CN111479646A - 用于加工齿部的方法、以及齿部加工机器及其控制程序 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工齿部的方法，该方法使用盘状的且带齿的工具，该工具被驱动成围绕该工具的旋转轴线旋转并且具有在几何形状上限定的切削边缘。工具齿由基部材料形成并且至少在齿面上设置有改善耐磨性的涂层，并且工具齿具有面向工具的端面的加工表面，在对工具进行修复时不时地对所述加工表面进行再磨削，其中，在对加工表面的沿着由基部材料制成的切削边缘形成的区域进行至少一次再磨削之后，恢复并继续进行对该工具的使用。

Description

用于加工齿部的方法、以及齿部加工机器及其控制程序

本发明涉及用于加工齿部的方法，对于该方法，使用了盘状的且带齿的工具，所述工具被驱动成围绕该工具的旋转轴线旋转并且具有在几何形状上限定的切削边缘，所述工具的工具齿由基部材料制成并且至少在齿面上设置有改善耐磨性的涂层，并且工具齿具有面向工具的端面的前刀面，在对工具进行修复的过程中，不时地对前刀面进行再磨削。

背景技术

这种方法例如通过如EP 2 537 615 A1中所描述的动力刮削而是已知的，就动力刮削的切削条件和运动学而言参考了该文献。

动力刮削是一种滚压加工方法，该方法在加工速度方面已接近高效滚齿，但由于工具的形状和加工运动学提供了优势，比如提供了通常能够很好地加工内部齿部的可能性。

为了使所使用的刮削轮具有更长的耐用性，刮削轮的基部材料设置有使耐磨性增大的涂层，因此延长了工具的使用时间和总体使用寿命，基部材料例如可以是硬质金属(HM)或粉末金属高速钢(PM-HSS)。

在对工件进行加工时，例如在对大批量工件进行加工时，工具会被磨损，因此在一定时间后要执行工具更换。在HSS工具的典型使用中，取决于正被加工的材料，在加工3小时至12小时之后应当执行工具更换，以防止所加工的齿部的质量劣化或对工具的进一步损坏。碳化物工具持续得相对更长，大约长2倍到3倍以上。

如果已经达到了对于相应加工的磨损极限，则将新的工具夹持在加工装置中，之后可以继续进行加工、例如可以继续对大批量工件进行加工。然而，只要尚未达到所使用的工具的最终磨损极限，就可以对所使用的工具进行修复以进一步使用。在相关技术的修复的情况下，对磨损进行测量(通常在工具齿的头部处以在该工具齿的头部处径向地观察的方式对磨损进行测量，这是因为：在工具齿的头部处，磨损在轴向方向上、即朝向头部侧面通常是最大的)，对前刀面进行磨削直到磨损不再可见为止，如果必要的话外增加有安全裕度，之后将工具去除涂层并且然后进行重新涂覆。机器操作者然后接受被重新涂覆的工具，但是该工具由于再磨削而具有较低高度，并且在锥形头部侧面的情况下还具有相应更小的直径，并且考虑这些变化来进一步使用该工具。

发明内容

本发明基于进一步研发上述类型的方法的目的，特别地具有为了改善与整个过程的结合的观点。

在过程方面，通过本发明在以下方面解决了该问题：在对前刀面的于任何情况下均沿着由基部材料制成的切削边缘形成的区域进行至少一次再磨削之后，恢复并继续进行对工具的使用。

本发明基于下述认识：一方面减少的总使用寿命以及另一方面由于在恢复加工时至少沿着切削边缘优选地完全不具有涂层而使得前刀面因此被磨损得更快所导致的到下一次再磨削之前的减少的使用时间的缺点被在恢复加工时至少沿着切削边缘优选地完全不具有涂层所带来的在整个加工过程中的优点所补偿或者甚至所超过。由于该工具在再磨削之后不再被重新涂覆，因此可以特别地在同一齿部加工机器上更快地再次使用该工具，从而使得可以减少要由机器操作者保持的附加工具的数量。此外，由于仅通过对前刀面区域或前刀面进行再磨削而对工具的影响较小，因此创建了执行对于用来确保在更短的时间耗费的情况下恢复加工后所加工的齿部的质量的任何必要的机器侧校正的措施的基本条件，这可以至少部分地补偿机器侧加工时间的损失，而这种机器侧加工时间的损失在重磨期间在任何情况下都可能发生。

该工具优选地可以是用于动力刮削的刮削轮或用于齿部的硬刮削的刮削轮，但也可以是用于对齿轮进行齿成形的切削轮。基部材料可以是上面已经提及的材料、硬质金属(HM)或粉末金属高速钢(PM-HSS)中的一者，但不限于此。使耐磨性增大的涂层可以是例如AlCrN，或是本领域技术人员通常使用的任何其他涂层，比如TiN。加工方法可以用于带内部齿部的工件和带外部齿部的工件两者(在存在干涉轮廓的情况下尤其适于带外部齿部的工件)。

对于在工具制造之后的首次使用，工具齿的齿面在任何情况下都被涂覆有涂层，优选地在此时，即在新工具的情况下，前刀面也被涂覆。

在进行再磨削时，优选地将前刀面作为整体进行再磨削，这简化了再磨削过程。在任何情况下，在切削边缘的区域中不时地进行再磨削，并且在刮削轮或切削轮的情况下，在齿边缘的前刀面区域中进行再磨削。

在进行再磨削时，建议磨削掉一定量的材料，使得随后将所有齿上的磨损痕迹完全去除。对于当前相关技术的经验法则是使用PM-HSS工具或HM工具，直到磨损痕迹宽度在0.2mm至0.3mm之间或0.1mm至0.2mm之间为止，或者直到确定所加工的工件的质量出现不可接受的劣化为止，这是依哪种情况首先发生而定的。

在优选的方法设置中，设置成相对更频繁地进行再磨削。对于碳化物工具而言，例如，优选地在达到0.08mm、更优选地达到0.065mm、特别地自达到0.05mm起的磨损痕迹宽度之前或之时进行再磨削。对于PM-HSS工具而言，计划在磨损痕迹宽度低至1.6mm、更优选地低至0.13mm、特别地低至0.1mm的情况下进行再磨削。这在基于磨损痕迹来进行对于再磨削的决定的情况下是优选的，但也可以预先设置成：如果不再实现规定的工件质量，则应当设置再磨削。由于在工具的至少一次再磨削期间、优选地在多次再磨削过程期间、尤其是在所有再磨削过程期间都没有对工具重新涂覆，因此进行更频繁的再磨削而承受的时间损失是可容许的。

相比于工具在被重磨之前要等待尽可能长的时间的相关技术，相对更早地进行的上述再磨削也被本发明视为独立于涂覆或不涂覆的任何问题的方面，并且相应地被公开为是独立的且能够独立地进行保护。因此，本发明披露了一种能够独立地保护的用于齿部的加工的方法，对于该方法，使用具有在几何形状上限定的切削边缘的盘状的且带齿的工具，该工具被驱动成围绕该工具的旋转轴线旋转，并且该工具的工具齿具有面向工具的端面的前刀面，不时地对所述前刀面进行再磨削，在再磨削之后恢复并继续进行对该工具的使用，其中，该方法的特征实质上在于：在磨损痕迹宽度已经达到1.6mm、更优选地达到0.13mm、特别是达到0.1mm之时或之前进行重磨，这特别地是对于PM-HSS工具而言的；并且更优选地在磨损痕迹宽度已经达到0.08mm、更优选地达到0.065mm、特别是已经超过0.05mm之前或之时进行重磨，这特别地是对于HM工具而言。该方面可以与本发明先前提及的以及随后提及的其他方面结合。因此，在本发明的范围内还认识到的是，特别地在硬刮削的加工方法中，由于该工具已经具有较低的磨损，因此在加工期间可能发生工具移位，并且在此过程中可能发生相对于期望加工的不期望偏离。这可以通过更频繁地重磨来解决。为此目的，仅进行少量的重磨可能就足够了，例如通过去除仅较少的量可能就足够了。

然而，在本发明的范围内还设置成：在工具的整个使用寿命期间，如先前在相关技术中的情况那样，对工具进行一次或更多次的重新涂覆，并且在修复过程中也进行部分地或完全地重新涂覆。这在再磨削过程期间还对齿面和/或梢面进行再磨削的情况下是特别优选的。

在特别优选的实施方式中，设置成：工具的继续使用与再磨削之前的使用是在同一齿部加工机器上进行的。因此，除了由于再磨削而变得所需要的对机器轴线调节的变化之外，还可以使用已经设定成用于该工具的机器轴线调节。这样则无需为该工具设定新的机器。

在特别优选的构型中，意在使：用于继续使用的机器控制器应当特别地自动接收关于在重磨期间材料去除的深度的信息。这意味着机器轴线调节的变化所必须的关键信息(例如，由于工具的高度或直径的变化)在机器控制器中是已经可用的。

在这种情况下，下述布置方式是可行的：在该布置方式中，在不对恢复之后重新作业的第一齿部进行中间测量的情况下执行继续加工。由于在修复期间因未执行去除涂层/重新涂覆过程而相比于相关技术对工具的影响较小，因此，已经具有正确的机器轴线调节的继续使用使得可接受的加工质量。

再磨削之后的工具的重新测量也不再是绝对必要的，并且可以有目的地省去，从而可以实现相对额外时间节省。

对于再磨削的位置，可以考虑多个变型。因此，该工具原则上可以位于加工位置和夹持件外部，甚至在空间上完全远离工具正在作业的齿部加工机器。

在可能的变型中，工具在再磨削之前经由工具更换器更换，并且再磨削是在特别地经由工具更换器联接的再磨削站上或者在工具更换器中进行的。还提供了下述变型：在该变型中，工具保持在先前使用的工具夹持件中，但不在所使用的同一加工区域中进行再磨削，而是在相邻的再磨削区域中进行再磨削，例如通过使工具头或支撑工具头的主柱转动或移动而进行再磨削。在这种情况下，对于实现磨削行程具有很大范围的可能性，不仅有工具头的轴线，而且有单独的轴线，也可以对轴线进行组合。还可以考虑对角轴线。

优选的变型在于：在齿部加工机器的工具夹持件中、或者在进行先前使用和/或继续使用的延伸的加工中心中进行再磨削。特别地，可以在齿部加工的加工区域中进行再磨削，其中，已经可用于工具的机器轴线当然可以用于再磨削，并且优选地还被用作定位轴线或者用作在再磨削期间的控制的轴线。还可以设置成：加工工具保持被夹持在同一齿部加工机器上，直到达到加工工具的总体使用寿命最后为止或者直到所设计的用于该加工工具的工件的类型(工件批次)变化为止。

定位所需的轴线运动和可能的再磨削工具件的磨削行程所需的轴线运动也可以通过使再磨削工具件主动移动的运动轴线来执行。磨削行程的具体实现将优选地取决于可用的空间条件并且还取决于所使用的加工工具的形式(例如用于阶梯式切削)以及再磨削工具件的类型(杯形轮或磨削盘/具有柱形或锥形磨削侧表面的磨削旋转体)。磨削行程可以但并非必须是水平的。例如，可以考虑用柱形或锥形磨削工具的侧表面对具有阶梯式切削部的工具(参见图2)进行再磨削。在这种情况下，可以通过倾斜地设定的切向轴线(图1中的Y1)来进行行程运动。也可以考虑将用于磨削行程运动的运动轴线叠加在另一轴线上，所述另一轴线比如是用于加工工具的横向运动的轴线(图1中的轴线Z1)，该轴线平行于被加工工件的旋转轴线。

在优选的变型中，设置成：再磨削工具件是从与齿部加工的径向进给运动方向相切的方向给送的。该布置使得空间条件和场所条件的良好利用。该位置给送轴线也可用于实现磨削行程。然而，将加工工具的运动轴线用于磨削行程的变型也是优选的。

根据要被重磨的工具的布置方式，可以考虑连续重磨的变型，但也可以考虑间歇性作业方式，在间歇性作业方式中，各个齿的前刀面被一个接一个地进行再磨削，并且在两次这样的加工之间工具围绕工具的旋转轴线旋转。在这些间歇性方法中，优选的是没有扭转至下一个前刀面，而且前刀面是以下述顺序进行磨削的：该顺序使再磨削工具件的磨损迹象或温度变化不具有沿工具周向的方向增大的影响，而是使再磨削工具件的磨损迹象或温度变化分布在工具的周向上。

根据再磨削工具件的布置方式，可以设置成：如果必要，不再需要磨削行程运动，尤其是在加工接合期间磨削表面完全覆盖前刀面的情况下更是如此。在优选的其他实施方式中，设置的成：在执行磨削行程运动时对前刀面进行再磨削，其中，该磨削行程运动可以特别地是水平的。

在可能的方法设置中，在加工期间的使用与在再磨削期间的使用之间，工具轴线取向的转动角保持不变。以这种方式，通过在所设置的转动角内改变该工具轴线取向避免了任何精度损失。

在优选实施方式中，工具具有非零的头部倾角，并且将用于工具轴线取向的转动角设定成该头部倾角以用于再磨削。这使得能够实现简单的再磨削运动。然而，如下所述，代替转动角调节，通过叠加运动来实现磨削位置的偏移协调也是可行的。

在一种可能的构型中，在进行再磨削之前，通过再磨削工具件进行对工具的探测，所述探测特别地是半自动的或自动的。这用于再磨削工具件与要被再磨削的工具在高度方向(轴向方向)上和/或相对于工具的齿或齿隙的旋转位置的精确的相对定位。

如已经在上文提及的，机器控制器优选地包括关于再磨削过程的信息。在特别优选的构型中，设置成：机器控制器应当独立地计算由于因再磨削导致的工具的相比于先前的加工在高度和/或直径方面的变化而引起的对于继续使用而言所需的机器轴线调节的改变(并且然后相应地改变机器轴线调节)。为此，机器控制器具有工具的一般设计数据(包括高度、直径、锥度)。

在优选变型中，工具具有阶梯式切削部。对于这种工具布置方式而言也实现了良好的结果，这使得不能在多个齿上设计平面过渡。

例如，可以利用杯形轮对具有阶梯式切削部的工具(见图2)进行再磨削。然而，同样优选的变型也设置成用于通过柱形或锥形再磨削工具件的侧表面进行再磨削加工接合。这方面在加工工具于加工工具夹持件中处于其夹持状态下对加工工具进行的再磨削的情况下被认为是有利的，而且这独立于加工工具是否被涂覆，并且相应地被公开为是独立的且值得保护的。

然而，还意在通过下述工具进行作业：在该工具中，前刀面的属于围绕工具轴线的周向圆的部分相对于工具的旋转轴线位于相同的轴向高度处，并且因此，该工具不具有阶梯式切削部。

在优选实施方式中，设置成：再磨削工具件的磨削表面的法向量相对于再磨削工具件的旋转轴线主要是径向延伸的。特别地，此处考虑了在旋转方面对称的磨削轮和磨削盘，所述磨削轮和磨削盘具有位于再磨削工具件的侧表面上的磨削表面。该磨削轮和磨削盘可以设计成柱形或锥形。

在另一同样优选的实施方式中，还考虑了下述再磨削工具件：在该再磨削工具件中，磨削表面的法向量主要平行于再磨削工具件的旋转轴线。适于此目的的工具特别地是杯形轮式工具，包括月形盘式工具。

在优选构型中，使再磨削工具件主动移动的至少一个机器轴线用于再磨削工具件与要被再磨削的工具的相对定位。

这种布置与在加工插件的工具夹持件中进行再磨削结合被认为是有利的，而这也独立于工具涂覆的问题。

因此，本发明还披露了一种可独立保护的用于加工齿部的方法，对于该方法，使用具有在几何形状上限定的切削边缘的盘状的且带齿的工具，该工具被驱动成围绕工具的旋转轴线旋转，并且该工具的工具齿具有面向工具的端面的前刀面，在对工具进行修复期间，不时地对前刀面进行再磨削，该方法的特征实质在于，在齿部加工机器的工具夹持件中进行再磨削，先前使用和/或在再磨削之后对该工具的继续使用发生在该齿部加工机器上，其中，使再磨削工具件主动移动的至少一个机器轴线用于再磨削工具件与要被再磨削的工具的相对定位。

然而，优选附加地或替代性地设置成：使要被再磨削的工具主动移动的至少一个机器轴线用于再磨削工具件与该工具的相对定位。

在优选实施方式中，设置成：工具的旋转运动和再磨削工具件的旋转运动彼此协调，以在工具上生成主要在径向上延伸的磨削槽。与磨削槽的切向取向或随机取向相比，主要在径向上延伸的磨削槽被认为是有利的。在这种情况下优选的是，确保在磨削接合的区域中磨削运动和磨削行程运动的主要方向分量一致。

此外，可以设置成：当在工具盘平面上的投影中观察时，要被再磨削的工具和再磨削工具件在两个非连续区域中重叠，所述两个非连续区域特别地通过与多个工具齿重叠的分离区域分离(即，这些区域不是仅因为存在齿隙而分离)。该变型对于在非间歇性再磨削方法中不以阶梯式切削进行磨削的工具是特别有利。该变型允许良好的磨削方向条件。

然而，特别地，可以设置成：在非连续区域中的一个区域中磨削，而在另一区域中取消滑动接触。这例如可以在借助于转动轴线使再磨削工具件的磨削平面具有与工具的面部平面的不平行度的情况下实现。这种不平行度可以非常小，例如以对应于0.01°至0.03°的转动角的度数表示，从而使得与在具有滑动接触的区域中的平行度偏离仅是最小的。

磨削方向的各方面也被本发明认为是有利的且独立于任何涂覆的问题，磨削方向的一些方面已经在上文中部分地阐述。相应地，本发明披露了一种独立的且可独立地保护的用于加工齿部的方法，对于该方法，使用盘状的且带齿的工具，该工具被驱动成围绕该工具的旋转轴线旋转，并且该工具具有在几何形状上限定的切削边缘，该工具特别地是带有呈阶梯式切削部的齿的工具，工具的工具齿具有面向工具的端面的前刀面，在对工具进行修复期间，不时地对前刀面进行再磨削，该方法的特征实质上在于，在磨削接触区域中，如在工具的盘平面上的投影中所看到的，用于再磨削的再磨削工具件的旋转磨削运动的切线的主要方向分量与相对于再磨削工具件的旋转轴线的径向方向平行地延伸。

这种独立的布置方式也可以与上述其他方面结合。

本发明还以下述控制程序的形式被保护：当在齿部加工机器的机器控制器上执行该控制程序时，该控制程序将齿部加工机器控制成执行根据上述方面中的一个方面的方法。

此外，本发明通过下述齿部加工机器被保护：该齿部加工机器具有工件主轴和工具主轴并且具有机器轴线和机器控制器，工件主轴用于能够将承载齿部的工件驱动成以可旋转的方式支承，工具主轴用于能够将盘状的且带齿的工具驱动成以可旋转的方式支承，工具具有在几何形状上限定的切削边缘，机器轴线用于工具与工件之间的相对定位，机器控制器用于对通过工具执行的齿部加工进行控制，该齿部加工机器的特征实质上在于，机器控制器具有如上所述的控制程序和/或运动装置，该运动装置在被致动时使用于对工具齿的前刀面进行再磨削的再磨削工具件与工具进行磨削接合。

特别优选地设置成：运动装置具有至少一个机器轴线，所述机器轴线可以以能够改变再磨削工具件的旋转轴线的位置或取向的方式进行调节。

还计划了本领域技术人员已知的拾取解决方案来实现根据本发明的再磨削解决方案。可以设置成：承载再磨削工具件的拾取主轴在加工过程期间可以移动到被设计为拾取主轴的工件主轴承载工件的位置。然而，还考虑了下述解决方案：在该解决方案中，通过工具头的主动运动，实现了用于将工具从一个加工位置转移至再磨削位置以及将工具从再磨削位置转移至加工位置(即，在两个主轴之间)的相对运动。

附图说明

在以下参照附图的描述中，可以发现本发明的其他特征、细节和优点，在附图中：

图1示出了具有结合的再磨削装置的齿部加工机器，

图2示出了要被再磨削的工具，该工具呈采用阶梯式切削部的刮削轮的形式，

图3示意性地示出了与阶梯式切削部相匹配的再磨削接合，

图4示意性地示出了适于非零的头部倾角的接合，

图5示出了仍处于未接合的可能的定位布置和磨削行程，

图6示出了处于接合的图5所示的变型，

图7示出了图5的可能的替代性布置，

图8示出了另一种不同的可能的布置，

图9示出了用于在没有工具的阶梯式切削部的情况下进行加工的示意性布置，以及

图10示出了在拾取解决方案的变型中的可能的布置。

具体实施方式

图1所示的工具机器是被设计成用于通过一个刮削轮S进行刮削加工的机器100。在工件侧上，机器100具有工具台80，工具台80在机床90中被驱动成能够旋转，其中，在图1中未示出的要被加工的工件——例如要被加工出内部齿部的工件——可以被夹持成能够围绕工件侧的机器旋转轴线C1旋转。

在工具侧上，机器100具有用于工具在径向上相对于工件的定位运动的线性机器轴线X1、用于工具的沿着台轴线C1的轴向方向的运动的轴线Z1以及用于工具与工件之间的切向相对运动的轴线Y1。这些线性轴线X1、Z1垂直于彼此并且由滑动装置70来实现，其中，用于X1运动的线性滑动件72承载用于Z1运动的竖向滑动件74。承载工具S的工具头78——工具头78在该实施方式中还承载作为用于使工具通过旋转轴线B1旋转的直接驱动器的CNC驱动器——能够与用于切向运动Y1的线性滑动件76一起移动。然而，切向滑动件76以能够通过转动轴线A1旋转的方式安装在竖向滑动件74上，使得切向滑动件76的滑动运动在图1所示的设置中仅是水平的，而在其他情况下切向滑动件76的滑动运动因所调节的转动角A1相对于Z1轴线倾斜。

另外，机器100具有另一运动系统，通过该运动系统，再磨削工具件N可以与夹持在工具头78的工具夹持件中的刮削轮S进行再磨削加工接合，其中，工具侧上的线性轴线和旋转轴线也可以用于产生再磨削接合。在所示的示例性实施方式中，在该示例性实施方式中呈杯形轮的形式的再磨削工具件N能够沿与X1-Z1平面正交的切向方向Y移动。因此，再磨削工具件N可以相对于径向方向X1侧向地引入到加工区域中。Y方向上的这种可移动性是通过双滑动件41、42实现的，其中，双滑动件中的下滑动件41旨在用于通过轴线Y3定位，而上滑动件42旨在用于磨削行程运动。另外，承载再磨削工具件N且被驱动成围绕轴线D1旋转的再磨削主轴44设置成在与Y方向正交的平面中枢转(转动轴线标记为A2)，使得可以在与X1-Z1平面平行的平面中对旋转轴线D1的轴向方向和轴线Z1(C1)之间的角度ξ进行调节。

也可以考虑下述变型：在该变型中，工具头78的Y1轴线(可能与Z1结合)用于磨削行程运动，并且如果必要的话，可以保留关于磨削头的诸如为Y2的轴线。也可以考虑使磨削头具有平行于X1方向的附加轴线X2。

如果由于工件的加工而使具有被涂覆的齿的刮削轮S此时已达到一定的磨损，则对刮削轮S的前刀面进行再磨削。

以下针对刮削轮S进行描述，该刮削轮S以阶梯式切削被磨削(也参见图2)并且具有非零的头部倾角。在这种情况下，再磨削工具件N通过转动轴线A2转动至刮削轮S的阶梯式切削角。刮削轮S的转动轴线A1转动至刮削轮S的头部倾角。以这种调节，要被再磨削(以分度法)的前刀面5的中心线是水平的并且处于相对于径向轴线X1成90°的位置，从而面向再磨削工具件N的面。在磨削行程运动中(轴线Y2，也参见图5、图6)，加工区域在磨削行程期间于是沿着前刀面5移动，其中，杯形轮N的磨削区域的取向与前刀面5的取向一致，使得前刀面5可以通过预期的去除而被磨削。理解的是，刮削轮S的Z1轴线可以用于加工接合和进给的高度调节，而X、Y机器轴线可以用于定位。当使用如图2所示的工具S时，除了前刀面5之外，也可以对工具S的侧面6也进行再磨削。

由于再磨削工具件N是相对于径向轴线X1侧向给送的，避免了在机器侧上竞争空间需求。另外，由于磨削行程与跟踪工具的给送方向的平行性，很大地避免了再磨削期间的振动。当所有前刀面5以这种方式在分度加工中一个接一个地被再磨削时，再磨削工具件N被缩回，并且可以恢复并继续进行由刮削轮S进行的齿部加工。

通过机器控制器自动地计算由于因再磨削导致的刮削轮形状变化(更小的直径、更小的高度)而引起的进一步加工所需的机器轴线调节方面的变化。机器控制器具有来自存储在机器控制器中的工具布置方式的用于此的必要信息以及在重磨期间执行的去除的关于为此使用的机器轴线的轴线位置的知识。

然而，在替代性实施方式中，如果例如是在工具的最靠近主机器柱70的面(例如对于内部齿部的0°位置)或最远离主机器柱(70)的面(例如对于外部齿部的180°位置)上进行再磨削的，也可以在X1机器方向上进行磨削行程(也参见图7)。在这种情况下，优选的是将工具头78的转动轴线的设置调节至加工轴线相交角。例如，如果工件加工是在0°位置作业的情况下进行的对内部齿部的加工，则在180°位置，可以调节至相反的轴线交叉角度的两倍从而将前刀面5设置成水平。然而，也可以考虑不以这种方式改变轴线相交角或将其留在用于加工的位置。而是可以设置成：磨削头(44)设置有另一转动轴线；也可以考虑对没有构造为杯形轮的磨削盘使用极大的锥形侧表面。在没有头部倾角的情况下，必须对径向地水平延伸的前刀面进行再磨削；如果存在头部倾角，则可以例如通过机器轴线Z1的附加运动来保持再磨削接触。为此，在使用杯形轮时，可以将轴线A2(图1)转动至头部倾角，在这种情况下，再磨削头的转动轴线A2调节成与在加工接合中要被磨削的表面相同的取向。

在该变型中，优选的是在工具S的最靠近主机器柱(滑动装置70)的面上进行再磨削以避免与工件台80的空间竞争。这在加工内部齿部时是特别重要的，因为在这种情况下，不必使工具头78经由转动轴线A1转动。在外部齿部的情况下，如果不想经由转动轴线A1转动，则必须要在180°位置进行再磨削。在180°位置，通常存在可用安装空间的更有利的条件。特别地，如果刮削轮S不具有头部倾角，则还可以考虑经由在加工期间承载工件的主轴来进行再磨削工具件N的旋转运动(以与图1的机器台80的类似的布置)并经由径向轴线X1执行磨削行程。在头部角不等于零的情况下，该变型还能够通过在径向轴线X1上进行磨削行程并且通过利用叠加的运动Y1和Z1进行在接合区域的协调偏移(相对于0°的位置)来进行考虑。

经由图1所示的装置的一方面用于刮削轮S并且另一方面用于再磨削工具件N的现有的机器轴线，也可以设计叠加的变型，在该变型中，在对角线方向(即具有X方向上的分量和Y方向上的分量)上进行磨削行程。在这种情况下，优选地，刮削轮S的转动角(A1轴线)根据磨削行程方向和对于再磨削工具件N所调节的角度ξ来进行调节以匹配期望的头部倾角。

根据所使用的再磨削工具件N的尺寸，也可以完全放弃对磨削行程的实施，也就是说，如果前刀面5已经被完全覆盖，则可以完全放弃对磨削行程的实施。再磨削因此将是切入式磨削。

为了精确地确定刮削轮S与再磨削工具件N之间的相对位置，可以使刮削轮S与再磨削工具件N在轴向方向上以及周向方向上接触，以便建立工具S的齿相对于磨削工具N的精确的相对高度位置以及相对角度位置。这在更换加工工具S和/或再磨削工具件N之后被特别地指出。这是因为磨削头78的转动使得可以将工具S保持处于加工轴线相交角处。然而，由于先前的加工和对机器轴线B1的监测，工具齿4的角位置可能已经是已知的。对于接触检测，可以考虑进行噪音检测，以及例如借助于工具主轴(B1)或工件主轴(C1)的扭矩方面的变化来监测机器轴线。也可以使用视觉识别方法，比如火花。

如果再磨削工具件N本身已经经受去除过程，则这种类型的探测也是优选的。如果操作者经由机器控制器面板来对探测进行控制，则这种探测可以完全自动地进行，即机器100独立地进行探测，或者在由操作者粗略地预定位的情况下机器100半自动地或替代性地在软件指导下进行探测。也可以考虑通过使用手动控制来探测轴线运动而实现的纯手动变型。

在例如使用没有阶梯式切削部的刮削轮进行作业的情况下，除了间歇性方法外，还可以使用用于再磨削的连续的方法。在例如使用杯形轮作为再磨削工具件来实现的情况下，刮削轮将转动至0°的角度(A1)、即刮削轮被调节成具有大致水平的前刀面，或者保持处于这种已经调节后的调节方式。刮削轮的连续旋转经由轴线B1实现。当使用杯形轮时，优选的布置方式(参见图9)导致刮削轮的两个非连续区域中的重叠区域。此处，优选的是，再磨削工具件的磨削表面与刮削轮的磨削表面之间的平行度的最小偏离确保在非连续区域中的仅一个区域(KB)中发生磨削加工，而在另一区域(NKB)中由于该略微偏离而不发生接触(例如，再磨削工具件以偏离零的百分之几度的值、例如0.01°到0.03°进行磨削，使得在另一重叠区域NKB中于再磨削工具件与刮削轮之间存在提升分离，并且因此不再发生接触)。两个平面的平行度的这种小偏离也可以经由刮削轮的转动轴线(A1)来实现。在这种情况下，可以再次经由C1工件的主轴进行再磨削工具件的旋转运动。在其他情况下，也可以经由再磨削工具件的转动轴线A2来调节这种非平行性。

如果以这种方式确保在两个重叠区域中的仅一个区域(KB)中进行再磨削，则可以形成大致径向的磨削槽，这被认为是有利的。

在具体示例中(此处头部倾角为零)，杯形轮的切削速度可以为30m/s，并且在刮削轮的旋转速度为1/s、并且例如刮削轮直径为200mm且所产生的刮削轮的周向速度为0.63m/s的情况下，可以实现磨削槽相对于径向方向(具有刮削轮中心的刮削轮系统)仅偏离几度，在具体的计算示例中，磨削槽相对于径向方向偏离甚至仅1.2°。如上文已经提及的，根据杯形轮的直径，±0.01°至0.03°的范围内的转动角调节可能就足够了。磨削方向优选地应当指向再磨削工具件的中心。

如果要产生非零度的头部倾角，前刀面也可以以球形的形式被磨削，但在径向方向上具有略微弯曲的表面。作为上述匹配的替代方案，也可以实现工具头78的未在图1中示出的附加转动轴线，以产生不等于零度的头部倾角。

原则上，也可以将相对平坦的杯形件、或者甚至月形盘用作这些杯形轮。相比于全柱形盘，在杯形轮的情况下仅使用了较窄的区域，所述较窄区域因此相应地更容易且更精确地被进行修整，这在对再磨削工具件进行修整方面带来了优势。

