专利名称：用于磨削工件型面的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过齿轮或型面磨床来磨削工件(特别是齿部)型面的方法，其中，要进行磨削的型面首先在粗加工操作过程中用粗加工磨具连续地进行磨削，然后在精加工操作过程中 用精加工磨具进行磨削，其中，型面的、要除去的原料通过粗加工和精加工操作磨削，粗加工磨具和精加工磨具同轴地布置在公共刀具主轴上或在两个单独的刀具主轴上，且在磨具和工件之间沿第一轴线的方向产生平移运动，用于进行磨削行程。
背景技术：
特别是在齿轮的制造中，最终的硬的精加工工艺非常重要。在该工艺中，通过磨削操作机械加工齿侧面，以便使它们有精确的轮廓。用于制造齿轮的有效方法是通过磨削螺旋件(蜗杆)进行生产磨削，或者通过型面磨削盘来进行型面磨削。精确成形优选是在型面磨床或齿轮磨床(磨齿机)中通过两步骤磨削工艺进行。 根据该工艺，要除去的原料的主要部分通过第一加工步骤(粗加工)来机械加工。在随后的进一步磨削步骤(精加工)中，产生型面的最终轮廓，这里只磨削原料的其余部分。因此，为了粗磨和为了精磨，例如使用型面磨削盘，该型面磨削盘通过导引磨具经过工件的型面间隙形成型面。磨削工艺公知地分成粗磨和精磨将明显提高该方法的成本效益。当磨削传统的正齿轮时(即齿轮有在齿轮基体的柱形外周处的齿部)，大部分情况下没有问题。粗磨盘和精磨盘布置在刀具主轴上(例如通过间隔元件而间隔开)。通过沿刀具主轴的轴向方向的线性移动，粗磨盘或精磨盘可以择一地进行接合；为此使用线性 NC移动轴线。由于经济原因以及还由于考虑操作质量的原因，希望只进行很短行程的移动。 这可以通过在精加工过程中使得粗磨盘无接触地经过相邻齿隙和在粗加工过程中使得精磨盘无接触地经过相邻齿隙(所谓的“间隙驱动”)。在这种情况下，在粗加工和精加工之间的变化通过刀具主轴的相对较小移动来进行。当必须磨削的齿部布置在柱形齿轮基体的表面时出现另一情况。这样的一个实例是所谓的锯齿。因为在进行磨削的过程中，驱动磨削盘通过齿隙的行程并不与存在的相邻齿隙平行，因此不能进行“间隙驱动”。通过使得粗磨盘和精磨盘之间的轴向距离选择为较大而可以进行组合的粗加工和精加工，这样，在操作过程中不使用的磨削盘布置成离使用的磨削盘足够距离，因此不与工件碰撞。也可选择，可以在粗加工磨具和精加工磨具之间自动进行刀具变换，这样，不同刀具随后分别地接合。首先，两种可能情况都有不利的经济结果。较长的移动需要非生产时间，这降低了磨削工艺的成本效益。还有，刀具的变换需要时间，这也降低了成本效益。另一方面，磨削工艺的精度可能由于所述动作而受到影响。
发明内容
本发明的目的是进一步改进上述类型的方法，它能够在磨削表面齿部时避免现有的缺陷。因此，它可以在粗加工和精加工之间进行很小移动的情况下工作。而且，它可以在没有粗加工磨具和精加工磨具之间的昂贵刀具变换的情况下工作。根据本发明，该目的的解决方案的特征是在进行粗加工操作或精加工操作期间该至少一个刀具主轴(或反向运动的工件)围绕沿第一轴线的方向导向的旋转轴线旋转预定角度而从基本位置旋转至旋转位置，这样，并不操作的磨具可以越过要机械加工的型面， 而不碰撞到该型面。所述基本位置并不必须是轴线的“零点位置”。优选是，该至少一个刀具主轴(或工件)在进行粗加工操作的过程中实际旋转预定角度至旋转位置，并用于在进行精加工操作的过程中处于非旋转的基本位置。特别优选是，使用具有不同有效外径的粗加工磨具和精加工磨具。因此，可以特别证明，具有更大直径的磨具的有效外径是在具有更小直径的磨具的有效外径的105%和 130%之间。该预定角度通常在5°和25°之间，特别优选是在10°和20°之间。要机械加工的工件通常有旋转轴线和至少一个齿部；该齿部布置在工件的表面， 特别有利于使用所述制造方法。