CN101291767A - 用于制造滑套的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法和一种用来实施该方法的生产线，用于制造带内齿的工件，尤其是滑套。本发明公开了一种方法，该方法对用于制造滑套和用于实施该方法的生产线的生产工程是有优势的。关于方法，本发明提出将工件(1)的齿通过滚刀剥离(WS)加工到精加工齿形(6)上，并且齿面和/或齿顶面随后通过切削刃刀具(H、A)被机加工，关于该生产线，本发明包括：用于加工具有粗齿形(5)的齿的成型装置，位于成型装置(U)下游且用于精加工出齿的精加工齿形(6)的滚刀剥离装置(WS)，位于滚刀剥离装置(WS)下游的齿面和/或齿顶面加工装置(H，A)。

Description

用于制造滑套的方法
本发明涉及一种用于制造滑套(synchroniser sleeve)的方法。滑套被用于汽车齿轮箱中。它们具有内齿和外置的周缘肋，移位(displacing)驱动件啮合在在该周缘肋上，以便在齿轮箱中轴向地移动所述滑套。滑套的内齿具有在机加工过程中制造的所谓底切(undercut)。另外，齿顶面具有也是通过机加工制造的屋顶式倒角(roof-like chamfer)。一种传统的用于制造底切和倒角的方法是高速切削刀铣削加工(fly-cutter milling process)，例如在DE102 00 501 4914中描述的那样。DE 10 200 503 3894也描述了这种方法。从DE 101 13 653 A1中还可以得知，通过在相反方向上被驱动的两个单齿高速切削刀装置在带外齿的齿轮上形成倒角。在诸如滑套这样的带内齿的齿轮上的倒角由类似的方法制造。
底切的制造，例如在DE 101 16 259 A1中被描述。描述了一种多齿铣削刀具，通过所述多齿铣削刀具，底切被干燥地形成在齿面中。然而，也可以通过单齿高速切削刀形成这些底切，该高速切削刀的移动轨迹通常是摆线。
按照现有技术，所述滑套的内齿通过拉削(broaching)制造。拉削是一种湿加工工艺。此外，拉削工艺需要预先将要制齿的轮坯车削出一轮廓。
本发明的一个目的是提供一种用于制造滑套的方法，所述方法在制造技术方面有优势。
这项任务通过在权利要求中详细说明的发明来解决，每项权利要求基本上都是对问题的独立的解决方案并且每项权利要求都可以与任何其他权利要求结合。
按照本发明，轮坯在滚刀剥离(hob peeling)处理中被干燥地机加工。所述轮坯可以是不带齿的，但最好轮坯预先形成有齿。轮坯的齿具有大约0.2mm的余量，该余量在随后的滚刀剥离过程中去除。最好使用压制的(pressed)轮坯。这意味着轮坯在干燥的机加工过程中仅通过压制制造，例如在滚轧处理的过程中。这可以在生产线中的第一机床上实现。然而，还要想到的是预制备不同模数的轮坯，所述模数彼此近似。各个模数随后被结合到滚刀剥离处理中，也就是，在精加工的过程中。在滚刀剥离处理中，工件主轴与刀具主轴的轴线彼此不对准。所述轴线以一角度交叉。机加工处理是连续的，在该过程中，滚刀剥离轮也可用于固体材料。然而优选使用预先形成有带粗齿形的轮坯。方法特别要求高刚度机床(stiff machine)，因此按照本发明的方法是在刀具主轴和/或工件主轴被转矩电动机驱动的机床上实现的。转矩电动机不仅可非常缓慢地旋转，还可以在低转速时施加非常高的转矩，存在非常小的机床路程时间特性(path time behavior)的偏差。在生产线随后的机床上的下一机加工步骤可跟随滚刀剥离。优选是上述底切、凹槽(pocket)等，以及倒角的形成。相关的是，所有机加工步骤可以在干燥地实现，特别是轮坯的制造。轮坯可以在冷压处理(cold pressing process)过程中制造。在滚刀剥离中的运动特性以工作轮(work wheel)和剥离轮有相同旋转方向为特征。它们彼此啮合同时旋转轴线不对准，以便限定出“双曲线齿轮机构”。由于这种装置，在剥离轮的旋转过程中，剥离轮的切削刃沿所述轮坯的齿隙(tooth gap)方向移动并且去除切屑。因此，并不需要往复运动。不会有回程的空转时间。为了机加工轮坯的整个宽度，需要在剥离轮的旋转上叠加沿轮坯的轴线方向的轴向进给。
通过参考附图在下文解释本发明的实施例，其中：
图1在高度示意的图解中显示了滚刀剥离刀具在预先形成有带余量的齿的工件1中的啮合；
图2显示了在生产线中相继设置的机加工单元的框图；
图3显示了预先形成有齿的轮坯1一端上的平面图；
图4显示了内部形成有齿精加工、机加工的工件在图3中IV-IV线处的剖视图。
在图2中，显示了用于生产滑套的生产线的框图。U在此代表成型装置，用基本呈环形的轮坯通过该成型装置制造成带有预先形成的齿的工件1。在冷压过程中，由此制造外周缘肋7，以便旋转地与相邻齿轮联接，这些周缘肋被用于与移位构件(displacing member)啮合，通过移位构件所述滑套可在汽车齿轮箱中被同轴地移动。在此成型装置U中，所述齿也被预先形成。在此操作中，所述齿带有余量以形成图3所示的粗齿形5。该粗齿形包括多种可以精加工的齿形5，因此可以用在成型装置上制造的轮坯来制造各种滑套。
在位于成型装置U下游的滚刀剥离机WS上制造精加工齿形6。精加工齿形6在此依赖于滚刀剥离刀具3的切削齿的截面形状。为在生产线中改变精加工齿形6，因此只有刀具3需要被更换。另外，所述机器的生产参数必须被改变。
所使用的滚刀剥离机WS的结构在图中仅非常示意性地展现，图1显示了在内部带有齿的工件1，所述齿具有粗齿形5。轮坯1通过工件主轴被驱动旋转(未示出)。因此它绕工件旋转轴线2旋转。滚刀剥离刀具3的旋转轴线4不与工件旋转轴线2共线。刀具3和工件2各自被独立驱动电动机驱动，所述电动机通过所谓电子轴(electronic shaft)彼此相连。这不需要通过齿轮装置实现。工件1和刀具3通过转轴被直接连接到驱动它们的电动机。驱动电动机是所谓的转矩电动机。通过这些电动机，工件主轴和刀具主轴可以被连续地驱动，以一基本固定的转速比旋转，与工件1不对准的刀具3的切削刃在工件1的齿中以剥离的方式(peeling manner)啮合。在此剥离机加工动作中，工件1沿箭头V方向沿轴线方向2向前进给。为了高速旋转，所述动作类似于锤击，齿-特别是刀具3的倾斜齿-在工件1的齿内执行滚轧动作。
工件主轴电动机以及刀具主轴电动机被同步控制单元(未示出)控制。该同步控制单元接收来自旋转位置换能器(未示出)的针对工件主轴和刀具主轴的角位置的信息。工件主轴和刀具主轴均具有向同步控制单元发送脉冲的旋转位置换能器。通过该角位置信息，产生AC和DC驱动电流，以驱动工件主轴电动机和刀具主轴电动机。这两个电动机均是转矩电动机。它们具有多个与定子或转子相关联并以一致的角间距分布的线圈，所述线圈分别通有AC或DC电流且和磁铁相互作用，所述磁铁与定子或转子相联并以一致的角间距分布，这些磁铁可以是永磁铁。在转矩电动机中，磁铁的数目或线圈的数目必须多于至少10个。通过数目与线圈数目不同的磁铁可以在驱动中获得优越的刚性(stiffness)。磁铁的数目可以多于或少于线圈的数目。在磁铁或线圈沿周向均匀分布的情况下，这可以导致在各个情况下只有1到3个线圈被定位为与各自的磁铁相对。其余线圈以与它们相联的磁铁偏离一角位移地设置。线圈的数量可以大于12、16、20、28、36、50或72。磁铁数量与线圈数量不同，至少相差2、4、8、12、18、24或30。
滚刀剥离机下游至少有单元H、A中的一个，用以机加工齿面或齿顶面。在示范性实施例中，首先跟随滚刀剥离机WS的是用来制造底切或凹槽的单元H。这种单元的操作方式在DE 41 17 365 C1或DE 42 00 418 C1或DE 19933 137 A1 DE中得以描述，因此这些文献的内容在此完全引入本申请。底切的产生例如是在旋转过程中实现的，其中，工件轴线和刀具轴线以固定的转速比被连续地驱动旋转。通过将相位改变与工件主轴和刀具主轴的两轴线间距的变化量进行叠加而实现进给，所述轴线相互平行。以这种方式，加工出齿面中的底切，在图4中以标注8标出。
