CN104148747B - 用于在冠状齿轮工件上动力刮削轮齿的动力刮削刀具 - Google Patents

用于在冠状齿轮工件上动力刮削轮齿的动力刮削刀具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在冠状齿轮工件上动力刮削轮齿的动力刮削刀具。用于在环形或碟形工件(20)通过动力刮削方法制造若干齿隙(22)的动力刮削刀具(100)，工件(20)具有工件旋转轴(R2)，其中动力刮削刀具(100)包括：刀具旋转轴(R1)；刮削圆锥体(110＊)，其以双曲面或截锥的形式，并且其旋转对称设置到刀具旋转轴(R1)；多个切割齿，其径向向外伸出刮削圆锥体(110＊)的侧面。每个切割齿具有斜面和至少一个切割边缘，其中所有斜面具有切割表面法线，其与刀具旋转轴(R1)形成小于40°的锐角，并且其中动力刮削刀具(100)设计用于工件(20)的轴偏运动力刮削。

Description

用于在冠状齿轮工件上动力刮削轮齿的动力刮削刀具
技术领域
本发明提供一种动力刮削刀具，其特定设计用于在冠状齿轮工件上通过动力刮削(power skiving)方法制造或加工轮齿。
背景技术
有很多种方法用于加工齿轮。在快速软预加工情形中，分为滚齿、刨齿、滚铣、和动力刮削。滚齿和动力刮削称为连续方法，如此后更详细的说明。
这涉及冠状齿轮的修整加工。结合本发明，冠状齿轮被看作是齿轮，其主体为环状或盘状并且其中轮齿分布在前侧的区域。因此，在英语中这种齿轮有时还被称为面齿轮(face gear)。这种冠状齿轮区别还在于其可以和作为副齿轮的常规直齿圆柱齿轮配对。
在本发明意义上的冠状齿轮具有面角，在没有轴偏移的配对的情况中，对应于冠状齿轮的旋转轴和配对副齿轮的旋转轴线之间的轴线角。本发明主要涉及冠状齿轮，其中面角Δ在60°到120°之间。
如果冠状齿轮的面角是90°，这种齿轮还被称作平面齿轮。
用于制造冠状齿轮的已知的好的概述可以从PCT申请WO2011/017301A1中得到。其他代表性的刀具和方法从以下文献中已知：
-EP0699114B1，
-DBP1074366，
-US2308891。
DBP1074366和US2308891两篇文献涉及用于动力刮削冠状齿轮的方法。至今为止，具有类似切割轮形状的刀具已经用于动力刮削中。在动力刮削情形中这种刀具设置为与冠状齿轮轴地偏移，以生成需要动态的去除碎屑的方法的切割部件。运动刀具经过整个轮齿宽度以形成冠状齿轮的轮齿。在本文中有不同的运动方法。
在这种情况中通常需要设计刀具和刀具的运动，以使以足够的公差在沿着冠状齿轮轮齿齿宽的所有点产生所需的轮齿外形。由于在整个轮齿宽度改变接触角度以及刀具所需的轴偏移，在该情况下产生问题。例如，由于齿面在直齿冠状齿轮情形中必须径向延伸并且由于接触副齿轮具有平行于其本身的副齿轮轴线延伸的齿面，这是由于截线定理造成的，冠状齿轮齿面上的接触角度必须从外向内减小。
副齿轮和冠状齿轮副的轴偏移通常不对应于在加工期间刀具和冠状齿轮的轴偏移。
出于上述原因，在冠状齿轮上生产齿面的情形中只有大致的解决方法。
此外，明显的是由于使用例如切割轮的刀具，切割条件从外侧到内侧(相对于工件)可以大幅改变。
出于这些原因，迄今为止仅能达到不能令人满意的结果，尤其是具有更大轮齿宽度的冠状齿轮。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加工冠状齿轮轮齿的刀具，其比先前的刀具具有更精确的结果。
这涉及冠状齿轮的生产或加工，如在开始时限定的。也就是，概括地示出，其涉及在冠状轮形工件上轮齿的生产或加工。
根据本发明通过刀具达到该目的，其在此称为锥形动力刮削刀具。
特定地，这涉及用于在(冠状轮)工件上使用动力刮削方法生产或加工轮齿的动力刮削刀具。动力刮削刀具具有锥形主体，锥形主体具有切割齿，其对应于冠状齿轮轮齿的共轭齿或者来源于这些共轭齿。
根据本发明，动力刮削刀具设计为与待加工锥形轮齿有关，从而在动力刮削期间在轮齿的整个齿宽上切割条件是相同的。这通过重新定义主体的锥度角实现，通过在工件上建立刮削平面和切割齿的数量(称为齿数)，并且通过根据对应设置/定位动力刮削刀具。
根据本发明，优选确定(计算)锥形轮齿的、待生产或代加工的齿隙的共轭齿。该共轭齿优选是虚拟副齿轮的轮齿，其最好与冠状轮形工件的圆锥轮齿配对。优选沿着确定共轭虚拟齿建立至少两个斜面和对应斜面的切割边缘。以这种方式，在三维空间中限定出至少两个切割边缘。
根据实施方式，这两个或多于两个切割边缘可以彼此具有相同的间距。然而，它们也可以具有不同的间距。在共轭虚拟齿的齿宽方向观察间距。
