KR20180090888A - 거친 및 미세-기계가공 기어들을 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

거친 및 미세-기계가공 기어들을 위한 디바이스 및 방법 Download PDF

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KR20180090888A
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조나단 짐머만
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프로필라토어 게엠베하 ＆ 코.카게
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Abstract

본 발명은 공구(2)를 사용하여, 작동 기어들(1) 내로 치형부들(teeth)을 절삭하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 공구의 공구 주 부품(11)은 회전 축(5)을 중심으로 배열되는 다수의 절삭 치형부들(3)을 가지며, 그리고 절삭 치형부들(3)은 공구 주 부품(11)으로부터 반경 방향으로 돌출하며, 상기 절삭 치형부들(3)은 단부 면(7), 서로 멀어지게 향하는 2개의 치형부 플랭크들(6, 6'), 및 절삭날들(18, 19)을 형성한다. 절삭날들(18, 19)은 단부 면(7)에 접하는 치형부 플랭크(6, 6')의 에지들로부터 형성된다. 제1 방법 단계에서, 치형부 플랭크들(14, 14')을 형성하는 치형부 갭들(17)은 작동 기어(1)에 대해 공구(2)의 제1 포지션에서 기계가공 프로세스를 사용하여 절삭날들(18, 19)에 의해 작동 기어(1)에서 만들어지며, 그리고, 제2 방법 단계에서, 절삭날들(18, 19)에 의해 만들어지는 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')은 연마재 공구 표면에 의해 미세-기계가공된다. 본 발명의 목적은 사용을 위해 유리하도록 공지된 기계가공 방법을 개선하는 것 그리고 방법에 적합한 공구 및 디바이스를 제공하는 것이다. 발명에 따라, 이는, 연마재 공구 표면들이 제2 방법 단계에서 작동 기어(1)에 대해 제1 포지션과 상이한 제2 포지션에서 작동하는 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')로 제조되는 점에, 달성된다.

Description

거친 및 미세-기계가공 기어들을 위한 디바이스 및 방법
[0001] 본 발명은 공구로 작동하는 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 공구의 주 부품은 회전 축을 중심으로 배열되고 그리고 공구의 주 부품으로부터 반경 방향으로 돌출하는 다수의 치형부들(teeth)을 가지며, 그리고 절삭 치형부들은 단부 면, 서로 등지는 2개의 치형부 플랭크들(tooth flanks), 및 절삭날들(cutting edges)을 가지며, 여기서 절삭날들은 단부 면에 접하는 치형부 플랭크 에지들 상에 절삭날들을 가지며, 여기서, 제1 방법 단계에서, 치형부 플랭크들을 형성하는 치형부 갭들은 작동 기어에 대한 공구의 제1 포지션에서 기계가공 프로세스를 사용하여 절삭날들에 의해 작동 기어(working gear)에서 만들어지며, 그리고 제2 방법 단계에서, 절삭날들에 의해 만들어지는 작동 기어 치형부는 연마재 공구(abrasive tool) 표면에 의해 미세-기계가공된다(fine-machined).
[0002] 본 발명은 추가적으로 공구로의 본 방법의 실행을 위한 공구에 관한 것으로, 공구의 주 부품은 회전 축을 중심으로 배열되고 그리고 공구의 주 부품으로부터 반경 방향으로 돌출하는 다수의 치형부들을 가지며, 상기 절삭 치형부들은 단부 면, 서로 등지는 2개의 치형부 플랭크들(flanks), 및 작동 기어 상에서 치형부 플랭크들을 형성하는 치형부 갭들(gaps)의 기계가공에 의해 발생을 위해 단부 면을 접하는 치형부 플랭크들의 에지들 상에 있는 절삭날들을 형성한다.
[0003] 본 발명은 추가적으로 공구로 본 방법의 실행을 위한 디바이스에 관한 것이며, 이 디바이스에서, 전자 제어 디바이스는 이에 따라 프로그래밍된다(programmed).
[0004] DE 10 2005 049 528 A1 및 DE 10 2009 003 338 A1은 내부 또는 외부 치형 형태들을 갖는 가공물을 기계가공하기 위한 방법들을 설명하며, 여기서 본 방법은 호브 스카이빙(hob skiving) 방법이다. 여기서 설명된 방법에서, 거친 치형부 형태는 절삭 공구에 의해 우선적으로 제조된다. 이는 거친 작동에서 발생한다. 이러한 제1 방법 단계 후에, 치형부 플랭크들은 이들의 단부 면 에지들의 구역에서 이물질 제거된다(deburred). 또한, 종래 기술은 WO2001/060733 A1, DE10305752 A1 및 DE 3930322 C1을 포함한다.
