制造直齿锥齿轮制造技术

本文揭示了一种在多轴线计算机控制机床上生产直齿锥齿轮等的方法和工具设置，其中在加工过程中使用一个工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锥齿轮的制造，尤其是直齿锥齿轮的制造。技术背景已知通过一对倾斜的旋转切削工具来生产直齿锥齿轮、以及斜齿锥齿轮、 面连接器以及花键部件，所述一对工具的旋转切削刀片有效地互锁以在工件上 同时切削相同的齿距。在授予Wildhaber的美国专利第2，586，451、授予Carlsen 的美国专利第2,567,273和2,775,921、授予Spear的美国专利第2,947,062 或在格里森工厂(Gleason Works)出版的"102号直齿锥齿轮Coniflex⑧滚 铣器"的公司手册中可以看到这种类型加工的实例。可通过非滚铣工艺来形成直齿锥齿轮，其中倾斜工具插入工件以形成齿 槽，该齿槽的齿廓面与刀片切削刃的形式相同。或者，可这样滚铣齿面，其中 倾斜刀具承载在机床托架上，该托架将工具和工件一起滚动以在工件上形成所滚铣的廓面。在任一种情况下，工具都可包括相对于切削工具旋转平面以微小 角度(例如3。)设置的切削刃。这种倾斜的切削刃与工具的倾斜相结合，在 齿槽的端部去除更多的材料，由此导致用于齿承载定位的齿面的纵向弯曲(即 纵向松弛(ease-off))。从授予Elbertz的美国专利第2,342,129中还已知提供了用于切削直齿锥 齿轮的机床和工艺，其中使用单个工具来切削齿槽的第一部分，随后将工 具或工件180°再定位并接着使用工具切削齿槽的其余部分。工具相对于工 件的路径由主表面和引导件控制。假如工具没有倾斜，则Elbertz的工艺不 可能有纵向隆起，且切削工具会由此在齿端切削得较浅从而在齿端部留下多余的金属。此外对于Elbertz来说，180°再定位工作台或工具头是耗时 的，且由于将工作台或工具头移动相当大的行进距离来加工整个齿槽而自 身导致加工不精确。
技术实现思路
本专利技术涉及一种在多轴线计算机控制机床上生产直齿锥齿轮等，其中在加 工过程中使用一个工具。附图说明图1示出了互锁布置的一对倾斜刀具在工件上切削齿槽。 图2是实施本专利技术方法的机床的实例。 图3示出了基本锥齿轮滚铣机床。图4示出了互锁刀具装置的上部刀具从机械直齿锥齿轮滚铣机床的总体 参数项(summary item)到基本机床设定的的转换。 图5示出了以相反方式安装切削盘。图6示出了机械加工机床和自由型(free form)机床的滚铣滚动范围的比较。图7示出了齿面的上部切割和齿面的下部切割之间的过渡旋转。 图8示出了用于使工件和切削刀具配合的矢量进给方法。具体实施方式现将参照仅示例性的表示本专利技术的附图讨论本专利技术的细节。在附图中，相 同的部件用相同的标号来表示。尽管将参照直齿锥齿轮对较佳实施例进行讨 论，但本专利技术并不限于此，而是想要包括类似类型的有齿构件，例如锥齿轮、 面连接器和花键轴。图1示出了具有用于在工件8上切削齿槽的切割刀片6的一对倾斜旋转盘 刀具2、 4 (通常称为上部刀具和下部刀具)的现有技术布置。刀具2可围绕轴 线12转动且刀具4可围绕轴线10转动。在常规机械托架型机床上的滚铣过程 中，倾斜刀具2， 4通常进给到工件内预定深度，并以与工件8的旋转同步的方式开始机床托架(未示出)的滚铣滚动以滚铣出齿廓面14、 16。本专利技术考虑了在任何所谓的6轴线CNC齿轮制造机床(通常称为"自由 形式"机床)上切削直齿锥齿轮，这些机床为诸如美国专利第6,712,566、 4,981,402或5,961,260中所揭示的机床。图2示出了美国专利第6,712,566 中揭示的类型的机床20，其内容以参见的方式纳入本文。尽管迄今为止揭 示的这些类型的机床使用面铣或滚铣型刀具(其中切削刀片从刀具头的前 表面突出)生产螺旋形锥齿轮和准双曲面齿轮，但本专利技术人现发现具有径 向延伸切削刀片的单个切削盘，诸如图1中的刀具2或4，可设置在诸如图 2的机床之类的机床上，并以可生产直齿锥齿轮的方式操作。现将描述图2的机床20。为了便于观察各机床部件，图2示出了不带 门和外部金属板的本专利技术机床。机床20包括单个固定的柱体24，该柱体较 佳地是诸如铸铁或矿物铸件之类的单体结构，但也可用诸如多个金属板(例 如钢或铸铁)或多个单独的框架构件(诸如角柱和支承构件)之类的其它 构件装配而成。柱体24包括以所要求的角度定向的第一侧26和第二侧28， 较佳的是它们相互垂直。第一和第二侧各包括宽度和高度(如图2所示)。 或者，单体式柱体24可包括具有非平面侧的形式，诸如大致圆柱形柱体。第一侧26包括可围绕轴线Q旋转的第一心轴30并较佳地由直接驱动 电动机32驱动，该电动机32较佳的是液体冷却并较佳地安装在前部和后 部心轴轴承(未示出)后面。心轴30可枢转地固定到心轴支承件31上， 该心轴支承件31随着心轴30可沿第一侧26的宽度的方向Z在附连到柱体 24上的导轨34上移动。心轴30沿方向Z的运动由电动机36通过直接联 接滚珠丝杠(未示出)或通过直接驱动来提供。切削或磨削工具38 (示出为切削刀具)通过安装装置39可拆卸地安装到 心轴30上。切削工具38是单个刀具，且较佳的是所示的图1的刀具2或4的 类型，它包括从工具本体的周界径向(相对于工具的旋转轴线)突出的多个切 削刀片。图7示出了切削刀片80，该刀片80包括切削刃82、前表面84、间隙 刃86、间隙侧表面88、尖端90和背面92。图8是图7的后视图，并示出了背 面92、尖端90、切削刃82和切削侧表面94。工具38的切削刀片还较佳的包 括设置成相对于刀具旋转表面成微小角度(例如3。 一4° )的切削刃，因此使刀具略微呈盘形形状。该角称为"盘角"且在图8中由D表示。如上所述，第一心轴30附连到心轴支承件31上，使得可能发生心轴围绕 枢转轴线F的任何枢转，以及因此工具38也同样枢转。心轴支架33通过至少 一个(较佳的两个)轴承连接件40和42 (上部轴承连接件40和下部轴承连接 件42)可枢转地附连到支承件31。借助于电动机44和直接联接滚珠丝杠46 或通过直接驱动，通过轭架50的套管部分48作用来实现心轴30的枢转。轭 架50较佳地在上部连接件52和下部连接件54处可枢转地附连到心轴30上， 使得轭架50可围绕轴线V相对于心轴30倾斜地移动。滚珠丝杠46的行进， 以及因此产生的轭架50的行进有效地推动驱动电动机32倾斜地远离柱体24， 由此引起围绕轴线F的枢转运动以将工具38朝向机床柱24倾斜地移动。当然， 縮回滚珠丝杠46具有相反的效果。或者，为了实现心轴30的枢转，在沿Z方 向定向并设置在心轴支承件31上的至少一个导轨上可移动的滑动件可通过连 杆机构连接到心轴30或电动机42上。滑动件在导轨上的运动引起心轴30围 绕轴线F枢转。另一替代形式包括轴承连接件中42、 43的一个或两个处的电 动机以实现心轴30的枢转。第二侧28包括可围绕轴线N旋转的第二心轴60并较佳地由直接驱动电 动机62驱动，该电动机62较佳的是液体冷却，并较佳地安装在前部和后部心 轴轴承(未示出)的后面。心轴60可沿第二侧28宽度的X方向在附连到滑动 件66的导轨64上移动。心轴60沿方向X的运动由电动机通过直接联接滚珠 丝杠69或通过直接驱动提供。较佳的是，工件(图2中的小齿轮70或环齿轮) 通过本领域己知的适当的工件保持装置61可拆卸地安装到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在多轴线自由型齿轮滚铣机床上加工锥齿轮的方法，所述方法包括：从第一机床提供轴线设定，所述第一机床包括第一和第二工具，所述第一和第二工具各具有材料去除表面，所述第一和第二工具各以倾斜方式定位于所述第一机床内，由此在加工过程中转动时，形成第一和第二工具的材料去除表面的互锁布置来加工齿槽，将所述第一机床的所述第一倾斜工具的轴线设置转换成基本齿轮滚铣机床的轴线设置，将所述基本齿轮滚铣机床的轴线设置转换成所述多轴线自由型齿轮滚铣机床的轴线设置，在所述多轴线自由型机床上在工件内加工齿槽的第一部分，用具有所述第一和第二工具之一的形式的工具进行所述加工。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ斯塔特费尔德，U盖瑟，ED厄维，TJ克伦泽，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：US[美国]