专利名称：用于操作磨齿机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于操作磨齿机的方法。这种磨齿机用于通过磨盘 和/或蜗杆砂轮来在磨齿机上加工工件。
背景技术：
在齿轮的生产中，磨齿机用于对预加工齿轮进行精细磨光，从而使 齿轮形成最终的几何形状。在齿轮的生产中，通常，在软预加工步骤一一 例如铣削或插削一一中首先从回转对称工件形成齿。随后，将通过这种 方式预加工的工件进行热处理，通过热处理，齿轮的至少位于靠近齿表 面的区域得到硬化。为了补偿在热处理期间产生的表面几何形状的变 化，并且为了加工齿的表面几何形状使其具有更高的精度，因此在磨齿 机上进行精细磨光。使用磨盘或者蜗杆砂轮，利用磨盘或者蜗杆砂轮加 工工件并且使工件形成其最终的几何形状。
这种磨齿机如图l所示。该磨齿机包括工件夹具3，工件6可夹紧 在该工件夹具3中。工件夹具3可以绕着轴线C2回转，该轴线C2有 利地以竖直的方式校准。然而可替代地，也可以使用以水平的方式校准 的工件夹具。磨齿机还包括用于夹紧工具的工作主轴5。在该工作主轴 5中可夹紧一个或多个磨盘和/或一个或多个蜗杆砂-轮l。工作主轴5可 以由电机8进行回转，其中工作主轴5的回转轴线Bl能够在平行于工 件夹具3的回转轴线延伸的平面内进行旋转。为此，工作主轴5可以绕 着旋转轴线Al旋转，该旋转轴线Al垂直于工作主轴5的回转轴线Bl 在其中延伸的平面，并且还垂直于工件夹具3的回转轴线延伸。另外， 工作主轴5能够沿其回转轴线B1的方向一一即沿着箭头V1 — 一直线移 位.另外，工作主轴5能够沿着平行于工作主轴5的回转轴线C2的方 向—一即沿着箭头Z1 ——直线移动。工作主轴还可以沿着垂直于工件 夹具3的回转轴线C2的方向一一即沿着箭头XI — 一直线移动，从而使 夹紧在工作主轴5中的磨盘或者蜗杆砂轮1向着夹紧在工件夹具3中的 工件移动，或者使磨盘或者蜗杆砂轮l移动离开工件，或者用以获得特
7定的修正。利用磨盘或者蜗杆砂轮加工工件通常是通过滚磨或者成形磨 削或者两者的结合来进行。
在齿轮箱构造中进行的用以以较低的噪声发射来传递较高的功率密 度的发展，导致了齿轮越来越复杂的齿轮几何形状或齿轮拓朴。由于这 种齿轮几何形状的改型，使得能够优化各种载荷情况下的轮齿接触模 式，并且能够改善啮合齿之间的推力载荷及拉伸载荷。存在向着越来越 复杂的齿轮几何形状发展的趋势，这些齿轮必需以较小的批量在越来越 短的反应时间内进行生产。
为了使磨盘或者蜗杆砂轮能够适于齿轮的期望的几何形状和/或为 了补偿磨盘和/或蜗杆砂轮的磨损，在操作期间必须定期对磨盘或者蜗杆 砂轮进行修整，以便调整到工件的新的几何形状。磨盘和/或蜗杆砂轮的 修整或整形修正包括实际的成形以及修锐，并且后面为了清楚起见继续 称为成形，实际的成形即生成磨盘和/或蜗杆砂轮的所需几何形状(同心 度、圆柱度、轮廓)，修锐即生成高切割磨削表面(细微几何结构)。接 下来，用于成形磨盘或蜗杆砂轮的工具被相应地称作成形工具。
为了成形磨盘和蜗杆砂轮，特别是圆柱形未修正的蜗杆砂轮以及圓
柱形已改型的蜗杆砂轮，可使用不同的成形工具。图2到4示出了这种 成形工具2，该成形工具2用于成形蜗杆砂轮l。在图2中，示出了回 转对称的成形工具，以及在图3中，示出了齿轮形式的成形工具，该成 形工具也被称为成形齿轮(主齿轮)。图4还示出了具有较复杂的几何 形状的回转对称的成形工具。
可以在磨齿机上一一即在专用机床上一一对磨盘或者蜗杆砂轮进行 成形，齿轮也在该磨齿机上进行加工。为此，如图1所示，将磨齿机上 的成形工具安装在成形主轴上并由该成形主轴驱动，并且如果需要的 话，成形工具还可以选择性地绕着它们的夹紧轴线旋转。图l中的成形 主轴4可绕着回转轴线B3受到驱动，该回转轴线B3垂直于工件夹具的 回转轴线C2延伸。此外，成形主轴4能够绕着旋转轴线C5进行旋转， 该旋转轴线C5平行于工件夹具3的回转轴线C2延伸。另外，成形主 轴4能够沿着平行于工件夹具3的回转轴线C2延伸的方向一一即沿着 箭头Z4—一直线移动。在成形期间，以同样方式成形的磨盘或者蜗杆 砂轮被驱动并且选择性地朝向成形工具旋转，从而能够以正常的切削来 进行对蜗杆砂轮的成形。可以在多程中以单面或者双面的方式对蜗杆砂
8轮进行成形，并且如果需要的话轮廓面能够以不同方式成形并且能够沿 着蜗杆长度变化，从而生产出所谓的三维改型的蜗杆砂轮。
