CN100503112C - 清理毛刺的方法及其所使用的锥齿轮切齿机 - Google Patents

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Abstract

用来对锥齿轮(31)的齿边实施倒角和/或清理毛刺的锥齿轮切齿机(20)。锥齿轮切齿机(20)包括一接纳与心轴轴线(32)同轴的锥齿轮(31)的工件心轴(30)。此外，设置一用来接纳一清理毛刺工具的清理毛刺心轴(55)，以及给定若干个数字控制的轴。带有若干个刀片刀具形的刀片插入件的清理毛刺刀片头(43)用作为清理毛刺工具，其中，刀片插入件可插入在清理毛刺刀片头(43)的凹陷内，且基本上相对于清理毛刺心轴轴线(E)沿径向定向，并包括用于倒角和/或清理毛刺的刃口。

Description

清理毛刺的方法及其所使用的锥齿轮切齿机
技术领域
本发明涉及切齿机，以及在连续程序中对锥形齿的齿边缘进行毛刺清理和/或倒角。
背景技术
当制造锥齿轮时，由于切削加工在外齿端处出现毛刺，具体来说，主要地位于凹陷的齿腹上，因为该齿腹相对于锥齿轮的后齿面形成一相对尖的锐角。如果工人仅在该点处去除毛刺，则一非常锋利外形的边缘仍将存在。因为有很大的伤害危险，但当锥齿轮淬硬时还因为完全硬化的危险，所以，这些边缘通常通过倒角来予以破除。如果该角度不是这样尖锐，例如，由于锥齿轮具有一小的螺旋角，则去除边缘的毛刺就够了。
过去为传统的机械锥齿轮切齿机所开发的各种装置，现在已众所周知为锥齿轮(尤其是环形齿轮装置)的倒角和/或清理毛刺。即使在间断不连续加工的锥齿轮磨齿的过程中，齿端也在各齿隙后清理毛刺。或者在连续磨齿的程序中，倒角和/或清理毛刺在单独加工步骤的切齿之后执行。
单独常备的去除毛刺的装置也常被使用。在这些装置中，必须接受附加的工件夹持的缺点，以便获得比切齿机更多的空间靠近工件，因为然后去除毛刺的工具可更灵活和更简单地调整到对应的工件尺寸。此外，如果诸锥齿轮不是也必须在切齿机上清理毛刺，则多个锥齿轮可同时地在切齿机上进行切齿。
在直接用于切齿机上的已知的去除毛刺的装置中，采用一多线程飞轮刀具，它的转动轴线调整为：冲击刀具齿的切削刃沿待倒角的锥齿轮齿的外形边缘移动。在此情形中，工人不采用断续的方法而是在工件恒定转动中进行工作，这样，各个下列的冲击刀具齿相继地接合下一个锥齿轮间隙。然而，致命的缺点在于，使用一转动的冲击刀具并不是所有锥齿轮可在其切齿机上清理毛刺。还有一缺点在于，必须使用特殊的飞轮磨削刀具。
当制造环形齿轮时，通常在切齿之后环形齿轮移送到一变化的位置。在移送到变化位置的过程中，使用一清理毛刺的刀具，其在连续的程序中一个接一个地清理环形齿轮的齿外形。清理毛刺的刀具实施为由HSS制成的缩减的实心的钢刀具。该原理的缺点在于，HSS钢的切削速度受到限值。因此，为了完成全部环形齿轮的清理毛刺，在移送到变化位置的过程中届满的时间通常不够。还有的缺点在于，由于释放刀具在切割刃几何形的布置中受到一定的限制，因此，仅适用于清理一种类型的环形齿轮。如果工人要想清理另一种类型的环形齿轮，则必须使用具有另一几何形的另一刀具，或工人使用刀刃的几何形不是优化设计但适用于清理若干种类型的环形齿轮毛刺的刀具。由于刀具刃几何形的这样一非优化的设计，刀具可应用于不同类型的环形齿轮，但它们仅可用低速进行操作，以防止损坏刀刃。
还可以不同地磨削刀具，为此目的，刀具通常必须送，这既费时间又化钱。
发明内容
因此，本发明的一个目的是以这样的方式设计一锥齿轮切齿机，其使用不很复杂的装置，可对各种不同类型的锥齿轮实施倒角和/或清理毛刺。
本发明的另一目的在于设计这样一锥齿轮切齿机，其中，因清理毛刺造成的工件在切齿机内较长的移送时间变得相对较短。
本发明的另一目的在于设计一用于锥齿轮切齿机中的装置，以便能够使用不很复杂的装置对各种不同类型的锥齿轮实施倒角和/或清理毛刺。
为实现上述目的，本发明提供了用来在一个连续的过程中对锥齿轮的齿边实施倒角和/或清理毛刺的锥齿轮切齿机，其中，锥齿轮切齿机包括一接纳与工件心轴轴线同轴的锥齿轮的工件心轴，一带有与所述工件心轴轴线基本垂直的清理毛刺心轴轴线并用来同轴地接纳一清理毛刺工具的清理毛刺心轴，以及若干个数字控制的轴，其中，带有若干个杆形的刀片插入件的清理毛刺刀片头设置为清理毛刺工具，由此，刀片插入件可附连到清理毛刺刀片头，并具有一用来夹紧的轴和一自由端，该自由端带有至少一个刃口用来对锥齿轮的齿边进行倒角和/或清理毛刺，该清理毛刺刀片头包括：
—一连接区域，其将清理毛刺刀片头固定在切齿机的清理毛刺心轴上，
—一底板保持器，其沿着清理毛刺心轴轴线延伸，一端移入到连接区域内，另一端包括若干个用来夹紧轴的安装装置，由此，安装装置设计成在夹紧之后使刀片插入件相对于清理毛刺心轴轴线基本上沿径向定向且基本上相对于清理毛刺心轴的清理毛刺心轴轴线沿径向定向，并包括用于倒角和/或清理毛刺的刃口。
根据本发明实现该目的在于，锥齿轮切齿机装备有一带有用碳化物、工具钢或陶瓷刀具制成的刀片插入件的对应的装置，以便能尤其对锥齿轮的齿边实施清理毛刺和/或倒角。由碳化物制成的刀片插入件尤其是优选的。
本发明的优点在于，一合适的锥齿轮切齿机是灵活实用的。它可根据对于极多样类型连续清理毛刺的需要而由小齿轮重新进行装备。此外，使用碳化物刀片插入件可在设计这些刀片插入件的刃口中提供一较大的设计自由度。根据本发明的装置的操作特别地简单。
本发明的主要优点在于，通过一可编程的控制器执行的数字可控的轴(数字控制轴)，几乎任何任意形状的锥齿轮外形边缘可由清理毛刺的刀片插入件的刃口来达到。因此，可利用工人形成的弧形外形的刃口来实施倒角和/或清理毛刺。可避免二次的清理毛刺，因为清理毛刺刀片相对于锥齿轮采取合适的陡的倾斜，所以不必为了全齿高上清理毛刺而刨去大量的材料。
还有优点在于，根据本发明倒角或清理毛刺可在连续的过程中发生，较之非连续的过程导致加工的时间更短。较佳地是，清理毛刺很快地发生，以使移送锥齿轮到一变化位置的时间变得足够，以便能完成连续运行的过程。
附图的简要说明
下面将参照附图来详细描述本发明的示范的实施例。在诸附图中：
图1是根据本发明的第一切齿机的立体图；
图2是用于根据本发明的一切齿机中的第一装置的立体图；
图3是根据本发明的第一装置的前视图；
图4是根据本发明的第一装置的第一截面图；
图5是根据本发明的第一装置的第二截面图；
图6是根据本发明的另一装置的前视图。
具体实施方式
图1在立体图中示出用来制造螺旋形锥齿轮31的根据本发明的一第一CNC机器20的基本结构。这样一机器20根据本发明可以设计或重新装备，以便能借助于特殊的清理毛刺刀片插入件43.1(见图2)来清理毛刺或倒角锥齿轮31，所述刀片插入件43.1是一清理毛刺的刀片头43的部分，刀片头43通过一安置装置40而可转动。
CNC机器20可构造如下。一机器外壳26沿着直线坐标轴X(第一轴线)被水平地和直线地导向在机器床身21上。一第一拖板24借助于一螺旋起重致动器21可在导轨10上沿高度移动，导轨10安装在机器外壳26的侧面上，沿一直线坐标轴Z(第二轴线)移动。具有一第二拖板25的工件心轴支承14沿一直线坐标轴Y(第三轴线)在导轨13上被水平地和直线地导向，直线坐标轴Y(第三轴线)垂直于X轴，第二拖板25位于导轨13上。具有一垂直轴C(第四轴线)的枢转装置28位于拖板25上。第一拖板24的导轨10和Z轴倾斜于垂直线。
第一拖板24承载一工具心轴12，其安装成围绕一工具心轴轴线23(第五轴线)转动。工具心轴12承载一工具，在此情形中，例如，它是一具有若干切割刀片的刀具头22。一工件心轴30通过第二拖板25和通过第一枢转装置28沿水平方向导向和线性位移或在机器床身21上枢转。第一枢转装置28承载工件心轴30，它围绕工件心轴轴线32(第六轴线)可转动。工件心轴30承载一工件31，在本实例中它是一螺旋齿的锥形小齿轮。第一枢转装置28水平地导向围绕C轴可枢转，以便将工件31枢转到一加工位置。此外，设置一安置装置，以便根据本发明能执行一相对的枢转和/或在清理毛刺刀片头43和工件31之间的设定运动。该第二安置装置在图1中不可见。上述枢转和/或设定运动用来使清理毛刺刀片头43的清理毛刺刀片43.1进入一开始的位置。然后，工件31围绕工件心轴轴线32转动，清理毛刺刀片头43围绕转动轴线E(第七轴线)转动，清理毛刺刀片头43的清理毛刺刀片43.1在锥形小齿轮的预定齿边处在一连续的过程中执行对应的倒角和/或清理毛刺的运动。
如图1所示，清理毛刺刀片头43的转动轴线E可平行于C轴线走向。但也可提供清理毛刺刀片头43的转动轴线E相对于C轴线成一角度。清理毛刺刀片头43的进一步细节在下面的章节中予以描述。
如果对于第二枢转装置的枢转运动不提供一专用的数字控制，则机器20在所示实例中总共还包括七个数字控制的轴。然而，对此枢转运动较佳地设置一数字控制的轴。然而，还可使用带有其它数量轴的机器，由此机器必须具有至少五个数字控制的轴(对于不连续的工作的程序)。
根据本发明，为了能在连续的程序中实现清理毛刺，机器最好带有至少六个数字控制的轴。
然而，其它CNC切齿机也可根据本发明进行重组或装备，由此，具有数字控制的七个或八个轴的机器是首选的。
还存在这样的可能性：装备一CNC切齿机带有一分离的清理毛刺刀片头，其围绕E轴线转动和沿着平行于F轴线的方向移动(如图6所示)。也可设置一安置装置，以便能相对于工件执行设定和/或枢转运动，由此，清理毛刺刀片头43的清理毛刺刀片43.1进入到合适的开始位置。
如上所述，根据本发明的切齿机20包括一工件心轴30，其接纳与工件心轴轴线32同轴的待加工的锥齿轮31。第一拖板24设置有工具心轴12，以便接纳带有若干个切割刀片的盘形的刀片头22。设置另一个轴线E以便接纳和合适地转动一装置43，根据本发明其带有若干个清理毛刺的刀片43.1。此外，设置一安置装置40以便使清理毛刺刀片头43进入到合适的开始位置。如上所述，切齿机20具有若干个(例如，六个、七个或八个)数字控制的轴，它们通过一编程的控制器进行控制，由此，诸轴线之一形成所述工件心轴30的工件心轴轴线32。另一轴线用作为盘形刀片头22的工具心轴轴线23，而轴线E用作为根据本发明的带有清理毛刺的刀片43.1的装置43的清理毛刺心轴轴线。数字控制的轴这样进行设计和布置：通过调整诸轴中的至少一个轴，包括锥齿轮31的工件心轴30相对于带有清理毛刺的刀片43.1的清理毛刺刀片头43移动，这样，同时围绕工件心轴轴线32转动的清理毛刺的刀片43.1和围绕清理毛刺心轴轴线E转动的带有清理毛刺的刀片43.1的清理毛刺刀片头43，相继地进入齿间的间隙内并相对于锥齿轮31的给定边缘执行倒角或清理毛刺运动。
在一特别优选的实施例中，清理毛刺刀片头43围绕清理毛刺心轴轴线E的转动和工件31围绕工件心轴轴线32的转动足以进行倒角和/或清理毛刺。
根据本发明，对清理毛刺刀片头43的清理毛刺的刀片43.1的切割运动较佳地提供一个或多个专用的数字控制的轴。根据实例如在图2至5中所示，这些NC轴线用来相对于工件31移动清理毛刺刀片头43。清理毛刺刀片头43通过一板41和螺纹孔47旋入到一清理毛刺心轴55(例如见图6)。设置一底板保持器42，其包括用来接纳清理毛刺的刀片43.1的不同元件。清理毛刺刀片头43包括若干个杆形的刀片插入件43.1，它们插入在清理毛刺刀片头43的凹陷内，由此，刀片插入件43.1基本上相对于清理毛刺心轴55的清理毛刺心轴轴线E沿径向定向(如图5中所示)。任何的刀片插入件43.1包括用来对工件31倒角和/或清理毛刺的刀刃。一特别优选的实施例装备有四个刀片插入件43.1，由此，这些刀片插入件43.1彼此相隔90度角布置。代替清理毛刺刀片头43处的凹陷，还可设置不同的安装装置以用来夹紧或固定刀片插入件43.1。
较佳地，清理毛刺刀片头43实施为：可通过松动个别夹紧螺钉45被释放和取出。因此，清理毛刺刀片头43可根据需要不同地进行装备。一实施例提供一夹紧球51和每把刀片插入件43.1的夹紧元件，该实施例特别有利，其中，夹紧元件提供一夹紧螺钉45、一直径较小的球52以及一柱头螺栓53。为了在图4的截面图中可见，柱头螺栓53、球52和夹紧螺钉45在底板保持器42的一孔内一个接一个地排成一行。夹紧球51坐落在刀片插入件43.1和夹紧元件之间。如果现在夹紧螺钉45旋入到底板保持器42的孔内，则球52朝向清理毛刺心轴轴线E移动。由于该移动使夹紧球51下压，从而固定刀片插入件43.1。较佳地，使用一带有内六角孔的固定螺钉作为夹紧螺钉45。
如图2至5所示，具有一模块结构的实施例是优选的。形成圆柱形的底板保持器42在下部包括n个(较佳地，取n＝1、2、3、4、5、6)矩形凹陷，它的尺寸设计成刀片插入件43.1的轴的横截面。在图4中，一切口显示为被刀片插入件43.1的矩形刀片轴43.2通过。一环54可推入到底板保持器42的下部上(如图2至4中所示)。环54较佳地具
有诸凹陷，它们部分地抓住刀片插入件43.1的周围。
在另一优选的实施例中，设置一夹紧盖44，它覆盖清理毛刺刀片头43的下部(如图2所示)。夹紧盖44可通过一塞头或夹紧接头连接到底板保持器42。夹紧盖44可包括可让固定夹紧盖44的螺钉进入的四个孔48，夹紧盖44用作刀片插入件43.1的相对元件。在夹紧盖44的中心设置一开口49，以便能放入或旋入一选用的打磨刷的轴。打磨刷的轴然后同轴地坐入清理毛刺心轴轴线E。
选择地，清理毛刺刀片头43可以实施为：可固定一调整量规50，例如，如图3和图5所示。在所示实例中，调整量规50位于底板保持器42处的刀片插入件43.1的上方。调整量规50的杆柄50.1准确地形成刀片插入件43.1的末端，它沿径向方向最远离清理毛刺心轴轴线E。调整量规50给予刀片插入件43.1一准确的位置。在刀片插入件43.1通过拧紧夹紧螺钉45而被固定之后，即可移去调整量规50。较佳地，调整量规50用两个销或螺钉固定到底板保持器42。为此目的，可在底板保持器42处的各个刀片插入件43.1上方设置两个孔46。
另一实施例示于图6中。该实施例设置有一安置装置56，以便根据本发明能在清理毛刺刀片头43和工件31(未示出)之间实施对应的枢转和/或设定运动。清理毛刺刀片头43围绕轴线E枢转并平行于轴线F可进行设定(如图6所示)。
根据本发明，刀片插入件43.1由碳化物、工具钢或陶瓷刀具制成。这是与传统清理毛刺的刀具的显著的差别。在一优选的实施例中采用微颗粒的碳化物，因为刀片插入件43.1的刃口在长时间内能保持锋利并且切削干净利落。
刀片插入件43.1在刃口区域精磨抛光，这是特别地有利，由此，刀片插入件43.1较佳地显示所谓的2侧或3侧磨刃。2侧磨刃具有的优点在于其较易于被打磨。可首选3侧磨刃，因为所有三个侧腹可相当自由地选择。
根据本发明的装置的一个特别的优点在于，可使用由碳化物制成的特别设计的清理毛刺刀片插入件43.1。这些清理毛刺的刀片插入件43.1可做成其显示理想的几何形，特别适于对应锥齿轮的清理毛刺或倒角。此外，如果刃口变钝，则这样的清理毛刺刀片插入件43.1可以相当简单地移去和再次打磨。
此外，根据本发明，可取消导致人为差错或时间等待的复杂的再次装配，因为，清理毛刺刀具在机器上不会发生拆卸和安装。
由于在连续的程序中使用特殊的刀片插入件43.1，工人可以相对高的切割速度工作，所以，对于切齿机上清理毛刺来说，不会形成相当的时间耽误。根据本实施例，为了完成倒角或清理毛刺，将工件31从工作位置移送到一移去的位置所需要的时间是充分足够的。

Claims (11)

1.用来在一个连续的过程中对锥齿轮(31)的齿边实施倒角和/或清理毛刺的锥齿轮切齿机(20)，其中，锥齿轮切齿机(20)包括一接纳与工件心轴轴线(32)同轴的锥齿轮(31)的工件心轴(30)，一带有与所述工件心轴轴线(32)基本垂直的清理毛刺心轴轴线(E)和用来同轴地接纳一清理毛刺工具的清理毛刺心轴(55)，以及若干个数字控制的轴，其特征在于，带有若干个杆形的刀片插入件(43.1)的清理毛刺刀片头(43)设置为清理毛刺工具，由此，刀片插入件(43.1)可附连到清理毛刺刀片头(43)，并具有一被夹紧的刀片轴(43.2)和一自由端，该自由端带有至少一个刃口用来对锥齿轮的齿边进行倒角和/或清理毛刺，该清理毛刺刀片头包括：
—一连接区域，其将清理毛刺刀片头固定在切齿机的清理毛刺心轴上，
—一底板保持器，其沿着清理毛刺心轴轴线(E)延伸，一端移入到连接区域(41)内，另一端包括用于夹紧刀片轴(43.2)的安装装置，由此，安装装置设计成在夹紧之后使刀片插入件(43.1)相对于清理毛刺心轴轴线(E)基本上沿径向定向。
2.如权利要求1所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，刀片插入件(43.1)由碳化物、工具钢或陶瓷刀具制成。
3.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，刀片插入件(43.1)在刃口区域进行打磨，由此，刀片插入件(43.1)具有2侧或3侧磨刃。
4.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，所述安装装置包括在清理毛刺刀片头(43)中的多个凹陷，所述刀片插入件(43.1)的刀片轴(43.2)插入在清理毛刺刀片头(43)的所述凹陷内。
5.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，清理毛刺刀片头(43)包括每个刀片插入件(43.1)上的夹紧螺钉(45)，以允许刀片插入件(43.1)可被释放或固定。
6.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，清理毛刺刀片头(43)包括一夹紧螺钉(45)和一夹紧元件，所述夹紧元件带有在每个刀片插入件(43.1)上的一夹紧球(51)，以允许刀片插入件(43.1)被释放或固定。
7.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，所述锥齿轮切齿机(20)还包括一安置装置(40；56)，以便能在清理毛刺刀片头(43)和锥齿轮(31)之间执行对应的设定和/或枢转运动，由此，清理毛刺刀片头(43)可进入一开始的位置，以便通过设定和/或枢转运动来进行倒角和/或清理毛刺。
8.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，调整量规(50)可附连到清理毛刺刀片头(43)，以便限定刀片插入件(43.1)的安装位置。
9.如权利要求1或2所述的锥齿轮切齿机(20)，其特征在于，一打磨刷可放入到清理毛刺刀片头(43)内或旋入到清理毛刺刀片头(43)上，由此，打磨刷的轴与清理毛刺心轴轴线(E)同轴地对齐。
10、在一切齿机(20)中对锥齿轮(31)的齿边进行倒角和/或清理毛刺的方法，切齿机包括一接纳与工件心轴轴线(32)同轴的锥齿轮(31)的工件心轴(30)，一接纳工具(22)的工具心轴(12)，和若干个数字控制的轴，其特征在于，设置带有与所述工件心轴轴线(32)基本垂直的清理毛刺心轴轴线(E)和用来接纳带有若干个杆形的刀片插入件(43.1)的清理毛刺刀片头(43)的清理毛刺心轴(55)，由此，该方法包括以下的步骤：
一将若干个刀片插入件(43.1)插入和固定到清理毛刺刀片头(43)上，从而使它们相对于清理毛刺心轴轴线(E)基本上沿径向定向，
一在清理毛刺刀片头(43)和锥齿轮(31)之间执行相对的设定和/或枢转运动，由此，通过该设定和/或枢转运动，清理毛刺刀片头(43)进入一开始的位置，以便实施倒角和/或清理毛刺，
—围绕工件心轴(30)的工件心轴轴线(32)转动锥齿轮(31)，
—围绕清理毛刺心轴轴线(E)转动清理毛刺刀片头(43)，以及
—利用清理毛刺刀片头(43)的刀片插入件(43.1)，在锥齿轮(31)的预定齿边上以连续的方式执行倒角和/或清理毛刺运动。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
—在清理毛刺刀片头(43)处固定一调整量规(50)，以在插入和固定时限定刀片插入件(43.1)的安装位置。
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