在理论上考虑，多个共轭虚拟齿沿着动力刮削刀具的圆锥主体的圆锥后表面的圆周分布。在动力刮削刀具的具体应用中，这些共轭、虚拟齿被所谓的切割齿“取代”，或者以真实切割齿的形式应用。优选地，根据本发明，每个共轭齿应用一个、两个、或多于两个真实切割齿的形式。然而，例如，如果由于空间的原因仅每第二个共轭齿被应用，这意味着不是每个共轭齿应用为切割齿。因此，还可能为实施方式中不是每个共轭齿都用作一个或多个切割齿的基础。
根据本发明的多个实施方式结果，可以区分如下：
-每个共轭虚拟齿仅由一个真实切割齿取代，其中使各个虚拟齿的切割齿不同。
-每个共轭虚拟齿仅由一个真实切割齿取代，其中使各个虚拟齿的切割齿在一组内不同并且该组多次重复。
-每个共轭虚拟齿由多个真实切割齿(例如，每个共轭虚拟齿两个或三个真实切割齿)取代，其中使各个虚拟齿的切割齿不同。
-每个共轭虚拟齿由一个或多个真实切割齿取代，其中使各个虚拟齿的切割齿在一组内不同并且该组多次重复。
-例如，每第二个或第三个虚拟齿由一个、两个、或多于两个真实切割齿取代，其中没有真实切割齿应用在各其他虚拟齿的位置。
此处切割齿组既与一体化(整体)刀具也与配备有杆状刀具的刀具一起使用。在发明的整体刀具中，来自于刮削圆锥体的切割齿和主体由一块材料制成。
以上所有的大刀具情况中，切割齿可以以杆状刀具的形式实施。腔室(容纳区域)必须设置设在刀具的主体中，其从刮削圆锥体而来。这些主体的腔室也不必与偏移刀面一样相互偏移分布，因为杆状刀具的杆状刀具轴厚度允许刀面位置经过特定宽度的改变或调整。
根据本发明，还假定对使用这种刀具的冠形齿轮的加工，少数的不同腔室位置足够用于容纳杆状刀具。
本发明的优点是刀具由于在工件切割宽度上使用多个刀具的切割边缘而不必在整个轮齿宽度上运动以完成整个轮齿。
根据本发明，切割齿的特定切割边缘用于加工轮齿的特定区域。如果这些区域足够小，齿侧从设定点几何形状产生的偏差同样小。
根据本发明，动力刮削刀具的切割边缘和刀面位于不同的直径上。本发明的刀具因此具有多个切割等级。
根据本发明，在所有实施方式中本发明切割齿的刀面优选向前，也就是，动力刮削刀具的斜面点，以截锥的形式，在主体的锥头的方向上。
然而，根据本发明切割齿的刀面也可以朝向相反的方向。在这个不优选的情况中，动力刮削刀具的刀面点，以截锥的形式，远离主体锥头的方向。
根据本发明，定义在共轭齿上的刀面彼此可以具有相同的间距。然而，刀面的间距也可以不同。
根据本发明，每个虚拟共轭齿也可以由多个真实切割齿代替，其中单个虚拟齿的切割齿不同。
根据本发明，每个虚拟共轭齿也可以由一个真实切割齿代替，其中单个虚拟齿的切割齿相互不同。
根据本发明，每个虚拟共轭齿也可以由一个真实切割齿代替，其中单个虚拟齿的切割齿在一组内不同并且该组沿着动力刮削刀具的圆周多次重复。
根据本发明，每个共轭虚拟齿由一个或多个真实切割齿取代，其中使各个虚拟齿的切割齿在一组内不同并且该组沿着动力刮削刀具的圆周多次重复。
根据本发明，例如，每第二个或第三个虚拟齿由一个、两个、或多于两个真实切割齿取代，其中没有真实切割齿应用在各其他虚拟齿的位置。
对于本发明，可以考虑到地是接触角在整个尺宽变化并且因此在轴偏移制造的情况中，为了精确加工需要不同的切割型线。通过待加工的每个轮齿间隙使用多个切割齿，在型线上可以进行局部调整。
本发明允许冠状齿轮比可能使用类似切割轮的常规刮削刀具更精密的制造。
在该动力刮削方法中本发明允许这种冠状齿轮的精密和可靠的加工。
附图说明
本发明进一步的细节和优点基于典型实施方式和参考附图将在以下描述。
图1A示出成对的本发明的动力刮削工具和冠状齿轮的顶视图，其中在此仅示出了动力刮削刀具的圆锥主体(以截锥的形式)；
图1B示出根据图1A的配对的侧视图，其中不仅示出了动力刮削刀具的主体，还示出了其刮削圆锥体；
图1C示出图1B的动力刮削刀具的圆锥刮削圆锥体(以截锥的形式)以放大的形式的截面图；
图2A示出单个共轭齿的示意图。
图2B示出根据图2A的单个共轭齿的示意图，其通过两个切割表面相交；
图2C示出根据图2A的共轭齿的轮廓的示意图，其中共轭齿分为两个分齿；
图3A示出本发明动力刮削刀具的第一实施方式的示意图，其中示出了共轭齿的轮廓并且动力刮削刀具的每个共轭齿具有三个切割齿；
图3B示出根据图3A细节放大示意图；
图3C示出图3A的动力刮削刀具的顶视图。
图4A示出本发明动力刮削刀具的第二实施方式的示意图，其中动力刮削刀具具有分为两组的每组中的切割齿并且其中两组中的每组具有三个切割齿；
图4B示出根据图4A细节放大示意图；
图4C示出图4A的动力刮削刀具的示意图，其中在此示出了一个组；
图5A示出本发明动力刮削刀具的第三实施方式的示意图，其装备有切棒机；
图5B示出根据图5A的第三实施方式的截面图；
图6示出根据本发明通过动力刮削方法加工的冠状齿轮的示意图；
图7示出由一族线束组成的单叶双曲面的示意图。