[0005] 호닝(honing) 또는 그라인딩(grinding)에 의해 이러한 거친 치형 형태들의 치형부 플랭크들을 미세-기계가공하는 것은 공지된 기술이다. 호닝의 경우에, 호닝 스핀들 상에 클램핑되는(clamped) 호닝 휠(wheel)은 이러한 목적을 위해 사용되며, 이 호닝 휠의 호닝 치형부들은 작동 기어에서 제조된 치형 형태들과 맞물린다. 호닝 치형부들은 작동 기어의 치형부들과 메싱 기어의 방식으로 맞물린다. 공구의 회전 축 및 작동 기어의 회전 축은 서로에 대해 축 횡단 각을 가져서, 작동 기어의 치형부 플랭크들과 공구를 서로 지나게 미끄러지게 할 때, 표면 횡 방향 움직임이 발생하며, 이는 작동 기어 플랭크로부터의 재료의 제거를 초래한다.
[0006] 본 발명은 그 목표를 위해 그리고 적합한 공구 및 적합한 디바이스를 명시하는 이러한 목적을 위해 그 사용시에 종래 기술의 프로세싱 방법의 추가적으로 유리한 개량을 가진다.
[0007] 본 목표는 청구항들에서 명시된 본 발명에 의해 달성되며, 여기서 종속 청구항들은 등위 청구항들(coordinate claims)에 명시된 본 발명의 유리한 개량들뿐만 아니라, 과제의 독립적인 해결책들을 나타낸다.
[0008] 무엇보다도, 공구가 연마 치형부 플랭크들을 가지는 것이 제안된다. 공구에 의해, 복수의 연속적인 제조 단계들로 구성되는 제작 프로세스의 2개의 제조 단계들은 실행될 수 있다. 이는, 바람직하게는, 중간 공구 변경 없지만, 가공물 회전 축에 대한 공구의 회전 축의 포지션의 변경에 의해 간단히 발생한다. 제1 방법 단계에서, 공구의 절삭날들은 작동 기어의 치형 형태들을 제조하는 데 사용된다. 작동 기어의 치형 형태들의 제조는 복수의 연속적인 기계가공 작동들에서 실행될 수 있으며, 예를 들어, 복수의 연속적인 호브 스카이빙 프로세스 단계들에서, 초기에, 거친 치형 형태, 및 후속하여 미세 치형 형태가 생성된다. 그러나, 단일 호브 스카이빙 프로세스 단계에서 치형 형태를 제조하는 것이 또한 가능하며, 여기서 특히, 치형 형성이 하나의 공구로 복수의 연속적인 단계들에서 실행되는 것이 제공되며, 여기서 단지, 이는 개별적인 단계들 사이에서, 작동 기어의 회전 축 및 가공물 회전 축 사이에서 절삭날들에 의해 생성되는 치형부 갭들이 단계적으로 깊어지도록 변경되는 거리이다. 호브 스카이빙의 경우에, 각각의 절삭 치형부의 절삭날들은 스카이빙 방식으로 작동 기어의 재료와 맞물리며, 여기서 제조될 치형부들의 공구 스핀들에 대한 연속적으로 회전 구동되는 가공물 스핀들의 이송이 치형부들의 규모(extent)의 방향으로 제공된다. 프로세싱은 공구의 회전 축과 작동 기어의 회전 축 사이의 제1 축 횡단 각으로 발생한다. 절삭날들은 에지에 의해 형성되며, 이 에지에서, 절삭 치형부의 치형부 플랭크들은 절삭 치형부의 단부 면 내로 전환한다(transition). 절삭 휠은 단차 커트(cut) 또는 원뿔형 표면 커트를 갖는 절삭 휠의 형태를 취할 수 있다. 그러나, 절삭 휠은 또한, 평면 단부 면을 가질 수 있으며, 이 평면 단부 면에, 절삭 치형부들의 단부 면들이 또한 위치된다. 본 발명에 따른 제2 프로세스 단계에서, 공구의 절삭날들에 의해 발생되는 작동 기어의 치형부 플랭크들은 미세-기계가공된다. 이는 호닝 프로세스의 방식으로 연마재 공구 표면에 의해 본 발명에 따라 발생한다. 이러한 목적을 위해, 연마재 공구 표면들이 공구의 치형부 플랭크들 상에 형성되는 것이 제공된다. 공구와 작동 기어의 상대적인 포지션의 조정에 의해, 이들은 제1 포지션과 상이한 제2 포지션으로 이동되며, 이 제2 포지션에서, 작동 기어의 치형부 플랭크들은 표면 처리될 수 있다. 이는 작동 기어의 회전 축과 공구의 회전 축 사이의 축 횡단 각들을 변경함으로써, 그리고 축방향 거리를 변경함으로써, 다시 말해, 서로에 대해 가공물 및/또는 공구의 공간의 변위에 의해 본질적으로 발생한다. 제1 포지션에서, 치형 형태들을 생성할 때, 여유각들(clearance angles)은 작동 기어의 치형부 플랭크들과 절삭 휠의 치형부 플랭크들 사이에 존재하는 반면; 제2 포지션에서, 미세-기계가공할 때, 공구의 치형부 플랭크들은 작동 기어의 치형부 플랭크들로부터 롤링해서(roll), 작동 기어의 치형부 플랭크들의 표면 처리은 연마재 공구 표면들에 의해 발생한다. 작동 기어에 대한 공구의 포지션은 축 횡단 각의 변경에 의해 본질적으로 변경되어, 제1 방법 단계에서 요구되는 여유각들은 없어져서, 절삭 치형부들은 작동 기어의 치형부 갭들과 메싱 기어의 방식으로 맞물린다. 절삭 치형부들은 공구의 축에 대한 규모의 방향을 가져, 제2 프로세스 단계에서, 표면 횡방향 움직임은 서로 맞물리는 치형부 플랭크들 사이에서 발생한다.
