CN109702276A - 用于加工锥齿轮工件的齿侧面的方法 - Google Patents

Abstract

用于加工锥齿轮工件的方法，包括：将锥齿轮工件紧固于第一多轴机床的第一工件主轴上，将包括至少一个内部切削边缘及至少一个外部切削边缘的第一刀盘紧固于该多轴机床的刀具主轴上，对第一刀盘进行连续的旋转驱动，执行单分度加工方法，以粗切削锥齿轮工件，将粗切削的锥齿轮工件从第一多轴机床移除，执行对粗切削的锥齿轮工件的热处理，将粗切削的锥齿轮工件紧固于第二或第一多轴机床的工件主轴上，将第二刀盘紧固于第一或第二多轴机床中，第二刀盘包括成组布置的内部切削边缘及外部切削边缘，对粗切削的锥齿轮工件进行连续的旋转驱动，对第二刀盘的耦合的、连续的旋转驱动，执行连续分度加工方法，以精加工锥齿轮工件的凹面齿侧面及凸面齿侧面。

Description

用于加工锥齿轮工件的齿侧面的方法

技术领域

本发明的主题为一种用于加工锥齿轮工件的方法。

背景技术

有时通过所谓的Klingelnberg 方法切削锥齿轮(Cyclo-Palloid为德国的Klingelnberg GmbH的商标)。Cyclo-Palloid方法为连续分度齿轮切削方法。

在此方法中，例如，将两件式刀盘用作切削刀具。该两件式刀盘包括两个嵌套的刀盘部件，其中的一个支承多个内部切削器并且另一个支承多个外部切削器。而且，所述刀盘部件中的每一个通常支承所谓的中间切削器。内部切削器例如被用于对凸面侧面的软加工而外部切削器被用于对锥齿轮工件的凹面侧面的软加工。这样的两件式刀盘需要这样的齿轮切削机，该齿轮切削机包括用于对所述两个嵌套的刀盘部件的同时的旋转驱动的相对应的传动装置。

在已经在软质材料中通过Cyclo-Palloid方法粗切削这样的锥齿轮工件之后，通常为了硬化的目的使锥齿轮工件经受热处理。接着在先前已经使用的机床上执行Cyclo-Palloid硬加工。

该迄今为止常用的方法的缺点是，锥齿轮工件的软质材料中的Cyclo-Palloid加工是相当慢的。而且，如已经提到的，需要一种具有两个刀具主轴以及传动装置的专门的齿轮切削机。另外，通常需要使用冷却润滑剂。

为了在Cyclo-Palloid加工中提高锥齿轮工件的软质材料的移除率，可使用例如具有更长的使用寿命的昂贵的刀具系统。

经济方面在对大批量产生的工件的齿轮切削中通常也是重要的。昂贵的且复杂的刀具系统的使用在经济上并不总是可行的。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种方法，其成本比所描述的方法更低，并且其以对Cyclo-Palloid方法的两次使用(在软质材料中以及在硬质材料中)为基础。而且，有利地提高移除率，这在原则上对应于被更迅速地执行的整个齿轮切削程序。这两种规程看起来是矛盾的，因为通常可使Cyclo-Palloid齿轮切削方法的一个或另一个方面最优化。

按如下所述的方式根据本发明实现所陈述的这些目的。提出一种用于加工锥齿轮工件的方法(在本文中还被称作混合方法)，其具有以下步骤：

-将锥齿轮工件紧固于第一多轴机床的第一工件主轴上，

-将刀盘紧固于所述第一多轴机床的刀具主轴上，所述刀盘包括至少一个内部切削边缘以及至少一个外部切削边缘，

-旋转地驱动所述刀盘，

-执行所述刀盘的相对于所述锥齿轮工件的相对运动，以便在单分度方法中使用所述第一多轴机床的两个不同的机床设定粗切削所述锥齿轮工件，其中产生具有呈圆弧的形式的侧面纵线的凹面齿侧面和凸面齿侧面，

