具有多个切削策略的强力刮削加工方法技术

一种具有多个切削策略的强力刮削加工方法，采用强力刮削刀具强力刮削加工工件，所述工件具有工件旋转轴线和旋转对称周期性结构，该方法包括：提供工件；提供强力刮削刀具，其包括多个切削齿或切削嵌入件；规定刀具相对于工件的第一有效轴夹角；用第一有效轴夹角对工件进行第一次强力刮削加工，在第一次强力刮削加工期间，刀具切入到工件中至第一进给深度，并且对工件的周期性结构的齿面进行预机加工；规定刀具相对于工件的第二有效轴夹角；用第二有效轴夹角对工件进行第二次强力刮削加工，在第二次强力刮削加工期间，刀具切入到工件中至最终进给深度，并且对工件的周期性结构的齿面进行进一步机加工，并且第一和第二有效轴夹角不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的主题为一种强力刮削加工齿轮齿的方法。
技术介绍
现有许多用于制造齿轮的方法。在切削式软预机加工中，分为滚齿加工、插齿加工、刨削和强力刮削。如在下面更详细说明的一样，滚齿加工和强力刮削加工是所谓的连续方法。插齿加工方法可通过圆柱齿轮传动来说明或显示，因为插齿刀具1的旋转轴线Rl和工件2的旋转轴线R2之间的夹角(也称为轴夹角)为0°，如在图1中示意性所示一样。当轴夹角为0°时，两个旋转轴线Rl和R2平行延伸。工件2和插齿刀具1分别连续围绕其旋转轴线R2或Rl旋转。这些旋转运动由参考符号ω1和ω2显示出。插齿刀具1除了旋转运动外还附加地进行升降运动，该升降运动在图1中通过双向箭头Shx来表示，并且在该升降运动中从工件2上去除切屑。—段时间以前，重新采用了一种方法，该方法被称为强力刮削加工。其溯源约有100年历史。在强力刮削加工的情况下，如图2A所示，规定好在强力刮削刀具10(又被称为刮削轮)的旋转轴线Rl和工件20的旋转轴线R2之间轴夹角Σ，它不等于零。强力刮削刀具10和工件20之间所产生的相对运动是螺旋运动，该螺旋运动可分解为旋转分量(转动分量)和插入分量(平移分量)。圆柱形螺旋齿轮传动可以被当作是驱动技术模拟，其中旋转分量对应于滚动，插入运动对应于齿面的滑动。轴夹角Σ相对于绝对值的数值越大，加工工件20所需的平移运动分量增加越大。具体地说，平移运动分量引起强力刮削刀具10的切削刃沿工件20>齿面方向的运动分量。在强力刮削加工的情况下，利用交叉的螺旋齿轮等效传动的相啮合齿轮的啮合相对运动的滑动分量来实施切削运动。在强力刮削加工中，仅需要与工件20的旋转轴线R2平行的缓慢轴向进给Sax(也称为轴向进给)，并且省略所谓的插齿运动，这对于插齿加工而言是典型的。因此在强力刮削加工中也不会出现任何冲程运动。在强力刮削加工中的切削速度直接受到强力刮削刀具10或工件20的转速和所使用的旋转轴线Rl和R2的轴夹角Σ的影响。因此轴夹角Σ以及因此滑动分量应这样选择，从而在转速给定的情况下为材料机加工实现最佳的切削速度。以前已知的强力刮削加工方法的运动工序和其它细节可从已经在图2A中所提及的示意图中推导出。图2A显示出在圆柱形工件20上强力刮削加工外齿部。工件20和刀具10(在此为圆柱形强力刮削刀具10)例如以角速度ω1和ω2为基础沿相反方向旋转，如在图2A中可以看出的一样。圆柱形刀具10倾斜离开工件20以产生出动态间隙角。还存在其它的相对运动。为了能够用刀具10加工工件20的整个齿宽，需要上述轴向进给Sax。轴向进给使得刀具10沿着与工件旋转轴向R2平行的方向相对于工件20移动。刀具10的这个运动的方向在图2A中用Sax表示。如果希望在工件20上加工斜齿时(β2≠0)，则在轴向进给Sax上叠加差动进给SD，该差动进给如在图2A中所示一样对应于工件20围绕着工件旋转轴线R2的附加转动。该差动进给SD和轴向进给Sax在计算位置AP处通过计算机相互适应，从而所导致的刀具10相对于工件20的进给沿着要产生出齿隙的方向出现。另外，例如可以采用径向进给Srad来影响工件20的齿轮齿的凸度。在强力刮削加工中，切削速度矢量基本上是刀具10和工件20的旋转轴线R1、R2的以有效轴夹角Σeff相互倾斜的两个速度矢量和的差。为刀具10圆周上的速度矢量，为工件20圆周上的速度矢量。可通过轴夹角Σ和交叉螺旋等效齿轮加工中的转速来改变强力刮削加工过程的切削速度vc的绝对值。如已经所提及的一样，相对缓慢的轴向进给Sax仅对强力刮削加工中的切削速度vc产生很小的影响，该影响可忽略。因此在图2A中的具有矢量和的矢量图中未考虑该轴向进给Sax。图2B显示出用非倾斜锥形强力刮削刀具10强力刮削加工工件20的外齿部。在图2B中，还显示出轴夹角Σ、切削速度矢量刀具10圆周上的速度矢量和工件20圆周上的速度矢量以及刀具10的倾角β1和工件20的倾角β2。螺旋角β2这里不等于零。刀具10的齿头在图2B中用附图标记4来表示。齿面在图2B中用附图标记5来表示。两个旋转轴线Rl和R2不相交，而是相对于彼此歪斜设置。在锥形强力刮削刀具10中，计算位置AP目前通常选择在两个旋转轴线Rl和R2的公垂线上，这是因为无需使强力刮削刀具10倾斜以形成间隙角。计算位置AP在此与所谓的接触点重合。螺旋滚动等效齿轮加工的节距圆在设计点AP中接触。在强力刮削加工中使用刀具10，该刀具具有至少一个几何形状确定的切削刃。在图2A和图2B中未显示出所述切削刃。切削刃的形状和布置属于在具体设计中在实践中必须考虑的因素。在图2A中所示的实施例中，强力刮削刀具10为直齿轮。在图2A中的主体的外形为圆柱形。如图2B所示一样，它也可以是锥形。在强力刮削加工中，通常在相对于齿高的多次切削中产生出(齿)空隙。因此，这也被称为多次切削策略。强力刮削工具的计算机设计在该情况下基本上是鉴于在期间产生出最终齿面的最终切削的最佳切削条件来进行的。在不同齿高中的单独切削通常由强力刮削刀具沿着齿高方向的相应横向进给来执行。在采用非倾斜强力刮削刀具的强力刮削加工中，横向进给单独对应于在轴R1和R2之间的轴向距离的变化。针对采用多次切削策略的强力刮削加工的几项研究已经表明，不同的切屑或切削条件得到不同的切削(在不同的进给深度处)。但是，在采用多次切削策略的强力刮削加工中针对不同的切削采用相同强力刮削刀具的情况下尤其如此。切屑或切削条件不同，因为尤其是在工件上的相应活动节距圆相对于最终切削的设计位置偏移。如精确模拟已经表明的一样，切屑或切削条件在该情况中甚至明显变化。如果采用倾斜强力刮削刀具，在极端情况下，针对在大约25％的机加工深度处的最终切削采用优化的强力刮削刀具不能在没有碰撞的情况下进行刮削加工。在各种不同切削深度处的切屑形成条件的这些差异不仅导致在强力刮削刀具上的不同程度的磨损，而且它们还会影响所产生出的齿面的质量。另外，强力刮削加工的特征在于，从进入齿面eF去除的那部分切屑比从输出齿面aF去除的那部分切屑更薄。强力刮削加工的这种方法特性在多次切削策略的情况下也会出现问题。因此，已经想到许多解决方案，它们使得齿面能够实现最优的表面质量，并且防止在强力刮削刀具上出现不均匀磨损。尤其是，这涉及改善强力刮削刀具的使用寿命。由于磨损减少，所以该强力刮削刀具变得更加节约成本，因为在工件的齿轮切削加工中的生产成本基本上受到刀具使用寿命的影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于为强力刮削加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用强力刮削刀具(100)强力刮削加工工件(50)的方法，所述工件具有工件旋转轴线(R2)并且具有旋转对称周期性结构，该方法具有以下步骤：‑提供工件(50)；‑提供强力刮削刀具(100)，其包括多个切削齿(111)或切削嵌入件，规定所述强力刮削刀具(100)相对于所述工件(50)的第一有效轴夹角采用所述规定的第一有效轴夹角对工件(50)进行第一次强力刮削加工，其中在第一次强力刮削加工期间，所述强力刮削刀具(100)切入到工件(50)中至第一进给深度，并且对所述工件(50)的周期性结构的齿面(53,54)进行预机加工，规定所述强力刮削刀具(100)相对于所述工件(50)的第二有效轴夹角采用所述规定的第二有效轴夹角对所述工件(50)进行第二次强力刮削加工，其中在第二次强力刮削加工期间，所述强力刮削刀具(100)切入到所述工件(50)中至最终进给深度，并且对所述工件(50)的周期性结构的齿面(53,54)进行进一步机加工，并且其中所述第一有效轴夹角与所述第二有效轴夹角不同。

