精加工帶齒工件的方法和裝置以及控制該裝置的程序的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】精加工帶齒工件的方法和裝置以及控制該裝置的程序
[0001]本發(fā)明涉及一種使用與工件相互齒配合地嚙合的帶齒精加工刀具來(lái)精加工帶齒工件的方法，其中，精加工刀具經(jīng)受修整過(guò)程，在該修整過(guò)程中，彼此齒配合的精加工刀具和帶齒修整刀具繞其各自的齒輪軸線旋轉(zhuǎn)，這些齒輪軸線在不同于零的中心距離處且以不同于零的軸線交叉角相對(duì)于彼此布置。此外，本發(fā)明還涉及能夠?qū)嵤┰摲椒ǖ难b置以及控制裝置的控制程序。
[0002]為了給出這種方法的實(shí)例，用可修整珩磨環(huán)珩齒的過(guò)程是已知實(shí)踐。珩磨環(huán)表示加工中帶齒工件的精加工刀具。珩磨環(huán)的修整刀具具有在修整過(guò)程中與珩磨環(huán)的內(nèi)齒廓嚙合的帶外齒的金剛石修整齒輪的形式。在齒輪的這個(gè)配對(duì)中，以非零角彼此交叉的精加工刀具和修整刀具的各自齒輪軸線在相對(duì)于彼此最大的中心距離處布置，并且布置成使得用于修整過(guò)程的相對(duì)橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在中心距離的方向上發(fā)生。
[0003]借助齒輪軸線相對(duì)于彼此的這種布置，修整工具的幾何形狀在修整過(guò)程中被轉(zhuǎn)移到精加工刀具。如果工件隨后在同一相對(duì)位置與精加工刀具嚙合，則同一齒面幾何形狀被轉(zhuǎn)移到工件。然而，工件在齒輪傳動(dòng)中的使用通常需要在齒輪齒上進(jìn)行齒面修正。具體地說(shuō)，為了處理驅(qū)動(dòng)軸在載荷下的彎曲，錐形齒面修正是必須的。然而，這使修整刀具制作昂貴且復(fù)雜。此外，單獨(dú)的修正刀具必須可用于各種齒面修正?；蛘?，齒面修正可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整到相對(duì)位置并通過(guò)齒輪軸線在工件的加工中的附加運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這涉及到在控制齒輪軸線方面的對(duì)應(yīng)較高水平的復(fù)雜性。此外，在其齒輪輪廓在干涉輪廓的意義上肩并肩鄰接的工件的加工中，沿工件齒輪軸線方向的縱向珩磨所需的直線運(yùn)動(dòng)范圍受到限制。在另一方面，在沒(méi)有這種直線運(yùn)動(dòng)而僅發(fā)生軸向橫進(jìn)給的情況下，單純橫進(jìn)給珩磨導(dǎo)致較高的表面粗糙度。
[0004]本發(fā)明的目的在于，提出降低生產(chǎn)具有良好表面質(zhì)量的錐形修正齒面的工件的復(fù)雜性和成本的與上述相同的通用類(lèi)型的方法，進(jìn)一步提供根據(jù)該方法來(lái)控制的裝置以及具有所需能力的控制器程序。
[0005]從方法的角度看，本發(fā)明通過(guò)精加工刀具和修整刀具的齒輪軸線相對(duì)于彼此布置在從最大中心距離的位置偏移到減小的中心距離的位置的位置上的想法解決了這個(gè)任務(wù)。
[0006]由于通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的修整刀具偏移進(jìn)行修整過(guò)程的結(jié)果，因此本發(fā)明獲得精加工刀具的齒輪的相應(yīng)修正。在修整刀具以及未修整的精加工刀具的齒周是圓柱形而沒(méi)有偏離的優(yōu)選情況下，根據(jù)本發(fā)明的修整位置引起精加工刀具的錐形齒面修正。因此，雖然修整刀具的齒厚在整個(gè)齒寬上是恒定的(不管齒軌跡凸度如何)，但修整過(guò)的精加工刀具的齒的齒頂高修正在整個(gè)齒寬上變化。在精加工刀具的徑向方向上進(jìn)行修整刀具橫進(jìn)給是最好的，但也能夠進(jìn)行例如僅在正交于中心距離的方向上的橫進(jìn)給。
