CN111683777A - 准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及具有倒角工位的齿轮机器 - Google Patents

准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及具有倒角工位的齿轮机器 Download PDF

Info

Publication number
CN111683777A
CN111683777A CN201980011870.XA CN201980011870A CN111683777A CN 111683777 A CN111683777 A CN 111683777A CN 201980011870 A CN201980011870 A CN 201980011870A CN 111683777 A CN111683777 A CN 111683777A
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
axis
tool
tooth
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980011870.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111683777B (zh
Inventor
B·莱希特
E·G·穆恩特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gleason Works
Original Assignee
Gleason Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gleason Works filed Critical Gleason Works
Publication of CN111683777A publication Critical patent/CN111683777A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111683777B publication Critical patent/CN111683777B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/10Chamfering the end edges of gear teeth
    • B23F19/102Chamfering the end edges of gear teeth by milling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/10Chamfering the end edges of gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1218Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/14Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B5/16Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures
    • G01B5/163Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures of screw-threads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/14Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B5/16Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures
    • G01B5/166Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures of gear teeth
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B5/202Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures of gears
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

一种能围绕其旋转轴线(C10)旋转驱动的有齿工件(1)的机械加工过程的准备方法,所述机械加工过程由能围绕其旋转轴线(B10)旋转驱动的刀具(11)执行,其中,为了建立所述刀具与工件齿部(2)的同步匹配啮合,与所述工件的接触可以是凭借定位轴线(Z10,Y10)执行移动或通过凭借定位轴线(Z10,Y10)执行移动而产生,并且借助监视专门针对运动轴线(B10,C10)的移动,使用与所述工件的接触来建立有关所述工件的相对旋转位置的信息,其中所述接触是通过所述刀具的一部分进行的,并且专用运动轴线是能够使所述工件或所述刀具移动或旋转的轴线,但不是所述定位轴线。

Description

准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及 具有倒角工位的齿轮机器
技术领域
本发明涉及一种可围绕其旋转轴线旋转驱动的例如齿轮的有齿工件的机械加工过程的准备方法,所述机械加工过程由可围绕其旋转轴线旋转驱动的刀具执行,其中,为了建立刀具与工件齿部的同步匹配啮合,与所述工件的接触可以是凭借定位轴线执行移动或通过凭借定位轴线执行移动而产生,并且借助监视专门针对运动轴线的移动,使用与所述工件的接触来建立有关所述工件的相对旋转位置的信息。
背景技术
针对已有齿工件的这种机械加工过程可以是例如利用旋转式切割刀具对工件的齿边进行倒角操作,例如DE 10 2011 110 911 A1中所公开。
然而,在倒角操作可以开始之前,必须确保达到针对使倒角刀具与工件齿部同步匹配啮合的开始条件。也就是说,在开始进行刀具啮合时必须知道工件的旋转位置(而根据齿轮和刀具数据已知轴之间的旋转比)。
为了获得此开始信息,经常使用对中传感器,例如US 6,565,418中在磨削背景下描述的非接触式传感器。
本发明所基于的目的是提供一种改进的准备方法,尤其是在可靠性和简化的设置选项方面。
发明内容
此目的通过上述引言部分中所说明的方法的进一步发展来实现,所述方法的基本特征在于,通过刀具的一部分进行接触,并且专用运动轴线是能够使工件或刀具移动或旋转的轴线,但不是定位轴线。
尽管目前最普遍使用非接触式对中传感器,但是由于这种传感器相对于固定的机器侧基准(例如承载刀具的滑动单元)的位置和/或定位不精确,在确定工件的旋转位置(即工件的齿槽中心的位置)方面可能存在不精确的风险。
另外,对于一些基于接触的齿轮测量,定位轴线也是实现接触时被监视的轴线。然而,可替代地,在本发明中,针对通过定位轴线实现接触的移动可以与监视何时建立接触分开,并且可以通过另一轴线实现对何时建立接触的监视。例如,这允许定位轴线更快地运动。监视可以是直接或间接的,且具体地,通过观察专用轴线产生的扭矩或电流来进行。
在本发明的第一部分准备步骤和实施例中,定位轴线可以是使刀具以在工件的旋转轴线方向上的主方向分量移动的第一轴线,所述第一轴线具体平行于工件的旋转轴线。此步骤唯一地用于以相对于工件旋转轴线未知的周向定位将刀具引入工件的齿隙/齿槽中。
此处,优选地,专用运动轴线是刀具的旋转轴线。即,如果工件的旋转位置使得工件的齿阻止刀具的轴向位移,则当刀具保持在无扭矩跟踪模式时,可以使刀具开始沿与其轴向运动相反的方向旋转,并且可以监控所述旋转以监视接触。可替代地,可以提供对保持在其(常规)位置控制模式下的专用轴线的静止扭矩或电流的监视。
在优选实施例中,在产生接触的情况下,在执行工件的旋转增量之后重复借助第一轴的定位,直到不产生接触为止。这样做是为了最终将刀具引入工件的齿隙中。当然,旋转增量不应是工件齿节距的整数倍,但可以是例如节距的0.5或0.25或节距的任何其它分数,这应确保至少在重复几次之后不会产生接触,并且刀具可以进入工件的齿隙。
在优选实施例中,刀具是星形的且具体是星形盘状的,并且在定位移动之前,进行预定位,使刀具的齿之一与工件齿部的包络线径向重叠。所述径向重叠应理解为在与工件轴线正交的平面上的投影,刀具的齿在轴向上仍在工件齿部包络线的外部。工件齿部的包络线由工件旋转时产生的工件齿部的包络线定义,即,对应于工件齿隙被填满时工件的体积。星形意味着刀具上具有至少一个齿,优选至少两个齿,具体在2到6个齿之间,并且具有较低径向延伸的中间部分。具体地,刀具可以是飞刀。
在优选实施例中,用于所述接触产生的刀具的接触部分为刀具的除了提供用于刀具切割功能的部分之外的部分。由此,即使以更高的冲击速度建立接触,也不会观察到对刀具的切割刃的负面影响。但是,也可以通过(弯曲的)切割刃以及下面讨论的测量方面进行接触,尤其是对于正齿轮或小螺旋角。
一旦刀具的齿位于工件的齿隙内,在仍然不知道齿隙内的刀具齿相对于齿隙中心的定位时,在第二步骤中确定工件的齿隙中心的旋转位置。
为此,在优选实施例中,设置第二轴线作为定位轴线,刀具以与工件的旋转轴线相切的主方向分量沿所述第二轴线移动,具体地,所述第二轴线是与工件的径向定位轴线和旋转轴线所跨越的平面正交的轴线。顺便说一下,基础机器的径向定位轴线可以说是相对于待确定的工件齿隙中心旋转位置的机器基准,工件的旋转位置由例如工件主轴的旋转编码器提供。
优选地,在第二轴线作为定位轴线的情况下,专用运动轴线是工件的旋转轴线。即,切向机器轴线提供在刀具与工件之间产生接触的移动,而工件的旋转轴线是监控发生的产生接触的受监视轴线。但是,定位移动也可以涉及其它机器轴线,例如径向轴线,以允许改变在(工件的)横向平面中的位置移动。
从运动路径到相对于齿隙的左齿面和右齿面,可以确定齿隙中心。
以自由计算方式进行此操作的一种可能性是,采用借助第二定位轴线针对左齿面和右齿面迭代地重复所述接触建立的形式,同时在两个迭代步骤之间,使工件沿一定方向旋转,以缩短沿着第二轴线从初始位置分别到左齿面和右齿面的定位移动的路径的较长部分。
作为所述初始位置,可以使用径向定位轴线的位置,即沿切线方向观察到刀具相对于工件轴线的布置居中。
在另一个或附加的实施例中,还提供了刀具的初始位置相对于工件轴线偏心,使得相应工件齿位置的左齿面和右齿面不在同一齿隙旋转位置中的同一齿隙周围。在相对于径向中心轴线的外齿面进行接触。具体地,对于这种实施例,优选地在刀具侧与刀具的笔直或低曲率部分进行接触。这甚至允许更精确的确定,由于齿轮技术的渐开线接触条件,所以接触点的法线与渐开线齿轮的基圆相切,使得在工件的理论齿廓上临时存在的未知附加材料对相对于刀具的中心位置的接触定位测量的影响很小。此外,由于刀具切割刃弯折的影响未知,因此没有误差。
这样,刀具不仅用于确定工件齿部的齿隙中心旋转位置,而且还用于确定工件的特征,具体地,工件齿部的齿厚(在其产生过程之后,可以是例如滚齿、强力刮齿、成形加工,或还有其它例如用于锥齿轮的制造方法),也可以是其它特征,如节距、同心度、齿廓和齿面线构造中的一或多项。
因此,本发明独立且值得保护地公开了一种执行可绕其旋转轴线旋转驱动的有齿工件的机械加工过程的方法,所述方法由可围绕其旋转轴线旋转驱动的加工刀具执行,其中所述刀具是倒角刀具,优选地是用于对工件齿部的边进行倒角的飞刀,并且其中通过使用倒角刀具和用于机械加工过程的相同工件夹持对工件齿部执行测量。
优选地,使刀具与工件齿部接触的定位接触移动是在垂直于工件齿部齿面轮廓(例如渐开线)的方向上工件的横向平面中。对于工件螺旋齿轮和相对于工件轴线的刀具轴线的相应枢轴,优选地通过刀具旋转再次将接触的刀具边(优选笔直的)引入横向平面中。由此,相比于针对测量所选择的横向平面,避免了在其它横向平面中的不期望的误导性接触。此处,优选地,在监视下用于确定接触的轴线不是用于进行接触的定位的轴线。实际上,也将倒角工位用作齿轮计量机。
此外,本发明提供了一种用于对有齿工件进行倒角的倒角工位,包含配置为控制所述工位以执行根据前述方法方面中的任一项的(准备)方法的控件。
下面参考附图描述本发明的更多细节、特征和优点。
附图说明
图1A、1B和1C示意性地示出了不可能将刀具轴向***工件的情况。
图2A、2B和2C示意性地示出了可能轴向***的情况。
图3A、3B和3C示意性地示出了刀具的切向位移的起始位置。
图4A和4B示出了从图3C的情况开始的接触位置。
图5A和5B示意性地示出了从偏心位置开始为一个齿面建立接触。
图6A和6B示意性地示出了从偏心位置开始为与图5不同的另一个齿面建立接触。
图7再次示出了接触情况,此处具有基圆。
具体实施方式
现在将参考附图讨论本发明的细节,所述附图仅以实例的方式说明本发明。此外,本说明书不试图描述或限制由本申请的任何权利要求的任何特定部分、段落、陈述或附图所涵盖的主题。应该通过参考整个说明书、所有附图和所附的任何权利要求理解主题。本发明能使用其它构造,并且能以各种方式实践或实施。另外,应理解,本文使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应视为限制。
在下文中,参考图1,尤其是图1C,描述了一种方法,其中将星形加工刀具11的两个齿之一带入工件1的齿部2的两个齿4之间,不同于所述齿4的未知旋转位置和工件之间的齿槽。此处,刀具11相对于工件1在切线方向(图1C中的上下方向)上居中。
刀具11可绕其旋转轴线B10旋转驱动,但也可以在无扭矩跟踪模式下旋转,在此示例性实施例中,所述刀具具有彼此在方位角上等距间隔开的两个齿。但是,也可以使用带有更多齿的刀具,例如三个、四个、五个、或甚至六个齿。在当前情况下,齿由臂14和切割刀片12形成,所述切割刀片安装在从刀具的旋转轴线B10基本径向延伸的臂14上。如上所述,在位置控制模式下也可以通过静止扭矩或电流进行监控。
首先,如图1A和1B所示将刀具11预定位在与工件1相对的位置,其中臂14相对于工件的旋转轴线C10沿径向方向指向并指向工件的旋转轴线C10,但是臂14在轴向(Z10)上仍在工件1的包络线外部,包络线表示由工件1围绕其旋转轴线旋转产生的其体积。在本实施例中,臂14在与工件的旋转轴线C10正交的径向轴线X10上延伸,但是刀具11可以相对于图1A所示的位置在顺时针方向上稍微旋转,只要平行于工件轴线C10的轴向移动会导致触碰包络线而刀具11的另一个齿12'、14'在臂14中沿逆时针方向仍未进入工件1的包络线。从轴向上看,在相对于工件指向的刀片12与工件1的面对端面6之间存在间隔,例如,在本实例中为5mm。更大的间隔是可能的,但会增加后续描述的移动的时间。更短的间隔也是可能的。
在正齿轮工件的情况下,刀具(此处是飞刀)的旋转轴线B10可以位于与工件的旋转轴线C10正交的平面中。可替代地,在螺旋齿轮的情况下,可以通过枢转刀具来定位刀具,使得刀具11的齿的布置遵循螺旋齿部,如图1B所示(将枢转角A10沿切线方向设置成螺旋角)。
不同于此预定位,例如借助于作为刀具11的运动轴线的线性轴线Z10来执行刀具11与工件1之间的轴向相对接近移动。由此,在正齿轮的情况下,工件1不旋转。在螺旋齿轮的情况下,执行刀具与工件位置之间的同步,即,线性轴线Z10的刀具轴向移动与工件1的旋转C10的额外旋转增量耦合,从而使刀具11的齿12在到达端面6时在轴向移动Z10期间无触碰地进入齿槽5的情况下,通过持续的轴向移动(在使用螺旋齿轮时通常是同步的)来保持在齿槽5内的相对位置。
