本发明专利技术涉及一种用于对工件啮合齿(22)进行倒角的倒角刀具(4)，其包括螺旋啮合齿，所述螺旋啮合齿针对每个螺纹具有多个齿(5)，所述齿(5)具有几何形状限定的切削刃并且具有齿廓(8、9；8’、9’)，所述齿廓设计成在与工件啮合齿进行滚动加工接合中用于单侧面加工，并且从刀具的轴向截面观察是不对称的。本发明专利技术还涉及一种倒角系统(100)、一种齿轮切削机以及一种用于在工件啮合齿的齿面侧的齿边缘上产生倒角的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倒角刀具、倒角系统、齿轮切削机及啮合齿的倒角方法
本专利技术涉及一种用于工件啮合齿的倒角刀具以及由该刀具执行啮合齿倒角的方法。众所周知，在加工啮合齿时在端部齿的边缘产生毛刺，由于各种原因必须去除这些毛刺。此外，对于许多应用，仅去除毛刺是不够的。这是因为，如果不对齿边缘进行加工，则存在这样的风险，即在随后的啮合齿硬化期间，由于过度渗碳，齿边缘将变得玻璃硬化，然后在负载下破裂。由于这些原因，应该对齿边缘进行倒角，为此已经开发了许多技术。如今经常使用的技术是将齿边缘塑性再成型为倒角，在这种技术中，工件的材料在齿边缘的区域中通过倒角轮滚动而成与置换具有齿的结合部，EP1279127A1中的示例如所公开然后适当地去除被置换的材料，如DE102009018405A1中所述。还有一些切削方法，其中通过切削在齿边缘上产生倒角。为此，可以使用切削刃形状与齿廓无关的飞刀(图10)，在倒角过程中适当地引导飞刀的位置(包括轴向间距和枢转角度)以便允许切削接合以滚动方式沿循工件啮合齿的轮廓形状。一种在外观上与飞刀相似的倒角刀具是EP1495824B1中公开的“倒角刀”，它也是盘形的，但其齿的切削刃形状取决于啮合齿。在这种轮廓切削器中，切削器齿的轮廓形状与工件啮合齿的齿隙轮廓匹配。在倒角过程中，切削器齿切出整个齿隙的倒角轮廓。这在轮廓切削器和啮合齿之间产生滚动运动，从而使紧随切削器齿之后的切削器齿切削紧随最初切削的齿隙的齿隙等等。DE102013015240A1中也讨论了这种倒角刀具。此外，还提出了倒角刀具的变体，其使用几何形状不确定的切削刃去除材料，如DE102016004112A1中所公开的，即通过磨削来倒角。该变体的优点在于，对倒角刀具进行重新仿形可获得更高的灵活性，因此，例如如果更改了所需倒角的参数，则不必设计整个新的倒角刀具。此外，通过磨削的倒角导致倒角表面的高表面质量。所有这些倒角刀具都有其特定的优点和缺点。本专利技术的目的是提供一种倒角刀具，其产生在不过度的加工时间与令人满意的加工精度和灵活性之间的令人满意的折衷。就刀具技术而言，该目的通过一种用于对工件啮合齿进行倒角的倒角刀具来实现，该倒角刀具包括螺旋啮合齿，该螺旋啮合齿针对每个螺纹均具有多个具有几何形状限定的切削刃的齿，并且其齿廓设计成与工件啮合齿进行滚动加工接合的单侧面加工，并且从刀具的轴向截面看是不对称的。因此，根据本专利技术的倒角刀具在倒角过程中待倒角的啮合齿处于滚动加工接合；但是，仅对型材的一个切削面进行倒角，而未加工倒角齿隙的相对侧面。为此，齿廓是不对称的。此外，为每个螺纹提供多个齿，优选地至少2个齿，更优选地至少4个齿，特别优选地至少6个齿，使得一个齿不在工件啮合齿的齿尖和齿根之间产生整个倒角；确切地说，在工件啮合齿的一个侧面上的倒角是由多个连续的不同齿的啮合产生的，因此由倒角螺旋的多个包络部分组成。切削加工所需的加工时间比例如在磨削倒角中的加工时间更好。在每个螺纹上具有多个齿的刀具设计将刀具磨损分布在多个齿上，这导致了更有利的负载条件。另外，由于滚动加工接合，可以以恒定的轴向间距进行加工，这使得加工过程更容易。