[0007]當(dāng)使用具有圓柱形而沒(méi)有偏差的齒輪齒廓的修整刀具時(shí)，在修整過(guò)程中將平行于修整刀具的齒輪軸線的疊加分量加到修整刀具的運(yùn)動(dòng)是特別有利的。特別是已知為在縱向行程珩磨中的工件縱向進(jìn)給的這種疊加會(huì)在修整過(guò)程中提高精加工刀具的表面質(zhì)量，以使得即使在沒(méi)有縱向進(jìn)給或極為減少的縱向進(jìn)給的情況下進(jìn)行工件的后續(xù)精加工作業(yè)，精加工好的工件表面也將具有明顯更好的表面粗糙度。
[0008]在有利實(shí)施例中，正交于修整刀具的齒輪軸線的運(yùn)動(dòng)分量疊加到彼此嚙合的精加工刀具和修整刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)上。這可以實(shí)現(xiàn)，尤其如果在修整刀具盡管偏離最大中心距離的位置，在修整過(guò)程中仍保持與精加工刀具為線接觸。
[0009]在對(duì)于實(shí)踐來(lái)說(shuō)特別重要的實(shí)施例中，用修整過(guò)的精加工刀具如此進(jìn)行工件精加工，即，使得工件基本上在精加工刀具的齒輪軸線與工件的齒輪軸線之間的最大中心距離的位置上用修整過(guò)的精加工刀具來(lái)加工，這意味著在該位置上的中心距離為其精確的最大值或與該值僅偏離到產(chǎn)生工件的齒面的普通齒面修正所需的程度。因此，在修整過(guò)程中由于修整刀具的偏移位置而獲得的精加工刀具的錐形修正的齒輪幾何形狀被轉(zhuǎn)移到工件。
[0010]這種轉(zhuǎn)移過(guò)程可以以這樣的方式進(jìn)行，使得在工件的機(jī)加工中，工件和精加工刀具的各自齒輪軸線之間的軸線交叉角設(shè)成對(duì)應(yīng)于在修整過(guò)程中用于修整刀具和精加工刀具的各齒輪軸線之間的軸線交叉角的值。工件齒的左右齒面的錐度在這種情況下具有與修整輪的齒的錐度相同的對(duì)稱(chēng)性。在另一方面，這個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程還可以遵循如下步驟，在該步驟中，在工件的機(jī)加工中，工件和精加工刀具的各自齒輪軸線之間的軸線交叉角設(shè)成與在修整過(guò)程中用于修整刀具和精加工刀具的齒輪軸線之間的軸線交叉角有偏離的值。這具有工件的齒的右齒面和左齒面的各自錐度彼此不對(duì)稱(chēng)的結(jié)果。
[0011]從裝置的角度看，本發(fā)明的任務(wù)通過(guò)對(duì)帶齒工件進(jìn)行精加工作業(yè)的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該裝置具有可繞其齒輪軸線旋轉(zhuǎn)的帶齒精加工刀具、可繞其齒輪軸線旋轉(zhuǎn)的帶齒修整刀具、設(shè)定兩條齒輪軸線的相對(duì)位置的裝置以及用來(lái)控制位置設(shè)定裝置的控制裝置，該控制裝置的區(qū)別特征是控制裝置設(shè)計(jì)成具有進(jìn)行使如權(quán)利要求1至10所述的方法能夠?qū)嵤┑脑O(shè)定的能力。
[0012]該裝置中的軸線布置可以遵循傳統(tǒng)珩磨機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀，其中，修整刀具和待加工工件由工件主軸來(lái)交替地繞其各自齒輪軸線旋轉(zhuǎn)地支承，以及其中，形成精加工刀具的珩磨環(huán)由樞轉(zhuǎn)支承裝置而繞其齒輪軸線旋轉(zhuǎn)地支承。對(duì)于繞齒輪軸線的旋轉(zhuǎn)，可以有提供給各軸線的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源?；蛘?，僅軸之一具有其自己驅(qū)動(dòng)源，而繞另一軸的旋轉(zhuǎn)由于被精加工刀具與修整刀具之間或精加工刀具與工件之間的嚙合的隨帶而發(fā)生。發(fā)明想法還包括回轉(zhuǎn)裝置，工件主軸和精加工刀具的旋轉(zhuǎn)軸線之間的軸線交叉角可以借助于該回轉(zhuǎn)裝置設(shè)成期望量值。此外，布置包括允許設(shè)定兩條旋轉(zhuǎn)軸線之間的中間距離的直線位移軸線。最后，兩條軸線的相對(duì)位置在橫向于中心距離延伸的平面內(nèi)可調(diào)整。具有這些能力的系統(tǒng)允許進(jìn)行如權(quán)利要求1至10中的一項(xiàng)所述的方法所需的相對(duì)位置被設(shè)定在精加工刀具與修整刀具之間以及在精加工刀具與待加工工件之間。
[0013]優(yōu)選地，這些設(shè)定可以通過(guò)其作出的控制器裝置在程序的命令下運(yùn)行。因此，控制裝置可以被編程以通過(guò)加載相應(yīng)控制程序來(lái)執(zhí)行方法的期望變型。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步區(qū)別特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)從下列描述中會(huì)變得顯而易見(jiàn)，其中，本發(fā)明通過(guò)在附圖中示出的典型細(xì)節(jié)來(lái)介紹，在附圖中
[0015]圖1示出了傳統(tǒng)珩齒機(jī)的軸線的幾何布置；
[0016]圖2a和2b示意性表示在修整過(guò)程中珩磨環(huán)與修整刀具之間或在機(jī)加工過(guò)程中珩磨環(huán)與工件之間的相對(duì)位置；以及
[0017]圖3示意性表示珩磨環(huán)與修整刀具的不同的相對(duì)位置。
[0018]在圖1中，附圖標(biāo)記C1標(biāo)示工件主軸的旋轉(zhuǎn)軸線，帶外齒的工件或帶外齒的修整刀具可以以這樣的方式夾緊到該工件主軸上，使得工件或修整刀具的齒周軸線(也被稱(chēng)為齒輪軸線)與旋轉(zhuǎn)軸線C1重合。此外，附圖標(biāo)記C2標(biāo)示帶齒珩磨刀具的旋轉(zhuǎn)軸線，帶齒珩磨刀具用作精加工刀具并以這樣的方式可旋轉(zhuǎn)支撐，使得其齒輪軸線與旋轉(zhuǎn)軸線C2重合。在下文中，兩條齒輪軸線因此同樣標(biāo)示為C1和C2。
[0019]旋轉(zhuǎn)軸線或齒輪軸線C1和C2之間的交叉角通過(guò)繞回轉(zhuǎn)軸線A的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可調(diào)整。此外，兩條軸線之間的中心距離沿在中心距離的方向上延伸的直線位移軸線X可調(diào)整。在橫向于X軸線延伸的平面上，兩條旋轉(zhuǎn)軸線或齒輪軸線C1和C2之間的相對(duì)位置沿橫向于直線位移軸線X和旋轉(zhuǎn)軸線C1延伸的直線位移軸線Y并且沿平行于旋轉(zhuǎn)軸線C1延伸的直線位移軸線Z可調(diào)整。
[0020]在該軸線系中，圖2a和2b的圖平面平行于X/Y平面延伸，并且視圖平行于Z軸定向。由于形成圓形精加工刀具10的珩磨環(huán)的徑向平面相對(duì)于與旋轉(zhuǎn)軸線C1的徑向平面平行延伸的X/Y平面傾斜一軸線交叉角，因此精加工刀具10實(shí)際上不應(yīng)在圖2a和2b呈現(xiàn)為圓形，相反地呈現(xiàn)為其圓形形狀的橢圓投影。然而，由于附圖屬于純粹示意性質(zhì)并且軸線交叉角通常很小，因此為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)而不予考慮該細(xì)節(jié)。
[0021]在圖2a和2b的圖示中，旋轉(zhuǎn)軸線C1和C2平行于X/Y平面延伸。因此，夾緊到工件主軸的帶齒修整刀具的齒輪軸線C1與精加工刀具10的齒輪軸線C2之間的中心距離a平行于X軸線延伸，如圖2a所示。類(lèi)似地，如圖2b所示，夾緊到工件