转轴线R1和R2二者都垂直的点。设计点AP在这里与所谓的接触点BP是重合的。上述螺旋轮传动装置的分度圆接触到该设计点AP。在工件上的齿轮的成型过程中，相应的正面边缘相对于侧平面的两个侧翼会产生过渡区域，其有时会是非常尖锐以及明显的.这些边缘典型地在一个单独的方法步骤中被倒角.在轮齿的加工过程中，存在着许多不同的途径以对这样的边缘实施倒角。与加工过程相关的毛刺也会在该边缘区域出现，其会在一个所谓的去毛刺加工步骤中被去除.由于运动序列常常是相同的或近似相同的，倒角和去毛刺是相似的工艺.加工刀具也不必彼此不同。因此，下文中会经常提到倒角，其中，在这里去毛刺也被归入到该名词含义下。一些专用刀具常常被用来倒角，其中的任一个刀具都必须在使用前在一个单独的方法步骤中被装夹到机床上.或者在该机床上一个单独的轴具有一个专用刀具用来倒角.为了能够对边缘区域中右边和左边的侧翼进行倒角，有时必须进行十分复杂的运动序列(刀具和工件间的相对运动)。另外，在动力刮齿中，例如当左边侧翼被使用刀具倒角后，常常需要执行旋转方向的反向.在旋转方向反向后，才能够执行右边侧翼的倒角.这样的旋转方向的转换是耗时的并且会导致更长的加工时间。然而，特别是在大量生产中，缩短加工时间是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于工件倒角的方法和设备，其能缩短加工时间.本专利技术通过一种与动力刮齿相似的方法实现这一目的，其能够不进行旋转方向的反向而对右边和左边的侧翼进行倒角.另外，一个相应的最佳设备被提供来作为专用刀具。根据本专利技术，在计算机数控多轴机床上的专用刀具被用来实现专利技术目的，它具有至少一个包括第一前刀面和第二前刀面的切削齿.为了实现本专利技术的倒角，使用了上述专用刀具的下述的步骤被执行：-沿第一旋转方向驱动该专用刀具；-在刀具沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的相对运动，以利用刀具的第一前刀面对齿轮齿的第一齿的第一边缘进行倒角。-在刀具沿第一旋转方向(进一步地)旋转的同时，执行计算机数字控制的相对运动，以利用刀具的第二前刀面对齿轮齿的第一齿的第二边缘进行倒角.第一边缘(一条或更多条)的倒角在第一机床设置中被执行，而第二边缘(一条或更多条)的倒角在第二机床设置中被执行.也就是说，机床设置在一个中间步骤中被改变.本专利技术的方法特别适合于在与动力刮齿相似的过程中的齿轮齿的正面倒角，其中，不需要旋转方向的反向就能够对右边和左边的侧翼进行倒角。如果上述专用刀具的旋转轴线和工件的旋转轴线的不为零的轴线相交角度被机床设置预先限定，这样一种方法被称为与动力刮齿相似的连续过程.根据本专利技术，这样一个与动力刮齿类似的过程常常会导致专用刀具和工件的相对运动，其可以被分解为旋转分量(转动分量)和推力分量(平移分量).根据本专利技术所有实施例的倒角中，更优选采用滑动分量来执行用于倒角的切削运动。在本专利技术的倒角过程中，在所有实施例中优选执行下述的动作：i.上述专用刀具在正确的分量高度上仅执行径向的下冲运动，同时上述边缘被完全倒角.然后上述专用刀具可以从齿间隙又一次退回。ii.或者将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在计算机数字控制多轴机床中对工件(20)的齿轮齿(21.1，21.2)进行正面倒角的方法，其特征在于以下步骤：‑在多轴机床中采用刀具(100)，其中，刀具(100)具有至少一个切削齿(111)，该切削齿具有第一前刀面(121.1)和第二前刀面(121.2)，‑沿第一旋转方向驱动刀具(100)，‑在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第一相对运动，以利用刀具(100)的第一前刀面(121.1)对齿轮齿的第一齿(21.1)的第一正面边缘(24)进行倒角，‑在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第二相对运动，以利用刀具(100)的第二前刀面(121.2)对齿轮齿的第一齿(21.1)或另一齿(21.2)的第二正面边缘(25)进行倒角。

【技术特征摘要】
2014.06.11 EP 14171953.41.一种用于在计算机数字控制多轴机床中对工件(20)的齿轮齿(21.1，21.2)进行正面倒角的方法，其特征在于以下步骤：
-在多轴机床中采用刀具(100)，其中，刀具(100)具有至少一个切削齿(111)，该切削齿具有第一前刀面(121.1)和第二前刀面(121.2)，其中，第一前刀面(121.1)具有第一法线方向(R.1)，并且第二前刀面(121.2)具有第二法线方向(R.2)，并且其中，第一法线方向(R.1)和第二法线方向(R.2)是不同的，
-沿第一旋转方向驱动刀具(100)，
-在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第一相对运动，以利用刀具(100)的第一前刀面(121.1)对齿轮齿的第一齿(21.1)的第一正面边缘(24)进行倒角，
-在刀具(100)沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的第二相对运动，以利用刀具(100)的第二前刀面(121.2)对齿轮齿的第一齿(21.1)或另一齿(21.2)的第二正面边缘(25)进行倒角；
其中，在倒角过程中的计算机数字控制的第一相对运动和第二相对运动是与动力刮齿过程类似的连续运动，并且刀具轴(R1)和工件轴(R2)之间的轴线相交角度(Σ)的绝对值被预设定为在10°到30°的范围之间。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在倒角过程中，在工件(20)上执行刀具(100)的径向下冲运动，在倒角后，将刀具(100)从工件(20)处移出。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在倒角过程中，在对工件(20)执行刀具(100)的下冲运动的同时还伴随有轴向运动。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多轴机床在执行计算数字控制的第一相对运动过程时预先设定了第一机床设置，并且在执行数字控制的第二相对运动过程时预先设定了第二机床设置，其中，第一机床设置与第二机床设置不相同。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第一机床设置通过轴线相交角度(Σ)而与第二机床设置不相同。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一正面边缘(24)是右边侧翼(23)的边缘，第二正面边缘(25)是左边侧翼(23)的边缘，或者反之。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，刀具(100)...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·福格尔，
申请(专利权)人：克林格伦贝格股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH