CN102665989A - 制造锥齿轮的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种方法和设备,其中,在CNC锥齿轮刨齿机(44)上利用该机床中可用的运动,以对现有机床刀具的最小改进执行齿轮坯料(40)的前加工。
Description
技术领域
本发明涉及锥齿轮的生产,并且特别涉及在单次卡紧中在切齿机床上形成最终尺寸的齿轮坯料和切削齿轮。
背景技术
锥齿轮坯料(即环形齿轮和小齿轮),特别是环形齿轮坯料,常常通过锻件制造。锻件包括过量原料,以便允许加工,为的是清理坯料表面以及实现正确坯料尺寸。
齿轮坯料锻件通常尺寸做成使其能够被用于零件(即,齿轮)族的所有构件。在该情况下,机械加工余量能够为几毫米。在零件族的小齿轮构件的情况下,对于该零件族的所有不同构件,小齿轮柄设计通常都相同,并且仅有小齿轮头部(直径,齿面角等等)在族构件之间变化。零件族的环形齿轮构件通常具有相同的孔和背面外形(例如,螺栓孔式样、攻丝、背面的内部和外部直径),而前内部表面、前面和前外部表面通常在族构件之间变化。
小齿轮坯料通常被在中心孔之间在一次卡紧(即,在机床上定位和固定工件以进行加工)中车削,而环形齿轮坯料通常被在至少两次卡紧中车削。较小的环形齿轮通常被在双主轴CNC车床(即,两次卡紧)中车削,而较大的环形齿轮(例如,直径400mm或更大)通常被在二个甚至三个独立机床(即,两次或更多次卡紧)中车削。该加工之后,齿轮坯料通常被传送至锥齿轮切齿机床,其中形成齿轮齿。
作为对用于坯料加工和齿切削的多个机床的替代方式,Müller等人的US2008/0152446教导了一种在预加工工位执行锥齿轮坯料(例如,钻孔、车削、铣削等等)的生坯加工,然后将齿轮坯料传送至邻近加工工位以切削锥齿轮齿的装置。
Ozdyk等人的US 2008/0213055也教导了一种锥齿轮软加工的装置,包含具有刀具座和刀具罩的车床布置,刀具座和刀具罩两者都至少能在车床座上的X和Y方向上水平平移。刀具座包含刀具架和刀具夹,刀具夹能绕轴线B2转动,而至少一个刀具(例如,车削、钻孔等等)被定位在刀具夹上,用于加工齿轮坯料。刀具夹上的至少一个刀具能独立绕基本平行于刀具夹轴线B2布置的另一轴线B4旋转。刀具罩包括铣头,其包含能绕轴线B3旋转的齿轮切削刀具。
在US 2008/0213055中提出的可替换实施例中,讨论了一种车床上的组合刀具夹/刀具罩布置,其中,刀具(例如,车削、钻孔等等)和铣头位于能旋转刀具夹上,铣刀轴线B3独立于但是平行于轴线B2和B4,并且刀具架绕另一轴线B5枢转。然而,对于该可替换实施例,由于定位刀具架、刀具和铣刀,以及旋转刀具和铣刀时涉及多个刀具夹/刀具罩的线性和旋转轴线,所以降低了机床刚度以及切削精度。此外,相当多的时间专用于准备齿轮坯料,并且同样地,减少了机床上的实际切齿时间。
在两次或更多次卡紧中车削环形齿轮坯料耗时、昂贵,并且在许多情况下,导致孔、后面和前面的不良径向跳动和不精确。前面中的不精确和径向跳动能够引起最终锥齿轮副的啮合干涉。该干涉能够引起齿轮组故障。关于制造灵活性和经济性以及零件质量,以下情况将有利,即如果环形齿轮和小齿轮坯料将只必须经历CNC车床中的单次卡紧,优选为其表面对零件(齿轮)族(不加工在零件族中变化的表面)的所有构件通用的机床。在零件族的情况下,将最小化坯料库存,因为能够利用后来的前车削操作,以生产期望尺寸的坯料。
发明内容
本发明涉及一种方法和设备,其中,以对现有机床刀具的最小改进利用该机床中可用的运动在CNC锥齿轮刨齿机上执行齿轮坯料的前加工。
附图说明
图1示出二主轴CNC车床,环形齿轮锻件被夹在左主轴上的左侧卡盘上。左刀片正在车削锻件的内部孔。
图2示出与图1相同的车床,其中,左刀片正在以不同的切削边缘车削锻件的后面。
图3示出与图1相同的车床,其中,左刀片正在车削锻件的后外部直径。
图4示出与图1相同的车床,其中,环形齿轮锻件被夹在右主轴上的右侧卡盘中。通用刀具夹使用右上部刀片车削环形齿轮坯料的前内侧(前角)。
图5示出与图4相同的布置,其中,下部右刀片正在车削环形齿轮坯料的前面(齿面角)。
图6示出与图4相同的布置,其中,下部右刀片正在以刀片的第二切削边缘车削环形齿轮坯料的前外部表面(后角)。
