CN105555451A - 轮廓量规、装备有轮廓量规的测量装置以及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实施为具体地被设计成用来刮削齿状工件的具有齿状轮廓的刀具的测量几何学的轮廓量规，其中，轮廓量规用来确定可用于待用刀具执行的加工过程、具体地是刮削过程的至少一个测定量，以及其中，在所述加工过程的一定阶段中，待展成的工件的齿状轮廓通过与刀具的齿的啮合来形成。本发明的特征在于，具有齿状轮廓部分，在确定测定量时，刀具的齿与齿状轮廓部分啮合，该啮合对应于在轮廓形成阶段期间刀具与工件之间的啮合。本发明还涉及测量装置和测量方法。

Description

轮廓量规、装备有轮廓量规的测量装置以及测量方法

本发明的主要内容是实施为被设计成用来刮削齿状工件的具有齿状轮廓的刀具的测量几何学的轮廓量规，其中，轮廓量规用于确定可以用于待用刀具执行的刮削过程的至少一个测定量，以及其中，在所述加工过程的阶段中，待在工件上展成的齿状轮廓通过与刀具的齿啮合来形成。本发明还包含装备有轮廓量规的测量装置以及基于轮廓量规的测量方法。更一般地说，寻求保护的本发明涉及被设计成通过与工件的滚动啮合来展成和/或精加工齿状轮廓的具有几何学上限定的切削刃的刀具的轮廓量规。

在用为此目的设计的采用刮削轮的刮削(也被称为“动力刮削”)齿状工件中，如由其各自制造商的特定刮削轮的尺寸直接或间接参与到刮削过程的控制设定。

通常，制造商会指定刮削轮的外径(在齿尖处测得的)以及刀具高度。

例如用于插齿过程中的接触测量的、诸如例如用刀具尺寸根据其计算出来的限定辊对展成刀具进行测量的其它测量方法仅限用于刮削轮，因为这种测量的评估极其复杂并且要求大量输入数据。

在刚提到的插齿过程中，从其轴线的方向上所显示的展成刀轮的切削刃代表在横向剖面上的正齿轮的齿状轮廓的几何形状，其中，所述正齿轮在过程中像一个齿轮与另一个齿轮啮合一样(在直齿刀轮的情形中)与工件啮合。或者在螺旋展成刀轮的情况下，垂直于曲面法线并沿齿线所示的，至少切削刃的轮廓代表在法向剖面上的螺旋齿轮的齿状轮廓的几何形状，其中，所述螺旋齿轮在过程中像一个螺旋齿轮与另一个螺旋齿轮啮合一样与工件啮合。与这些情况相比，刮削轮的切削刃的形状会与待根据指定的齿几何形状来切削的齿隙的形状不同。假设在刮削过程中，工件和刀具的各自旋转轴线会以正常设在10度至30度之间的角度彼此相交，则刮削轮将例如不再符合渐开线齿形，如上述展成刀轮的情况那样。由于动力刮削过程可以被预料为该领域中的从业者所熟知，因此在这点上将不再考虑进一步细节。该过程的清楚的展示可以在EP2537615A1中找到。

由于刚刚解释的原因，由刮削轮制造商提供的信息一般会局限于直径和高度。然而，已经发现，即使有了对这些刮削轮尺寸的了解，在尤其是一系列齿状工件的生产运行之初仍有不良品，因为后者可以在几个不同方面上超出公差，例如在基部切向长度上尺寸不足。实际上，工件被带到在其中进行测量的测量室。根据由此得到的测量结果，对动力刮削过程的机床设定作出校正。

鉴于在前面传统步骤所涉及的问题，本发明的目的是简化关于上述方面的动力刮削过程的实践并改进动力刮削过程，具体地，目标在于优选地已经在生产运行的初加工工件中所制成的齿廓的高质量。

为了解决这个任务，本发明提供体现如在上文提到的测量几何学的轮廓量规，其特征在于齿状轮廓部分，为了确定测定量，刀具的齿与该齿状轮廓部分啮合，该啮合代表在轮廓形成阶段期间刀具与工件之间的啮合。

因此，轮廓量规被设计成，使得在进行测量之前，刀具的齿状轮廓与轮廓量规一啮合，齿状轮廓啮合之间的这种一致就存在。

为了简化起见，即使本发明可以肯定适用于在权利要求书中指定的展成方法，特别是具有螺旋齿的展成刀轮的展成方法，但本发明的下列描述涉及刮削过程，本发明的优点在该刮削过程中最强有力地得到证明。

由于在一方面刮削轮的齿状轮廓与轮廓量规的齿状轮廓的啮合以及在轮廓形成阶段期间工件的齿状轮廓与刀具的齿状轮廓的啮合之间的一致性，因此创造出复制工件和刮削轮的各自轴线之间的最小距离的情况，因为在轮廓形成阶段中，这个非常相同的最小距离存在于工件和刮削轮的轴线之间。关于该情况的镜像，应将轮廓量规想成具有同样对应于工件轴线的轴线。

