用没有摆动轴线运动的端面刀盘的锥齿轮制造制造技术

一种在线性多轴计算机控制齿轮展成机器上制造锥齿轮的方法，该方法根据展成工艺将具有刀具轴线的刀具和具有工件轴线的工件相对于彼此移动，其中所述展成通过各参数定义，所述各参数包括理论直齿轮展成机器的摇台的转动，所述摇台包括用于建立径向距离S、刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的可转动和可定位元件；以及其中辅助平面PA定义为连接到用于建立用于所述刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的角度设定的所述可转动和可定位元件，所述辅助平面PA还包含所述刀具轴线；使所述刀具围绕所述刀具轴线转动；使所述刀具与所述工件啮合；使所述刀具相对于所述工件移动以展成所述锥齿轮，所述刀具沿由所述摇台的转动绘出的路径移动；所述方法还包括随着所述摇台转动而转动用于建立径向距离S的角度设定的所述可转动元件，其中在所述摇台转动期间，用于建立刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的角度设定的所述可转动元件呈现等于零的净转动量，且其中所述辅助平面PA在所述摇台转动期间保持在固定角度定向；所述方法的特征还在于，在所述线性多轴计算机控制齿轮展成机器上进行所述展成期间所述刀具轴线与所述工件轴线之间没有相对枢转运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种加工锥齿轮的方法，通过该方法通过在齿轮展成期间通过更改径向和刀转基本设定之间的常规关系而无需有效枢转轴线来实现齿槽两个齿侧的加工，以及齿表面沿纵长方向的鼓形化。【专利说明】用没有摆动轴线运动的端面刀盘的锥齿轮制造本申请要求2011年8月8日提交的美国临时专利申请第61/521，154号的权益，在此以参见的方式引入该专利申请的全文内容。专利
本专利技术涉及齿轮的制造，且具体是在齿轮展成机器上展成锥齿轮而没有有效摆动或枢转轴线的方法。专利技术背景在齿轮的生产，尤其是锥齿轮的生产中，通常采用两种工艺，展成工艺和非展成工艺。展成工艺可分成两类，端面铣齿(间歇分度)和端面滚齿(连续分度)。在展成端面铣齿工艺中，将转动刀具进给入工件至预定深度。一旦达到该深度，刀具和工件就以预定的相对滚动一起滚动，称作展成滚动，如同工件与理论展成齿轮啮合地转动那样，该理论展成齿轮的齿由刀具的切削表面来表示。齿的齿廓形状通过展成滚动过程中刀具与工件的相对运动来形成。在展成端面滚齿工艺中，刀具和工件以同步关系转动，将刀具进给至一深度，由此在刀具的单次插入中就形成所有齿槽。在达到完全深度之后，开始展成滚动。在非展成工艺中，无论是间歇分度还是连续分度，工件上齿的齿廓形状由刀具上的齿廓形状直接形成。将刀具进给入工件，并将刀具上的齿廓形状赋予工件。尽管没有采用展成滚动，但是呈理论“冠齿轮”形式的理论展成齿轮的概念也可应用于非展成工艺中。该冠齿轮是如下的理论齿轮:在非展成工艺中，其齿表面与工件的齿表面互补。因此，当在非展成工件上形成齿表面时，刀具上的切削刀齿表示理论冠齿轮的齿。工件与展成齿轮之间的关系可通过称为“基本机床设定”的一组参数来定义。这些基本设定表示关于展成齿轮与工件的尺寸和比例的意义，且提供用于齿轮设计的通用起始点，且因此在多种型号的机床中统一设计程序。基本设定总地描述在任何瞬时刀具与工件之间的相对定位。用于形成齿轮的基本机床设定是本领域已知的并可定义如下:1.摇台角(q)，其定义刀具绕摇台轴线的角度位置；2.径向刀位(S)，其为摇台轴线与刀具轴线之间的距离；3.刀转角(j)，其定义刀具轴线相对于摇台上固定参照物的定向；4.倾角(i)，其定义摇台轴线与刀具轴线之间的角；5.齿根角(Ym)其规定工件支承件相对于摇台轴线的定向；6.中心至后部或头部设定(Xp)，其为沿从工件与摇台轴线的明显相交处到位于到工件固定距离的位置的工件轴线的距离；7.工件偏移量(Em)，其定义工件轴线与摇台轴线之间的距离；8.滑动基部(Xb)，其为从机器中心到工件与摇台轴线的明显相交处的距离；9.工件的转动位置(ωψ);10.用于端面滚齿的刀具的转动位置(ot)；11.用于展成的摇台转动与工件转动之间的滚动比(R)。在常规齿轮成型机器中，在其它设定通常保持固定的同时，展成期间摇台角、工件转动和刀具转动变化。其两个显著例外是螺旋运动，螺旋运动涉及滑动基部Xb的运动以及作为工件偏移方向Eni上的运动的垂向运动。常规机械机床符合理论基本机床的概念，因为几乎所有的机床设定对应于各理论基本设定。这种机器可由图4示出。在机械机床中，基本径向刀位S由称为偏心角的角度机床设定控制。通常在常规机械齿轮展成机器或在线性多轴计算机控制(例如CNC)齿轮展成机器(诸如也称为“自由形式”机床的机床)上实施展成和非展成工艺。用于生产锥齿轮的常规机械齿轮展成机器包括工件支承机构和摇台机构。在展成工艺期间，摇台沿绕称为摇台轴线的轴线的圆形路径承载圆形刀具。这称为展成滚动或摇台滚动。摇台表示理论展成齿轮的本体，且摇台轴线对应于理论展成齿轮的轴线。刀具表示展成齿轮上一个或多个齿。工件支承件将工件相对于摇台定向并以与摇台转动特定比值使其转动。通常，常规机械摇台型锥齿轮展成机器通常装备有一系列线性和角度刻度(即设定)，其有助于操作者将各机器部件精确地定位在其正确位置。在多种类型的常规机械摇台型锥齿轮展成机器中通常包括可调节机构，该可调节机构使得刀盘主轴、且因此使切削刀具轴线相对于摇台的轴线倾斜(即，刀盘轴线不平行于摇台轴线)。称为“刀盘倾斜”的调整通常用于使切削刀具压力角与工件的压力角匹配，和/或将刀具的切削表面定位成适当表示理论展成齿轮的齿表面。在没有刀盘倾斜机构的某些类型的常规机械摇台型锥齿轮展成机器中，通过改变摇台与工件之间的相对滚动关系也可实现刀盘倾斜的效果。该改变也称为“更改滚动。”(仅对于固定设定)在多轴计算机控制的齿轮展成机器中，如由美国专利4981402、6669415和6712566所公开的那些，其公开内容以参见的方式纳入本文，刀具相对于工件沿或绕多个机器轴线(例如5轴或6轴)的运动可以与在常规机器工艺中利用已知端面铣刀或研磨轮展成锥齿轮相同(或几乎相同)的方式执行包括工件与刀具的动态关系的运动循环。本领域通常普遍对于具有不同轴线数量和/或构造的多轴计算机控制的齿轮展成机器利用与常规机械摇台型齿轮展成机器相同的输入参数(例如，机器设定)。换言之，常规摇台型锥齿轮展成机器的坐标系中刀具和工件轴线的位置转换成多轴计算机控制的齿轮展成机器的替代坐标系。以上提到的美国专利4，981，402,6, 669，415和6，712，566中可找到这种转换的实例，其公开内容以参见的方式纳入本文。在连续分度工艺(端面滚齿)中切削的锥齿轮和准双曲面齿轮具有沿齿宽大致平行的齿高。展成或摇台平面中的基本切削设置将使刀盘体的中心处于远离展成齿轮中心(摇台轴线)通常称为径向距离的量的位置。刀盘体轴线平行于展成齿轮或摇台轴线。齿轮坯件可定位在摇台或刀盘前面，使得刀盘刀齿会切削齿槽。基本切削设置的切削刃是直的，从而类似展成齿轮齿轮。由于刀盘具有多头(齿刀组)，在刀盘转动的同时，齿轮会在每次刀盘旋转期间必须转动同样多的节距。为了展成齿轮齿的齿廓形状，展成齿轮必须绕其轴线转动，同时齿轮转动经过展成齿轮转动角度乘以滚动比的量。滚动比是展成齿轮齿的数量除以工件齿轮齿的数量。以同样方式将切削和展成与所描述的齿轮匹配的小齿轮。但是，如果齿轮用中心在展成齿轮(右旋螺旋)的中心上方的刀盘体展成，则小齿轮必须用中心在展成齿轮(右旋螺旋)中心下方的刀盘展成。这样展成的小齿轮和齿轮将具有行星齿侧线和“8”字形齿廓。由于两构件都用展成齿轮的镜像展成，所以它们完全共轭地一起滚动。这意味着小齿轮和齿轮沿在整个有效齿侧表面上延伸的接触线彼此接触。在理论环境下，小齿轮和齿轮将无运动误差地滚动并具有全齿侧接触。为实际应用生产的齿轮需要局部齿侧接触以允许齿轮箱、轴、齿轮体和齿的负载引起的偏移。具体来说，对于大型齿轮，对于两构件应用齿廓(即齿高度)方向的鼓形化和齿宽(即齿长度)方向的鼓形化。齿廓方向的鼓形化通常通过将切削刀齿的直切削刃轮廓变为凸形曲线来实现。小齿轮和齿轮刀齿较佳地接受相同的曲率半径，从而它们中的每个贡献50%的齿廓鼓形化。对于齿圈直径高达约800mm的齿轮沿长度方向的鼓形化通常通过刀盘体的倾斜(即刀盘倾斜)来实现。刀盘体倾斜布置成使得齿的中心的初始螺旋角和齿槽比例保持恒定。朝向齿端的更深切削使得齿槽朝向齿端更宽，由此形成沿齿宽方向的鼓形化。在具有直径大于800mm齿圈的锥齿轮组中，在机床中难以实现将刀盘体在空间中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线性多轴计算机控制齿轮展成机器上制造锥齿轮的方法，该方法根据展成工艺将具有刀具轴线的刀具和具有工件轴线的工件相对于彼此移动，其中所述展成通过各参数定义，所述各参数包括理论直齿轮展成机器的摇台的转动，所述摇台包括用于建立径向距离S、刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的可转动和可定位元件；以及其中辅助平面PA定义为连接到用于建立用于所述刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的角度设定的所述可转动和可定位元件，所述辅助平面PA还包含所述刀具轴线；使所述刀具围绕所述刀具轴线转动；使所述刀具与所述工件啮合；使所述刀具相对于所述工件移动以展成所述锥齿轮，所述刀具沿由所述摇台的转动绘出的路径移动；所述方法还包括随着所述摇台转动而转动用于建立径向距离S的角度设定的所述可转动元件，其中在所述摇台转动期间，用于建立刀具轴线刀转j和刀具轴线倾斜i的角度设定的所述可转动元件呈现等于零的净转动量，且其中所述辅助平面PA在所述摇台转动期间保持在固定角度定向；所述方法的特征还在于，在所述线性多轴计算机控制齿轮展成机器上进行所述展成期间所述刀具轴线与所述工件轴线之间没有相对枢转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·J·斯塔特费尔德，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：
国别省市：