图7示出环形齿轮坯料,其仅经历了车床中的第一次卡紧的车削(图1至图3)。该部分车削的环形齿轮坯料被卡在6轴线CNC锥齿轮刨齿机的工作主轴上。刀具夹的上部刀片正在车削环形齿轮坯料的外部表面(后角)。
图8示出6轴线CNC锥齿轮刨齿机的局部俯视图,其包括用于图7中所示的车削操作的刀具夹。
图9示出具有夹紧环形齿轮坯料的锥齿轮刨齿机工作主轴的侧视图,其中,以上部刀片的第二切削边缘车削环形齿轮坯料的前表面(齿面角)。
图10示出图9的锥齿轮刨齿机工作主轴的侧视图,其中,以下部刀片的第一切削边缘车削环形齿轮坯料的前内部表面(前角)。
图11示出6轴线锥齿轮刨齿机的局部俯视图,其包括用于车削操作的刀具夹,其中,锥齿轮面切削工具正在执行齿切削操作。
图12示出具有其中夹紧的切削环形齿轮的锥齿轮刨齿机工作主轴的侧视图,其中,利用上部刀片进行去毛刺操作。
图13示出锥齿轮刨齿机的俯视图,其中,利用上部刀片进行图12所示的去毛刺操作。
图14(a)示出根据本发明的刀具夹,其包含通过花键和螺栓而连接至固定后柱(左)的可换中心部分。图14(b)示出花键的正视图。
图15示出包括发明的车削刀具夹的六轴线自由形式的锥齿轮刨齿机的示意图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何特征和至少一种构造之前,应理解,本发明在其应用方面不限于以下说明中提出或附图中所示的构造细节以及组件布置。本发明能够为其他构造,并且能够被以各种方式实施或执行。同样地,应理解,本文中使用的措辞和术语是为了说明的目的,而不应将其视为限制。在本发明的背景下,应将术语“锥”齿轮理解为足够的范围,以包括被称为锥齿轮(环形齿轮和小齿轮)、“准双曲面”齿轮的那些类型的齿轮,以及被称为“冠状”或“平面”齿轮的那些齿轮。
使用“包括…”、“具有…”和“包含…”及其变体意味着包含其后列举的物件及其等效物,以及另外的物件。虽然在描述附图时参考方向,诸如上部、下部、向上、向下、向后、底部、顶部、前、后等等,但是仅为了方便而相对附图(正常观察)做这些参考。不应按字面意思确定这些方向,或者以任何形式限制本发明。
如上所述,本领域广为人知在车床上以一次、两次或更多次卡紧中制备齿轮坯料。例如在图1-6中示出该方法,其包含两次卡紧,用于制备环形齿轮坯料。
图1示出具有两个主轴4、6的CNC车床2,环形齿轮锻件8被卡在左主轴4的左侧卡盘10中。通用刀具夹12至少能够沿所绘平面给出的两个方向(X、Z)移动。左刀片14正在车削锻件8的内部孔16。图2示出用左刀片14的不同切削边缘车削锻件8的后面18。在图3中,左刀片14正在车削锻件8的后外部直径20。
在图4中,已经将环形齿轮锻件8传送至并且卡在右主轴6上的右侧卡盘22中。通过X、Z运动重新定位通用刀具夹12,并且使用右上部刀片24,以车削环形齿轮坯料8的前内部表面26(前角)。在图5中,下部右刀片28正在车削环形齿轮坯料8的前面30(齿面角)。在图6中,下部右刀片28正在车削环形齿轮坯料8的前外部表面32(后角)。
对于本发明,认为环形齿轮的“第一次卡紧”包含所执行的那些加工操作,那些加工操作如图1-3所例示(未示出钻孔和攻丝,但是可在相同或不同的机床上执行),在所有的零件族构件上产生孔和后面外形(例如,车削孔16、后面18、后外部直径20,以及进行钻孔和攻丝操作)。通常,对于较早所述的所有零件族构件,第一次卡紧操作都相同。通常在零件族构件上产生不同最终外形的其余操作(即,前加工操作)(例如,车削前外部表面32、前内部表面26以及前面30)被视为图4-6中所例示的“第二次卡紧”操作。
关于本发明和小齿轮族构件,“第一次卡紧”被视为包含所执行的那些加工操作,那些加工操作在所有的零件族构件上产生相同外形(例如,柄外形)。在小齿轮族构件上产生不同的最终外形的其余“前加工”操作(例如,车削直径以及小齿轮头的齿面角)被视为“第二次卡紧”操作。