用于磨削工件的磨盘或者蜗杆砂轮通常由粘结的硬质材料颗粒一一 例如金刚砂或者金刚砂变体一一制成，或者由陶瓷粘结或电镀粘结的氮 化硼制成。磨盘或者蜗扦砂轮的成形精度很大程度上决定了轮齿的精 度。在现有技术中使用的成形工具通常涂以单层硬质材料，并且优选地 以正极电镀或者负极电镀的方式涂覆金刚石或者立方氮化硼，并且随后 还进行机械精整，从而满足所需要的关于轮廓几何形状及工具寿命的最 终较高质量。这种制造通常需要基本金属体，该基本金属体同样必需以 机械方式制造出接近的质量，进行化学或电化学涂覆过程，并且如果需 要的话，进行精确的机械精加工一一即成形或者修整成形工具.整形修 正或修整成形工具依次包括实际的成形以及修锐，并且后面继续称为修 整，从而避免与磨盘和/或蜗杆砂轮的成形发生混淆，实际的成形即生成 成形工具的所需几何形状(同心度、圆柱度、轮廓)，修锐即生成高切 割成形表面(细微几何结构)。用于修整成形工具的工具同样地继续称 为修整工具。
用于制造已知成形工具的过程是分阶段进行且耗时的过程，生产的 工具具有预先设定的几何形状，该几何形状必需在工具供应商和消费者
之间精确地匹配，并且应当保持较长的使用寿命。由全世界内少量的专 门工具制造商确保了这种制造。由于特定的程序，使得工具相对昂贵并 且具有相当长的交货期。为了修整、或者再涂覆及修整，必需将工具发 回到制造商并且开始进行所谓的再涂覆或再修锐过程。在这种过程中， 成形工具的几何形状的改变也能够在一定限度内以一定的成本进行。
到目前为止，所能够得到的工具系统的不利之处包括无法通过修 整蜗杆砂轮时的旋转或者选择性进给来实现的用户工件的轮廓几何形 状的改变仅能够通过所谓的线修整而进行生产.然而，这种方法包含以 下的不利之处圆柱形蜗杆砂轮的线形预成形、精成形以及后期成形会 由于多个单独的成形步骤而非常耗时，并且仅仅部分地适用于在专门机
床上磨削重复的批量。
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发明内容
因此，本发明的目标在于提供一种方法，该方法能够使齿轮制造商 在短时间内灵活地并且以较低的成本生产出具有不同的几何形状和拓 朴的齿轮。
根据本发明，该目的是通过根据权利要求l的方法而实现.本发明 涉及一种用于操作磨齿机的方法。作为磨齿机的操作方面，本发明的方
法包括借助于磨盘和/或蜗杆砂轮在磨齿机上对工件进行加工；以及在 磨齿机上对用于成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。根据本发 明，对用于成形磨齿机的磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具的修整是在磨齿 机上进行。通过在磨齿机上一_即专用机床上一—修整成形工具，可以 在短时间内并以低成本制造出不同几何形状的成形工具，该成形工具接 下来能够用来成形不同几何形状的磨盘或者蜗杆砂轮，同样在该磨齿机 上通过磨盘或蜗杆砂轮对齿轮进行加工。通过本发明的方法，还能够快 速地并且以较低的成本再次加工成形工具，从而补偿成形工具上的磨 损。在用于成形磨盘或者蜗杆砂轮的成形工具经过多次使用之后以及在 磨损发生之后，成形工具能够在磨齿机本身上进行修整。如果期望及需 要对轮廓的几何形状进行改变，则在成形工具的使用寿命结束之前还可 以通过利用改变的NC(数控)数据进行修整而对成形工具进行改型。
这种成形工具可以用来成形具有相应成形参数的圓柱形或者三维改 型的蜗杆砂轮。如果需要的话，该成形工具还能够两次或者多次用于单 独的蜗杆(粗加工/修光)。
有利地，本发明还包括一种方法，该方法具有以下的磨齿机的操作 方面借助于成形工具在磨齿机上对磨盘和/或蜗杆砂轮进行成形；以及 在磨齿机上对用于成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。该方法 同样为生产过程提供了相对增加的灵活性。有利地，本发明的方法包括 全部的三个操作方面，从而使得能够在磨齿机上进行磨削、成形以及修 整，由此相应地节省了成本。
由于本发明的方法，使得单个磨齿机就足以用于整个加工过程，其 中在磨齿机上对成形工具进行修整，然后在同 一磨齿机上使用该成形工 具对安装在该磨齿机上的磨盘和/或蜗杆砂轮进行成形。然而，当然也可 以使用多个磨齿机，从而使得成形工具无需在同一磨齿机上进行修整，