优选是，至少一个磨具(优选是两个磨具)是型面砂轮。而且，至少一个磨具(优选是两个磨具)是不可修整的磨具。通过所述制造方法，可以通过短距离移动实现在粗加工磨具和精加工磨具之间的变换，该短距离移动可以在相对较短时间内进行。刀具主轴绕所述轴线的旋转可以非常快地进行，这样，除去实际磨削时间，可以有总共非常短的非生产时间。这样，磨削方法的成本效益可以提高。而且，磨削操作的质量较高，因为可以避免较长行进距离以及在粗加工磨具和精加工磨具之间的刀具变换。因此，表面齿部(尤其是锯齿和类似齿部)可以经济且精确地硬加工而成。
附图中表示了本发明的实施例。图1表示了齿轮磨床的详细透视图，其中，工件通过粗磨盘和精磨盘来机械加工；图2是图1的齿轮磨床在粗磨工艺过程中的正视图；图3是在粗磨工艺过程中磨具插入工件的齿部中的区域的放大视图；以及图4是图1的齿轮磨床在精磨工艺过程中的正视图。
具体实施例方式在图1中表示了齿轮磨床3，具有齿部1的工件可以用该齿轮磨床3硬加工而成， 即磨削。齿部1是所谓的锯齿形，即工件2有基体，该基体有旋转轴线7，其中，齿部1布置在基体的端面处，如图1所示。齿轮磨床3以公知方式来装备。工件2布置在工件主轴8上，其中，工件主轴8的轴线目前是竖直定向的(它与工件2的旋转轴线7同心)。齿部1的磨削用包括粗加工磨具4和精加工磨具5的刀具组合进行，该粗加工磨具4和精加工磨具5都布置在刀具主轴6上并被旋转地驱动。因此，刀具主轴6可以沿移动轴线1的方向运动，用于使得粗加工磨具4和精加工磨具5择一地与齿部1接合。而且，整个刀具主轴6可以沿所示的轴线χ的方向进行平移运动。这用于在定位磨具4或5后驱动该磨具4或5经过齿隙，以便从齿的侧面来磨削原料，正如人们公知的。 而且，整个刀具主轴6也可绕轴线A枢轴转动。该轴线A布置成与轴线χ平行。通常，需要轴线A来调节磨具至具有外螺旋齿部的齿轮的螺旋角。在图4中表示了磨床3的正视图，该磨床3与图1的磨床相应。在该图中可以很好地看到精加工磨具5具有比粗加工磨具4更大的外径，该粗加工磨具具有外径d。 为了磨削齿部1，进行下面的工艺。如人们公知的，齿侧面的原料的除去分成在粗加工步骤中用粗加工磨具4进行和在精加工步骤中用精加工磨具5来进行。粗磨工艺在图2和3中表示。基本上，在进行粗磨操作的过程中，刀具主轴6围绕旋转轴线A (该旋转轴线A导向第一轴线χ的方向)旋转预定角度α而从基本位置1(如图1和4中所示)进入旋转位置II (如图2和3中所示)，这样，在粗磨过程中并不工作的磨具5可以越过要机械加工的型面1而不与型面相撞。粗加工磨具4的型面由此形成，这样，尽管旋转角度α，也产生所需的齿部型面；这也可以见图3。这意味着尽管精加工磨具5布置成相对靠近粗加工磨具4并因此可以通过短距离的移动进入加工位置，但是当进行粗磨步骤时精加工磨具4并不产生冲突。这可以特别见图2，其中，精加工磨具5在粗磨步骤中以很小间隙布置在齿部1的上面。为了精加工，刀具主轴6再次从旋转位置II转回到基本位置I (如图1和4)，且在该位置，齿部1进行精加工。因为将粗加工磨具4的直径d选择为小于精加工磨具5的直径D，因此在不使用的(粗加工)磨具4和工件2之间也没有碰撞。因此，多个(这里为两个)刀具可以通过利用“较短”的移动轴线来操作，其中，在不操作的刀具和工件之间可以避免碰撞。已经证明，旋转角度α的值在10°和20°之间，特别是旋转角度为17. 5°。在所示实施例中，精加工磨具的直径为185mm，粗加工磨具的直径为165mm。粗磨和精磨也可以在不为零的各不同旋转角度下进行，S卩如上所述，所述基本位置并不必须是轴线的“零点位置”。参考标号表1型面(齿部)2件(具有表面齿部)3齿轮或型面磨床4粗加工磨具5精加工磨具6具主轴7件的旋转轴线8件主轴χ第一轴线y移动轴线A旋转轴线
D精加工磨具的外径d粗加工磨具的外径α 角度 I基本位置II旋转位置
权利要求
1.一种用于通过齿轮或型面磨床(3)磨削工件O)的型面(1)的方法，所述工件特别是具有齿部的工件，其中，要进行磨削的型面(1)首先在粗加工操作过程中用粗加工磨具(4)连续地进行磨削，然后在精加工操作过程中用精加工磨具(5)进行磨削，其中，所述型面(1)的、要除去的原料通过粗加工操作和精加工操作磨削，粗加工磨具(4)和精加工磨具(5)同轴地布置在公共刀具主轴(6)上或在两个单独的刀具主轴上，且在磨具(4、幻和工件 (2)之间沿第一轴线(χ)的方向产生平移运动，用于进行磨削行程；其特征在于在进行粗加工操作或精加工操作时该至少一个刀具主轴(6)或工件(2) 围绕沿第一轴线(χ)的方向导向的旋转轴线(A)旋转预定角度(α)而从基本位置(I)旋转至旋转位置(II)，这样，并不操作的磨具(5)能越过要机械加工的型面(1)而不发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该至少一个刀具主轴(6)或工件(2)在进行粗加工操作的过程中旋转预定角度(α)到旋转位置(II)，并用于在进行精加工操作的过程中处于非旋转的基本位置(I)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于使用具有不同有效外径(D、d)的粗加工磨具(4)和精加工磨具(5)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于具有更大直径的磨具(5)的有效外径⑶ 是在具有更小直径的磨具⑷的有效外径⑷的105%和130%之间。
5.根据权利要求1至4中任意一个所述的方法，其特征在于该预定角度(α)在5° 和25°之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于该预定角度(α)在10°和20°之间。
7.根据权利要求1至6中任意一个所述的方法，其特征在于要机械加工的工件(2)有旋转轴线(7)和至少一个齿部(1)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于该齿部(1)布置在工件O)的表面。
9.根据权利要求1至8中任意一个所述的方法，其特征在于磨具G、5)中的至少一个是型面砂轮，优选是两个磨具(4、幻都是型面砂轮。
10.根据权利要求1至9中任意一个所述的方法，其特征在于磨具G、5)中的至少一个是不可修整的磨具，优选是两个磨具(4、5)都是不可修整的磨具。
全文摘要
本发明涉及一种通过齿轮或型面磨床(3)磨削工件(2)的型面(1)的方法，型面首先在粗加工操作过程中用粗加工磨具(4)连续地进行磨削，然后在精加工操作过程中用精加工磨具(5)进行磨削，型面要除去的原料通过粗加工和精加工操作磨削，粗加工和精加工磨具同轴地布置在公共刀具主轴(6)上或在两个单独的刀具主轴上，且在磨具(4、5)和工件之间沿第一轴线(x)的方向产生平移运动，进行磨削。为了提高磨削工艺的成本效益和质量，在进行粗加工或精加工操作时至少一个刀具主轴或工件围绕沿第一轴线(x)的方向导向的旋转轴线(A)旋转预定角度(α)而从基本位置(I)至旋转位置(II)，这样，并不操作的磨具可以越过要加工的型面而不碰撞。
文档编号B23F19/02GK102151907SQ20111002209
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年1月23日
发明者F·韦尔费尔 申请人:Kapp有限公司, 尼尔斯工具机械有限公司