【技术特征摘要】
2014.12.16 EP 14198168.81.一种采用强力刮削刀具(100)强力刮削加工工件(50)的方法，所述工件具有工件旋
转轴线(R2)并且具有旋转对称周期性结构，该方法具有以下步骤：
-提供工件(50)；
-提供强力刮削刀具(100)，其包括多个切削齿(111)或切削嵌入件，
规定所述强力刮削刀具(100)相对于所述工件(50)的第一有效轴夹角采用所述规定的第一有效轴夹角对工件(50)进行第一次强力刮削加工，其中在第
一次强力刮削加工期间，所述强力刮削刀具(100)切入到工件(50)中至第一进给深度，并且
对所述工件(50)的周期性结构的齿面(53,54)进行预机加工，
规定所述强力刮削刀具(100)相对于所述工件(50)的第二有效轴夹角采用所述规定的第二有效轴夹角对所述工件(50)进行第二次强力刮削加工，其
中在第二次强力刮削加工期间，所述强力刮削刀具(100)切入到所述工件(50)中至最终进
给深度，并且对所述工件(50)的周期性结构的齿面(53,54)进行进一步机加工，并且
其中所述第一有效轴夹角与所述第二有效轴夹角不同。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一有效轴夹角与所述第二有效轴
夹角被确定成使得在执行第一次强力刮削加工期间以及在执行第二次强力刮削加工
期间，在每种情况下得到其形状相同或类似的母线(116)。
3.如权利要求1...

【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