对工件的齿轮齿进行正面倒角的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的主题是一种用于工件的齿轮齿正面倒角的方法和设备.
【背景技术】
[0002] 用来制造齿轮的方法有很多.在忍片制造中，预先的软加工会在滚齿、齿轮成型、 成型创削W及动力刮齿（powerskiving)之间产生区别。滚齿和动力刮齿是所谓的连续方 法?
[0003] 动力刮齿方法不久前得到了复兴.该方法已经有近100年的基础.在动力刮齿 中，如图1A所示，动力刮齿刀具10 (也称为刮齿轮）的旋转轴线R1和工件20的旋转轴线 R2之间的轴线相交角度为E，其不等于零。所得的动力刮齿刀具10和工件20之间的相对 运动是螺旋运动，它可W被分解为旋转分量（转动分量）和推力分量（平移分量）.圆柱螺 旋驱动器可W被认为是驱动技术的类推，其中，旋转分量对应于滚动，而推力分量对应于侧 翼的滑动.轴线相交角度E的绝对值越大，加工工件20所需要的平移运动分量就越大。具 体地说，运会在工件20的两个侧翼方向上产生动力刮齿刀具10的一个切削运动分量.在 动力刮齿过程中，螺旋轮传动装置的晒合齿轮的相对晒合运动的滑动分量被用来执行切削 运动.在动力刮齿过程中，仅仅只需要工件20在与旋转轴线R2平行的方向上缓慢的轴向 进给S。、，而所谓的成型运动被省略了，该成型运动是齿轮成型中是典型的.因此，在动力刮 齿中不会也发生反向行程的运动.
[0004] 在动力刮齿中的切削速度直接受到动力刮齿刀具10或者工件20的旋转速度W及 由旋转轴线R1和R2产生的轴线相交角度E的影响。上述各自的旋转运动在运被标记为《 1 和02.轴线相交角度EW及由此产生的滑动运动被选定为，使得在给定的旋转速度下，能 够得到用于材料加工的最佳切削速度。
[0005] 先前已知的动力刮齿方法中的运动序列和进一步的细节可W从上述图1A中的示 意图中推出.图1A中示出了对于一个圆柱形工件20的外齿轮的动力刮齿过程.上述工件 20和刀具10 (运里是一圆柱形动力刮齿刀具10)W相反的方向旋转，正如从图1A中可W看 到的，例如W角速度《 1和旋转.
[0006] 也会发生进一步的相对运动。上述缓慢的轴向进给S。、是必要的，W使得能够使 用刀具10而加工工件20的整个齿宽.上述轴向进给导致刀具10相对于工件20在平行于 工件20的旋转轴线R2的方向上产生一个位移.刀具10的该运动方向在图1A中被标记为 S。、。如果需要在工件20上得到斜齿轮（也就是@2声0)，一个不同的进给Sd被叠加到轴 向进给S。、上，如图1A所示，其对应于工件20绕其旋转轴线R2的一个附加旋转.上述不同 的进给SdW及轴向进给S。丑设计点上彼此相适应，由此得到的刀具10相对于工件20的 进给发生在加工出的齿间隙方向上.另外，可W使用一个径向进给Sf3d，例如，用来影响工 件20的齿轮齿的凸面加工。
[0007] 在动力刮齿中，切削速度的矢量Fe实质上导致两个速度矢量？ 1和的不同，它 们w刀具10和工件20的旋转轴线R1和R2的轴线相交角度E相对于彼此倾斜.K 1是刀具 10在圆周上的速度矢量，而F1是工件20在圆周上的速度矢量。上述动力刮齿过程的切削 速度V。可W随着轴线相交角度E W及在螺旋轮传动装置中的旋转速度而变化.相对缓慢 的轴向进给S。、，如上文已经述及的那样，仅仅对动力刮齿方法中的切削速度V。具有很小的 影响，其可W被忽略掉.因此该轴向进给S。丑图1A ？，和P。的矢量图中未被考虑.
[0008] 图1B示出了利用一锥形动力刮齿刀具10对工件20的外轮齿的动力刮齿过程.图 1B再一次示出了轴线相交角度E，切削速度的矢量P?。，刀具10在圆周上的速度矢量K 1 W 及工件20在圆周上的速度矢量W及刀具10的倾斜角度0 1和工件20的倾斜角度0 2。 运里的倾斜角度P2不等于零。在图1B中刀具10的齿顶用参考标记4指代.在图1B中齿 面用参考标记5指代。旋转轴线R1和R2不相交，而是被设置为相对于彼此倾斜。在一个 锥形动力刮齿刀具10中，由于上述动力刮齿刀具10倾斜W提供间隙并不是必要的，设计点 AP被典型地选在与旋转轴线R1和R2二者都垂直的点。设计点AP在运里与所谓的接触点 BP是重合的。上述螺旋轮传动装置的分度圆接触到该设计点AP。
[0009] 在工件上的齿轮的成型过程中，相应的正面边缘相对于侧平面的两个侧翼会产生 过渡区域，其有时会是非常尖锐W及明显的.运些边缘典型地在一个单独的方法步骤中被 倒角.在轮齿的加工过程中，存在着许多不同的途径W对运样的边缘实施倒角。
[0010] 与加工过程相关的毛刺也会在该边缘区域出现，其会在一个所谓的去毛刺加工步 骤中被去除.
[0011] 由于运动序列常常是相同的或近似相同的，倒角和去毛刺是相似的工艺.加工刀 具也不必彼此不同。因此，下文中会经常提到倒角，其中，在运里去毛刺也被归入到该名词 含义下。
[0012] 一些专用刀具常常被用来倒角，其中的任一个刀具都必须在使用前在一个单独 的方法步骤中被装夹到机床上.或者在该机床上一个单独的轴具有一个专用刀具用来倒 角.为了能够对边缘区域中右边和左边的侧翼进行倒角，有时必须进行十分复杂的运动序 列（刀具和工件间的相对运动）。另外，在动力刮齿中，例如当左边侧翼被使用刀具倒角后， 常常需要执行旋转方向的反向.在旋转方向反向后，才能够执行右边侧翼的倒角.运样的 旋转方向的转换是耗时的并且会导致更长的加工时间。然而，特别是在大量生产中，缩短加 工时间是有利的。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明的目的是提供一种用于工件倒角的方法和设备，其能缩短加工时间.
[0014] 本发明通过一种与动力刮齿相似的方法实现运一目的，其能够不进行旋转方向的 反向而对右边和左边的侧翼进行倒角.另外，一个相应的最佳设备被提供来作为专用刀 具。
[0015] 根据本发明，在计算机数控多轴机床上的专用刀具被用来实现发明目的，它具有 至少一个包括第一前刀面和第二前刀面的切削齿.
[0016]为了实现本发明的倒角，使用了上述专用刀具的下述的步骤被执行： -沿第一旋转方向驱动该专用刀具； -在刀具沿第一旋转方向旋转的同时，执行计算机数字控制的相对运动，W利用刀具的 第一前刀面对齿轮齿的第一齿的第一边缘进行倒角。 -在刀具沿第一旋转方向（进一步地）旋转的同时，执行计算机数字控制的相对运动， W利用刀具的第二前刀面对齿轮齿的第一齿的第二边缘进行倒角.
[0017] 第一边缘（一条或更多条）的倒角在第一机床设置中被执行，而第二边缘（一条 或更多条）的倒角在第二机床设置中被执行.也就是说，机床设置在一个中间步骤中被改 变.
[0018] 本发明的方法特别适合于在与动力刮齿相似的过程中的齿轮齿的正面倒角，其 中，不需要旋转方向的反向就能够对右边和左边的侧翼进行倒角。
[0019] 如果上述专用刀具的旋转轴线和工件的旋转轴线的不为零的轴线相交角度被机 床设置预先限定，运样一种方法被称为与动力刮齿相似的连续过程.
[0020] 根据本发明，运样一个与动力刮齿类似的过程常常会导致专用刀具和工件的相对 运动，其可W被分解为旋转分量（转动分量）和推力分量（平移分量）.
[0021] 根据本发明所有实施例的倒角中，更优选采用滑动分量来执行用于倒角的切削运 动。
[0022] 在本发明的倒角过程中，在所有实施例中优选执行下述的动作： i. 上述专用刀具在正确的分量高度上仅执行径向的下冲运动，同时上述边缘被完全倒 角.然后上述专用刀具可W从齿间隙又一次退回。 ii. 或者将上述刀具从工件的齿轮齿"上方"下冲（专用刀具朝着工件轴向地导向）， 并且执行一个小的轴向运动直到上述边缘被完全倒角。 iii. 根据本发明，运动方法i和ii运二者也可W彼此结合.
[0023] 根据本发明，与动力刮齿类似的倒角过程是一个连续过程，例如，在机床设置被改 变之前，上述专用刀具的切削齿（一个或更多个）连续地对所有的右侧翼进行倒角，然后所 有的左侧翼被倒角。
[0024] 然而，根据本发明的去毛刺方法将在正面边缘的基础上在下文中提到.
[00巧]本