具体实施方式
术语结合本说明书使用，其也用于相关的出版物和专利中。然而，需更注意的是这些术语的使用仅用以更好地理解。本发明的创意和专利要求的保护的范围不限制于选择的术语的解释。本发明可以容易地用于其他系统和/或技术领域。在其他技术领域中这些相应地使用。
图1A示出成对的本发明的动力刮削工具100和工件20(在此为冠状齿轮)的顶视图，其中在此仅示出了动力刮削刀具100的圆锥主体110。如图1A所示，动力刮削刀具100被设置为具有相对于工件20的轴偏移。此外，动力刮削刀具100稍微倾斜，因此后端面112在图1A中示出为椭圆形的。通过相关刮削圆锥体110＊的圆锥度(参见图1B和1C，局部锥角δ)的适当选择，动力刮削期间切割条件在工件20上待加工轮齿的整个齿宽上相等。这尤其是通过以下方式实现的，即，预先确定具有局部锥角δ的适合的刮削圆锥体110＊，并且建立刮削平面WE(参见图1B)和切割齿的数量(称为齿数)，以及动力刮削刀具100相对于工件20的轮齿的对应布置/放置。
刀具主体110的局部锥角δ的优先选择在以下会更详细的描述。在冠状轮20(工件)的刮削平面WE(参照平面)内，沿着齿宽方向(b表示齿宽)可以选择不同的刮削圆周。这些不同是由于它们各自的刮削圆周直径。对于这些刮削圆周的每个，对动力刮削加工最优的刮削圆周直径以刀具100生成。在这种情况下最佳地意味着分别由工件20和刀具100配合旋转而来的切割速度指向待加工齿隙22的间隙方向。
图1C示出刀具100上的最优刮削圆周半径，其确定在工件20上的三个刮削圆周选作实施例。这三个刮削圆周以rw0、rw0i、和rw0e表示。出于此目的，工件20上具有半径rw0的中间刮削圆周选为齿宽高度的一半b/2，并且外和内刮削圆周每个表示为从边缘锯齿状10％，也就是，中间半径为RPi+b/2，内半径为RPi+0.1＊b，外半径为RPe-0.1＊b(参见图1B)。rw0i和rw0e是外和内刮削圆周的半径。
图1C中所示工具20的最优刮削圆周半径的“箭头”在稍微弯曲的线LK上，稍微弯曲的线LK可以由大致的直线代替，例如，通过中间圆环上的切线。以这种方式，理论上的主体通过刮削圆锥体110＊大致为截锥的形式，其在设计点A1的高度触碰它。角δ是截锥的倾斜角，其用作刮削圆锥体110＊(参见图1C)。
在此描述的实施例中，由于描述的近似法，我们总是假定主体110具有恒定局部倾斜角δ。轴角∑(参见图1B)基于局部倾斜角δ如下：∑＝Δ+δ。
图1B示出，在每种示意的形式中，根据图1A的成对的工件20(此处为直齿冠状齿轮)和动力刮削刀具100的侧视图。需要注意的是在图1B中，冠状齿轮齿宽b相对于刀具尺寸特意示出的很大。在图1B中可以看出刀具的旋转轴R1指向斜下方并且投影显示与工件20的旋转轴R2形成轴角∑。需要注意的是旋转轴R1与旋转轴R2不相交，而是侧向延伸经过旋转轴R2作为轴偏移的结果并且穿过工件20跨越的平面(图1A画出的平面)。在图1B中，齿隙22的基体23通过点虚线示出。工件20的齿具有以实施例示出的齿高，其沿着齿宽b恒定。等式b＝RPe-RPi适用(参见图1B)。RPi是工件20的内半径并且RPe是外半径，如图1B所示。
因此，如上所述，局部倾斜角δ可以选择，而且相对于工件20轮齿刮削平面的位置、切割齿的数量(称为齿数)和动力刮削刀具100的设置/定位(例如，通过建立/确定轴偏移和轴角∑)可以被确定。
根据本发明，还进行共轭虚拟齿K(参见图2A到2C)的第一确定或计算。图2A到2C被理解为纯粹示意图。通过齿数比率建立空间传动，其对应于传动比，并且通过在三维空间内的轴布置。这定义了与工件(齿隙22)共轭的齿，在此定义为共轭虚拟齿K。优选地，倾斜角δ随后在设计点A1确定，其中认为本发明的刀具100理论上不具有严格的锥形基本形状，而是双曲面的形状。然而，在本发明的优选实施方式中，截锥的形式的刮削圆锥体110＊配合在双曲面中。
共轭虚拟齿K在本发明中的含义为这个虚拟齿K的边缘与工件20上的齿隙22精密“共轭”。
在这里提到很多次的共轭齿K(图2A以示意图的形式示出了实施例)，是辅助或构造的类型，可以更好的描述根据本发明的刀具100的由来和设计。还有其他方式进行这种本发明的刀具100的由来和设计。
附图标记K通常用于共轭齿。为了能够沿着刀具100的圆周区分单共轭齿，在不同情况下将数字附加到K上。
根据本发明，优选多个刀面位置Sp(参见图2B)沿着“齿宽”被预定义，并且刀面位置Sp与共轭齿K1的相交线Sc被确定。图2B示出了一示例，其中虚拟共轭齿K1用于两个切割齿的限定。因此，在这种情况下两个刀面位置Sp被预定义。以这种方式，刀具100的多个切割边缘被确定。为了能够在三维空间内自由地放置切割边缘，共轭齿K1被分开或者分段，因为在虚拟模型中移出共轭齿K1的材料。在此情形中，尤其是切割齿上的自由面相对于共轭齿K1也被取出，以确保足够的后角。因此产生切割边缘和刀面。例如这些切割边缘可以均匀分布在刀具100上(例如，沿着齿宽b)。