10在该磨齿机上还使用用于成形的成形工具和/或在该磨齿机上使用借助 于成形工具成形的磨盘和/或蜗杆砂轮。然而，本方法的一个明确的优点
始终包括单独的磨齿机可选择地在修整模式下、在成形模式下和/或在 磨削模式下操作，从而能够获得良好的灵活性以及对机器的利用。
在根据本发明的进行成形工具的修整的磨齿机上，有利地在磨削模 式下借助于夹紧在工作主轴中的磨盘和/或蜗杆砂轮对夹紧在工件夹具 中的工件进行加工。除了通常的对工件一一即齿轮一一的加工，还使用 磨齿机来修整成形工具。
在根据本发明的进行成形工具的修整的磨齿机上，还有利地在成形 模式下利用夹紧在成形主轴中的成形工具对夹紧在工作主轴中的磨盘 或蜗杆砂轮进行成形。在除了加工工件之外还进行蜗杆砂轮成形的磨齿 机上，还能够根据本发明进行成形工具的修整。
另外有利地，可以使用单独的用于修整模式的修整主轴。由此，使 用者不需要特别地重新夹紧用于修整成形工具的修整工具。修整主轴可 以有利地设置在成形主轴附近、特别是在成形主轴上方，并且可以与成 形主轴一起移动和/或旋转；或者可以设置在工作主轴附近、特别是在工 件台上，并且可以与工件台一起移动、旋转和/或移位。
然而可替代地，还可以通过已经设置用于磨削模式和/或成形模式的 主轴来进行修整。
取决于成形工具的几何形状而得到不同的方法，成形工具能够利用 所述方法在根据本发明的磨齿机上进行修整。
因此，本发明包括一种方法，其中为了修整回转对称的成形工具， 借助于夹紧在磨齿机的成形主轴中的修整工具对夹紧在工作主轴中的 成形工具进行修整，或者借助于夹紧在磨齿机的工作主轴中的修整工具 对夹紧在磨齿机的成形主轴中的成形工具进行修整。借助于工作主轴和 成形主轴的NC轴，在待修整的成形工具上能够产生所有期望的轮廓修 正以及改型。成形工具以优化的修整率进行预加工、精加工以及再加工。
作为修整回转对称成形工具的可选方法，夹紧在工件夹具中的成形
工具能够利用夹紧在磨齿机的工作主轴中的修整工具进行修整。工作主 轴的回转轴线有利地与工件夹具的回转轴线以基本上平行的方式校准，
ii从而可以获得与转子铣削相当的情况。
如果采用额外的修整主轴，则取决于修整主轴设置的位置，有利地 以类似于工作主轴或成形主轴的方式使用及移动该修整主轴。
在另一有利的方式中，成形工具和/或修整工具绕着各自主轴的回转 轴线回转。在另一有利的方式中，以另外的机床轴来扫描成形工具的轮 廓，特别是通过使工作主轴旋转、移位和/或前进和/或通过使成形主轴
旋转和/或通过使修整主轴相应地移动。通过对NC控制的路径轮廓的自 由选择，在成形工具上能够产生所有可能的轮廓改型及修正，从而稍后 能够在磨齿机上使用该工具来成形可成形蜗杆砂轮以及可成形磨盘，从 而提供了具有期望几何形状的蜗杆砂轮以及磨盘。
作为用于修整成形工具的工具，可以使用成形辊，即具有限定头部 半径或者如果需要的话具有缩减的限定头部半径的工具.将该工具夹紧 在可以由其来确定速度和转向的成形主轴上，用以对夹紧在工作主轴中 的成形工具进行修整，然后通过在正常的切削中旋转工作主轴而使成形 工具与修整工具接触。可替代地，待修整的成形工具还能够夹紧在可以 由其来选择性地限定速度和转向的成形主轴上，其中成形主轴可以绕其 旋转轴线旋转。成形工具随后夹紧在工作主轴上并由该工作主轴驱动， 在该工作主轴上移位，并且自由地选择转向。作为修整工具，再次优选 地使用具有限定头部半径或者具有缩减的限定头部半径的成形辊.如果 使用额外的修整主轴，则取决于该修整主轴设置的位置，使其可以替代 在所述程序中的工作主轴或者成形主轴。
为了进行修整，修整工具和成形工具有利地以限定的、优化的速度比 彼此进行点接触，其中如果需要的话夹紧在成形主轴中的成形工具或者修 整工具能够选择性地旋转，从而在每个接触点上与修整工具的最优点接触 并且确保了较高的最终精度。
由于NC轴一一工作主轴可以通过该NC轴进行移动，使得能够选择 性地扫描任何期望的路径，从而可以制造成形工具的头部半径、轮廓形 状一一例如齿冠、修缘、修才艮、以及头部成形工具上的半径。在非常少量 的情况下进行修整，从而节省了成形工具和修整工具并且提供了较长的使 用寿命。
12本发明还包括一种方法，其中为了修整具有齿轮形状的成形工具，夹 紧在工件夹具中的成形工具利用夹紧在磨齿机的工作主轴中的修整工具进 行修整。通过这种方式，成形齿轮也能够在本发明的磨齿机上进行修整。
修整成形工具有利地通过滚磨 一 —特别是局部滚磨和/或成形磨削来 进行.
