CN109475955A - 借助于珩齿机对具有内齿的齿轮进行硬齿面精加工的方法和设备 - Google Patents

借助于珩齿机对具有内齿的齿轮进行硬齿面精加工的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于加工具有内齿的工件的方法，其中工件被夹固在珩齿机中，其中至少部分地由高硬度切削材料制成的至少一个刀具被沿着具有内齿的工件的相应齿部引导，以便实施对具有内齿的工件的齿部进行硬齿面精加工。

Description

借助于珩齿机对具有内齿的齿轮进行硬齿面精加工的方法和 设备
技术领域
本发明涉及一种用于加工具有内齿的工件的方法以及一种刀具和一种珩齿机/磨齿机/齿轮加工机床。
背景技术
特别是在传动装置、例如行星齿轮传动装置中使用具有内齿的齿圈，就是说带有内齿的齿轮。常规要以非常高的成本将齿轮的内齿部的质量水平提高到如同具有外齿部的齿轮的典型的质量水平。现有技术是，对相应齿轮的内齿部进行软材料加工，然后硬化。特别是在批量生产中不进行硬齿面精加工，这是因为硬齿面精加工涉及非常大的成本。
缺少硬齿面精加工导致质量差于外啮合的齿轮，就是说，例如在传动装置中运行时导致较小的磨损和可能增大的噪音释放。常规的用于对具有内齿的齿轮硬齿面精加工的方法、例如通过成形磨削的方法涉及巨大的成本。
在德国文献DE 10 2012 108 717 A1中说明了一种利用珩磨圈的具有确定的几何形状的切削刃进行的修整方法。
德国文献DE 196 25 285 A1公开了一种通过成型的、无屑的方法来平整齿面的齿圈加工方式。
在德国文献DE 350 19 35 C1中公开了一种机械加工技术，通过该机械加工技术实现了，借助于导向齿轮机构在工作转速下就开始对齿轮进行加工并进行齿轮的单面加工。
发明内容
在这个背景下，提出一种用于加工具有内齿的工件的方法，在该方法中，在珩齿机中夹固工件，其中至少部分地由高硬度切削材料/刀具材料制成的至少一个刀具沿着具有内齿的工件的相应齿部被引导，以便对具有内齿的工件的齿部进行硬齿面精加工。
所提出的方法特别是用于在快速进行的过程中对硬化处理过的具有内齿的齿轮进行硬齿面精加工，该过程也适合应用在大批量生产中。为此提出，相应具有内齿的齿轮或齿圈特别是在珩磨圈的位置上被装入珩齿机中，至少部分地由高硬度切削材料制成的至少一个刀具沿齿轮的相应齿部被引导，从而所述至少一个刀具在沿着齿轮的齿部运动时进入齿部之间的相应间隙中，并在齿部的相应齿面和/或可能情况下在齿部的齿根上进行材料切削。
特别是提出，为了实施所提出的方法使用珩齿机，该珩齿机使根据本发明设定的至少一个刀具利用机器运动学运动，该机器运动学被设置用于强力珩磨(Leistungshonen)，从而在用于根据本发明提出的方法的珩齿机上在强力珩磨的过程之后不必设定新的运动流程。
根据所提出的方法特别是规定，通过几何形状不确定的切削刃在切削加工方法中加工相应具有内齿的齿轮。
在所提出的方法的一个可能的设计方案中提出，选择例如多晶金刚石或特别是立方氮化硼(cBN)作为高硬度切削材料。
在所提出的方法的另一可能的设计方案中提出，选择具有外齿的齿轮状的刀具作为所述至少一个刀具，其中所述至少一个刀具的宽度是工件宽度的多倍、特别是两倍或三倍。
借助于在尺寸、特别是宽度方面超过相应工件的尺寸的刀具实现了，该刀具能够在工件上如此移动，使得刀具以不同的区域接触工件并进行相应的加工。为此刀具可以比工件宽，相应地相对于工件沿轴向方向、特别是沿穿过刀具中心的水平或竖直延伸的轴线移动，或通过改变相对于工件的轴交角根据预期的工艺流程在多轴同步运动或单轴运动中移动。
在所提出的方法的一个可能的设计方案中提出，改变至少一个刀具相对于工件的轴交角，使得工件在规定位置处接触刀具。
在所提出的方法的另一设计方案中提出，刀具在轴向上沿着穿过刀具中心的水平或竖直延伸的轴线移动，从而工件在规定位置处接触所述至少一个刀具。
根据刀具相对于工件的定向，借助于相应刀具的轴向移动，即沿着例如穿过刀具中心延伸的水平或竖直轴线的移动，可以调整刀具与工件的接触部位。这例如是说，刀具作为整体相对于工件移动，以便调整刀具与工件的接触部位。
在所提出的方法的一个可能的设计方案提出，所述至少一个刀具沿着该至少一个刀具的纵轴线具有表面特性不同的不同区域，所述至少一个刀具以规定的运动顺序沿着工件运动，以便依次以该至少一个刀具的表面特性不同的相应区域接触工件并相应进行加工。加工可以在连续的运动中以及在中断的步骤中进行。在此加工特别是用于改善工件的表面特性。
为了在工序中或利用机床和相应的刀具加工相应的工件，使得在工序后可以使用工件，刀具可以包括具有例如不同的粗糙度的多个区域，这些区域依次或交替与工件接触，方式是刀具特别是轴向地、就是说沿着例如穿过刀具中心的竖直或水平延伸的轴线相对于工件移动或改变刀具相对于工件的轴交角。这意味着，借助于相应的刀具例如可以首先实施粗加工过程，随后可以实施精整加工过程。
还可以设想，根据本发明所述的至少一个刀具具有粗糙度相同的多个区域，并且使所述至少一个刀具运动以如下方式运动：使得至少一个刀具与工件接触的部位改变，从而所述至少一个刀具随着时间的推移在多个位置上与工件开始接触，并减轻了所述至少一个刀具的各单个的位置或区域的负担，由此与以持续在一个位置上或在一个区域上接触的方法相比提高了所述至少一个刀具的使用寿命。
还可以设想的是，在所提出的方法的设计方案中使用至少一个可被修整工具，借助于修整件能够对该刀具进行修整，即轮廓加工和/或磨锐。在此还可以设想，在至少一个刀具沿着相应的工件移动期间，该至少一个刀具被局部修正，以便可以调整在该至少一个刀具与工件之间的相应的接触部位并实现了并行的、特别是与主要加工时间并行的修整。
术语“修整”在本发明的上下文中被理解为对刀具重新进行轮廓加工或校准。
本发明还涉及一种用于加工具有内齿的工件的刀具，其中该刀具至少部分地由高硬度的切削材料制成。
所述刀具特别是用于实施所提出的方法。
在所述刀具的一个可能的设计方案中提出，刀具被配置用于，在刀具沿着具有内齿的工件运动期间，对具有内齿的工件的齿部的相应一个齿面或同时地对在具有内齿的工件的一齿槽处相邻的相应齿部的齿根和/或两个齿面进行加工。
所述刀具特别是具有带有外齿的齿轮的形状。
本发明还涉及一种具有用于工件的接纳部和修整工具的珩齿机，其中修整工具为此被配置用于，对至少一个刀具进行至少局部地修整，所述至少一个刀具能沿着能被装入接纳部中的工件在内部被引导并至少部分地由高硬度切削材料制成。
所述珩齿机特别是用于实施所提出的方法。
借助于特别是可动地布置在根据本发明的珩齿机上的修整工具、例如修整辊，可以有效并在无需刀具更换的情况下修整根据本发明所述的刀具。该修整工具特别是可以如同蜗杆砂轮那样在磨齿加工过程中成型，以便在连续的方法中实现快速修整。
可以是设想的是，根据本发明所述的刀具在运行中，就是说在沿着相应工件运动期间被修整，或在暂停中，也就是说在一个使刀具移动至修整位置的运行阶段中被修整。
在所述珩齿机的一个可能的设计方案中提出，所述接纳部是如下的接纳部：向该接纳部中装入珩磨圈以用于在珩齿机的珩磨运行中加工具有外齿的工件。
特别是提出，通过如下方式将所述被配置用于珩磨具有外齿的齿轮的珩齿机改型成为根据所述珩齿机的一种可能的设计方案：用工件代替珩齿机的珩磨圈并在工件上定位根据本发明的刀具的可能的设计方案。
从说明书和附图中得到本发明的其它优点和设计方案。
不言而喻，上面所述的和下面待述的特征在不离开本发明的范围的情况下不仅可以以相应给出的组合的方式使用，还可以以其它组合的方式或单独地使用。
附图说明
根据附图中的实施形式示意性示出本发明并参照附图示意性详述本发明。
图1示出根据本发明的刀具的一个可能的设计方案，所述刀具被配置用于实施所提出的方法的一个可能的设计方案。
具体实施方式
在图1中示出具有内齿的齿轮形式的工件1。工件1在未示出的珩齿机中被夹固在通常当珩齿机被用于珩磨时夹固珩磨圈的位置上。
为了可以对齿部、即特别是工件1的齿面和/或齿根进行硬齿面精加工，提出，刀具3装入珩齿机的如下位置上：当该珩齿机用于珩磨时，通常将工件夹固在该位置上。就是说，刀具3和工件1在形成轴交角的情况下布置并被旋转，从而在工件1的相应齿部上进行材料切削。在此可以使刀具3沿着刀具3的轴线15运动，如通过箭头13所示。也可以使工件1本身运动，如通过箭头7所示，以便辅助刀具3在齿部上的滚动运动。
工件1在各个齿部上具有由硬化处理的材料制成的齿面9。为了对齿面9进行精加工，刀具3包括由高硬度或高强度切削材料、如金刚石或氮化硼制成的覆层。
刀具3在此针对单面接触而设计，就是说每次随工件3的运动仅加工一个齿面9。刀具3也可以被配置用于，每次随着运动、就是说在进入形成在两个齿部之间的齿槽中时，完成两个齿面9和/或一个齿根11。