如果发生这种情况,即无触碰地进入齿槽5,则在第一次尝试时成功实现轴向无触碰进入,并且可以将刀具11相对于工件1的齿部的宽度方向定位至预定义高度,例如在宽度方向上工件的中心高度处。
然而,所述情况不适用于图1C所示的情况。相反,由于图1C所示的工件1的旋转位置,刀具11的刀片12的面与工件齿部2的齿4发生触碰。
在开始轴向移动之前将刀具11设置为无扭矩跟踪模式(或,如果通过静止监控进行监视,则保持在位置控制模式),所述刀具将通过产生接触而接收可跟踪扭矩,可跟踪扭矩可以通过监控对刀具旋转轴线B10的监视进行检测。由此,可以容易地检测是否(以及何时)进行了接触。因此,针对接触问题受监视的轴线是刀具11的旋转轴线B10,其不是形成接触的定位移动期间的移动轴线。另一方面,不需要监控/监视为产生接触而沿着专用线性轴线Z10进行的移动以检测所述接触。结果,可以更快地执行轴向定位移动,因为不需要为了渐进接触而减慢其移动,以避免剧烈的接触干扰其时间评估。
此外,在此示例性实施例中,通过本身没有切割功能的切割刀片的平坦侧面完成接触。因此,不存在损坏刀具11/刀片12的切割刃的危险。
然而,如图1C所示,在刀具11与工件齿部2之间接触的情况下,从工件1的另一个旋转起始位置开始重复定位步骤。为此,使刀具沿Z10轴线缩回到其起始位置,并且将刀具的旋转轴线B10重新定位到其起始位置(图1A)。在开始刀具11的第二/进一步定位移动之前,使工件1旋转偏离工件齿部2的节距倍数的增量,例如节距的0.5或0.25或0.75的增量。以此方式,将很快产生工件1的旋转位置,在此位置处刀具11可以无接触地轴向进入齿轮槽5,接着结束轴向进入并且可以停用刀具11的旋转轴线B10的跟踪模式。
图2C中示出实现这种情况的旋转位置,而图2A、2B以对应于图1A和图1B的视图示出了刀具11与工件齿部2之间的相对定位。由此,如上所述,轴向地到达工件中心不是强制性的,因为轴向进入仅与找到工件位置有关,在此位置处刀具11可以尤其在不会对其切割相关部件产生负面影响的情况下找到齿轮槽5中的位置。已经进入齿轮槽5的刀片12相对于齿轮槽5的整***置的相对位置,以及因此齿轮槽5的中心的旋转位置仍不确定。
如下面更详细地说明,在然后参考机器基准(所述机器基准可以是穿过工件旋转轴线C10的径向轴线X10)确定齿槽5的旋转位置之前,可以以齿/刀片12仍在工件齿部2的包络线内的方式将刀具11从预定位期间设置的径向间隔径向地缩回一些量。由此,即使在轴向进入期间偶然地处于准接触状态,也获得工件1的下一个齿4的下一个齿轮齿面的切向距离。
不同于图3A、3B、3C所示的刀具11与工件1之间的相对位置,现在描述确定齿槽5的中心的旋转位置。
为此,移动并监控其它轴线以进行监视,从而在下文中参考与图2A、2B和2C的图示相对应的图3A、3B和3C的图示,但是刀片12已经在齿轮1的面宽度内进入槽5(图3A)。
将工件1的旋转轴线C10设置为无扭矩跟踪模式(或,如果使用上述静止监视,则保持在位置控制模式)。接着沿切向移动刀具11(在此实施例中,沿切向轴线Y10移动刀具),首先移动到例如齿轮槽5周围齿4的左齿面,刀具齿12已经轴向定位于所述左齿面中。但是,所监视的接触不是针对此切向移动的移动轴线Y10,而是工件1的旋转轴线C10,所述旋转轴线没有参与形成接触的移动。与左齿面接触时(图4A),确定并存储轴线位置Y10和C10(C10的存储不是强制性的)。随后,接近另一个限定于槽5的齿的右齿面(图4B),并再次确定(并存储)接触时的Y10/C10值。
图4A、4B示出分别与左齿面和右齿面接触的相对位置。如果刀尖在轴向***之后(图2)已经到达齿槽的中心,Y10分别向左齿面和右齿面的移动将具有相同的行进距离Y10L(向左齿面)和Y10R(向右齿面)。
否则,了解工件几何尺寸直至制造误差,可以在使工件1旋转而趋于使行进路径Y10L和Y10R的差相等之后,重复上述切向对中过程。因此,在下一迭代步骤中,达到Y10L与Y10R之间的更小差,并且通过快速收敛的迭代继续此方法,直到Y10L (n)与Y10R (n)之间的差低于给定阈值。然后由此迭代产生的C10轴线位置就是齿槽中心相对于预定义机器基准的位置,例如是X10轴线(通过工件轴线的径向轴线)。当然,可以通过相应主轴的旋转编码器来跟踪C10(或B10)的值。
对于关于图3和4讨论的实施例,切向齿定位的起始位置是相当中心的位置(在围绕径向轴线X10的齿槽内),并且在切割刃尖端部分(即切割刃弯折)进行接触。
随后,讨论了根据另一实施例的方法,其中,用于齿面接触定位的切向移动从偏心位置开始。现在,刀具与工件进行接触的区域不再是切割刃尖端处的弯折,而是刀片12的笔直部分122。
对此,图5A示出了起始位置,且图5B示出了通过未受监视的线性轴线Y10的移动达到的接触位置(右齿面),而通过监视确定接触的轴线再次是工件1的旋转轴线C10,所述轴线保持在无扭矩跟踪模式(或,在执行静止监视时处于位置控制模式)。
与图5A和5B的图示相对应,图6A和6B示出了相对于左齿面的切向定位。根据图5B和6B之间的对比可知,图6的本实施例中的接触区域是刀具11的齿/刀片12的笔直部分122。对于带有渐开线齿面的工件齿部,接触时的法线向量是与工件齿部2的基圆相切的切线。因此,当在制造工件齿部时相对于理论上的期望轮廓,工件轮廓具有不期望的偏差时(附加坯料),在相对于图3和4示出的实施例确定刀具与工件之间的相对定位时可能存在的误差较小。此外,通过使用图5和6的实施例,刀具的切割刃弯折的细节部分在位置确定中不再起作用,从而提高了方法的精确性。因此,除了以高精确性确定工件的齿槽中心的旋转位置以外,还可以根据通过监视接触获得的数据(Y10/C10值)以一定的精确性来确定工件的齿厚/间隙尺寸,所述精确性在为此目的而专门设计的测量台的精确性范围内,但是不需要单独的测量台,而且倒角刀具11本身通过上述接触方法给出了必要的信息。
以这种方式,如下面更详细描述的,例如,不仅可以相对于工件的旋转位置检查工件系列中的第一工件。而且,在为利用刀具11机械加工工件1而设置的工件1的夹持位置中,可以通过例如测量齿厚来执行工件齿部2的检查,检查所产生工件齿部2的加工质量。
后续参考单个的步骤来讨论借助于上述刀具11的笔直/切线部分的测量步骤。
首先,执行将定位Y10/C10设置到起始位置,以测量例如右齿面。随后,将工件1的旋转轴线C10设置为无扭矩跟踪模式或保持在位置控制模式(静止监视)。例如通过相对刀具11的专用线性轴线Y10的移动,借助刀具11的切向移动与右齿面接触。通过监视保持在跟踪模式下的工件1的旋转轴线C10(在这种情况下为轴线的反向旋转),对接触进行监视并确定Y10/C10值。接触之后,可以忽略移动轴线Y10的剩余编程路径,并将定位Y10/C10设置为起始位置以测量左齿面(图5至图6的图示中有变化)。随后,再次将Z10轴线设置为无扭矩跟踪模式或保持在位置控制模式(静止监视),并且用刀具11完成左齿面的切向接触定位。确定受监视的轴线C10的正向轴线旋转并存储相应Y10/C10值,然后忽略线性轴线Y10的剩余编程路径。由此,不仅可以确定齿槽5的中心(对中操作),而且还可以计算齿宽。这是因为给出了所有用于计算齿厚的必须的参数:通过接触测量获得的结果以及在接触法线上的接触点与工件基圆之间的已知关系(另请参见图7),以及为齿轮制造过程定义的工件参数。此外,可以测量/检查其它特征。
以这种方式,可以针对工件系列中的第一工件确定在制造工件齿部2时齿宽是否对应于期望的理论特征。可以将相应的反馈信号提供给产生工件齿部2的齿轮机器的控制,例如,动力切割机或滚齿机或任何其它齿轮产生机,于是所述机器可相应地调整产生过程以校正坯料偏差。
如果刀具如上所述用于测量,则优选将X10轴线包含在定位中,以便在垂直于工件齿面轮廓(例如渐开线)的横向平面中进行定位接触移动。然后,刀具上的接触点就与坯料无关,并且不仅可以对齿厚、节距和同心度进行精确测量,而且还可以对轮廓构造和齿面线构造进行精确测量。
在图7中,再次示出了接触,以实现与横向平面中的齿面轮廓垂直(正交)的接触移动。接触点P处的圆圈表示,除了显示的刀具笔直接触面以外,还可以有曲面。在参考db处看到基圆,在dy处看到包含P的圆,且在da处看到外径圆。尤其是对于螺旋齿轮来说,优选刀具的笔直边,以便在由于刀具枢转而使边脱离平面后,通过刀具的旋转能将边重新定位到一个相同的横向平面中(图1B)。可以通过包含平行于Z10的相应轴线移动来建立工件轴向方向(Z10)上的所期望的接触高度。
如果进行了如上所述的对中和测量操作的工件已经具有足够的质量,则可以执行通过刀具11对工件齿部2的加工,在当前实例中,此操作是在工件的齿4的边切出倒角。倒角操作本身可以根据本领域技术人员的基本知识来执行,其已被用于例如飞刀***的倒角。
刀具11不限于图中所示的形式,其具有安装在主体上的切割刀片。例如,刀具11可以统一由刀具钢、粉末金属、金属陶瓷或碳化物材料制造。
虽然已参考优选实施例和实例描述了本发明,但应理解,本发明并不限于其细节。本发明旨在包含对于主题所属领域的技术人员来说显而易见的修改,而不偏离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (20)

1.一种能围绕其旋转轴线(10)旋转驱动的有齿工件(1)的机械加工过程的准备方法,所述机械加工过程由能围绕其旋转轴线(B10)旋转驱动的刀具(11)执行,其中,为了建立所述刀具与工件齿部(2)的同步匹配啮合,与所述工件(1)的接触可以是凭借定位轴线(Z10;Y10)执行移动或通过凭借定位轴线(Z10;Y10)执行移动而产生,并且借助监视专门针对运动轴线(B10;C10)的移动,使用与所述工件(1)的接触来建立有关所述工件的相对旋转位置的信息,
其特征在于,所述接触是通过所述刀具(11)的一部分(12)进行的,并且专用运动轴线(B10;C10)是能够使所述工件或所述刀具移动或旋转的轴线,但不是所述定位轴线(Z10;Y10)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述定位轴线是使所述刀具以在所述工件的旋转轴线(C10)方向上的主方向分量移动的第一轴线(Z10),所述第一轴线具体平行于所述工件的所述旋转轴线。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述专用运动轴线(B10)是所述刀具的所述旋转轴线。
4.根据权利要求2所述的方法,其中在产生接触的情况下,在执行所述工件的旋转增量之后重复借助所述第一轴线(Z10)进行定位,直到不产生接触为止。
5.根据权利要求2所述的方法,其中所述刀具(11)是星形的,并且在定位移动之前,进行预定位,使所述刀具的齿(14、12)之一与所述工件齿部的包络线径向(X10)重叠。
6.根据权利要求1所述的方法,其中在所述接触产生时,所述刀具的接触部分为所述刀具的除了提供用于所述刀具切割功能的部分之外的部分。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述定位轴线是使所述刀具以与所述工件的所述旋转轴线相切的主方向分量移动的第二轴线(Y10),所述第二轴线与所述工件的径向定位轴线(X10)和所述旋转轴线(C10)所跨越的平面正交。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述工件旋转轴线(C10)是用于所述第二轴线的所述定位的所述专用运动轴线。
9.根据权利要求7所述的方法,其中通过所述工件齿部(2)的有齿齿面的左齿面和右齿面进行接触。
10.根据权利要求9所述的方法,其中通过对所述工件的中间旋转位置校正而迭代地重复产生一个又一个的齿面接触,直到分别向左齿面和向右齿面的所述定位移动的长度相等。
11.根据权利要求1所述的方法,其中除了确定所述工件的所述旋转位置之外,还提供能够检测所述工件齿部的齿槽中心的旋转位置的无接触传感器,所述无接触传感器测量所述位置,且测量值被存储作为对中参考,这样能在不需要所述刀具的情况下用所述传感器执行后续相同工件的对中操作。
12.一种对围绕其旋转轴线(C10)旋转驱动的有齿工件(1)执行根据权利要求1所述的机械加工过程的方法,所述方法由能围绕其旋转轴线(B10)旋转驱动的刀具(11)执行,其中所述刀具是用于对工件齿部的边进行倒角的倒角刀具,并且其中通过使用所述倒角刀具(11)并以用于齿轮加工的相同工件夹持来执行所述工件齿部(2)的测量。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述刀具的所述测量包含确定所述工件齿部的旋转位置。
14.根据权利要求12所述的方法,其中所述刀具的所述测量确定所述工件齿部(2)的齿厚。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述工件的第一齿的左齿面经历所述接触,而第二齿的右齿面经历所述接触,所述第一齿与所述第二齿的距离为在相应接触期间所述第一齿和所述第二齿的旋转位置之间的节距的至少一半。
16.根据权利要求13所述的方法,其中在所述齿侧,通过所述刀具的笔直的或具有低曲率的部分(122)来进行接触。
17.根据权利要求16所述的方法,其中在所述刀具相对于所述工件枢转的情况下,在接触之前通过刀具旋转将所述部分(122)带入所述工件的横向平面。
18.一种用于齿轮机器的控制软件,当其在所述机器的控件上执行时,使所述机器执行根据权利要求1所述的方法。
19.一种用于对有齿工件进行倒角的倒角工位,其包含配置为控制所述工位以执行根据权利要求1所述的准备方法的控件。
20.一种齿轮机器,其具有根据权利要求19所述的倒角工位。
CN201980011870.XA 2018-02-15 2019-02-07 准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及具有倒角工位的齿轮机器 Active CN111683777B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/897,249 2018-02-15
US15/897,249 US10710185B2 (en) 2018-02-15 2018-02-15 Method of preparing a machining process and chamfering station
PCT/IB2019/000109 WO2019158994A1 (en) 2018-02-15 2019-02-07 Methods of preparing and performing a machining process, control software therefor, chamfering station and gear machine with chamfering station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111683777A true CN111683777A (zh) 2020-09-18
CN111683777B CN111683777B (zh) 2024-01-02

Family

ID=65904482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980011870.XA Active CN111683777B (zh) 2018-02-15 2019-02-07 准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及具有倒角工位的齿轮机器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10710185B2 (zh)
EP (1) EP3752312B1 (zh)
JP (1) JP7317030B2 (zh)
CN (1) CN111683777B (zh)
WO (1) WO2019158994A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115070137A (zh) * 2022-08-03 2022-09-20 苏州哈勒智能装备有限公司 平面齿轮倒角装置和平面齿轮倒角加工方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139117A (ja) * 1988-11-17 1990-05-29 Osaka Seimitsu Kikai Kk Nc歯車研削方法とnc歯車研削盤用ギャップエリミネータ
US5292212A (en) * 1993-04-05 1994-03-08 Caterpillar Inc. Apparatus for positioning a gear blank
DE4330930A1 (de) * 1993-09-07 1995-03-09 Niles Werkzeugmasch Gmbh Verfahren zum Positionieren zweier Schleifscheibenwirkflächen zu den Flankenflächen eines rotationssymmetrischen Werkstückes mit rillenförmigem Außenprofil
CN101402149A (zh) * 2008-11-12 2009-04-08 江苏南方机电股份有限公司 齿轮端面仿形倒棱设备
CN101644921A (zh) * 2009-08-05 2010-02-10 无锡信捷电气有限公司 一种改进型板料数控折弯设计方法
CN101813930A (zh) * 2009-02-09 2010-08-25 德克尔马霍普夫龙滕有限公司 生成用于控制包含至少五轴的机床上的刀具的控制数据的方法和设备
JP2012148352A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 歯車研削盤の位相合わせ装置及び方法
CN106624202A (zh) * 2017-03-10 2017-05-10 常州信息职业技术学院 一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2433421A (en) * 1943-11-23 1947-12-30 Bowness Angus Henry Farquhar Multiple dimension gauging apparatus
US3172210A (en) * 1963-07-30 1965-03-09 Jr Lewis M Showers Involute profile gage
DE1294033B (de) * 1964-09-19 1969-04-30 Klingelnberg Soehne Ferd Geraet zum Pruefen der Zahnflanken von Gerad- und Schraegstirnraedern mit Evolventenvrzahnung
CH563010A5 (zh) * 1973-09-14 1975-06-13 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
CH584395A5 (zh) * 1975-04-17 1977-01-31 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
IT1194932B (it) 1980-01-09 1988-09-28 Samputensili Spa Apparecchiatura atta a facilitare l'2ngranamento per gli utensili smussatori-sbavatori e gli ingranaggi
DE3136504C2 (de) * 1981-09-15 1986-11-13 Höfler, Willy, Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe Gerät zum Prüfen der Flankenform und Flankenrichtung von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern
CH654657A5 (de) * 1981-11-09 1986-02-28 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Steueranordnung fuer eine zahnradpruefmaschine.
DE3224980C2 (de) * 1982-07-03 1986-10-23 Höfler, Willy, Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe Selbsttätig arbeitendes Zahnradprüfgerät
IT1180704B (it) * 1983-05-11 1987-09-23 Hoefler Willy Dispositivo di controllo di ruote dentale a funzionamento automatico
DE3320983C2 (de) * 1983-06-10 1985-12-05 Willy Prof. Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Höfler Transportables Gerät zur Prüfung des Zahnflankenprofils und der Zahnflankenlinien (Zahnschräge) von Zahnrädern auf Verzahnmaschinen oder Zahnflankenschleifmaschinen sowie zur Positionierung dieses Gerätes und zum Orientieren des Meßtasters an der Verzahnung für den Meßvorgang
US4962590A (en) * 1987-08-20 1990-10-16 Ambrose Wilfred G Apparatus and method for testing parameters of involute gears and pinions
DD275632A1 (de) 1988-09-26 1990-01-31 Werkzeugmasch Okt Veb Einrichtung zum automatischen positionieren einer zahnluecke eines zahnrades
US5052117A (en) * 1989-04-24 1991-10-01 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Apparatus for measuring gear
DE19857592A1 (de) 1998-12-14 2000-06-15 Reishauer Ag Maschine zum Bearbeiten von vorverzahnten Werkstücken
DE20203661U1 (de) 2002-03-07 2002-05-08 Liebherr Verzahntech Gmbh Vorrichtung zum automatischen Zuordnen der Lage eines Bearbeitungswerkzeuges zu einem Werkstück
DE102004058657A1 (de) * 2004-12-06 2006-06-08 Frenco Gmbh Messsystem zur Vermessung der Zahngeometrie eines Zahnrades
JP5308404B2 (ja) 2010-06-16 2013-10-09 三菱重工業株式会社 歯車研削方法
DE102011110911A1 (de) 2011-08-18 2013-02-21 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Fräsmaschine
DE202012011761U1 (de) * 2012-11-27 2013-01-11 Horst Knäbel Vorrichtung zur Überprüfung eines Kettenrades
DE102015012603A1 (de) 2015-09-28 2017-03-30 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zum Entgraten eines Zahnradrohlings

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139117A (ja) * 1988-11-17 1990-05-29 Osaka Seimitsu Kikai Kk Nc歯車研削方法とnc歯車研削盤用ギャップエリミネータ
US5292212A (en) * 1993-04-05 1994-03-08 Caterpillar Inc. Apparatus for positioning a gear blank
DE4330930A1 (de) * 1993-09-07 1995-03-09 Niles Werkzeugmasch Gmbh Verfahren zum Positionieren zweier Schleifscheibenwirkflächen zu den Flankenflächen eines rotationssymmetrischen Werkstückes mit rillenförmigem Außenprofil
CN101402149A (zh) * 2008-11-12 2009-04-08 江苏南方机电股份有限公司 齿轮端面仿形倒棱设备
CN101813930A (zh) * 2009-02-09 2010-08-25 德克尔马霍普夫龙滕有限公司 生成用于控制包含至少五轴的机床上的刀具的控制数据的方法和设备
CN101644921A (zh) * 2009-08-05 2010-02-10 无锡信捷电气有限公司 一种改进型板料数控折弯设计方法
JP2012148352A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 歯車研削盤の位相合わせ装置及び方法
CN106624202A (zh) * 2017-03-10 2017-05-10 常州信息职业技术学院 一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具

Also Published As

Publication number Publication date
JP7317030B2 (ja) 2023-07-28
EP3752312A1 (en) 2020-12-23
JP2021513922A (ja) 2021-06-03
US10710185B2 (en) 2020-07-14
CN111683777B (zh) 2024-01-02
US20190247941A1 (en) 2019-08-15
EP3752312B1 (en) 2024-04-03
WO2019158994A1 (en) 2019-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3357674B2 (ja) カッタヘッドを形直しする方法と装置
US20020119737A1 (en) Tool and method for precision grinding of a conical face gear that meshes with a conical involute pinion
CN111492199B (zh) 用于测量滚动加工刀具的方法和装置
JP7321665B2 (ja) 歯切り盤の工具の外形寸法を自動測定する方法
CN112105482B (zh) 用于制作包括螺旋凹槽的工件的方法和研磨机
CN108885083B (zh) 对蜗轮的测量
EP2375215B1 (en) Gear shape measuring apparatus
JP2003191131A (ja) 事実上円筒形の内歯車または外歯車の切削加工方法
CN111683777B (zh) 准备和执行机械加工过程的方法、其控制软件、倒角工位以及具有倒角工位的齿轮机器
CN114619103A (zh) 齿轮加工方法以及齿轮加工装置
JP2019215191A (ja) 歯車測定装置
CN110989493B (zh) 干扰成分确定方法和干扰成分确定装置
JP2005098752A (ja) ブローチの形状測定装置
CN115210023A (zh) 用于加工具有两个齿部的工件的方法、用于确定工件的参考转动角位置的定位装置和具有这种定位装置的机床
CN110989492A (zh) 齿轮加工机的控制装置
JP7233791B1 (ja) 切削装置および位置関係特定方法
JP6474516B1 (ja) 歯車測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant