[发明专利]具有多个切削策略的强力刮削加工方法

说明书

一种具有多个切削策略的强力刮削加工方法，采用强力刮削刀具强力刮削加工工件，所述工件具有工件旋转轴线和旋转对称周期性结构，该方法包括：提供工件；提供强力刮削刀具，其包括多个切削齿或切削嵌入件；规定刀具相对于工件的第一有效轴夹角；用第一有效轴夹角对工件进行第一次强力刮削加工，在第一次强力刮削加工期间，刀具切入到工件中至第一进给深度，并且对工件的周期性结构的齿面进行预机加工；规定刀具相对于工件的第二有效轴夹角；用第二有效轴夹角对工件进行第二次强力刮削加工，在第二次强力刮削加工期间，刀具切入到工件中至最终进给深度，并且对工件的周期性结构的齿面进行进一步机加工，并且第一和第二有效轴夹角不同。

技术领域

本发明的主题为一种强力刮削加工齿轮齿的方法。

背景技术

现有许多用于制造齿轮的方法。在切削式软预机加工中，分为滚齿加工、插齿加工、刨削和强力刮削。如在下面更详细说明的一样，滚齿加工和强力刮削加工是所谓的连续方法。

插齿加工方法可通过圆柱齿轮传动来说明或显示，因为插齿刀具1的旋转轴线Rl和工件2的旋转轴线R2之间的夹角(也称为轴夹角)为0°，如在图1中示意性所示一样。当轴夹角为0°时，两个旋转轴线Rl和R2平行延伸。工件2和插齿刀具1分别连续围绕其旋转轴线R2或Rl旋转。这些旋转运动由参考符号ω₁和ω₂显示出。插齿刀具1除了旋转运动外还附加地进行升降运动，该升降运动在图1中通过双向箭头S_hx来表示，并且在该升降运动中从工件2上去除切屑。

—段时间以前，重新采用了一种方法，该方法被称为强力刮削加工。其溯源约有100年历史。

在强力刮削加工的情况下，如图2A所示，规定好在强力刮削刀具10(又被称为刮削轮)的旋转轴线Rl和工件20的旋转轴线R2之间轴夹角Σ，它不等于零。强力刮削刀具10和工件20之间所产生的相对运动是螺旋运动，该螺旋运动可分解为旋转分量(转动分量)和插入分量(平移分量)。圆柱形螺旋齿轮传动可以被当作是驱动技术模拟，其中旋转分量对应于滚动，插入运动对应于齿面的滑动。轴夹角Σ相对于绝对值的数值越大，加工工件20所需的平移运动分量增加越大。具体地说，平移运动分量引起强力刮削刀具10的切削刃沿工件20齿面方向的运动分量。在强力刮削加工的情况下，利用交叉的螺旋齿轮等效传动的相啮合齿轮的啮合相对运动的滑动分量来实施切削运动。在强力刮削加工中，仅需要与工件20的旋转轴线R2平行的缓慢轴向进给S_ax(也称为轴向进给)，并且省略所谓的插齿运动，这对于插齿加工而言是典型的。因此在强力刮削加工中也不会出现任何冲程运动。

在强力刮削加工中的切削速度直接受到强力刮削刀具10或工件20的转速和所使用的旋转轴线Rl和R2的轴夹角Σ的影响。因此轴夹角Σ以及因此滑动分量应这样选择，从而在转速给定的情况下为材料机加工实现最佳的切削速度。

以前已知的强力刮削加工方法的运动工序和其它细节可从已经在图2A中所提及的示意图中推导出。图2A显示出在圆柱形工件20上强力刮削加工外齿部。工件20和刀具10(在此为圆柱形强力刮削刀具10)例如以角速度ω₁和ω₂为基础沿相反方向旋转，如在图2A中可以看出的一样。圆柱形刀具10倾斜离开工件20以产生出动态间隙角。