CN114375234A - 刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法 - Google Patents

刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114375234A
CN114375234A CN202080063495.6A CN202080063495A CN114375234A CN 114375234 A CN114375234 A CN 114375234A CN 202080063495 A CN202080063495 A CN 202080063495A CN 114375234 A CN114375234 A CN 114375234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
blades
different
exactly
scraping tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080063495.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114375234B (zh
Inventor
R·沙费尔德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN114375234A publication Critical patent/CN114375234A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114375234B publication Critical patent/CN114375234B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/12Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
    • B23F5/16Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof
    • B23F5/163Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof the tool and workpiece being in crossed axis arrangement, e.g. skiving, i.e. "Waelzschaelen"
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/04Planing or slotting tools
    • B23F21/043Planing or slotting tools with inserted cutting elements
    • B23F21/046Planing or slotting tools with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/04Planing or slotting tools
    • B23F21/06Planing or slotting tools having a profile which matches a gear tooth profile
    • B23F21/063Planing or slotting tools having a profile which matches a gear tooth profile with inserted cutting elements
    • B23F21/066Planing or slotting tools having a profile which matches a gear tooth profile with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/04Planing or slotting tools
    • B23F21/10Gear-shaper cutters having a shape similar to a spur wheel or part thereof
    • B23F21/103Gear-shaper cutters having a shape similar to a spur wheel or part thereof with inserted cutting elements
    • B23F21/106Gear-shaper cutters having a shape similar to a spur wheel or part thereof with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12Milling tools
    • B23F21/126Milling tools with inserted cutting elements
    • B23F21/128Milling tools with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于通过刮削将齿切割进齿轮的刮削刀具(10),其具有可旋转的承载体(12)和径向突出的刀片(14),该刀片在公共的径向平面中连接到承载体(12)用于加工工件(24),其中刀片(14)的至少一部分相对于彼此以不规则的方式定向和/或布置。本发明还涉及相应的方法(26)。由于刀片(14)在承载体(12)上的不规则分布,在刮削期间,可以发生工件(24)圆周的局部分布式加工,从而允许在齿轮上快速且容易地制造齿。

Description

刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法
技术领域
本发明涉及一种刮削刀具和一种方法,利用所述刮削刀具和方法能够通过刮削将齿切割进齿轮。
背景技术
在通过刮削将齿切割进齿轮时,后续齿轮的基本圆盘形工件在其外圆周和/或内圆周上进行加工。为此,适用于刮削的工具机刮削刀具可以穿入到工件圆周上的材料中并且实施滚动运动,在该滚动运动中,刮削刀具和工件都旋转,由此将待制造齿隙中的切屑从工件上剥离。刮削刀具为此具有多个在圆周上均匀分布的径向突出的刀片,从而对于后续的每个待制造齿隙具有基本相同的状态。在制造齿时,在进行最终精加工之前,通常利用刮削刀具对工件进行多次粗加工。
一直存在一种需求,即尽可能快速地并且低成本地制造齿轮的齿。
发明内容
本发明的目的是提出一种措施,所述措施能够实现快速且低成本地制造齿轮的齿。
该目的通过具有权利要求1的特征的刮削刀具以及具有权利要求14的特征的方法实现。本发明的优选实施例在从属权利要求和下面的描述中给出,其能够每个单独地或组合地代表本发明的一个方面。
本发明的一个方面涉及一种通过刮削来将齿切割进齿轮的刮削刀具,所述刮削刀具具有能旋转的承载体和用于加工工件的刀片,所述刀片在公共的径向平面内径向突出并连接到承载体,其中,特别是在公共的径向平面内,至少一些刀片相对于彼此不均匀地布置和/或取向。
因为刮削刀具的刀片(特别是设计为可转位刀片)不是均匀且对称地、而是不均匀地设置和/或取向,所以各个刀片不以彼此相同的切削运动接合到工件圆周的材料中以形成外齿和/或内齿。刮削刀具的刀片的数量在此可以以这种方式与待制造齿的齿数相匹配,使得不同的刀片连续地接合在特定的齿隙中以用于去除材料。这导致彼此不同设置的刀片相对于工件接合在待制造齿隙中的不同位置。
例如,一个刀片可以强力地接合到齿隙的齿面中并且以一定距离被引导经过另一齿面,而另一刀片强力地接合到之前未加工的齿面中并且以一定距离被引导经过之前由第一刀片加工的齿面。不均匀布置的刀片的加工操作组合导致预期的加工结果,而刀片的不均匀布置不会导致对齿隙成形精度的损害。然而,因为各个刀片不是同时接合两个齿面,而是仅接合一个齿面,所以刀片也仅在一侧上受到应力。各个刀片由此可以更深地穿入到工件材料中,而没有刀片的损坏或其他部件故障的风险。由此,在加工所考虑齿隙期间,与相应刀片相对于工件位置相同的情况相比,在一个加工道次中可以整体移除更多的材料。同时,可以经由刀片的未承受材料移除应力的一侧散出摩擦热,由此降低相应刀片的热应力和/或能够实现刮削刀具更高的加工速度。
刮削是一种相对成本低廉的加工工艺,该加工工艺可以利用成本相对低廉的适于刮削的工具机来实施。通过刀片在承载体上的不规则分布,可以执行工件圆周的局部分布式加工,该加工能够实现高的加工性能,否则该加工性能只能通过更复杂昂贵的加工方法和刀具材料来实现。例如,由此可以省去先前通过滚齿进行的粗加工和/或可以减少加工道次的数量。特别地,可以制造具有大模数的齿,并由此形成必须被加工去除的特别大的齿隙。特别的,刮削刀具可以用于制造模数m为m≥4mm、尤其m≥8mm、优选m≥16mm并且特别优选m≥20mm的齿轮。由于刀片在承载体上的不规则分布,可以在刮削工艺期间执行工件圆周的局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。
承载体可以基本上构造为可由驱动主轴旋转的盘。可以在承载体的径向外圆周和/或在承载体的至少一个轴向侧优选可拆卸地紧固刀片,其特别是设计为可转位刀片。在此情况下,刀片设置在公共的径向平面中,原则上可以设置两组或更多组刀片,其中,每组刀片设置在不同的径向平面上。特别的,这些刀片可以在圆周方向上一个接一个地设置,其中,单个刀片或者甚至所有刀片至少略微不同地定位。在此情况下,例如刀片可以关于其在圆周方向上的位置、其在切向方向上的位置、其相对于径向方向的相对角位置和/或其径向位置略微不同地设置。在此情况下,每个刀片可以形状相同并且由此可以互换,原则上也可以通过刀片略微不同的形状来实现在工件圆周的材料中的不同切削运动。
特别的,至少一些刀片在圆周方向上彼此不规则地分布,其中,尤其是在圆周方向上彼此跟随的每两对刀片之间,在各对刀片的重心之间形成有不同尺寸的圆周角。如果在圆周方向上彼此偏移的刀片参与在同一齿隙中的加工动作,则一个刀片可以刮削齿隙的左边缘,而另一个刀片刮削齿隙的右边缘。由此,所述齿隙能够在其切向侧上尤其被交替地加工,刀片的材料去除组合比刀片相同地一个接一个接合的情况去除相应更大的材料。由此可以实现高的切削性能。尤其可能的是,使用相同形状的刀片、优选可转位刀片,并且仅改变刀片在圆周方向上相对于彼此的位置。
优选地,在圆周方向上在两个连续刀片之间形成角距α1,并且在其中一个刀片与在圆周方向上远离另一刀片跟随的又一刀片之间形成角距α2,其中,如果Δα=│(α12)│/2,则0.0°<Δα≤5.0°,特别是0.15°≤Δα≤3.0°,优选0.25°≤Δα≤1.5°,并且特别优选0.35°≤Δα≤0.8°。在圆周方向上,可以设置角距α1,并且紧接其后,可以在连续刀片之间设置角距α2。优选地,角距α1和角距α2交替地设置。在这样定尺寸的角距或这样定尺寸的角距差的情况下,在各个刀片上具有可接受的分量应力的情况下,可以在切向方向上实现足够大的切削深度,以在工件的圆周上制造具有高加工性能的齿隙。
特别优选地,对于设置在公共的径向平面中的所有刀片,形成仅恰好一个Δα或恰好两个不同的Δα或仅恰好三个不同的Δα或仅恰好四个不同的Δα。由于相对于角距α的有限数量的偏差,对于刮削刀具的多个刀片,获得对于不同待制造齿隙的相同接合条件。由此,与刮削刀具在工件上滚动运动期间遵循的不同刀片在齿隙中的另一切削顺序相比,不同刀片在一个齿隙中的切削顺序可以导致基本上相同的制造结果。
尤其是,至少一个刀片平行于所述承载体的径向方向在切向方向上偏移布置。原则上,传统刮削刀具的刀片可以沿承载体的径向方向径向取向。在根据本发明的刮削刀具中,至少一个刀片(优选所有刀片)可以平行于该径向方向以略微偏移的方式与承载体连接,其中,一个刀片优选在一个切向方向上相对于径向方向偏移地定位,并且另一个刀片优选在另一个切向方向上相对于径向方向偏移地定位,特别是偏移相同的量。如果相对于径向方向偏移的刀片参与同一齿隙中的加工动作,一个刀片可以刮削齿隙的左边缘,而另一个刀片刮削齿隙的右边缘。由此,所述齿隙能够在其切向侧上被加工,特别是交替地加工,刀片的材料去除组合导致比刀片相同地一个接一个接合的情况去除对应更大的材料。由此可以实现高的加工性能。特别是,可以使用相同形状的刀片、优选可转位刀片,并且可以平行于承载体的径向方向仅仅不同地偏移在刀片中心线的切向方向上的横向间距,该刀片中心线延伸穿过刀片的重心。
优选地,刀片的宽度为b,0.0<x/b≤1.0,特别是0.05≤x/b≤0.75,优选0.10≤x/b≤0.50,并且特别优选0.15≤x/b≤0.30,适用于刀片的重心与承载体的径向方向(对应于刀片的取向)之间的切向间距x。刀片的宽度b尤其可以通过刀片垂直于穿过重心延伸(特别是也与刀片的至少一个径向突出的前端相交)的中心线的最大宽度来限定。在圆周方向上,可以在接连的刀片之间设置相对于径向方向x(平行于刀片的中心线延伸)的切向间距,并且紧接其后设置相对于径向方向-x(平行于接连刀片的中心线延伸)的切向间距。优选地,偏移x和-x交替地设置。在以这种方式确定偏移尺寸的情况下,在相应刀片上具有可接受的分量应力的情况下,可以在切向方向上实现足够大的切削深度,以便以高加工性能在工件的圆周上产生齿隙。
特别优选地,对于设置在公共的径向平面中的所有刀片,形成仅恰好一个x/b或恰好两个不同的x/b或仅恰好三个不同的x/b或仅恰好四个不同的x/b。由于刀片的中心线相对于径向方向的有限数量的偏移,对于刮削刀具的多个刀片,对不同的待制造齿隙获得相同的接合条件。由此,与刮削刀具在工件上滚动运动时遵循的不同刀片在齿隙中的另一切削顺序相比,不同刀片在一个齿隙中的切削顺序可以导致基本上相同的制造结果。
特别地,至少一个刀片相对于承载体的径向方向倾斜地定向。传统刮削刀具的刀片原则上可以沿承载体的径向方向径向取向。在根据本发明的刮削刀具中,至少一个刀片、优选所有刀片可以相对于该径向方向略微旋转或倾斜地与承载体连接,其中,一个刀片优选以相对于径向方向沿一个方向旋转的方式取向,并且另一个刀片优选以相对于径向方向沿另一个方向围绕其重心旋转的方式取向,尤其以相同的角度值。如果相对于径向方向倾斜取向的刀片参与同一齿隙中的加工动作,一个刀片可以刮削齿隙的左边缘,而另一个刀片刮削齿隙的右边缘。因此,该齿隙可以在其切向侧上被加工,特别是交替地加工,其中刀片的材料去除组合导致比刀片相同地一个接一个接合的情况去除对应更大的材料。由此可以实现高切削性能。特别地,可以使用相同形状的刀具,优选地可转位刀片,并且可以仅不同地设置延伸穿过刀片重心的刀片中心线相对于承载体的径向方向的相对角位置。
优选地,
Figure BDA0003540352460000051
特别是
Figure BDA0003540352460000052
优选
Figure BDA0003540352460000053
Figure BDA0003540352460000054
并且特别优选
Figure BDA0003540352460000055
适用于刀片的取向与承载体的径向方向之间的旋转角
Figure BDA0003540352460000056
在圆周方向上,可以在接连的刀片之间设置在刀片的重心相对于径向方向的旋转角
Figure BDA0003540352460000057
并且紧接其后设置在刀片的重心相对于径向方向的旋转角
Figure BDA00035403524600000511
优选地,旋转角
Figure BDA0003540352460000059
Figure BDA00035403524600000510
交替设置。在以这种方式确定旋转角尺寸的情况下,可以在相应刀片的可接受的分量应力的情况下,在切向方向上实现足够大的切削深度,以便以高加工性能在工件的圆周上制造齿隙。在对应的大旋转角
Figure BDA00035403524600000512
的情况下,原则上甚至可能的是,一个刀片加工第一齿的在一个切向侧上的顶部区域中的齿隙,并且加工第二齿的在另一切向侧上的根部区域中的齿隙。
特别优选地,对于设置在公共的径向平面中的所有刀片,形成仅恰好一个
Figure BDA00035403524600000513
或恰好两个不同的
Figure BDA00035403524600000514
或仅恰好三个不同的
Figure BDA00035403524600000515
或仅恰好四个不同的
Figure BDA00035403524600000516
由于相对于径向方向围绕刀片重心的有限数量的旋转角,对于刮削刀具的多个刀片,对于不同的待制造齿隙获得相同的接合条件。由此,与在刮削刀具在工件上滚动运动期间遵循的不同刀片在齿隙中的另一切削顺序相比,不同刀片在一个齿隙中的切削顺序可以导致基本上相同的制造结果。
特别地,至少一个刀片的径向向外指向的切削端部布置在与另一刀片的向外指向的切削端部不同的齿顶圆半径上。由此,切削端部在大齿顶圆半径上的一个刀片可以比切削端部在小齿顶圆半径上的另一刀片在径向方向上更深地切入工件的齿隙中。由此,一个刀片可以在齿根区域中制造齿隙,而另一个刀片在齿顶区域中制造齿隙。优选地,具有较大齿顶圆半径的刀片比具有较小齿顶圆半径的刀片具有宽度更小的更窄结构,以确保具有较大齿顶圆半径的刀片不会在齿顶区域中额外从待制造齿隙中显著程度地去除材料。由此,该齿隙可以在其径向的部分区域中被加工,尤其是交替地加工,其中,刀片的材料去除组合导致比刀片相同地一个接一个接合的情况去除相应更大的材料。由此可以实现高的加工性能。
优选地,在承载体的标称半径R的情况下,以下适用于一个刀片的外齿顶圆半径Ra和另一刀片的内齿顶圆半径Ri,其中ΔR=(Ra-Ri)/2:0.00<ΔR/R≤0.05,特别是0.001≤ΔR/R≤0.003,优选0.005≤ΔR/R≤0.02,并且特别优选0.008≤ΔR/R≤0.01。如果承载体设计为基本圆形盘,承载体的标称半径R可以通过其外半径来限定。如果不能确定承载体的外半径,则标称半径R可以通过其上布置有各刀片的重心(如果适当的话为平均的)的相对于承载体的旋转轴线的那个半径来限定。在圆周方向上,在接连的刀片之间,可以在一个刀片中设置齿顶圆半径Ra,而在接连的刀片中设置齿顶圆半径Ri。优选地,齿顶圆半径Ra和齿顶圆半径Ri交替地设置。在这样确定齿顶圆半径尺寸的情况下,在相应刀片的可接受的分量应力的情况下,可以在径向和切向方向上实现足够大的切削深度,以便以高加工性能在工件的圆周上制造齿隙。