-不时地旋转地驱动所述锥齿轮工件，以便执行分度旋转。

接着将粗切削的锥齿轮工件从所述第一多轴机床移除，并且执行对所述粗切削的锥齿轮工件的热处理以便使它硬化。随即执行以下步骤：

-将所述粗切削的锥齿轮工件紧固于第二多轴机床的工件主轴上或者所述第一多轴机床的工件主轴上，

-将第二刀盘(例如，Cyclo-Palloid刀具)紧固于所述第二多轴机床中或所述第一多轴机床中，所述第二刀盘包括成组布置的内部切削边缘以及外部切削边缘，

-旋转地驱动所述粗切削的锥齿轮工件，

-旋转地驱动所述第二刀盘，

-执行所述第二刀盘的相对于所述粗切削的锥齿轮工件的相对运动，以便在连续加工方法中硬加工所述齿轮工件。

预先限定第一道次中的两个不同的机床设定，因为被用于粗切削的单分度方法为半完成方法。

所述第一刀盘的内部切削边缘以及外部切削边缘可各自成对布置于共同的切削器上。然而，它们还可各自设置于单独的切削器上。

所述锥齿轮工件以及所述第一刀盘的相对运动优选地包括共同的滚动运动。

对所述粗切削的锥齿轮工件的旋转驱动以及对所述第二刀盘的旋转驱动以耦合方式发生，以使得将一个组的内部切削边缘以及外部切削边缘引导通过所述粗切削的锥齿轮工件上的齿间隙，以及将另一个组的内部切削边缘以及外部切削边缘引导通过所述粗切削的锥齿轮工件上的另一个齿间隙。

本发明的方法为准两部分式方法(在本文中还被称作混合方法)，其中在第一道次中产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的齿侧面，在所述锥齿轮工件的软质材料上执行所述第一道次。在所述第一道次之后，使所述粗切削的锥齿轮工件经受热处理。在第二道次(其在所述粗切削的锥齿轮工件的硬化的材料上被执行)中，将具有呈圆弧形式的侧面纵线的齿侧面修改成具有外摆线侧面纵线的齿侧面。

优选地，在所有的实施例中在所述第一道次中使用圆弧齿轮切削方法。

例如，在第一道次期间可将Arcoflex^TM方法用作所述圆弧齿轮切削方法(Arcoflex为德国的Klingelnberg GmbH的商标)。Arcoflex方法为单分度方法，其中，例如，将来自Klingelnberg的平面刀盘用作切削刀具，以便齿间隙靠齿间隙地产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的齿侧面(ARCON为德国的Klingelnberg GmbH的商标)。

术语圆弧齿轮切削方法应当被认为是包含为了产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的齿侧面的目的而设计的所有的单分度齿轮切削方法。因此在本文中还可使用其它方法，其使得能够在所述单分度方法中产生呈圆弧形式的侧面纵线。

可在具有或不具有冷却剂或润滑剂的情况下执行通过圆弧齿轮切削方法所进行的该软加工，例如可根据Arcoflex方法执行所述圆弧齿轮切削方法。

在此以前，通常在硬化之后通过磨削硬加工经受圆弧齿轮切削方法的齿轮齿。对硬化的锥齿轮工件的磨削是优选的，因为所述圆弧齿轮切削方法产生具有圆弧的齿侧面以及因为使用杯形磨轮的磨削也必定产生圆弧。

然而，根据本发明，圆弧齿轮切削方法之后并没有采用圆弧硬加工方法，而是相反地采用外摆线精加工方法(例如，Cyclo-Palloid精加工方法，其使用例如Cyclo-Palloid刀具)。该外摆线精加工方法形成具有外摆线侧面纵线的齿侧面。

术语外摆线精加工方法应当被理解成包含为了在连续分度滚动方法中产生具有外摆线侧面纵线的齿侧面的目的而设计的所有的齿轮切削方法。因此在本文中还可使用除所提到的Cyclo-Palloid方法之外的方法，其使得能够在连续方法中产生外摆线侧面纵线。

本发明的混合方法的优点是，在软齿轮切削期间可将相对简单的且划算的(平面)刀盘用作切削刀具。这样的单分度软齿轮切削(其可为例如使用ARCON平面刀盘的Arcoflex方法)在软质材料中与起初所描述的Cyclo-Palloid软加工方法相比具有显著地更高的产生效率。

本混合方法的另一个优点是，例如，在Cyclo-Palloid齿轮切削机上既可使用ARCON平面刀盘又可使用Cyclo-Palloid刀具。

多轴机床C 40U、C 60U、C 100U(其由德国的Peterstrasse 45，D-42499的Klingelnberg GmbH提供)例如适合作为Cyclo-Palloid齿轮切削机。

代替使用来自Klingelnberg的ARCON刀盘系统，还可使用UAC平面刀盘，其被专门地设计成用于Arcoflex方法以及因此此外也用于本发明的混合方法。这样的UAC平面刀盘以Klingelnberg的ARCON刀盘系统为基础和/或源于该系统。

ARCON平面刀盘以及UAC平面刀盘被优选地设计成高性能刀盘系统。

该混合方法的另一个优点为，例如，必须为所述圆弧齿轮切削方法蓄积保留少数标准化的刀盘(例如，ARCON平面刀盘或者UAC平面刀盘)，以能够在软质材料中加工(粗切削)各种各样的不同的锥齿轮。

可以以较高的速度驱动(平面)刀盘(其在所述圆弧齿轮切削方法的范围中被用于软加工)也是一个优点。而且，这样的(平面)刀盘并不需要偏心传动。

在应用本发明的两部分式混合方法时，应当确保的是，在随后要产生的具有呈圆弧形式的侧面纵线以及外摆线侧面纵线的齿侧面之间发生的偏差仅仅引起小的偏差。这些偏差在本文中还被称作摆线偏差。

由于使所述锥齿轮工件在软质材料中的粗切削之后经受热处理，可能造成所述粗切削的、硬化的锥齿轮工件的几何形状的轻微的改变(被称为翘曲)。

本发明的方法的第二道次因此不仅能够去除所述粗切削的齿轮工件的硬化的材料上的摆线偏差，而且能够补救翘曲。

例如在连续滚动外摆线精加工方法中可将两件式刀盘用作切削刀具。如以上所提到的，该两件式刀盘包括两个嵌套的刀盘部件，其中的一个刀盘部件支承多个内部切削器并且另一个刀盘部件支承多个外部切削器。而且，所述刀盘部件中的每一个可支承所谓的中间切削器。所述内部切削器在本文中被用于对凸面侧面的精加工并且所述外部切削器被用于对所述锥齿轮工件的凹面侧面的精加工。

然而，还存在可在本发明的外摆线精加工方法的范围中被使用的其它切削刀具(例如，单件式刀盘)。

工厂(其具有例如合适的Cyclo-Palloid齿轮切削机)因此仅仅需要合适的ARCON(平面)刀盘以及此外至少一个单件式或两件式Cyclo-Palloid刀盘。

在实施例的至少一部分中，优选地将氮化硼刀具用作所述外摆线精加工方法的切削器的切削刀具，因为这些类型的刀具是非常有效的并且使得能够以高的精确度以及再生性在所述粗切削的、硬化的锥齿轮工件上实现外摆线精加工。

使用氮化硼刀具的外摆线精加工方法使得能够以高性能以及高精确度实现精齿轮切削。

在所述外摆线精加工方法之后的硬精加工还可作为干式加工(亦即，没有使用冷却剂或润滑剂)在实施例的至少一部分中被执行。

优选地，在预备方法步骤中执行计算，以便执行对要使用本发明的混合方法生产的锥齿轮的设计。在对这样的设计的计算期间，确保所述单分度软齿轮切削提供呈圆弧形式的侧面纵线，其足够接近于稍后要产生的外摆线侧面纵线的路线，以使得可使用所述外摆线精加工方法迅速地且有效地补救相对应的摆线偏差。

通过利用本发明可有效地且划算地制造具有高质量表面的齿侧面。

因此，本发明的使用提供具有高精确度以及高质量表面的螺旋齿锥齿轮。

附图说明

此后将参考附图更具体地描述本发明的示例性实施例。

图1A示出根据现有技术的单分度方法(例如，单分度完成方法)的示意图，以能够描述单分度方法的基础；

图1B示出根据现有技术的连续滚动分度方法(例如，Cyclo-Palloid方法)的示意图；

图1C示出根据现有技术的半完成方法的、在左侧面的精齿轮切削以及锥齿轮工件的右侧面的同时的粗齿轮切削期间的第一加工阶段的剖视示意图；

图1D示出根据现有技术的、在图1C的锥齿轮工件的右侧面的精齿轮切削期间的第二加工阶段的剖视示意图；

图2示出在根据现有技术的圆弧齿轮切削方法之后的锥齿轮工件的一部分的示意图，其中示出具有呈圆弧的形式的两个齿侧面的仅仅一个齿间隙；

图3示出根据现有技术的Cyclo-Palloid方法粗切削的另一个锥齿轮工件的一部分的示意图，其中在其生产期间示出具有两个外摆线齿侧面的仅仅一个齿间隙以及另一个齿侧面；

