[发明专利]采用插齿工艺制造锥形齿轮或准双曲面齿轮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造锥齿轮或准双曲面齿轮的方法，其在单分度法插齿(plunging)工艺或连续插齿工艺中制造，特别是使用铣刀头进行。

背景技术

锥齿轮和准双曲面齿轮的种类多种多样。

例如，圆弧齿锥齿轮是在单分度工艺(也称为间断分度工艺、单分度工艺或端面铣削)中制造的。单分度工艺在图1中被示意性示出。切刀头20的刀片21执行圆运动，同时待制造的锥齿轮的一个槽被制造。为了制造另外的齿隙，切刀头20退刀并且工件11旋转通过螺距角。逐步的进一步旋转(在此为逆时针方向)在图1中是通过箭头A、B、C表示的(称为分度旋转)。从而，一个齿隙22总是在一次操作中被制造。

另一方面，外摆线，特别是扩展外摆线(也称作延长外摆线)有齿锥齿轮是通过连续分度工艺(也被认为是连续铣削，连续分度加工或端面滚铣)制造的。在该连续分度工艺中，切刀头和工件都以彼此暂时匹配的动作顺序旋转。分度因此被连续地完成并且槽和相应的齿也同时被类似地制造。

众所周知，环形齿轮不仅可以通过滚铣也可以通过插齿(也称作插入)制造。在这种情况下，刀具前进到工件中。这种情况下我们提到成型工艺或者也提到齿轮传动(是美国纽约州罗切斯特市格里森公司(The Gleason Works)的商标)。这个工艺过程在环形齿轮的制造中节省了时间。由于没有产生展成滚压运动，刀具轮廓被复制到环形齿轮槽中。因此而制造的环形齿轮具有刀具的轮廓，例如，齿侧的齿廓曲率由第一刀具的刀具轮廓形状直接获得。然而锥齿轮副的相应共轭小锥齿轮却必须在修正的滚压工艺中制造，从而滚压的小齿轮和被插齿的环形齿轮可彼此正确运转。这方面的具体内容可被获得，例如可从2008年Springer Verlag出版的由J.Klingelnberg所写的“Grundlagen，Anwendungen”(锥齿轮；原理；应用)一书第16-17页获得。

从美国专利US1982036可获知一种用于制造插齿环形齿轮和相匹配的滚压的小齿轮的工艺，其中这个例子中的两个锥齿轮都具有锥形齿。所提及的该工艺的具体内容可从美国专利US2105104和US2310484得出。这些专利是关于弧齿或螺旋齿锥齿轮的制造的。

在插齿过程中，刀具必须在材料加工切除完成之前插入到工件中预定的深度。插齿通常是通过相对于工件线性进给刀具来完成的，例如，通过平行于刀具轴线的支架的线性运动来完成。显然，随着插齿的增加，执行除屑加工的所谓的有效切削长度也在增加。这会产生这样的结果，产生的力以及机器轴上的载荷会增加。在插齿过程中非均匀刀具及机器载荷可由此产生。此外，由于试图补偿产生的任何振动，机器的NC控制处于较大的压力下。

例如在专利EP0850120B1的第0011段中描述了非均匀刀具负荷的产生。然而，EP0850120B1主要是关于提出一种可以使刀具刀片的所谓次级切削刃的切屑载荷降低的解决方案。按照EP0850120B1，描述了一种可将刀具前进到工件中的预定深度的特殊方法。由两个矢量分量组成的进给路径被预先限定。如传统的插齿那样的第一矢量分量朝着刀具轴线的方向运动，并且第二矢量分量朝着工件的表面宽度的方向(即沿齿隙的方向)运动。

从国际专利申请WO97／31746得知，杯形刀具可用于工件的除屑加工处理，这样在工件还在执行分度旋转时，插齿就已经开始了。本专利申请的目的是缩短加工持续时间。

发明内容

本发明的目的是减小插齿铣削过程中刀具和/或机器的负荷。

本发明涉及锥齿轮和准双曲面齿轮的铣削。特别涉及环形齿轮。

本发明的目的是通过权利要求1所述的方法实现的。本发明的优选实施例构成了从属权利要求的主题内容。

本发明的方法被设计成用于锥齿轮或准双曲面齿轮工件的至少一个齿隙的除屑加工，并且包括以下在单分度方法或连续方法中执行的步骤：

a.在以下分度步骤的执行过程中，使具有多个切削刃的刀具绕刀具旋转轴线旋转，

b.沿第一插齿矢量执行第一相对线性插齿运动，第一插齿矢量沿基本上垂直于工件的底锥(foot cone)延伸并且其限定了第一插齿运动的一个端点，该端点位于工件上的一个位置，该位置大于待加工的齿隙的槽深10％，以用第一主切削刃主要加工靠近齿隙的第一齿侧的齿顶区域，

c.沿横向矢量执行相对横向运动，以使第二主切削刃朝齿隙的第二齿侧方向运动并主要加工靠近齿隙的第二齿侧的齿顶区域，