Claims (13)

1.一种用于加工具有内齿的工件的方法，其中工件被夹固在珩齿机中，其中至少部分地由高硬度切削材料制成的至少一个刀具被沿着具有内齿的工件的相应齿部引导，以便对具有内齿的工件的齿部进行硬齿面精加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择齿面经硬化处理的齿轮作为所述工件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，选择多晶金刚石、特别是陶瓷结合剂金刚石作为所述高硬度切削材料。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，选择氮化硼、特别是陶瓷结合剂立方氮化硼作为所述高硬度切削材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，选择至少一个具有外齿的齿轮状的刀具作为所述至少一个刀具，其中所述至少一个刀具的宽度是工件宽度的多倍、特别是两倍或三倍。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，改变所述至少一个刀具相对于工件的轴交角，从而工件在规定位置处接触所述至少一个刀具。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，刀具轴向地沿着穿过刀具中心的水平或竖直延伸的轴线移动，从而工件在规定位置处接触所述至少一个刀具。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个刀具沿着所述刀具的纵轴线具有表面特性不同的不同区域，所述至少一个刀具以规定的运动顺序沿着工件运动，以便依次以该至少一个刀具的表面特性不同的相应区域接触工件并相应进行加工。
9.一种用于加工具有内齿的工件(1)的刀具，其中刀具(3)至少部分地由高硬度的切削材料制成。
10.根据权利要求9所述的刀具，其特征在于，刀具(3)被配置用于，在刀具(3)沿着具有内齿的工件(1)运动期间，对具有内齿的工件(1)的齿部的相应一个齿面(9)或同时地对在具有内齿的工件(1)的一齿槽处相邻的相应齿部的齿根(11)和/或两个齿面(9)进行加工。
11.根据权利要求9或10所述的刀具，其特征在于，所述刀具(3)设计为可被修整的。
12.一种具有用于工件(1)的接纳部和修整工具的珩齿机，该修整工具特别是蜗杆状的并在连续的方法中工作，其中该修整工具被配置用于，对至少一个刀具(3)进行至少局部的修整，该至少一个刀具能沿着能被装入接纳部中的工件(1)在内部运动并至少部分地由高硬度切削材料制成。
13.根据权利要求12所述的珩齿机，其特征在于，所述接纳部是供珩磨圈装入以用于在珩齿机的珩磨运行中加工具有外齿的工件(1)的接纳部。
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