有利地，成形工具在工件夹具中夹紧、回转并定位，并且夹紧在工作 主轴中的修整工具进行回转。
在另一有利的方式中，夹紧在工作主轴中的修整工具进行旋转以及移 位，其中工作行程是通过^使工作主轴沿着在平行于工件夹具回转轴线的方
向移动而ii行，并且通过^吏工作主轴沿着垂直于工件夹具回转轴线的方向 移动而使修整工具向着成形工具移动。为了对斜齿轮进行预加工、精加工 以及再加工，有利地进行各个轴的连动。有利地借助于局部泉磬或者成形 磨削方法以单面或双面的方式进行修整。
如果使用额外的设置在工作主轴附近的修整主轴，则该修整主轴有利 地在上述方法中替代工作主轴，即以类似于工作主轴的方式使用及移动。
在另一有利的方式中，在本发明的方法中修整具有多层硬质材料涂层 的成形工具。多层^t材料涂层可以是同样的，但是也可以由于^材料 的类型、密度、结合剂以及不同的颗粒而不同，以便用于成形工具将来的 磨损行为。有利地，例如在刀架上设置抗磨增强层。
成形工具具有多层硬质材料涂层并且具有一定数量的用于再成形的硬 质材料涂层。作为回转对称的成形工具的基体，使用回转对称的坯体 (starting body )。作为成形齿轮的基体，可以使用具有多层硬质材料涂层 的齿轮一一该齿轮为直齿齿轮或斜齿齿轮、或者使用盘形圆柱坯体，然后 对坯体进行相应地修整。有利地，仅在齿轮模数受到限制时使用这种盘形 圆柱坯体，并且因此使得需修整的体积较小。
在另一有利的方式中，使用涂以硬质材料的修整工具来修整成形工具。 作为修整工具，有利地将^t材料涂覆的成形磨盘用于单面磨削或者双面 磨削。另外，还可使用^材料涂覆的修整工具。还可以使用多种修整工 具的结合，其中例如通过不同的工具来执行局部滚磨步骤和成形磨削步骤。
13在另一有利的方式中，在根据本发明的磨齿机上测量成形工具。由此 得到的成形工具的测量数据然后可以以多种方式用于控制磨齿机，该测量 数据显示了成形工具的几何形状或拓朴。
有利地，存储在测量中获得的测量数据。有利地，根据本发明，借助 于测量数据来监测成形工具的磨损。通过这种方式，能够确保成形工具总 是具有期望的几何形状并且在磨损的情况下能够及时地得到重新修整。
在另一有利的方式中，根据本发明，基于测量数据来进行用于成形磨 盘或蜗杆妙、轮的成形工具的使用。通过这种方式，可以考虑到当成形磨盘 或蜗杆砂轮时的成形工具的可能磨损，从而提高了蜗杆砂轮的成形精度。
在另一有利的方式中，基于测量数据来进行对成形工具的修整。当对 成形工具进，修整、精修整以及再修整时将这种测量数据反馈到机床控 制器以用于修整器的使用，这样能够允许成形工具的特别精确的修整。
出于测量的目的，成形工具有利地在成形主轴中夹紧并且^L据本发明 由扫描头扫描。在有利的方式中，扫描头设置在磨齿机的磨头上。通过根 据本发明的测量，能够为生产出的最终质量提供证明，并且如果需要的话， 能够有选择地执行另外的修整步骤。同样的测试方法还能够用来监测磨损， 并且该测量方法是在特定的时间间隔内采用。
本发明还包括一种用于借助于磨盘和/或蜗杆砂轮加工工件以及用于 修整成形工具的磨齿机，该磨齿机具有用于执行如上所述的方法的控制器。 特别地，本发明的方法借助于计算机来执行。由于成形工具能够在本发明 的磨齿机上进行修整，因此能够获得如上所述的关于相应方法的同样优点。 为了执行本发明的方法，磨齿机的控制器有利地包括相应的控制程序、输
A/输出功能和/或操作者提示.
