阅读说明：本技术 用于工件的齿轮制造加工的方法 (Method for gear manufacturing machining of a workpiece ) 是由 M·希普克 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种借助于刀具对工件进行移除切屑的齿轮制造加工的方法,其中所述刀具的旋转在与所述工件的旋转滚动联接时进行,特别地是通过刮削对工件进行齿轮制造加工,其中所述齿轮制造加工在多个加工步骤中进行,其中在两个加工步骤之间改变所述工件与所述刀具之间的中心距离和/或在所述滚动联接时叠加的旋转角度,使得所述刀具将在所述加工步骤中切出相应轮廓,所述轮廓交替地更靠近所述工件的所述目标制齿的第一侧面和第二侧面延伸。根据本发明,使用相同旋转角度用于更靠近第二侧面发生的多个加工步骤。(The invention relates to a method for chip-removing gear-producing machining of a workpiece by means of a tool, wherein the rotation of the tool is performed in a rolling coupling with the rotation of the workpiece, in particular by scraping, wherein the gear-producing machining is performed in a plurality of machining steps, wherein a center distance between the workpiece and the tool and/or a superimposed rotation angle during the rolling coupling is changed between two machining steps, such that the tool will cut corresponding contours in the machining steps, which contours alternately extend closer to a first side and a second side of the target toothing of the workpiece. According to the invention, the same angle of rotation is used for a plurality of processing steps that take place closer to the second side.)

用于工件的齿轮制造加工的方法

技术领域

本发明涉及一种用刀具对工件的移除切屑齿轮制造加工的方法，其中该刀具的旋转在与该工件的旋转滚动联接时进行，特别地涉及通过刮削的工件的齿轮制造加工。

背景技术

在这种方法的情况下，齿轮制造加工通常在若干加工步骤S1、S2、……中进行，中心距离在两个加工步骤之间改变，使得产生工件的期望的目标制齿所需的总体材料去除分布在若干步骤上进行。

参考文献DE 10 2012 012 617 A1公开了产生加工运动上叠加有辅助运动，通过辅助运动，在至少两个直接连续的加工步骤中产生的侧面切口彼此连接。如从图1中可以看出，为此目的，对于每个加工步骤，滚动联接时以固定旋转角度叠加，使得在单独的加工步骤S1、S2、……中产生的轮廓遵循目标制齿的进入左侧面。这防止了U形切屑的产生，而U形切屑易于卡在刀具与工件之间。然而，该方法是不利的，因为刀具会很不均匀地磨损。

从DE 10 2013 109 981 A1中，已知根据权利要求1的前序的方法，其中尽管旋转角度的绝对值仍然逐步减小，如图2所示，但是旋转角度的符号在一组加工步骤S1、S2、……之后改变并优选地在每个加工步骤之后改变，使得交替地加工左齿侧面和右齿侧面。这导致了对称负荷并因此而导致该刀具的磨损。

本发明的目的是更进一步改进现有技术中已知的方法。

该目的是通过根据独立权利要求1和2的方法实现。

本发明的优选实施例是相应从属权利要求的主题。

发明内容

在第一方面中，本发明包括一种借助于刀具的工件移除切屑齿轮制造加工的方法，其中刀具的旋转在与工件的旋转滚动联接时进行，特别地是通过刮削对工件进行齿轮制造加工，其中齿轮制造加工在多个加工步骤中进行，其中在两个加工步骤之间，改变工件与刀具之间的中心距离和/或在滚动联接时叠加的旋转角度，使得刀具将在加工步骤中切出相应轮廓，所述轮廓交替地更靠近工件的目标制齿的第一侧面和第二侧面而延伸。第一方面的特征在于，使用相同旋转角度用于进行更靠近第二侧面的多个加工步骤。

本申请的发明人认识到，通过根据DE 10 2013 109 981 A1逐步减小旋转角度，由此，刀具的切削齿的第一切削刃区段以至少减少的切屑移除而作用在制齿的两个侧面上，如与该切削齿的其他切削刃区段相比所看出的那样，齿轮制造加工的效率显著地降低。

然而，根据本发明，使用相同旋转角度用于加工至少一个侧面允许实现齿轮制造加工的更高的效率，特别地是因为可以增加每一加工步骤的切屑移除。此外，由于交替地切削更靠近工件的目标制齿的第一侧面和第二侧面延伸的轮廓这一事实，因此在刀具的两个侧面上的负荷仍将是相对均匀的。

优选地，使用相同旋转角度用于至少三个加工步骤和/或用于更靠近第二侧面进行的所有加工步骤。

根据第二方面，本发明包括一种借助于刀具对工件移除切屑齿轮制造加工的方法，其中刀具的旋转在与工件的旋转滚动联接时进行，特别是通过刮削对工件齿轮制造加工，其中齿轮制造加工在多个加工步骤中进行，其中在两个加工步骤之间改变工件与刀具之间的中心距离和/或在滚动联接时叠加的旋转角度，使得刀具将在加工步骤中切出相应轮廓，所述轮廓交替地更靠近工件的目标制齿的第一侧面和第二侧面延伸。第二方面的特征在于，对于更靠近第二侧面进行的多个加工步骤，刀具在已经产生的整个齿高上以移除切屑的方式加工工件

第二方面是基于上面关于第一方面已经详细地描述的相同发现。特别地，每一加工步骤的切屑移除将增加，因为在已经产生的整个齿高上加工至少一个侧面。此外，由于交替地切削更靠近工件的目标制齿的第一侧面和第二侧面而延伸的轮廓，因此在刀具的两个侧面上的负荷仍将是相对均匀的。

优选地，对于至少三个加工步骤和/或对于更靠近第二侧面进行的全部加工步骤，在已经产生的整个齿高上工件将以移除切屑的方式进行加工。

优选地，在已经产生的整个齿高上加工工件期间，通过至少在已经产生的齿高的主要部分、特别地是在齿高的大于75％的延伸长度上并特别地优选地在齿高的大于90％的延伸长度上通过移除厚度不变的切屑来加工第二侧面。

替代地或另外地，在已经产生的整个齿高上加工工件期间，从第二侧面去除切屑，切屑在垂直于侧面的方向上具有最小厚度，所述最小厚度为在径向方向上去除的切屑的最大厚度的至少10％和/或在所讨论的时刻上进行的加工步骤与更靠近第二侧面进行的最后的加工步骤之间的中心进刀变化。优选地，在垂直于侧面的方向上去除的切屑的最小厚度达到在径向方向上去除的切屑的最大厚度的至少20％和/或在所讨论的时刻上进行的加工步骤与更靠近第二侧面进行的前一加工步骤之间的中心进刀的变化。

原则上，第一方面和第二方面彼此独立。然而，这两个方面优选地组合使用。

在下文中将更详细地描述分别进一步分开地发展第一方面和第二方面以及组合地发展第一方面和第二方面的优选实施例。

根据本发明的优选实施例，第二侧面是制齿的排出侧面。由于在制齿的排出侧上远离制齿向外运送切屑，因此在该侧面上根据本发明生产的长的切屑的问题比在进入侧面上的小。

根据本发明的一个可能的实施例，对于更靠近第二齿侧面进行的多个加工步骤使用的旋转角度为零。因此，每个第二加工步骤通过刀具产生关于工件的期望的齿隙对称地布置的齿。

根据本发明的第一可能的实施例，对于更靠近第一齿侧面进行的多个加工步骤，旋转角度逐步减小，使得在该齿侧面上产生的侧面切口彼此连接和/或遵循工件的目标制齿的轮廓，和/或刀具仅在已经产生的齿高的下部部分上在该齿侧面上以移除切屑的方式加工工件。因此，在第一侧面上产生的切屑较短，由此降低切屑卡住的风险。

优选地，第一齿侧面是进入齿侧面。在该侧面上，长的切屑更成问题，因为它们会被拉入齿隙，因此这里产生短的切屑是特别有利的。

在该第一实施例的情况下，在刀具上的负荷的一定程度的不对称性是可以接受的，以便在第一侧上获得更短的切屑。

根据本发明的第二可能的实施例，对于更靠近第一齿侧面进行的多个加工步骤，使用相同旋转角度和/或刀具在多个加工步骤中在整个齿高上在进入侧面的侧上以及在排出侧面的侧上以移除切屑的方式加工工件。

因此，在两个侧面上确实产生长的切屑，但是获得了在刀具上的对称负荷。

根据第二实施例的进一步发展，对于多个加工步骤选择相同的旋转角度的绝对值，并且旋转角度的符号取决于产生的切口是延伸得更靠近第一齿侧面还是第二齿侧面而变化。

根据本发明的一个可能的实施例，在两个加工步骤之间的轴向进刀和/或切削速度和/或中心进刀的变化针对至少两个加工步骤而变化。因此，根据本发明的方法允许优化该过程。

优选地，针对更靠近第二侧面进行的加工步骤，选择的轴向进刀和/或中心进刀和/或切削速度超过在前的和/或后续的针对更靠近所述第一侧面进行的加工步骤选择的轴向进刀和/或中心进刀和/或切削速度。特别地，第一侧面在这里是进入侧面，而第二侧面是排出侧面。

由于不太有利的排屑条件，进入侧面经受更高的切削刃负荷。在先前加工步骤中首先从进入侧面去除材料之后，通过使用更大的轴向进刀、更大的中心进刀和/或更高的切削速度，在后续加工步骤中的切削条件(其中用于进入侧面的切削刃切削更少的材料)可以更高。这意味着可以以类似的切削刃负荷执行两个连续的加工步骤，这然后将共同地导致更短的加工时间，同时刀具使用寿命将大致保持不变。

通常，当刀具达到一定磨损状况时，该刀具将被转走以进行返工。通过到目前为止所使用的设计，这种磨损通常仅达到用于进入侧面的切削刃处。由于改变的工艺设计，用于排出侧面的切削刃现在经受更高的负荷，但是这并不意味着必须更早地对刀具进行返工。相反，排出刀具刃由于较高的负荷也经受较高的磨损，但是仍然低于可准许的磨损标记宽度。

本发明还包括一种齿轮制造机器，包括

-刀具保持器，所述刀具保持器能够围绕旋转轴线旋转，

-工件保持器，所述工件保持器能够围绕旋转轴线旋转，

-至少一个另外的运动轴线，借助于所述另外的运动轴线，可以调整所述刀具保持器与所述工件保持器之间的中心距离，以及

-控制单元，所述控制单元用于控制所述旋转轴线和/或所述运动轴线，

其中所述控制单元包括产生加工程序，借助于所述产生加工程序，所述刀具保持器中保持的刀具在与所述工件保持器中保持的工件滚动联接时以移除切屑的方式加工所述工件，特别地是通过刮削加工所述工件。所述产生加工程序在多个加工步骤中进行齿轮制造加工，其中在两个加工步骤之间改变所述工件与所述刀具之间的中心距离和/或在所述滚动联接时叠加的旋转角度，使得所述刀具将在所述加工步骤中切出相应轮廓，所述轮廓交替地更靠近所述工件的所述目标制齿的第一侧面和第二侧面延伸。根据本发明的第一方面，对于更靠近第二侧面进行的多个加工步骤，所述产生加工程序使用相同旋转角度。根据也可以与第一方面结合的第二方面，所述产生加工程序在两个加工步骤之间改变所述工件与所述刀具之间的中心距离和/或在所述滚动联接时叠加的旋转角度，使得对于更靠近第二侧面进行的多个加工步骤，所述刀具将在已经产生的整个齿高上以移除切屑的方式加工所述工件。

所述产生加工程序优选地是用于使所述工件经受刮削的刮削程序。

优选地，所述齿轮制造机器被配置为使得所述产生加工程序实施上文详细地描述的类型的齿轮制造加工的方法。优选地，所述产生加工程序被编程为用于自动地控制旋转轴线和/或运动轴线以执行所述方法。

所述齿轮制造机器的旋转轴线和/或运动轴线优选地是NC控制的。

本发明另外地包括一种用于具有产生加工程序的齿轮制造机器的软件，所述软件实施上述类型的齿轮制造加工的方法。这种软件可以优选地安装在齿轮制造机器上，以便能够在所述齿轮制造机器上执行根据本发明的方法。

附图说明

现在将参考附图和实施例更详细地描述本发明，其中：

图1示出了根据现有技术的第一方法的加工步骤，

图2示出了根据现有技术的第二方法的加工步骤，

图3示出了根据本发明的方法的第一实施例的加工步骤，

图4示出了根据本发明的方法的第二实施例的加工步骤，

图5示出了根据本发明的齿轮制造机器的实施例，以及

图6示出了执行根据本发明的方法的刀具和工件。

具体实施方式

图3和图4示出了在本发明的两个实施例的情况下的加工步骤S1、S2、……。这里示出具有工件的目标制齿的进入侧面2和排出侧面3以及由单独的加工步骤产生的侧面切口的轮廓的工件1的齿隙。工件旋转的方向这里设有附图标记20，并且在附图中从右向左延伸。

工件1的加工借助未示出的刀具执行，该刀具设有切削齿，并且该刀具在与工件滚动联接时在该工件上滚动并在这样做时以移除切屑的方式加工工件。工件优选地是具有正制齿的齿轮。所使用的刀具优选是刮削轮。在加工过程期间，刀具的切削齿移动到进入侧面2上的齿隙中，并且然后移动到排出侧面3上的齿隙外。

