KR102485829B1 - 치형식 가공물 휠 상에서 챔퍼를 제조하기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

치형식 가공물 휠 상에서 챔퍼를 제조하기 위한 디바이스 및 방법 Download PDF

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마르셀 소브크자이크
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프로필라토어 게엠베하 ＆ 코.카게
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Abstract

본 발명은 치형식 가공물 휠(7)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 치형부 플랭크들(11, 11') 내로 연장하는 챔퍼(13)와 함께 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 접하는 치형식 가공물 휠(7)의 치형부 루트(11'')가 형성되고, 가공물 휠(7)의 치형형성은 기어-절삭 공구(1)로 스카이빙함으로써 생성되며, 기어-절삭 공구(1)는 절삭날들(4)을 각각 형성하는 제1 개수(N)의 절삭 치형부들(3)을 가지고, 그리고 기어-절삭 공구(1)의 회전 축(2)은, 제조될 치형부 플랭크들(11, 11')의 그리고 치형부 루트(11'')의 연장 방향에 대해 평행한 제1 인피드 방향(V)으로의 인피드와 함께, 가공물 휠(7)의 회전 축(8)에 대한 제1 교차 축들의 각(α)을 가진다. 챔퍼(13)가 절삭날들(17, 17', 17'')을 각각 형성하는 제2 개수(N2)의 절삭 치형부들(16)을 가지는 챔퍼링 공구(14)로 스카이빙함으로써 생성되며, 그리고 챔퍼링 공구(14)의 회전 축(15)은 치형부 루트(11'')에서 발생될 챔퍼(13)의 연장 방향에 대해 평행한 제2 인피드 방향(V2)으로의 인피드와 함께, 가공물 휠(7)의 축(8)에 대해 제2 교차 축들의 각(α2)을 가진다. 본 발명은 또한, 연관된 공구 세트에 관한 것이다.

Description

치형식 가공물 휠 상에서 챔퍼를 제조하기 위한 디바이스 및 방법
[0001] 본 발명은 치형식 가공물 휠(toothed workpiece wheel)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 치형부 플랭크들 내로 연장하는 챔퍼와 함께 가공물 휠의 단부 면에 접하는, 이 치형식 가공물 휠의 치형부 루트(root)가 형성되고, 여기서 가공물 휠의 치형형성(toothing)은 기어-절삭 공구로 스카이빙(skiving)함으로써 생성되며, 이 기어-절삭 공구는 각각 절삭날들을 형성하는 제1 개수의 절삭 치형부들을 가지고, 이 절삭 치형부들의 회전 축은 제조될 치형부 플랭크들 및 치형부 루트의 연장 방향에 대해 평행한 제1 인피드(infeed) 방향으로의 인피드와 함께, 가공물 휠의 회전 축에 대한 제1 교차 축들의 각을 가진다.
[0002] 본 발명은, 게다가, 기어-절삭 공구 및 챔퍼 공구로 구성되는 본 방법을 실행하기 위한 공구 세트(set)에 관한 것이다.
[0003] 본 발명은, 게다가, 인피드의 각각의 스핀들(spindle)의 회전 움직임을 생성하기 위해서뿐만 아니라, 스핀들 축들 사이의 교차 축들의 각을 변경시키기 위해, 로터리 드라이브 집합체들(rotary drive aggregates)을 제어하고 집합체들을 조절하기 위한 전자 제어기뿐만 아니라 가공물 스핀들 및 적어도 하나의 공구 스핀들로 본 방법을 실행하기 위한 디바이스(device)에 관한 것이다.
[0004] 치형식 휠들을 치형형성시키기 위한 방법이 WO 2007/045610 A1으로부터 공지되어 있으며, 여기서 스카이빙(skiving) 휠이 기어-절삭 공구로서 사용된다. 스카이빙 휠은 날들에 의해 형성되는 절삭날들을 가지며, 이 날들 상에서 치형부 플랭크들은 단부 면과 접한다.
[0005] 본 발명은 방법, 디바이스 및 공구 세트를 특정하는 목적에 기초하며, 이에 의해, 챔퍼에 의한 치형형성은 치형부 루트와 가공물 휠의 단부 면 사이의 영역에서 발생될 수 있다.
[0006] 본 목적은 청구항들에서 특정된 본 발명에 의해 해결되며, 여기서 종속항들은 독립항들의 유리한 추가적 개량들뿐만 아니라, 본 목적의 독립적인 해결책들을 나타낸다.
[0007] 우선 그리고 본질적으로, 가공물 휠의 치형형성이 기어-절삭 공구로 스카이빙함으로써 생성되는 것이 제공된다. 기어-절삭 공구는 치형식 휠의 형태의 스카이빙 휠이며, 이 스카이빙 휠의 치형부들은 제1 개수의 절삭 치형부들을 형성한다. 절삭 치형부들은 절삭날들을 각각 형성한다. 절삭날들은 절삭 치형부의 단부 면으로의 절삭 휠의 치형부 플랭크들의 변환 영역에 위치될 수 있다. 절삭 치형부들의 단부 면들은 공유되는 평면에 위치될 수 있다. 그러나, 이 단부 면들은 또한, 단차형 방식으로 서로에 대해 오프셋되도록 배열될 수 있다. 절삭 치형부들은 바람직하게는, 기어-절삭 공구의 회전 축에 대한 경사의 각을 갖고 이어진다. 치형형성의 발생을 위한 스카이빙에 응답하여, 기어-절삭 공구의 회전 축은 가공물 휠의 회전 축에 대해 교차 축들의 각을 가지며, 가공물 휠에는 다수의 치형부들이 제공될 수 있으며, 이러한 목적을 위해, 치형부 갭들은 치형부들 사이에서 절삭된다. 가공물 휠 및 기어-절삭 공구는 이러한 목적을 위해 서로에 대해 동기식으로 구동된다. 이러한 목적을 위해, 디바이스는 공구를 수용하기 위한 공구 스핀들 및 가공물 휠을 수용하기 위한 가공물 스핀들을 가진다. 2개의 스핀들들 각각은 전기 로터리 드라이브 집합체들에 의해 회전 구동된다. 부가의 조절 집합체들은 인피드를 생성하도록 그리고 교차 축들의 각을 조절하도록 제공된다. 치형형성에 응답하여, 인피드가 제1 인피드 방향으로 일어나며, 이 제1 인피드 방향은 제조될 치형부 플랭크들의 그리고 제조될 치형부 루트의 연장 방향에 대해 평행하게 이어진다. 챔퍼는 치형형성의 발생 후에 발생되며, 이는 복수의 연속적 단계들에서 실행될 수 있으며, 여기서 가공물 휠의 회전 축과 공구의 회전 축 사이의 축 방향 거리는 점차 변경된다. 마무리 단계는 치형형성의 발생에 응답하여 하나 또는 복수의 러프닝(roughing) 단계들을 후속할 수 있다. 본 발명에 따라, 챔퍼의 발생은 또한, 치형식 스카이빙 공구로 스카이빙함으로써 일어나며, 이는 챔퍼 공구를 형성한다. 챔퍼 공구는 제2 개수의 절삭 치형부들을 가지며, 이는 또한 절삭날들을 형성한다. 이러한 절삭날들은 또한, 날들에 의해 구현화될 수 있으며, 이 날들에서, 절삭 치형부들의 치형부 플랭크들은 절삭 치형부의 단부 면 내로 변환한다(transition). 이러한 절삭 치형부들은 또한, 챔퍼 공구의 회전 축에 대한 경사의 각을 가질 수 있다. 절삭 치형부들의 단부 면들은 공유되는 평면에 위치될 수 있다. 그러나, 단부 면들이 단차형 방식으로 서로에 대해 이어지는 것이 또한 제공될 수 있다. 챔퍼 공구의 회전 축은 가공물 휠의 회전 축에 대해 제2 교차 축들의 각이 있는 상태이다. 가공물 휠 및 챔퍼 공구는 서로에 대해 동기식으로 회전 구동된다. 공구 스핀들과 비교하여 가공물 스핀들의 상대적인 변위는 인피드를 생성하기 위해 일어나며, 이는 제2 인피드 방향으로 지향된다. 제2 인피드 방향은 치형부 루트에서 발생될 챔퍼의 연장 방향에 대해 평행하게 이어진다. 제2 인피드 방향은 가공물 휠의 연장 방향으로의 치형부 플랭크에서의 변위 방향과 가공물 휠의 회전 평면에서의 중첩에 의해 생성되며, 여기서 움직임 컴포넌트들은, 바람직한 챔퍼 각이 15° 내지 45°의 바람직한 범위에서 설정되는 방식으로 서로에 대해 매칭된다(matched). 본 방법을 실행하기 위해, 기어-절삭 공구 및 챔퍼 공구로 구성되는 공구 세트가 사용된다. 양자 모두의 공구들은 스카이빙 휠들에 의해 형성된다. 각각의 스카이빙 휠의 회전 평면에서의 치형부들의 외형은 서로로부터 벗어난다. 기어-절삭 공구의 치형부들이 치형부 중심을 통과하여 그려지는 레이디얼(radial)로 대칭으로 이어지는 반면, 프로파일 보정(profile correction)은, 챔퍼 공구의 절삭 치형부들의 경우에 실행되어서, 측 방향 치형부 플랭크들은 치형부 중심을 통해 그려지는 레이디얼로 대칭으로 이어지지 않는다. 치형부 기초에서 시작한다면, 2개의 치형부 플랭크들 중 하나의 치형부 플랭크는 절삭 치형부의 치형부 헤드의 방향으로 웨지(wedge)-형상 방식으로 오목하게 된다. 치형부 기초를 향하여 치형부 헤드에서 시작한다면, 치형부 헤드 반대편에 위치되는 치형부 플랭크는 웨지-형상 방식으로 오목하게 된다. 기어-절삭 공구의 경우에서 그리고 챔퍼 공구의 경우에서의 절삭 치형부들의 개수가 상이한 것이 더 제공된다. 기어-절삭 공구의 절삭 치형부들의 개수는 바람직하게는, 챔퍼 공구의 절삭 치형부들의 개수보다 더 크다. 가공물 휠의 치형부들의 개수에 대한 기어-절삭 공구의 절삭 치형부들의 개수의 몫(quotient)이 ≥ ½ 인 것, 그리고, 가공물 휠의 치형부들의 개수에 대한 챔퍼 공구의 절삭 치형부들의 개수의 몫이 ≤ ½, 바람직하게는 ≤ 1/3인 것이 특히 제공된다. 기어-절삭 공구는, 기어-절삭 공구의 회전 축, 따라서 공구 스핀들의 회전 축과 가공물 휠의 회전 축, 따라서 가공물 스핀들의 회전 축 사이의 교차 축들의 각이 대략 20°(20°±5°), 바람직하게는, 15° 내지 30°의 범위에 있는 방식으로 설계된다. 챔퍼 공구는, 챔퍼 공구의 회전 축과 가공물 휠의 회전 축 사이의 교차 축들의 각이 챔퍼의 생성에 응답하여 더 작은 방식으로 설계된다. 여기서, 교차 축들의 각은 10°(10°±5°)의 범위에, 바람직하게는 5° 내지 20°의 범위에 있을 수 있다. 특히 바람직하게는, 제2 교차 축들의 각은 제1 교차 축들의 각보다 적어도 10°만큼 더 작다. 본 방법을 실행하기 위해 준비된 디바이스는 적어도 하나의 가공물 스핀들 및 공구 스핀들을 가진다. 가공물 스핀들은 가공물 휠을 지지한다. 공구 스핀들은 치형형성 공구 또는 챔퍼 공구 각각을 지지한다. 기어-절삭 공구 및 챔퍼 공구는 통합(combi) 공구(이 통합 공구는 공유된 공구 스핀들에 의해 회전 구동될 수 있음)를 형성하는 것이 특히 제공된다. 챔퍼 공구 및 기어-절삭 공구는 서로 동축으로 배열되고, 회전 고정되는(rotationally fixed) 방식으로 서로 연결되며, 여기서 기어-절삭 공구와 비교하여 더 작은 직경을 가지는 챔퍼 공구는 공구 스핀들의 자유 단부를 향하는 방향으로 기어-절삭 공구의 상류에 배열된다. 하나의 변경에서, 그러나, 챔퍼 공구 및 기어-절삭 공구가 할당된 공구 스핀들에 의해 각각 회전 구동되어서, 디바이스가 적어도 2개의 공구 스핀들들 및 적어도 하나의 가공물 스핀들을 가지는 것이 또한 제공될 수 있다. 본 방법을 실행하기 위해, 특히 치형형성되지 않은 가공물 휠인 블랭크는 가공물 스핀들의 척(chuck) 내로 클램핑된다(clamped). 치형형성은 기어-절삭 공구에 의해 생성되며, 이 기어-절삭 공구는 공구 스핀들에 의해 가공물 스핀들에 대해 동기식으로 회전 구동된다. 이는 복수의 연속적 단계들에서 일어날 수 있으며, 여기서 가공물 휠에 대한 교차 축들의 각을 갖고 회전 구동되는 기어-절삭 공구는, 각각의 경우에, 가공물 휠의 치형부들의 연장의 치형부 방향에서 시프팅되어서(shifted), 칩들(chips)이 절삭 움직임에 응답하여 생성될 수 있는, 가공물 휠의 치형부 갭들로부터 제거된다. 미세 기계가공은 복수의 단계들에서 수행되었던 러프닝 후에 절삭의 감소된 깊이 및 감소된 인피드에 응답하여 일어나며, 필요하다면, 이에 응답하여, 가공물 회전 축과 공구 회전 축 사이의 축 방향 거리는 각각의 경우에 변경되어 있다. 치형형성은 추가의 기계가공 단계에 의해 후속되며, 이에 응답하여, 챔퍼가 생성된다. 이러한 목적을 위해, 챔퍼 공구는 동일하거나 다른 공구 스핀들에 의해 회전 구동된다. 이는 변경된 교차 축들의 각과 그리고 가공물 스핀들과 공구 스핀들 사이의 변경된 속도 비율(ratio)과 함께 일어난다. 여기서, 인피드는 인피드 방향으로 일어나며, 이 인피드 방향은 가공물 휠의 치형부 갭의 치형부 루트에서 챔퍼의 연장 방향으로 이어진다. 챔퍼 공구의 절삭날들 상의 가공물 휠의 치형부 플랭크들의 상호적인 롤링 모션에 응답하는 기하학적 비율들로 인해, 치형부 루트에 인접한 가공물 휠의 치형부들의 측 방향의 치형부 플랭크들은 챔퍼 코스들을 획득하며, 이 챔퍼 코스들은 서로 상이하다. 이러한 챔퍼 코스들의 편차를 보상하기 위해, 챔퍼 공구의 절삭날들은 비대칭성을 가지며, 이는 위에서 언급된 프로파일 보정에 의해 형성된다. 단부 면에 위치되고, 회전 축과 교차하고 그리고 절삭 치형부를 통해 중심으로 이어지는 레이디얼에 기초하여, 2개의 절삭 에지들은 경사의 상이한 각들을 가진다. 2개의 치형부 플랭크들 또는 절삭 에지들 각각을 통해 최적맞춤(best fit)의 선을 배치시킬 때, 최적맞춤의 이러한 2개의 선들은 서로 상이한 각도들을 갖고 레이디얼과 교차한다.
[0008] 본 발명의 예시적 실시예는 첨부된 도면들에 의해 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 기계가공 맞물림 상태로 예시되는, 기어-절삭 공구(1)와 함께 가공물 휠(7)의 회전 축(8)의 축 방향으로의 평면도를 도시하며, 이 기어-절삭 공구의 절삭 치형부들(3)은 가공물 휠(7)의 치형부 갭들(10)과 맞물리며, 여기서 기어-절삭 공구(1)는 회전 축(2)을 중심으로 회전 구동된다.
도 2는 정점들(apexes)을 명확하게 하기 위해 도 1에서 화살표(II)의 방향으로의 측면도를 도시하며, 이 정점들은 절삭 치형부들(3)의 및 치형부 갭들(10)과의 절삭날들(4)의 절삭 맞물림의 원뿔형 엔벨로핑(enveloping) 표면 상에서 이어진다.
도 3은 기어-절삭 공구(1)의 회전 축(2)과 가공물 휠(7)의 회전 축(8) 사이의 제1 교차 축들의 각(α1)을 명확하게 하기 위해 도 1에서의 화살표(III)에 다른 측면도들 도시한다.
도 4는 가공물 휠(7)의 치형부 플랭크(11)와 절삭날(4)의 그리고 인피드(V1)의 접촉 점을 명확하게 하기 위해 도 1에서의 선(IV-IV)에 따른 단면을 도시한다.
도 5는 도 1에 따르지만, 챔퍼(13)의 생성에 응답하는 예시를 도시하며, 여기서 회전 축(15)을 중심으로 회전 구동되는 챔퍼 공구(14)는 절삭 치형부들(16)을 형성하며, 이 절삭 치형부들은 가공물 휠(7)의 치형부 갭들(10)과 맞물린다.
도 6은 도 2에 따르지만, 챔퍼의 생성에 응답하는 예시를 도시한다.
도 7은 챔퍼 공구(14)의 회전 축(15)과 가공물 휠(7)의 회전 축(8) 사이의 교차 축들의 각(α2)을 명확하게 하기 위해 도 3에 따르지만, 챔퍼의 생성에 응답하는 예시를 도시한다.
도 8은 챔퍼(13)의 생성을 위한 챔퍼의 그리고 절삭날(17'')의 맞물림의 생성에 응답하여 인피드(V2)를 명확하게 하기 위해 도 5에서의 단면(VII-VII)에 따른 예시를 도시한다.
도 9는 도 5에서의 화살표(IX)의 시야 방향으로 가공물 휠(7)의 치형부 갭(10) 상을 확대된 방식으로의 도면을 도시한다.
도 10은 도 5에서의 단면(X-X)을 확대된 방식으로 도시한다.
도 11은 챔퍼(13)의 사시도를 도시한다.
도 12는 챔퍼 공구(14)의 절삭 치형부(16)의 도 5에서의 단면(XII-XII)을 확대된 방식으로 도시한다.
도 13은 절삭 치형부(16)의 치형부 헤드 상의 도 12에서의 화살표(XIII)에 따른 도면을 도시하며, 그리고
도 14는 본 방법을 실행하기 위한 디바이스의 필수 요소들을 개략도로 도시한다.
[0009] 도 14는 조절 집합체들(aggregates)(23, 26)의 지지부인, 예시되지 않은 공구 베드를 포함하는 기계 공구를 개략도로 도시한다. 가공물 스핀들(24) 및 공구 스핀들(21)은 조절 집합체들(26, 23)에 의해 복수의 공간 방향들로 서로에 대해 조절될 수 있다. 공구 스핀들(21) 및 가공물 스핀들(24)의 로터리 포지션들은, 게다가, 서로에 대해 설정될 수 있다.
[0010] 가공물 스핀들(24)은 바람직하게 치형형성되지 않은 가공물 휠(7)의 형태로 기계가공되도록 블랭크를 지지하며, 이는 복수(N0)의 치형부들을 획득할 수 있다. 가공물 스핀들(21)은, 기어-절삭 공구(1)에 대해 동축으로 기어-절삭 공구(1)에 대해 오프셋되는 가공물 스핀들(21)의 자유 단부를 향하는 방향으로, 기어-절삭 공구(1) 및 더 작은 직경을 갖는 챔퍼 공구(14)를 지지한다. 가공물 휠(7) 및 2개의 공구들(1, 14)은 로터리 드라이브 집합체들(22, 25)에 의해 각각의 회전 축들(8, 2, 15) 주위에서 회전 움직임이 되도록 할 수 있다.
[0011] 프로그래밍될 수 있는 전자 제어 디바이스(27)이 제공되며, 이 전자 제어 디바이스에 의해 치형형성 및 후속하는 챔퍼 생성이 프로그램-제어되는 방식으로 실행될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 가공물 휠(7) 및 공구들(1, 14)은 각각의 치형부 개수 몫(N1/N0 또는 N2/N0) 각각에 대응하는 속도 비율로 서로에 대해 동기화되도록 회전 구동된다.
[0012] 도 1 내지 도 4는 제1 기계가공 단계를 도시하며, 이에 대응하여, 치형부들 사이에 위치되는 치형부 갭들(10)을 갖는 치형부들(9)은 기어-절삭 공구(1)에 의해 가공물 휠(7)에서 생성된다. 치형부 갭들은 치형부 루트(11'') 및 2개의 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11')을 가진다.
[0013] 기어-절삭 공구(1)는 절삭날들(4)을 각각 형성하는 복수의 절삭 치형부들(3)(N1)을 가진다. 치형부 갭(10)은 절삭날들(4)에 의해 스카이빙 움직임에서 발생되며, 이 목적을 위해, 절삭 치형부들(3)은, 기계가공이 기어-절삭 공구(1)의 회전 축(2)과 가공물 휠(7)의 회전 축(8) 사이의 교차 축들의 각(α1)의 결과로서 일어나는 방식으로, 치형부 플랭크들(11, 11') 또는 치형부 루트(11'') 각각 상에서 롤링 모션(rolling motion)을 수행한다.
[0014] 예시적 실시예의 경우에, 회전 축(2)에 대한 경사를 가지고 이어지는 절삭 치형부들(3)의 치형부 플랭크들(6) 각각은 수직으로 각진 날을 형성함으로써 절삭 치형부(3)의 단부 면(5) 내로 변환한다. 이러한 변환 날들은 절삭날들(4)을 형성한다. 단부 면들(5)은 단차형 방식으로 배열된다.
[0015] 도 4는 치형형성에 응답하여 인피드(V1)의 방향을 명확하게 한다. 인피드 방향(V1)은 가공물 휠(7)의 치형부 갭들(10)의 치형부 플랭크들(11, 11') 또는 치형부 루트(11'') 각각의 연장의 축 방향에 대응한다.
[0016] 치형형성은 복수의 연속적 기계가공 단계들에서 실행될 수 있으며, 여기서 치형부 갭(10)은 최종 깊이로 점차 깊어진다. 회전 축들(2, 8) 사이의 축 방향 거리는 이에 의해, 점차 변경된다. 최종 기계가공 단계는 미세 기계가공 단계일 수 있다.
[0017] 도 5 내지 도 8에 의해 아래에서 설명되는 바와 같이, 스카이빙 챔퍼 생성은 스카이빙 치형형성을 뒤따른다:
[0018] 기어-절삭 공구(1)와 같이, 챔퍼 공구(14)는 절삭 공구이며, 이 절삭 공구는 복수(N2)의 절삭 치형부들(16)이 설비된다. 챔퍼 공구(14)의 경우에, 절삭 치형부들(16)의 정점 선들은 또한, 챔퍼 공구(14)의 회전 축(15)에 대한 경사를 가지지만, 기어-절삭 공구(1)와 비교하여 경사의 감소된 각을 갖고 이어진다. 여기서, 치형부 플랭크들(18)은 또한, 절삭 치형부(16)의 단부 면(19)에 대해 이들의 변환 날의 영역에서 각각의 절삭날들(17, 17', 17'')을 형성하며, 여기서 절삭날들(17, 17')은 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11')의 영역에서 챔퍼(13)의 생성을 위한 측 방향 절삭날들이며, 그리고 절삭날(17'')은 가공물 휠(7)의 치형부 갭(10)의 치형부 루트(11'')의 영역에서 챔퍼(13)를 생성하기 위한 헤드-측 절삭날이다.
[0019] 챔퍼 공구(14)의 경우에, 절삭 치형부(16)의 단부 면들(19)은 챔퍼 공구(14)의 회전 평면에 위치되는, 공유된 단부 면 평면에 위치된다.
[0020] 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명되는 치형형성은 대략 20°의 제1 교차 축들의 각(α1)으로 실행되는 반면, 도 5 내지 도 8에서 예시되는 챔퍼(13)의 생성은 챔퍼 공구(14)의 회전 축(15)과 가공물 휠(7)의 회전 축(8) 사이에서 제2 교차 축들의 각(α2)(이 각은 대략 10°)으로 실행된다.
[0021] 화살표(V2)에 의해, 도 8은 인피드 방향을 도시하며, 이 인피드 방향으로 챔퍼 공구(14)는 챔퍼(13)의 생성에 응답하여 가공물 휠(7)에 대해 변위된다. 인피드 방향(V2)은 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 대해 대략 30°의 각(β)으로 이어진다. 이에 반해, 치형형성에 응답하여 도 4에서의 화살표에 따른 인피드(V1)는 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 수직하게 이어진다.
[0022] 챔퍼(13)는 가공물 휠(7)의 치형부 갭(10)의 치형부 루트(11'')에 대한 단부 면(12)의 변환 날의 영역에서 생성될 수 있다. 생성된 챔퍼(13)는, 게다가, 치형부 갭(10)의 또는 2개의 치형부 갭들(10) 각각 사이에 배열되는 가공물 휠(7)의 치형부(9)의 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11') 내로 단부 면의 변환 날들로 처음부터 끝까지 연장할 수 있다. 치형부 루트(11')에 할당되는 챔퍼(13)의 단면이 절삭 치형부(16)의 절삭날의 헤드-측 단면(17'')에 의해 생성되는 반면, 2개의 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11')은 절삭 치형부(16)의 측 방향 절삭날들(17, 17')에 의해 생성된다. 치형부 루트(11'')에 대한 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11') 사이의 각의 결과로서, 측 방향 치형부 플랭크들(11, 11')에 할당되는 챔퍼(13)의 단면의 외형 형상(contour shape)은 도 9 내지 도 11에서 도시되는 바와 같이, 치형부 루트(11'')에 할당되는, 섬유(13)의 단면의 외형 형상으로부터 벗어난다.
[0023] 움직임 기하학적 형상의 결과로서 단지 어렵게 회피될 수 있는, 챔퍼 코스의 비대칭을 보상하기 위해, 챔퍼 공구(14)의 절삭 치형부들(16)은 프로파일 보정을 획득한다. 도면 번호 20으로, 도 12는 챔퍼 공구(14)의 회전 축들(15)을 통해 이어지는, 절삭 치형부(16)를 통과하는 중심 선을 도시한다. 이러한 중심 선(20)과 대조적으로, 2개의 측 방향 절삭날들(17, 17')은 비대칭으로 설계된다. 절삭날(17)은 가상 대칭 엔벨로프 곡선(imaginary symmetrical envelop curve)과 비교하여 더 작은 플랭크 각을 갖고 이어진다. 이에 반해, 절삭날(17')은 이러한 엔벨로프 곡선과 비교하여 더 급격하게 이어진다. 이러한 엔벨로프 곡선과는 대조적으로, 절삭날(17)의 치형부 헤드-측 단부 지점은 중심 선의 방향으로 위치적으로 오프셋된다. 절삭날(17)의 기초 지점은, 그러나, 가상 대칭 엔벨로프 곡선에 위치된다. 절삭날(17')의 경우에, 헤드 지점은 가상 엔벨로프 곡선에 위치된다. 절삭날(17')의 기초 지점은, 그러나, 대칭 엔벨로프 곡선과 비교하여 중심 선(20)의 방향으로 약간 오프셋된다.
[0024] 사용자가, 예를 들어, 최적맞춤의 선이 절삭날(17, 17')의 변환 지점을 통해 치형부 기초로 그리고 절삭날(17, 17')의 그리고 단부 면 절삭날(17'')의 변환 지점을 통해 뒤따르는 방식으로 2개의 절삭날들(17, 17')의 각각을 통해 최적합한 선을 그릴 수 있었다면, 이러한 2개의 직선들은 상이한 각도들로 그리고 또한 챔퍼 공구(14)의 중심 점에 대해 상이한 거리를 두고 중심 선(20)을 가로지른다.
[0025] 상기의 설명들은, 각각의 경우에 또한 독립적으로, 적어도 다음의 특징 조합들에 의해 종래 기술을 추가적으로 개량하는 출원에 의해 전체적으로 캡처링되는 본 발명들을 설명하는 역할을 하며, 다시 말해:
[0026] 본 방법은, 챔퍼(13)가 절삭날들(17, 17', 17'')을 각각 형성하는 제2 개수(N2)의 절삭 치형부들(16)을 가지는 챔퍼 공구(14)로 스카이빙함으로써 생성되며, 그리고 이 챔퍼 공구의 회전 축(15)은 치형부 루트(11'')에서 제조될 챔퍼(13)의 연장 방향에 대해 평행한 제2 인피드 방향(V2)으로의 인피드와 함께, 가공물 휠(7)의 축(8)에 대해 제2 교차 축들의 각(α2)을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0027] 치형식 가공물 휠(7)을 제조하기 위한 공구 세트로서, 치형부 플랭크들(11, 11') 내로 연장하는 챔퍼(13)와 함께 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 접하는, 이 가공물 휠의 치형부 루트(11'')가 형성되고, 이 공구 세트는 기어-절삭 공구(1)─이 기어-절삭 공구는 회전 축(2)을 중심으로 회전 구동될 수 있고 절삭날들(4)을 각각 형성하는 제1 개수(N1)의 제1 절삭 치형부들(3)을 가지며, 이 절삭날들은, 치형형성이 제1 인피드 방향(V1)에서의 인피드에 응답하여 스카이빙함으로써 이와 함께 발생될 수 있는 방식으로 형성됨─를 포함하며, 그리고 챔퍼 공구(14)─이 챔퍼 공구는 회전 축(15)을 중심으로 구동될 수 있고, 절삭날들(17, 17', 17'')을 각각 형성하는 제2 개수(N2)의 제2 절삭 치형부들(16)을 가지며, 이 절삭날들은, 챔퍼(13)가 제1 인피드 방향(V1)과 상이한 제2 인피드 방향(V2)으로의 인피드에 응답하여 스카이빙함으로써 이와 함께 발생될 수 있는 방식으로 형성됨─를 포함한다.
[0028] 디바이스는, 전자 제어기(27)가, 디바이스가 제1 항에 따른 방법에 따라 작동하는 방식으로 프로그래밍되는 것을 특징으로 한다.
[0029] 방법은, 절삭 치형부들(3)의 제1 개수(N1)가 절삭 치형부들(16)의 제2 개수(N2) 보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
[0030] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 가공물 휠(7)의 개수(N0)의 치형부들(9)에 대한 제1 개수(N1)의 절삭 치형부들(3)의 몫은 ≥ ½인 것을 특징으로 한다.
[0031] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 가공물 휠(7)의 개수(N0)의 치형부들(9)에 대한 제2 개수(N2)의 절삭 치형부들(16)의 몫은 ≥ 1/3인 것을 특징으로 한다.
[0032] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 제1 교차 축들의 각(α1)이 제2 교차 축들의 각(α2)보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
[0033] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 제1 교차 축들의 각(α1)이 제2 교차 축들의 각(α2)보다 적어도 10°만큼 더 큰 것을 특징으로 한다.
[0034] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 챔퍼 공구(14)의 플랭크-측 절삭날들(17, 17')이 절삭 치형부(16)를 통해 이어지는 중심 레이디얼(central radial)(20)에 대해 비대칭으로 이어지는 것을 특징으로 한다.
[0035] 방법, 공구 세트 또는 디바이스는, 이전 항들 중 하나의 하나 또는 복수의 특성화하는 특징들을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0036] 개시된 특징들 모두는 또한, (단독으로 그리고 서로 조합 모두의 경우에) 본 발명을 위해 중요하다. 그 전체에서 대응/첨부된 우선권 문헌들(이전 출원의 사본)의 개시 내용은, 또한, 이에 의해 이러한 문헌들의 특징들을 본 출원의 청구항들 내로 부가하는 목적을 위해, 본 출원의 개시에 또한 포함된다. 이러한 특징들에 의해, 보조 청구항들은, 특히, 이러한 청구항들에 기초하여 분할 출원들을 출원하기 위해, 종래 기술의 독립적인 발명의 추가적인 개량들을 특징으로 한다.
1 기어-절삭 공구
2 회전 축
3 절삭 치형부
4 절삭날
5 단부 면
6 치형부 루트
7 가공물 휠
8 회전 축
9 치형
10 치형부 갭
11 치형부 루트
11' 치형부 루트
11'' 치형부 루트
12 단부 면
13 챔퍼
14 챔퍼 공구
15 회전 축
16 절삭 치형부
17 절삭날
17' 절삭날
17'' 절삭날
18 치형부 플랭크
19 단부 면
20 중심 선
21 공구 스핀들
22 로터리 드라이브 집합체
23 조절 집합체
24 가공물 스핀들
25 로터리 드라이브 집합체
26 조절 집합체
27 제어기
α1 교차 축들의 각
α2 교차 축들의 각
β 각
N0 개수
N1 개수
N2 개수
V1 인피드 방향
V2 인피드 방향

Claims (10)

  1. 치형식 가공물 휠(toothed workpiece wheel)(7)을 제조하기 위한 방법으로서,
    치형부 플랭크들(tooth flanks; 11, 11') 내로 연장하는 챔퍼(chamfer; 13)와 함께 상기 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 접하는, 상기 치형식 가공물 휠(7)의 치형부 루트(tooth root; 11'')가 형성되고,
    상기 가공물 휠(7)의 치형형성(toothing)은 기어-절삭 공구(gear-cutting tool)(1)로 스카이빙(skiving)함으로써 생성되며, 상기 기어-절삭 공구(1)는 절삭날들(cutting edges)(4)을 각각 형성하는 제1 개수(N1)의 절삭 치형부들(3)을 가지고, 그리고 상기 기어-절삭 공구(1)의 회전 축(2)은, 제조될 상기 치형부 플랭크들(11, 11')의 그리고 치형부 루트(11'')의 연장 방향에 대해 평행한 제1 인피드(infeed) 방향(V1)으로의 인피드와 함께, 상기 가공물 휠(7)의 회전 축(8)에 대한 제1 교차 축들의 각(crossed-axes angle)(α1)을 가지며,
    상기 챔퍼(13)는 챔퍼 공구(14)로 스카이빙함으로써 생성되며, 상기 챔퍼 공구(14)는 절삭날들(17, 17', 17'')을 각각 형성하는 제2 개수(N2)의 절삭 치형부들(16)을 가지고, 그리고 상기 챔퍼 공구(14)의 회전 축(15)은, 상기 치형부 루트(11'')에서 제조될 상기 챔퍼(13)의 연장 방향에 대해 평행한 제2 인피드 방향(V2)으로의 인피드와 함께, 상기 가공물 휠(7)의 축(8)에 대해 제2 교차 축들의 각(α2)을 가지며,
    상기 챔퍼 공구(14)의 각각의 절삭 치형부에 대해, 상기 챔퍼(13)를 생성하도록 구성되는 플랭크-측 절삭날들은, 상기 챔퍼 공구(14)의 상기 절삭 치형부를 통해 중심으로 이어지는 중심 레이디얼(central radial; 20)에 대해, 비대칭으로 이어지는(run asymmetrically),
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
  2. 치형식 가공물 휠(7)을 제조하기 위한 공구 세트(tool set)로서,
    치형부 플랭크들(11, 11') 내로 연장하는 챔퍼(13)와 함께 상기 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 접하는, 상기 가공물 휠(7)의 치형부 루트(11'')는 형성되고, 상기 공구 세트는, 기어-절삭 공구(1)─상기 기어-절삭 공구(1)는 회전 축(2)을 중심으로 회전 구동될 수 있고, 절삭날들(4)을 각각 형성하는 제1 개수(N1)의 제1 절삭 치형부들(3)을 가지며, 상기 절삭날들(4)은, 치형형성이 제1 인피드 방향(V1)에서의 인피드에 응답하여 스카이빙함으로써 이와 함께 발생될 수 있는 방식으로 형성됨─ 및,
    챔퍼 공구(14)─상기 챔퍼 공구(14)는 회전 축(15)을 중심으로 구동될 수 있고, 절삭날들(17, 17', 17'')을 각각 형성하는 제2 개수(N2)의 제2 절삭 치형부들(16)을 가지며, 상기 절삭날들(17, 17', 17'')은, 상기 챔퍼(13)가 제1 인피드 방향(V1)과 상이한 제2 인피드 방향(V2)으로의 인피드에 응답하여 스카이빙함으로써 이와 함께 발생될 수 있는 방식으로 형성됨─를 포함하며,
    상기 챔퍼 공구(14)의 각각의 절삭 치형부에 대해, 상기 챔퍼(13)를 생성하도록 구성되는 플랭크-측 절삭날들은, 상기 챔퍼 공구(14)의 상기 절삭 치형부를 통해 중심으로 이어지는 중심 레이디얼(central radial; 20)에 대해, 비대칭으로 이어지는(run asymmetrically),
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 공구 세트.
  3. 치형식 가공물 휠(7)을 제조하기 위한 디바이스로서,
    치형부 플랭크들(11, 11') 내로 연장하는 챔퍼(13)와 함께 상기 가공물 휠(7)의 단부 면(12)에 접하는 상기 가공물 휠(7)의 치형부 루트(11'')는 형성되고,
    상기 디바이스는, 기계가공되는 것에 응답하여 회전 축(8)을 중심으로 회전하는 상기 가공물 휠(7)을 수용하기 위한 가공물 스핀들(24), 공구 스핀들(21)에 의해 회전 구동될 수 있는 기어-절삭 공구(1), 상기 동일한 또는 다른 공구 스핀들(21)에 의해 회전 구동될 수 있는 챔퍼 공구(14), 및 전자 제어기(27)를 포함하며, 상기 전자 제어기(27)는 인피드(V1, V2)를 생성하기 위해 그리고 상기 스핀들 축들(2, 8) 사이의 교차 축들의 각(α1, α2)을 변경시키기 위해, 상기 공구 및 상기 가공물 스핀들(21, 24)의 로터리 드라이브 집합체들(rotary drive aggregates)(22, 25)을 제어할 뿐만 아니라 집합체들(23, 26)을 조절하고,
    상기 전자 제어기(27)가, 상기 디바이스가 제1 항에 따른 상기 방법에 따라 작동하는 방식으로 프로그래밍되며(programmed),
    상기 챔퍼 공구(14)의 각각의 절삭 치형부에 대해, 상기 챔퍼(13)를 생성하도록 구성되는 플랭크-측 절삭날들은, 상기 챔퍼 공구(14)의 상기 절삭 치형부를 통해 중심으로 이어지는 중심 레이디얼(central radial; 20)에 대해, 비대칭으로 이어지는(run asymmetrically),
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 디바이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    절삭 치형부들(3)의 상기 제1 개수(N1)가 절삭 치형부들(16)의 상기 제2 개수(N2) 보다 더 큰,
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
  5. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 가공물 휠(7)의 치형부들(9)의 개수(N0)에 대한 상기 절삭 치형부들(3)의 제1 개수(N1)의 몫(quotient)은 ≥½인,
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
  6. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 가공물 휠(7)의 치형부들(9)의 개수(N0)에 대한 상기 절삭 치형부들(16)의 제2 개수(N2)의 몫은 ≥ 1/3인,
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
  7. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 제1 교차 축들의 각(α1)은 상기 제2 교차 축들의 각(α2)보다 더 큰,
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
  8. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 제1 교차 축들의 각(α1)은 상기 제2 교차 축들의 각(α2)보다 적어도 10°만큼 더 큰,
    치형식 가공물 휠을 제조하기 위한 방법.
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