CN102802857A - 用于滚刨内齿轮的装置和方法及有关的刨削轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过滚刨为轮坯(3)制齿的装置，带有可旋转驱动的工件主轴(1)和可旋转驱动的刀具主轴(2)，该工件主轴用于承接尤其是要在内部制齿的轮坯(3)，所述刀具主轴支承具有规则齿距的刨削轮(4)，通过该齿距确定轮坯(3)的齿部的齿间距。为了提高这类装置和这类方法的效率并为之提供适当的刨削轮，本发明建议，所述刨削轮(4)的至少一些相同构造的齿的间距相当于规则齿距的多倍。

Description

用于滚刨内齿轮的装置和方法及有关的刨削轮
技术领域
本发明涉及一种用于通过滚刨为轮坯制齿的装置，该装置带有可旋转驱动的工件主轴和可旋转驱动的刀具主轴，该工件主轴用于承接尤其是要在内部制齿的轮坯，刀具主轴支承具有切削齿的刨削轮。
本发明还涉及一种用于通过滚刨为轮坯制齿的方法，其中，承接着要在内部制齿的轮坯的工件主轴被转动驱动，而支承着具有切削齿的刨削轮的刀具主轴以相对工件主轴的固定转速比被转动驱动，并且，刨削轮通过刀具主轴相对工件主轴的相对运动沿轮坯轴向进给。
本发明还涉及一种带有多个围绕旋转轴线齿轮状布置的切削齿的刨削轮。
背景技术
前述类型的装置、方法以及刨削轮记载在DE10 2007 015 357A1。轮坯由工件主轴连续地转动驱动。工件主轴出于进给的目的可沿着其轴向移动。呈齿轮状刀具形式的刨削轮由刀具主轴与轮坯同步地转动驱动。刀具主轴与工件主轴成固定的、但在机器上可调的轴向夹角。在通过工件和刀具连续旋转的轴连续进行进给时，借助于沿着切削齿的宽边轮廓线延伸的切削刃从坯件上刨削出材料。
为了制齿，可以前后相继地实施多个行程，其中每个行程增大切削深度。刨削轮具有规则齿距。在齿距的每个位置上设有一个切削齿，该切削齿分别具有切削刃。所有的齿具有相同的构造，使得刨削轮的相同构造的齿直接相邻地布置。
没有预公开的DE102008037514记载了一种用于在管状工具上产生内齿的装置和方法。在内啮合时，两个齿部处于啮合的齿存在重合区域较大的问题。为了减小重合区域，必须使刨削轮具有小的直径。这导致切削效率总体减小。因此必须提高转速。此外，在工件具有大的内啮合轴向长度时，仅允许具有较小的轴向夹角。这也相对外啮合的制齿降低了切削效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提高这类的装置以及这类方法的效率，并且为之提供适当的刨削轮。
重要的是刨削轮的一种特殊的扩展设计及其在机床和制齿方法上的应用。按照本发明设计为，在规则齿距的至少一个位置上设置不同构造的齿或者不布置齿。在此，两个相邻的相同构造的齿的最小间距相当于规则齿距的多倍，即，两倍。此外，刨削轮具有齿轮状布置的切削刃，切削刃如在已知的刨削轮中那样位于嵌入轮坯的齿隙中的位置上。至少一些直接相邻的切削刃的间距相当于待加工的齿部的齿间距的多倍，亦即至少两倍。这以简单的方式由此实现，即，省略掉单个齿。剩余的齿或齿隙优选以周期性重复的间隔沿周向布置。因此，刀具具有周期性减小的齿数。根据预定的法则，可以从规则的齿距中每隔两个或每个三个省略一个齿。但也可以设计为，省略分别两个连续齿，使得相邻的切削齿是要加工的齿部的齿间距的三倍，其相当于这类的刀具的规则齿距。根据待制齿的工件的齿数选择刀具或省略的齿的位置。如果要制齿的工件具有例如奇数个齿，则刀具可以具有偶数个齿位置，其中，仅每两个位置设有一个齿，使得齿以规则齿距的双倍齿间距相互间隔。由于刨削轮的这种构造，可以为制造内齿使用具有较大直径的刨削轮，因为缺少的齿减小了有效的重合区域。然而保证了，在连续的刨削加工时总有一个齿与工具齿嵌接。刨削轮的较大直径还导致，刨削轮的轴线相对管状工具的内壁具有最大的间距，因此可以选择较高的轴向夹角而不会出现碰撞。尽管如此，刀具主轴的直径可以在一范围内减小，以便实现所需的轴向进给深度。但保持有足够大的柄直径。尽管DE19933137A1已经记载了一种齿轮状的刀具，其中不同构造的齿并排布置。