加工齿部的方法和为其设计的切齿机，以及相关计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及一种加工具有旋转轴(C)的齿部(2)的方法，在所述方法中，围绕旋转轴(B)被旋转驱动的加工刀具(4)在实施加工刀具与齿部之间的相对运动以生成所述齿部的在所述整个齿部宽度上预设的齿面几何形状的情况下，在加工啮合中从齿部移除材料，其中所述预设的齿面几何形状与相对所述齿部旋转轴确定所述刀具中心的运动轨迹的运动控制相匹配，所述运动控制具有在经定义的加工刀具和齿部之间的进给运动中的经定义的不等于零的轴向进刀，其中在第一加工中，仅为制造所述齿面几何形状的特别是主要部分(5)而根据所述运动控制实施相对运动，而在第二加工中制造齿面几何形状的其他特别是剩余部分(6)，在所述第二加工中，所述刀具中心与所述齿部旋转轴的距离以使得所述刀具中心远离所述齿部的方式相对所述固定的运动轨迹被改变，并且在所述方式中，所述加工啮合的由此发生的变化通过相对运动的相对第一加工的运动控制而言附加地实施的运动变化而被抵消。

The method of machining teeth and the cutter designed for it, as well as the related computer program products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工齿部的方法和为其设计的切齿机，以及相关计算机程序产品本专利技术涉及一种加工具有旋转轴的齿部的方法，在所述方法中，围绕旋转轴被旋转驱动的加工刀具在实施加工刀具与齿部之间的相对运动以生成所述齿部的在所述整个齿部宽度上预设的齿面几何形状的情况下，在加工啮合中从齿部移除材料，其中所述预设的齿面几何形状与相对所述齿部旋转轴确定所述刀具中心的运动轨迹的运动控制相匹配，所述运动控制具有在经定义的加工刀具和齿部之间的进给运动中的经定义的不等于零的轴向进刀，以及涉及一种用于实施所述方法的受控的切齿机。多个不同的方法设计方案揭示过这类方法，就此而言，例如在下文中采用刮齿。在刮齿中，剥离轮在滚动式加工啮合中去除齿部坯件的材料，并且在此过程中，通常在数个操作中产生具有预设的齿面几何形状的齿部，其中齿部和刀具在每个操作中均实施一个轴向的进刀运动，直至全部齿面区域均经过加工。在最后的操作后，实现(剥离)加工力求达到的(最终)几何形状。相对于随后的成品工件的最终几何形状而言，这个几何形状通常还具有加工余量，以便即使在淬火变形的情况下，也在通常后续的硬态/精加工后实现正确的最终几何形状。刮齿的最后的操作通常实施为精切加工，以制造尽可能光滑的齿面表面。在滚动啮合中，剥离轮与齿部的运动条件相当于螺旋齿轮传动装置的运动条件。也就是说，剥离轮的旋转轴在相对于轴距轴的法向平面内相对于齿部旋转轴以一个轴交叉角的程度倾斜，并且切割速度与此轴交叉角相关。根据待加工的工件的几何形状来选择轴交叉角和设计刀具，以便借助匹配的运动控制在切齿机上制造齿部的齿面几何形状。<br>本专利技术的目的在于，特别是在灵活和快速的齿部加工方面改进本文开篇所述类型的方法。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为，在工艺技术方面进一步改进所述方法，所述进一步改进的特征大体在于，在第一加工中，仅为制造齿面几何形状的特别是主要部分而根据所述运动控制实施相对运动，而在第二加工中制造齿面几何形状的其他特别是剩余部分，在所述第二加工中，刀具中心与齿部旋转轴的距离以使得刀具中心远离齿部的方式相对固定的运动轨迹被改变，并且在所述方式中，加工啮合的由此发生的变化通过相对运动的相对第一加工的运动控制而言附加地实施的运动变化而被抵消。其中，本专利技术首先基于以下认识：沿经过加工的齿部的轴向观察，所述剥离轮基于所设置的轴交叉角和所述剥离轮的包络切割的确定齿面加工进度的走向，在工作操作结束后在左右齿面上伸出所述轴向齿部末端，所述轴向的进给方向在所述加工中朝向所述齿部末端。在呈盘形的齿部中，这种工件最终位置相比齿部而言不明显，而在制造除齿部本身外还具有其他布置在齿部的轴向上的结构的齿部时则需要考虑到这个最终位置，这些结构就齿部的加工而言被视为潜在的干扰轮廓。若干扰轮廓与齿部本身的距离过近，则视情况不再考虑将刮齿作为加工工艺，并且在此情况下例如需要通过插齿来制造相应的齿部。但视情况也可能通过设置尽可能小的轴交叉角来实现更加有利的最终位置定位，这样就能刚好不与干扰轮廓发生碰撞。本专利技术进一步基于以下认识：在制成所力求达到的在齿部宽度上具有大体相同的齿部深度的齿面几何形状后，所述加工刀具相对于齿部的最终位置由两个不同的分量组成，一方面，由在完成对左右齿面中的一个的加工后直至完成对另一齿面的加工为止所需的刀具的轴向超行程运动组成，因为具有左右齿面的齿面几何形状的包络切割就齿部轴的法向平面而言不对称。另一分量为纯粹的几何分量，其由如下方式产生：基于轴交叉角，即使是在两个齿面上的全部加工均已完成的位置中，与加工接触在超行程末尾所处于的齿部轴法向平面相比，旋转式加工刀具的包络线的轴向伸出程度也更大。包络线在相对运动期间的运动跟随刀具中心的运动轨迹。通过本专利技术可以减少甚至完全避免由超行程所产生的这些分量，具体方式是，在保持进给的情况下进行轴向进刀的常规加工并不实施至齿面几何形状制造完成，而是仅在几何形状制造的一部分中实施该加工，优选以至少使得左右齿面被加工成预设的齿面几何形状的程度实施该加工。针对其他特别是剩余的齿面部分而言则偏离这个第一加工，也就是说，该加工并非如常规那样继续实施，直至在完成超行程后达到传统的最终位置。确切而言，例如以某种方式改变加工刀具与齿部之间的相对运动，从而减少甚至停止轴向进刀，并且使得刀具例如在径向上远离齿部。但其他部分上的并未在第一加工中实现的预设齿面几何形状还是通过如下方式实现：在第二加工中实施反作用的且大体为补偿式的修正运动，该修正运动实施至少一个与轴向的进刀轴不一致的运动轴的相对第一加工而言经额外改变的运动。因此，例如通过形式为围绕齿部旋转轴(或刀具旋转轴)(附加运动轴)的附加旋转与通过径向运动轴进行的运动的叠加运动来在第二加工中产生齿面。相对直至通常实施的超行程运动结束为止通常保持恒定的进给而言，加工刀具远离经过加工的齿部。这两个(第一和第二)加工属于相同的操作。因此，也可以以在齿部宽度上大体保持不变的齿部深度来制造预设的齿面几何形状，即使加工刀具无需为此完整地实施传统的超行程，而是在关键区域内在另一运动轨迹上相对齿部运动，该运动轨迹可以从承载齿部的工件的干扰轮廓旁边经过。齿部可以在运动接近终了的末端上以不形成下垂的方式敞开。特定而言，加工刀具不再处于在第一加工继续进行直至完成超行程时将会达到的相对齿部的最终位置。在最终位置上，径向([x2+y2]1/2)距离更大。在任何情形下，本专利技术的加工优选均在最后的(最深的)加工操作(剥离操作)中实施。因此，本专利技术使得在例如用于刮齿的情况下，与传统加工中因干扰轮廓而采用的轴交叉角相比，能够以更大的轴交叉角加工工件，从而实现更快的切割速度和更短的加工时间。另一方面，基于本专利技术，能够将刮齿更加灵活地应用于否则将只能通过插齿加工的工件类别。第一加工优选在双齿面工艺(Zweiflankenverfahren)中实施。第二加工优选在单齿面工艺(Einflankenverfahren)中实施，因此，优选在左右齿面中的一个就预设的齿面几何形状而言完成加工的情况下实施从第一朝第二加工的过渡。刀具侧的加工啮合范围在这两个加工中优选为相同的。原则上无法排除在第一加工前实施第二加工(运动学上的运动逆转)。但第二加工特别优选在时间上紧接着第一加工。在一种特别优选的实施方式中，通过所述径向的(进给)轴来改变所述刀具中心的运动轨迹。以这种方式就能将起反作用的附加运动与径向的移出运动(Austauchbewegung)结合在一起。但(首要是就外齿而言)原则上也可以采用切向的移出运动，视情况还与径向的移出运动叠加。在另一特别优选的设计方案中，所述起附加反作用的运动轴是通过齿部旋转轴和/或加工旋转轴的相对的附加旋转而实现。这个用于对因从第一朝第二加工的转移运动而改变的啮合进行补偿的附加旋转特别易于实施，因为机器侧的附加旋转原本就可以设置或被设置为用于旋转轴的纯粹的同步滚动耦合，以便例如在螺旋齿和轴向进刀中保持滚动切齿。视情况也可以改变其他从第一朝第二加工的运动轴设置，例如切向轴(与轴距轴(也就是径向的进给轴)正交且具有正交分量或垂直于齿部旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工具有旋转轴(C)的齿部(2)的方法，在所述方法中，围绕旋转轴(B)被旋转驱动的加工刀具(4)在实施加工刀具与齿部之间的相对运动以生成所述齿部的在所述整个齿部宽度上预设的齿面几何形状的情况下，在加工啮合中从齿部移除材料，其中所述预设的齿面几何形状与相对所述齿部旋转轴确定所述刀具中心的运动轨迹的运动控制相匹配，所述运动控制具有在经定义的加工刀具和齿部之间的进给运动中的经定义的不等于零的轴向进刀，/n其特征在于，在第一加工中，仅为制造所述齿面几何形状的特别是主要部分(5)而根据所述运动控制实施相对运动，而在第二加工中制造齿面几何形状的其他特别是剩余部分(6)，在所述第二加工中，所述刀具中心与所述齿部旋转轴的距离以使得所述刀具中心远离所述齿部的方式相对所述固定的运动轨迹被改变，并且在所述方式中，所述加工啮合的由此发生的变化通过相对运动的相对第一加工的运动控制而言附加地实施的运动变化而被抵消。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170711 DE 102017006553.51.一种加工具有旋转轴(C)的齿部(2)的方法，在所述方法中，围绕旋转轴(B)被旋转驱动的加工刀具(4)在实施加工刀具与齿部之间的相对运动以生成所述齿部的在所述整个齿部宽度上预设的齿面几何形状的情况下，在加工啮合中从齿部移除材料，其中所述预设的齿面几何形状与相对所述齿部旋转轴确定所述刀具中心的运动轨迹的运动控制相匹配，所述运动控制具有在经定义的加工刀具和齿部之间的进给运动中的经定义的不等于零的轴向进刀，
其特征在于，在第一加工中，仅为制造所述齿面几何形状的特别是主要部分(5)而根据所述运动控制实施相对运动，而在第二加工中制造齿面几何形状的其他特别是剩余部分(6)，在所述第二加工中，所述刀具中心与所述齿部旋转轴的距离以使得所述刀具中心远离所述齿部的方式相对所述固定的运动轨迹被改变，并且在所述方式中，所述加工啮合的由此发生的变化通过相对运动的相对第一加工的运动控制而言附加地实施的运动变化而被抵消。


2.根据权利要求1所述的方法，其中相对所述第一加工的运动控制而言有所变化的相对运动轴为径向轴(X)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述附加的运动变化至少部分地通过齿部旋转轴(C)和/或加工旋转轴(B)的相对的附加旋转而实现。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述第二加工中，切向轴(Y)的设置和/或围绕所述轴距轴在所述旋转轴之间的旋转相对所述第一加工而言有所变化。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述齿部与所述加工刀具在所述相对运动期间相互滚动啮合。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中齿部与加工刀具的所述旋转轴以不等于零的轴交叉角(Σ)布置。


7.根据权利要求6所述的方法，其中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克瑞斯切尔，
申请(专利权)人：格里森普法特机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE