CN115835928A - 用于机加工和生产工件上的齿部的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于借助工具齿部(4)在工件上机加工或生产齿部(2)的方法，其中使工具齿部与在夹紧设置中夹紧的旋转工件齿部进行第一机加工接合，使得存在将工具齿部的齿分配给工件齿部的齿隙的轧制联接，并且其中使工具带齿部分进入第二机加工接合，与在最深前进的机加工距离处的第一机加工接合的轧制联接相比，第二机加工接合相移节距的至少四分之一，与第一机加工接合的最深前进相比，第二机加工接合具有与在第一机加工接合的相同夹紧设置中夹紧的工件带齿部分相距的增加的机加工距离。本发明还涉及具有控制指令的控制程序，当在齿轮切削机的控制器上执行控制指令时，控制指令致使齿轮切削机执行方法。本发明还涉及为此目标的齿轮切削机。

Description

用于机加工和生产工件上的齿部的方法

本发明涉及一种用于借助于工具齿部在工件上机加工或生产带齿部分的方法，通过其使所述工具齿部与在夹紧设置中夹紧的所述旋转工件齿部进行第一机加工接合，使得存在齿轮联接，所述齿轮联接将其齿分配到所述工件带齿部分的所述齿隙。

此类齿轮机加工当然是众所周知的，并且例如以齿轮滚齿、齿轮成形或齿轮车削的形式实施。在齿轮联接的情况下，工具齿部被分配给工件齿部的齿隙，使得工具齿部的齿尖在工件齿部的根区域中工作并且在必要时通过成形来设置其形状，而工件齿部的齿尖位于工具齿部的根区域中并且可受到其成形的影响。以这种方式，例如，可在工件上设置齿尖高度，只要这不是使用单独工具(诸如辊)来完成。

本发明基于以下目的：在有利地组合最简单的可能方法设计和任何后续进一步处理的令人满意的精度方面改进上述类型的方法。

该目的在流程工程方面通过开头提及的类型的方法的进一步发展来解决，该进一步发展的特征基本上在于，使所述工具齿部进入第二机加工接合，与具体地在所述最深前进的机加工距离处的所述第一机加工接合的所述齿轮联接的此类分配相比，所述第二机加工接合相移所述节距的至少四分之一，与所述第一机加工接合的所述最深前进相比，所述第二机加工接合具有与在所述第一机加工接合的所述相同夹紧设置中夹紧的所述工件齿部相距的增加的机加工距离。

因此，根据本发明，已经认识到，通过与常规齿轮联接相比以相移方式机加工该工件齿部，使得例如工件齿部的齿尖的齿部机加工成为可能，而与工具齿部的根区域的成形无关，并且在这方面增加了灵活性，并且该方法由于不存在附加工具而被简化，并且由此由于机加工接合经由相同工件夹紧设置的联接，齿轮生产/机加工的以及第二机加工接合的机加工表面的参考旋转轴线仍然保持相同。以此方式，例如，尖端直径可用作用于夹持器的定位表面或在夹紧期间用于后续的附加机加工，而没有由定位表面的旋转轴线参考与工件齿部的旋转轴线参考的不同引起的定位或夹紧误差。由此可维持第一机加工接合的齿轮联接的旋转轴线的同步。

在优选实施方案中，如上所述，所述第二机加工接合致使所述工件齿部的所述齿尖由所述工具齿部的所述齿尖机加工。然后，相移在对应于工件齿尖沿周向方向的延伸部的节距的大约一半的范围内。

在此连接中，规定第二机加工接合的机加工区域覆盖不同的相移。一方面，这使得能够机加工具有非对称工件设计的工件齿尖，另一方面，其提高了该方法的灵活性和/或准确性。

在优选类型的方法中，通过所述第二机加工接合的接触线确定所述工件齿部的所述齿尖直径。因此，该方法用于选择性地设置齿尖直径并且不(仅)设置其形状。然而，这些也被考虑；例如，尖端相位可利用根据本发明的方法通过以下方式来产生：在相移齿轮联接上将径向(x)机器轴线移动叠加在轴向(z)机器轴线运动上。

在特别优选的实施方案中，所述工件齿部的所述齿尖直径与在工件齿内所取的其平均值的偏差小于200μm，优选地小于80μm，具体地小于20μm。在必要时，为此目的在第二机加工接合期间使用不同的相移，使得经由相对于彼此相移的部分机加工操作的接触线的包络获得尖端直径。

在特别优选的实施方案中，该方法在所述第二机加工接合的进给运动中执行，所述进给运动的所述主运动分量沿着所述工件旋转轴线(Z)指向。这允许上述效果扩展到例如整个齿部宽度，或者如果需要的话仅扩展到齿部宽度的一部分。

在同样优选的实施方案中，在第二机加工接合中使用连续相移，具体地振荡相移。例如，工件齿部的齿尖的机加工然后象征性地在齿部宽度的不同高度处进行，一次从右齿腹到左齿腹，并且一次从左齿腹到右齿腹。应当理解，为此目的必须调整进给。