图7中示出本发明,其中,夹紧已被在车床或加工中心上在“第一次卡紧”(图1-3)中部分加工的环形齿轮坯料40,用于绕多轴线CNC锥齿轮刨齿机(优选图15中所示的六轴线CNC锥齿轮刨齿机44)的工作主轴42上的轴线A旋转。例如在美国专利No6,669,415、6,712,566、4,981,402以及5,961,260中已知并描述了这些机床,其公开内容被包含在此以供参考。由可膨胀型心轴48,通过其基准孔46固定(即卡住)齿轮坯料40。与不能旋转刀具(即,切削工具)主轴罩52(图8)刚性连接的刀具夹50允许刀具夹50和工件40之间相对运动,其和工件40与刀具54(图8)之间的相对运动方式相同。刀具夹50可具有一个或更多刀片,但是优选包含两个刀片56、58。在图7中,上部刀片56正在车削环形齿轮坯料40的前外部表面60(后角)。刀具夹50相对坯料40的相对运动沿箭头方向。
图8示出6轴线锥齿轮刨齿机44,其包括用于车削操作(如图7)的刀具夹50,但是具有锥齿轮刨齿机的另外组件。刀具夹50的上部刀片56正在车削环形齿轮坯料40的前外部表面60(后角)。刀具54可通过位于刀具主轴罩52中的刀具主轴55绕刀具轴线C旋转。包含用于齿切削操作的切削工具头62和切削刀64的刀具54在车削操作期间停用。
图9示出用上部刀片56的另一切削边缘车削环形齿轮坯料40的前表面66(齿面角)。通过箭头指示刀具56夹相对齿轮坯料40的相对运动。
在图10中,用下部刀片58的切削边缘执行环形齿轮坯料40的前内部表面68(前角)的车削。通过箭头指示刀具夹50相对齿轮坯料40的相对运动。另外,可执行诸如67和/或69所示的那些角的车削,以产生期望的小平面或倒圆。
在将环形齿轮表面60、66以及68车削至最终期望尺寸后,将锥齿轮面切削工具54相对于齿轮坯料40定位,以执行图11所示的齿切削操作。在具有右手齿旋方向的环形齿轮的该例子中,车削操作期间,用于齿切削(例如,连续切削法,端面滚削法)的环形齿轮坯料40的旋转相对齿轮坯料40的旋转方向(即图8所示的顺时针)反向(即逆时针)。也在图11中示出切削工具旋转的方向。在齿切削操作期间,刀具夹50及其刀片56、58停用,并且避开环形齿轮坯料和所有的机床组件定位。
切削后(图11),如图12所示,环形齿轮坯料40已变为包含齿72的齿轮70。作为齿切削(优选贯穿齿轮面,从内部朝向外部)期间的切削工具旋转(图11)的结果,在每个齿72的外部端部上形成毛刺74。在螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮中,凸齿面的端部与环形齿轮70的外部表面形成钝角,而凹齿面的端部与环形齿轮70的外部表面形成锐角。毛刺74通常仅在凹齿面的外部(根部)端部上形成,由锐角引起。在齿切削操作后,刀具夹50移动至图12或13中所示的位置,并且刀片56能够清除由于图12或13中所示的环形齿轮70的旋转方向的齿切削造成的毛刺74。在不同螺旋方向(即,左手)的情况下,如果刀片也在相反侧上具有切削边缘,就能够使用环形齿轮的相反旋转方向。具有刀片56的刀具夹50能够在一个位置(仅接触环形齿轮的外部直径)快速移动,为的是优选通过刀片56的长边(不使用一个尖角)刮掉毛刺74,因此从齿槽沿凹齿面方向刮。
可替换地,具有刀片56的刀具夹50能沿图7所示的方向移动,因此在齿深度范围重复车削前外部表面60。在两种情况下,使用刀片侧面或尖角,切削边缘定向以及环形齿轮的旋转方向应提供从齿槽朝着齿的凹齿面的切削运动。为了保证刀片切削边缘下的恰当间隙角(relief angle),切削边缘具有大致垂直于所绘平面延伸的偏移量。在去毛刺期间和切削期间的零件旋转方向相反的情况下(其中,利用在顶部和底部具有切削边缘的刀片),为了再次产生用于去毛刺的恰当间隙角,必须沿相反方向改变该偏移量。
图14(a)和14(b)示出刀具夹50的元件,其具有可更换前零件80,可更换前零件80具有用花键82和螺栓84连接至固定后柱86的主臂81。前零件80另外包括间隔臂88和刀片臂90,两者对于各种尺寸(即长度)都可互换。后柱86优选被刚性连接至锥齿轮刨齿机44,诸如处于刀具主轴罩52内或邻近刀具主轴罩52(图15)。图14(b)示出主轴82的正视图。可互换性允许适应大范围的不同零件(尺寸和设计)。也能够提供恰当尺寸的刀具夹50,以避免与机器组件产生干涉。刀具夹50可为整块设计或可由几块零件(例如,81、88和90)组成。能够由设备的用户以积木式方案或者由机床制造商特别设计而组合这些零件。
可替换地,可通过液压、气动、电动、手动或其他方法,将刀具夹50相对于齿轮刨齿机44前进或缩回(例如,伸缩地)。刀具夹50可能够绕枢转轴线线从“停用”位置摆动至车削位置,或者移动梯形或其他连杆机构而在停用和运行位置之间移动。优选地,在运行位置,主臂81和刀片臂90每个都平行于刀具轴线C定向,而间隔臂88优选地垂直于主臂81和刀片臂90的方向定向。也可能将多个刀具夹附连至齿轮刨齿机,这可包含不同的刚性、可缩回和/或摆式刀具夹的组合。
图15示出六轴线自由形式锥齿轮刨齿机的三维视图,其具有三个直线轴线X、Y和Z,以及旋转轴线A(工作主轴旋转)、B(刀具主轴枢转轴线)和C(刀具轴线旋转)。附连至切削工具主轴罩的是刀具夹柱50。该优选布置使得能够利用机床的四个轴线(X、Y、Z和B),以相对于齿轮坯料40(或切削齿轮70)定位刀具夹50以进行车削(或去毛刺)操作。为了旋转齿轮坯料(或齿轮)以进行车削(或去毛刺)操作,也利用轴线A(工作旋转)。
锥齿轮刨齿机的自由度、精确度以及刚性通常都比专用于车削相同尺寸零件的CNC车床更高。根据本发明方法,锥齿轮刨齿机上的卡紧代替车床或加工中心的第二次卡紧(以及处理),并且,锥齿轮刨齿机上的处理和卡紧仅用锥齿轮刨齿机上的一次卡紧。锥齿轮刨齿机上的卡紧非常精确,通常以高精度盘式弹簧膨胀器完成,其将确保环形齿轮孔和后面(在车床的第一卡紧中形成)以及齿顶圆锥之间的最小径向跳动。对于车床,不是始终给出该径向跳动质量,因为通常用不保证高径向跳动质量的三爪卡盘完成第二次卡紧。
优选,锥齿轮刨齿机44执行两个或更多连接零件程序。例如,一个用于车削操作,一个用于锥齿轮切削,并且一个用于去毛刺。车削和/或去毛刺程序可接收来自零件图(环形齿轮或小齿轮)的信息,以及关于刀具夹的信息(组合元件的尺寸)作为输入数据。根据车削操作的所需精确度,可能需要校准车削刀具。能够利用专用校准设备(机床外)或在机床内使用校准杆、校准盘或甚至样板坯料进行校准。
当根据本发明处理齿轮坯料时,能够将一零件族的所有齿轮(已在第一次卡紧时加工)都先加工至期望的坯料尺寸,并且切削,以提供期望数目的齿和外形,因为“最后一刻”决定给出本发明方法和机床的灵活性。因此,能够大大降低零件的库存量,以及因此降低成本。
操作中,例如,通过图7-15中所示类型的刀具夹和齿轮坯料,可通过以下步骤执行加工工艺:
将齿轮坯料40加载并且卡紧在工作主轴42上。
机床轴线X、Y、Z和B(参见图15)从其加载位置移动,优选快速移动至这样的位置,在该位置上部刀片56及其左角在前外部表面60后方(即,在图7中的角71右侧)。
为了实现车削操作的足够表面速度,工作主轴42开始以预定速度(RPM)旋转。机床轴线X和Z同时以线性内插关系移动,因此,上部刀片56的左角沿外部表面60清除切屑。提供普通车削进给速度的进给运动来执行车削运动,直到稍微超过外部表面60的位置,以便完成车削外部表面60,并且将上部刀片56的右角定位在开始位置,用于视需要,在外部表面60和前表面66之间的角69处车削小平面。
机床轴线X和Z同时以线性内插关系移动(在上部刀片的右角车削外部表面60和前面66之间的小平面的同时)至这样的位置,其为前表面66车削(通过上部刀片56的相同右角)的起始点。
机床轴线X和Z同时以线性内插关系移动,以便上部刀片56的右角车削齿轮坯料40的前表面66。因为该车削步骤期间的直径变化,所以为了实现可接受的车削表面速度,主轴RPM可在前面车削的开始和结束之间变化。为了实现最优车削表面速度,也可能与实际车削直径成线性关系持续改变RPM。在车削前面66期间,刀片56和圆锥前面66之间的间隙角与其在车削外部表面60时不同。能够使用在垂直于绘图平面方向(刨齿机的Y方向)上的不同偏移量,以重建足够的后角。能够在上述小平面车削期间完成偏移量改变。这要求Y轴线变量(value),其在车削小平面的同时,与X和Z轴线一起以内插模式同时变化。在刀片56的切削角从外部直径移动至内部直径,并且车削前面66时,为了保持最优切削刀片后角,偏移量Y可同时变化。该步骤的车削要求超程,因为后续车削步骤要求启用的切削边缘和刀片变化。
然后,机床轴线移动,优选快速移动至新X、Y和Z位置(Y位置在小平面和前内部表面车削操作期间,提供刀片的最优后角)。现在可使用下部刀片58的右角,以在齿轮坯料40的前面66和前内部表面68之间的角67处产生小平面。机床轴线X和Z同时以内插模式移动至小平面的末端位置(Y轴线也变化,以保持最优刀片后角)。选择工作主轴RPM,以提供最优车削表面速度。
然后机床轴线X和Z同时以线性内插关系移动,因此,利用下部刀片58的右角,以车削齿轮坯料40的前内部表面68。由于该车削步骤期间的直径变化,所以可在前内部车削的开始和结束之间,将主轴RPM调整至某一速度,以实现可接受的车削表面速度。为了实现最优车削表面速度,也可能与实际车削直径成线性关系持续改变RPM。
然后,将机床轴线X、Y、Z和B从其前内部68车削末端位置移动,优选快速移动至分度位置。这是在齿切削处理开始时将切削工具54引至齿轮坯料40的位置。在本例子中,在非展成连续分度操作(图11)中,以面滚刀头54切削齿轮坯料40,以产生齿轮70(图12)。这要求切削工具头54和齿轮坯料40在图11中的各自箭头所示的方向旋转。该例子中的切削要求切削工具54到齿轮坯料40材料中的进给运动达到全深度位置。通常以轴线X、Y和Z的同时运动实现该进给运动,并且在一些处理中要求额外的B轴线旋转。然而,在本例子中,需要至少X轴线运动,以实现刀具进给。
为了从齿槽72撤回切削工具54,机床轴线X、Y、Z(并且可能B)移动,并且优选返回至分度位置。停止切削工具54的旋转,并且工作主轴42的旋转反向。然后,机床轴线X、Y、Z和B从分度位置移动,优选通过快速移动,至图12中所示的去毛刺位置,并且静止在该位置的时间为至少一圈齿轮72旋转,同时上部刀片56的长边缘将毛刺74从齿72刮除。在该步骤中,选择Y轴线偏移量,以为刮除运动提供最优条件。也可能(代替从分度位置快速移动至去毛刺位置)从分度位置以快速移动而移动至某一距离,靠近图12所示的去毛刺位置,并且然后,以较低速度移动至图12所示的最终去毛刺位置。
然后,机床轴线X、Y、Z和B从去毛刺位置移动,优选快速移动至其最初加载位置。工作主轴42的旋转停止。
完成切削和去毛刺的齿轮72被卸卡紧以及卸载。
在本发明中,可湿式或干式执行车削处理,但优选干式车削。刀具夹上利用的切削边缘优选为刀片(例如,碳化物),但是可为镀铜或整体刀具材料。另外,应理解,如果在某些区域,所要清除的原料高,则车削步骤(所有的或仅单独步骤)可能必须重复一次或更多次。除了轴线X、Y和Z之外,还能够利用机床轴线B,以在车削操作期间定位和移动车削刀具。
优选切屑的长度短,以便在利用切齿机的切屑输送机将其清除期间,不造成问题。能够使用本领域技术人员已知的适当刀具角度和进给速度,控制切屑的卷绕直径和长度。可替换地,本发明工艺建议短进给中断(即,脉冲进给)。
虽然已参考优选实施例描述了本发明,但是应理解,本发明不限于其细节。本发明有意包括对本领域技术人员显而易见的、属于本主题、不偏离附加权利要求的精神和保护范围的更改。
Claims (15)
1.一种制造锥齿轮和准双曲面齿轮的机床,包括:
工件主轴,所述工件主轴能绕工件旋转轴线旋转;
刀具主轴,所述刀具主轴能绕刀具旋转轴线旋转,所述刀具主轴位于不能旋转刀具主轴罩内;
所述工件主轴和所述刀具主轴能相对于彼此,沿多达三个不同方向平移;
所述工件主轴和所述刀具主轴能相对于彼此,绕至少一个枢转轴线有角度地运动;
刀具夹,所述刀具夹连接至所述不能旋转刀具主轴罩,所述刀具夹包含一个或更多金属清除刀具。
2.根据权利要求1所述的机床,其中,所述金属清除刀具包括车削刀片。
3.根据权利要求2所述的机床,其中,所述金属清除刀具包括两个车削刀片。
4.根据权利要求1所述的机床,其中,所述刀具夹能拆装地连接至所述主轴罩。
5.根据权利要求1所述的机床,其中,所述刀具夹包括主臂、刀片臂,以及连接所述主臂和所述刀片臂的间隔臂。
6.根据权利要求5所述的机床,其中,所述主臂平行于所述刀具旋转轴线定向。
7.根据权利要求1所述的机床,还包括安装在所述刀具主轴中的面铣刀和面滚刀,以及安装在所述工件主轴中的环形齿轮坯料或小齿轮坯料。