特别优选地,对于设置在公共的径向平面中的所有刀片,形成仅恰好一个ΔR/R或恰好两个不同的ΔR/R或仅恰好三个不同的φ或仅恰好四个不同的ΔR/R。由于刀片的有限数量的齿顶圆半径,对于刮削刀具的多个刀片,获得了用于不同待制造齿隙的相同接合条件。由此,与在刮削刀具在工件上滚动运动期间遵循的不同刀片在齿隙中的另一切削顺序相比,不同刀片在一个齿隙中的切削顺序可以导致基本上相同的制造结果。
本发明的一个方面涉及一种用于通过刮削将齿切割进齿轮的工具机,其中,该工具机具有刮削刀具,该刮削刀具可以如上所述地设计和开发。由于刀片在刮削刀具的承载体上的不规则分布,可以在刮削工艺期间对工件的圆周执行局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。
特别的,利用工具机和/或刮削刀具制造的齿轮可以是传动装置尤其是行星齿轮传动装置的一部分,和/或离合器的花键齿的一部分,例如用于将离合器盘就旋转而言固定但可轴向移位地紧固至轴。该传动装置和/或该离合器可以是传动系的一部分,优选用于风力涡轮机。所述传动系能够具有转子轴和与所述转子轴连接的、能够通过风力驱动的转子,其中转子和转子轴经由传动装置联接,特别是联接到用于在发电机模式下产生电能的电机。传动系可以是风力涡轮机的一部分,所述风力涡轮机具有用于容纳传动系的吊舱,吊舱能够被附接,特别是附接到静止塔的上端。
本发明的一个方面涉及一种工业应用。在此情况下,对于工业应用来说,可以借助于适合于刮削的工具机来制造用于传动装置、特别是行星齿轮传动装置和/或离合器的齿轮,用于通过刮削将齿切削进齿轮,其中工具机具有如上所述地设计和开发的刮削刀具。由于刀片在刮削刀具的承载体上的不规则分布,可以在刮削工艺期间对工件的圆周执行局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。工业应用的传动装置和/或离合器可以以传递扭矩的方式与终端用户装置联接,在终端用户装置中可以利用经由传动装置引入的机械能。机械终端用户装置例如是磨碎机、立式磨碎机、糖磨碎机、水泥磨碎机、岩石破碎机、输送带、泵、辊压机、板式输送机、管磨机、回转炉、回转机构、搅拌器、提升装置、垃圾压碎机、废料压碎机、用于可回收材料(适用时)事先分离和/或分类的废料等的粉碎机。
本发明的另一方面涉及一种用于通过刮削将齿切削进齿轮的方法,其中,借助于具有多个刀片的刮削刀具在圆周上加工工件,所述刮削刀具尤其可以如上所述地设计和开发,其中,在刮削刀具距工件的恒定轴向距离处进行加工道次期间,关于在该加工道次之后工件圆周上存在的齿隙,刮削刀具的至少一个刀片在齿隙的切向方向上和/或在齿隙的径向方向上仅局部地去除材料。此外,该方法尤其可以如上所述地设计和开发。
刮削是一种相对成本低廉的加工工艺,该加工工艺可以利用成本低廉的适合于刮削的工具机来实施。特别是由于刀片在刮削刀具的承载体上的不规则分布,可以执行工件圆周的局部分布式加工,从而可实现高的加工性能,否则该加工性能只能通过更复杂和更昂贵的加工方法和刀具材料实现。例如,可以省略先前通过滚齿进行的粗加工和/或减少加工道次的数量。特别是,可以制造具有大模数的外齿和内齿,并且因此形成必须通过加工去除的特别大的齿隙。由于在加工道次期间从齿隙中不规则地去除工件材料,可以在刮削工艺期间执行工件圆周的局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。
为了在工件的外圆周和/或内圆周上制造齿,特别的,可以设置多个加工道次,例如一个或多个粗加工和一个或多个精加工,其中,对于相应的加工道次,可以利用每个接连的加工道次减小刮削刀具和工件的旋转轴线的轴向间隔,以便能够在相应加工道次中移除对应量的材料。可以在每个加工道次中提供相应齿隙的局部分布式加工。
特别的,设想在加工道次中,刀片仅在待制造齿隙的两个齿面中的一个齿面上和/或仅在底部区域上或仅在距底部区域一定距离处从待制造齿隙移除材料,例如,一个刀片可以强力地接合在齿隙的齿面中并且可以在一定距离处被引导经过另一个齿面,而另一个刀片强力地接合在先前未加工的齿面中并且在一定距离处被引导经过先前由所述第一刀片加工的所述齿面。非均匀布置的刀片的加工操作的组合导致预期的加工结果,而刀片的非均匀布置不会导致对齿隙成形精度的损害。然而,由于相应刀片不同时接合两个齿面,而是仅接合一个齿面,因此刀片也仅在一侧受到应力。因此,相应的刀片可以更深地穿透到工件的材料中,而没有刀片损坏或其他部件故障的风险。因此,在所考虑齿隙的加工期间,与相应刀具相对于工件的相同位置的情况相比,在一个加工道次中可以整体去除更多的材料。同时,摩擦热可以通过刀片的未承受材料移除应力的一侧消散,其结果是相应刀片的热应力减小和/或使得利用刮削刀具更高的加工速度成为可能。
本发明的一个方面涉及一种用于操作适用于刮削的工具机的控制单元,所述控制单元具有用于使刮削刀具相对于工件移动的控制装置,所述刮削刀具特别地可以如上所述设计和开发,其中所述控制装置被设置成在工具机中执行所述方法,所述方法特别地可以如上所述设计和开发,其中特别地,控制装置被布置成彼此相距一定距离作为空间分布式控制单元的一部分。由于在加工道次期间,借助于控制单元从齿隙不规则地移除工件材料,因此可以在刮削工艺期间执行工件圆周的局部分布式加工,从而使得能够快速且低成本地制造齿轮的齿。控制单元可以完全设置在工具机中。然而,还可能的是,控制单元的第一控制装置与刮削刀具的控制有关,特别是旋转速度、距工件的轴向距离、相对于工件的角位置的角位置,而控制单元的第二控制装置与工件的控制有关,特别是旋转速度、距刮削刀具的轴向距离、相对于刮削刀具的角位置的角位置,并且第三控制装置在数据存储器中包含用于第一控制装置和第二控制装置的制造特定齿所需的参数。第三控制装置可以定位在距工具机一定距离处,并且根据要求(“按需”)将相应要求的存储参数发送到第一控制单元和第二控制单元,特别是例如经由WLAN和/或互联网连接的无线发送。这使得例如通过将相应的工具机与中央组织单元“智能地”联网,经由中央组织单元利用多个适用于刮削的工具机同时地并且时间优化地制造用于复杂制造任务的不同齿轮的多种不同齿。