通过允许确定轴线之间的实际最小距离，即在最后轮廓形成步骤中刀具轴线与工件轴线之间的最小距离，这个想法具体地在使得能够确定在刮削过程中必须参与机床设定的正确参数值方面获得成功。迄今，考虑到在刮削过程中的轮廓形成展成运动期间刮削轮和工件之间的复杂接触情况，通常不可能仅根据所测得的且可用的刮削轮外径作出关于这种轴线距离的任何坚实的结论。

在本发明的特别优选实施例中，轮廓量规的齿状轮廓部分对工件的齿系的齿侧的至少一部分进行。此外，制造这种轮廓量规是明确的，因为工件的轮廓通常例如通过由待制造齿状工件的预期用户设定的规格来预先设定。

作为优选实施例，可以设想，至少部分的复制包括工件的齿状轮廓的至少一个左齿面和一个右齿面。为了方便测量(具体地图4中的尺寸“B”)，如果至少部分的复制包括具体地横穿间隙的彼此面对的两个齿侧，或者也包括彼此背对并属于单独齿的两个齿侧，则是有利的。如果至少部分的复制包括两个连续齿的全部四个齿侧，具体地不多不少正好这四个齿侧，则是进一步优选的。然而，至少部分的复制还可具有非对称分布齿侧，只要后者位于展成运动的轮廓形成区域中。例如，也可以使用彼此间隔开一个或多个齿位置的两个齿。如果至少部分的复制包括一个齿的齿侧或两个、三个或三个以上齿侧，其中，有至少一个右齿侧和一个左齿侧，则已经能够获得有利结果。在这点上，没有对本发明的进一步限制。

在有利实施例中，轮廓量规可以具有基部，该基部在一侧上支撑有齿状轮廓部分。对于另一侧(背面)，平面表面构型对将轮廓量规安置在测量装置中的方便方式来说是优选的，而且对限定轮廓量规的测量基准位置来说也是优选的。具体地，基部和齿状轮廓部分可以实质上连续(整体)构造。

在本发明的特别优选实施例中，可以设想，测定量包含关于刀具(刮削轮)的旋转轴线与第一基准之间的距离的信息，第一基准与轮廓量规相关联，其中，第一基准可以例如是基部的背面。轴线距离可以通过该第一基准与工件轴线的距离的额外的、容易得到的知识直接从这个信息中确定，这可以在概念中作为如上所述的轮廓量规的替代，并且随后在段落中支持方法权利要求。

轮廓量规的特别优选实施例包括定位件，该定位件在齿状轮廓部分的侧面上突出并且其空间尺寸之一沿齿状轮廓部分的齿高方向延伸。定位件具体地以柱的形状构造，并可以优选地定向成具有垂直于基部的背面的柱轴线。该定位件在齿的啮合中为刀具的齿顶的切削刃提供接触面，具体地在其外径。基于由此建立在定位件与刮削轮的切削刃之间的接触，进一步有利测量信息变成可用。

因此，可以设想，一个测定量包括定位件的接触区域与第二基准之间的高度距离，第二基准与刀具相关联。第二基准可以例如是刮削轮的背面或也可以例如是刀具所位于的刀夹的、例如刮削轮的夹盘的背面。具体选择哪个地方来布置刀具的基准是次要的，只要测量结果可以转换成机床设定所需的高度信息即可。在这方面之下，第二基准位置的上述实例肯定建议其本身。

重点是认识到，从切削刃在刮削轮的外径处的点到其背面的刀具高度可以在很多情况下并不直接被测量，因为在齿顶与切削刃相交的齿中心线不能容易地通过光学或机械测量设备来确定和限定。在没有根据本发明的测量的情况下，刮削过程因此缺少关于刮削轮到其背面的高度所应该基于的在齿顶的精确点的基准，而且特别由于在当前情况下，使用刮削机上的刮削轮的客户没有关于如何确定齿高的背景信息。

此外，在本发明范围内，还发现了，迄今被测量并提供给如上文所述的刀具高度的值不足以作出关于指定实际与设定机床相关的刀具高度，即例如从位于切削刃上和刮削轮的外径上的点到刮削轮背面的轴向距离的清晰结论。关于这个问题，将定位柱相对于齿宽的方向布置在轮廓量规的齿状轮廓部分的两齿之间的中间也是实用的。在这点上，最重要的又是建立与切削刃接触的明确限定点，机床设定所需的信息可以从该明确限定点确定。从业者将立即明白，这也可以通过步进研磨式刮削轮实现。定位件在横截面上应该优选地具有弯曲轮廓。具体地说，可以选择圆形横截面的柱状定位件。

在本发明中进一步设想，测定量包含关于定位件的接触区域相对于与刀具相关联的第三方位角基准的角位置的信息，该信息可以例如由打断后者的旋转对称的刀具几何特征、例如刮削轮背面上的凹槽来构成。如果齿状轮廓要以与工件的另一齿状轮廓或几何特征的指定位置关系展成/定位，则这可以与动力刮削相关。例如，在根据传统信息执行的刮削过程中，可能的是，如果在相对于已经存在于工件上的另一轮廓的位置的通过刮削过程展成的齿状轮廓的位置上发现误差，则生产零件可能必须报废，尽管它们相对于齿质量和齿宽在公差范围内。这个问题可以基于根据本发明确定的角位置解决。方位角基准的具体选择又与测量本身无关，只要最终所需相对角位置可以从其中导出即可。例如，在刮削轮安装在其上的刮削轮夹具背面上的几何特征可以用作方位角基准并为此测量。

优选确定与最小轴线距离相关联的测定量以及与相关刀具高度相关联的测定量。此外，如果必须满足待展成在工件上的齿状轮廓的指定角位置，则相应测定量优选地同样被确定为第三测定量。

根据本发明的测量装置的不同之处在于，其包括根据上述方面的一个或多个的轮廓量规以及设计成用来执行刮削过程的刀具(刮削轮)的夹具，其中，轮廓量规和刀夹之间的空间关系可变。

测量装置应该优选地允许夹具绕旋转轴线旋转。像往常一样，如果该轴线与刮削轮的旋转轴线一致，则是有利的。为了便于角位置的上述测量，旋转位置传感器优选地布置在旋转轴线上。由于旋转自由度，因此不再需要将刮削轮精确地夹紧在与轮廓量规啮合所需的角位置上。

测量装置的特别优选实施例提供改变具体地沿第一直线运动轴线的刀具与轮廓量规之间的径向距离的能力。这使得容易建立齿状轮廓之间的啮合。

为了便于定位件与刮削轮之间接触的建立，轮廓量规相对于刀具轴线方向的位置优选地可调整。这种调整优选地沿第二直线运动轴线发生，该第二直线运动轴线可以有利地定向成平行于旋转轴线。

如果上述轴线全部都实现，则刮削轮和轮廓量规的各自齿状轮廓之间的啮合可以以特别简单的步骤建立，其中，首先刮削轮设定到位但可以自由地绕旋转轴线旋转。接着，在定位柱与刮削轮之间仍有足够距离时，执行径向运动。在啮合之前的适当时间，为进入轮廓量规的刮削轮的无碰撞径向进入而设定旋转位置。作为最后步骤，定位柱与刮削轮的切削刃之间的接触通过沿直线运动的第二轴线的位移来建立。这个步骤所需的操作可以全部手动执行、或者手动引导但由用电动机辅助、或者全部用电动机执行。

测量装置有利地包括控制装置，测量信息的确定和/或存储通过该控制装置以测量装置常见的方式执行。显示出其本身的测量轴线的选择包括依赖于提供上述测定量的优选方式的直线运动的两个轴线以及旋转轴线。

根据本发明的进一步开发方面，直接支撑刮削轮的保持装置设计成使得其可以取下测量装置并与牢固夹紧刀具一起安装在刮削机上。因此，当刮削轮与保持装置的夹紧连接不经受测量装置中的测量与刮削过程之间的任何变化时，甚至与安装连接有关的最小误差都被排除并且获得额外精确度。

从系统工程的观点上看，本发明所寻求保护的范围还包括刮削机，在该刮削机中，执行刮削过程的控制器的命令依赖于通过至少一个根据本发明的测量装置确定的至少一个测定量，并且其还包括一种系统，在该系统中，根据本发明的测量装置与刮削机组合。优选地，在这种系统中，测量装置和刮削机可以具有可互换刀具保持装置和/或联接的或组合的控制器。

从工艺工程的观点上看，本发明所设定的任务通过设计成用来通过刮削过程加工具有齿状轮廓的工件的具有齿布置的刀具所用的测量方法解决，其中，可用于待用所述刀具执行的刮削过程的至少一个测定量通过所述测量方法确定，并且其中，该方法的不同之处基本上在于以下事实：在刮削过程阶段期间，待展成在工件上的齿布置的轮廓通过与刀具的齿状轮廓的啮合形成。

根据本发明的测量方法的优点从根据本发明的轮廓量规和测量装置的上述优点得出。

因此，至少一个测定量可以包含关于刀具旋转轴线与第一基准之间的距离的信息，第一基准与轮廓量规相关联。基于关于这个距离的信息，(最小)轴线距离、即工件和刀具的各自旋转轴线之间的距离在轮廓展成阶段期间可以被确定。为了确定这个测定量，另一几何基准元件、例如圆柱形辊或球形的球可以与轮廓量规的齿隙啮合，并且例如球与轮廓量规的第一基准之间的距离可以被确定，相对于该圆柱形辊或球形球，例如，工件的球形量规直径已知或在任何情况下可确定。最小轴线距离接着通过取球形量规直径与球与第一基准之间的距离的和的一半并从该一半减去刀具轴线(刮削轮轴线)与第一基准之间的距离来得到。这使得第一基准的精确位置与最小轴线距离的确定无关显而易见。