两个实施例所具有的共同之处在于，通过针对每个加工步骤适当地改变刀具与工件之间的在滚动联接时叠加的旋转角度而切出轮廓，该轮廓布置得交替地更靠近进入侧面2和更靠近排出侧面3。

此外，两个实施例所具有的共同之处在于，至少对于布置得更靠近第二侧面(这里是排出侧面3)的加工步骤，使用相同旋转角度。

在图3中所示的第一方法的情况下，每一第二加工步骤S1、S3、S5、……具有的旋转角度为零，并且因此关于齿隙的目标几何形状对称地或关于齿隙的中心轴线4对称地设置。因此，在排出侧面的侧上产生在齿隙的整个高度上延伸的长的切屑。

然而，加工步骤S2、S4、S6……的另一半被设置有减小的旋转角度，使得通过加工步骤产生的单独的侧面切口沿进入侧面2的目标轮廓彼此遵循。这意味着在进入侧面的侧上仅产生了短的切屑，因为该刀具仅在其尖端的区域中引起值得注意的材料去除，而沿其侧面邻接已经产生的侧面。

在第一实施例中，仅加工步骤S2、S4、S6、……创造质量，使得加工步骤S1、S3、S5、……可以就加工效率和/或磨损方面进行优化。特别地，中心进刀、轴向进刀和在各个步骤之间的切削速度这里可以改变。

在图4中所示的第二实施例中，产生更靠近排出侧面3的轮廓的加工步骤S1、S3、S5、……以及与其交替并产生更靠近进入侧面的轮廓的加工步骤S2、S4、S6、……分别具有旋转角度6和5，这两个旋转角度对于相应系列加工步骤来说是恒定的。以此方式，就会在两侧上产生在齿隙的整个高度上延伸的长的切屑。在本实施例中，两个旋转角度6和5关于齿隙的中心轴线4对称。

在第二实施例中，仅最后一个或最后两个加工步骤创造质量，使得所有前面的加工步骤可以就加工效率和/或磨损方面进行优化。

图5现在示出了齿轮制造机器10的实施例的透视图，该齿轮制造机器适于用来执行根据本发明的方法并为此目的而包括适当编程的控制单元20。

齿轮制造机器10包括在左侧上示出的加工头16、以及在中间处示出的刀具保持器13和工件保持器12。为了执行齿轮制造加工操作，夹紧在工件保持器12中的工件可以由夹紧在刀具保持器13中的刀具加工。在右侧上，示出了具有环形装载器的对置保持器。

在本实施例中，齿轮制造机器具有用于移动刀具保持器13的运动轴线A1、C1、V1、X1、Z1和用于移动工件保持器12的运动轴线C2。对置保持器具有用于未示出的对置保持器臂的线性轴线Z4、以及环形装载器的旋转轴线C3。

详细地，刀具保持器的旋转轴线C1允许刀具的旋转，并且在与其滚动联接时，工件保持器的旋转轴线C2允许工件旋转移动。

线性轴线X1允许刀具垂直于刀具的和工件的旋转轴线的平移移动，并且因此允许中心距离(即，刀具到工件的中心进刀)的变化。

线性轴线Z1允许刀具在竖直方向上或平行于工件的旋转轴线的平移移动，并且因此允许刀具的在工件的宽度方向上的移动。

枢转轴线A1允许刀具的枢转移动，并且因此允许轴线交角的调整。

线性轴线V1允许刀具的在垂直于X1轴和Z1轴的方向上的位移移动。为此目的，V1轴优选地布置在Z1轴与A1轴之间。

在本实施例中，具有轴线C1和A1的加工头经由两个滑动件(这两个滑动件提供轴线V1和轴线Z1)布置在刀具支架15上，该刀具支架又经由轴线X1布置在承载工件保持器12的工作台上11。

然而，根据本发明的齿轮制造机器也可以具有不同轴配置。

图6现在示出了刮削刀具14，特别地是刮削轮，根据本发明，刮削刀具与工件16的制齿啮合以进行齿轮制造加工并在与其滚动联接时以移除切屑的方式加工该工件。

在每个加工步骤中，刀具14在工件16的轴向方向上沿该工件被引导并以移除切屑的方式在其上产生轮廓，该轮廓由中心距离和旋转角度预先确定。在两个此类加工步骤之间，在本发明的框架内改变中心距离和/或旋转角度，以便在下一个加工步骤中产生对应偏移的轮廓。

根据本发明的方法既可用于制造外部制齿的工件，也可用于制造内部制齿的工件。工件优选地是具有正齿轮制齿的齿轮。制齿的工件优选地通过根据本发明的方法从坯料切出。