对于该方法，优选地，相移的振荡频率与工件速度的比率由(2k+1)/(2m)给出，其中m大于2且优选地小于10，具体地小于7，优选地小于或等于4，并且k大于或等于0且优选地小于10，具体地小于7，并且优选地k和/或m是整数。

在优选的成形中，第一机加工接合是齿轮车削或硬车削的机加工接合，具体地利用通过阶梯磨削而研磨的车削轮。根据本发明的灵活性对于这种机加工操作是特别有效的。优选地，以相同轴线交叉角执行第一和第二机加工。

在优选实施方案中，借助于工件和/或工具齿部的附加旋转，具体地借助于所述工件齿的附加旋转来产生所述相移。然而，切向线性机器轴线也可用于实现相移位置。然而，优选地，切向轴线与第一机加工一样。

关于在第二机加工接合中形成的表面及其作为可夹持和/或定位确定表面的适用性，本发明因此还涉及一种用于借助工具齿部在工件中机加工或生产齿部的方法，其中使所述工具齿部与在夹紧设置中旋转的所述工件齿部在齿轮联接下进行第一机加工接合，所述齿轮联接将其齿分配给所述工件齿部的所述齿隙，具体地根据上述方面中的一者，其中通过经由在所述相同夹紧设置中夹紧的所述工件上切削来移除材料而通过所述工具齿部的所述齿尖区域产生任选地也是不连续的表面，所述表面不同于所述工件齿部的所述齿根区域并且用作可夹持表面和/或用作定位确定表面并且所述表面在正交于所述工件旋转轴线的截面中为基本上环形的。

此外，本发明还涉及包括根据以上限定的方法方面限定的控制指令的控制程序，并且还涉及能够通过对应控制指令来执行这种方法的齿轮切削机。

参考附图，本发明的另外特征、细节和优点将根据参考附图的以下描述而变得显而易见，其中：

图1示出了工件和工具齿部的相对位置；

图2示出了工件和工具齿部的另一个相对位置；

图3示出了齿尖的更详细的图示；

图4示出了不同相移的接触线；

图5示出了不同相移的接触线；

图6示出了具有进给运动的接触线的图示；

图7示出了具有进给运动的接触线的另一个图示；以及

图8示出了具有阶梯磨削的车削轮。

图1示出了工件齿部，在这种情况下为内齿部，并且用2指定。工具齿4被示为处于一定位置，关于用于生产齿部2的机加工方法的齿轮联接，该位置基本上对应于最深前进的位置(当存在最深前进时，非常短的接触线3将位于工件齿部2的齿根中)。因此，图1中示出的阶段位置例如对应于其中在维持齿轮联接的同时在生产工件齿部2之后已经发生了工具从工件的径向回缩的情况。

通常，在常规机加工方法中，这是机加工的结束(在连续轧制机加工方法中，同时生产工件齿部的所有齿隙)，并且工件被松开，并且在必要时被转移到另一个机加工站，例如用于齿面倒角阶段。

然而，相比之下，现在执行另一个机加工操作，具体地处于相对于第一机加工接合的齿轮联接相移的机加工接合的工件齿部2的齿尖中的一者。如从图1和图2中可看出，这里的相移是节距的一半。因此，工具齿4的尖端与工件齿部2的齿的尖端进行机加工接触，图2中的椭圆环绕区域在图3中以另一个放大视图再次示出，可看到机加工接合的接触线3，该机加工接合在第一机加工(这里例如是齿轮车削)的机加工模式中继续发生(接触线3不是切削齿4的轮廓的1对1印象，而是在考虑方法的机器轴线移动作为所采用的齿轮车削的机器轴线运动学中的工具齿的机加工位置的包络曲线的情况下由该轮廓产生)。

因此，图1至3描述了用于第二机加工接合的相移的原理，然而优选地若干不同相移被叠加以便实现工件齿部2的更准确的齿尖机加工。这些的效果在图4和图5中描述；图4示出了具有不同相移的两个接触线3a、3b；与图3相比，由此类接触线产生的更均匀的齿尖表面(由箭头指示，在该实例中为36μm)是清楚可见的，并且这在图5的图示中甚至更明显，其中绘制了三个接触线3a、3b、3c，各自具有其间的不同相移，并且其中与所示的预期目标齿尖表面的偏差(约6μm)对于肉眼是几乎不可见的。

因此，通过在径向方向X上的附加前进，使用所述的方法，工件齿部的尖端直径可根据其自身要求来设置、跟踪或设计。

如果齿部在齿轮机加工操作本身的第一机加工接合之前已经被预装齿，则第二机加工接合也可在时间上在第一机加工接合之前进行；因此，术语“第一”和“第二”不应被理解为时间序列，尽管此类时间序列是优选实施方案。

