在分度过程中切削齿轮的方法技术

一种用一具有一个或多个材料切除表面的通常为杯状的工具（２４）加工一锥齿轮状工件（３６）中的一条或多条齿槽的方法。该方法包括通过绕一工件旋转轴线间断旋转将各个齿槽连续带到一最后加工位置（１）而将工件（３６）分度；在至少一部分分度的同时，使工具（２４）定位而与工件接触，以开始加工齿槽；并在分度过程中切入工具，在对工件进行分离的同时移动工具以使工具保持位于齿槽中；工具的切入、移动，以及分度继续到至少直至到达最后加工位置（１）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于切削齿轮之类尤其是锥齿轮和准双曲面齿轮的方法。本专利技术具体涉及一种在工件分度过程中进行工件加工的加工方法。
技术介绍
在本说明书及其权利要求书的文本中将参照“锥”齿轮。这种参照倾向于包括外形通常为圆锥形并在交叉轴线上运转的齿轮，但也倾向于包括那些在非平行、非交叉轴线上运转的的齿轮如准双曲面齿轮。由非创成加工过程即不采用加工摇台转动或等同物并且工具的轮廓形状被赋予工件上的加工过程可以通过端面铣和端面滚来实现。非创成端面滚包括刀具头上的成组、通常是成对配置的切削刀片。端面滚包括穿过一齿槽的每组切削刀片，该组中每一刀片均形成一完全沿齿槽的纵向部分的切口。该端面滚加工过程系齿槽中在任何给定时间均有多于一把刀片存在。通过刀具与工件以一相互定时关系转动，从而能使工件连续分度连续形成齿轮的每个轮齿齿槽。在非创成端面铣方法中，工件系保持不旋转而切削刀具则切入工件全深以形成一齿槽(即齿间隔)，从而产生相邻轮齿的相对两侧。在全深处作一短暂停留以保证形成所需齿槽之后，将该刀具从该齿槽中退出，然后通过工件旋转将工件分度到下一齿槽位置并重复切削加工过程。应注意，非创成切削加工过程中最常用的工具包括被配置在一绕刀具头的圆上的切削刀片，这些切削刀片相互对齐，以便当工具旋转时通过这些切削刀片的刀尖形成一个圆。切削工序之后，通常即对已端面铣的工件进行热处理，然后并进行精加工如研磨或磨削，虽然在一些情况下也采用精切削工序。对锥齿轮进行磨削的一种方法是采用一通常为杯状的磨轮，加工步骤与端面铣类似。按照相同的加工步骤将磨轮切入一齿槽，暂停一段时间以允许磨轮切除所有需切除的材料或“磨削至无火花”(spark out)，退出磨轮，以及将工件分度到下一齿槽。在端面铣切削和磨削加工过程中，使工件分度到下一齿槽位置所需的时间占的比例相当大。在磨削中，用于分度的时间估计等于磨削时间的30-60％。分度时间表示闲置时间，在此期间不进行切削，故一特定机器上所需零件的生产有效停止以进行分度。当将分度时间作为一个整体例如将在一天、一周、一月中用于分度的总的时间来考虑时，所产生的非切削时间就相当可观，与这种非生产时间有关的成本相应提高。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种减少与分度有关的非生产时间的加工方法。本专利技术的进一步的目的在于提供一种加工方法，这种方法在加工的同时进行至少一部分分度、从而使以前的闲置加工时间得以生产利用、并使循环时间和加工质量得以改善。专利技术概况本专利技术涉及一种用一具有一个或多个材料切除表面的通常为杯状的工具加工一锥齿轮状工件中的一条或多条齿槽的方法。该齿槽包括一具有圆弧形式的长度方向曲线的齿根部。该方法包括通过绕一工件旋转轴线旋转的工件分度将齿槽中的一个带到一最后加工位置。在至少一部分分度的同时，使工具定位而与工件接触，以开始加工齿槽。该工具在分度过程中切入齿槽，但该工具在工件分度的同时移动以使该工具保持位于齿槽中。工具的切入、移动以及分度继续到至少到达最后加工位置。该工具可以是一切削工具或磨轮，而分度可以是间断的或连续的。附图简单说明附图说明图1示意性地表示一用于进行本专利技术加工过程的机床。图2用图解形式表示工件轴线(W)在按照本专利技术的分度过程中的位置和速度。图3用图解形式表示工具切入轴线(Z)在按照本专利技术的分度过程中的位置和速度。图4用图解形式表示机床轴线(X)、(Y)和(B)在按照本专利技术的分度过程中的代表性位置和速度。图5用图解形式表示工件轴线(W)在按照本专利技术的分度过程中的另一位置和速度。较佳实施例具体描述现参照附图对本专利技术进行具体描述。本专利技术的方法可在任何能沿和/或绕三根相互垂直的轴线使一工具和工件相对定位的机床上实现。一用于实施本专利技术加工过程的较佳的锥齿轮加工机床如图1所示。该机床系颁发给Krenzer等人的美国专利号4981402中所揭示的型式，它包括工具与工件之间沿和/或绕三根相互垂直轴线的直线和旋转的相对运动且为计算机数控(CNC)。该锥齿轮加工机床包括一底座10，装在底座10上的一工具支承12和工件支承26。工具支承12包括可在导轨16上沿机床底座10的宽度(X轴线)移动的工具支承架14，以及可在位于承架14上的导轨20上沿相对于机床底座10垂直方向(Y轴线)移动的工具头18。一工具主轴22可旋转地装在工具头18中，一工具24可拆卸地安装在工具主轴22上以绕一工具轴线(T)旋转。在图1中，工具24被表示为一通常为杯状的磨轮，然而，本专利技术也可采用包括多个切削刀片的切削类工具24。工件支承26包括可在导轨30上沿机床底座10的长度(Z轴线)移动的工作台28，以及可沿一圆弧轨迹在导轨34上移动以提供绕一枢转轴线(B轴线)枢转的工件头32。工件36可拆卸地安装在一位于工件头32中的可旋转的工件主轴38上，用于使工件绕一工件轴线(W)旋转。工具主轴22、工件主轴38、工件头32、工作台28、工具头18和支承架14均由单独的驱动马达(未示)驱动。上述部件均能彼此相对独立运动并可同时相对运动。每个相应的马达均连接有一反馈装置例如一线性或旋转编码器(未示)作为一CNC系统的一部分，该CNC系统按照输入到一计算机(未示)中的指令管理驱动马达的运转。该编码器向计算机提供有关每个可移动部件的实际位置的反馈信息。如图1所示的机床能在该机床加工范围内相对于一工件将一工具定位在几乎任何位置。而且，这些机床能沿或绕直线或旋转轴线对部件进行非常迅速而精确的定位。在通过非创成端面铣加工锥齿轮时，迄今为止的实践都是相对于工具将工件带入，以通过将工具切入工件一定深度而对工件上一特定齿槽位置进行加工。在这种类型的加工过程中，是将工具的形式赋予工件。换句话说，工具的材料切除表面(一个或多个)将形成一具有与该工具相同轮廓的齿槽。为了在工件上形成正确的轮齿表面，必须形成一正确的齿槽。只有当工具轴线和工件轴线相互在适当位置时，才能实现所需的轮齿表面的几何形状。对工具轴线只有一个独一无二的精确的位置，该工具在此位置将在工件中全深度位置处形成所需的在几何上正确的齿槽。工具的刀尖部在此位置与所需齿槽的根部互补，而工具的齿侧面也与所需轮齿的齿侧面互补。对于非创成端面铣加工过程来说，该加工位置即为“切入”位置，并在图1中位置1处示出。在现有技术中，上述切入位置1是通过工件36来假设的。然后使工具24相对于工件36进给到一全深度位置以形成所需齿槽。然后将工具24退出并对工件36进行分度，以将下一个齿槽从位置2带到由前面的齿槽占据的相同的加工位置1，而将在位置3处的齿槽相应地分度到位置2。将工具24重新切入工件36并退出。然后将本来位于位置3处的齿槽分度到加工位置1并重新开始加工。重复分度、加工和退出的过程，直至工件上的所有轮齿齿槽形成。在现有技术中，用于分度的时间占据相当大的比例。在分度过程中不进行加工而该闲置加工时间是非生产性的。本专利技术人已经揭示，通过在工件实际分度过程中开始加工过程能大大减少非生产性分度时间。如上所述，相对于需加工的工件齿槽只有一个工具轴线位置，该位置在工具全深度处提供正确的齿槽。然而，本专利技术人已经揭示，当工件如图1所示被分度到“切入”位置1时，可发生该工具相对于该工件的起始接触和切入。由于在本专利技术的文本中，加工是发生在所达到“切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用一具有一个或多个材料切除表面的通常为杯状的工具加工一锥齿轮状工件中的一条或多条齿槽的方法，所述方法包括： 通过绕一工件旋转轴线旋转将所述齿槽中的一个带到一最后加工位置而将工件分度， 在至少一部分分度的同时，使所述工具定位而与所述工件接触，以开始加工所述齿槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼J斯塔特费尔德，威廉D，麦克格拉松，肯特D，扬克，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：US[美国]