单侧面加工还允许倒角啮合齿的左右齿面的倒角设计的更大的灵活性。这意味着可以将不同设计的倒角刀具用于其他侧面。因此，根据本专利技术的不对称倒角蜗杆的设计也从根本上不同于用于滚切的具有齿条状刀具轮廓的滚刀。在倒角刀具的不对称齿廓中，与非切削侧相比，切削侧具有更平坦的齿面。在倒角刀具的优选设计中，齿廓的非加工齿面侧的轴向长度与加工侧的轴向长度的比例小于1，优选小于0.9，特别是小于0.8，和/或大于0.05，优选大于0.1，特别是大于0.2。这允许了切削侧的有利的轮廓设计，同时保持稳定的齿廓状。特别是对刀具的钝侧倒角的倒角刀具，该比例也可以小于0.7，甚至小于0.6，特别是小于0.5。特别地，为了对渐开线啮合齿进行倒角以及对其根部倒圆，加工齿面侧上的齿廓优选地由凹入部分和凸出部分组成。从根部向拐点的方向上看，凹入部分由连续减小的曲线组成。这种设计允许在与齿轮端面平行的平面中从倒角侧面过渡到齿轮侧面。此外，优选地规定，在齿根倒圆之后的齿根和过渡区之间的加工齿面侧上的齿廓的压力角的变化减小到凸形区域(拐点)，其中相对变化因子大于0.1，优选大于1，特别是大于2和/或小于10。因此，例如，在拐点处的压力角可以比在齿根倒圆之后小3倍。在特别优选的实施例中，倒角刀具的轴向长度延伸超过机加工操作的包括至少两个刀具齿的接触长度。接触长度是指投影到刀具轴线上的长度，在加工操作中刀具在该刀具轴线上加载(没有切向偏移)。此处至少涉及两个齿；取决于加工位置的中心性和齿数，可能有三个或更多的齿。由于倒角刀具的轴向长度更大，如果重新定位刀具和工件的相对位置，则其他刀具齿可至少部分地与工件进行加工接合。这种重新定位可以是刀具沿其轴线的直接位移，或者可以例如通过叠加线性轴向运动而具有与这种位移相似的效果。优选地，为此目的，刀具的所有能够切削的齿具有相同的轮廓和相同的齿高。优选地，刀具齿在切削动作方面相同地设计；特别是省去了预切削齿、特殊设计的初始齿或无效齿。这产生了有效的倒角刀具。在这种情况下，倒角刀具的轴向长度超出接触长度延伸接触长度的至少50％，特别是接触长度至少100％。这种设计的优点是可以实现更长的刀具使用寿命，因为，例如，当在一个刀具区域达到一定程度的磨损时，无需用替换刀具来更换刀具，而是可以用倒角刀具的另一刀具区域进行倒角。为了将齿廓设计成所需的倒角(具有倒角宽度(在倒角、齿边加工期间，端面处的工件的齿厚逐渐缩小20％，或者缩小15％，或者视情况而定，甚至缩小10％，这与啮合齿的所谓的磨尖或斜切不同，其中端面上的工件齿损失了其齿厚的50％以上，即加工了整个齿)和倒角角度)，可以想到多种变体。有利地首先设置倒角刀具的参数，例如螺旋啮合齿(倒角蜗杆或滚刀)的外径和螺纹数。此处可以使用滚切作为参考，即，合适的外径和螺纹的数量可以在本领域技术人员通常会选择用于生产待倒角的齿的滚刀的范围内。在设计刀具时，还有利地考虑进行加工的轴线布局(Achskonstellation)，即沿工件轴线观察时待进行加工的刀具轴线的枢转角，包括接触高度处的刀具旋转轴线与刀具啮合齿的端面位置(滚切偏角)之间的间距。如果以这种方式设置大多数出现的参数，则通过观察倒角结果，可以从开始轮廓加工进行实验性地优化刀具轮廓的加工侧的轮廓形状。替代地，轮廓形状也可以由计算机通过模拟，通过考虑待加工的工件啮合齿的“半轮廓”(在间隙处仅一个侧面)来模拟，并且在刀具的与工件啮合齿的端部表面以所需倒角宽度间隔开的端面(因为该点应与工件啮合齿的轮廓一致)中考虑刀具的包络螺钉来模拟。对于非切削侧，仅需确保其穿透曲线确实与其他工件侧面(另一半轮廓)产生碰撞。如果发现产生/将产生大于所需的倒角，则将枢转角选择为略小，反之亦然。