[0009] 전술된 방법의 실행을 위한 본 발명에 따른 공구는, 회전 축을 중심으로 배열되고 공구의 주 부품으로부터 반경 방향으로 돌출하는 다수의 절삭 치형부들을 가지는 주 부품을 가진다. 상기 절삭 치형부들은 적어도 이들의 단부 면들 상에 절삭날들을 가지며, 여기서 절삭날들은, 단부 면들이 절삭 치형부들의 치형부 플랭크들 내로 전환하는 에지들을 따라 이어진다. 이들의 규모의 방향에서, 절삭 치형부들은 본질적으로 일정한 횡단면을 가진다. 절삭 치형부들의 팁들 상에 놓이는 정점 선들(vertex lines)은 바람직하게는, 원통형 표면 상에서 이어진다. 그러나, 정점 선들이 절두 원뿔형 표면 상에서 이어질 수 있는 것이 또한 예상된다. 절삭날들이 치형부 플랭크들을 형성하는 작동 기어의 치형부 갭들을 기계가공하기 위해 사용되는 동안에, 절삭날들에 인접한 공구의 치형부 플랭크들은 절삭날들에 의해 생성되는 작동 기어의 치형부 플랭크들의 미세-기계가공을 위해 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 공구의 치형부 플랭크들이 연마재로 형성된다(abrasively formed). 공구의 치형부 플랭크들은, 작동 기어의 치형부 플랭크들에 대해 공구의 치형부 플랭크들의 움직임이 작동 기어의 치형부의 플랭크로부터 재료의 호닝 또는 그라인딩 제거를 안내하도록 연마재로 형성된다. 공구의 연마 치형부 플랭크는 바람직하게는, 코팅에 의해 형성된다. 여기서, 연마 치형부 플랭크는 경질 재료 코팅의 형태를 취할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 금속화(metallisation)는 치형부 플랭크들 상에 적용될 수 있으며, 치형부 플랭크들에서, 경질 재료 입자들은 종래 기술의 방식으로 매립된다. 예를 들어, 공구의 치형부 플랭크들이 니켈 도금된다(nickel plated). 니켈 바인딩 층은 니켈 기반 층 상에 적용되며, 이 바인딩 층에서, 복수의 경질 재료 입자들은 매립되며; 이들의 표면들의 일부분은, 호닝 스톤들(honing stones)을 위한 드레싱(dressing) 공구의 방식으로, 작동 기어의 치형부 플랭크들로부터 재료를 제거하도록 금속 층으로부터 돌출한다. 경질 재료 입자들은 질화붕소, 산화 알루미늄, 또는 다이아몬드 입자들의 형태를 취할 수 있다.
[0010] 본 발명은 또한, 본 방법의 실행을 위한 디바이스에 관한 것이며; 공지된 기술의 방식으로 디바이스는 적어도 하나의 가공물 스핀들 및 하나의 공구 스핀들을 가진다. 가공물 스핀들 및 공구 스핀들은 바람직하게는, 로터리 드라이브 유닛들(rotary drive units)에 의해 각각 회전 구동될 수 있다. 여기서, 로터리 드라이브 유닛들은 서보모터들, 특히 토크 모터들, 또는 동기 모터들의 형태를 취할 수 있다. 그러나, 원칙적으로, 단지 하나의 스핀들이 전기 드라이브에 의해 회전 구동될 수 있다면, 방법의 실행이 충분하다. 그러나, 바람직하게는, 양자 모두의 스핀들을, 다시 말해, 공구 스핀들 및 가공물 스핀들은 로터리 드라이브에 의해 회전 구동될 수 있다. 2개의 로터리 드라이브들은, 이들이 동시에 회전하도록 동기화된다. 수단들이, 예를 들어, 크로스 테이블(cross table)의 형태로 또한 제공되며, 이 수단들에 의해, 공구는 작동 기어에 대해 진행될 수 있으며, 여기서 이송은 본질적으로 작동 기어의 치형부 플랭크들의 규모의 방향으로 발생한다. 이송을 생성하는 목적을 위해, 공구 또는 작동 기어는 기계 프레임에 대해 이동될 수 있다. 게다가, 수단들이 제공되며, 이 수단들에 의해, 공구의 회전 축과 가공물 회전 축 사이의 축 횡단 각이 조정될 수 있다. 조정을 위한 모든 수단들은 스테퍼 모터들 및/또는 토크 모터들의 형태를 취할 수 있다. 디바이스는 전자의, 프로그램가능(programmable) 제어기를 가지며, 이 제어기에 의해, 기계 공구의 개별적인 축들이 제어된다. 제어 디바이스는, 기계 공구가 전술된 방법에 따라 전술된 공구와 작동하도록 프로그래밍된다.
[0011] 이후 내용에서, 본 발명은 실시예의 일 예의 보조에 의해 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 기어의 형태의 공구(2)를 개략적으로 도시하며, 이 공구의 절삭 치형부들(3)은 작동 기어(1)의 치형부들과 메싱 맞물림(meshing engagement)하며; 도 1은 치형 형상이 작동 기어(1)에서 생성되는 제1 방법 단계에서 공구(2)에 대해 작동 기어(1)의 포지션을 예시한다.
도 2는, 도 1에서와 같은 시야 방향(II)으로 도 1에서와 같은 배열을 도시한다.
도 3은 작동 기어(1) 상에서의 평면도로, 도 1의 배열을 도시한다.
도 4는 작동 기어(1)의 치형부들(3) 사이에 치형부 갭들(17)과 도 3에서 도시되는 절삭 치형부들(3)의 맞물림을 확대하여(at an enlarged scale) 도시하며; 도 4는 절삭 치형부들(3)의 치형부 플랭크들과 치형부들(13) 사이에 여유각을 예시한다.
도 5는 공구의 사시도를 도시하며, 공구의 절삭날들(18, 19)은 에지들에 의해 형성되며, 이 에지들에서, 절삭 치형부들(3)의 연마재로 코팅되는 치형부 플랭크들(6, 6')은 절삭 치형부들(3)의 단부 면들(7)과 만난다.
도 6은 도 1에서와 같은 도면을 도시하지만, 제2 포지션에서, 작동 기어의 회전 축(4)과 공구의 회전 축(5) 사이의 축 횡단 각은 변경되어 있으며, 그리고 또한, 공구(2)의 포지션은 공구의 회전 축(5)의 방향으로 변위되어 있어서, 연마 치형부 플랭크들(6, 6')은 작동 기어(1)의 치형 형상들의 치형부 플랭크들(14, 14')을 프로세싱할 수 있다.
도 7은 도 2에서와 같지만, 제2 포지션인 묘사를 도시한다.
도 8은 도 3에서와 같지만, 제2 포지션인 묘사를 도시한다.
도 9는 작동 기어(1)의 치형부들(13) 사이에서 치형부 갭들(17)과 절삭 치형부(3)의 맞물림을 명확하게 하도록 도 8에서의 상세(IX)를 도시하며, 여기서 여유각은 절삭 치형부들(3)의 치형부 플랭크들(6, 6')과 작동 기어(1)의 치형부들(3)의 치형부 플랭크들(14, 14') 사이에 존재하지 않지만, 연마재로 형성되는 절삭 치형부(3)의 치형부 플랭크(6')는 작동 기어(1)의 치형부(13)의 치형부 플랭크(14')와 표면 접촉하여 맞물린다.
도 10은 도 9에서와 같은 묘사를 도시하지만, 작동 기어(1) 및 공구(2)가 약간 더 회전된 후에, 절삭 치형부(3)의 연마재로 형성되는 치형부 플랭크(6)는 작동 기어(1)의 이웃하는 치형부의 치형부 플랭크(14)와 표면 접촉한다.
도 11은 도 1에서의 상세(XI)를 확대하여 도시한다.
도 12는 도 11의 섹션(XII-XII)을 도시하며, 그리고
도 13은 본 방법의 실행을 위한 디바이스를 개략적으로 도시한다.
[0012] 도 13은 본 방법의 실행을 위한 디바이스를 매우 개략적으로 도시한다. 디바이스들(24, 25)은 기계 프레임(도시되지 않음) 상에 고정되며, 디바이스들에 의해, 가공물 스핀들 드라이브(9) 및 공구 스핀들 드라이브(10)는 서로에 대해 조정될 수 있다. 조정은 전자 제어 디바이스(23)에 의해 프로그램-제어된다. 설정 및 조정(24, 25)의 수단들은 서로에 대해 가공물 스핀들 드라이브(9)와 공구 스핀들 드라이브(10)의 상대적인 포지션들을 재위치시킬 수 있다. 가공물 기어 스핀들(21)은 가공물 스핀들 드라이브(9)에 의해 회전 구동되며; 스핀들은 작동 기어(1)를 지탱한다. 작동 기어(1)는 작동 기어의 회전 축(4)을 중심으로 회전 구동된다.
[0013] 공구 스핀들 드라이브(10)는 공구 스핀들(22)을 구동시키며, 이 공구 스핀들은 기어-형태 공구(2)를 지탱하며, 이 기어-형태 공구는 공구의 회전 축(5)을 중심으로 회전 구동될 수 있다.
[0014] 설정 및 조정(24, 25)의 수단들에 의해, 작동 기어의 회전 축(4)의 축 횡단 각들(α, β)은 공구의 회전 축(5)에 대해 설정될 수 있다. 또한, 이송(feed)이 구현될 수 있다.
[0015] 도 5에서 도시되는 공구는 공구 주 부품(11)을 가지며, 이 공구 주 부품은 공구의 회전 축(5)을 중심으로 공구 주 부품(11)을 구동시키기 위해 공구 스핀들(22) 상에 클램핑될 수 있다.
[0016] 공구 주 부품(11)으로부터, 복수의 절삭 치형부들(3)은 공구의 회전 축(5)에 대한 반경 방향으로 돌출한다. 절삭 치형부들(3)은 이들의 전체 축 규모에 걸쳐 일정한 횡단면을 가진다. 실시예에서, 절삭 치형부들의 치형부 헤드들(8)을 통해 도시된 정점 선(vertex line)(3')은 공구의 회전 축(5)에 대해 소정의 각도로 이어진다. 정점 선들(vertex lines)(3')은 공구의 회전 축(5)을 중심으로한 원통형 표면 상에 또는 공구의 회전 축(5)을 중심으로한 절두 원뿔형(truncated conical) 표면 상에 놓여있을 수 있다. 프로세싱 업무에 따라, 절삭 치형부들(3)은 바람직하게는, 공구의 회전 축(5)을 중심으로한 균일한 각의 분배로 연장한다.
[0017] 절삭 치형부들(3)의 각각은 단부 면(7)을 가지며, 이 단부 면은 에지의 형성과 함께 원주 방향으로 서로 등지는 절삭 치형부(3)의 2개의 치형부 플랭크들(6, 6')을 교차한다. 에지는 절삭날들(18, 19)을 형성한다. 실시예에서, 하나의 절삭날(19)는 홈에 의해 형성되며, 그리고 반대편의 절삭날는 챔퍼(chamfer)에 의해 형성되어서, 비록 단부 면(7)이 공구의 회전 축(5)에 대해 방사상에 있는 표면이지만, 사선의 절삭 치형부들(3)의 절삭날들 양자 모두는 동일한 경사 각을 갖는 가공물로 절삭할 수 있다.
[0018] 대안적으로 실시예에서, 단부 면(7)과 치형부 플랭크들(6, 6') 사이의 에지들은 수직 각도들로 또는 예각들로 이어진다. 절삭 공구(2)의 단부 면은 그 후 단차 커트를 가진다.
[0019] 치형부 플랭크들(6, 6')은 연마재로 형성된다. 이러한 목적을 위해, 특히 치형부 플랭크들(6, 6')이 금속 층(28), 특히 니켈 층을 지탱하는 것이 제공되며, 이 금속 층에, 경질 금속 입자들(27), 특히 다이아몬드 입자들이 매립되며, 이 경질 재료 입자들은 연마 작용을 생성하기 위해 금속 층(28) 밖으로 표면 섹션들과 함께 돌출한다. 금속 층(28)은 치형부 플랭크(14)의 강 주 본체 상에 직접적으로 적용되는 기판 층(26) 상에 증착되어 있는 바인딩(binding) 층일 수 있다. 기판 층(26) 및 바인딩 층(28)은 갈바니 전기적으로(galvanically) 적용되는 금속 층들, 특히 니켈 층들일 수 있다.
[0020] 본 발명에 따른 공구(2)에 의해, 도 1 내지 도 4에서 도시되는 제1 프로세스 단계에서, 치형 형태가 없는, 또는 거친 치형 형태를 갖는, 또는 거친 초기 치형 형태를 갖는 작동 기어(1)로 치형형성된 형태를 포함하는 것이 가능하다. 이는, 미세-기계가공 단계가 또한 후속될 수 있는 제1 거친 단계에서 발생하며, 이 미세-기계가공 단계에서, 절삭날들(18, 19)은 더 낮은 이송 및 더 낮은 절삭력으로 작동 기어(1) 내로 진입한다.
[0021] 본 발명에 따라, 도 1 내지 도 4에서 예시되는 제1 프로세스 단계(이 제1 프로세스 단계에서, 치형 형태가 발생됨)는 도 6 내지 도 10에서 도시되는 제2 프로세스 단계에 의해 후속되며, 이 제2 프로세스 단계에서, 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')은, 이의 절삭날들(18, 19)에 의한 것이 아닌, 대신에 연마 설비된 치형부 플랭크들(6, 6')에 의해 동일한 공구(2)에 의해 미세-기계가공된다.
[0022] 도 1 내지 도 4에서 예시되는 제1 방법 단계에서, 공구 스핀들(22)은 축 횡단 각(α1, β1)에서 가공물 스핀들(21)에 제공되어, 가공물 스핀들(21) 및 공구 스핀들(22)의 동기화된 회전 그리고 작동 기어(1)의 치형부들(13)의 규모의 방향으로의 이송에 의해, 스카이빙(skiving) 프로세스가 발생하며, 그 동안, 치형부 갭들(17)의 치형부 플랭크들(14, 14')은 작동 기어(1)의 치형부들(13) 사이에 생성된다. 여기서, 공구의 치형부 플랭크들(6, 6')은 작동 기어(1)의 치형부들(13)의 치형부 플랭크들(14, 14')로부터 웨지-형상(wedge-shaped) 분리 거리를 가진다. 이러한 여유각은 도 6에서 볼 수 있다.
[0023] 제1 프로세스 단계에서, 치형 갭들(17)은 단계적 방식으로 깊어질(deepened) 수 있다.
[0024] 바람직하게는, 제1 프로세스 단계 직후에 후속하고 그리고 도 6 내지 도 10에서 도시되는 제2 프로세스 단계에서, 치형부 플랭크들(14, 14')의 치형부 플랭크 프로세싱이 발생한다. 이러한 목적을 위해, 가공물에 대한 공구의 축 횡단 각, 및/또는 공간 위치가 변경된다. 제2 포지션에서, 제2 방법 단계의 실행을 위해, 축 횡단 각들(α2, β2)은, 치형부 플랭크들(6, 14 및 6' 및 14') 사이 각각에서의 여유각은 없어지도록 설정된다. 도 9는, 절삭 치형부(3)의 연마재로 코팅된 치형부 플랭크(6')가 작동 기어(1)의 치형부(13)의 치형부 플랭크(14')와 표면 접촉하는 것을 도시한다. 제2 프로세스 단계에서, 기어-형태 절삭 공구(2) 및 치형형성된 작동 기어(1)가 중간 치형부들과 함께 서로에 대해 회전된다면, 치형부 플랭크들(6')은 치형부 플랭크들(14')로부터 롤링한다(roll). 축 횡단 각들(α2, β2) 때문에, 연삭 움직임이 발생한다. 치형부 플랭크(6')의 연마 입자들이 치형부 플랭크(14')로부터 재료를 제거하도록, 표면 횡방향 움직임이 일어난다.
[0025] 도 10은, 작동 기어(1) 및 공구(2)의 2개의 인터메싱하는(intermeshing) 기어-형태 본체들이 약간 더 회전되어 있다면, 도 9에서 도시되는 작동 포지션으로 바로 후속하는 작동 포지션을 도시한다. 메싱하는 기어의 방식으로, 치형부 플랭크(6') 반대편에 위치되고 그리고 유사하게 연마재로 코팅되는 치형부 플랭크(6)는 치형부 플랭크(14') 반대편에 위치되는 작동 기어(1)의 치형부 플랭크(14)와 맞물려서, 재료의 연마 제거에 의해 치형부 플랭크(14)를 미세-기계가공한다.
[0026] 위의 표현들은 본 출원에 의해 전체적으로 기록되는 본 발명들을 설명하는 역할을 하며, 본 발명들은 적어도 특징들의 다음의 조합들에 의해 그리고 또한 독립적으로 종래 기술을 개선하며, 즉:
[0027] 본 방법은, 연마재 공구 표면들이 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')에 의해 형성되는 것을 특징으로 하며, 이 공구는, 제2 방법 단계에서, 제1 포지션과 상이한 제2 포지션의 작동 기어(1) 상에서 작동한다.
[0028] 본 방법은, 제1 포지션에서, 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')이 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')에 대한 여유각을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0029] 본 방법은, 표면 처리을 위한 제2 포지션에서, 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')을 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')로부터 롤링하는 것을 특징으로 한다.
[0030] 본 방법은, 공구의 회전 축(5) 및 작동 기어의 회전 축(4)이 2개의 포지션들의 상이한 축 횡단 각들(α1, β1, α2, β2)로 취하는 것을 특징으로 한다.
[0031] 본 방법은, 제1 프로세스 단계가 호브 스카이빙(hob skiving) 프로세스인 것을 특징으로 한다.
[0032] 본 방법은, 제2 프로세스 단계가 호닝(honing)과 유사한 프로세스 단계이며, 여기서 절삭 치형부들(3)은 작동 기어(1)의 치형 갭들(17)과 메싱 기어(meshing gear)의 방식으로 맞물리는 것을 특징으로 한다.
[0033] 본 방법은, 제2 프로세스 단계에서 서로 함께 맞물리는 치형부 플랭크들(6', 14', 6, 14)의 축 횡단 각들(α2, β2)에 의해 결정되는 바와 같은 표면 횡방향 움직임을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0034] 본 공구는, 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')이 절삭날들(18, 19)에 의해 생성되는 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')의 미세-기계가공을 위해 연마재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
[0035] 본 공구는, 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')이 연마재로 코팅되고, 특히 경질 재료 코팅(26 내지 28)을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0036] 본 공구는, 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')이 금속 층(28), 특히, 니켈 층에 매립되는 경질 재료 입자들(27), 특히, 질화붕소, 산화 알루미늄, 또는 다이아몬드들을 가지는 것을 특징으로 한다.
[0037] 본 공구는, 절삭 치형부들(3)의 규모의 방향이 회전 축(5)에 대한 소정의 각도로 이어지는 것을 특징으로 한다.
[0038] 본 공구는, 절삭 치형부들(3)의 정점 선(3')이 회전 축(5)을 중심으로한, 절두 원뿔형 표면, 또는 원통형 표면 상에서 이어지는 것을 특징으로 한다.
[0039] 본 디바이스는, 작동 기어(1)에 대한 공구(2)의 제1 포지션(position)에서의 제1 단계에서, 작동 기어(1)에서 치형부 갭들(17)을 형성하는 치형부 플랭크들(14, 14')이 기계가공 프로세스에 의해 절삭날들(18, 19)로 만들어지며, 그리고 제2 방법 단계에서, 절삭날들(18, 19)에서 생성되는 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')이 연마재 공구 표면(이 연마재 공구 표면은 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')에 의해 형성됨)에 의해 미세-기계가공되도록, 제어 디바이스(23)가 설비되며, 여기서 제2 프로세스 단계가 제1 포지션과 상이한 제2 포지션에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
[0040] 모든 개시된 특징들은 본 발명에 (개별적으로 뿐만 아니라, 또한 서로 조합하여) 중요하다. 적용의 개시에서, 관련된/첨부된 우선권 문헌들(이전 출원의 사본)의 공개 내용은, 이에 의해, 본 출원의 청구항들에 이들 문헌들의 특징들을 포함시키는 목적을 위해 또한 전체적으로 포함된다. 보조 청구항들은, 특히 이러한 청구항들을 기초하여 분할 출원들을 하기 위해 종래 기술의 독립적인 본 발명의 개량들을 이들의 특징들과 함께 특징으로 한다.
1 작동 기어
2 절삭 공구
3 절삭 치형부
3' 정점 선
4 작동 기어의 회전 축
5 공구의 회전 축
6 치형부 플랭크
6' 치형부 플랭크
7 단부 면
8 치형부 팁
9 가공물 스핀들 축
10 공구 스핀들 축
11 공구 주 부품
13 치형부
14 치형부 플랭크
14' 치형부 플랭크
15 치형부 루트
16 치형부 팁
17 치형부 갭
18 절삭날
19 절삭날
20 절삭 치형부 갭
21 작동 기어 스핀들
22 공구 스핀들
23 제어 디바이스
24 이송/설정 수단
25 이송/설정 수단
26 기판 층
27 경질 재료 입자
28 바인딩 층
α 축 횡단 각
β 축 횡단 각

Claims (14)

  1. 공구(2)를 사용하여, 작동 기어들 내로 치형부들(teeth)을 절삭하기 위한 방법으로서,
    상기 공구의 주 부품(11)은 회전 축(5)을 중심으로 배열되는 다수의 절삭 치형부들(3)을 가지며, 그리고 상기 절삭 치형부들(3)은 상기 공구의 주 부품(11)으로부터 반경 방향으로 돌출하며, 상기 절삭 치형부들(3)은 단부 면(7), 서로 등지는(facing away from) 2개의 치형부 플랭크들(tooth flanks)(6, 6'), 및 절삭날들(cutting edges)(18, 19)을 형성하며,
    상기 절삭날들(18, 19)은 상기 단부 면(7)에 접하는 상기 치형부 플랭크들(6, 6')의 에지들에 의해 형성되며, 제1 단계에서, 상기 작동 기어(1)에 대한 상기 공구(2)의 제1 포지션에서, 상기 작동 기어(1)에서의 치형부 갭들(gaps)(17)을 형성하는 치형부 플랭크들(14, 14')은 기계가공 프로세스(machining process)에 의해 절삭날들(18, 19)로 만들어지고, 그리고 제2 방법 단계에서, 상기 절삭날들(18, 19)에 의해 만들어지는 상기 작동 기어(1)의 상기 치형부 플랭크들(14, 14')은 연마(abrasive) 공구 표면에 의해 미세-기계가공되며(fine-machined),
    상기 연마재 공구 표면들은, 상기 제2 방법 단계에서, 제2 포지션에서 작동하는 상기 공구(2)의 상기 치형부 플랭크들(6, 6')에 의해 형성되며, 상기 제2 포지션은 상기 작동 기어(1)에 대해 상기 제1 포지션과 상이하는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 포지션에서, 상기 공구(2)의 상기 치형부 플랭크들(6, 6')은 상기 작동 기어(1)의 상기 치형부 플랭크들(14, 14')에 대한 여유각(clearance angle)을 가지는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    표면 처리(surface processing)를 위한 상기 제2 포지션에서, 상기 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')은 상기 작동 기어(1)의 치형부 플랭크들(14, 14')로부터 롤링하는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구의 회전 축(5) 및 작동 기어의 회전 축(4)은 2개의 포지션들의 상이한 축 횡단 각들(α1, β1, α2, β2)로 취하는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 프로세스 단계는 호브 스카이빙(hob skiving) 프로세스인,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 프로세스 단계는 호닝(honing)과 유사한 프로세스 단계이며, 상기 절삭 치형부들(3)은 상기 작동 기어(1)의 상기 치형 공간들(17)과 메싱 기어(meshing gear)의 방식으로 맞물리는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 프로세스 단계에서 서로 맞물리는, 상기 축 횡단 각들(α2, β2)에 의해 결정되는 바와 같이 상기 치형부 플랭크들(6', 14', 6, 14)의 표면 횡방향 움직임을 가지는,
    작동 기어들 내로 치형부들을 절삭하기 위한 방법.
  8. 주 부품(11)을 갖는, 작동 기어들(1)의 치형부들을 절삭하기 위한 공구(2)로서,
    상기 공구(2)는 회전 축(5)을 중심으로 배열되고 그리고 공구의 상기 주 부품(11)으로부터 반경 방향으로 돌출하는 다수의 절삭 치형부들(3)을 가지며, 상기 절삭 치형부(3)는 단부 면(7), 서로 등지는 2개의 치형부 플랭크들(6, 6'), 및 상기 작동 기어(1) 상에서 치형부 플랭크들(14, 14')을 형성하는 치형부 갭들(17)의 기계가공에 의한 생성을 위해 상기 단부 면(7)에 인접한 상기 치형부 플랭크들(6, 6')의 에지들 상에 있는 절삭날들(18, 19)을 가지며,
    상기 공구(2)의 상기 치형부 플랭크들(6, 6')이 상기 절삭날들(18, 19)에 의해 생성되는 상기 작동 기어(1)의 상기 치형부 플랭크들(14, 14')의 상기 미세-기계가공을 위해 연마재로(abrasively) 형성되는,
    작동 기어들의 치형부들을 절삭하기 위한 공구.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 공구(2)의 상기 치형부 플랭크들(6, 6')은 연마재로 코팅되고(coated), 특히 경질(hard) 재료 코팅(26 내지 28)을 가지는,
    작동 기어들의 치형부들을 절삭하기 위한 공구.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구(2)의 상기 치형부 플랭크들(6, 6')은 금속 층(28), 특히 니켈 층으로 매립되는(embedded) 경질 재료 입자들(27), 특히, 질화붕소, 산화 알루미늄, 또는 다이아몬드들을 가지는,
    작동 기어들의 치형부들을 절삭하기 위한 공구.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 치형부들(3)의 규모(extent)의 방향이 상기 회전 축(5)에 대해 소정의 각도로 이어지는,
    작동 기어들의 치형부들을 절삭하기 위한 공구.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 치형부들(3)의 정점 선(vertex line)(3')이 상기 회전 축(5)을 중심으로한, 절두 원뿔형(truncated conical) 표면, 또는 원통형 표면 상에서 이어지는,
    작동 기어들의 치형부들을 절삭하기 위한 공구.
  13. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위한 디바이스로서,
    상기 디바이스는, 제8 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 따른 공구, 공구의 회전 축(5)을 중심으로 회전할 수 있는 공구 스핀들(tool spindle)(22), 가공물 회전 축(4)을 중심으로 회전할 수 있는 가공물 스핀들(21)─상기 공구 스핀들 및 상기 가공물 스핀들 중 적어도 하나는 로터리 드라이브 수단(9, 10)에 의해 회전가능하게 구동될 수 있음─, 상기 작동 기어(1)에 대해 상기 공구(2)의 이송을 생성하기 위한 수단들(24, 25) 및 상기 공구의 회전 축(5)과 상기 가공물 회전 축(4) 사이의 축 횡단 각(α1, β1, α2, β2)을 조정하기 위한 수단들(24, 25)을 가지고, 그리고 상기 적어도 하나의 로터리 드라이브 수단(9, 10)을 제어하기 위한 전자 제어 디바이스(23) 및 상기 축 횡단 각(α1, β1, α2, β2)의 이송 및 변경을 생성하기 위한 수단들(24, 25)을 가지며,
    제1 방법 단계에서, 상기 작동 기어(1)에 대한 상기 공구(2)의 제1 포지션(position)에서 치형부 플랭크들(14, 14')을 형성하는 상기 치형부 갭들(17)이 기계가공 프로세스에 의해 상기 절삭날들(18, 19)로 상기 작동 기어(1)에서 만들어지며, 그리고 제2 방법 단계에서, 상기 절삭날들(18, 19)에 의해 생성되는 상기 작동 기어(1)의 상기 치형부 플랭크들(14, 14')은 연마재 공구 표면에 의해 상기 공구(2)의 치형부 플랭크들(6, 6')에 의해 형성되는 미세-기계가공되도록, 상기 제어 디바이스(23)가 설비되며, 상기 제2 프로세스 단계는 상기 제1 포지션과 상이한 제2 포지션에서 수행되는,
    디바이스.
  14. 디바이스, 공구 및 방법으로서,
    제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항의 하나 또는 복수의 특성화하는 특징들을 가지는,
    디바이스, 공구 및 방법.
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