工具进给方法技术

一种在一用于在一工件上产生至少一个轮齿表面的加工过程中将工具在所述工件中进给到一预定深度的方法，所述工具可绕一工具轴线旋转并具有至少一个余量去除表面，所述工件可绕一工件轴线旋转，所述方法包括： 使所述工具绕所述工具轴线旋转， 使所述旋转着的工具与所述工件接触， 使所述工具沿一进给轨迹相对于所述工件进给到所述预定深度， 其特征在于，至少一部分所述进给轨迹系由一包括至少第一矢量分量和第二矢量分量的进给矢量限定，所述第一矢量分量和第二矢量分量位于一由所述工件轴线和所述工具轴线方向限定的平面中，所述第一进给矢量分量基本上在所述工具轴线方向，而所述第二进给矢量分量则基本上在所述工件的端面宽度方向。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锥齿轮之类的形成。具体来说，本专利技术涉及一种使工具在一工件中进给到一预定深度的方法，其中，进给的轨迹是被控制的。
技术介绍
在锥齿轮和准双曲面齿轮生产中通常采用两种类型的加工方法，即展成法和非展成法。在展成法中，将一旋转工具进给到工件内一预定深度。一旦达到该深度，工具和工件即一起沿一轨迹进行一滚动运动(即展成滚动)，其轨迹模仿工件与理论齿轮啮合，并绕展成齿轮轴线转动，理论齿轮的轮齿表面由去除余量的工具表面表示。轮齿的轮廓形状系通过工具和工件在展成滚动过程中的相对运动形成。展成法可以分成两类，即端面铣和端面滚。在展成法端面铣中，工件的每条槽(二个相邻轮齿的二个相近齿侧)系单独形成的。在形成一个齿槽后，将刀具从工件相对退出，将工件分度到下一齿槽位置，并使刀具和工件啮合以形成齿槽。重复该过程，直至形成所有齿槽。这种一个个地形成齿槽并需刀具退出和工件分度的加工方法一般称为间歇加工法或逐齿分度法。当工具在齿槽中被进给到一预定深度后，即开始展成滚动。在展成滚动中，可以通过若干已知的循环形成轮齿表面。一个齿槽的一个轮齿表面可以通过一向前的展成滚动形成，而相邻的轮齿表面则通过一相反方向的展成滚动形成。此外，齿槽的两侧面可以一单一的向前展成滚动加以切削，并且，如果需要一辅助切削或精切削，则可通过一反向滚动实现，以产生所需的轮齿表面。一旦轮齿侧面完成，工具即相对于工件退出，然后将工件分度到下一齿槽位置。继续该逐齿分度直至形成工件上所有轮齿表面。展成端面滚系一连续分度加工过程，其中，刀具与工件之间的一预定的同步旋转被叠加在展成滚动上。在这种方式中，工件上的所有齿槽(从而是所有轮齿表面)系通过一单一展成滚动形成。工具和工件以一同步关系旋转，然后将工具进给到工件内，从而在进给至深度时从所有齿槽中去除余量。一旦达到全部深度，即开始所需展成循环，以在工件上完全形成所有轮齿。非展成加工方法无论是逐齿分度或连续分度，都是由工具上的轮廓形状直接在工件上产生轮齿的轮廓形状。将工具进给到工件内并将工具上的轮廓形状给予工件。尽管不采用展成滚动，但作为“冠轮”为人所知的理论展成齿轮任适用于非展成加工方法。冠轮就是其轮齿表面与工件轮齿表面互补的理论齿轮。因此在非展成工件上形成轮齿表面时，工具上的切削刀片即代表冠轮的轮齿。在端面铣中，工具通常包括一具有多个从其表面凸出的条状切削刀片的圆形刀具。切削刀片可以是其侧切削刃沿轮齿的长度方向产生凹面的外侧切削刀片，或者，切削刀片可以是其侧切削刃沿轮齿的长度方向产生凸面的内侧切削刀片。端面铣工具也可包括交错的外侧刀片和内侧刀片，这些刀片形成齿槽的两侧面。由于端面铣中每个齿槽是一个个地形成的，故刀具的所有刀片在每个齿槽形成过程中经过每个齿槽。在端面滚中，系将外侧刀片和内侧刀片(在一些情况下还包括一称为“底切”刀片的第三刀片)按组配置在刀具头中。将刀片组的位置设置为当工具和工件在切削过程中以同步关系旋转时，每组刀片切削一连续的轮齿齿槽。在这种方式中，所有轮齿齿槽是通过切削工具的一单一切入基本同时地形成的。在非展成和展成方法中，第一步都是使切削或磨削工具与工件啮合，然后将工具在工件中进给到预定深度。可以使工具朝工件移动，工件朝工具移动，或者是工具和工件彼此相对移动。无论工具和/或工件采取什么移动方式，工件必须在余量去除完成并开始工具退出(非展成方法)或展成滚动(展成方法)之前在工件中到达其预定切入深度。工具从其与工件开始接触到其预定或“全”深度的轨迹可加以改变。如Goldrich在“螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮的CNC展成理论和实践”(格里森工场，罗彻斯特，纽约，1990)中所描述，在包括有一模拟理论展成齿轮的摇台的传统机械式切齿机或磨齿机中，进给轨迹是在一沿摇台(展成齿轮)轴线方向。尽管这种形式的工具进给建立得很好，但已注意到存在不均匀的工具负载或应力。在Goldrich的同一出版物中并揭示了一种CNC多轴线齿轮展成机，其中一工具在一工件内的进给轨迹可以是一沿工具轴线的方向。在沿工具轴线进给时，进给轨迹位于一由该工具轴线和在设计点(绕其计算轮齿几何关系的点)处的一轮齿法向矢量限定的平面中。该平面被称为“法向平面”。设计点通常即为轮齿的中间点，即轮齿上从根部到顶部及从轮齿小端到轮齿大端的中点。这种型式的进给在可能发生工具梗刀的情况下是有利的，此时进给轨迹沿摇台轴线。工具梗刀是工具因其相对于工件的特定出现和运动而将过剩的余量材料去除的状态。沿工具轴线进给表示工具以防止工具梗刀的方式向工件进给。然而特别是在展成面滚加工过程中，沿工具轴线进给也显示过剩的不均匀的工具负载。Goldrich还揭示了对于具有不相同压力角的切削刀片，工具的进给可以相对于工具轴线成一角度进行以便平衡切屑负载。当采用具有不相同压力角的切削工具时，刀片的一个侧面比另一侧面可去除更多的余量材料，从而引起一组刀片比另一组刀片磨损更快。当沿工具轴线进给一工具时，由于采用具有这种不相同压力角的工具，使不均匀的工具负载的状况进一步恶化。在这种情况下，可将进给轨迹相对于工具轴线改变一个角度，但进给轨迹仍在法向平面内。该在法向平面内成角度的进给轨迹使工具能以一种使工具两侧之间的材料去除量平衡且因不相同的材料去除量引起的刀片磨损减缓的方式与工件接触。颁发给小Palmateer等的美国专利号5310295揭示了一种沿一进给轨迹使一工具进给到一工件内的方法，该进给轨迹的至少一部分包括有一具有位于一轴向平面中的第一分量和第二分量的进给矢量。轴向平面由理论展成齿轮的轴线和工件轴线限定。第一进给矢量分量是在理论展成齿轮轴线的方向，而第二进给矢量分量则与理论展成齿轮的轴线基本垂直。工具进给过程减少了不均匀工具负载并降低了机床振动。然而，特别是在端面滚加工过程中，以一通常在理论展成齿轮方向平衡的切屑负载使工具进给并不总是大大减少机床振动，且常常在每个刀片组的第一把刀片的副切削刃上产生过量的刀片磨损。在上述现有技术方法中，虽然切屑负载在几何上是平衡的，由于一刀片组中的第一切削刀片例如一外侧刀片是作为刀具切入的结果而切削到一新的深度，因此它不仅是通过其外侧切削刃，而且是通过刀尖部和靠近刀片刀尖的一小部分余隙侧刃将材料从齿槽中去除。该去除材料的余隙侧部分也称为“副切削刃”。本专利技术人发现齿槽中作用在刀片上的非最佳切削力是机床振动和工具磨损的重要来源，尤其是相对于“第一刀片”即切削一新齿槽的第一刀片或一齿槽中在一新深度处切削的第一刀片。这是由于第一刀片与在相同的轮齿深度位置跟随的任何刀片相比去除更多的余量，因而第一刀片对于非最佳和过量的切削动作最为暴露所致。前述现有技术的进给方法并不提出副切削刃，而且这些文件中揭示的切屑平衡是几何方面的，其目的在于对切削刀片的切屑负载进行平衡。本专利技术的一个目的是减少第一刀片的副切削刃上的切屑负载，从而减少刀片磨损和加工过程引起的振动。本专利技术概况本专利技术提供一种在一用于在工件上产生至少一个轮齿表面的加工过程中将工具在工件中进给到一预定深度的方法。该工件可绕一工件轴线旋转，该工具可绕一工具轴线旋转并包括至少一个余量去除表面。该方法包括使工具绕工具轴线旋转并使旋转着的工具与工件接触。该工具沿一进给轨迹相对于工件进给到一预定深度，其中，一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·J·斯塔特菲尔特，J·S·格里森，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：