[发明专利]用于测量滚动加工刀具的方法和装置

说明书

在一种用于测量对有齿的工件进行滚动加工的刀具(1)的方法中，计算虚拟刀具的倒圆的虚拟切削刃上的虚拟接触点。然后基于所计算出的虚拟接触点来计算和设定在刀具轴线(B)与测量设备(11)之间的相对取向以及在刀具与测量设备之间的平移的相对位置。在所设定的相对取向和相对位置中进行对实际切削刃的测量。所述测量尤其能够借助于呈光束形式的柱形感测机构进行，其中柱形感测机构在虚拟的接触点处切向地接触所述虚拟切削刃。

技术领域

本发明涉及一种用于测量滚动加工刀具的方法以及一种用于执行所述方法的装置。

背景技术

滚刮齿法是一种连续的切削方法，其中使用齿轮状刀具加工旋转的工件。除了软加工以外，所述滚刮齿尤其也能够用于硬精加工预制齿的工件。为了加工工件，刀具和工件容纳在旋转主轴上。刀具和工件的转动轴线在此偏斜地设置。通过刀具和工件围绕转动轴线的转动运动耦合，实现了具有复杂的滚刮齿运动学的方法典型的滚动运动。借助这种切削方法，能够对外齿部和内齿部进行加工。

滚刮齿刀具的齿在刀具端面的区域中形成切削刃。在实践中，每个齿的切削刃不形成任意锋利的棱边，而是以半径倒圆。在被刮齿的工件上最终的齿面借助于通过滚刮齿刀具的在几何形状上限定的切削刃形成包络剖面而成形，其中在滚刮齿加工结束时几乎不再去除切屑，并且仅还逐点地在刀具和工件之间发生接触。在滚动运动过程中，在完成加工的工件和刀具之间的相应的接触点连续地沿着倒圆的切削刃移动。刀具和工件的转动轴线的偏斜设置在此引起：所述接触点不仅在纵向方向上沿着切削刃，而且同时其在切削齿倒圆部的弯曲部上的方位也横向于此变化。在滚动运动过程中起作用的接触点在切削齿倒圆部上形成空间曲线。所述空间曲线的伸展通过刀具的设计和设定变量，如刀具和工件的相对取向和方位来确定。所述空间曲线能够从设计数据中计算得出。

Andreas Hühsam的论文，“Modellbildung und experimentelle Untersuchungendes ”(“Modelling and experimental investigations of thehob peeling process”)，研究报告第111卷，卡尔斯鲁厄大学的wbk研究所，Shaker VerlagGmbH，2002年，第23-66页，和Andreas Bechle”的“Beitrag zur prozesssicherenBearbeitung beim Hochleistungsfertigungsverfahren ”(“Acontribution to reliable machining using the high performance productionprocess of hob peeling”)，研究报告第132卷，卡尔斯鲁厄大学的wbk研究所，ShakerVerlag GmbH，2006年，第26-68页，全面论述了滚刮齿的建模和滚刮齿刀具的符合质量要求的制造作为滚刮齿法的决定性因素。Hühsam提出滚刮齿的运动学模型。借助该方式能够计算出滚刮齿刀具的复杂的切削刃几何形状。Bechle在第28页的第2-21段示出用于制造所述滚刮齿刀具的示意性过程。刀具坯件借助于磨削制成。在第一磨削工序之后，在测量机上对滚刮轮进行测量，并且确定尺寸精度和形状精度。与期望几何形状的偏差被确定并且通过校正NC修整过程和重新对磨削盘进行仿形而被消除。该循环重复多次，直至尺寸和形状正确为止。

然而，在借助常规的测量机械进行测量时不考虑在切削刃倒圆部上的接触点在滚动运动过程中沿着已经提及的空间曲线移动。常规的测量机械不能考虑所述空间曲线。

此外，在单独的测量机械上进行测量是不利的，因为将刀具再夹紧在测量机械和刀具主轴之间是费时的，并且在此可能产生夹紧错误和再夹紧错误，这会对制造结果产生不利影响。

在US 2015/0081083 A1中提出，以感测的方式测量滚刮齿刀具。为此提供测量体，所述测量体示出工件齿部的要加工的齿面的精确成像。这种类型的测量虽然能够实现准确地确定要在加工机械上设定的在工件轴线和刀具轴线之间的间距，然而不适合用于测量在滚刮齿时起作用的切削刃。