专利名称：用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法、棒形刀片及其使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及用轮廓锋利的或者轮廓锋利且另外成形磨削的棒形刀片铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法，其中刀片各有一个轴并且在轴一端有切割刃轮廓，为制造齿间隙，用切割刃轮廓切削第一齿面、至少一部分齿间隙底部和与所述第一齿面相对的至少一部分第二齿面。
此外，本发明涉及用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的轮廓锋利的或轮廓锋利且另外成形磨削的棒形刀片，其带有一个轴和在轴一端由至少一个切削面、至少两个自由面和至少一个顶面的交会形成的切割刃轮廓，为制造齿间隙，切割刃轮廓具有用于第一齿面的第一切割刃、用于与第一齿轮相对的至少一部分第二齿面的第二切割刃和用于至少一部分齿间隙底部的顶切割刃。
最后，本发明涉及上述类型的至少一个轮廓锋利的或轮廓锋利且另外成形磨削的棒形刀片的使用。
从DE 694 05 978 T2中已知一种这样的方法和一种这样的棒形刀片，在后面对其更详细地描述。但在这里就引用上述出版物，在所谓的“轮廓锋利”的棒形刀片情况下，磨顶面和两个自由面，以修复刀片并使其重新变锋利。在这种棒形刀片情况下，在刃磨时时不磨切削面。这种轮廓锋利的棒形刀片可用于从齿间隙的外侧或者凹入齿面(外刀片)、从齿间隙的内侧或凸出齿面(内刀片)和/或从齿间隙底部(粗切削刀)去除材料。与此相反，在所谓的“轮廓锋利并且成形磨削的”棒形刀片情况下，在刃磨顶面时，两个自由面和切削面都磨。
从1928年的US 1 667 299获知所谓的成形切削刀片，为刃磨只重磨切削面。根据上述定义，在成形切削刀片情况下涉及所谓的“成形磨削的”刀片。这种成形切削刀片或者成形磨削的刀片不是棒形刀片，而具有短的轴，轴在与刀片纵轴垂直的方向上保持尽可能的宽，因为在重磨这种刀片时，在与刀片纵轴垂直的方向上进行磨削。对重磨有用的轮廓长度由与刀片纵轴垂直的成形切削刀片的厚度确定。成形切削刀片的轮廓是固定的，并且在重磨时不能改变。在两个侧面的自由面上成形切削刀片被铲磨为弧形。通过相应的粗略分级的刀片可达到不同的压力角。由选定的上刀刃上的后角和所需的铲磨强迫产生自由面的形状。从而严重限制了关于技术有利的后角和切削角的设计方案。
从文章“Spiral-und Hypoidkegelrder nach dem Spiroflex-Verfahren”，Erich Kotthaus，DE-Zeitschrift Werkstatt und Betrieb，1967，S.602-606得到另外的结果。在成形切削刀片情况下，齿面后角的正切值必须等于法向-压力角与顶面后角正切值的乘积。为进行刃磨，带有夹紧的成形切削刀片的刀头安装在特别的刀片磨床上，在分度头中单独重磨成形切削刀片的每个切削面，直到刀刃上的磨损标记被磨掉为止。为使每个刀片能够切削尽可能多的齿，可用的轮廓长度必须大。刀头圆周上的刀片对空间的要求也取决于刀片上的轮廓长度和两个相邻成形切削刀片之间的间隙，该间隙是保证刃磨所需的砂轮能够通过所必需的。该空间要求越大，刀头的效率越低，因为在同样的圆周上只允许安装较少的成形切削刀片并从而每时间单位进行的切削也较少。
如1928年的成形切削刀片虽然可通过一次铣削就切削出完整的齿间隙，但由于切削加工技术和质量的原因，在其引入后几年就被带有内外刀片的成形切削刀片组代替了，这种成形切削刀片在螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的制造中使用了几十年(见1935年的US 2 024 494和Gear Handbook，D.W.Dudley，McGraw-Hill，1962，S.20-24和20-25)。US 2 024 494描述了带有交替内外刀片的刀头，利用该刀头可以同样的机器调整数据一次切削就制造出齿间隙的两个伞齿轮齿面。直到1960年以后该从1935年就流行使用的成形切削刀片组才分别被由至少两个棒形刀片组成的组代替，其中所述成形切削刀片组由至少一个切削凹齿面的成形切削刀片和至少一个切削凸齿面的成形切削刀片组成。其原因和用棒形刀片组获得的优点清楚地描述在上述文章“Spiral-und Hypoidkegelrder nach dem Spiroflex-Verfahren”中。这里每个棒形刀片组由两个精加工刀片组成(一个用于凹齿面，一个用于凸齿面)，所述精加工刀片各分配有一个粗切削刀片作为粗加工刀片。合起来的粗加工刀片和精加工刀片接收在共同的槽内。将两个刀片夹紧在一个槽内以及棒形刀片的轴横截面小允许获得比成形切削刀片密得多的一组刀片。
根据目前的现有技术，仍然使用棒形刀片形式的伞齿轮铣削工具。使用的棒形刀片是HSS(高速钢)或HM(硬质合金)规格的。在一个铣削操作中加工伞齿轮时，在一个刀头中使用两个不同的棒形刀片切割刃轮廓结构。带有一个切割刃轮廓结构的棒形刀片用布置在外直径上的切割刃加工凹齿面(外刀片)。带有该轮廓结构的棒形刀片具有特别的切割刃形状，其通常导致正的切削角。例如在DIN 6581，Mai 1966，S.8，Bild 13中有正或负切削角的定义。带有第二切割刃轮廓结构的棒形刀片用布置在内直径上的切割刃加工凸齿面(内刀片)。带有该切割刃轮廓结构的棒形刀片同样具有特别的、但另外的切割刃形状，其同样通常导致正的切削角。还可以除上述棒形刀片以外另外使用一个或两个粗加工刀片。
刀头上能安置的棒形刀片的数量是受限的。由于在现有技术中使用的棒形刀片形状，必须在刀头中始终交替使用至少两个不同的形状结构。这里始终只有刀片的一半参与制造各齿面最终形状。
在用于制造伞齿轮的所谓Oerlikon法情况下，刀头装备了各由三个棒形刀片组成的多个刀片组。每个组包括一个外刀片，一个内刀片和一个粗加工刀片。在每个Oerlikon棒形刀片上，在切割刃端部再磨出至少一个切削面和两个侧面的自由面。这种刀片称为3-齿面磨削(Flankenschliff)-刀片或者3FS-刀片或者-根据上面提到的定义-称为轮廓锋利且另外成形磨削棒形刀片。例如在DE 196 24 685 C1的说明书引言中给出了Oerlikon法的详情。
在根据EP 0 203 085 B1的方法的情况下使用了棒形刀片，其中轮廓设计为可取消粗加工刀片。因此，棒形刀片组仅由两个棒形刀片组成，因此在一个刀头上可安置比在上述Oerlikon法情况下更多的棒形刀片组。这种棒形刀片仅在轴向上的两个侧面重磨，因此该刀片的切削面可带有磨后不再必须修补的涂层，这延长了刀片的使用寿命。这种刀片称为2-齿面磨削-刀片或者2-FS-刀片或者-根据上面提到的定义-称为轮廓的棒形刀片。
在所谓的单分度方法是使用这样的刀片主体，其所有棒形刀片在一个圆上布置，使得交替地一个棒形刀片加工凹齿面，下一个棒形刀片加工同一齿间隙的凹齿面。在这种方法情况下，在一次铣削操作中加工一个齿间隙，直到产生其最终形状为止。然后分度移动一个齿间隙，随后在下一铣削操作中加工下一个齿间隙。与此相反，在所谓的连续方法情况下使用其棒形刀片成组布置的刀片主体，其中一个刀片组在齿间隙中加工凹和凸齿面，随后下一个刀片组挤入下一个齿间隙并在那里加工两个齿面。例如在Handbook of Bevel and Hypoid Gears，Hermann J.Stadtfeld，Rocherster Institute of Technology，1993，S.35中可以找到上述内容的细节。
上述已知方法的共同点是，为加工齿间隙，始终需要至少两个棒形刀片，刀片轮廓设计为使得刀片一起能在一次铣削操作情况下产生整个最终形状。此外，在刀头中刀片组的单个棒形刀片的正确定位是关键的且成本高。
从开始所述的DE 694 05 978 T2中已知开始所述类型的方法和棒形刀片。其涉及一种轮廓锋利的棒形刀片，刀片以其主切割刃或者第一切割刃作为外刀片或者内刀片使用，虽然在切削面上在其副切割刃区域还具有第二切割刃。为取得第二切割刃，在切削面中制造出一个缝隙，该缝隙构成上述第二切割刃，为第二切割刃分配的切削角与第一切割刃的切削角不同。第二切割刃切削齿间隙底部的一部分以及与被第一切割刃切削的齿面相对的齿面的一部分。从DE 694 05 978 T2无法得知为何精心制作第二切割刃。但该出版物明确参考了US 4 575285。在该美国专利文献中，以现有技术为出发点，其中刀片组由三个刀片组成，即一个内刀片，一个外刀片和一个作为加工齿间隙底部的粗加工刀片的另外的刀片。通过借助缝隙形成的第二切割刃，使得每个内刀片和外刀片不仅能够切削分配的齿面，而且还能够切削相对齿面的一部分和齿间隙底部的一部分。由此可以省却粗加工刀片，并且刀片组减少到两个刀片。此外，每个组仍然需要两个刀片，以能够制造具有完整最终形状的齿间隙。
附图6示出了由外刀片60和内刀片66组成的刀片组啮合在齿间隙51内。外刀片60具有主切割刃61v和与主切割刃61v相对的副切割刃61x。内刀片66具有主切割刃67x和与主切割刃67x相对的副切割刃67v。外刀片60以其主切割刃61v加工以后的齿间隙51的第一齿面53，以使齿间隙达到最终的形状。该刀片同时以其副切割刃61x加工与第一齿面53相对的、在图6中未示出的另一个齿面。但后者不属于达到其最终形状的齿间隙51，而是一个中间齿面，用于减轻组中紧接的内刀片66的主切割刃67x的工作，所述主切割刃67x将与第一齿面53相对的齿间隙51第二齿面54加工到其最终形状。在根据DE 694 05 978 T2的轮廓锋利棒形刀片情况下存在的第二切割刃还可在任何情况下稍稍改善副切割刃的切削过程，因为其具有的切削角与副切割刃的切削角不同并且在DE 694 05 978 T2中所述实施例情况下为0°。
本发明的任务是提供一种开始所述类型的方法和棒形刀片，借此简化刀片在刀头中的定位并能够更加有效地加工伞齿轮。此外，给出了棒形刀片的特别应用。
该任务以开始所述类型的方法为出发点，根据本发明这样解决，即为铣削伞齿轮至少使用一个棒形刀片，用该棒形刀片在一个完整的铣削操作中将每个齿间隙加工出整个最终形状。
该任务还以开始所述类型的棒形刀片为出发点，根据本发明这样解决，即第一和第二切割刃设计为用于分别完整切削第一或第二齿面，并且顶切割刃设计为用于完全切削齿间隙底部，使得用同一棒形刀片一次铣削操作就产生具有完整最终形状的齿间隙。
关于应用，该任务根据本发明这样解决，即在用刀头铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法情况下，使用至少一个根据本发明轮廓锋利的或者轮廓锋利且另外成形磨削的棒形刀片，其中该或者各棒形刀片在刀头的端面中布置在一个圆上，并且在使用时轴的该端部从刀头的端面伸出。
根据本发明的方法的实施比已知方法简单得多，因为在一个单独的完整切削棒形刀片上设置了切割刃轮廓，其使得刀片能够在一次铣削操作将齿间隙加工出整个最终形状。共同挤入到齿间隙内的棒形刀片切割刃轮廓(位于外侧和内侧的切割刃和顶切割刃)产生了齿部最终形状。因此，在同样刀头情况下，参与产生齿轮表面的切割刃数量加倍。每个根据本发明的棒形刀片去除的切屑量同样明显提高，因为全部挤入齿间隙的轮廓都参与了切削加工。单个棒形刀片的磨损也降低了，因为在每个刀片上的磨损发生在整个挤入齿间隙的轮廓上。每个齿轮要由每个切割刃去除的切屑量减少了，由此每个刀片主体装备的使用寿命提高了。根据本发明的单个刀片在刀头中的定位比刀片对或者刀片组更简单。
在现有技术中，棒形刀片仅加工一个齿面。在相对的侧面上，在棒形刀片和相邻的齿面之间存在自由空间。切屑始终飞向该自由空间，从而产生了这样的趋势，即切屑进入该自由空间并且在齿轮和棒形刀片之间被挤压，由此损坏齿面。
根据本发明棒形刀片的切割刃形状导致变化的切屑飞溅，这对齿面表面有有利的影响。通过用挤入齿间隙的根据本发明棒形刀片的切割刃轮廓完整地包围齿间隙，避免了在齿面和棒形刀片之间的自由空间内挤压切屑。
根据本发明的棒形刀片既可用于范成法，也可用于仿形法。
此外，根据本发明的棒形刀片既可用于粗加工，也可用于精加工。
根据本发明的棒形刀片可具有切割刃轮廓，其中切削面和/或自由面可任意弯曲。
根据本发明的棒形刀片的切割刃轮廓结构导致非常小的切割刃切削角，并由此导致高的切削力。因此，根据本发明的棒形刀片适合用在现代的数控滚齿机中。
根据本发明的全切削棒形刀片的应用范围最好是单分度法。
在根据本发明的棒形刀片使用中，在刀头上安装的全部棒形刀片都参与产生齿间隙的完整最终形状。其优点是可明显减少加工时间(可达50％)。此外，根据本发明的单个棒形刀片的磨损也明显减少。
由此可使用槽数为奇数的新刀头。换句话说，在现有技术中，通常使用槽数为偶数的刀头，而使用带有两个不同轮廓结构的棒形刀片的刀片组。
因为在使用根据本发明的棒形刀片情况下，所有的刀片在刀头上都可具有绝对相同的切割刃形状，从而大大简化了刀片的后勤管理。同样可明显减少刀片的周转量和相关的成本。
从属权利要求的主题给出了根据本发明方法和棒形刀片的有利设计方案。
当在根据本发明方法的一个设计方案中，用滚齿法产生最终形状时，允许以特别简单的方式制造小齿轮。
在根据本发明方法的另一个设计方案中，用深铣法产生最终形状时，允许以特别简单的方式制造盘形齿轮。
在根据本发明方法的另一个设计方案中，该方法用作粗铣过程和/或精铣过程，表明了根据本发明棒形刀片的多种应用可能性。
在根据本发明棒形刀片的一个设计方案中，切割刃轮廓由同一切削面与至少两个自由面和顶面的交会产生，无论在根据本发明棒形刀片情况下涉及轮廓锋利的棒形刀片还是涉及轮廓锋利且另外成形磨削的棒形刀片，其切割刃轮廓都能简单地制造。
要根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，切割刃轮廓通过两个相对的成一定角度的切削面与至少两个自由面和顶面的交会形成，允许主切割刃上的切削角相互独立地最佳选择。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，通过将切削面平行于参考平面布置，其中切削角相对所述参考平面进行测量，允许以简单方式把一个平面作为切削面来实现第一和第二切割刃具有0°的切削角。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，第一和第二切割刃具有＞0°的切削角，当棒形刀片不是由硬质合金，而是由工具钢构成时，也产生良好的铣削结果。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，通过使用两个相对成一定角度的切削面，所述切削面如凸出弯曲的切削面一样伸向参考平面，其中切削角相对该参考平面测量，允许以简单的方式实现第一和第二切割刃具有＜0°的切削角。这种棒形刀片最好由硬质合金构成。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，第一和第二切割刃一个具有＞0°，另一个具有＜0°的切削角，这可通过简单地把一个平面作为切削面实现，其中切削面相对参考平面向一个或另一个方向弯曲，切削角相对参考平面测量。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，在轴中加工出来的切削面是不变的，切削面在磨的时候不会一起被磨。还涉及2-齿面磨削刀片或轮廓锋利的刀片。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，第一和第二切割刃之间的切削面弯成凹形，在该两个切割刃上产生正的切削角。
在根据本发明棒形刀片的另一个设计方案中，为成形磨削棒形刀片，切削面是待重磨的切削面，涉及3-齿面磨削-棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，这本身具有特别的优点。在这种刀片情况下，即在每次重磨以后，切削面和两个侧面的自由面重新涂上涂层。这明显提高了刀片的使用寿命。
下面参考附图更详细地描述本发明的实施例。其中
图1以正视图(图1a)、侧视图(图1b)和俯视图(图1c)示出了作为根据本发明棒形刀片第一实施例的2-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利的棒形刀片，图2以正视图(图2a)、侧视图(图2b)和俯视图(图2c)示出了作为根据本发明棒形刀片第二实施例、有待重磨的切削面的3-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，图3以正视图(图3a)和俯视图(图3b)示出了作为根据本发明棒形刀片第三实施例的3-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，其中待重磨的切削面的布置与根据图2的实施形式情况不同，图4以正视图(图4a)和俯视图(图4b)示出了作为根据本发明棒形刀片第四实施例、有待重磨的切削面的3-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，与其它的实施形式不同，其待重磨的切削面弯成凹形，图5示出了根据本发明棒形刀片的不同实施形式情况下切削角的大小和位置，并且图5a对应根据图1的实施例，图5b对应根据图2的实施例，图5c对应根据图3的实施例，图5d对应的实施例尽管与图2相应，但切削面相对参考平面反向弯曲，图5e对应根据图4的实施例，图5f对应另外未示出的带有两相相互成一定角度的切削面的图1示出了整体用10表示的并且优选地由硬质合金构成的、带有矩形横截面的轴12的棒形刀片。棒形刀片10具有端部14和切割刃轮廓，其中所述端部在使用时从刀头40的端面42伸出(图8中所示)，所述切割刃轮廓具有用于凹齿面53的第一切割刃16，用于凸齿面54的第二切割刃18和用于伞齿轮50的齿间隙51的齿间隙底部52的顶切割刃20(图7中所示)。
切削面22在在第一切割刃16和第二切割刃18之间延伸，其在这里是平面的并且在磨棒形刀片10时不被重磨。通过切削面22与两个自由面17，19以及顶面21的交会(图1c)构成了切割刃轮廓。例如当这些自由面还各有一个副刀面时，还可存在两个以上的自由面和一个以上的顶面。第一和第二切割刃16，18设计为用于完整切削凹或凸齿面的主切割刃或者成形切割刃，顶切割刃20设计为用于完整切削齿间隙底部52，使得用同一个棒形刀片10在一次铣削操作就能使齿间隙51达到整个最终形状。下面参考图7和8更详细地描述用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法。
在图1中所示的棒形刀片10情况下，涉及所谓的2-齿面磨削-棒形刀片或者轮廓锋利的棒形刀片，其中在轴12中加工出的切削面22是不变化的，如图1b中所示。
图2以和图1相同的视图示出了所谓的3-齿面磨削-棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片11，其具有要重磨的切削面24，与切削面22不同，该切削面24没有伸入到轴12内。根据图2的棒形刀片11的与根据图1的棒形刀片10的相应部分相符的部分具有相同的附图标记，并且不需要在这里重复描述。
图3以正视图(图3a)和俯视图(图3b)示出了作为根据本发明棒形刀片第三实施例的、带有要重磨的切削面24的3-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片11。与根据图2的实施例不同，其中图2为对齐切削面24示出了一般情况，根据图3的实施例涉及特殊场合，即切削面24定向为使得两切割刃16和18包括对称的比例关系并产生相同的切削角γs(图5c中所示)。
与根据图2的棒形刀片11相比，在根据图3的棒形刀片11的情况下，切削角γs是不同的，根据下面要更详细地描述的图5，所述切削角γs是在切削面和参考平面B之间在楔形测量平面内测量的(参看例如图5a中所示)，其中楔形测量平面是图1c，2c，3b，4b和5中的制图平面。在图2中，第一和第二切割刃16，18上的切削角γs都不等于0°，而在图3中都等于0°。
图4以正视图(图4a)和俯视图(图4b)示出了作为根据本发明棒形刀片第四实施例、有待重磨的切削面26的3-齿面磨削棒形刀片或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片11。与其它的实施例不同，这里第一和第二切割刃16，18之间的切削面26弯成凹形。在这种情况下，两个切割刃16，18产生正的切削角。
图5示出了根据本发明棒形刀片的不同实施形式情况下切削角γs的大小和位置，并且图5a对应根据图1的棒形刀片10，图5b对应根据图2的棒形刀片11，图5c对应根据图3的棒形刀片11，图5d对应的棒形刀片11尽管与根据图2的相应，但切削面24相对参考平面B反向弯曲，图5a对应根据图4的棒形刀片11，图5f对应另外未示出的带有两相相互成一定角度的切削面24v和24x的棒形刀片11’。
图5a，5b和5d示出了在图1或2中对应的棒形刀片10或11的视图，其中第一和第二切割刃16，18具有的切削角γs中，一个＞0°，一个＜0°。
第一切割刃16切削凹齿面53，第二切割刃18切削凸齿面54，因此在两个切割刃上的切削角根据图5中的视图用γsv和γsx表示。在根据图5a的棒形刀片情况下，切削角γsv＜0°且切削角γsx＞0°。对于根据图5b的棒形刀片11也是同样。在根据图5d的棒形刀片情况下，切削角γsv＞0°且切削角γsx＜0°。
在根据图5c的棒形刀片11情况下，第一切割刃16和第二切割刃18的切削角γsv和γsx都为0°。
在根据图5e的棒形刀片11情况下，其中切削面24是弯曲的，第一切割刃16和第二切割刃18的切削角γsv和γsx都＞0°。
在根据图5f的棒形刀片11’情况下，其中切削面24由两个相互成一定角度的切削面24v，24x组成，第一切割刃16由自由面17与切削面24v的交会构成，第二切割刃18由自由面19与切削面24x的交会构成，它们具有的切削角γsv和γsx都＜0°。
所有图5中示出的实施例都有共同的特征，即产生非常小的切削角，切削角位于从0°到±10°的范围内。在正切削角情况下，根据本发明的棒形刀片可由工具钢构成。在0°或负切削角情况下，棒形刀片应由硬质合金构成，因为在这种切削角情况下工具钢的磨损特征不是特别有利的。
图7示出了根据本发明、与齿间隙51啮合的棒形刀片10。在切削齿间隙51时，用同一棒形刀片10的切割刃轮廓一次铣削操作就将齿间隙51加工出整个最终形状。通过比较图7和6能够立即看出，棒形刀片10代替了由外刀片60和内刀片66组成的已知刀片组。已知刀片组的主切割刃61v和67x被同一刀片10的相应成形切割刃16或18代替。
图8a以俯视图示出了刀头40，和外刀片60及内刀片66，其中已知棒形刀片从刀头的端面42伸出。刀片60和66设置在环49上。刀头40的旋转方向通过箭头44给出。刀头42围绕轴46旋转。伞齿轮50是盘形齿轮，其围绕轴56旋转。
图8b示出了带有根据本发明的棒形刀片10的刀头40以进行比较。除了棒形刀片60，66以外，棒形刀片10还可设置在根据图8a的刀片环上。在图8a中，外刀片60加工凹齿面53，内刀片66加工齿间隙53的凸齿面54。图6为图8a中示图的细节，并示出了刀片60，66还加工齿间隙51的齿间隙底部52。在图8a和8b中，用单分度法加工伞齿轮50。这意味着，在一次铣削操作中加工齿间隙51，直到齿间隙达到其希望的最终形状为止。随后分度，即伞齿轮50转过一个齿距。然后在下一次铣削操作中加工下一个齿间隙51，直到其完成为止，等等。在图8b中，用同一个棒形刀片10加工齿间隙51，根据图7，棒形刀片10的第一和第二切割刃16或18贴靠在凹或凸齿面53或54上，顶切割刃20贴靠在齿间隙底部52上。第一和第二切割刃16，18是用于完整切削凹或凸齿面53或54的主切割刃或者成形切割刃，使得用同一个棒形刀片10在一次铣削操作中加工齿间隙51，直到产生其最终形状为止。然后分度，并在下一次铣削操作中将下一个齿间隙51加工出其整个最终形状，等等。在此棒形刀片10同样布置在环49中，并且从刀头40的端面42伸出。
可用根据图8b的刀头40和棒形刀片10的布置实施的根据本发明的方法，与根据图8a实施的已知方法的区别在于，在用切割刃轮廓切削齿间隙51时，用同一个棒形刀片10一次铣削操作就将齿间隙51加工出其整个最终形状。在根据本发明方法的情况下，在刀头相同的情况下，参与制造伞齿轮50齿部的切割刃数量比已知方法情况下加倍。每个棒形刀片10去除的切削量明显高于每个已知刀片60或66去除的切削量，因为在根据本发明的棒形刀片10情况下，所有伸入到齿间隙51内的轮廓都参与了切削加工。根据本发明的棒形刀片轮廓设计方案导致成形切割刃16，16的切削角非常小，并由此导致非常高的切削力，但仍可没有任何问题地用于目前使用的数控滚齿机。
在图8a和8b中作为伞齿轮分别示出了一个盘形齿轮。在图5中选择的布置方案中，左侧的切割刃16分配给凹齿面，右侧的切割刃18分配给凸齿面，但分配方式可根据要铣削的工件颠倒过来，如图8中的视图所示。
根据本发明的全切削棒形刀片的应用领域虽然主要是单分度法或圆弧法，但根据本发明的棒形刀片还可用于连续的方法。
因为所有在刀头40上安装的根据本发明的棒形刀片10都参与产生伞齿轮齿部的最终形状，所以与根据图8a的已知方法相比，根据本发明的方法具有这样的优点，即可明显减少加工时间(可达50％)，同时单个棒形刀片的磨损也明显减少。
附图标记10棒形刀片11棒形刀片11’ 棒形刀片14端部16第一切割刃17自由面18第二切割刃19自由面20顶切割刃21顶面22切削面24切削面24v 切削面24x 切削面26切削面40刀头42端面44刀头旋转方向46轴49环50伞齿轮51齿间隙52齿间隙底部53凹齿面54凸齿面55齿面56轴60外刀片61v 主切割刃
61x副切割刃66 内刀片67v副切割刃67x主切割刃B 参考平面γs切削角γsv相对凹齿面的切削角γsx相对凸齿面的切削角权利要求书(按照条约第19条的修改)1.用轮廓锋利的或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法，其中棒形刀片各有一个轴并且在轴端部具有切割刃轮廓，用所述切割刃轮廓在齿间隙内切削第一齿面，至少一部分齿间隙底部和与第一齿面相对的第二齿面的至少一部分，其特征在于，用棒形刀片的切割刃轮廓在一次铣削操作中完整地，即不是仅部分地，切削待铣削伞齿轮的每个齿间隙的第一齿面、齿间隙底部和与第一齿面相对的第二齿面。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，用滚齿法做出最终形状。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，用深铣法做出最终形状。
4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，其作为粗加工过程和/或作为精加工过程实施。
5.用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的轮廓锋利的或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，带有轴和在轴端部通过至少一个切削面、至少两个自由面和至少一个顶面的交会形成的切割刃轮廓，为制造齿间隙，切割刃轮廓具有用于第一齿面的第一切割刃，用于与第一齿面相对的第二齿面的至少一部分的第二切割刃和用于至少一部分齿间隙底部的顶切割刃，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)设计为用于完整切削第一或第二齿面(53，54)的切割刃，顶切割刃(20)设计为用于完整切削齿间隙底部(52)的切割刃，使得用同一个棒形刀片(10，11，11’)一次铣削操作就将齿间隙(51)加工出整个最终形状。
6.根据权利要求5的棒形刀片，其特征在于，切割刃轮廓由同一切削面(22，24，26)与至少两个自由面(17，19)和顶面(21)的交会形成。
7.根据权利要求5的棒形刀片，其特征在于，切割刃轮廓由互成一定角度的两个切削面(24v，24x)与至少两个自由面(17，19)和顶面(21)的交会形成。
8.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都为0°。
9.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都＞0°。
10.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都＜0°。
11.根据权利要求5至7之一的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)中，一个＞0°，一个＜0°。
12.根据前述权利要求之一的棒形刀片，其特征在于，在轴(12)中不变地加工出来切削面(22)。
13.根据权利要求9的棒形刀片，其特征在于，在第一和第二切割刃(16，18)之间的切削面(26)弯成凹形。
14.根据权利要求5至11或13之一的棒形刀片，其特征在于，为成形磨削棒形刀片(10)，切削面或者各个切削面(24，26；24v，24x)是要重磨的切削面。
15.在用刀头(40)铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法中，根据权利要求5至14之一的轮廓锋利的或者轮廓锋利且另外成形磨削的至少一个棒形刀片(10，11，11’)的使用，其中棒形刀片(10，11，11’)在刀头(40)的端面(42)中布置在一个环上，在使用时轴(12)的端部从刀头(40)的端面(42)伸出。
权利要求
1.用轮廓锋利的或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法，其中棒形刀片各有一个轴并且在轴端部具有切割刃轮廓，用所述棒形刀片在齿间隙内切削第一齿面，齿间隙底部的至少一部分和与第一齿面相对的第二齿面的至少一部分，其特征在于，为铣削伞齿轮使用至少一个棒形刀片，用该棒形刀片通过一次完整的铣削操作将各齿间隙加工出整个最终形状。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，用滚齿法做出最终形状。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，用深铣法做出最终形状。
4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，其作为粗加工过程和/或作为精加工过程实施。
5.用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的轮廓锋利的或者轮廓锋利且成形磨削的棒形刀片，带有轴和在轴端部通过至少一个切削面、至少两个自由面和至少一个顶面的交会形成的切割刃轮廓，为制造齿间隙，切割刃轮廓具有用于第一齿面的第一切割刃，用于与第一齿面相对的第二齿面的至少一部分的第二切割刃和用于至少一部分齿间隙底部的顶切割刃，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)设计为用于完整切削第一或第二齿面(53，54)的切割刃，顶切割刃(20)设计为用于完整切削齿间隙底部(52)的切割刃，使得用同一个棒形刀片(10，11，11’)一次铣削操作就将齿间隙(51)加工出整个最终形状。
6.根据权利要求5的棒形刀片，其特征在于，切割刃轮廓由同一切削面(22，24，26)与至少两个自由面(17，19)和顶面(21)的交会形成。
7.根据权利要求5的棒形刀片，其特征在于，切割刃轮廓由互成一定角度的两个切削面(24v，24x)与至少两个自由面(17，19)和顶面(21)的交会形成。
8.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都为0°。
9.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割刃(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都＞0°。
10.根据权利要求5或6的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)都＜0°。
11.根据权利要求5至7之一的棒形刀片，其特征在于，第一和第二切割(16，18)具有的切削角(γsv，γsx)中，一个＞0°，一个＜0°。
12.根据前述权利要求之一的棒形刀片，其特征在于，在轴(12)中不变地加工出来切削面(22)。
13.根据权利要求9的棒形刀片，其特征在于，在第一和第二切割刃(16，18)之间的切削面(26)弯成凹形。
14.根据权利要求5至11或13之一的棒形刀片，其特征在于，为成形磨削棒形刀片(10)，切削面或者各个切削面(24，26；24v，24x)是要重磨的切削面。
15.在用刀头(40)铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法中，根据权利要求5至14之一的轮廓锋利的或者轮廓锋利且另外成形磨削的至少一个棒形刀片(10，11，11’)的使用，其中棒形刀片(10，11，11’)在刀头(40)的端面(42)中布置在一个环上，在使用时轴(12)的端部从刀头(40)的端面(42)伸出。
全文摘要
本发明涉及用于铣削螺旋伞齿轮和偏轴伞齿轮的方法和棒形刀片(10)。棒形刀片(10)在轴(12)的端部(14)具有由至少一个切削面(24)、至少两个自由面(17，19)和至少一个顶面(21)的交会形成的切割刃轮廓，为制造齿间隙，切割刃轮廓具有用于第一齿面的第一切割刃(16)，用于与第一齿面相对的第二齿面的第二切割刃(18)和用于齿间隙底部的顶切割刃。第一和第二切割刃(16，18)设计为完整切削第一或第二齿面的主切割刃。顶切割刃(20)设计为用于完整切削齿间隙的底部，使得用同一个棒形刀片(10)一次铣削操作就将齿间隙加工出整个最终形状。因为棒形刀片(10)实现的外刀片和内刀片的功能，所以由此在同样刀头情况下，参与制造齿间隙的切割刃数量加倍。
文档编号B23F21/22GK1758980SQ200480006249
公开日2006年4月12日 申请日期2004年5月12日 优先权日2003年5月22日
发明者卡尔·马丁·里贝克 申请人:克林格恩贝格有限公司