关于螺纹的螺旋升角，优选地设置小于30°的值。如上面已经讨论的，可以针对工件啮合齿的左右齿面中的每一个不同地形成倒角刀具。因此，本专利技术还包括由两个或更多个根据上述方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对工件啮合齿(22)进行倒角的倒角刀具(4)，其包括螺旋啮合齿，所述螺旋啮合齿针对每个螺纹具有多个齿(5)，所述齿(5)具有几何形状限定的切削刃并且具有齿廓(8、9；8’、9’)，所述齿廓设计成在与工件啮合齿(22)进行滚动加工接合中用于单侧面加工，并且从刀具的轴向截面观察是不对称的。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180226 DE 102018001477.11.一种用于对工件啮合齿(22)进行倒角的倒角刀具(4)，其包括螺旋啮合齿，所述螺旋啮合齿针对每个螺纹具有多个齿(5)，所述齿(5)具有几何形状限定的切削刃并且具有齿廓(8、9；8’、9’)，所述齿廓设计成在与工件啮合齿(22)进行滚动加工接合中用于单侧面加工，并且从刀具的轴向截面观察是不对称的。
2.根据权利要求1所述的倒角刀具，其中，所述齿廓的非加工齿面侧的轴向长度(ap/1)与加工侧的轴向长度(ap/2)的比例小于1，优选地小于0.9，特别是小于0.8，和/或大于0.05，优选大于0.1，特别是大于0.2。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的倒角刀具，其中，所述齿廓的特别是主要部分在所述加工齿面侧上是凹入的，并且特别是朝着齿尖过渡成凸形。
4.根据权利要求3所述的倒角刀具，其中，齿根和过渡区之间的加工齿面侧上的齿廓的压力角减小到凸形区域，其中相对变化因子大于0.1，优选大于1，特别是大于2和/或小于10。
5.根据前述权利要求中任一项所述的倒角刀具，其倒角的轴向长度(L)延伸超过具有至少两个刀具齿的加工操作的接触长度，使得在重新定位刀具和工件的相对位置时，该相对位置与刀具沿其轴线的位移相匹配，其他刀具齿能够与工件至少部分地进行加工接合。
6.根据权利要求5所述的倒角刀具，其中，所述倒角刀具的轴向长度(L)延伸超过所述接触长度的至少50％，特别是至少100％。
7.一种倒角系统(100)，其由两个或更多个根据前述权利要求中任一项所述的倒角刀具构成，其中，第一倒角刀具(4a)设计成用于在刀具啮合齿的左齿面上的齿边缘进行单齿面倒角，特别地不同地形成的第二倒角刀具(4b)设计成用于在工件啮合齿的右齿面上的齿边缘进行单齿面倒角。
8.根据权利要求7所述的倒角系统，其中，承载一个或多个倒角刀具(4a、4b、4c、4d)并且设计成旋转驱动所述一个或多个倒角刀具(4a、4b、4c、4d)的刀架(80；80’)能够相对于工件旋转轴线(C)在至少一个、优选至少两个、特别是至少三个线性独立的空间轴线(X、Y、Z)上移动，并能够相对于工件轴线枢转刀具轴线的倾斜角度(η)，其中产生这种枢转性(A)的枢转装置直接通过滑动件承载，特别是通过设定轴线之间的轴向间距的径向滑动件(74)承载，并且该滑动件由产生剩余空间轴向运动的滑动装置(70、7...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·施梅泽，
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
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