KR101254793B1 - 베벨기어 톱니선단을 모따기하거나 귀따기하는 베벨기어 절삭장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베벨기어 절삭장치(20)에 관한 것으로, 이는 베벨기어(31) 톱니선단을 모따기하거나 귀따기하기 위해서 만들어진 것이다. 이 기어 절삭장치(20)는 동축으로 베벨기어(31)를 수용하는 공작물 스핀들(30)을 가지고, 다중의 바아 블레이드를 가지는 평평한 커터헤드(7)를 수용하는 운반기(18)가 구비되어 있다. 또한, 기어 절삭장치(20)는 다중의 수치제어가능한 축을 가지며, 이것은 프로그램가능한 제어기(29)에 의해서 구동가능하고 이들 축 중의 하나는 공작물 스핀들(30)의 공작물 스핀들축(32)을 형성한다. 다른 축은 평평한 커터헤드(7)의 공구 스핀들축(17)으로서 사용된다. 공작물 스핀들(30)이 공작물 스핀들축(32) 주위로 회전하고 커터헤드(7)가 동시에 공구 스핀들축(17) 주위로 회전하는 동안에 바아 블레이드가 이웃하는 톱니들 사이의 간극으로 차례로 진입하여, 적어도 하나의 축을 조정하여 베벨기어(31)와 함께 공작물 스핀들(30)이 커터헤드(7)에 대하여 경사지도록 수치제어가능한 축이 구비되고 위치된다.

Description

베벨기어 톱니선단을 모따기하거나 귀따기하는 베벨기어 절삭장치와 그 방법{Bevel gear cutting machine and method for chamfering and/or deburring edges on the teeth of a bevel gear}

도1은 본 발명에 따른 기어 절삭장치의 사시도이고,

도2는 기어 절삭가공 동안 기어 절삭장치의 절삭가공영역을 도시한 평면도와 측면도,

도3은 귀따기나 모따기 하는 동안 기어 절삭장치의 절삭가공영역을 도시한 평면도와 측면도이다.

본 발명은 기어 절삭장치와, 베벨기어의 톱니 선단(edge)을 귀따기하거나 모따기하는 것에 관한 것이다.

나선형 톱니를 가지는 베벨기어를 제조할 때, 톱니 사이의 간극은 커터헤드(cutter head)를 사용하여 작은 직경의 기어에서 큰 직경의 기어까지 절삭가공된다. 이 경우에 주로 오목한 플랭크의 절삭가공에 의해서 바깥쪽 톱니 끝에서 버어(burr)가 발생하며, 이는 오목한 플랭크가 일반적으로 베벨기어 톱니의 후면과 예각을 형성하기 때문이다. 만약, 이 위치에서만 버어를 제거한다면, 선단이 매우 예리한 형상이 될 것이다. 상해를 입을 위험이 크고 베벨기어를 경화할 때 바람직하지 않은 변형 때문에, 이들 선단은 모따기 작업에 의해서 자주 부러진다. 만약, 이러한 각이 그렇게 예리하지 않다면, 예컨대 베벨기어가 작은 나선각을 가지기 때문에, 가장자리를 귀따기(deburring) 작업하는 것으로 충분하다.

종래의 기계적인 베벨기어 절삭장치를 위해서 개선되었던 장치가 이러한 베벨기어의 모따기(chamfering)나 귀따기 작업을 수행하기 위해서 알려져 있다. 심지어, 불연속적으로 분리된 방법에서의 베벨기어의 밀링가공 동안에도, 톱니의 선단은 각 톱니 간극 후에 귀따기 된다. 또는, 연속적인 방법에서 모따기나 귀따기는 별도의 작업사이클에서의 기어 절삭가공 후에 수행된다.

또한, 별도로 설치된 귀따기 작업용 장치가 빈번하게 사용된다. 이러한 장치에서, 귀따기 공구가 특별한 공작물 크기에 더 유연하고 용이하게 세트될 수 있기 때문에, 기어 절삭장치보다 공작물에 인접하는 유용한 공간을 더 가지도록 추가의 공작물을 조여주어야 하는 단점이 있다. 또한, 만약 베벨기어가 기어 절삭장치에서 귀따기 될 필요가 없다면, 더 많은 베벨기어가 기어 절삭장치에서 동시에 가공될 수 있다.

귀따기를 위해서 2개의 다른 밀링커터(milling cutter)가 사용되며 각 밀링커터가 그 자신의 회전구동장치를 갖추고 있는 귀따기 장치가 독일특허 DE 197 44 486 A1호에 설명되어 있다. 상기 밀링커터는 공유하는 지지부에 위치되며 단일의 반경방향 이송운동을 사용하여 정지상태에서 베벨기어와 함께 작동된다. 이 경우에 밀링커터가 서로 정렬되어야만 하고, 각 밀링커터가 귀따기될 특별한 베벨기어에 적합하도록 하기 위해서 특별한 형상의 절삭날을 필요로 한다는 것이 단점이다.

회전되도록 구동되는 엔드밀링커터(end-milling cutter)를 사용하여 작동하는 또 다른 베벨기어용 모따기 장치가 독일특허 DE 298 01 318 U1호로부터 발명되었다. 이 경우에, 밀링커터 스핀들은 그 축 주위로 제어가능한 공작물 운반기에 대하여 3축으로, 특히, 수평으로, 수직으로, 선회하여 이동가능하며, 제어기가 4개의 축운동을 연결하기 위해서 제공되어, 이 제어기를 통해서 엔드밀링커터가 프로그램된 경로를 따라 안내된다. 분리된 귀따기 장치와 연결되어 있다는 단점과 더불어, 큰 기계공학적인 복잡함에도 불구하고 이 장치에서는 가느다란 샤프트 피니온의 바깥쪽 톱니 끝이 모따기될 수 없다.

기어 절삭장치에 직접 사용되는 종래의 귀따기 장치에서는, 멀티패스 플라이 밀링커터(multipass fly-milling cutter)가 사용되며, 그 회전축은 플라이 밀링커터의 절삭날이 모따기될 베벨기어 톱니의 선단을 따라 이동하도록 설정된다. 이러한 장치는 분할법이 아닌 일정한 공작물 회전과 함께 작동되어 각각의 다음의 플라이 밀링커터가 다음의 베벨기어의 간극에서 차례로 맞물린다. 그러나, 모든 베벨기어가 플라이 밀링커터를 사용하여 이의 기어 절삭장치에서 귀따기 될 수 없다는 것이 중대한 단점이다. 다른 단점은 특별한 플라이 밀링커터가 사용되어야만 한다는 것이다. 또한, 플라이 밀링커터를 위한 공간이 장치에 제공되어야만 한다.

공압으로 작동되는 피스톤에 부착되고 플레이닝(planing) 공구라고 언급되는 공구가 사용되는 기어 절삭장치가 독일 공개공보 제11 85 039 A호에 설명되어 있다. 이 종래 장치의 주 단점은 플레이닝 공구가 방향이 설정될 수 있는 컷(cut)으로 각 톱니 끝을 절삭가공할 수 있으나, 원래 선형이라는 것이다. 그러나, 귀따기될 가장자리는 2개의 면, 특히 구부러진 인접하는 푸트라운딩(foot rounding)을 가지는 베벨기어 플랭크와 베벨기어 톱니의 후면의 교차에 의한 공간적으로 매우 구부러진 곡선이다. 베벨기어 톱니의 후면은 추가로 후퇴될 수 있거나 톱니 끝에서 다시 둥근 형상의 베벨면이다. 이로 인해서, 베벨기어 톱니의 선단은 종래의 장치를 사용하여 올바르게 모따기될 수 없다. 기껏해야 평균방향이 설정될 수 있어서, 상기 장치는 완전한 톱니 높이를 귀따기하기 위해서 상당량의 재료를 깎아서 평탄화시켜야만 한다. 이 경우에는 바람직하지 않은 2차 버어(secondary burr)가 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 성형공구(shaping tool)로 인해서, 베벨 피니온의 부하능력을 감소키시는, 푸트라운딩에서 발생하는 예리한 노치(notch)를 피하는 것이 거의 불가능하다. 다른 단점은 선형의 성형장치가 특별한 공작물 크기에 수작업으로 세트되어야만 한다는 복잡함이다.

유사한 단점이 일본공개공보 JP 10-180542 A호에 따른 한 축에서 작동되는 귀따기 장치와 관련이 있고, 이 장치는 기어 절삭장치에서 또한 사용될 수 있다. 이 경우에, 성형공구는 그 꼭지점에서 회전가능하게 장착되는 각도레버(angle lever)를 포함한다. 이의 짧은 다리는 직선의 절삭날을 형성하기 위해서 구비되는 반면에, 공압으로 작동되는 피스톤이 더 긴 다리에 다시 맞물린다. 원형의 아크에서 안내되는 절삭날이 정적인 베벨기어의 가장자리를 따라 평균방향으로 이동하기 위해서 각도레버와 피스톤을 위한 홀더는 상기 공보 제 11 85 039 A에 따른 장치에 서와 같이 정밀하게 배치되어야만 한다. 또한, 이 장치는 베벨기어와 특히 베벨 피니온을 귀따기 하기 위해서 사용하지 못한다. 또한, 특별한 성형공구가 필요하다는 것이 단점이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 그리 복잡하지 않은 장치를 사용하여 다양한 형태의 베벨기어가 모따기될 수 있거나 귀따기될 수 있는 베벨기어 절삭장치를 제공하는 것과 이에 대응하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 귀따기에 의해서 발생하는 기어 절삭장치에서의 공작물의 긴 체류시간이 비교적 짧게 되는 베벨기어 절삭장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 베벨기어 톱니의 가장자리를 모따기나 귀따기하기 위하여 만들어지는 베벨기어 절삭장치를 제공하는 본 발명에 따라 달성된다. 기어 절삭장치는 베벨기어를 동축으로 수용하는 공작물 스핀들을 가진다. 복수의 바아 블레이드(bar blade)를 가지는 평평한 커터헤드를 수용하는 운반기가 제공된다. 기어 절삭장치는 프로그램가능한 제어기에 의해서 구동가능한 총 5개의 수치제어가능한 축을 가지며, 이들 축 중 하나는 공작물 스핀들의 공작물 스핀들축을 형성한다. 또 다른 축이 평평한 커터헤드의 공구 스핀들축으로 제공된다. 공작물 스핀들이 공작물 스핀들축 주위로 회전하고 커터헤드가 공구 스핀들축 주위로 동시에 회전하면서, 바아 블레이드가 인접한 톱니들 사이의 중간 공간(간극)으로 차례로 들어가서 선단을 모따기나 귀따기하도록 축의 적어도 하나를 조정하여서, 베벨기어와 함께 공작물 스핀들이 커터헤드에 대하여 경사질 수 있도록 수치제어가능한 축은 작동되고 위치된다.

상기 목적은 청구항1에 따른 기어 절삭장치와 청구항7에 따른 방법에 의하여 본 발명에 의해서 달성된다. 청구항2 내지 청구항6의 목적은 본 발명에 따른 기어 절삭장치의 바람직한 실시예를 이루고, 청구항8 내지 청구항11의 목적은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 이룬다.

본 발명의 주요 장점은 프로그램가능한 제어기를 사용하여 수치제어가능한 6개의 축(NC축)을 통해 베벨기어의 어떠한 임의의 형상의 선단도 바아 블레이드의 절삭날을 사용하여 달성가능하다는 것이다. 그러므로, 구부러진 형상의 가장자리에도 불구하고, 모따기나 귀따기가 수행될 수 있다. 베벨기어에 대한 바아 블레이드의 적절하게 가파른 경사와 함께, 많은 양의 재료가 완전한 톱니 높이를 귀따기 하기 위해서 평탄화될 필요가 없기 때문에, 2차 버어가 발생하지 않을 수 있다.

본 발명에 따라 모따기나 귀따기가 연속적인 공정에서 수행된다는 것이 다른 장점이고 이로 인해서 불연속적인 공정보다 절삭가공시간이 상당히 더 짧아지게 된다.

이제까지, 귀따기 장치의 절삭작업을 위해서 분리된 NC축을 사용하는 것은 순전히 기계적이거나 공압적으로 작동되어 귀따기하는 것과 비교하여 비용 효율적이지 않는 것으로 고려되었다. 어떠한 추가의 NC축도 제공될 필요없이, 이미 존재하는 수치제어가능한 축이 귀따기를 위해서 사용된다는 것이 본 발명에 따른 장치의 특별한 장점이다. 또한, 필히 장착되어야만 하고 특별하게 취급되어져야만 하는 특별한 귀따기 공구가 사용될 필요가 없다는 것이 본 발명의 다른 장점이다. 또한, 작동에러를 발생시키고 시간이 소모되는 개조가 본 발명에 따라 불필요하게 된다. 그러므로, 기어 절삭장치에서의 귀따기를 위해서 어떠한 시간손실도 발생하지 않는다. 또한, 특별한 수집장치나 흡입장치도 실시예에 따라 귀따기나 모따기할 때 발생하는 칩을 위해서 불필요하다.

여러 가지 산업공정과 제조공정에서 사용되는 기어 절삭장치가 본 발명에 따라 바람직하게 개조될 수 있다.

이하, 본 발명의 가능한 실시예가 도1 내지 도3을 참조로 하여 설명될 것이다. 베벨기어 피니온은 도1에서 절삭가공되는 반면에, 링기어(ring gear)는 도2와 도3에서 절삭가공된다.

도1은 나선형 톱니를 가지는 베벨기어(31)를 제조하기 위한 CNC 기어 절삭장치(20)의 기본구조를 도시하는 사시도이다. 이와 같은 기어 절삭장치(20)는 베벨기어(31)의 톱니를 제조할 때도 사용되는 바아 블레이드(bar blade)를 사용하여 공작물인 베벨기어(31)의 귀따기와 모따기 작업을 하기 위해서 본 발명에 따라 만들어지거나 개조될 수 있다.

CNC 기어 절삭장치(20)는 아래와 같이 구성될 수 있다. 하우징(19)이 베드(21)의 선형 좌표축 X(제1축)를 따라 수평하게 직선으로 안내된다. 제1운반기(18)가 스핀들 구동기(16)를 사용하여 선형 좌표축 Z(제2축)를 따라 하우징(19)의 측면에 부착된 가이드(10)에서 상하로 이동할 수 있다. 제2운반기(12)를 가지는 공작물 스핀들 지지부(14)는 베드(21)의 X축에 수직한 선형 좌표축 Y(제3축)를 따라 가이 드(13)에서 수평하게 직선으로 안내된다. 수직축 C(제4축)를 가지는 피봇장치(28)는 제2운반기(12)에 위치된다. 제1운반기(18)의 가이드(10)와 Z축은 수직하다.

제1운반기(18)에는 공구 스핀들(11)이 있으며, 이 공구 스핀들은 공구 스핀들축(17;제5축) 주위로 회전가능하다. 공구 스핀들(11)은 공구를 지지하며 이 경우 공구인 커터헤드(7;cutter head)는, 예컨대 복수의 바아 블레이드를 가진다. 공작물 스핀들(30)은 제2운반기(12)와 피봇장치(28)에 의해서 베드(21)에서 수평하게 안내되고 직선으로 위치변경가능하거나 선회가능하다. 피봇장치(28)에는 공작물 스핀들축(32;제6축) 주위로 회전가능한 공작물 스핀들(30)이 있다. 공작물 스핀들(30)은 공작물인 베벨기어(31)를 지지하며, 본 실시예에서 공작물은 나선형 톱니를 가지는 베벨 피니온 기어이다. 피봇장치(28)는 절삭가공위치로 공작물인 베벨기어(31)를 선회시키고, 필요하다면 본 발명에 따라 모따기나 귀따기하는 동안에 동작을 수행할 수 있도록 C축 주위로 선회가능하고 수평하게 안내된다.

그러므로 CNC 기어 절삭장치(20)는 총 6개의 수치제어축을 가진다. 본 발명에 따라 귀따기를 수행하기 위해서는, 적어도 5개의 수치제어축을 가지는 CNC 장치가 바람직하다.

그러나, 다른 CNC 기어 절삭장치가 본 발명에 따라 개조되거나 장착될 수 있으며, 6개의 수치제어축을 가지는 장치가 바람직하다. 또한, 거친다듬질 기어 밀링가공을 위해서 사용되는 2개의 커터헤드를 가지는 장치를 사용할 수 있고, 본 실시예의 경우에는 귀따기를 위해서 2개의 커터헤드 중 하나를 사용한다.

베드(21)가 바람직하게 제1운반기(18) 아래로 후퇴되어 있으며 칩 수집기(35)가 여기에 위치되어 있고, 이 칩 수집기로 모따기나 귀따기 중에 발생한 칩이 중력에 의해 낙하한다. 피봇장치(28)가 있지 않은 제2운반기(12)의 상부영역은 칩 수집기(35)쪽으로 아래로 경사진 덮개(36)를 가지고 있다. 또한, 기어 절삭장치(20)는 베드(21)에 영구적으로 연결되어 있고 하우징(19)과 제2운반기(12) 사이에 위치된 덮개(37)를 가진다. 덮개(37)는 접혀진 벨로우즈(38)에 의해 하우징(19)에 연결된다. 또한, 덮개(37)와 접혀진 벨로우즈(38)는 칩 수집기(35)쪽으로 아래로 경사져 있다. 반원으로 피봇장치(28)를 감싸고 제2운반기(12)에 부착된 보호물(39)이 덮개(37)에 인접하게 위치되어 있다.

6축의 장치를 사용하는 베벨기어 밀링가공의 상세한 기술은 예컨대, 독일 특허 DE 19646189 C2호에 설명되어 있다.

표시된 CNC 제어기(29)는 기어 절삭가공 공정이 끝난 후에 6개의 수치제어축이 귀따기나 모따기를 하기 위해서 필요한 동작을 수행하게 한다. 귀따기나 모따기를 하기 위해서, 평평한 커터헤드(7)와 베벨기어(1)의 전면 사이의 상대적인 경사는 도2와 도3에서 알 수 있는 바와 같이 증가한다. 복수의 바아 블레이드(3,4)를 가지는 평평한 커터헤드(7)의 평면도가 도2의 상부에 도시되어 있다. 제1,2바아 블레이드(3,4)가 공작물인 베벨기어(1)쪽으로 접하는 커터헤드(7)의 측면에 위치되어 있기 때문에, 단지 도2의 상부에만 나타나 있다. 제1,2바아 블레이드(3,4)가 커터헤드에 번갈아 위치되어 있어서, 예컨대 제1바아 블레이드(3)는 톱니의 볼록한 플랭크(flank;1.1)를 절삭가공하고, 제2바아 블레이드(4)는 톱니의 오목한 플랭크(1.2)를 절삭가공한다. 측면도가 도2의 하부에 도시되어 있다. 이 측면도에서는 바아 블레이드(3,4)가 커터헤드(7)로 삽입되고 , 또 커터헤드(7)와 베벨기어(1)의 반경부분 사이의 작은 상대적인 경사때문에 톱니의 간극들 내로 진입하여 볼록하고 오목한 톱니 플랭크를 가공한다. 기어 절삭장치(20)에서, 커터헤드(7)와 공작물인 베벨기어(1)의 장착위치는 공작물 스핀들축(32)과 공구 스핀들축(17)에 의해서 알 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 공구 스핀들축(17)으로 공작물 스핀들축(32)의 투영은 일반적으로 0°와 70°사이의 각(α)을 포함한다.

도3에 도시된 바와 같이 귀따기와 모따기 작업을 위해서, 공구 스핀들축(17)과 공작물 스핀들축(32)의 상대적인 위치는 변한다. 동시에, 더 큰 각(α)이 설정되고 이 각은 같은 베벨기어를 밀링가공할 때 사용되는 각으로부터 10°와 60°사이의 각도 차이로 벗어나 있다. 귀따기를 위해서 사용되는, 복수의 바아 블레이드(3,4)를 가지는 평평한 커터헤드(7)의 평면도가 도3의 상부에 도시되어 있다. 제1,2바아 블레이드(3,4)는 도3의 하부에 도시된 것과 같이 순차적으로 형성된 톱니들 사이의 중간 공간, 즉 간극으로 진입하고, 단지 톱니 사이의 단부 영역만이 최대 대각선 위치(경사)때문에 스쳐지나간다. 이러한 목적을 위하여, 일 실시예에 따르면, 처음에 기재된 바와 같이, 일반적으로 톱니 플랭크는 베벨기어 톱니의 후면과 예각을 형성하기 때문에, 오목한 톱니 플랭크만이 귀따기 작업이 되도록 경사가 설정되고 또 축들이 이동한다. 이 경우에, 오목한 플랭크를 제작하기 위해서 사용된 제1바아 블레이드(3)만이 귀따기 작업을 수행한다. 이 실시예에서의 귀따기 작업 동안에 각각의 제2바아 블레이드(4)는 건너뛰고(skipped; 즉, 귀따기 작업에 참여하지 않고), 제2바아 블레이드(4)와 톱니 플랭크 사이에는 어떠한 접촉도 없다.

다른 실시예에서, 제1바아 블레이드(3)가 볼록한 플랭크의 버어(burr)를 제거하는 귀따기 작업을 수행하고, 제2바아 블레이드(4)가 오목한 플랭크의 버어를 제거하도록 장치설정이 선택될 수도 있다.

공작물 스핀들(30)과 공구 스핀들(11)은 기어 절삭가공과 귀따기나 모따기 중에 베벨기어(31)와 커터헤드(7)가 칩이 문제없이 수집될 수 있는 기어 절삭장치(20)의 영역에 위치되도록 하는 위치에 있게 된다. 도1에서 도시된 바와 같은 장치가 사용되면, 모따기나 귀따기 중에 발생한 칩은 중력에 의해서 칩 수집기(35)로 낙하한다.

본 발명에 따르면, 공작물인 베벨기어(31)의 절삭가공을 위해서 이미 사용된 공구인 커터헤드(7)가 모따기나 귀따기 작업을 위해서 사용된다. 모따기나 귀따기를 허용하기 위해서, 베벨기어(31)와 함께 공작물 스핀들(30)은 도3에 도시된 바와 같이 기어 절삭장치(20)의 적어도 한 축을 조절하여서 커터헤드에 대하여 많이 경사져 있다. 공작물 스핀들축(32)을 중심으로 한 공작물 스핀들(30)의 회전과 공구 스핀들축(17)을 중심으로 한 커터헤드(7)의 조화된(coordinated) 동시 회전과 함께, 커터헤드(7)의 바아 블레이드(3,4)는 이웃하는 톱니들 사이의 중간 공간, 즉 간극으로 차례로 맞물려서 베벨기어(31)의 선단과 관련된 모따기나 귀따기 작업을 실시한다. 공작물 스핀들(30)과 커터헤드(7)의 조화된 회전을 이루기 위해서, 적어도 이러한 2개의 회전운동은 제어기(29)에 의해서 연결된다.

가장 간단한 경우에서, 도1의 기어 절삭장치(20)를 참조로 하여 설명될 수 있는 바와 같이, 수직축 C을 중심으로한 회전운동은 충분하다. 베벨기어(31)와 커터헤드(7) 사이의 경사, C축을 중심으로 공작물 스핀들 지지부(14)의 회전을 통해 조정될 수 있다. 만약, 공작물 스핀들축(32)을 중심으로한 베벨기어(31)와 공구 스핀들축(17)을 중심으로한 커터헤드(7)의 회전운동이 적당한 회전속도에서 이루어지면, 본 발명에 따른 귀따기 작업이 수행된다.

더 복잡한 기하학적 형상을 갖는 베벨기어를 위해서는, 다른 축들이 또한 조정되어야 한다. 바아 블레이드들이 귀따기 작업을 하고자 하는 톱니의 단부 영역에만 접촉하고 또 작동되도록 동력학적으로 조정되어야 한다. 축운동의 일부와 6개의 수치제어된 축의 모든 운동은 바람직하게는 제어기(29)를 사용하여 연결된다.

다른 실시예에서, 귀따기 작업이 제1단계(pass)에서 수행된다. 귀따기 하는 동안에, 공작물인 베벨기어(1)에 대한 커터헤드(7)의 상대적인 경사는 바아 블레이드가 단지 톱니의 가장자리에서 돌출된 버어를 제거하기 위해서 설정된다. 제2단계에서 모따기 작업이 수행된다. 이러한 목적을 위해서, 바아 블레이드가 원하는 각도로 이미 귀따기 된 톱니의 선단을 가공하기 위해서 프로그램가능한 제어기(29)가 축을 제어한다. 이 경우, 베벨기어에 대한 바아 블레이드의 적절히 가파른 경사로 인하여, 완성된 톱니 높이를 귀따기하기 위해서 많은 양의 재료가 절삭가공으로 제거될 필요가 없기 때문에 2차버어는 생기지 않는다.

바아 블레이드가 본 발명에 따라 귀따기나 모따기하기 위해서 사용될 수 있도록 하기 위해서 절삭날의 어떠한 특별한 형상을 요구하지 않는다는 것이 본 발명의 장점이다. 그러므로, 새로운 공구가 장착될 필요가 없고, 귀따기될 공작물이 모따기나 귀따기 전에 다른 장치로 이송될 필요도 없다. 본 발명에 따라, 같은 공작물 척(chuck)이 절삭가공과 모따기나 귀따기를 위해서 사용될 수 있다. 그러므로, 많은 시간이 절약된다.

모따기와 귀따기를 허용하는 공구와 공작물의 상대위치가 비교적 작고 빠른 운동을 통해 설정될 수 있다는 것이 본 발명의 장점으로 또한 고려된다. 그러므로, 공작물의 제조로부터 모따기나 귀따기 작업까지로의 이동이 상대적으로 빠르게 수행된다.

나선형의 톱니를 가지는 베벨기어에서, 귀따기 될 가장자리는 2개의 면, 특히 인접하는 푸트라운딩(foot rounding)을 가지는 이미 구부러진 플랭크와, 베벨기어 톱니의 후면의 교차에 의해서 발생하는 공간적으로 매우 구부러진 곡선이다. 본 발명에 따른 장치의 6개의 축이 바아 블레이드의 절삭날이 특별한 한계 내에서 가장자리로 자유롭게 이동될 수 있도록 제어될 수 있기 때문에, 이와 같은 매우 구부러진 곡선을 가지는 가장자리는 본 발명에 따른 장치를 사용하여 모따기 되거나 귀따기 될 수 있다.

기어 절삭장치는 도1에 도시된 바와 같이 만들어진다. 6축의 이와 같은 배치는 공작물인 베벨기어(31)와 공구인 커터헤드(7)의 맞물림점이 위치된 영역이, 방해물이 없거나 충돌이 발생하지 않고 평평한 커터헤드(7)와 관련된 베벨기어(31)의 급한 경사를 허용하도록 충분히 크게 되는 것을 가능하게 한다.

기어 절삭장치(20)에는 프로그램가능한 제어기(29)가 장착되고, 이 제어기는 귀따기나 모따기가 수행될 수 있도록 축이 설정되도록 한다.

바람직한 실시예에서, 프로그램가능한 제어기는 6개의 수치제어축의 적어도 2개의 축이 연결되도록 만들어진다. 수치제어축의 5개나 심지어 6개의 축의 연결이 특별히 바람직하다.

다른 바람직한 실시예에서, 프로그램가능한 제어기는 바아 블레이드가 단지 톱니들 사이의 중간 공간(간극)의 단부 영역으로 진입하는 방법으로 동작순서를 제어하도록 만들어진다.

참조부호 27이 부여된 케이블이 도1에 도시되어 있다. 기어 절삭장치(20)에 제어기(29)를 제공하는 대신에, 전체 제어기나 제어기의 일부가 외부위치로 이동될 수 있다. 이 경우에, 제어정보는 케이블(27)을 통해 기어 절삭장치(20)로 이송될 것이다.

본 발명은 독일 특허 DE 19646189 C2호에 따른 CNC 제어되는 기어 절삭장치에서 바람직하게 사용될 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 그리 복잡하지 않은 장치를 사용하여 다양한 형태의 베벨기어가 모따기 또는 귀따기 될 수 있는 베벨기어 절삭장치를 제공하여, 모따기나 귀따기가 연속적인 공정에서 수행되고 이로 인해서 절삭가공시간이 더 짧아지며 귀따기나 모따기 하기 위해서 어떠한 특별한 형상을 요구하지도 않아서 새로운 공구가 장착될 필요가 없거나 귀따기 될 공작물이 모따기나 귀따기 전에 다른 장치로 이송될 필요도 없어서 많은 시간이 절약되는 효과가 있고, 모따기와 귀따기를 허용하는 공구와 공작물의 상대위치가 비교적 작고 빠른 운동을 통해 설정될 수 있어서 모따기에서 귀따기로의 이전은 상대적으로 빠르게 수행된다는 효과가 있다.

Claims (11)

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7. 공작물 스핀들축(32)을 갖는 공작물 스핀들(30)에 베벨기어(1;31)가 회전가능하게 장착되고, 복수의 바아 블레이드(3,4)를 갖는 커터헤드(7)가 공구 스핀들축(17)에 회전가능하게 장착된 적어도 5개의 수치제어가능한 축(X,Y,Z,C,17,32)을 갖춘 베벨기어 절삭장치(20)에서 상기 베벨기어(1;31)의 톱니 선단을 모따기 또는 귀따기 작업하는 방법에 있어서,

   상기 베벨기어(1;31)와 함께 공작물 스핀들(30)과 커터헤드(7) 사이의 상대 경사각(α)을 크게 하기 위해서 공작물 스핀들축(32)과 공구 스핀들축(17)을 조정하는 단계와;

   상기 커터헤드(7)의 제1,2바아 블레이드(3,4)가 상기 베벨기어(1;31)의 인접한 톱니들 사이의 간극으로 차례로 진입하여 상기 베벨기어(1;31)의 선단에 대하여 모따기와 귀따기 작업을 수행할 수 있도록, 상기 공작물 스핀들축(32)을 중심으로 한 상기 공작물 스핀들(30)의 회전과 상기 공구 스핀들축(17)을 중심으로 한 상기 커터헤드(7)의 조화된 회전을 수행하는 단계;를 포함하고서,

   상기 적어도 5개의 수치제어가능한 축(X,Y,Z,C,17,32)의 적어도 2개의 축이 조화된 회전을 수행하기 위하여 서로 연결된 운동을 하고,

   상기 베벨기어(1;31)의 기어 절삭가공 작업과 상기 베벨기어(1;31)의 톱니 선단의 모따기나 귀따기작업이, 동일한 커터헤드(7)를 사용하여 베벨기어(1;31)의 톱니에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1,2바아 블레이드(3,4)는 상기 커터헤드(7) 상에서 번갈아 위치되고, 상기 제1바아 블레이드(3)의 일부는 톱니의 볼록한 플랭크(1.1)를 절삭가공하기 위해서 사용되고 또 상기 제2바아 블레이드(4)의 다른 부분은 톱니의 오목한 플랭크(1.2)를 절삭가공하기 위해서 사용되며,

   상기 조화된 회전이 수행되는 동안에 오목한 플랭크(1.2)만이 귀따기 작업이 되고, 또 동시에 오목한 플랭크(1.2)를 제작하기 위해서 사용되었던 상기 제2바아 블레이드(4)만이 절삭 가공을 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 제1,2바아 블레이드(3,4)는 상기 커터헤드(7)상에 번갈아 위치되고 상기 제1바아 블레이드(3)의 일부는 상기 톱니의 볼록한 플랭크(1.1)를 절삭가공하기 위해서 사용되고 상기 제2바아 블레이드(4)의 다른 부분은 톱니의 오목한 플랭크(1.2)를 절삭가공하기 위해서 사용되며,

   조화된 회전이 수행되는 동안에, 상기 오목한 플랭크(1.2)는 이 오목한 플랭크(1.2)의 제작을 위해서 사용되었던 제2바아 블레이드(4)에 의해서 귀따기 작업이 되고,

   조화된 회전이 수행되는 동안에, 상기 볼록한 플랭크(1.1)는 이 볼록한 플랭크(1.1)를 제작하기 위해서 사용되었던 제1바아 블레이드(3)에 의해서 귀따귀 작업이 되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베벨기어(1;31)가 더 복잡한 기하학적 형상인 경우에는, 적어도 5개의 수치제어가능한 축(X,Y,Z,C,17,32)의 2개 이상의 축이, 상기 제1,2바아 블레이드(3,4)가 귀따기 작업을 하고자 하는 톱니의 단부 영역에만 접촉하고 또 작동되도록 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 베벨기어(1;31)와 함께 상기 공작물 스핀들(30)과 상기 커터헤드(7) 사이의 상대각(α)이, 상기 바아 블레이드(3,4)가 상기 톱니선단으로부터 돌출된 버어만을 제거하도록 설정되는 제1단계 작업과,

    상기 바아 블레이드(3,4)가, 제1단계에서 원하는 각도로 귀따기 작업이 된 톱니 선단을 절삭가공하는 모따기 작업을 수행하도록, 상기 축들이 제어되는 제2단계 작업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.

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