制造具有齿端修缘的非展成锥齿轮的摆动运动的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锥齿轮的制造且具体涉及提供作为制造过程的一部分的齿轮齿的齿 端修缘的方法。
[0002] 发明背景
[0003] 螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮的制造可以根据方法进行，该方法包括下列：
[0004] A.用圆面刀具进行连续分度端面滚齿，该圆面切削件旋转，同时工件也旋转，使得 连续刀片组移动穿过连续齿槽。除了绕其中心的旋转外，切削件旋转也绕非理论展成齿轮 的轴线旋转（即，展成滚动）。如果工件也用修正比旋转以保持与理论展成齿轮（展成锥齿 轮）啮合，则形成修正齿。
[0005] B.用圆面刀具进行连续分度端面滚齿，该圆面切削件旋转，同时工件也旋转而没 有任何展成滚动。切削件代表工件（非展成锥齿轮）的负像的一个齿。这个过程通常应用 于与使用展成齿轮制造的小齿轮啮合的环形齿轮，展成齿轮与环形齿轮相同。
[0006] C.用圆面刀具进行单分度端面铣齿，该圆面切削件旋转，同时工件没有进行任何 分度运动。切削件代表展成齿轮的一个齿，除了其绕其轴线的旋转外，该展成齿轮也绕理论 展成齿轮轴线旋转（即，展成滚动）。如果工件也用修正比旋转以保持与当量展成齿轮（展 成锥齿轮）啮合，则形成修正齿。
[0007] D.用圆面刀具进行单分度端面铣齿，该圆面切削件旋转，同时工件没有进行任何 分度运动。切削件代表工件（非展成锥齿轮）的负像的一个齿。这个过程通常施加到环形 齿轮，该环形齿轮与使用展成齿轮制造的小齿轮匹配，该展成齿轮与环形齿轮相同。
[0008] 方法B和D因节省展成运动的时间而较快。因此，齿形在轮廓上没有渐开线形状 并且也没有绕节锥卷绕。虽然，匹配件的齿形导致非展成锥齿轮的特殊、过分简单化形状， 但在齿轮长度方向上的齿侧形状修正已经非常困难，乃至不可能。
[0009] 允许恰好共辄齿侧中心（通过在齿廓方向和齿长方向上几乎没有或完全没有鼓 形实现）所需的一个齿侧形状修正类型是修缘（或齿端修缘）。
[0010] 在轮廓方向上，常见的是施加凸角到将提供在齿侧和齿根圆角之间的过渡区中的 修正带的两个匹配件的切削刀片。这种修正类型可应用于方法A、B、C和D。
[0011] 在齿宽方向上的齿端修缘优选地平行于小端（内侧）齿缘或大端（外侧）齿缘 (或垂直于齿距线或齿根线）开始。展成过程可以仅影响始于平行于展成标记但定向成相 对于齿距线成角度的线的齿形（并且因此任何类型的修缘）。这个角度随螺旋角而变化并 且在最常见的情况下小于45度。因此，所需齿端修缘不能通过展成过程实现。
[0012] 在齿长方向（齿宽）上，与专用机床运动有关的专用切削头设计对方法D来说是 众所周知的。切削头中的不同刀片组必须用不同刀片伸出杆装配，并且当用于凸齿侧的最 后刀片在小端进入齿槽时，刀具主轴必须进行快速轴向运动以在沿齿长方向离小端齿缘3 至6_的区域中比在其余齿槽中去除更多材料。齿槽粗磨必须在单独步骤中通过传统切削 头在传统机床上进行。修整在机床上用一个刀具旋转每齿槽（拉削过程）的非常缓慢旋转 切削件主轴（具有所述轴向运动）进行。最后修缘刀片和前面刀片之间的间距必须大于齿 轮的齿宽以在修正轴向运动发生过程中避开其它刀片的切削动作。
[0013] 在当今锥齿轮的高速切削中，不再使用方法D。硬质合金涂层切削件的表面速度比 "拉削"过程快10倍以上，这与拉削过程中的0. 5Hz相比将需要5至15Hz之间的轴向切削 件运动。这种高频率难以实现并且会引起降低刀具寿命并导致不良部件质量的显著动态过 程扰动。而且，具有大于部件齿宽的刀片间距的切削头不会很有生产力。
[0014] 当拉削过程用于锥齿轮切削时，端面铣齿锥齿轮的硬修整操作通常是研磨。修缘 允许将齿侧中心研磨成恰好共辄，而来自软切削操作的齿端修缘在研磨之后仍然存在并且 操作上防止在高载荷和偏转下小端边缘接触。当今，所有端面铣齿锥齿轮的大约75%通过 磨削硬修整。由于砂轮具有带间隔大约小数毫米距离的切削刃连续体（即，研磨颗粒）的 旋转对称研磨面，因此如上所述的齿端修缘的产生物理上是不可能的。
【发明内容】
[0015] 本发明涉及产生齿端修缘并集成到非展成锥齿轮的插入循环的运动。发明人发现 了，刀具在非展成齿轮的情况下，在进给到修正最终齿轮成形位置之后，可以斜向一边摆动 成不与齿槽切削或磨削接触，而不是沿与插入路径相同但方向相反的撤回路径。
【附图说明】
[0016] 图1示出了由两个齿包围的齿槽的三维视图。齿槽具有带某一长度和某一修缘量 的齿端修缘部分。
[0017] 图2示出了齿和部分齿槽的三维视图。示意性切削刀具或磨削刀具在两个不同位 置上画出，这两个不同位置通过移动来连接，该移动通过所示联动装置给出。
[0018] 图3示出了在表示刀具绕锥齿轮的节锥或齿根锥的卷绕的小端滚动位置、中心滚 动位置和大端滚动位置上的端面切削刀具的三维视图。
[0019] 图4示出了形成非展成齿轮的齿槽而没有滚动运动或展成运动的端面切削刀具 的三维视图。
[0020] 图5a示出了形成非展成齿轮的初始设定的刀具和工件定向的二维正视图。
[0021] 图5b示出了图5a所示的刀具和工件的二维俯视图。
[0022] 图6a示出了展成（成形滚动）设定的刀具和工件定向的二维正视图，该展成设定 将产生与图5a和5b中的设定相同的齿侧形状。
[0023] 图6b示出了图6a所示的刀具和工件定向的二维俯视图。在该视图中，工件轴线 与坐标系的Y4轴相同，Y4轴是展成齿轮的轴线。
[0024] 图7a不出了具有轮廓切向矢量和对称矢量的非对称齿轮齿槽的二维视图。
[0025] 图7b示出了为了形成等边三角形而旋转到垂直方向的对称矢量（与齿侧一起） 以及一起移动的两个齿侧的二维视图。两个齿端修缘量A ZJP ΔΖΕ必须通过摆动平面的 定向调整。
[0026] 图7c示出了在ΔΖΑ=0且ΔΖΕ#0以及ΔΖΑ#0且ΔΖ Ε=0的两个极端情况 下的修正矢量的定向。
[0027] 图8示出了具有修正量Ah、修正半径REND和摆角f的齿槽的投影侧视图。其还示 出了具有在两个齿侧上的对称压力角和相等齿端修缘量的实例的齿槽的正视图。
[0028] 图9示出了具有齿端修缘摆动运动所涉及的所有矢量的三维示意图。
[0029] 图10a示出了在齿端修缘摆动之后的最终成形滚动设定的刀具和工件定向的二 维正视图。
[0030] 图10b示出了图10a所示的刀具和工件的二维俯视图。
[0031] 图11a示出了在齿端修缘摆动之后的最终非展成设定的刀具和工件定向的二维 正视图。
[0032] 图lib示出了图11a所示的刀具和工件的二维俯视图。
[0033] 图12a示出了范例计算的不工作齿侧和驱动侧的初始修正。
[0034] 图12b示出了具有在不工作齿侧上的0. 05mm大端齿端修缘的不工作齿侧和驱动 侧的修正。
[0035] 图12c示出了具有在驱动侧上的0. 1mm大端齿端修缘的不工作齿侧和驱动侧的修 正。
[0036] 图12d示出了具有在不工作齿侧上的0. 1mm大端齿端修缘和在驱动侧上的0. 05mm 大端齿端修缘的不工作齿侧和驱动侧的修正。
[0037] 图13示出了影响齿端修缘摆动的附加总和项目的实例。
【具体实施方式】
[0038] 此说明书中使用的术语"发明"、"该发明"和"本发明"意在宽泛地涉及此说明书 和下述任何专利权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应理解为限制文中所述的主 题，或者限制下面任何专利权利要求的含义或范围。此外，此说明书