本发明的磨齿机有利地包括用于夹紧工件的工件夹具以及用于夹紧磨 盘或者蜗杆砂轮的工作主轴。
在另一有利的方式中，工件夹具可以绕着回转轴线回转，并且工作主 轴可以沿着平行于工件夹具回转轴线的方向、以及沿着垂直于工件夹具回 转轴线的方向移动。
在另一有利的方式中，本发明的磨齿机的工作主轴可以沿其回转轴线
14的方向移位，并且绕着垂直于工件夹具回转轴线延伸的旋转轴线旋转。
由于相应的夹具和主轴以及它们的可移动性，可类似于现有才支术借助 于磨盘和/或蜗杆砂轮在磨齿机上对工件进行加工，并且根据本发明能够对 成形工具进行f务整。
本发明的磨齿M有利地包括用于夹紧成形工具的成形主轴。
有利地，成形主轴能够沿着平行于工件夹具回转轴线的方向移动并且 绕着平行于工件夹具回转轴线延伸的旋转轴线进行旋转。通过这种方式， 可类似于现有技术在本发明的磨齿机上对磨盘或者蜗杆妙、轮进行成形，并 且能够根据本发明对成形工具进行修整。
本发明的磨齿机有利地包括用于夹紧修整工具的修整主轴。利用这种
单独的^"整主轴，特别是将该^"整主轴^:置在工作主轴、成形主轴和工件 夹具的旁边，当修整成形工具时使用者便无需进行重新卡紧的过程。
有利地，修整主轴设置在成形主轴附近、特别是在成形主轴的上方， 并且能够与成形主轴一起移动和/或旋转；或者修整主轴设置在工作主轴附 近、特别是在工件台上，并且能够与工件台一起移动、旋转和/或移位。通 过这种方式，对于修整操作来说仅需设置修整主轴及其驱动器，而其它运 动是通过磬齿机的已有的NC轴来执行。
然而可替代地，可以省略单独的修整主轴，而通过磨齿机的已有的NC 轴单独地进行修整。
有利地，磨齿机包括工作模式，其中借助于磨盘和/或蜗杆砂轮对工件 进行加工。为此，磨齿机的控制器有利地包括相应的操作者提示。在另一 有利的方式中，本发明的磨齿机还包括对用于成形磨盘或者蜗杆砂轮的成 形工具进行修整的修整模式。除了对工件进行加工以及有可能的对磨盘进 行成形之外，由此能够在本发明的磨齿机上进行成形工具的修整，其中在 磨齿机的控制器中设有相应的修整模式并且有利地设有相应的操作者提 示。
在另一有利的方式中，本发明的磨齿机还包括测量模式，其中对成形 工具进行测量。根据本发明，因此不仅能够修整成形工具，而且能够在磨 齿机上对成形工具进行测量，为此，本发明的磨齿机的控制器包括相应的
15测量模式并且有利地包括相应的操作者提示。
在另一有利的方式中，本发明的控制器包括用于执行上述方法的一个 或多个操作模式和/或操作者提示。这样又提供了上面指出的关于该方法的 优点。
本发明还包括用于磨齿机的控制軟件，特别是具有程序代码的控制软 件，该程序代码存储在数据存储器中或者存储在数据栽体上，以便执行上 述方法。这样也提供了本发明的优点。例如，能够将控制软件加载到已有 的磨齿机上，以《更在该磨齿机上执行本发明的方法。控制软件有利地包括 相应的操作模式以及操作者提示。
本发明还包括用于对磨齿机的磨盘或者蜗杆砂轮进行成形的成形工 具，该成形工具具有多层^材料涂层，以便通过上述方法进行反复修整。 因此，这种成形工具价格极其低廉、灵活，并且在磨损的情况下能够快速 地重新加工并适用于新的齿轮几何形状。多层^tt材料涂层可以是相同的， 但是也可以由于^tt材料的类型、密度、结合剂以及不同的颗粒而不同， 以便用于成形工具将来的磨损行为。有利地，例如在刀架上设置抗磨增强 层。成形工具或者可以是回转对称的，或者具有齿轮的形状，其中这种成 形齿轮可以是直齿的或者是斜齿的。
本发明还包括用于执行上述方法的磨齿机的使用。这样又提供了上述 的关于该方法的优点。
另外，本发明包括用于执行上述方法的修整工具和/或成形工具的使 用。特别地，本发明因此包括了用于在磨齿机上修整成形工具的修整工具 的使用以及在磨齿机上进行修整的成形工具的使用。
下面参照实施例以及附图来详细描述本发明，其中 图l示出了磨齿机的实施例；
图2示出了利用回转对称成形工具对蜗杆砂轮进行成形； 图3示出了利用成形齿轮对蜗杆砂轮进行成形；以及
16图4示出了可替代的具有更加复杂的几何形状的回转对称成形工具。
具体实施例方式
如图1所示的磨齿机的大致构造已经在前面关于现有技术的部分进行 了描述。现在还使用这种磨齿机来执行本发明的方法，其中磨齿机的控制 器有利地设计成用来执行该方法，特别是该控制器包括相应的操作模式以
;M目应的操作者提示。
接下来，将描^这种根据本发明的磨齿机上修整成形工具的两个实 施例。
在本发明的用于在磨齿机上修整成形工具的方法的第一实施例中，将 具有多层M材料涂层的回转对称成形工具夹在磨齿机的磨头上 一 —即工
作主轴5中，并且绕着轴Bl得到驱动。回转i!JL及方向能够通过轴Bl的 驱动而进行选择性地控制。借助于轴A1，在正常切削中的成形工具能够与 安装在成形主轴4上的修整工具接触.
作为用于修整的工具，使用成形辊，其具有限定的头部半径或者如 果需要的话具有缩减的限定头部半径。该工具涂以硬质材料并且夹紧在 成形主轴中，其中当待修整的成形工具夹在工作主轴中时绕着轴B3的 回转速度及方向可以得到确定。
然而，还可以将具有多层硬质材料涂层的成形工具夹紧在成形主轴 上，并且选择性地限定轴B3的回转速度及方向，而且如果需要的话， 使具有多层硬质材料涂层的成形工具绕着成形主轴的轴C5进行旋转。 在这种情况下，将修整工具夹紧在工作主轴中、绕着轴B1得到驱动、 以及进行移位，其中能够自由地选择回转方向。
为了进行修整，修整工具和成形工具以限定的、优化的itJL彼此进行 点接触，其中如果需要的话修整工具或者成形工具能够选择性地绕着成形 主轴的轴C5旋转，从而对于每个接触点使修整工具的最优点进入接触并 且确保了较高的最终精度。
NC轴V1、 Z1以及X1然后能够选择性地扫描任意期望的路径，从而 可以制造成形工具的头部半径、轮廓形状一一例如齿冠、修缘、修根、以
17及在头部修整器处的半径。在非常少量的情况下进行成形，从而节省了成 形工具以及修整工具并且提供了成形工具的较长使用寿命。
为了检查制造出来的成形工具的几何形状，在成形蜗杆砂轮之前将该 成形工具夹紧在成形主轴上，并且能够借助于安装在磨头上的扫描器沿着
X和V方向进行扫描并利用其进行测量，从而为生产出的最终质量拔_供证
明，而且如果需要的话执行另外的修整步骤。该测试方法还用来监测磨损， 并且在特定的时间间隔内使用，例如在蜗杆砂轮的特定数量的成形操作之 后。
在成形工具的多次使用之后以及一旦发生磨损时，工具通过重新的修 整而进行重新加工。如果期望及需要改变轮廓几何形状，则能够在成形工
具的使用寿命结束之前通过利用改变的NC数据进行修整而对成形工具 进行改型。
由此制造出来的成形工具能够用来成形具有相应轮廓参数的圆柱形 或三维改型的蜗杆砂轮。如果需要的话，它还能够两次或者多次用于单 独的蜗杆，例如用于粗加工或者修光。
在下文中，现将描述才艮据本发明的对成形齿轮进行修整的第二实施 例。使用具有多层硬质材料涂层并且为直齿或者斜齿的齿轮作为基体。 另外，当齿轮模数受到限制以及待去除的体积很小时，还可以使用盘形圆 柱坯体。
^L据本发明，该成形齿轮或者该毛坯在工件夹具上夹紧并且因此能够 选择性地绕着轴C2回转以及定位。成形工具在工作主轴上夹紧并且通过 磨齿机的相应NC轴进行移动。
作为用于修整成形齿轮的修整工具，使用用于单面磨或者双面磨的硬 质材料涂覆的成形磨盘。还可以使用M材料涂覆的另外的成形工具或者 成形磨盘。
为了修整成形齿轮，有利地使用局部滚磬(点接触)或者成形磨削(完 全模式接触)用于预加工、精加工以及再加工。采用单面磨或者双面磨。 还可以^使用两种方法的结合，其中可将多个相同或不同的工具夹紧在工作 主轴上，用于修整成形齿轮。
18对成形齿轮的测量是以类似于测量上述回转对称成形工具的方式进 行，其中成形齿轮在成形主轴上夹紧并且由扫描头扫描，该扫描头设置在 磨头上。因此能够检查成形齿轮，并且获得的数据能够被反馈到机床控制
形齿轮的使用。
综上所述，现将再次简要地对比两个实施例
作为本发明方法的第一实施例，描述了一种用于在磨齿机中对盘形成 形工具进行预加工、精加工或者再加工的方法。在该方法中，将具有多层
覆的修整工具以优化的修整率进行预加工、精加工以及再加工，将该修整 工具夹紧在磨齿机的成形主轴上。两个工具通过各自主轴的转轴进行回转， 并且利用路径控制下的另外的NC机床轴对成形工具的轮廓进行扫描。在 成形工具与修整工具之间存在点接触。由于NC控制路径形状的自由选择， 因此在成形工具上可以产生所有可能的轮廓改变以及修正，从而随后可以 在磨齿机上使用该成形工具来成形蜗杆砂轮以X^盘。可替代地，还可以 将盘形成形工具夹紧在成形主轴中以及将^"整工具夹紧在工作主轴中。
在第二实施例中，描述了一种用于制造成形齿轮的方法，该成形齿轮 具有多层M材料涂层并且利用磨齿机上的^材料涂覆的修整工具进行 预加工、精加工以及再加工。为此，将直齿或斜齿的成形齿轮作为工件夹 紧在机床工作台上，并且利用NC控制下的修整工具修整，其中用于该目 的的修整工具位于磨床的工作主轴上。通iti^择在单面磨或双面磨情况下 的不连续滚磬(局部滚磬)和/或单面或双面不连续成形磨削作为修整方法， 每种方法利用硬质材料涂覆的修整工具，可以生产具有或者不具有选择性 轮廓及齿向修正的成型齿轮。在磨齿机上，使用这些成形齿轮用于对圆柱 蜗杆妙-轮进行预成形或者精成形，1^使用该蜗杆砂轮用于对未修正的或 者拓朴改型的传动齿轮进行齿轮磨削。
作为所描述的实施例的替代，还可以设置单独的修整主轴。该修整主 轴设置在成形主轴附近、特别是在成形主轴上方，并且能够与成形主轴一 起移动和/或旋转；或者设置在工作主轴附近、特别是在工件台上，并且能 够与工件台一起移动、旋转和/或移位。然后被以类似的方式执行上述方法， 其中工作主轴或者成形主轴分别由修整主轴替代。
19本发明还包括回转对称成形工具，使用所述成形工具来成形螺槽和/或 螺槽及螺钉头。该工具具有多层^材料涂层并且包括用于反复修整的一 定数量。^材料涂层是多层相同的涂层，但也可以由于^tt材料的类型、 密度、结合剂以及不同的颗粒而不同，从而用于该工具将来的磨损行为(例 如刀架上的抗磨强化层)。
相应地，本发明另外包括具有多层石^t材料涂层的成形齿轮，该成形 齿轮为直齿齿轮或者斜齿齿轮并且由于通过本发明进行预加工、精加工以 及再加工而被用于成形蜗杆砂轮。多层硬质材料涂层同样可以为相同的，
或者也可以由于石itt材料的类型、密度、结合剂以及不同的颗粒而不同， 从而用于该工具将来的磨损行为(例如刀架上的抗磨强化层)。
本发明另外包括对磨齿机上的硬质材料涂覆的成形工具进行测量。使 用工具几何形状来监测磨损，将工具几何形状^j晴到机床控制器以用于工 具的使用，以及使用工具几何形状用于成形工具的预加工、精加工以及再 加工。对于圆柱形改型以及未改型的蜗杆砂轮的将来成形，该数据特别地
代表NC控制器的基础。
本发明另外包括相应的控制软件，该控制软件用于在磨齿机上执行本 发明的方法。
在本说明书中，磨盘或者蜗杆砂轮的成形或修整被都称为成形，以及 用于该目的的工具称为成形工具，从而避免混淆。另一方面，这种成形工 具的成形或修整都称为修整，用于该目的的工具称为修整工具。
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权利要求
1.一种用于操作磨齿机的方法，具有磨齿机的以下操作方面借助于磨盘和/或蜗杆砂轮在所述磨齿机上对工件进行加工，以及在所述磨齿机上对用于成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。
2.如权利要求l所述的方法，具有磨齿机的以下操作方面 借助于成形工具在所述磨齿机上对磨盘和/或蜗杆砂轮进行成形，以及 在所述磨齿机上对用于成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。
3.如前述权利要求1或2所述的方法，其中在所述磨齿机的磨削模 式中，利用夹紧在工作主轴中的磨盘和/或蜗杆砂轮对夹紧在工件夹具中 的工件进行加工。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述磨齿机的成形 模式中，利用夹紧在成形主轴中的成形工具对夹紧在工作主轴中的磨盘 和/蜗杆砂轮进行成形。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用单独的修整主轴 用于修整模式。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了修整回转对称的 成形工具，利用夹紧在所述磨齿机的成形主轴中的修整工具对夹紧在所 述工作主轴中的成形工具进行修整，或者利用夹紧在所述磨齿机的工作 主轴中的修整工具对夹紧在所述磨齿机的成形主轴中的成形工具进行 修整。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了修整回转对称的 成形工具，利用夹紧在所述磨齿机的工作主轴中的修整工具对夹紧在工 件夹具中的成形工具进行修整。
8.如权利要求5、 6或7所述的方法，其中所述成形工具和/或所述 修整工具绕着各自主轴的回转轴线回转。
9.如权利要求8所述的方法，其中利用另外的机床轴对所述成形工 具的轮廓进行扫描，特别是通过相应地使所述工作主轴旋转、移位和/ 或前进，和/或使所述成形主轴旋转，和/或使所述修整主轴移动。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了修整具有齿轮 形状的成形工具，利用夹紧在所述磨齿机的工作主轴中的修整工具对夹 紧在工件夹具中的成形工具进行修整。
11. 如权利要求10所述的方法，其中通过滚磨、特别是局部滚磨和 /或成形磨削进行修整。
12. 如权利要求10或11所述的方法，其中所述成形工具在所述工件 夹具中夹紧、回转以及定位，并且夹紧在所述工作主轴中的所述修整工具 进行回转。
13. 如权利要求10至12中任一项所述的方法，其中使夹紧在所述工 作主轴中的所述修整工具旋转以及移位，工作W是通过^吏所述工作主轴 沿着平行于所述工件夹具的回转轴线的方向移动而进行，并且通过使所述 工作主轴沿着垂直于所述工件夹具的回转轴线的方向移动而^^所述^务整工 具向着所述成形工具移动。