在图6和图7中通过图示补充了仅在相对于工件旋转轴线的面截面平面中的图1至图5中描述的经由接触线的接合的图示，该图示还考虑了在工件旋转轴线Z的方向上的轴向进给V_z，因为在该示例性实施方案中，第二机加工接合将在工件齿部2的整个齿部宽度内进行。图6示出了在径向－轴向平面X、Z中的接触线，考虑到图6中的1mm的进给(每工件旋转)，与该示例中的径向参考相比，该进给将仍然导致35μm的偏差，然而(图7)在该示例性实施方案中将进给速率减半已经将该方面的偏差减小到9μm。

应当理解，这里使用的数值仅用于解释目的，并且进给速率也可以为不同的，具体地在上述优选范围内。

同样，参考图4和图5，应当理解，相移不必突然设定为离散的相移值，而是在正确数量级的一次相移之后，为了在工件和工具齿的齿尖之间建立机加工接触，可设置相移的连续增加以覆盖工件齿部2的整个齿尖表面。

还应当理解，例如与图5中关于不同相移(但与最深前进中的第一机加工相比总是在半个节距的数量级范围内)的接触线3a、3b、3c示出的分裂相比，该接触线一起位于相同高度(如在齿部宽度中观察的)，并且通过轴向进给在整个齿部宽度内被引导，根据例如参考图7所描述的轴向进给，来自图5的接触线3c可通过轴向进给在整个齿宽度内延伸，之后是接触线3b并且最后是接触线3a，或者以不同顺序或这两种变型的混合形式延伸。

优选地，如果机加工接合是齿轮车削或硬车削的机加工接合，则工具40用于机加工操作，该工具的切削面5在阶梯磨削中被研磨(如图8所示)，并且该工具通过齿腹机加工来生产和/或机加工该工件齿部2，并且还机加工其齿尖或齿尖面并且由此具体地设置工件齿部2的齿尖直径。

以工件齿部2的齿尖表面的形式的以这种方式产生的表面也可用作自动化系统的夹持器或夹紧设备的定位或夹持表面。由于通过在针对齿部本身和齿尖表面两者的以相同工件夹紧设置的相同轧制机加工接合而进行的机加工，简化了用于后续机加工步骤的精确夹紧。

本发明不局限于示例性实施方案的单独特征。相反，以上描述和以下权利要求书的特征对于在其各种实施方案中实施本发明而言可能是单独和组合必要的。

Claims (14)

1.一种用于借助工具齿部在工件上机加工或生产齿部(2)的方法，其中使所述工具齿部与在夹紧设置中夹紧的旋转工件齿部进行第一机加工接合，使得存在齿轮联接，所述齿轮联接将其齿(4)分配到所述工件齿部的齿隙，

其特征在于，

使所述工具齿部进入第二机加工接合，与具体地在最深前进的机加工距离处的所述第一机加工接合的所述齿轮联接的此类分配相比，所述第二机加工接合相移节距的至少四分之一，与所述第一机加工接合的所述最深前进相比，所述第二机加工接合具有与在所述第一机加工接合的相同所述的夹紧设置中夹紧的所述工件齿部相距的增加的机加工距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二机加工接合致使所述工件齿部的齿尖由所述工具齿部的齿尖机加工。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二机加工接合的机加工区域覆盖不同相移。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过所述第二机加工接合的接触线确定所述工件齿部的齿尖直径。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述工件齿部的齿尖直径与在工件齿内所取的其平均值的偏差小于200μm，优选地小于80μm，具体地小于20μm。

6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括所述第二机加工接合的进给运动，所述进给运动的主运动分量沿着所述工件的旋转轴线指向。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括所述第二机加工接合中的连续相移，具体地是振荡相移。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，相移的振荡频率与工件速度的比率由(2k+1)/(2m)给出，其中m大于2并且优选地小于10，具体地小于7，优选地小于或等于4，并且k大于或等于0并且优选地小于10，并且优选地k和/或m是整数。

9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一机加工接合是齿轮车削或硬车削的机加工接合。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工具齿部是通过阶梯磨削而研磨的车削轮。

11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，借助于工件和/或工具齿部的附加旋转，具体地借助于所述工件齿部的附加旋转来产生所述相移。

12.一种用于借助工具齿部在工件中机加工或生产齿部的方法，其中使所述工具齿部与在夹紧设置中旋转的所述工件齿部在齿轮联接下进行第一机加工接合，所述齿轮联接将其齿分配给所述工件齿部的所述齿隙，具体地根据前述权利要求所述的方法，其中通过经由在相同的所述夹紧设置中夹紧的所述工件上切削来移除材料而通过所述工具齿部的齿尖区域产生任选地也是不连续的表面，所述表面不同于所述工件齿部的齿根区域并且用作可夹持表面和/或用作定位确定表面并且所述表面在正交于所述工件的旋转轴线的截面中为基本上环形的。

13.一种包括控制指令的控制程序，所述控制指令当在齿轮切削机的控制器中执行时致使机器执行根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法。

14.一种齿轮切削机，包括用于夹紧能够旋转驱动的工件的工件主轴、用于旋转地驱动工具齿部的工具主轴、用于相对于所述工件的旋转轴线定位所述工具的旋转轴线的至少一个、具体地多个定位和/或设置轴线，以及通过用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法的控制指令进行控制的控制设备。

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