至少一个测量信息还可以涉及定位件与具体地在刀具的外径处的刀具的齿顶的切削刃的接触点相对于与刀具相关联的第二基准的高度和/或接触点相对于与刀具相关联的第三基准的角位置，如上面已经解释的。

此外，从工艺工程的观点上看，本发明所寻求保护的范围还包括刮削方法，该刮削方法通过依赖于由根据本发明上述方面的测量方法得到的测量信息的控制命令来执行。刮削过程可以包括如下特征：刀具(刮削轮)与直接支撑刀具的保持装置的安装连接在测量过程和刮削过程之间不松开。

本发明的进一步区别特征、细节和优点将从下列参照附图的描述中变得明显，在附图中：

图1示出了轮廓量规的立体图；

图2示出了轮廓量规的侧视图；

图3示出了轮廓量规的另一侧视图；

图4说明基于图1的轮廓量规的工件轴线与基准位置的距离；

图5说明与图4的情况相关的工件轴线与基准位置的距离；

图6至8说明轮廓量规相对于测量装置的运动轴线的布置；

图9说明刀具与轮廓量规之间的齿状轮廓的啮合；

图10示出了具有轮廓量规的测量装置的立体图；

图11和12示出了测量装置的侧视图；

图13示出了图12的放大详图；

图14示出了图10的测量装置的平面图；以及

图15至18说明了可能的设定步骤。

在图1的了立体图中示出的轮廓量规1，其在下文中将也被称为“棱柱”(使用本申请人的机构内部术语)，在该实施例中具有基部2，基部2采用矩形块的形状，具有在其背面3上的平面，背面3可以在图2中更清楚地看见。两个齿4和6形成在棱柱1的另一侧上，其齿侧4a、4b和6a、6b在该实施例中是将在刮削过程中用待测量的刀具加工的工件的齿状轮廓中的齿侧的精确镜像。

为了本描述的目的，可以为棱柱1定义具有轴线X1、Y1和Z1的坐标系，其中，轴线Y1和Z1限定平行于背面3的平面，而轴线X1垂直于背面3延伸。此外，轴线Z1沿齿4、6的齿宽方向延伸，而轴线Y1定向成垂直于齿宽方向以及齿高方向X1。

此外，轴线X1在齿4、6之间的中心处延伸并且在下面将也被称为棱柱的中心轴线。还定义柱状定位件8的最低点(相对于轴线Z1)，定位件8在齿4、6之间的中心处延伸、垂直于棱柱1的背面3，并且稍后将在本文中解释。此外，该图示出了安装孔，该安装孔用来将棱柱1固定在测量机中，如图15至18所示。

认为明显的是，本发明可以独立于坐标系的这个具体选择来描述或实现，并且可以选择甚至不必形成直角三角架而仅必须彼此线性无关的其它坐标系轴线。

图2示出从Z1方向所示的棱柱1，而图3示出了从X1方向所示的棱柱1。

如开头已经解释的，齿面4、6代表通过待用刮削刀具刮削加工的工件的内齿状轮廓的两个连续齿的齿侧的精确镜像，该刮削刀具用棱柱1测量。然而，棱柱1的四个齿侧将不一定必须以这里所述的垂直于棱柱的上端面的方式布置。

依赖于刮削刀具(刮削轮)与棱柱1的啮合条件与在轮廓形成阶段中与工件的啮合条件一样这一事实，对应于在刮削过程中的工件中的旋转轴线之间的最小轴线距离，所述最小轴线距离可以借助于棱柱1以非常简单的方式确定，如将在下面解释的。

首先，如借助于图4解释的，工件轴线离开第一基准的距离可以被确定，其中，后者可以例如用棱柱1的背面3代表。使用例如圆柱形辊或球形球9，相对于辊或球9，工件具有已知或容易确定的球形量规直径(球9与工件轴线之间的标记为A的距离的两倍)，则测量从背面3到球的远侧的距离B。在对B的这种测量中，球接触在渐开线的区域中的两个内齿侧4b和6a。所需距离C现在可以被确定为A和B的和，即

C＝A+B,

其中，C表示棱柱1的背面3与工件轴线的距离，A表示内齿状工件的已知球形量规直径的一半，而B表示棱柱1的背面3与球9之间的所测得的距离。在这种情况下，X1轴线代表测量轴线。