图4示出在根据本发明所述的粗齿轮切削之后的锥齿轮工件的一部分的示意图，其中用白色示出所述锥齿轮工件的具有呈圆弧形式的齿侧面的齿间隙，并且以两条虚线外摆线为基础在齿间隙中的一个上示出齿纵线的在通过外摆线精加工方法所进行的硬加工之后的路线；

图5示出第三方供应商的两件式刀盘的两个刀盘部件的、在它们被嵌套并且配备有切削器组之前的示意图；

图6示出来自Klingelnberg的Cyclo-Palloid刀盘的一部分的示意图，其中所述两个刀盘部件被嵌套并且所述刀盘被配备以切削器组；

图7示出来自Klingelnberg的示例性ARCON刀盘的顶视示意图，其中可交替地看到用于外部切削器的以及用于内部切削器的凹槽；

图8A-8C示出来自Klingelnberg的另一个ARCON刀盘20的细节；以及

图9示出可在本发明的范围中被使用的齿轮切削机的立体图。

具体实施方式

在图1A中示出单分度方法(还被称为间断分度方法，单分度方法，或者平面铣削)的示例性基础。具体地说，这是单分度完成方法。

单分度半完成方法在第一道次的范围中被用作圆弧齿轮切削方法。

在图1A中示意性地示出单分度完成方法。在本示例中，为了简单化，未示出锥齿轮工件11和刀盘20的共同的滚动运动，其比刀盘20的旋转ω1更缓慢地进行。图示为滚动过程的准快照。刀盘20的切削器21.a、21.i(例如，棒材刀盘20的棒材切削器)执行呈圆弧形式的连续的运动。通过用ω1标明的箭头表示刀盘20的旋转运动(在这里逆时针方向)。为了制造另外的齿间隙，使刀盘20回撤并且使锥齿轮工件11旋转分度角度(被称为分度旋转)。在图1A中通过箭头a、b、以及c表示步进式的进一步的旋转(在这里顺时针方向)。因此，总是突然地制造一个齿间隙。

在第一道次的范围中被使用的单分度齿轮切削方法(单分度方法)为半完成方法。这样的方法被称作半完成方法：在该方法中，在第一切削中加工齿间隙的右侧面以及左侧面，但是仅仅精加工右侧面或左侧面的几何形状。在第二步骤中，在已经改变机床设定之后，精加工所述两个侧面中的一个，以便获得所期望的间隙宽度以及齿几何形状。在图1C以及1D中以非常示意性的形式示出该原理。

图1C和1D为非常示意性的并且仅仅示出一个齿间隙12以及切削刀具20的切削器的作用区域26。切削器的作用区域26在这里包括内部切削边缘21.i以及外部切削边缘21.a。另外示出下面的线，以便使切削刀具20以及锥齿轮刀具11的相对位置在图1C和1D中为可辨认的。ML代表作用区域26的中心线。通过线LM表示所完成的齿间隙12的假想的间隙中心。粗虚线示意性地示出作用区域26的部分(切削边缘或切削边缘边界)，其在所示时刻将工件11上的材料移除。

现在为第一步骤接近切削刀具20的、相对于锥齿轮工件11的第一相对位置RP1(这通过指定第一机床设定发生)。在图1C中示出第一相对位置RP1(中心线ML在这里位于假想的间隙中心LM的左边)。

锥齿轮工件11的间隙12的第一加工在第一相对位置RP1中开始。在第一加工阶段期间，精加工锥齿轮工件11的全部的右侧面54或者全部的左侧面53以及粗加工相应的其它侧面53、54。

图1C示出这样的示例，在该示例中，在第一加工阶段期间使用内部切削边缘21.i精加工左侧面，如通过参考符号53f(f代表完成的)所表示的。相反，使用外部切削边缘21.a仅仅粗加工右侧面，如通过参考符号54v(v代表粗加工的)所表示的。术语“完成的”仅仅涉及呈圆弧形式的齿侧面。

现在接近切削刀具20的、相对于锥齿轮工件11的第二相对位置RP2(这通过指定第二机床设定发生)。在图1D中示出第二相对位置RP2(中心线ML在这里位于假想的间隙中心LM的右边)。

锥齿轮工件11的第二加工阶段在第二相对位置RP2中开始。在第二加工阶段期间，精加工锥齿轮工件11的、先前在第一加工阶段期间仅仅被粗加工的那些侧面53、54。在所示示例中，在第二加工阶段期间，使用外部切削边缘21.a精加工右侧面，如通过参考符号54f(f代表完成的)所表示的。在这里未使用内部切削边缘21.i。

来自Klingelnberg的以上所提到的ARCON刀盘系统代表用于单分度齿轮切削方法(单分度方法)的示例性高性能刀盘系统，其可在第一道次的范围中被使用。可从图7以及8A、8B、8C推断出这样的示例性ARCON刀盘系统的细节。

相对应的刀盘20支承例如多个棒材切削器组，其中每切削器组各具有至少一个内部切削器21.i以及一个外部切削器21.a。外部切削边缘21.a或者外部切削器21.a从齿间隙12的凹面侧面13k移除材料(参见图2)。内部切削边缘21.i或者内部切削器21.i从齿间隙12的凸面侧面13x移除材料。一方面，为了能够使用用于移除齿间隙12的凹面侧面13k的材料的外部切削边缘或切削器21.a，在多轴机床100或200中指定相对应的机床设定(在本文中被称作第一机床设定)。另一方面，为了能够使用用于移除该齿间隙12的凸面侧面13x的材料的内部切削边缘或切削器21.i，在多轴机床100或200中指定另一个机床设定(在本文中被称作第二机床设定)。单词“第一”以及“第二”的使用并不指定顺序。

单分度方法(其在本发明的混合方法的第一道次中被使用并且其以两个不同的机床设定工作)产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的凹面齿侧面和凸面齿侧面13k、13x(参见图2)。这是可理解的，因为内部切削器21.i以及外部切削器21.a的切削边缘被围绕刀具主轴的旋转点102驱动并且因此沿着圆形路径行进。

在本发明的混合方法的第二道次中，使用连续分度滚动方法(还被称为连续滚动铣削，连续分度方法，或者平面滚削)，其为了在粗切削的锥齿轮工件11上加工(重新加工)呈圆弧形式的侧面纵线的目的而设计，以便由此制造展开的外摆线(还被称为延伸的外摆线)侧面纵线。可从图4推断出该方面的细节。

在外摆线的使用该连续分度滚动方法所进行的生产中，齿的数量与刀盘的螺旋线的数量(切削器组的数量)的比对应于基圆G的半径与滚动圆R的半径的比(也参见图1B)。若刀盘标称半径(切削器33的切削边缘位于其上)大于滚动圆R的半径，则参考延伸的外摆线。在该连续分度滚动方法中，刀盘30以及粗切削的锥齿轮工件11都按时间顺序以适于彼此的运动顺序旋转。锥齿轮工件以及刀盘的该分度运动在滚动方法中还与已知的滚动运动叠加，在此期间刀盘30的中心点围绕冠齿轮轴线旋转并且锥齿轮工件11围绕它的旋转轴线旋转。分度因此连续地发生并且准同时地产生所有的间隙。在图1B中示意性地示出相对应的示例。刀盘30在这里连续地逆时针方向地旋转，而工件11顺时针方向地旋转。通过用ω2标明的箭头表示刀盘30的连续的旋转运动，并且通过用ω3标明的箭头表示工件11的连续的耦合的旋转运动(还被称为发生器轮的旋转)。

在图1B中的仅仅示意性地形式中可看到的是，刀盘30例如可成对(成组)配备有内部切削器33.i以及外部切削器33.a(例如，配备有具有内部切削边缘的棒材切削器以及具有外部切削边缘的棒材切削器)。由于在混合方法的第二道次中还可使用其它切削器类型(例如，成形切削器)，通常在这里仅仅参考内部切削边缘和外部切削边缘33.i，33.a。内部切削边缘和外部切削边缘33.i，33.a在这里位于分度平面S1的圆弧段(其在图6中被示出)上。

在图1B中可看到的是，刀盘30的滚动圆R沿锥齿轮工件11的基圆G滚动。M表示刀盘30的中心点并且Z1表示飞行圆半径。若使用两件式刀盘30，如图6中所示，例如，则应当指出的是，存在两个刀具主轴以及因此此外两个中心点Mi和Ma。

在本发明的所有的实施例中，将两件式刀盘30作为切削刀具的Cyclo-Palloid方法可被用于第二道次，例如如图5或图6中所示。

该两件式刀盘30包括两个嵌套的刀盘部件35、36，其中的一个支承例如内部切削器37.1以及内部中间切削器37.2并且其中的另一个支承例如外部切削器38.1以及外部中间切削器38.2。内部切削边缘或内部切削器被用于对呈圆弧形式的粗切削的凸面侧面13x的硬加工，并且外部切削边缘或外部切削器被用于对锥齿轮工件11的呈圆弧形式的粗切削的凹面侧面13k的硬加工。这样的两件式刀盘30需要齿轮切削机200，其使得能够实现用于对两个嵌套的刀盘部件35、36的同时的旋转驱动的相对应的传动装置。在Cyclo-Palloid方法中，刀盘部件35、36以一个在另一个内部的方式偏心地安装(在此方面中也参见图6)。

图5示出第三方供应商的刀盘30的两个刀盘部件35、36的、在它们被嵌套并且配备以切削器之前的示意图。内部部件(还被称为内部刀盘)35在图5中被显示为在外部部件(还被称为外部刀盘)36上方。

在Cyclo-Palloid方法中被使用的切削边缘被组装成(切削器)组(这样的组在图6中所示的示例中包括切削器37.1、37.2、38.1、38.2)并且它们在刀盘30上被布置于短的圆弧部分S1上。当刀盘30以及工件11在Cyclo-Palloid方法中连续地旋转时，另一个切削器组各穿过待加工的工件11的随后的齿间隙。在Cyclo-Palloid方法中，单独的切削边缘与工件11的凸面齿侧面以及凹面齿侧面相关联。然而，若忽略小的差(其对于能够产生纵向凸起面可能是必要的)，这些单独的切削边缘布置于同一个飞行圆半径上。在图1B中不能看到该差。在图6中，示出由于飞行圆半径的差所引起的偏心率Ex。

内部部件35紧固于多轴机床200的第一刀具主轴上。外部部件36紧固于多轴机床200的第二刀具主轴上(还参见图9)。经由离合器相对于第一刀具主轴共形地驱动第二刀具主轴。共形位置是重要的，因为切削器组之间的所引起的角度具有核心重要性，以便能够制造精确的齿侧面14k、14x。

第一刀具主轴的旋转轴线穿过中心点Mi处的绘制平面。第二刀具主轴的旋转轴线穿过中心点Ma处的绘制平面。第一刀具主轴的旋转轴线在图9中被显示为第一刀具主轴轴线208。未示出第二刀具主轴的旋转轴线，因为它几乎与第一刀具主轴轴线208重合。

如在图6中可看到的，两个中心点Mi和Ma彼此相间隔。相对应的距离被称为(凸起面)偏心率Ex。

图7示出来自Klingelnberg的ARCON刀盘20的示例性顶视图。用于内部切削器21.i的容器开口29.i(还被称为切削器槽)以及用于外部切削器21.a的容器开口29.a沿圆N交替地布置。所示刀盘可配备有总共八个内部切削器21.i以及八个外部切削器21.a。

图8A、8B以及8C示出来自Klingelnberg的另一个ARCON刀盘20的细节。

所示刀盘20包括用于容置棒材切削器23的主体22。示出棒材切削器23中的一个。在本示例中，这是具有分别用于凹面齿侧面和凸面齿侧面的两个主切削边缘(24.a和24.i)的棒材切削器23。棒材切削器23中的每一个具有正尖端宽度，其对应于切削器23的头部宽度(参见图8B)。包含有棒材切削器23的主体22围绕刀具主轴的旋转轴线R1旋转。每一棒材切削器23具有轴25以及作用(切削)区域26(参见图8a)。

在图8A、8B以及8C中示出下面的另外的细节：用来将棒材切削器23容置于主体22中的切削器槽29i、29a为倾斜的；通过附图标记27标明倾斜面(在本示例中，对于两侧而言，倾斜角度为0°)；附图标记28表示头部浮雕面；附图标记28.i为第一浮雕面并且附图标记28.a为第二浮雕面；附图标记16为头部切削边缘；附图标记24.i为第一切削边缘(用于切削凸面侧面)并且附图标记24.a为第二切削边缘(用于切削凹面侧面)。

在固体材料中制造齿轮齿期间，在使用第一机床设定的第一切削期间，在具有内部切削边缘或内部切削器21.i以及外部切削边缘或外部切削器21.a的刀盘20的情况下，两个切削边缘或切削器进行切削，其中首先根据所选择的机床设定完成凹面齿侧面或凸面齿侧面的预定的几何形状。在下一步骤中，在针对相应的凸面齿侧面或凹面齿侧面调节机床设定之后，执行对相应的凸面齿侧面或凹面齿侧面的制造。在本示例中，轮廓或切削器组的仅仅一个切削边缘仍然切削，而另一个在已经提供的间隙中运动。已经结合图1C和1D描述了该原则。

图2通过举例示意性地示出通过Arcoflex方法所进行的齿轮切削的结果，其中在锥齿轮工件11(示出其仅仅一段)上用单分度方法产生齿间隙12。所示齿间隙12在右边由凹面齿侧面13k限定并且在左边由凸面齿侧面13x限定。这两个齿侧面13k、13x各具有呈圆弧形式的侧面纵线。为了能够示出例如凸面齿侧面13x的圆弧形状，示出具有半径r_HK的相对应的辅助圆HK。M1为该辅助圆HK的中心点。锥齿轮工件11的旋转轴线穿过用附图标记102标明的交叉点处的绘制平面。

图3通过举例示意性地示出通过Cyclo-Palloid方法所进行的齿轮切削的结果，其中在另一个锥齿轮工件11(示出其仅仅一段)上通过单件式或两件式刀盘30(未示出)用连续分度滚动方法产生齿间隙12。所示齿间隙12在右边由凹面齿侧面14k限定并且在左边由凸面齿侧面14x限定。这两个齿侧面14k、14x各具有外摆线侧面纵线。此外，示出小的滚动圆R，其沿基圆G滚动并且同时围绕它的中心点M2旋转。在图3中通过虚线示出外摆线16。

本发明的混合方法以两个加工道次为基础。在第一道次中，用单分度半完成方法(圆弧齿轮切削方法)产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的齿侧面13x、13k。在图4中，通过附图标记13k、13x标明齿间隙12的呈圆弧形式的两个齿侧面。齿间隙12被显示为白色并且锥齿轮工件11的、在齿15的区域中的材料被提供以图案，以能够在视觉上轻微地突出齿15。根据本发明，第二道次在第一道次之后。在第二道次中，用连续分度滚动方法(外摆线精加工方法)产生具有外摆线侧面纵线的齿侧面14k、14x。在齿间隙12上通过相对应的外摆线的虚线部分示出外摆线侧面纵线的路线。应当指出的是，两条外摆线各延伸于齿15的材料中。亦即，齿侧面13k、13x的呈圆弧形式的侧面纵线被有意地设计以及产生成使得在第一道次之后小的过剩量(被称作摆线偏差)适当地保持于齿侧面13k、13x上。该过剩量不要过大，因为连续分度滚动方法(其被应用于第二道次中)具有比第一道次的方法更低的生产效率。

由于仅仅小的过剩量适当地保持，在第二道次期间可以通过将两个齿侧面13k、13x上的小的材料移除而将圆弧形状转变成外摆线。外摆线齿侧面在图4中被提供以参考符号14k、14x。

在图9中示出来自Klingelnberg的第二多轴机床200的示例。

在图9中示出用于粗切削的锥齿轮工件11的外摆线精加工的多轴机床200的基本结构。在图9中，使用两件式刀盘30将小锥齿轮加工成锥齿轮工件11。

可根据方法设计或改装这样的机床200，以能够执行本发明的第一方法和/或第二方法。在所示时刻，机床200被特别地设计成执行外摆线精加工方法。

可按如下方式构造多轴机床200。在机床底座201上沿线性坐标轴X(第一轴线)水平地且线性地引导机床壳体202。第一载架203能通过主轴驱动装置205沿线性坐标轴Z(第二轴线)在引导件204(其附接至机床壳体202的侧面)上竖向地运动。沿垂直于X轴的线性坐标轴Y(第三轴线)使用第二载架207在机床底座201上水平地且线性地引导工件主轴载架206。载架207包括具有竖直轴线C(第四轴线)的枢轴装置。第一载架203的引导件204以及Z轴相对于竖直面倾斜。

第一载架203支承所支撑的第一刀具主轴，所以它能围绕第一刀具主轴轴线17(第五轴线)旋转。另外，第二刀具主轴被支撑，所以它能围绕第二刀具主轴轴线(第六轴线)旋转。一段时间以来已经能在市场上获得相对应的机床200。这两个嵌套的刀具主轴的细节在这里不能被看到，但是为本发明所属领域的技术人员所已知的。

刀具主轴中的每一个用于支承刀具35、36(参见图6)。在这里通过举例示出两件式Cyclo-Palloid刀盘30，其成对配备有切削器。

工件主轴209由第二载架207以及由工件主轴载架206的枢轴装置水平地引导并且能通过第二载架207以及通过工件主轴载架206的枢轴装置在机床底座201上线性地移动和/或枢转。枢轴装置支承工件主轴209，该工件主轴能围绕工件主轴轴线210(第七轴线)旋转。工件主轴209支承锥齿轮工件11，在本示例中为小锥齿轮。枢轴装置能围绕C轴线以被水平地引导的方式枢转。

机床100和/或200优选地包括CNC控制器，以控制本发明的混合方法的运动顺序。

若机床200还要被用来执行圆弧齿轮切削方法，则将第一刀盘20紧固于机床200的两个刀具主轴中的一个上。代替刀盘30，因此将一个刀盘20(例如，ARCON刀盘)安装于机床200中。

优选地使用具有5个或6个CNC-控制的轴线的第一多轴机床100来执行圆弧齿轮切削方法。在图9中示出示例性多轴机床100。

优选地使用具有6个或7个CNC-控制的轴线的第二多轴机床200(例如，如图9中所示)来执行外摆线精加工方法。

可构成用于刀盘系统和/或其它生产商的机床的相似的示例。

参考符号列表

Claims (11)

1.一种用于加工锥齿轮工件(11)的方法，其具有以下步骤：

-将锥齿轮工件(11)紧固于第一多轴机床(100)的第一工件主轴上，

-将第一刀盘(20)紧固于所述第一多轴机床(100)的刀具主轴上，所述第一刀盘(20)包括至少一个内部切削边缘(21.i，24.i)以及至少一个外部切削边缘(21.a，24.a)，

-对所述第一刀盘(20)进行连续的旋转驱动，

-执行单分度加工方法，以便粗切削所述锥齿轮工件(11)，

-将粗切削的锥齿轮工件(11)从所述第一多轴机床(100)移除；

-执行对粗切削的锥齿轮工件(11)的热处理，

-将所述粗切削的锥齿轮工件(11)紧固于第二多轴机床(200)的工件主轴上或者紧固于所述第一多轴机床(100)的工件主轴上，

-将第二刀盘(30)紧固于所述第一多轴机床(100)或第二多轴机床(200)中，所述第二刀盘(30)包括成组布置的内部切削边缘(33.i)以及外部切削边缘(33.a)，

-对所述粗切削的锥齿轮工件(11)进行连续的旋转驱动，

-对所述第二刀盘(30)进行耦合的、连续的旋转驱动，

-执行连续分度加工方法，以精加工所述锥齿轮工件(11)的凹面齿侧面(13k)以及凸面齿侧面(13x)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述单分度加工方法的范围中，执行所述第一刀盘(20)相对于所述锥齿轮工件(11)的相对运动，以产生具有呈圆弧形式的侧面纵线的凹面齿侧面(13k)以及具有呈圆弧形式的侧面纵线的凸面齿侧面(13x)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相对运动包括所述锥齿轮工件(11)与所述第一刀盘(20)的共同的滚动运动。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在所述单分度加工方法的范围中，使用所述第一多轴机床(100)的两个不同的机床设定。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，在所述连续分度加工方法的范围中，执行所述第二刀盘(30)相对于所述粗切削的锥齿轮工件(11)的相对运动，以硬加工所述锥齿轮工件(11)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述连续分度加工方法的范围中，分别使用所述第一多轴机床(100)或者所述第二多轴机床(200)的另一个机床设定。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述连续分度加工方法的范围中，通过所述齿侧面(13k，13x)上的材料移除而重新加工呈圆弧形式的侧面纵线来形成具有外摆线侧面纵线的齿侧面(14k，14x)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将平面刀盘用作所述第一刀盘(20)，所述平面刀盘配备有包括所述外部切削边缘的至少一个棒材切削器(21.a)，以及配备有包括所述内部切削边缘的至少一个棒材切削器(21.i)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一刀盘(20)为ARCON刀盘。

10.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，将具有如下特征的刀盘用作所述第二刀盘(30)：该刀盘配备有具有外部切削边缘(33.a)的至少一个棒材切削器或成形切削器且配备有具有内部切削边缘(33.i)的至少一个棒材切削器或成形切削器。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二刀盘(30)为单件式Cyclo-Palloid刀盘或两件式Cyclo-Palloid刀盘。