图2C示出从图2B演变而来的实施例。图2B的共轭齿K1被分开。以这种方式，从共轭齿K1产生两个切割齿K1.1和K1.2。图2C中所示两个切割齿K1.1和K1.2从上方倾斜(例如，在图2C中，所示为从截锥的前端面114的视图)，从而可以看出两个切割齿K1.1和K1.2的刀面106.1和16.2。在图2C中切割边缘用附图标记104.1和104.2表示。共轭齿K1的最上端切割齿K1.1的最上端切割相106.1的法向矢量n1也示出在图2C中。共轭齿K1的轮廓在图2C中通过两条点虚线示出。可以看出在区域B1和B2中共轭齿K1背面上的材料也被取出，首先定义切割齿K1.1和K1.2，从而提供足够的后角。
图3A示出了在图2A到2C的实施例上构建的刀具100。如实施例所示在设计的范围内十六个虚拟共轭齿K1到K16设置在动力刮削刀具100上。这些十六个齿K1到K16的每个分为三个切割齿，也就是，此处每个共轭齿K上预定义三个刀面Sp。在图3A中，共轭齿K1的三个切割齿使用附图标记K1.1、K1.2、和K1.3。为了强调虚拟共轭齿K1到K16和单个切割齿(例如，切割齿K1.1、K1.2、和K1.3)之间的几何关系，虚拟共轭齿K1到K16的轮廓线示出为图3A中的点虚线。
从而根据图3A的每个切割齿基于对应共轭齿K的一部分。在每个切割齿上(例如，在切割齿K1.1上)实现切割边缘(例如，在切割齿K1.1上，切割边缘104.1)。在图3A中切割边缘104.1、104.2、和104.3通过实线视觉强调。每个切割边缘上定义刀面。切割齿K1.1、K1.2、和K1.3的刀面在图3A和图3B中通过图形强调，以使它们更好的辨认。在这个示例性实施方式中刀面的法向矢量n稍微斜向旋转轴R1并且在平面投影内形成锐角。图3A示出共轭齿K15的最上端切割齿K15.1的最上端刀面的法向矢量n15。
图3B示出根据图3A的透视图的细节放大示意图。在图3B中，仅共轭齿K1、K2、和K16和切割齿K1.1、K1.2、K1.3、K2.1、K2.2、K2.3、和K16.1、K16.2、K16.3是可见的。在此图片中，三个切割边缘104.1、104.2、和104.3也通过厚的多边形链视觉强调并且切割齿K1.1、K1.2、和K1.3的刀面通过模型识别出。
图3C示出图3A的动力刮削刀具100的顶视图，其中这里仅示出了切割齿。取消了虚拟共轭齿K1到K16的轮廓线。显示了上(前)端面114的视图。在该图中三个切割边缘104.1、104.2、和104.3也同样通过厚的多边形链视觉强调并且切割齿K1.1、K1.2、和K1.3的刀面通过模型识别。
在图3B中，示出了三个虚辅助线m1、m2、和m16，其随着切割齿刀面的表面法线弯曲。在虚辅助线m1、m2、和m16的基底上，可以看出所示动力刮削刀具100的刀面轻微倾斜并且在这种情况下虚线与刀具轴R1没有相交共同点。这些辅助线位于双曲面上(例如参见图7)。在工件20具有直切割齿的特定情况中，双曲面退化为锥面。也就是，在这种特定情况下，辅助与旋转轴R1相交。这种特定情况也在本发明申请的保护范围之内。
根据图3A到3C的实施例中，每个虚拟共轭齿内的单个切割齿不同。因此，例如，虚拟共轭齿K1的所有三个切割齿K1.1、K1.2、和K1.3是不同的。然而，共轭齿K1的最上端共轭齿K1.1构造为与所有其他共轭齿的最上端切割齿相同。简单示出，使用以下关系，例如：K1.1＝K2.1＝......＝K16.1。这个原则不仅用于最上端切割齿，也用于根据本实施方式的刀具100的所有其他切割齿。
这种动力刮削刀具100的形状让人想起了最广泛的意义上的松球或松球的一部分。
由于多个切割边缘(例如，切割边缘104.1、104.2、和104.3)在齿宽b上的使用，推荐的动力刮削刀具100不必运动经过整个齿宽b以在工件20上加工整个齿隙22。根据动力刮削刀具100相对于工件20尺寸的相关尺寸，或分别相对于齿宽b，动力刮削可以根据本发明被执行而没有动力刮削刀具100必须在齿宽方向(例如，沿着齿隙22)上运动。然而，在可能的实施方式中，动力刮削刀具100必须在齿宽方向上少量运动。
特定的切割边缘用于加工轮齿的特定区域。如果这些区域足够小(例如，每个共轭虚拟齿K设置更多的切割齿)，设定点向何形状产生的偏差因此也很小。
如果动力刮削刀具100不足够大并且它的切割齿(例如切割齿K1.1、K1.2、K1.3)没有被定位从而可以生成整个齿隙22而没有位移运动，动力刮削刀具100围绕刀具轴R1的旋转运动和工件20围绕工件轴R2的旋转运动优选地覆盖在齿宽方向的直线位移运动。因此，大(在宽度意义中)齿隙22也可以使用相对小(在厚度意义中)刀具100加工。
根据本发明，动力刮削刀具100穿孔进入工件20的材料优选从上部沿着齿宽b进行，同时使用所有的切割齿。随后，产生运动步骤，如公知的使用切割轮动力刮削。
图4A示出本发明动力刮削刀具100的第二实施方式的示意图。所示动力刮削刀具100包括以两个为一组成组布置的切割齿。根据图4A的动力刮削刀具100包括两个为一组总共八组G1到G8。图4A中提供的两个为一组总共八组中的四组附图标记为G1、G2、G3、和G8。
在示出的示例中，两个为一组的每组建立在两个相邻的共轭齿上，其使用K1a和K1b示出在第一组G1中。在第八组G8中，共轭齿使用K8a和K8b示出。如上所述，共轭齿用于真实切割齿的起源或限定。在这里所示的示例中，中间切割齿G1.2定义在第一共轭齿K1a上。上和下切割齿G1.1和G1.3定义在第二共轭齿K1b上。两个切割齿G1.1和G1.3与中间切割齿G1.2偏移。由于虚拟共轭齿的拆分或分开，这里也产生切割边缘和刀面。组(例如，组G1)的刀面相互偏移。
图4B示出根据图4A的透视图的细节放大示意图。在图4B中仅共轭齿K1a、K1b、和K8b以及四个切割齿G1.1、G1.2、G1.3、G8.1是可见的。在这个图中，三个切割齿104.1、104.2、和104.3也通过厚的多边形链视觉强调并且切割齿G1.1、G1.2、G1.3的刀面通过模型识别。三个切割齿G1.1、G1.2、G1.3属于组G1并且单个可见切割齿G8.1属于组G8。在图4B的图中，组G1的三个切割齿104.1、104.2、和104.3通过厚的多边形链视觉强调。组G1的刀面通过模型识别。
在图4B中，显示了三个虚辅助线m1.1、m1.2、和m8.2，其沿着刀面法线的型线。在虚辅助线m1.1、m1.2、和m8.2基底上，可以看出所示动力刮削刀具100的刀面轻微倾斜并且在这种情况下虚线与刀具轴R1没有相交共同点。
图4C示出图4A的动力刮削刀具100的示意图，其中单个切割齿和其在主体110上的布置在这里是可见的。虚拟共轭齿K1a到K8b的轮廓线被取消。
在根据图4A到4C的实施例中，单个虚拟共轭齿的切割齿在组内不同并且沿着动力刮削刀具100的圆周多次重复组。因此，例如，所有第一组G1的三个切割齿G1.1、G1.2、G1.3不同。
进一步的实施方式可以源自根据图4A到4C的实施方式，其中仅一个切割齿从三个相邻虚拟共轭齿定义。所有这三个切割齿相互不同并且在主体110的不同直径上。在这个实施方式中，三个相邻虚拟共轭齿分配给每组。这些组沿着动力刮削刀具100的圆周多次重复。
图5A示出本发明动力刮削刀具100的第三实施方式的示意图。所示动力刮削刀具100装备有杆状刀具。在所示实施例中，每个共轭齿K1到K10分为三个单齿，其中这些单齿的每个设置有对应杆状刀具的头部区域。图5A中第一共轭齿K1的三个齿K1.1、K1.2、和K1.3使用附图标记标识。
为了能在动力刮削刀具100的截锥形式的主体110中插入杆状刀具，并且在其中固定，在主体110中每个杆状刀具设置一个可容纳开口。图5A中使用附图标记120.1、120.2、120.3表示三个可容纳开口。
图5B示出截面图。在这个截面图的基体上可以看出，例如，可容纳开口120.1如何从截锥的侧表面延伸进入到主体110的内部。位于这个容纳开口120.1中的杆状刀具130.1，可以看出头部区域131.1在一端，轴部分132.1在另一端。
在图5A和5B中示出为每个杆状刀具设置一个紧固螺钉。这些紧固螺钉之一使用附图标记140。
通常，可以认为根据本发明，在优选实施方式(例如，如图3A到5B所示)中切割齿的刀面朝前方，例如，刀面点朝向动力刮削刀具100的截锥形式的主体110的锥头(刀具100的局部锥角δ定义之处)。
然而，还有本发明的实施方式中切割齿的刀面朝后，也就是，刀面点远离锥头。然而，这些实施方式的缺点是自由面的设置被设计为更简单。
如果所有切割齿的切割表面法线n画为线束的形式，可以看出应用以下表述。这些表述还可以转换为共轭齿的朝向。
-在这些建立在双曲面上的实施方式中线束不相交。
-在这些建立在双曲面上的实施方式中线束与旋转轴R1不相交。
-每个线束与旋转轴R1在轴平面的投影形成锐角，优选小于40°。
-在这些特定情况中，其中双曲面退化形成锥面，线束与旋转轴R1在相交共享点相交。
通常，可以认为根据本发明在轴偏运动力刮削的情况中，旋转轴R1与工件旋转轴R2(参见图1B)形成轴角∑，应用以下表述。以下假设假定为：60°＜Δ＜120°并且0°＜δ＜60°
-在具有小于90°的面角Δ的工件20中，轴角∑在60°和150°之间的范围内，
-在具有90°的面角Δ的工件20中，轴角∑在90°和150°之间的范围内，
-在具有大于90°的面角Δ的工件20中，轴角∑在90°和180°之间的范围内。
此外，通常可以认为本发明刀具100的切割齿大致径向向外突出刮削圆锥体110＊的侧面。
此外，通常可以认为本发明刀具100的刀面具有刀面法线n，其与刀具旋转轴R1形成锐角，小于40°。该角度优选在0到30°范围内，其中下限等于零作为特定情况也包括在内。
图6显示根据本发明加工的典型冠状齿轮20。若干冠状齿轮20的轮齿以附图标记24表示。轮齿24在径向伸出并且在此共面布置。每个轮齿24的齿顶26随着从工件轴R2径向距离的增加而倾斜。
图7示出典型双曲面HY。尤其是，这是一个双曲面。例如，前面法线的弯曲可以视为在图7的基底上，其中双曲面HY的旋转轴与旋转轴R1一致。
附图标记列表
工件 20
齿隙 22
基体 23
齿 24
齿高 26
动力刮削刀具 100
切割齿 102
第二切割齿 102.2
切割边缘 104
第一切割边缘 104.1
第二切割边缘 104.2
第三切割边缘 104.3
刀面 106.1、106.2
主体 110
刮削圆锥体 110＊
后端面 112
前端面 114
可容纳开口 120.1、120.2、120.3
杆状刀具 130.1
杆状刀具的头 131.1
杆状刀具的轴 132.1
紧固螺钉 140
轴偏移 a
设计点 A1
第一高度 ai
第二高度 ae
区域 B1、B2
齿宽 b
组 G1-G12
双曲面 HY
共轭齿 K
共轭齿 K1到K6
共轭齿 K1a、K1b到K12b
第一共轭齿的第一切割齿 K1.1
第一共轭齿的第二共轭齿 K1.2
法线矢量 n1
法线矢量 n16
刀具的局部锥角 δ
工件的面角 Δ
曲线 LK
虚线 m1、m2、m3
虚线 m1.1、m1.2、m12.2
刀具旋转轴(刀具轴) R1
工件旋转轴(工件轴) R2
内半径 RPi
外半径 RPe
设计点半径 rw0
头端上半径 rw0i
底端上半径 rw0e
相交线 Sc
刀面 Sp
轴角 ∑
刮削平面 WE

Claims (7)

1.用于在环形或盘形工件(20)上通过动力刮削方法制造若干齿隙(22)的动力刮削刀具(100)，所述工件(20)具有工件旋转轴(R2)，其中动力刮削刀具(100)包括：
-刀具旋转轴(R1)，
-刮削圆锥体(110*)，所述刮削圆锥体为双曲面或截锥的形式，并且所述刮削圆锥体相对于刀具旋转轴(R1)旋转对称设置，
-若干切割齿(K1.1、K1.2、K1.3；G1.1、G1.2、G1.3)，所述切割齿大致径向向外伸出刮削圆锥体(110*)的侧面，
其中每个切割齿(K1.1、K1.2、K1.3；G1.1、G1.2、G1.3)具有刀面(106.1、106.2)和至少一个切割边缘(104.1、104.2)，
其中所有刀面(106.1、106.2)具有切割表面法线(n)，所述切割表面法线与刀具旋转轴(R1)形成小于40°的锐角，并且其中动力刮削刀具(100)设计用于工件(20)的轴偏动力刮削，并且其中，动力刮削刀具(100)包括设置在刮削圆锥体(110*)的不同直径上的至少两个或者多于两个的切割齿(K1.1、K1.2、K1.3；G1.1、G1.2、G1.3)。
2.根据权利要求1的动力刮削刀具(100)，其特征在于，所述锐角在0°到30°范围内，其中下限也包括在内。
3.根据权利要求1或2的动力刮削刀具(100)，其特征在于，在轴偏动力刮削期间，刀具旋转轴(R1)与工件旋转轴(R2)形成轴角(Σ)，
-其中在具有小于90°的面角(Δ)的工件(20)中，所述轴角(Σ)在60°和150°之间的范围内，
-其中在具有90°的面角(Δ)的工件(20)中，所述轴角(Σ)在90°和150°之间的范围内，
-其中在具有大于90°的面角(Δ)的工件(20)中，所述轴角(Σ)在90°和180°之间的范围内。
4.根据权利要求1或2的动力刮削刀具(100)，其特征在于，用于动力刮削工件(20)的共同齿隙(22)的至少一个第一切割齿(K1.1)和至少一个第二切割齿(K1.2)设置在所述刮削圆锥体(110*)上。
5.根据权利要求1或2的动力刮削刀具(100)，其特征在于，所述动力刮削刀具具有多个切割等级。
6.根据权利要求1或2的动力刮削刀具(100)，其特征在于，所述动力刮削刀具具有在刮削圆锥体(110*)的不同直径上的切割边缘(104.1、104.2、104.3)。
7.根据权利要求1或2的动力刮削刀具(100)，其特征在于，所述动力刮削刀具是整体刀具，其中所述切割齿(K1.1、K1.2、K1.3；G1.1、G1.2、G1.3)和源于刮削圆锥体(110*)的主体由一块材料制造。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101913918B1 (ko) 2014-05-30 2018-10-31 미츠비시 쥬코우 고우사쿠 기카이 가부시키가이샤 스카이빙 가공용 커터