为了确定刀具轴线C2离开第一基准、即离开背面3的距离D，刮削轮的齿侧与棱柱1的齿侧4、6接触，如图6至9所示。棱柱1的轴线Z1相对于相关联的测量装置的直线运动轴线Z0(在下文中解释)以角度Σ倾斜。倾角Σ对应于为刮削过程设定的轴线交叉角。为了清楚理解图6至8，应当指出，在所示实施例中，刀具轴线C2平行于轴线Z0延伸，使得工件轴线与刀具轴线之间的轴线交叉角被保持，并且啮合条件因此被精确复制。

虽然啮合条件在图9最清楚示出，但图5说明了关系，由此刀具轴线与工件轴线之间的最小轴线距离E通过将刀具轴线与棱柱1的背面3之间的所测得的距离D从工件轴线与棱柱1的背面3之间的距离C减去来得到，其中，测量和计算再次参照轴线X1或平行于轴线X1延伸的轴线X0(见图10)。

如从图4和5中直接显而易见的，第一基准的位置的具体选择是无关的，第一基准在该实例中是棱柱1的背面3。另一基准将用于同一目的，只要同一基准用于确定距离C和测量距离D。

因此，为了正确设定刮削机，能够使用刮削轮轴线C2和工件轴线C3之间的精确最小轴线距离E，精确最小轴线距离E通过使刀具(刮削轮)与棱柱接触的适当步骤来找到。工件及其齿的精确形状并不重要，能够例如处理具有渐开线齿形状的工件以及具有其它齿形状的工件。

上述解释以及接触条件与如下情况相关：其中，为了用刮削机上的刮削轮加工工件，位于刮削轮外径上的刮削轮的所谓刀具中心点位于包含刮削机的径向进给轴线和垂直运动轴线的平面中。这基于惯常的构型，在该惯常构型中，刮削机的径向进给轴线与刮削机的工作台轴线相交，而刮削机的垂直运动轴线平行于工作台轴线延伸，并与刮削机的进给轴线相交，即工件经受刮削过程而没有横向偏移。

图10至14示出基于以上通过棱柱1的实例所描述的轮廓量规的测量装置的不同视图。这里所示的测量机的实施例再次采用尽可能方便使用的运动轴线系。然而，本发明既不局限于这种轴线选择，也不局限于实现用于建立刮削轮与棱柱之间的接触的运动单元的任何具体方式。

测量机10具有机床12，可绕轴线C0旋转的工作台14布置在机床12上面。采用刮削轮形式的刮削刀具可以以如下方式像往常一样用夹紧装置夹紧到工作台，其使得刮削轮的旋转轴线C2与工作台轴线C0一致，工作台轴线C0为了简化起见而在这种情况下垂直布置在机床12上，但这并不严格要求。布置还包括旋转编码器，该旋转编码器确定相对于绕轴线C0的旋转的给定基准的角位置。优选地，刮削轮以如下的方式安装在工作台14上，其使得刮削轮的切削刃向上定向。

测量机10还包括柱16，如图10所示，柱16可在机床上沿轴线X0沿径向方向相对于工作台轴线C0水平移动。水平布置也是并不严格要求，并且机器坐标系的轴线X0也不选择为与工作台轴线相交的轴线。滑架18布置在可移动柱16上，在该实例中，滑架18可在柱16上沿垂直轴线Z0移动。滑架将棱柱1保持在图6所示的方向上，在图6中，棱柱1的轴线Z1以轴线交叉角Σ从轴线Z0倾斜，轴线交叉角Σ是在刮削过程中作出的机床设定(在其中没有横向偏移的情况下)。此外，为了简化起见，棱柱1的X1轴线已经被选择成平行于测量仪10的X0轴线延伸，并与工作台轴线C0相交。

为了进行测量，如上面已经解释的，棱柱的齿侧4、6与刮削轮的齿侧接触。依赖于刮削轮的设计和刮削轮的齿与工件上的齿状轮廓的间隙之间的轮廓形成接触线，刮削轮的齿侧可仅与棱柱1的两个外齿侧4a、6b、与棱柱1的所有四个齿侧4a、4b、6a、6b、或仅与棱柱1的两个内齿侧4b、6a接触。此外，棱柱1优选地以这样的方式构造，使得接触仅发生在刮削轮和棱柱1的齿侧之间，而避开刮削轮的齿尖区域和齿根区域分别与棱柱1的齿根区域和齿尖区域的接触。

下面是对定位柱1的功能的解释。后者允许进行额外测量，该额外测量提供关于刮削轮的切削刃的高度位置的信息。在该实例中为圆柱形的定位柱8以这样的方式位于棱柱1中，其使得借助如在图10的情况下描述的具有面向上的切削刃的刮削轮的布置，定位柱8将在其底面与刮削轮的齿尖的切削刃接触。在这个实例中，但并不作为严格要求，接触发生在刮削轮的外径。此外，为了简化起见，棱柱的中心轴线X1可以被选择成使得接触发生在中心轴线X1上。因此，定位柱的圆柱轴线位于棱柱1的中心轴线X1上面。虽然定位柱轴线和棱柱的轴线X1的平行布置为了简化起见而是优选的，但这种布置同样并不严格要求。

将测量机10的轴线Z0用作测量轴线，刮削轮离开位于切削刃上、且优选地也在刮削轮的外径上的刮削轮的接触点的高度可以相对于与刮削轮有关联的高度基准测量。该高度基准可以例如是刮削轮的背面，但鉴于刮削轮和刮削轮夹具保持彼此相连的事实，高度基准也可以是在刮削轮夹具上，例如其底面。

此外，通过将工作台轴线C0用作测量轴线、并且具体地通过简单地使用工作台的旋转编码器，定位柱与刮削轮的切削刃(和外径)之间的接触点的角位置可以被直接测量，并且该结果可以用于计算接触点抵靠几何基准特征部的相对位置，该几何基准特征部可位于例如刮削轮的背面上。对于该第三方位角基准，只要角度测量提供适当信息以确保待制作在工件上的齿状轮廓将具有例如相对于工件的另一个已经存在的齿状轮廓的指定角位置，该第三方位角基准也可以使用其它任何几何特征。

在该实例中，以这样的方式确定的两个(在某些情况下，三个)值(最小轴线距离、高度和在某些情况下的角位置)作为输入被输到刮削机的控制器中。得到指定齿宽以及在给定公差极限内的齿状轮廓的质量水平、以及(如果适当的话)相对于在给定公差内的工件的另一齿状轮廓或几何特征的待切削齿状轮廓的指角位置的目的可以由此更容易地实现。

下面是关于棱柱1如何可以安装在测量装置10上的描述。关于图1、2、3、6、8和9中示出的安装孔，较大孔13用于螺钉而较小孔用于精确定位销34，精确定位销34用来将棱柱1精确地定位在测量装置10的Z0滑架的保持装置上。

为了简化起见，可以假设，定位销34在棱柱内限定以直角与棱柱1的中心轴线相交的轴线。形象地说，定位柱与该轴线切向接界。

图15示出了布置在测量装置10的Z0滑架上并包含用于定位销的孔24的板，其中，孔24彼此成对地交叉布置在各自轴线上，并以与棱柱的孔14相同的间距彼此相距。在该实例中，用于定位销的多对孔24的轴线在其原点和在测量装置的Z0轴线上彼此相交。用于定位销的孔24的轴线以例如10度的角度Ω相对于彼此旋转。为了简化起见，板布置成平行于Z0轴线并垂直于测量装置的X0轴线。

图16示出了以例如10度的轴线交叉角安装在该板上的棱柱。在这种情况下，棱柱的角位置遵循在Z0滑架上的板的孔24的位置的给定角度级别。如从图中明显可见的，借助这个坐标系选择，棱柱的中心轴线延伸穿过板坐标的原点并且定位柱与Y1轴线(其对应于刀具的切削刃)切向接界。

与上述相比，图17示出了棱柱，在该棱柱中，由定位销34限定的轴线以例如两度相对于Y1轴线倾斜。这种情况可以例如发生在需要设定不同于10或20度(即，不是Ω的整数倍数)的轴线交叉角的情况下。根据如图18所示的这种棱柱的安装步骤，棱柱的定位销的轴线、即Z0滑架的板中的定位销孔的轴线不再位于Y1轴线上，以便可以在该实例中设定例如12度的较大轴线交叉角。

应当就此指出，图15至18所述的将棱柱安装在可沿直线运动的轴线移动的滑架上的布置仅表示具体地允许测量装置的简单设计构型的几种可想到可能性之一。包括不用任何螺钉的固定想法的任何孔布置仍是可能的。棱柱可以例如也向下夹紧在其一些表面处。具体地，所需轴线交叉角的无级设定也在可能性之中。

测量装置还可以具有A轴线(旋转轴线)，旋转角可以相对于A轴线无级变化地设定。理想地，在这种情况下，棱柱1以其X1轴线平行于A轴线地定位，A轴线又平行于X0轴线延伸并与轴线C0(或C2)相交。

在某些情况下，刮削过程可以因各种原因而通过横向偏移执行，这意味着，位于刮削轮的外径上的刮削轮的所谓刀具中心点不位于由刮削机的径向进给轴线(其与刮削机的工作台轴线相交)和刮削机的垂直运动轴线(其平行于刮削机的工作台轴线并与刮削机的径向进给轴线相交)限定的平面上。

使用横向偏移的一个原因可以是其增大有效后角的事实。因此，能够也使用可以具有较长使用寿命或较长重新磨锋利间隔、并且制造也不太复杂的圆柱形刀具，而不是局限于锥形刀具。横向偏移也可以具有避免刮削轮夹具/刮削轮与工件或保持工件的夹紧装置之间碰撞的目的。

即使具有横向偏移，棱柱的齿侧仍可以代表待加工的齿状轮廓的齿侧的精确镜像。齿侧在测量机上的的位置现在根据待保持的齿啮合而改变。棱柱1的Z1轴线与测量装置的Z0轴线之间的角在这种情况下不再对应于轴线交叉角Σ，在刮削机上的工件加工过程中，刮削轮以轴线交叉角Σ倾斜。相反地，作出新计算以确定棱柱1的Z1轴线与测量装置的Z0轴线之间的角，并且因此可以调整棱柱1在测量装置10上的位置设定。此外，棱柱的齿侧的齿线必须以依赖于横向偏移量的角相对于后壁倾斜(或者可替代地，整个棱柱必须绕Y1轴线倾斜，放弃Z0方向与背面3的平面之间的平行，可以通过提供具有绕平行于Y1的倾斜轴线Y0的倾斜能力的测量机来实现该想法)。以类似的方式，可以实现刮削轮平面相对于在刮削过程中正交于工件轴线延伸的平面的额外倾角，如例如EP2537615所述。基于作为刮削过程中所需横向偏移的函数的用于刮削轮的设计的计算，这个额外倾角所需的计算将被本领域所属技术人员所熟悉。在展成刀轮的情况下，这些想法因零轴线交叉角而采用更基本的形式。

作为额外注释，上述方法也可以用于确定刮削轮或刮削轮的功能单元及其保持装置的精确高度，或者在关于齿宽而言提供刮削轮的外径的传统实践就足够的情况下，也用于确定齿相对于第三基准的角位置。这特别是其中主要要求是精确满足给定齿根圆直径并且精确满足指定齿宽较不重要的应用情况，如是具有很多花键轮廓的情况，在这种情况下，传统可用的刮削轮外径无论如何都优于刮削机上的轴线距离设定。

Claims (24)

1.实施为具有几何学上限定的切削刃的齿状刀具的测量几何学的轮廓量规(1)，所述刀具被设计成用来通过所述刀具与所述工件的滚动啮合来在工件上加工齿状轮廓，具体地是用来刮削齿状轮廓，其中，所述轮廓量规用来确定用于待用所述刀具执行的加工过程、具体地刮削过程中的至少一个测定量，其中在所述加工过程的一定阶段期间，待展成在所述工件上的所述齿状轮廓通过与所述刀具的所述齿状轮廓啮合来形成，

所述轮廓量规的特征在于，齿状轮廓部分(4、6)，为了确定所述测定量，所述刀具的所述齿与所述齿状轮廓部分(4、6)啮合，所述啮合代表在轮廓形成阶段期间所述刀具与所述工件之间的所述啮合。

2.如权利要求1所述的轮廓量规，其特征在于，所述轮廓量规的所述齿状轮廓部分对所述工件的所述齿状轮廓的所述齿侧的至少一部分进行复制。

3.如权利要求2所述的轮廓量规，其特征在于，所述对至少一部分的复制包括所述工件的所述齿状轮廓的至少一个左齿侧和一个右齿侧。

4.如权利要求2或3所述的轮廓量规，其特征在于，所述对至少一部分的复制包括横穿间隙彼此面对的两个齿侧(4b、6a)、和/或彼此背对并具体地属于两个相邻齿的两个齿侧(4a、6b)，或者具体地为两个连续齿(4、6)的所有四个齿侧，然而优选地不是所有所述齿侧且具体地至多四个齿侧。

5.如前述权利要求中的一项所述的轮廓量规，其特征在于，包括基部(2)，所述基部(2)在一侧支撑优选地与所述基部一件地形成的所述齿状轮廓部分(4、6)，并且优选地具有在其背面(3)上的平面构型。

6.如前述权利要求中的一项所述的轮廓量规，其特征在于，测定量包含关于所述刀具的旋转轴线(C2)和与所述轮廓量规相关联的第一基准之间的距离(D)的信息，其中，所述第一基准例如是所述基部的所述背面(3)。

7.如前述权利要求中的一项所述的轮廓量规，其特征在于，包括柱状定位件(8)，所述定位件(8)在所述齿状轮廓部分的一侧上突出，其中，其主要尺寸沿所述齿高的方向(X1)定向，所述定位件(8)设计成具体地在其外径处与所述刀具的齿尖的所述切削刃接触。

8.如权利要求7所述的轮廓量规，其特征在于，测定量包含关于所述定位件的接触点与第二基准之间的高度距离的信息，所述第二基准与所述刀具相关联，所述第二基准例如是所述刀具的或支撑所述刀具的保持装置的所述背面。

9.如权利要求7或8中的一项所述的轮廓量规，其特征在于，测定量包含关于所述定位件的所述接触点相对于与所述刀具或所述刀具保持装置相关联的第三方位角基准的角位置的信息，其中，所述第三基准可以例如由打断后者的旋转对称的所述刀具的几何特征部、例如凹槽或定位销构成。

10.测量装置(10)，所述测量装置(10)具有用于刀具、具体是刮削轮的保持装置，所述刀具具有设计成通过与工件滚动啮合来加工所述工件的几何学上限定的切削刃；并且具有如前述权利要求中的一项所述的轮廓量规(1)，其中，所述轮廓量规与所述刀具保持装置之间的空间关系可变。

11.如权利要求10所述的测量装置(10)，其特征在于，所述保持装置被支撑，以便可绕旋转轴线(C0)旋转，其中，所述保持装置具体地以这样的方式保持所述刀具，即，使得所述刀具的所述旋转轴线(C2)与所述旋转轴线(C0)一致，其中，具体地，布置有角位置传感器，用来在所述刀具的所述齿与所述轮廓量规啮合时确定所述刀具的旋转位置。

12.如权利要求10或11所述的测量装置(10)，其特征在于，所述刀具与所述轮廓量规之间的径向距离可变，具体地是沿第一直线运动轴线(X0)可变，由此，它们的齿状轮廓可以彼此相互啮合。

13.如权利要求10至12中一项所述的测量装置(10)，其特征在于，所述轮廓量规相对所述刀具轴线的高度位置可变，由此，具体地，所述定位件(8)可以优选地沿第二直线运动轴线(Z0)与所述刀具接触，所述第二直线运动轴线(Z0)具体地平行于所述旋转轴线(C0)延伸。

14.如权利要求10至13中一项所述的测量装置(10)，包括控制装置，所述控制装置获得和/或储存关于刀具与轮廓量规之间的相对位置的信息，具体地是如权利要求7至9中所述的测定量的一个或多个，具体地是与所述第一直线运动轴线(X0)、所述第二直线运动轴线(Z0)和/或所述旋转轴线(C0)有关的信息。

15.如权利要求10至14中一项所述的测量装置(10)，其特征在于，所述保持装置设计成，使得其可以与附连到所述夹具的刀具一起被拆除和安装在切齿机床上，具体地是刮削机上。

16.包括控制装置的切齿机床、具体地是刮削机，所述控制装置依赖于已经根据权利要求10至15中的一项所确定的至少一个测定量引导所述机床通过刀具与工件的滚动啮合来执行加工过程，具体地是刮削过程。

17.包括如权利要求10至15中的一项所述的测量装置(10)和如权利要求16所述的切齿机床的加工系统，其中，所述刀夹可在所述测量装置和所述切齿机床之间转移，并且具体地，使所述测量装置的和所述机床的所述控制装置彼此联接或连结。

18.具有几何学上限定的切削刃的齿状刀具的测量方法，所述刀具被设计成用来通过所述刀具与所述工件的滚动啮合来在工件上加工齿状轮廓，具体地是用来刮削齿状轮廓，其中，在所述测量方法之下，至少一个测定量被确定成用于待用所述刀具执行的加工过程、具体地是刮削过程中，其中，在所述加工过程的一定阶段期间，待展成在所述工件上的所述齿状轮廓通过与所述刀具的所述齿状轮廓啮合来形成，

其特征在于，为了确定所述测定量，所述刀具的所述齿与具有齿状轮廓部分的轮廓量规啮合，其中，所述啮合对应于在所述轮廓形成阶段期间所述刀具与所述工件之间的所述啮合。

19.如权利要求18所述的测量方法，其特征在于，所述至少一个测定量包含关于所述刀具的旋转轴线与第一基准之间的距离的信息，所述第一基准与所述轮廓量规相关联。

20.如权利要求19所述的测量方法，其特征在于，在所述轮廓形成阶段期间所述刀具和所述工件各自的旋转轴线之间的距离是从关于所述距离的所述信息中确定。

21.如权利要求20所述的测量方法，其特征在于，所述刀具和所述工件各自的旋转轴线之间的所述距离通过使用例如接触所述轮廓量规的齿隙的两个齿侧的球形球或圆柱形辊来确定，以及其中，所述球/辊离开所述第一基准的距离与所述工件的对应球形量规直径一起参与所述距离的确定。

22.如权利要求18至21中一项所述的测量方法，其特征在于，所述至少一个测量信息包括所述定位件与具体地在所述刀具的外径处的所述刀具的齿顶的切削刃的接触点相对于与所述刀具相关联的第二基准的高度位置和/或所述接触点相对于与所述刀具或所述刀具保持装置相关联的第三基准的角位置。

23.通过刀具与工件的滚动啮合来加工所述工件上的齿状轮廓、具体地是刮削齿状轮廓的方法，其中，所述方法通过依赖于由根据如权利要求18至22所述的测量方法得到的测量信息的控制命令来执行。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述刀具与刀具保持装置的夹紧连接在所述测量方法与所述加工方法之间不松开。