14. 如前迷权利要求中任一项所迷的方法，用来修整具有单层或多 层硬质材料涂层的成形工具。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述磨齿机上对 成形工具进行测量。
16.如权利要求15所述的方法，其中借助于测量数据来监测所述成 形工具的磨损。
17.如权利要求15所述的方法，其中基于测量数据来进行用于成形 磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具的使用。
18.如权利要求15所述的方法，其中基于测量数据进行对所述成形 工具的修整。
19.如权利要求15所述的方法，其中出于测量的目的，将所述成形 工具夹紧在所述成形主轴中并且由扫描头进行扫描。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了修整成形工具， 使用硬质材料涂覆的修整工具。
21. —种磨齿机，其用于借助于磨盘和/或蜗杆砂轮加工工件以及用 于修整成形工具，所述磨齿机具有控制器，该控制器特别用于计算机辅 助执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
22.如权利要求21所述的磨齿机，其具有用于夹紧工件的工件夹具 并具有用于夹紧磨盘和/或蜗杆砂轮的工作主轴。
23.如权利要求22所述的磨齿机，其中所述工件夹具能够绕着回转 轴线回转，并且所述工作主轴能够沿着平行于所述工件夹具的回转轴线 的方向以及沿着垂直于所述工件夹具的回转轴线的方向移动。
24.如权利要求23所述的磨齿机，其中所述工作主轴能够沿其回转 轴线的方向移位并绕着垂直于所述工件夹具的回转轴线延伸的旋转轴 线旋转。
25.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有用于夹紧成形 工具的成形主轴.
26.如权利要求25所述的磨齿机，其中所述成形主轴能够沿着平行 于所述工件夹具的回转轴线的方向移动，并且能够绕着平行于所述工件 夹具的回转轴线延伸的旋转轴线旋转。
27.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有用于夹紧修整 工具的修整主轴.
28.如权利要求27所述的磨齿机，其中所述修整主轴设置在所述成 形主轴附近并能够与所述成形主轴一起移动和/或旋转，或者所述修整主 轴设置在所述工作主轴附近并能够与所述工作主轴一起移动、旋转和/ 或移位。
29.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有操作模式，在 所述操作模式中借助于磨盘和/或蜗杆砂轮对工件进行加工。
30.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有成形模式，在 所述成形模式中借助于成形工具对磨盘和/或蜗杆砂轮进行成形。
31.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有修整模式，用 于对成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。
32.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其具有测量模式，在 所述测量模式中对成形工具进行测量。
33.如前述权利要求中任一项所述的磨齿机，其中控制器具有用于 执行根据前述权利要求中任一项所述方法的搮作者提示和/或一个或多 个操作模式，
34. —种用于磨齿机的控制软件，特别是存储在数据存储器中或数 据栽体上的控制软件，所述控制软件具有用于执行根据前述权利要求中 任一项所述方法的程序代码。
35. —种用于成形磨齿机的磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具，其具有 多层硬质材料涂层，用于通过根据前述权利要求中任一项所述的方法进 行反复修整。
36. —种用于执行根据前述权利要求中任一项所述方法的磨齿机的 使用。
37. —种用于执行根据前述权利要求中任一项所述方法的修整工具 和/或成形工具的使用。
全文摘要
本发明涉及一种用于操作磨齿机的方法，该方法包括磨齿机的以下操作方面在磨齿机上借助于磨盘和/或蜗杆砂轮加工工件，以及在磨齿机上对用于成形磨盘和/或蜗杆砂轮的成形工具进行修整。
文档编号B23F21/00GK101513684SQ20091000768
公开日2009年8月26日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年2月21日
发明者托马斯·布赖特, 曼弗雷德·灿克尔 申请人:利勃海尔-齿轮技术有限责任公司