生产锥形齿轮的机器和方法技术

一种制造锥形齿轮和准双曲面齿轮的机器（２），它包括一机柱（４），该机柱具有一第一侧面（６）和一第二侧面（８）。第一侧面（６）可移动地固定有一第一主轴（１０），该第一主轴可绕一第一轴线（Ｑ）转动。第二侧面可移动地固定有一第二主轴（４０），该第二主轴可绕一第二轴线（Ｎ）转动。第一和第二主轴（１０，４０）最多可在三个直线方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上彼此相对地线性移动，第一和第二主轴中至少有一根可相对于其相应的侧面以角度方式运动。第一和第二主轴中至少一根的这种角度运动是围绕一相应的枢转轴线（Ｆ）进行的，该枢转轴线与其相应的侧面基本平行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮制造机器，更具体地是涉及切削和磨削锥形齿轮的机器。
技术介绍
在齿轮、尤其是锥形齿轮的生产中，通常使用两种类型的工艺，即范成法(滚切)和非范成法。范成法可分为两种，即端面铣削(间歇分度)和端面滚削(连续分度)。在范成法端面铣削工艺中，将一转动的刀具进给入工件的预定深度。一旦达到该深度，刀具和工件就以预定的相对滚动动作一起滚动，这称作范成滚动，就好像工件与一理论范成齿轮相啮合地转动，刀具的原料去除表面代表理论范成齿轮的齿。在范成滚动中，刀具和工件的相对运动形成轮齿的外形。在范成法端面滚削工艺中，刀具和工件以一定的时间关系转动，刀具进给到一定深度，从而以一次进刀便可形成所有齿槽。在达到最大深度之后，便开始范成滚动。非范成法，不管是间歇分度还是连续分度，其工件上的轮齿外形都是直接由刀具的外形产生的。刀具进给入工件，使刀具上的外形赋予工件。在不使用范成滚动时，理论“冠齿轮”形式的理论范成齿轮的概念可用于非范成法中。冠齿轮是一种理论上的齿轮，其齿面与非范成法中的工件的齿面是互补的。因此，在用非范成法于工件上形成齿面时，刀具上的切削刀片代表理论冠齿轮的齿。用于生产锥形齿轮的传统机械齿轮范成机器包括一工件支承机构和一摇架机构。在范成法加工过程中，摇架围绕一轴线沿一圆形路线带有一圆形刀具，该轴线称作摇架轴线。摇架代表理论范成齿轮的本体，摇架轴线对应于理论范成齿轮的轴线。刀具代表范成齿轮上的一或多个齿。工件支承件使工件相对于摇架定位，并使其相对于摇架的转动以特定的比率转动。通常，传统的机械摇架式锥形齿轮范成加工机配有一组线性和角度标尺(即设定值)，它们可帮助操作者使各机器构件准确地定位于适当位置。许多类型的传统机械摇架式锥形齿轮范成加工机一般都具有一可调机构，该机构使刀具主轴、也就是刀具轴线能相对于摇架轴线倾斜(即刀具轴线不平行于摇架轴线)。称作“刀具倾斜”的调节通常用来使刀具压力角与构件的压力角相匹配，并/或用来将刀具的切削面定位成正确地代表理论范成齿轮的齿面。在一些没有刀具倾斜机构的传统机械摇架式锥形齿轮范成加工机中，可以通过改变摇架与工件之间的相对滚动关系来达到刀具倾斜的效果。这种滚动关系的改变也称作“修正滚动”。近年来，齿轮生产机器已得到了发展，它们可减少使刀具相对于工件定位所需要的机器设定值的数量。这些机器用一线性、旋转和/或枢转轴系统代替了传统机械摇架式机器的部分或所有的设定值以及运动。专利技术概要本专利技术涉及一种制造锥形和准双曲面齿轮的机器，它包括一机柱，该机柱具有第一侧面和第二侧面。第一侧面可移动地固定有一第一主轴，该第一主轴可绕一第一轴线转动。第二侧面可移动地固定有一第二主轴，该第二主轴可绕一第二轴线)转动。第一和第二主轴最多可在三个直线方向上彼此相对地线性移动，第一和第二主轴中至少有一根可相对于其相应的侧面以角度方式运动。第一和第二主轴中至少一根的这种角度运动是围绕一相应的枢转轴线进行的，该枢转轴线与其相应的侧面基本平行。附图简述附图说明图1是本专利技术齿轮制造机的第一实施例的立体图，其刀具和工件未接合。图2是本专利技术齿轮制造机的第一实施例的立体图，表示一切削刀具与一小齿轮相接合。图3是图2齿轮制造机的俯视图。图4是本专利技术齿轮制造机的第一实施例的立体图，表示一切削刀具与一环形齿轮相接合。图5是图4齿轮制造机的俯视图。图6表示带有刀具倾斜的一传统机械摇架式锥形齿轮范成加工机。图7是一传统机械摇架式锥形齿轮范成机的俯视示意图。图8是一传统机械摇架式锥形齿轮范成机的正视示意图。图9是图8中刀具的侧视图。图10是本专利技术第一实施例的切削刀具和工件的俯视示意图。图11是沿图10的切削刀具轴线的视图。图12表示基于本专利技术第一实施例中的切削刀具的基准面的一坐标系统中的枢转轴线F。图13表示图12的坐标系统和本专利技术齿轮制造机的第一实施例的坐标系统。图14表示本专利技术第一实施例的切削刀具的坐标系统XC-ZC和齿轮制造机的坐标系统X-Z。图15是在图1-3所示实施例的齿轮制造机上切削的一小齿轮的机器轴线运动图表。图16表示与一工件主轴相关的一枢转轴线布置。图17例示了机柱的一种备选形式。图18表示与一刀具主轴相关的竖直机器运动。图19是表示枢转机构同时包括刀具和工件主轴的俯视图。图20表示水平导轨位于竖直导轨的内侧，用于使工件主轴运动。优选实施例详述下面参照附图来说明本专利技术的细节，这些附图仅以实例的方式示出了本专利技术。在附图中，类似的部件或构件将用相同的标号表示。在本专利技术的上下文中，术语“锥形”齿轮应理解为具有足够的范围，它包括称作锥形齿轮、“双曲面”齿轮的那些类型的齿轮，也包括称作“冠”齿轮或“平面”齿轮的那些齿轮。图1-5中示出了本专利技术锥形齿轮制造机的第一实施例，它总的由标号2表示。为了便于观察不同的机器构件，图1-5所示的本专利技术的齿轮制造机不带门和外部金属板。齿轮制造机2包括一单个的固定柱4，它是US6,120,355中所揭示的类型，该专利援引在此供参考。固定柱4最好是一单块结构，诸如铸铁，也可以由金属板、例如钢板组装而成，或者可以包括诸如角柱之类的各个框架构件和根据需要设置用来支承机器导轨或其它构件的框架构件。固定柱4包括至少两个侧面，最好包括四个侧面，其中至少两个侧面、即第一侧面6和第二侧面8彼此定位成所需的角度，最好是相互垂直，但定位成大于或小于90度的侧面(例如见图19中的固定柱4)也在本专利技术的考虑之内。第一和第二侧面各有一个宽度和一个高度(如图1中所示)。或者，单块的固定柱4可以包括具有非平面的侧面的形式，诸如基部呈圆柱形的柱，如图17所示。第一侧面6包括第一主轴10，该第一主轴具有一前部或支撑面15。主轴10可绕轴线Q旋转，并最好由一直接驱动电机12驱动，最好是液体冷却的，最好安装在前、后主轴轴承(未图示)的后面。主轴10可枢转地固定于一主轴支承件11，该支承件与主轴10一起可在附连于固定柱4的轨道14上沿第一侧面6的宽度沿方向Z运动。主轴10沿方向Z的运动由电机16通过一直接耦合滚珠丝杠(未图示)或通过直接驱动来提供。最好，通过现有技术中公知的合适安装设备将一切削或磨削刀具18(示出的是切削刀具)可拆卸地安装于主轴10。如上所述，第一主轴10附连于主轴支承件11，使主轴、也就是刀具18可绕枢转轴线F枢转。主轴支架13通过至少一个、最好是两个轴承连接件20和22而可枢转地附连于支承件11，即上部轴承连接件20和下部轴承连接件22。主轴10的枢转是通过电机24和直接耦合滚珠丝杠26、或通过直接驱动来实现的，并通过吊架30的套筒部分28动作。吊架30最好在一上部连接件32和一下部连接件34处可枢转地附连于主轴10，使得吊架30可以绕轴线V相对于主轴10而以角度方式运动。滚珠丝杠26、因而吊架30的前进可有效地将驱动电机12以角度方式推压离开固定柱4，从而导致绕轴线F的枢转运动，使刀具18以角度方式朝机柱4运动。参见图3对小齿轮的切削以及图5对环形齿轮的切削。当然，缩回滚珠丝杠26会有相反的效果。或者，为了实现主轴10的枢转，可在沿Z方向取向的至少一个导轨上运动并设置在主轴支承件11上的一滑块可通过一联动机构连接于主轴10或电机12。导轨上的滑块的运动使主轴10绕轴线F枢转。另一种方式是，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造锥形和准双曲面齿轮的机器，它包括：一机柱；一可移动地安装于所述机柱的工件主轴；一可移动地安装于所述机柱的刀具主轴；所述工件主轴和所述刀具主轴最多可在三个不同的方向上彼此相对平移；所述工件主轴和所述刀具主轴至少可绕 一条竖直枢转轴线彼此相对以角度方式运动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CR罗纳德，HJ斯塔特费尔德，K派弗，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：US[美国]