原则上，也可以考虑生成主要在切向方向上的磨削槽，但是这相对于具有主要在径向方向上延伸的磨削槽的变型来说是较不优选的。然而，这种变型还允许根据连续方法通过磨削盘(为此刮削轮不具有阶梯式切削部)的侧表面在多个齿上进行再磨削。在这种情况下，用于刮削轮的A1转动轴线可以调节至用以实现偏离零的倾角的相应的角度，再磨削轮转动至90°的角度(但不是通过A2轴线，而是通过下述附加转动轴线：通过该附加转动轴线，再磨削工具件的旋转轴线D1转动成水平，并且该附加的转动轴线平行于Y2轴线。不等于零的头部倾角则可以经由该轴线或者替代性地经由A1轴线来设定)，Z1轴线用于高度设置和进给，并且与Z1方向正交的可用的线性轴线用于相互定位。

图2示出了可以在图1所示的机器100上使用的刮削轮S的形状。可以清楚地认识到以阶梯式切削部形成的工具齿4的设计，工具齿4具有以阶梯式切削部形成的前刀面5。图2所示的工具S还具有非零的头部倾角5，前刀面也相对于径向方向倾斜。由于例如图1所示的可用的机器轴线，可以例如将前刀面5的取向调节成与杯形磨削盘的磨削区域相匹配。

图3阐明了当通过呈杯形轮形式的再磨削工具件N3对切削轮S3进行再磨削时的接合情况。可以认识到的是，切削轮S3的旋转轴线和再磨削工具件N3的旋转轴线彼此转动以匹配阶梯式切削角α，一次用于右手侧切削布置方式，一次用于左手侧切削布置方式。

图4示意性地示出了下述变型：在该变型中，通过旋转的柱形磨削盘N4对未设置有阶梯式切削部的切削轮S4进行再磨削。此处，可以看到如何将各个旋转轴线的相对角度位置设定成与切削轮S4的头部倾角相匹配。磨削行程运动由两侧上的箭头表示。然而，例如也可以考虑在切削轮的轴线方向上进行补偿运动并使该补偿运动与磨削行程关联。诸如N4之类的柱形再磨削工具件也可以用于阶梯式切削，但这不是在图4中示出的再磨削位置，而是在相对于切削轮轴线旋转90°的位置(该位置是介于靠近刮削头的0°位置与远离刮削头的180°位置之间的中间位置)，可能具有偏移。

图5中的示意图示出了图1中所示的机器或具有相应运动轴线的其他机器的定位和磨削行程变型。此处，提供了与齿部加工机器的径向进给轴线X1垂直的磨削行程运动。图6则示出了杯形磨削盘N5如何覆盖几乎整个前刀面5’。在由双箭头所示的磨削行程的范围内，整个前刀面5’被再磨削。此外，示出了再磨削工具件N5的旋转方向。可以认识到的是，在磨削接合区域中，旋转磨削运动从该运动的主要在径向上(相对于切削轮的旋转轴线)的方向向前刀面5’行进，其中，磨削方向朝向工具的中心。

图7(径向和沿轴线X1的方向)和图8(对角线)示出了再磨削工具件相对于切削轮的替代性磨削行程方向或定位。前刀面5’(仍)被再磨削，其位于与穿过切削轮的中心的行程方向H平行的区域中。同样，旋转磨削运动的主要分量平行于前刀面5’的径向方向；磨削方向根据优选定形是朝向工具的中心的。

即使在将再磨削工具件夹持在机床台(C1)上的情况下，也可以考虑在不同方向、单轴方向(例如X1或Y1)或例如对角线的叠加方向(X1和Y1)上进行磨削行程。

图9示出了切削轮S9不具有阶梯式切削部的情况。此处，用切削轮S9和杯形再磨削工具件N9在图9所示的位置以连续的方法进行再磨削。可以看到两个区域KB和NKB，其中，所述两个区域KB和NKB由于这种定位而存在重叠。然而，在所示的示例性实施方式中，由于切削轮S9的轮平面与杯形轮N9的轮平面的略微倾斜，并非两个区域KB和NKB都被再磨削，而是仅在区域KB中存在磨削接触。相应的旋转速度彼此协调成使得在接触区域KB中生成磨削槽，该磨削槽在具有相对于工具的旋转轴线的主要方向分量的任何情况下主要在前刀面上径向地延伸。此处，磨削方向也指向工具的中心。

图10示意性地示出了拾取解决方案。示出了刮削轮S10，该刮削轮S10将工件WS切削成具有内部齿部。工件夹持在拾取主轴P1上。再磨削工具件N10夹持在另一拾取主轴P2上并且用于对切削轮W10进行再磨削。这是通过沿着Y轴线进行定位来实现的。

从上面可以看出，本发明不限于以上示例中具体表示的实现形式。相反，对于以其不同的实施方式来实现本发明而言，以上描述的各个特征以及所附权利要求单独地或组合地可能是必要的。

Claims (25)

1.一种用于加工齿部的方法，对于所述方法，使用盘状的且带齿的工具(5)，所述工具被驱动成围绕所述工具的旋转轴线旋转并且具有在几何形状上限定的切削边缘，所述工具的工具齿(4)由基部材料制成且至少在齿面上设置有改善耐磨性的涂层，并且所述工具齿还具有面向所述工具的端面的前刀面(5、5’)，在对所述工具进行修复期间不时地对所述前刀面进行再磨削，

所述方法的特征在于，在对所述前刀面的于任何情况下均沿着由所述基部材料制成的所述切削边缘而形成的区域进行至少一次再磨削之后，恢复并继续进行对所述工具的使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，继续使用与再磨削之前的使用是在同一齿部加工机器(100)上进行的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，用于继续使用的机器控制器接收关于在重磨期间所去除的深度的信息，特别地，所述机器控制器自动地接收关于在重磨期间所去除的深度的信息。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在不对恢复之后所加工的第一齿部进行中间测量的情况下实施所述继续使用。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在经由工具更换器与实施先前使用或继续使用的齿部加工机器联接的再磨削站上实施所述再磨削。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，在进行先前使用和/或继续使用的齿部加工机器(100)的工具夹持件中实施所述再磨削。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将再磨削工具件从与齿部加工的径向进给运动(X1)相切的方向(Y)给送。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，通过执行特别地为水平的磨削行程运动(H)，对所述前刀面进行再磨削。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，其中，使工具轴线取向的转动角(A1)在加工时的使用与再磨削时的使用之间保持不变。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中，所述工具具有非零的头部倾角，并且将用于所述工具轴线取向的转动角(A1)设定成所述头部倾角以用于再磨削。

11.根据权利要求6至10中的任一项所述的方法，其中，在进行再磨削之前，通过所述再磨削工具件对所述工具进行探测，特别地，通过所述再磨削工具件半自动地或自动地对所述工具进行探测。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述机器控制器独立地计算由于因再磨削导致的所述工具的相比于先前加工在高度和/或直径方面的变化而引起的对于继续使用而言所需的机器轴线调节的改变。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，所述工具具有阶梯式切削部。

14.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，所述前刀面的属于围绕工具轴线的周向圆的部分相对于所述工具的旋转轴线位于相同的轴向高度处。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述再磨削工具件的磨削表面的法向量相对于所述再磨削工具件的旋转轴线主要是径向的。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的方法，其中，所述再磨削工具件的磨削表面的法向量主要平行于所述再磨削工具件的旋转轴线。

17.根据权利要求6至16中的任一项所述的方法，其中，使所述再磨削工具件主动移动的至少一个机器轴线(Y3)用于所述再磨削工具件相对于要被再磨削的所述工具的相对定位。

18.根据权利要求6至17中的任一项所述的方法，其中，使要被再磨削的所述工具主动移动的至少一个机器轴线(X1、Y1、Z1)用于所述再磨削工具件与所述工具之间的相对定位。

19.根据权利要求6至18中的任一项所述的方法，其中，在所述工具上形成主要在径向上延伸的磨削槽，并且特别地，使所述工具的旋转运动与所述再磨削工具件的旋转运动彼此匹配成在所述工具上形成主要在径向上延伸的磨削槽。

20.根据权利要求6至19中的任一项所述的方法，其中，当在再磨削期间于工具盘平面上的投影中观察时，要被再磨削的所述工具与所述再磨削工具件的磨削区域在两个非连续的区域(KB、NKB)中重叠。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，在再磨削期间，使所述工具的一个端面平面与所述再磨削工具件的磨削平面略微不平行，从而使得所述磨削工具在所述非连续的区域中的仅一个区域(KB)中具有磨削接触。

22.一种用于加工齿部的方法，所述方法特别地是根据权利要求1至21中的任一项所述的方法，对于所述方法，使用盘状的且带齿的工具，所述工具被驱动成围绕所述工具的旋转轴线旋转并且具有在几何形状上限定的切削边缘，所述工具的工具齿具有面向所述工具的端面的前刀面，不时地对所述前刀面进行再磨削，在再磨削之后恢复并继续进行对所述工具的使用，其中，所述方法的特征实质上在于：在磨损痕迹宽度已经达到1.6mm、更优选地达到0.13mm、特别是达到0.1mm之时或之前进行重磨，这是对于PM-HSS工具而言的；并且优选地在磨损痕迹宽度已经达到0.08mm、更优选地达到0.065mm、特别是达到0.05mm之前或之时进行重磨，这特别地对于碳化物工具而言的。

23.一种用于齿部加工机器的控制程序，当在所述齿部加工机器的机器控制器上执行所述控制程序时，所述控制程序将所述齿部加工机器控制成执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。

24.一种齿部加工机器(100)，所述齿部加工机器具有：用于能够将承载齿部的工件驱动成以可旋转的方式支承的工件主轴(C1)；用于将盘状的且带齿的工具驱动成以可旋转的方式支承的工具主轴(B1)，所述工具具有在几何形状上限定的切削边缘；用于工具与工件的相对定位的机器轴线(X1、Y1、Z1)；以及用于对通过所述工具执行的齿部加工进行控制的机器控制器，

所述齿部加工机器的特征在于，所述机器控制器具有根据权利要求23所述的控制程序和/或具有运动装置(41、42、44)，所述运动装置在被致动时使用于对工具齿(4)的前刀面(5)进行再磨削的再磨削工具件与所述工具进行磨削接合。

25.根据权利要求24所述的齿部加工机器，其中，所述运动装置具有至少一个机器轴线(Y2、Y3)，所述至少一个机器轴线(Y2、Y3)能够以能够改变所述再磨削工具件的旋转轴线的位置或取向的方式进行调节。

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