倒角单元A最终跟随用来形成底切的单元H，由此齿的顶面被机加工，如在US 4,726,720和DE 323 40 165中描述的那样。刚提及的申请被全部引入本申请。屋顶式的表面在齿的顶面通过两个在相反方向驱动旋转的高速切削刀制造。这些表面在图4中以标号9指示。
相关的，单元U、WS、H、A的所有方法步骤都被干燥地实施。各个加工机床U、WS、H、A通过工件传输装置(未示出)——尤其是传送带和缓冲积蓄器的——而被相互连接。
在本发明的优化配置中，滚刀剥离机WS，用来制造底切的单元H和用来形成倒角的单元A由一个机床形成，以使得工件的传输时间变短。整个过程可以在成型装置和机加工单元中实现。工件的最初准备并不必通过成型实现。粗齿形还可以通过预拉削或另一适合的工艺制造。
所有公开的特征(本身)都与本发明相关。关联的/附带的优先权文件(在先申请的副本)的公开内容在此也全部被包含于本发明的公开中，还出于在本申请的权利要求中并入这些文献的特征的目的。

Claims (12)

1、一种用于制造带内齿的工件的方法，尤其是滑套，其特征在于，所述工件(1)的齿通过滚刀剥离(WS)产生精加工齿形(6)，且齿面和/或齿顶面随后通过切削刃刀具(H、A)机加工。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，将要通过所述滚刀剥离(WS)产生所述精加工齿形(6)的工件(1)通过成型(U)预先形成有齿，轮坯的齿的粗齿形(5)带余量制造。
3、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述齿的预成形通过预拉削实现。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗齿形(5)通过滚轧处理实现。
5、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述粗齿形(5)的余量是0.1mm至0.3mm，特别是大约0.2mm。
6、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述齿面的机加工(H)和/或所述齿顶面的机加工(A)通过高速切削刀实现，特别是单齿高速切削刀具或多齿高速切削刀具。
7、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，底切、凹槽等和/或倒角通过所述切削刃刀具在齿顶面上制造。
8、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述齿面和/或齿顶面的机加工通过旋转过程实现，其中所述工件被连续地驱动旋转并且被连续地驱动旋转的切削刃工具通过对它们进行机加工来精加工所述齿。
9、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，从环形轮坯开始所有处理干燥地实施，所述环形轮坯基本没有齿。
10、如一个或多个前述权利要求所述的方法，其特征在于，工件主轴(2)和/或实施滚刀剥离步骤的机床(WS)的刀具主轴(4)被转矩电动机驱动。
11、一种用于实施如一个或多个前述权利要求所述的方法的生产线，其特征在于，包括：用于制造带有粗齿形(5)的齿的成型装置，位于成型装置(U)下游的用于制造齿的精加工齿形(6)的滚刀剥离机(WS)，以及位于所述滚刀剥离机(WS)下游的用于齿面和/或齿顶面的机加工单元(H、A)。
12、如权利要求10所述的生产线，其特征在于，所有机加工单元且特别是所述滚刀剥离机(WS)的刀具主轴轴线(4)和工件主轴轴线(2)的驱动由转矩电动机实现。
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