8.一种在机床上加工锥齿轮和准双曲面齿轮的方法,所述机床包括:能绕工件的旋转轴线旋转的工件主轴;能绕刀具旋转轴线旋转的刀具主轴,所述刀具主轴位于不能旋转刀具主轴罩内,所述工件主轴和所述刀具主轴能相对于彼此沿在多达三个不同方向平移,所述工件主轴和所述刀具主轴能相对于彼此绕至少一个枢转轴线有角度地运动;以及连接至所述不能旋转的刀具主轴罩的刀具夹,所述刀具夹包含一个或更多金属清除刀具,所述方法包括:
在所述刀具主轴上安装刀具;
在所述工件主轴上安装工件;
沿所述三个方向中的至少一个方向和/或绕所述至少一个枢转轴线,相对于所述工件主轴移动所述刀具主轴,以使所述一个或更多金属清除刀具和所述工件啮合;
加工所述工件的一个或更多预定表面,
在所述刀具主轴上旋转所述刀具,
使所述旋转刀具啮合所述工件,以在所述工件中形成一个或更多齿。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括使所述一个或更多金属清除刀具和所述工件的齿啮合,以清除由所述齿形成步骤产生的毛刺。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述一个或更多金属清除刀具包括刀片。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,安装至所述刀具主轴的所述刀具包含面铣刀和面滚刀。
12.根据权利要求8所述的方法,其中,环形齿轮坯料被安装在所述工件主轴上,并且所述环形齿轮坯料上的前外部表面、前表面和前内部表面至少其中之一由所述一个或更多金属清除刀具加工。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,面铣刀或面滚刀安装在所述刀具主轴上,并且所述表面加工之后,在所述环形齿轮坯料中切出一个或更多齿。
14.根据权利要求8所述的方法,其中,所述加工包含车削。
15.根据权利要求8所述的方法,其中,小齿轮坯料安装在所述工件主轴上,并且,直径以及齿面角中至少一个由所述一个或更多金属清除刀具加工。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104781028A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-15 | 格里森工场 | 用于齿轮制造的双向刀盘 |
CN105008078A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-10-28 | 格里森-普法特机械制造有限公司 | 展成或加工齿轮齿的方法以及切齿机 |
CN105458412A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 利勃海尔-齿轮技术有限责任公司 | 用于对齿轮切割工件倒角和去毛刺的方法和设备 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010023728A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von identischen Zahnrädern mittles abspanender Bearbeitung |
DE102012010689A1 (de) | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Vollmer Werke Maschinenfabrik Gmbh | Vorrichtung zum Schärfen von Werkzeugen mit Schneiden, wie beispielsweise Bohrer, Fräser oder dergleichen |
CN105382495A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-09 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种车轮机加工工艺 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1284256B (de) * | 1964-09-18 | 1968-11-28 | Wehrle Kg Emilian | Vorrichtung an einer Waelzfraesmaschine zum Entgraten der Stirnseiten von Zahnraedern od. dgl. |
DE19744486A1 (de) * | 1997-10-09 | 1999-04-29 | Mhd Maschinenservice Gmbh | Fräsvorrichtung zum Anfasen und Entgraten von schräg- und/oder bogenverzahnten Kegelrädern |
CN1457279A (zh) * | 2001-02-16 | 2003-11-19 | 格里森工场 | 生产锥形齿轮的机器和方法 |
CN101085481A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 科林基恩伯格股份有限公司 | 软加工锥齿轮的装置和方法及该装置的应用 |
US20080152446A1 (en) * | 2005-02-14 | 2008-06-26 | Klingelnberg Gmbh | Device And Method For Green Machining Bevel Gears |
US20080213055A1 (en) * | 2005-07-28 | 2008-09-04 | Klingelnberg Gmbh | Universal Machine for the Soft Machining of Bevel Gears and Corresponding Method |
CN101543915A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-30 | 无锡银联机械有限公司 | 数控刷齿机 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3129638A (en) * | 1960-10-14 | 1964-04-21 | Washington Scient Ind Inc | Deburring attachment for gear cutters |
FR2292550A1 (fr) * | 1974-11-28 | 1976-06-25 | Peugeot & Renault | Dispositif d'ebavurage et de chanfreinage de dentures de roues d'engrenage |
JPH0785843B2 (ja) | 1987-08-24 | 1995-09-20 | ザ グリーソン ワークス | 多軸かさ歯及びハイポイドギア創成装置 |
DE19646189C2 (de) | 1996-11-08 | 1999-08-26 | Klingelnberg Soehne Gmbh | Maschine zum Herstellen von bogenverzahnten Kegelrädern |
JPH10180542A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-07 | Nissan Motor Co Ltd | 歯車の面取り加工方法および面取り加工装置 |
JP2001198702A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-24 | Dainichi Kinzoku Kogyo Kk | 複合加工機 |
DE10109117C1 (de) * | 2001-02-24 | 2002-07-25 | Klingelnberg Gmbh | Entgratvorrichtung für Kegelräder |
DE202005011790U1 (de) * | 2005-07-22 | 2005-10-20 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Verzahnmaschine, insbesondere Kegelrad-Verzahnmaschine, mit einer Vorrichtung zum Anfasen/Entgraten der Kanten eines Werkstückes |
-
2010
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1284256B (de) * | 1964-09-18 | 1968-11-28 | Wehrle Kg Emilian | Vorrichtung an einer Waelzfraesmaschine zum Entgraten der Stirnseiten von Zahnraedern od. dgl. |
DE19744486A1 (de) * | 1997-10-09 | 1999-04-29 | Mhd Maschinenservice Gmbh | Fräsvorrichtung zum Anfasen und Entgraten von schräg- und/oder bogenverzahnten Kegelrädern |
CN1457279A (zh) * | 2001-02-16 | 2003-11-19 | 格里森工场 | 生产锥形齿轮的机器和方法 |
US20080152446A1 (en) * | 2005-02-14 | 2008-06-26 | Klingelnberg Gmbh | Device And Method For Green Machining Bevel Gears |
US20080213055A1 (en) * | 2005-07-28 | 2008-09-04 | Klingelnberg Gmbh | Universal Machine for the Soft Machining of Bevel Gears and Corresponding Method |
CN101085481A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 科林基恩伯格股份有限公司 | 软加工锥齿轮的装置和方法及该装置的应用 |
CN101543915A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-30 | 无锡银联机械有限公司 | 数控刷齿机 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104781028A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-15 | 格里森工场 | 用于齿轮制造的双向刀盘 |
CN104781028B (zh) * | 2012-11-13 | 2019-07-12 | 格里森工场 | 用于齿轮制造的双向刀盘 |
CN105008078A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-10-28 | 格里森-普法特机械制造有限公司 | 展成或加工齿轮齿的方法以及切齿机 |
CN105008078B (zh) * | 2013-02-26 | 2018-05-15 | 格里森-普法特机械制造有限公司 | 展成或加工齿轮齿的方法以及切齿机 |
CN105458412A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 利勃海尔-齿轮技术有限责任公司 | 用于对齿轮切割工件倒角和去毛刺的方法和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP2516092B1 (en) | 2017-11-29 |
US9289839B2 (en) | 2016-03-22 |
US20120230791A1 (en) | 2012-09-13 |
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