但这种刀具不是刨削轮。在此，切削刃不是沿着齿的轮廓线延伸，亦即在宽边平面内延伸，而是平行于轴向延伸，因为在此所述的内容中，切深沿径向而不是如在刨削时那样沿轴向进行。按本发明的滚刨方法是连续的制齿方法，该方法在运动学上处于滚齿和滚切法插齿之间。滚切法插齿类似于正齿轮驱动(Stirnantrieb)的传动运动，而滚刨在运动学上类似于斜齿轮传动。通过滚刨可以制造各种类型的齿部。工件轴线和刀具轴线相对彼此倾斜地布置。通过按本发明的方法可以通过纯轴向的进给运动制造直齿的工件。如果例如工件主轴的直线移动与轴向位置有关地叠加相位改变，则也可以制造斜齿的工件。通过按本发明的方法可以在坯件的圆形孔洞中加工出齿部，其中，工件和刀具以固定的转速比分别由驱动马达同步地旋转驱动，该驱动马达可以是转矩马达。刨削轮以其沿径向突出的、在其朝向宽侧的端面具有切削刃的切削齿切入工件的材料中。由于工件轴线和刀具轴线之间的轴向夹角，每个切入工件的刨削齿在工件内发生相对的轴向位移并且在此去除刨屑。按本发明在刨削轮上的一个或多个缺少切削齿的区域中，没有刨削齿切入工件。工件相应的齿隙在该加工阶段不被延长。这样选择为周期重复的间隔配设的切削齿的数目，使得该数目不是要制造的齿部的齿数的约数。因此，在工件旋转一圈时，未加工的齿隙不延长。
按本发明的教导，即，刨削轮的至少一些相同构造的齿的间距相当于规则齿距的多倍，不仅可以由此实现，即，规则的齿距的一些位置没有齿。也设计为，在相间隔的、相同构造的齿之间布置不同构造的齿。在此还设计为，切削齿以周期性重复的间隔围绕刨削轮的旋转轴线布置。不同构造的齿一方面可以是粗切齿，另一方面可以是精切齿。同样可能的是，不同构造的齿形成预切削功能和主切削功能。为此，相互不同构造的齿的齿边缘也可以沿刨削轮的轴向相互间隔。通过按本发明的方法或按本发明的装置也可以制造带有布置在齿根中的凸起的齿。在各主切削齿之间分别存在一个凸起齿。凸起齿具有较大的齿长度，但比主齿构造得更窄。
附图说明
以下参照附图说明本发明的实施例。在附图中示出：
图1在纵向截面图中示出了布置在刀具主轴2上的刨削轮4，该刨削轮产生布置在工件主轴1上的轮坯3的内齿部5；
图2是轮坯3以及处于齿切入状态的刨削轮的端面透视图；
图3是按图2的视图，其中，刨削轮和轮坯略微扭转以及
图4是刨削轮4的另一种实施例。
具体实施方式
在图1中，刨削轮4的齿7处于与轮坯3的齿部5的嵌接位置。在此，刨削轮4具有其最深的轴向切入位置。刀具主轴2在颈部区域11仅需要略微减小，以便避免与轮坯3的边缘碰撞。
由图2和3可看出，总是有刨削轮4的刨削齿7与轮坯3的两个齿5之间的齿隙6嵌接。在图2所示的位置中，刨削轮4位于位置c和e的齿7处于嵌接位置。在图3中，设置在位置e处的刨削齿7位于轮坯3的齿隙6中的最深的嵌接位置。与现有技术相反，同时处于嵌接的齿7，5的数量得以减小。
尽管仅在轮坯3的每第二转时加工每个齿隙6，但还是形成了非常高的稳定性。
由电机旋转驱动并且出于进给的目的可沿其轴向移动的工件主轴1支承轮坯3，该轮坯呈管状，也就是中空的，并且该轮坯应当配有内齿。
同样由电机驱动的工件主轴2支承刨削轮4。刨削轮4具有齿轮的形状，带有径向朝外凸伸的刨削齿7，该刨削齿具有切削刃8。
通过未示出的电子控制装置同步驱动工件主轴1和刀具主轴2。在刨削运动过程中，刨削轮4的刨削齿7***管状轮坯3的内壁中，以便在内壁中刨削出内齿部。轮坯3待制造的齿隙6或剩余的齿5的间距在此基本上相当于刨削轮4的齿距，该齿距通过从刨削轮中心9出发的线a，b，c，d，f，g示出。
为产生沿轴向的刨削运动，工件主轴1的轴线10和刀具主轴2的轴线9相互成固定的轴向夹角a。通过轮坯3沿其轴向10的轴向移动产生进给。
在实施例中，仅刨削轮4的每隔一个齿位置a，c，e，g设有带有两个切削刃8的刨削齿7。因此，两个相互相邻的刨削齿7具有双倍于齿距的间距或双倍于轮坯3的齿的齿间距的间距。
因此，在滚刨时，切削齿7仅位于每隔一个待制造的齿隙6中，因为在位置b，d，f不存在齿。因为轮坯具有奇数个齿，所以每个齿隙6每隔一转被加工一次。
在未示出的实施例中，其它齿组合也是可能的。如果轮坯3例如具有偶数的齿数，则刨削轮4具有奇数，例如可被三整除的齿数。在此，每隔两个齿可以省略一个齿。但也可以设计为，分别两个前后相继的齿位置没有齿，使得两个沿周向直接相邻的齿相互间隔双倍的齿间距。
在图4中所示刨削轮在齿距的每个位置都具有切削齿7，7’。相邻的刨削齿7，7′结构相同，也就是切削刃8，8′的轮廓相同，但相互间隔两倍的规则齿距。刨削齿7形成凸起齿。切削齿7’形成主切削齿。沿刨削轮4径向测得的凸起齿7的长度大于主切削齿7′的长度。反之，凸起齿7的两个切削刃8沿周向测得的间距小于主切削齿7′的切削刃8′，8′沿周向测得的间距。
在图4中所示的刨削轮4在按本发明的装置或在按本发明的方法中的应用导致制造的齿部、尤其是内齿部具有凸起齿。
在此，在设计刀具时这样选择齿数，亦即规则的齿距，使得要制造的工件的齿数和刨削轮的齿数的最大公约数为1。
所有公开的特征(本身)都是本发明的实质性特征。为此，在本申请的公开内容中也吸纳了所属/所附的优选权文件(在先申请副本)的全部公开内容，也为此目的将这些文件的特征合并到本申请的权利要求中。从属权利要求以它们任意排列组合的技术方案表征了本身有创造性的、对现有技术的扩展设计，尤其是为了基于这些权利要求进行分案申请。

Claims (9)

1.一种用于通过滚刨为轮坯(3)制齿的装置，该装置带有可旋转驱动的工件主轴(1)和可旋转驱动的刀具主轴(2)，该工件主轴用于承接尤其是要在内部制齿的轮坯(3)，所述刀具主轴支承具有规则齿距的刨削轮(4)，通过该齿距确定轮坯(3)的齿部的齿间距，其特征在于，所述刨削轮(4)的至少一些相同构造的齿的间距相当于规则齿距的多倍。
2.一种用于通过滚刨为轮坯制齿的方法，其中，承接着尤其要在内部制齿的轮坯(3)的工件主轴(1)被转动驱动，而支承着刨削轮(4)的刀具主轴以相对工件主轴的固定转速比被转动驱动，并且，刨削轮(4)具有规则齿距并且通过该规则齿距确定轮坯(3)的齿部的齿间距，该刨削轮通过刀具主轴(2)相对工件主轴(1)的相对运动沿轮坯(3)的轴向进给，其特征在于，使用刨削轮(4)，其中，所述刨削轮(4)的至少一些相同构造的齿的间距相当于规则齿距的多倍。
3.一种刨削轮，其具有规则齿距并且通过该齿距确定要制齿的轮坯(3)的齿部的齿间距，所述刨削轮带有多个围绕旋转轴线(9)分别布置在通过所述齿距确定的位置上的切削齿(7)，所述切削齿分别具有切削刃(8)，其特征在于，所述刨削轮(4)的至少一些相同构造的齿的间距相当于规则齿距的多倍。
4.如前述权利要求一项或多项所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，所述刨削轮(4)在一些由所述齿距确定的位置上没有齿。
5.如前述权利要求一项或多项所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，在刨削轮(4)相同构造的齿之间设置有其它构造的齿。
6.如前述权利要求一项或多项所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，所述切削齿以周期性重复的间隔围绕所述刨削轮(4)的旋转轴线(9)布置。
7.如前述权利要求一项或多项所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，每个齿(2)与它相邻的齿(7)间隔多倍的齿间距。
8.如前述权利要求一项或多项所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，每个齿(7)与它相邻的齿(7)间隔两倍的齿间距。
9.如前述权利要求之一所述的装置、方法或刨削轮，其特征在于，所述刨削轮(4)的齿数和要制造的轮坯(3)的齿数的最大公约数为1。
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