JP2016124082A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 三菱重工工作機械株式会社 スカイビング加工用カッタ
JP6565399B2 (ja) * 2015-07-09 2019-08-28 株式会社ジェイテクト 歯車加工装置
DE102015010929A1 (de) 2015-08-20 2016-03-17 Daimler Ag Verfahren zur Herstellung eines Kronenrades
JP6348531B2 (ja) * 2016-03-25 2018-06-27 三菱重工工作機械株式会社 スカイビング加工用カッタ及びこれを使用する歯車製造方法
JP6367889B2 (ja) 2016-10-25 2018-08-01 三菱重工工作機械株式会社 スカイビング加工用カッタ
GB201711432D0 (en) * 2017-07-17 2017-08-30 Rolls Royce Plc A tool, an apparatus for machining splines on a workpiece and a method of machining splines on a workpiece
JP6529204B2 (ja) * 2018-07-04 2019-06-12 三菱重工工作機械株式会社 スカイビング加工用カッタ
CN114049440B (zh) * 2021-11-15 2022-07-08 山东山大华天软件有限公司 一种用于汽车冲压模具的刺破刀的三维设计方法及系统
WO2024009520A1 (ja) * 2022-07-08 2024-01-11 株式会社ジェイテクト 切刃工具、切刃工具の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB823729A (en) * 1955-12-12 1959-11-18 Nat Broach & Mach A method of shaving gears
GB884743A (en) * 1958-03-27 1961-12-13 Gleason Works Improvements relating to face mill cutters
CN1778504A (zh) * 2004-11-25 2006-05-31 亚洲光学股份有限公司 齿轮型刀
DE102009003601A1 (de) * 2009-03-11 2010-09-16 Profilator Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Fertigen eines Kegelrades, insbesondere eines Kronenrades

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1398039A (en) * 1920-11-24 1921-11-22 Illinois Tool Works Cutter for generating skew bevel-gears
US1472960A (en) * 1922-10-28 1923-11-06 O K Tool Co Disk cutter having staggered series of side teeth
US2050233A (en) * 1931-03-21 1936-08-04 Gleason Works Hob
US2308891A (en) 1939-04-05 1943-01-19 Fellows Gear Shaper Co Method and apparatus for gear generation
US2304586A (en) * 1940-12-14 1942-12-08 Fellows Gear Shaper Co Hob for generating crown gears
US2711673A (en) * 1948-08-21 1955-06-28 Fellows Gear Shaper Co Method and means for producing spiral face gears by continuous action
DE1074366B (de) 1949-08-20 1960-01-28 The Fellows Gear Shaper Con pany Springfield Vt (V St A) Verfahren zur Herstellung von Zahnen in einein Kronenradrohlmg
DE1049195B (de) * 1955-06-04 1959-01-22 Klingelnberg Soehne Ferd Formfraeser mit Mehrfachschneiden
US5080588A (en) * 1988-06-27 1992-01-14 The University Of Michigan Surface finishing apparatus and method
NL9002611A (nl) * 1990-11-29 1992-06-16 Crown Gear Bv Gereedschap voor het vervaardigen van kroonwielen, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk gereedschap.
NL9300826A (nl) 1993-05-13 1994-12-01 Crown Gear Bv Gereedschap voor het vervaardigen van een kroonwiel dat kan samenwerken met een rondsel met schuine tanden en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk kroonwiel.
US6517772B1 (en) * 2001-09-26 2003-02-11 Federal-Mogul World Wide, Inc. Apparatus and method for forming powder metal gears
RU2542040C2 (ru) 2009-08-03 2015-02-20 Те Глисон Воркс Способ и инструмент для изготовления плоских зубчатых колес
DE102010042835A1 (de) * 2010-10-22 2012-04-26 Sandvik Intellectual Property Ab Zahnfräser und Verfahren zum Fräsen der Zähne von Zahngetriebeelementen
JP2012143821A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Aisin Seiki Co Ltd 歯車製造方法
DE202011050054U1 (de) * 2011-05-06 2011-09-15 Klingelnberg Ag Wälzschälwerkzeug mit Messerstäben
EP2570217B1 (de) * 2011-09-15 2014-11-05 Klingelnberg AG Semi-Completing Wälzschälverfahren und Vorrichtung mit entsprechendem Wälzschälwerkzeug zum Ausführen eines Semi-Completing Wälzschälverfahrens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB823729A (en) * 1955-12-12 1959-11-18 Nat Broach & Mach A method of shaving gears
GB884743A (en) * 1958-03-27 1961-12-13 Gleason Works Improvements relating to face mill cutters
CN1778504A (zh) * 2004-11-25 2006-05-31 亚洲光学股份有限公司 齿轮型刀
DE102009003601A1 (de) * 2009-03-11 2010-09-16 Profilator Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Fertigen eines Kegelrades, insbesondere eines Kronenrades

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