本发明的一个方面涉及一种具有程序代码装置的计算机程序产品,所述程序代码装置存储在计算机可读数据载体上,以便当计算机程序产品在计算机上运行,尤其是在适用于刮削的工具机的控制单元上运行时,所述计算机程序产品执行可以如上所述设计和开发的方法。由于在加工道次期间借助于计算机程序产品从齿隙中不规则地去除工件材料,可以在刮削工艺期间进行工件圆周的局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。
本发明的一个方面涉及一种具有用于执行所述方法的代码化指令的计算机程序,如果所述计算机程序在计算机上运行、尤其是在适用于刮削的工具机的控制单元上运行,所述计算机程序用于执行可以如上所述设计和开发的方法。由于在加工道次期间借助于计算机程序从齿隙中不规则地去除工件的材料,可以在刮削工艺期间执行工件圆周的局部分布式加工,从而能够快速且低成本地制造齿轮的齿。
本发明的一个方面涉及一种包含计算机可读指令的信号序列,当所述信号序列由计算机、尤其是适用于刮削的工具机的控制单元处理时,所述信号序列用于执行可以如上所述设计和开发的所述方法。由于在加工道次期间借助于信号序列从齿隙中不规则地去除工件材料,可以在刮削工艺期间进行工件圆周的局部分布式加工,从而能够实现快速且低成本地制造齿轮的齿。特别的,信号序列可以经由互联网连接提供给工具机,其中信号序列可以被划分成不同的数据包并且在目的地处才被组合。
附图说明
下面参照附图通过优选的示例性实施例解释本发明,下面示出的特征能够单独地或者组合地示出本发明的一个方面。在附图中:
图1示出刮削刀具的第一实施例的示意性平面图,
图2示出刮削刀具的第二实施例的简化示意性平面图,
图3示出刮削刀具的第三实施例的示意性平面图,
图4示出使用图1、图2或图3中的刮削刀具,操作适用于刮削的工具机的方法的示意性流程图,以及
图5示出用于执行图4中的方法的刮削系统的示意图。
具体实施方式
在图1中示出的刮削刀具10具有基本为圆盘形的承载体12,在该承载体的上轴向侧上,例如附接有设计为可转位刀片的二十二个刀片14。刀片14为基本上菱形构造并且在其重心处可释放地与承载体12螺纹连接。刀片14可以在两个渐细的侧面处形成切削刃,也可以仅在一个侧面上形成切削刃。因为刀片14设计为可转位刀片,所以不仅在径向向外面对的侧面上而且在径向向内面对的侧面上设置一个或两个切削刃,从而在一定量的磨损之后,可以将刀片从承载体12上拆下并且反过来重新与承载体12连接,使得未磨损的刀片有效。承载体12可以为刀片14形成接收袋16,相应的刀片12可以以限定的取向接收在所述接收袋中。此外,承载体12可以具有轮毂18,以便将刮削刀具10与驱动轴20连接。
在图1中示出的示例性实施例中,在圆周方向上的接连刀片14在圆周方向上以不同的角距α略微偏移地定位,因此不均匀地分布在承载体12的圆周上。例如,在两个接连刀片14之间形成α1=16.71°的角距α1,并且在紧接的刀片14之间形成α2=16.01°的角距α2。因为仅这些角距α1和α2被交替地设置,所以三个接连的刀片14始终布置在32.72°的角度范围内。在此,在刀片14的重心之间测量角距α。
在图2中示出的刮削刀具10的示例性实施例中,与在图1中示出的刮削刀具10的示例性实施例相比,刀片14附加地或替代地相对于径向方向22平行偏移一量x。在此情况下,刀片14被特别布置以在平行于径向方向22的正方向和负方向上交替地偏移。
在图3中示出的刮削刀具10的示例性实施例中,与图2中示出的刮削刀具10的示例性实施例相比,刀片14的径向向外指向的切削端部附加地或替代地设置在不同的齿顶圆半径上。由此,其中一个刀片14可以比其它刀片14更大程度地径向向外突出。特别的,具有不同齿顶圆半径的刀片14可以在圆周方向上交替地布置。此外,具有较大齿顶圆半径的刀片14可以设计成比具有较小齿顶圆半径的刀片14略窄,以确保具有较大齿顶圆半径的刀片14基本上仅在工件24圆周上的待制造齿隙的根部区域中去除材料,而具有较小齿顶圆半径的刀片14仅在工件24圆周上的待制造齿隙的顶部区域中去除材料。
在图4中示出的方法26中,在准备步骤30中的开始28之后,读入用于当前加工道次的参数,以便刮削刀具10和工件24能够在适于刮削的工具机32中以合适的方式相对于彼此运动。在此情况下,在第一加工步骤34中,基本上仅在一个切向侧上和/或仅在径向内部区域或径向外部区域中加工工件24的圆周上的待制造齿隙。在几个另外的加工步骤之后,刮削刀具10以另一刀片12接合在该齿隙中,该另一刀片在第二加工步骤36中基本上仅在一个切向侧上和/或仅在径向内部区域或径向外部区域中加工工件24圆周上的待制造齿隙,所述一个切向侧和/或径向内部区域或径向外部区域刚好是在第一加工步骤34中没有被加工至显著程度的区域。随后,在第一检查步骤38中检查以确定当前的加工道次是否已经结束,也就是说,工件24圆周上的所有齿隙是否已经在整个轴向宽度上以该加工道次设想的加工性能制造。如果不是这种情况,则在整个轴向宽度上对工件24圆周上的所有齿隙重复加工步骤34、36。当已经完成当前的加工道次时,则在第二检查步骤40中检查,以确定是否设置有至少一个另外的加工道次。如果是这种情况,则在准备步骤30中读入用于下一个加工道次的参数并且例如减小刮削刀具10距工件24的轴向距离并且进行用于该加工道次的加工。如果没有设置另外的加工道次,则该方法结束42。
在图5中示出的刮削系统44中,工具机32可以借助于控制单元46运行,该控制单元具有计算机程序产品48,该计算机程序产品具有用于在工具机32上执行方法26的计算机程序。在此上下文中,控制单元46的控制装置也可以设置在工具机32之外。例如,控制单元46可以具有数据存储器50作为控制装置,在所述数据存储器中存储有用于准备步骤30的参数。这些参数可以作为信号序列52经由互联网和/或无线地传输给工具机32。

Claims (15)

1.一种用于通过刮削将齿切割进齿轮的刮削刀具,其具有可旋转的承载体(12)和用于加工工件(24)的刀片(14),所述刀片(14)在公共的径向平面中径向突出并连接到所述承载体(12),其特征在于,所述刀片(14)中的至少一些相对于彼此不均匀地布置和/或取向。
2.根据权利要求1所述的刮削刀具,其特征在于,所述刀片(14)中的至少一些在圆周方向上相对于彼此不规则地分布,其中特别是在每种情况下在圆周方向上彼此跟随的两对刀片(14)之间,在相应对的刀片(14)的重心之间形成不同大小的圆周角。
3.根据权利要求2所述的刮削刀具,其特征在于,在两个接连的刀片(14)之间在所述圆周方向上形成角距α1,并且在所述刀片中的一个刀片(14)与在圆周方向上远离另一个刀片(14)跟随的又一个刀片(14)之间形成角距α2,其中,如果Δα=│(α12)│/2,则适用0.0°<Δα≤5.0°,特别是0.15°≤Δα≤3.0°,优选地0.25°≤Δα≤1.5°,并且特别优选地0.35°≤Δα≤0.8°。
4.根据权利要求3所述的刮削刀具,其特征在于,对于设置在所述公共的径向平面中的所有刀片(14),形成仅仅恰好一个Δα或恰好两个不同的Δα或仅仅恰好三个不同的Δα或仅仅恰好四个不同的Δα。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的刮削刀具,其特征在于,所述刀片(14)中的至少一个布置成平行于所述承载体(12)的径向方向(22)在切向方向上偏移。
6.根据权利要求5所述的刮削刀具,其特征在于,对于刀片(14)的宽度b,以下适用于所述刀片(14)的重心与所述承载体(12)的对应于所述刀片(14)取向的径向方向(22)之间的切向间距X:0.0<x/b≤1.0,特别是0.05≤x/b≤0.75,优选地0.10≤x/b≤0.50,并且特别优选地0.15≤x/b≤0.30。
7.根据权利要求6所述的刮削刀具,其特征在于,对于设置在所述公共的径向平面中的所有刀片(14),形成仅仅恰好一个x/b或恰好两个不同的x/b或仅仅恰好三个不同的x/b或仅仅恰好四个不同的x/b。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的刮削刀具,其特征在于,至少一个刀片(14)相对于所述承载体(12)的径向方向(22)倾斜地取向。
9.根据权利要求8所述的刮削刀具,其特征在于,
Figure FDA0003540352450000021
特别是
Figure FDA0003540352450000023
优选地
Figure FDA0003540352450000022
并且特别优选地
Figure FDA0003540352450000024
Figure FDA0003540352450000025
适用于所述刀片(14)的取向与所述承载体(12)的径向方向(22)之间的旋转角
Figure FDA0003540352450000026
10.根据权利要求9所述的刮削刀具,其特征在于,对于设置在所述公共的径向平面中的所有刀片(14),形成仅仅恰好一个
Figure FDA0003540352450000027
或恰好两个不同的
Figure FDA00035403524500000210
或仅仅恰好三个不同的
Figure FDA0003540352450000029
或仅仅恰好四个不同的
Figure FDA0003540352450000028
11.根据权利要求1至7中任一项所述的刮削刀具,其特征在于,至少一个刀片(14)的径向向外指向的切削端部布置在与另一个刀片(14)的向外指向的切削端部不同的齿顶圆半径上。
12.根据权利要求11所述的刮削刀具,其特征在于,在所述承载体(12)的标称半径R的情况下,以下适用于所述一个刀片(14)的外齿顶圆半径Ra和另一个刀片(14)的内齿顶圆半径Ri,其中ΔR=(Ra-Ri)/2:0.00<ΔR/R≤0.05,特别是0.001≤ΔR/R≤0.003,优选地0.005≤ΔR/R≤0.02,特别优选地0.008≤ΔR/R≤0.01。
13.根据权利要求9所述的刮削刀具,其特征在于,对于设置在所述公共的径向平面中的所有刀片(14),形成仅仅恰好一个ΔR/R或恰好两个不同的ΔR/R或仅仅恰好三个不同的
Figure FDA00035403524500000211
或仅仅恰好四个不同的ΔR/R。
14.一种用于通过刮削将齿切割进齿轮的方法,在所述方法中借助于具有多个刀片(14)的刮削刀具(10)在圆周上加工工件(24),所述刮削刀具特别是根据权利要求1至13中任一项所述的刮削刀具,
其中,在所述刮削刀具(10)距所述工件(24)的恒定轴向距离处执行的加工道次期间,关于在该加工道次之后存在于所述工件(24)的圆周中的齿隙,所述刮削刀具(10)的至少一个刀片(14)在所述齿隙的切向方向上和/或在所述齿隙的径向方向上仅仅部分地移除材料。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,在加工道次中,所述刀片(14)仅在待制造齿隙的两个齿面中的一个齿面上和/或仅在底部区域上或仅在距所述底部区域一距离处从所述待制造齿隙移除材料。
CN202080063495.6A 2019-09-10 2020-09-02 刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法 Active CN114375234B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19196439.4 2019-09-10
EP19196439.4A EP3791985A1 (de) 2019-09-10 2019-09-10 Wälzschälwerkzeug und verfahren zur spanenden erzeugung einer verzahnung eines zahnrads durch wälzschälen
PCT/EP2020/074465 WO2021047976A1 (de) 2019-09-10 2020-09-02 Wälzschälwerkzeug und verfahren zur spanenden erzeugung einer verzahnung eines zahnrads durch wälzschälen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114375234A true CN114375234A (zh) 2022-04-19
CN114375234B CN114375234B (zh) 2024-02-27

Family

ID=67909352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080063495.6A Active CN114375234B (zh) 2019-09-10 2020-09-02 刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3791985A1 (zh)
CN (1) CN114375234B (zh)
DE (1) DE112020004278A5 (zh)
WO (1) WO2021047976A1 (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS534395U (zh) * 1976-06-29 1978-01-14
CN1031809A (zh) * 1987-09-10 1989-03-22 吉林工业大学 齿轮刮削滚刀
CN1342538A (zh) * 2000-09-05 2002-04-03 山崎马扎克株式会社 复合工具
US7367754B1 (en) * 2006-07-07 2008-05-06 Greenwood Mark L Variable helix rotary cutting tool
KR20100032180A (ko) * 2008-09-17 2010-03-25 임종완 페이스 커터
CN102416508A (zh) * 2010-09-24 2012-04-18 山特维克知识产权股份有限公司 齿轮铣刀及用于齿轮铣刀的可更换的铣削刀片
US20120148360A1 (en) * 2009-06-10 2012-06-14 Profilator Gmbh & Co. Kg Device and method for hob peeling internally geared wheels and related peeling wheel
JP2012206243A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Hitachi Ltd フライス工具
CN104339038A (zh) * 2013-08-08 2015-02-11 株式会社捷太格特 齿轮加工装置
US20150328704A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Jtekt Corporation Gear machining device
US20160107247A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 Ji Zhun Precision Industry (Hui Zhou) Co., Ltd. Milling cutter
US20160158860A1 (en) * 2013-09-11 2016-06-09 Profilator Gmbh & Co. Kg Skiving Method And Corresponding Device
US20160193670A1 (en) * 2013-09-05 2016-07-07 Audi Ag Face milling tool
US20180036813A1 (en) * 2014-12-16 2018-02-08 Profilator Gmbh & Co. Kg Hob Peeling Method And Cutting Tool For Producing At Least Partially Rounded Tooth Tips
US20190022779A1 (en) * 2016-02-01 2019-01-24 The Gleason Works Mono-blade bevel gear cutting tool
CN111318771A (zh) * 2018-12-13 2020-06-23 株式会社捷太格特 齿轮切削工具、齿轮加工设备以及齿轮加工方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201899B4 (de) * 2014-02-03 2023-04-27 Gebr. Brasseler Gmbh & Co. Kg Dentalinstrument

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS534395U (zh) * 1976-06-29 1978-01-14
CN1031809A (zh) * 1987-09-10 1989-03-22 吉林工业大学 齿轮刮削滚刀
CN1342538A (zh) * 2000-09-05 2002-04-03 山崎马扎克株式会社 复合工具
US7367754B1 (en) * 2006-07-07 2008-05-06 Greenwood Mark L Variable helix rotary cutting tool
KR20100032180A (ko) * 2008-09-17 2010-03-25 임종완 페이스 커터
US20120148360A1 (en) * 2009-06-10 2012-06-14 Profilator Gmbh & Co. Kg Device and method for hob peeling internally geared wheels and related peeling wheel
CN102416508A (zh) * 2010-09-24 2012-04-18 山特维克知识产权股份有限公司 齿轮铣刀及用于齿轮铣刀的可更换的铣削刀片
JP2012206243A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Hitachi Ltd フライス工具
CN104339038A (zh) * 2013-08-08 2015-02-11 株式会社捷太格特 齿轮加工装置
US20160193670A1 (en) * 2013-09-05 2016-07-07 Audi Ag Face milling tool
US20160158860A1 (en) * 2013-09-11 2016-06-09 Profilator Gmbh & Co. Kg Skiving Method And Corresponding Device
US20150328704A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Jtekt Corporation Gear machining device
US20160107247A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 Ji Zhun Precision Industry (Hui Zhou) Co., Ltd. Milling cutter
US20180036813A1 (en) * 2014-12-16 2018-02-08 Profilator Gmbh & Co. Kg Hob Peeling Method And Cutting Tool For Producing At Least Partially Rounded Tooth Tips
US20190022779A1 (en) * 2016-02-01 2019-01-24 The Gleason Works Mono-blade bevel gear cutting tool
CN111318771A (zh) * 2018-12-13 2020-06-23 株式会社捷太格特 齿轮切削工具、齿轮加工设备以及齿轮加工方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何成基: "硬齿面齿轮刮削试验", 煤矿机械, no. 04, pages 28 - 31 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3791985A1 (de) 2021-03-17
DE112020004278A5 (de) 2022-05-19
CN114375234B (zh) 2024-02-27
WO2021047976A1 (de) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103501945B (zh) 用于滚剃加工的方法和相应的具有滚剃刀具的设备
KR20150143547A (ko) 원통형 기어의 스카이빙
JP6006302B2 (ja) 外歯用スカイビング加工方法およびスカイビングツールを有する装置
JP5714503B2 (ja) 歯状構造を製造する工作機械及び方法
EP3200948B1 (en) Axial hob with multi-revolution cutting teeth and method of manufacturing a gear with an axial hob
JP2013000879A (ja) 複数の異なるかさ歯車の予備歯切り方法および同一のフライス工具の使用方法
US6893195B2 (en) Method and apparatus for producing forked roots of turbine blades
US8905690B2 (en) SCEM for heat-resistant materials (star mill)
JP2014014923A (ja) ミーリングインサート
CN106041208B (zh) 具有成组齿部的圆锯片
JP2004507369A (ja) 断面クリスマスツリー状溝のフライス加工方法
RU2358843C2 (ru) Способ фрезерования деталей
CN107617795B (zh) 弧齿线齿轮的加工方法
CA3085404C (en) Power skiving tool
US20220266364A1 (en) Tool and method for machining a workpiece
CN114375234B (zh) 刮削刀具和通过刮削将齿切割进齿轮的方法
US6332271B1 (en) Method for making rotors
EP3043944B1 (en) Method of machining an internal bevel gear
CN102350525A (zh) 一种汽轮机转子不对称轮槽加工方法
CN107262752B (zh) 一种用于电极自动修磨器的刀架
WO2018180157A1 (ja) ブローチ工具
RU2504459C1 (ru) Способ чистовой обработки зубьев эвольвентных шлицевых валов
CN113182618A (zh) 线接触弧齿圆柱齿轮的加工方法
WO2018180117A1 (ja) ブローチ工具
AU4108797A (en) Saw arbor with splined mandrel and mating, timed internally and externally splined saw blade mounting sleeve

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant