JP6602350B2 - 半仕上げ単一割出方法においてフェースカップリングワークピースの歯面を機械加工する方法 - Google Patents

半仕上げ単一割出方法においてフェースカップリングワークピースの歯面を機械加工する方法 Download PDF

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Description

本発明の主題は、フェースカップリングのギヤ歯を機械加工する方法であり、特に、半仕上げ（semi-completing）単一割出方法である。
フェースカップリングは、９０°の円すい角を有する。フェースカップリングは、平歯車カップリングとも呼ばれる。フェースカップリングは、例えば、発電所、車軸に使用され、更に、例えばそれらのカムシャフトにも使用される。フェースカップリングは、風力タービンの中でも使用される。フェースカップリングは、２つのカップリング要素（カップリングハーフとも呼ばれる）の非確動的な摩擦固定接続によって特徴付けられた、永久的なカップリングとして使用することができる。この事例では、２つのカップリングハーフは、互いにねじ止めされ、または別の方法で接続されることができる。しかし、フェースカップリングは、取り外すことができるカップリング（シフトカップリングと呼ばれる）として使用されることもできる。
フェースカップリングは、互いの上を転がるギヤホイールを含むギヤ駆動部ではない。したがって、ギヤ駆動部とは完全に異なる条件が、フェースカップリングの製造時と使用時の両方に適用される。したがって、フェースカップリングのカップリング要素は、回転方法によって製造することができない。また、フェースカップリングのカップリング要素が、製造の結果である歯面の長手方向に一定の歯高を有するものではないことを知ることも重要である。
フェースカップリングの歯は、高精度であり、最大荷重伝達、すなわち高い積載量を可能にするものでなければならない。フェースカップリングの歯は、曲がった（らせん形の）歯形（tooth profile）を有する。すなわち、歯面の長手方向のラインは曲がっている。２つのカップリング要素がペアになると、第１カップリング要素の全ての凹歯面が第２カップリング要素の全ての凸歯面と同時に噛み合う。これは、各事例において、１つの左らせんカップリングハーフが、１つの右らせんカップリングハーフとペアになることを意味する。
後述のように、様々な方法によってフェースカップリングを製造することができる。クリンゲルンベルグサイクロパロイド法によって製造されたフェースカップリングと、エリコン法によって製造されたフェースカップリングとの間で差別化がなされている。さらに、カービック（登録商標）カップリング（グリーソン、アメリカ合衆国）と呼ばれるフェースカップリングもある。
サイクロパロイド法は、連続的な方法であり、サイクロパロイド法によって製造されたフェースカップリングの歯は、様々な歯高を有する。サイクロパロイド法では、互いに偏心して取り付けられた２つのカッタヘッドが使用される。全ての機械が上述の方法で２つのカッタヘッドを収容することができるわけではない。サイクロパロイド法で使用される刃は、組み立てられてグループになり、カッタヘッド上のマルチスレッドスパイラル（multithread spiral）の短い部分に配置される。サイクロパロイド法の間、カッタヘッドとワークピースは、連続的に回転する。一方、新しい刃のグループのそれぞれは、機械加工されるワークピースの後続の歯間をそれぞれ通る。別個の刃は、サイクロパロイド法におけるフェースカップリングの凸歯面と凹歯面とに関連付けられる。しかし、長手方向のクラウニングを製造するのに必要な小さな補正値を無視した場合、これらの別個の刃は、同一の回転円半径上に配置される。サイクロパロイド法によって製造されたフェースカップリングの欠点は、硬質精密（hard-fine）加工できないことである。
エリコン法の範囲内で工具として使用されるカッタヘッドは、複雑な構造を有する。エリコン法によって製造されたフェースカップリングの欠点も、硬質精密加工できないことである。
カービック（登録商標）カップリング法では、工具の半径、フェースカップリングの歯の数、およびフェースカップリングの直径は、互いに独立している。カービック（登録商標）では、２つの歯間は、常に同時に切削される。その後、フェースカップリングの歯が研磨される。カービック（登録商標）カップリングの重大な欠点は、必ず整数の歯を備えなければならないことである。さらに、カービック（登録商標）カップリングの歯は、一定の歯高を有する。
フェースカップリングの工業生産では、特に、これらの要因が費用対効果に影響を与えるため、簡単で迅速な方法を見つけることが目標である。
したがって、本発明の目的は、より多くの自由度を提供するとともに、より柔軟に使用することができるフェースカップリングの産業上の製造方法を提供すること自体を提示する。さらに、本方法は、従来の公知の方法よりも費用対効果が高いものである。
本発明によると、半仕上げ単一割出方法である点で区別される方法が提供される。この半仕上げ単一割出方法では、工具が使用される。工具は、ギヤ切削工具であり、２つの切れ刃を有する少なくとも１つのカッタヘッドを含む。２つの切れ刃は、少なくとも１つのカッタヘッド上に配置されて、先端幅（positive tip width）を形成する。しかし、この半仕上げ単一割出方法には、カップ研削ホイールの形状の研削工具が使用されてもよい。研削工具は、輪郭幅を形成する２つの研削面を有する。本発明の半仕上げ単一割出方法は、以下のステップを含む。
Ａ１：少なくとも１つの第１相対設定動作を実行し、フェースカップリングワークピースに関する工具の第１相対設定を達成するステップ、
Ａ２：工具の２つの切れ刃の第１切れ刃を使用して、または２つの研削面の第１研削面を使用して、フェースカップリングワークピースの歯間の第１歯面を仕上げ加工し、同時に、第１相対設定で、２つの切れ刃の第２切れ刃を使用して、または２つの研削面の第２研削面を使用して、同一の歯間の第２歯面を前加工するステップ、
Ａ３：少なくとも１つの第２相対設定動作を実行し、フェースカップリングワークピースに関する工具の第２相対設定を達成するステップ、
Ａ４：第２相対設定において、工具の２つの切れ刃の第２切れ刃を使用して、または２つの研削面の第２研削面を使用して、同一のまたは更なる歯間の第２歯面を仕上げ加工するステップ。
以下の記述は、好ましくは、第１相対設定の全ての具体例に適用される。
・ 全ての第１切れ刃または第１研削面は、第１飛行経路に沿って移動し、かつ全ての第２切れ刃または第２研削面は、第２飛行経路に沿って移動し、
・ 第１飛行経路は、第２飛行経路と共に、共通の平面に広がる。
以下の記述は、好ましくは、第２相対設定の全ての具体例に適用される。
・ 全ての第２切れ刃または第２研削面は、第３飛行経路に沿って移動し、
・ 第３飛行経路は、第２飛行経路の半径より大きい半径を有し、
・ 第３飛行経路は、共通の平面に対して傾斜した平面に広がる。
前述のステップＡ１〜Ａ４は、必ずしも連続して実行される必要はないことに留意すべきである。ステップＡ３およびＡ４は、好ましい具体例（歯間包囲半仕上げ単一割出方法）においてまず実行される。ここでは、例えば、フェースカップリングワークピースの全ての歯間の全ての第１歯面が、ステップＡ１とＡ２の繰り返しの範囲内で仕上げ加工され、全ての歯間の全ての第２歯面が前加工される。
全ての具体例において、一定ブローチ進行、（例えば、漸次増加する）可変ブローチ進行、または複数のブローチステップを使用して、歯面の機械加工が実行される。
本発明の有利な具体例は、従属請求項から推測することができる。
本発明の方法のシーケンスに応じて、更なる機械加工ステップが行われる前に、例えば機械加工設定に応じて、工具とフェースカップリングワークピースとの間の相対的な動作が、異なる時に、実行され、および／または割出動作および／または抜出動作とブローチ動作が、部分的に同時に、直後に連続して、または異なる時に、実行される。要約すると、これらの相対的な動きは、相対設定動作と呼ばれる。
相対設定動作は、全ての具体例において、例えば、抜出動作および（例えば、第１歯間からすぐ隣の歯間への）ブローチ動作の実行、または、例えば、単に機械加工設定の変更（例えば、第１機械加工設定から第２機械加工設定への、またはその逆の変更）を含むことができる。しかし、相対設定動作は、全ての具体例において、抜出動作、割出動作、および機械加工設定の変更の実行と、ブローチ動作の実行と、をも含むことができる。
好ましくは、本発明の半仕上げ単一割出方法では、全ての具体例において、第１機械加工設定と第２機械加工設定とで同一である、機械加工基礎角が指定される。この機械加工基礎角は、ギヤ切削工具のカッタヘッドが、フェースカップリングワークピースの歯間を通って、傾斜経路に沿って案内されるように指定される。同様に、カップ研削ホイールを使用すると、機械加工基礎角は、カップ研削ホイールが、フェースカップリングワークピースの歯間を通って、傾斜経路に沿って案内されるように指定される。
具体例に応じて、本発明の方法は、以下の２つの方法のシーケンスＫ１〜Ｋ４またはＬ１〜Ｌ６のうちの１つを有することができる。
Ｋ１：フェースカップリングワークピースの歯間の第１歯面は、工具の第１切れ刃を使用して、または第１研削面を使用して、仕上げ加工され、準同時に、同一の歯間の第２の対向する歯面は、工具の第２切れ刃を使用して、または第２研削面を使用して、前加工される。これは、例えば、第１（機械加工）設定で実行される。
Ｋ２：次に、例えば、（機械加工）設定は、相対設定動作の範囲内で変更され、例えば、第２（機械加工）設定を使用した同一の歯間の機械加工が続く。この機械加工の範囲内では、歯間の第２の、対向する歯面は、工具の第２切れ刃を使用して、または第２研削面を使用して、仕上げ加工される。
Ｋ３：次に、例えば、フェースカップリングワークピースの抜出動作と、（例えば、１つの歯間ごとの）割出動作と、ブローチ動作とが、相対設定動作として実行される。
Ｋ４：ステップＫ１〜Ｋ３は、全ての歯面が仕上げ加工されるまで繰り返される。
この方法のシーケンスＫ１〜Ｋ４は、ここでは歯間ベース半仕上げ単一割出方法と呼ばれる。なぜなら、ここでは歯間ごとに機械加工が行われるからである。
ステップ２における（機械加工）設定の調整は、例えば、歯間の中で、または歯間の外側で、実行することができる。歯間の外側で調整が行われる場合、相対設定動作は、抜出動作と、（機械加工）設定の調整と、ブローチ動作と、を含むことができる。
この方法のシーケンスＬ１〜Ｌ６は、以下のステップを含むことができる。
Ｌ１：フェースカップリングワークピースの第１歯間の第１歯面は、工具の第１切れ刃を使用して、または第１研削面を使用して、仕上げ加工され、準同時に、第１歯間の第２の対向する歯面は、工具の第２切れ刃を使用して、または第２研削面を使用して、前加工される。これは、例えば、第１（機械加工）設定で実行される。
Ｌ２：次に、割出動作と、例えば、フェースカップリングワークピースの抜出動作と、（例えば、１つの歯間ごとの）割出動作と、ブローチ動作とが、相対設定動作として実行される。
Ｌ３：フェースカップリングワークピースの更なる歯間（例えば、第１歯間の直後に続く歯間）の第１歯面が、工具の第１切れ刃を使用して、または第１研削面を使用して、仕上げ加工され、準同時に、更なる歯間の第２の、対向する歯面が、工具の第２切れ刃を使用して、または第２研削面を使用して、前加工される。これは、第１（機械加工）設定で実行される。
Ｌ４：次に、割出動作と、例えば、フェースカップリングワークピースの抜出動作と、（例えば、１つの歯間ごとの）割出動作と、ブローチ動作とが、相対設定動作として実行される。
Ｌ５：ステップＬ１〜Ｌ４は、全ての歯間が最初に機械加工されるまで繰り返される。
Ｌ６：第１（機械加工）設定を使用して前加工された各歯間は、次に、第２（機械加工）設定を使用して機械加工される。ここでは、相対設定動作は、個々の歯間の間で再び実行される。
ステップＬ６における（機械加工）設定の調整は、例えば、歯間の中で、または歯間の外側で、実行される。
ステップＬ１〜Ｌ６の方法は、歯間包囲半仕上げ単一割出方法とも呼ばれる。この方法では、例えば、全ての歯間の全ての凹歯面が第１経路で仕上げ加工され、次に全ての歯間の全ての凸歯面が第２経路で仕上げ加工される。
Ｋ１〜Ｋ４による半仕上げ方法は、２つの機械加工ステップが、歯間ごとに短く連続して実行され、その後に、抜出動作と、割出動作と、ブローチ動作とが、相対的な設定動作として続く点で区別される。
本発明は、いわゆる半仕上げ単一割出方法であり、従来はフェースカップリングの場合には適用されていなかったものである。この場合、本発明は、フェースカップリングワークピースのギヤ歯のフライス加工および／または研削に使用される単一割出方法である。機械加工されるべきフェースカップリングワークピースの歯間の２つの対向する歯面は、同一の工具を使用して、しかし異なる機械加工設定を使用して、（切削または研削によって）機械加工される。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、不連続な方法として分類される。なぜなら、各事例において、歯間から歯間への割出動作が必要であるからである。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、歯が付けられていないフェースカップリングワークピースに、または予め歯が付けられたフェースカップリングワークピースに、使用することができる。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、単一の切削方法で使用されることができる。なぜなら、（ベベルギヤワークピースに比べて）フェースカップリングワークピースが小さな歯高を有するからである。小さな歯高に起因して、フェースカップリングワークピース内の歯面ごとに除去されなければならない材料は、比較的少ない。したがって、第１機械加工設定で１つのブローチ動作のみを使用し、かつ第２機械加工設定で１つのブローチ動作のみを使用して、歯間を仕上げ加工することができる。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、この方法によって、冒頭で言及したカービック（登録商標）カップリングよりも、歯の数に関して高い柔軟性を有するフェースカップリングを製造することができるという利点を有する。さらに、本発明のフェースカップリングは、研磨されてもよい。すなわち、本発明のフェースカップリングの歯面は、必要であれば、硬質精密加工されることができる。
本発明の半仕上げ単一割出方法はまた、全てが規定されたモジュール範囲に割り当てられた複数の異なるワークピースが、標準化された工具を使用して機械加工される利点を有する。
好ましくは、複数の標準化された工具を有するセットが、本発明によって提供され、このセットを使用して、異なるモジュールを有するフェースカップリングを機械加工することができる。標準化された工具のセットは、少数の異なる工具のみを含む。これは、この場合、フェースカップリングの２つの半体の間の非確動（non-positive）の固定の問題（すなわち接触パターンの問題）で、若干の犠牲がなされなければならないことを意味する。ベベルギヤのペアとは対照的に、これはここでは２つのベベルギヤの回転を伴わず、２つのフェースカップリング要素間の準静的な非確動の固定を含む。
本発明の工具セットの標準化された工具の公称半径は、例えば、一定であってもよい。したがって、例えば、４．５〜５．５のモジュールを有するフェースカップリングギヤ歯は、第１工具を使用して加工され、５．５〜６．５のモジュールを有するフェースカップリングギヤ歯は、第２工具を使用して加工されることができる。
本発明は、工具の組合せを単純化することができる。なぜなら、１つの工具を使用して、複数のわずかに異なるワークピースを、（定義されたモジュール範囲内で）機械加工することができるからである。本発明の意味において、わずかに異なるワークピース（ここでは類似のワークピースとも呼ばれる）とは、そのモジュールが互いにわずかだけ逸れたワークピースである。すなわち、そのワークピースのモジュールは、同一のモジュール範囲の一部である。
本発明の範囲内では、少なくとも１つのスティック刃を（端面に）備えた、フライス加工カッタヘッドが用いられることが好ましい。このスティック刃は、その上に外側切れ刃と内側切れ刃とが配置されたカッタヘッドを有し、これにより、これらの２つの切れ刃の間に、先端幅が生じる。
本発明の方法をより生産的にするために、複数のスティック刃を（端面上に）備える全ての具体例において、（端面）フライス加工カッタヘッドが使用されることが好ましい。これらのスティック刃のそれぞれは、その上に外側切れ刃と内側切れ刃とが配置されたカッタヘッドを有し、これにより、これらの２つの切れ刃の間に、先端幅が生じる。全ての具体例において、スティック刃は、均一なまたは不均一な角度距離で、カッタヘッド上に（その端面上に）配置されることができる。
本発明の更なる利点は、本発明のフェースカップリングの歯のクラウニングが、本質的に自由に選択されることである。
本発明の更なる利点は、フェースカップリングの歯面が、互いに独立して最適化されることである。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、（従来の）ベベルギヤ機械に使用される利点を有する。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、標準化された工具のうちの１つを使用して所望のギヤ歯を機械加工することができるため、小さなシリーズに特に適している。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、冒頭で言及したサイクロパラロイド法、エリコン法、およびカービック（登録商標）カップリング法の場合よりも、簡単な工具を使用できるという利点を有する。
本発明の例示的な具体例は、図面を参照して以下でより詳細に説明される。
４つの歯と３つの歯間のみが示された、本発明に係る第１フェースカップリングの上面図を示す（４つの歯はパターンによって強調されている）。 図１Ａの第１フェースカップリングの軸方向断面を示す。 ワークピースの基準面に関して機械加工基礎角κだけ傾いた、設計基準点を通る工具の基準面を示す。 図１Ｃの拡大部分を示し、この拡大に基づいて、更なる詳細が示されている。 本発明のフェースカップリングの１つの歯間の斜視図を示す。 ２つの切れ刃を通る模式的な断面を示し、本発明を導き出すために使用される図である。 本発明の切削ヘッドを通る模式的な垂直断面を示す。 本発明の例示的な（スティック）刃の模式的な斜視図を示す。 ここでは１２個のスティック刃を備えた例示的なスティック刃カッタヘッドの上面図を示す。 例示的なカップ研削ホイールの非常に模式的な側面を示し、カップ研削ホイールの一部が断面で示されている。 本発明に係る方法を実行する前の、本発明に係るフェースカップリングの基準面の図を示す。 第１歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図６Ａのフェースカップリングの基準面の図を示す。 第２歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図６Ｂのフェースカップリングの基準面の図を示す。 全ての歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図６Ｃのフェースカップリングの基準面の図を示す。 第１歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図６Ｄのフェースカップリングの基準面の図を示す。 全ての歯間の凹歯面が仕上げ加工された後の、図６Ｅのフェースカップリングの基準面の図を示す。 本発明に係る方法を実行する前の、本発明に係るフェースカップリングの基準面の図を示す。 第１歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図７Ａのフェースカップリングの基準面の図を示す。 第１歯間の凹歯面が仕上げ加工された後の、図７Ｂのフェースカップリングの基準面の図を示す。 第２歯間の凸歯面が仕上げ加工された後の、図７Ｃのフェースカップリングの基準面の図を示す。 第２歯間の凹歯面が仕上げ加工された後の、図７Ｄのフェースカップリングの基準面の図を示す。 全ての歯間の歯面が仕上げ加工された後の、図７Ｅのフェースカップリングの基準面の図を示す。
本発明の範囲内では、形成された切れ刃を有するギヤ切削工具１００および研削面を有する研削工具２００の両方を使用することができる。以下の説明と併せて、まず、カッタヘッドギヤ切削工具１００またはむく（solid）工具が使用される具体例の詳細が説明される。続いて、説明は、研削工具２００にも拡大される。
参照符号１０は、ここでは、フェースカップリングワークピースおよび仕上げ加工フェースカップリング要素の両方に使用される。
図１Ａは、本発明の第１のフェースカップリングワークピース１０の一部の上面図を示す。歯１１には、パターンが設けられ、歯１１を視覚的に強調している。４つの歯１１と３つの歯間１２が見られる。図１Ｂは、第１のフェースカップリングワークピース１０を通る軸方向断面を示している。図１Ａでは、一点鎖線のカーブ部分は、フェースカップリングワークピース１０の基準面ＴＥ１の中の凹歯面１３．２と凸歯面１３．１の歯面ラインを示している。１つの凹歯面１３．２と１つの凸歯面１３．１とが、各歯１１を形成している。工具の回転運動は、図１Ｃにおいてω２で示されている。ギヤ切削工具１００は、図１Ａ〜１Ｅには示されていない。しかし、ギヤ切削工具１００の動きは、ここに示されている。
フェースカップリングワークピース１０に対するギヤ切削工具１００の相対位置は、機械加工の瞬間的な設定によって定められる。この相対位置で、フェースカップリングワークピース１０がフライス加工によって機械加工される。ここでは、この設定は、第１機械加工設定と呼ばれる。工具回転運動ω２によって図１Ｃに示されているように、フライス加工によって、ギヤ切削工具１００は、回転中心ＭｉまたはＭａを中心に回転駆動される。
本発明の半仕上げ単一割出方法は、不連続な方法である。なぜなら、機械加工（すなわち、各歯面の機械加工）中、フェースカップリングワークピース１０は、ギヤ切削工具１００と共に回転しないからである。
工具１００の座標系において、刃２０のカッタヘッド２２（図２Ｂ参照）は、円形の回転円に沿って動く。その回転円の半径は、工具回転軸Ｒ１からのカッタヘッド２２の距離によって決定される。本発明の方法の間、工具１００は、フェースカップリングワークピース１０に対して傾斜する。したがって、フェースカップリングワークピース１０の位置から動きを観察した場合、カッタヘッド２２は、ギヤ切削工具１００の回転駆動ω２中に、楕円形の飛行経路に沿って移動する。
ここでｖで示された変数は、フェースカップリングワークピース１０の凹歯面１３．２に関するものである。ここでｘで示された変数は、フェースカップリングワークピース１０の凸歯面１３．１に関するものである。したがって、ここでｉで示された変数は、内側切れ刃または内側研削面に関し、ａで示された変数は、外側切れ刃または外側研削面に関するものである。
図１Ｃでは、ギヤ切削工具１００の円弧の一部のみが示されている。ギヤ切削工具１００は、工具半径ｒｉによって規定され、ここでは参照符号ＫＢが与えられている。工具半径ｒｉは、凸歯面１３．１の機械加工に使用されるギヤ切削工具１００の内側切れ刃２１．ｉに関し、工具半径ｒａは、凹歯面１３．２の機械加工に使用されるギヤ切削工具１００の外側切れ刃２１．ａに関する。
ここで、図１Ｃは、工具傾斜なし（すなわち、ここではτ＝０）の特殊な場合を示していることに留意しなければならない。したがって、ギヤ切削工具１００の経路ＫＢは、設計基準点１９を通る基準面ＴＥ内の円であり、図１Ｂの中の刃先の基礎経路Ｂは、直線である。工具の傾斜があると（すなわち、τ≠０では）、経路ＫＢは楕円となり、刃先の基礎経路Ｂも楕円となる。ギヤ切削工具１００は、工具半径に垂直な回転ベクトルに関して、角度τだけ傾斜している。
凸歯面１３．１を機械加工するための回転中心は、Ｍｉで示され、凹歯面１３．２を機械加工するための回転中心は、Ｍａで示されている（図１Ｃ参照）。２つの異なる回転中心ＭｉとＭａとがあるという事実から、凸歯面１３．１は、（例えば第２機械加工設定を使用して機械加工される）凹歯面１３．２とは異なる機械加工設定を使用して（例えば、第１機械加工設定を使用して）機械加工されることがわかる。
「第１機械加工設定」および「第２機械加工設定」という名前は、ここでは、順序を特定するものではなく、単に、２つの機械加工設定を区別できるように使用されるものである。
凹歯面１３．２の切削中に、工具の基準面における異なる機械加工設定のために、外側切れ刃２１．ａの外転サイクロイド飛行経路１３．２＊が生じる。円弧形状の外転サイクロイド歯面ラインは、図１Ａおよび図１Ｅ中に鎖線で示されている。凹歯面１３．２の工具基準面内の円弧は、図１Ｃおよび図１Ｅ中に破線で示されており、ねじれ角誤差Δβによってワークピースの基準面ＴＥ１の歯面ラインから逸れている。
図１Ｃでは、回転円は、図の平面内に投影されている。この図の平面は、フェースカップリングワークピース１０の基準面ＴＥ１に対応する。既に述べたように、飛行経路は楕円であるから、フェースカップリングワークピース１０の座標系から飛行経路を観察する場合、それらの半径ｒｉおよびｒａは、可変である。凸歯面１３．１のフライス加工（または研削加工）では、カッタヘッド２２の内側切れ刃２１．ｉの有効半径（effective radius）１３．１＊が重要であり、基準面ＴＥ１におけるフェースカップリングワークピース１０の凸歯面１３．１上の法線として定義される。
ここで、図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄおよび図１Ｅの図は、模式的なものであることに留意しなければならない。示された飛行経路の輪郭は、誇張して描かれている。
カッタヘッド２２のいわゆる内側切れ刃２１．ｉは、飛行経路１３．１＊に沿って移動し、同一のカッタヘッド２２の外側切れ刃２１．ａは、飛行経路１３．２＊に沿って移動する。飛行経路１３．２＊は、基準面ＴＥ１内のフェースカップリングワークピース１０の凹歯面１３．２上の対応する有効半径に関連する。ここで、次の条件が適用される。
Ａ：２つの飛行経路１３．１＊および１３．２＊は、共通の平面内にある。この共通平面は、内側切れ刃２１．ｉおよび外側切れ刃２１．ａが各カッタヘッド２２上に設けられ、カッタヘッド２２が工具１００上の円に沿って配置されるために生じるものである。
Ｂ：２つの飛行経路１３．１＊および１３．２＊は、それぞれの回転中心ＭｉとＭａと同心である。
Ｃ：共通のカッタヘッド２２の内側切れ刃２１．ｉと外側切れ刃２１．ａは、フェースカップリングワークピース１０の材料の機械加工中、同じ角速度で動く。
この方法によると、全ての具体例において、一定ブローチ進行、（例えば、漸次増加する）可変ブローチ進行、または複数のブローチステップを使用して、歯面の機械加工を実行することができる。典型的には、フェースカップリングワークピース１０は、予め歯が付けられていないから、凸歯面１３．１の仕上げ加工と同時に、同一の歯間１２の凹歯面１３．２は、工具１００の同一のカッタヘッドの外側切れ刃２１．ａを使用して機械加工される。本発明の方法のこの段階では、凹歯面１３．２は、最終的な形状をまだ与えられていないから、第１機械加工設定の範囲内で実行されるこの機械加工は、前加工とも呼ばれる。これに関する更なる詳細は、例えば、図６Ａ〜６Ｆおよび図７Ａ〜７Ｆから推測することができる。
カッタヘッド２２の寸法（特に、内側切れ刃２１．ｉと外側切れ刃２１．ａの位置、および先端幅Ｓａ０）と機械加工運動学は、凹歯面１３．２の前加工中に外側カッタヘッド２１．ａがフェースカップリングワークピース１０の材料内を過度に切らないように特定されることに留意しなければならない。図６Ｂおよび図７Ｂでは、前加工された凹歯面には、参照符号１３．３が付されている。
本発明によると、第２機械加工設定が機械に設定され、以下に説明するステップが続く。同一の歯間１２の凹歯面１３．２は、ギヤ切削工具１００の外側切れ刃２１．ａを用いて、このステップで仕上げ加工される。
必要に応じて、歯間ベースアプローチ（例えば、図７Ａ〜７Ｆ参照）または歯間包囲アプローチ（図６Ａ〜６Ｆ参照）を適用することができる。詳細は後述する。
ギヤ切削工具１００のカッタヘッド２２は、全ての具体例において、フェースカップリング１０の歯間１２を通って、傾斜経路Ｂ（図１Ｂ参照）に沿って案内されることが好ましい。この態様は、第１および第２の機械加工設定を指定する際に考慮されるべきである。傾斜経路Ｂの輪郭に影響を与える機械加工基礎角κは、理想的には、両機械加工設定で同一であって、歯間１２の歯基礎１４の領域におけるオフセットまたはステップを避ける。
本発明による方法では、ギヤ切削工具１００の切れ刃２１．ｉ，２１．ａは、ギヤ切削工具１００の永続的に形成された、互いに同心の、回転円の上に据え付けられるという事実のため、ギヤ切削工具１００は、形成された切れ刃を有さない研削工具２００によって置き換えられることもできる。全体的な構成のため、カップ研削ホイールが、研削工具２００（図５参照）として適切である。ここでは、前述の内側切れ刃２１．ｉの代わりに内側研削面２２１．ｉが使用され、前述の外側切れ刃２１．ａの代わりに外側研削面２２１．ａが使用される。研削工具１００の切れ刃２１．ｉ，２１．ａが先端幅Ｓａ０（図２Ｂ参照）を形成する場合、カップ研削ホイール２００は、輪郭幅Ｓａ０を有する。これに関する詳細は、模式的な図５から推測することができます。内側研削面２２１．ｉおよび外側研削面２２１．ａは、カップ研削ホイールの工具回転軸Ｒ１と同心である。
本発明の方法によって製造されたフェースカップリング１０は、以下の特徴によって区別される。ここでは、特に図１Ｂを参照する。このようなフェースカップリング１０は、全ての具体例において、９０°の基準円すい角δを有する。図１Ｂでは、対応する基準面ＴＥ１が、鎖線によって示されており、これは、ワークピースの回転軸Ｒ２に対して垂直に延びている。
本発明のフェースカップリング１０は、全ての具体例において、特に以下の特徴によって区別される。
・ フェースカップリング１０は、図１Ｂおよび図１Ｅに示すように、歯先の高さが可変である歯１１を有する。すなわち、歯１１は、円すい形である。
・ 歯１１は、フライス加工および／または研削加工によって機械加工されることができる。
・ 歯１１は、選択的な硬質精密加工の範囲内で再研削（仕上げ加工）されることができる。
・ 図１Ｂおよび図１Ｅに示すように、歯間１２は、それぞれ、傾いた基礎面、または歯基礎１４を有する。特に、必要であれば、本発明の方法の中で機械加工基礎角κを設定することができるので、歯基礎１４の傾斜が生じる。これにより、ギヤ切削工具１００の刃２０のカッタヘッド２２は、（すでに述べたように）フェースカップリング１０の歯間１２を通って、傾斜経路Ｂに沿って案内される。この傾斜経路Ｂは、フェースカップリング１０の軸方向断面における基準面ＴＥ１に対して、斜めである。ここで、歯基礎の基礎円すい角δｆは、δｆ＝δ−κである。傾斜経路Ｂは、カッタヘッド２２の連続運転によるフェースカップリング１０の逆方向の切削が回避されるように意図的に選択される。経路Ｂは、カッタヘッド２２の刃先２３の輪郭を描く。図１Ｂでは、領域Ａにおいて、傾斜経路Ｂに沿って、三次元空間を通って、刃先２３が案内されて、刃先２３が、現在加工されている歯間の領域内のフェースカップリングワークピース１０の材料のみを除去することが分かる。
・ フェースカップリングワークピース１０の歯基礎１４は、ヒール部から（すなわち、包囲面（enveloping surface）１６から開始して）ワークピース回転軸Ｒ２の方向に増加する傾斜を有する。
・ 凸歯面１３．１および凹歯面１３．２は、円弧形状の輪郭を有さないが、楕円形の輪郭を有する。
図１Ｂと併せて、傾斜経路Ｂの図の平面内への投影は、直線ではなく、わずかに曲がった経路であることに留意すべきである。したがって、ここでは、フェースカップリングワークピース１０を通る軸方向断面において、この傾斜経路Ｂが、現在加工されている歯間１２の歯基礎１４の輪郭に対して本質的に平行であるという事実が示される。
さらに、本発明のフェースカップリング１０の歯面はクラウニングを有し、歯面は円弧形状を有し、フェースカップリング１０は自己センタリングされる。
図１Ａ〜１Ｅのフェースカップリング１０の更なる詳細は、本発明の特徴ではなく、したがって、単に例として理解されるべきである。例示されているフェースカップリング１０は、例えば、背面設置面１５を有する。これは、完全に平らであってもよい。この例では、包囲面１６と設置面１５との間のヒール部に遷移面は設けられていないが、設けられてもよい。したがって、ここでは、包囲面１６は、直角に設置面１５に合流する。ヘッド円すい角δａは、示されている例では９０°より大きく、基礎円すい角δｆは、９０°より小さい。歯高は、ヒール部からつま先部まで（すなわち、外側から内側まで）連続的に減少する。しかし、ヘッド円すい角δａが９０°に等しい本発明の具体例も存在する。
図１Ａのフェースカップリング１０は、右らせんの歯形を有する。フェースカップリング１０とペアになる相手は、左らせんの歯形を有する必要がある。
理論上の中間ステップを図２Ａに基づいて説明する。これは本発明につながる。２つのカップリングハーフを互いにペアにすることを可能にするためには、歯面は互いに接合されなければならない。これは、工具半径が基準面ＴＥ１内で交差して、単一割出方法で接合歯面を製造しなければならないという、この場合のギヤ切削理論に起因する。図２Ａでは、理論的なカッタヘッド２２．Ｔを通る、対応する垂直断面が示されている。内側切れ刃２１．ｉの理論的な位置が実線で示されている。外側切れ刃２１．ａの理論的な位置が破線で示されている。２つの切れ刃２１．ｉと２１．ａとが、基準面ＴＥ１内で交差していることがわかる。これを実際に実施するには、内側切れ刃２１．ｉは第１カッタヘッド上に配置され、外側切れ刃２１．ａは第２カッタヘッド上に配置される必要がある。言い換えれば、割出方法では、図２Ａの条件を満たすために、フェースカップリングワークピースは、２つの異なる工具を使用して歯切りされなければならない。
本発明は、意図的に他の経路を進む。なぜなら、可能な限り費用対効果の高い解決策を提供するように設計されているからである。従来公知のアプローチに関連して工具の消費を低減するために、本発明の目標は、できる限り少ない工具を使用して管理することであった。
図２Ｂは、本発明の工具１００のカッタヘッド２２を通る垂直断面を示している。図２Ｂは、本発明の更なる特徴を定義するために使用される模式図である。本発明の工具１００のカッタヘッド２２は、本質的に、２つの切れ刃（外側切れ刃２１．ａおよび内側切れ刃２１．ｉと呼ばれる）と、刃先２３と、によって形成される。図２Ａと比較すると、外側切れ刃２１．ａと内側切れ刃２１．ｉは、互いに対してずれて、１つの工具１００の中で、または１つのカッタヘッドの中で、それぞれ組み合わされることができる。図２Ｂ中の外側切れ刃２１．ａと内側切れ刃２１．ｉの輪郭をそれぞれ形成する２本の直線の交差点は、カッタヘッド２２の材料の外側にある。したがって、図２Ｂに示されているように、カッタヘッド２２は、先端幅（Ｓａ０）を有する。基準面１の位置も示されている。工具１００，２００の前述の飛行経路は、基準面ＴＥ１と外側切れ刃２１．ａとの交点と、基準面ＴＥ１と内側切れ刃２１．ｉとの交点と、に基づく半径ｒｉおよびｒａによって規定されることができる。
内側切れ刃２１．ｉおよび外側切れ刃２１．ａは、このように、先端幅Ｓａ０を有する実際に実装可能なカッタヘッド２２が得られるまで、本発明によって離れて動く。しかし、一見すると、共通のカッタヘッド２２上の２つの切れ刃２１．ｉおよび２１．ａのこのような構成の欠点は、２つの半径ｒｉおよびｒａの差が、フェースカップリングワークピース１０上の歯面の長手方向のクラウニングを生じさせることである。しかし、この長手方向のクラウニングは、機械加工設定を指定する際に、フェースカップリングワークピース１０に対する工具１００，２００のそれぞれの適切な傾斜角τ（チルトと呼ばれる）を設定することによって、完全にまたは実質的に低減可能であることが示されている。
τ≠０である適切な機械加工設定を指定することによって、本発明のフェースカップリングワークピース１０の歯の長手方向のクラウニングは、実質的に自由に選択されることができる。ここで、互いにペアとなる２つのフェースカップリング要素は、互いの上を転がらず、むしろ互いに固定的にペアになっていることに留意しなければならない。結果として、歯の長手方向のクラウニングは、例えばベベルギヤのペアの場合ほど重要ではない。
言い換えれば、フェースカップリングワークピース１０では、歯の長手方向のクラウニングは、必ずしも（コンピュータによって確定された）理想的な点にある必要はない。本発明の特に有利な実施は、標準化された工具１００，２００を提供することによって、工具の消費をさらに低減する、この決定に起因する。
標準化された工具は、本発明と併せて、１つ以上の種類のフェースカップリングワークピース１０のフライス加工または研削加工に使用できるように設計された工具である。
標準化された工具は、本発明と併せて、２つの異なる噛合い角度段階（例えば、２１°および１９°）のみが与えられた工具である。あるいは、標準化された工具１００，２００は、歯の高さが同一であるそれぞれの場合に、フェースカップリングワークピース１０を製造する。しかし、標準化された工具１００，２００には、例えば、先端幅Ｓａ０または輪郭幅Ｓａ０に関して、様々な段階が与えられてもよい。
言い換えれば、標準化された工具１００または２００は、本発明の範囲内で使用されて、複数の類似の、しかし互いにわずかに異なる、フェースカップリング１０を機械加工することができる。
このように、例えば、フェースカップリング１０は、先端幅Ｓａ０または輪郭幅Ｓａ０のために、同一である歯基礎１４の中の間隙の幅を有するという点で、類似であり得る。
このように、例えば、フェースカップリング１０は、類似のモジュールを有するという点で、類似であり得る。例えば、第１標準化工具１００または２００を使用して、モジュール＝３．５を有するフェースカップリングワークピースを製造することができる。同一の標準化工具１００を使用して、モジュール＝４．５を有する類似のフェースカップリングワークピースを製造することもできる。したがって、標準化工具１００または２００を使用して、例えば、３．５〜４．５の範囲内のモジュールを有するフェースカップリングワークピース１０を製造することができる。更なる標準化工具１００または２００を使用して、例えば、４．６〜６の範囲内のモジュールを有するフェースカップリングワークピース１０を製造することができる。これは、これらの標準化工具１００，２００のそれぞれを使用して、特定のモジュール範囲をカバーすることができることを意味する。
好ましくは、本発明の全ての具体例において、このような標準化工具は、ギヤ切削工具１００として、または研削工具２００として使用されて、複数の類似のフェースカップリングワークピース１０を製造することができる。
既に述べたように、本発明は、半仕上げ単一割出方法である。機械加工されるフェースカップリングワークピース１０の対向する歯面１３．１，１３．２は、同一の工具１００を使用して、しかし異なる機械加工設定を使用して、仕上げ加工される。この機械加工は、それぞれの場合に、直接的に、時間的に連続して実行されることができ、または個々の機械加工ステップは、例えば、複数の抜出動作と、割出動作と、送り込み動作（ブローチ動作）とに、互いに時間的に分離されることができる。
本発明の歯間包囲機械加工方法の例は、図６Ａ〜６Ｆに基づいて説明される。これらの図のそれぞれに、様々な機械加工段階におけるフェースカップリングワークピース１０の小部分のみが、模式的な形態で示されている。
図６Ａは、本発明による方法を実行する前の、フェースカップリングワークピース１０の基準面ＴＥ１の図を示している。予定される歯面の輪郭は、基準面ＴＥ１の中に破線によって示されている。ここで、参照符号１３．２は、凹歯面の予定された輪郭を示し、参照符号１３．１は、凸歯面の予定される輪郭を示す。歯間１２は、これらの２つの歯面１３．２と１３．１の間に位置する。ここで、参照符号１１は、隣接した歯を示す。
図６Ｂは、第１歯間１２の第１凸歯面１３．１が仕上げ加工された後の、図６Ａのフェースカップリングワークピース１０を示している。仕上げ加工された歯面は、実線の曲線として示されている。工具１００の内側切れ刃２１．ｉが第１凸歯面１３．１を仕上げ加工している間、第１凹歯面１３．２は、同じカッタヘッド２２の外側切れ刃２１．ａによって前加工される。前加工された歯面は、点線の曲線１３．３として示されている。図６Ｂに基づいて分かるが、前加工された第１凹歯面１３．３の輪郭は、凹歯面１３．２の予定される輪郭に一致していない。
次に、ワークピース回転軸Ｒ２を中心とするフェースカップリングワークピース１０の相対的な割出運動が続く。前に使用された機械加工設定がそのまま維持される。
図６Ｃは、第２歯間１２の第２凸歯面１３．１が仕上げ加工され、第２凹歯面が前加工された後の、図６Ｂのフェースカップリングワークピース１０を示している。
図６Ｄは、全ての歯間１２の全ての凸歯面１３．１が仕上げ加工され、全ての凹歯面が前加工された後の、図６Ｃのフェースカップリングワークピース１０を示している。各歯間１２の機械加工の前に、各場合において、割出動作が実行され、機械加工設定がそのまま維持される。
これらの機械加工ステップは、全て第１機械加工設定を使用して実行される。次に、第２機械加工設定は、前加工された凹歯面１３．３を仕上げ加工するように指定される。
図６Ｅは、第１歯間１２の第１凹歯面１３．２が仕上げ加工された後の、図６Ｄのフェースカップリングワークピース１０を示している。仕上げ加工された歯面は、実線の曲線として示されている。
ワークピース回転軸Ｒ２を中心とするフェースカップリングワークピース１０の割出動作は、ステップのそれぞれの間に行われる。
図６Ｆは、全ての歯間１２の全ての凹歯面１３．２が仕上げ加工された後の、フェースカップリングワークピース１０を示している。ここで、歯１１には、パターンが設けられ、歯１１を視覚的により明瞭に強調している。
本発明の歯間ベース機械加工の例は、図７Ａ〜７Ｆに基づいて説明される。図７Ｅと７Ｆの歯１１には、パターンが設けられ、歯１１を視覚的により明瞭に強調している。
図７Ａは、本発明による方法を実行する前の、フェースカップリングワークピース１０の基準面ＴＥ１の図を示している。図７Ａは、付された参照符号の説明について、図６Ａに対応する。
図７Ｂは、付された参照符号の説明について、図６Ｂに対応する。
図７Ｃは、第１歯間１２の第１凹歯面１３．２が仕上げ加工された後の、図７Ｂのフェースカップリングワークピース１０を示している。これを可能にするために、第１機械加工設定から第２機械加工設定への切換えが行われ、その後、カッタヘッド２２が再び第１歯間１２に案内される。割出動作は行われない。
次の歯間１２を機械加工できるようにするために、第２機械加工設定から第１機械加工設定への切換えが行われ、割出動作が実行される。
図７Ｄは、第２歯間１２の凸歯面１３．１が仕上げ加工された後の、図７Ｃのフェースカップリングワークピース１０を示している。この経路の間に、第２歯間１２の第２凹歯面１３．２が前加工される（１３．３で示す）。
第２歯間１２の仕上げ加工を可能にするために、再び第１機械加工設定から第２機械加工設定への切換えが行われる。図７Ｅは、第２歯間１２が仕上げ加工された後の、図７Ｄのフェースカップリングワークピース１０を示している。
図７Ｆは、付された参照符号の説明について、図６Ｆに対応する。
機械加工設定のそれぞれの調整および／または割出動作を実行するために必要な時間の消費を低減するために、他の（代わりの）方法のシーケンスが適用されてもよい。示された方法は、それぞれ単に例として理解されるべきである。凸歯面１３．１の仕上げ加工から始まる代わりに、全ての具体例は、凹歯面１３．２の仕上げ加工から始めることもできる。
図１Ａ〜１Ｅでは、第１機械加工設定は、特に、回転中心Ｍｉおよび半径ｒｉによって規定される。凸歯面１３．１は、仕上げ加工され、同時に、凹歯面１３．２は、この第１機械加工設定を使用して前加工される。第１機械加工設定では、内側切れ刃２１．ｉは、回転中心Ｍｉを中心とする、半径ｒｉを有する楕円形の飛行経路をたどり、外側切れ刃２１．ａは、同じ回転中心Ｍｉを中心とする、他の楕円形の飛行経路をたどる。
これらの２つの楕円形の飛行経路は、共通の平面に広がっている。この平面は、フェースカップリングワークピース１０の基準面ＴＥ１と平行ではない。なぜなら、傾斜角τ≠０であり、機械加工基礎角κ≧０であるからである。この共通平面は、傾斜角τによって、および選択的に機械加工基礎角κによって、規定されるように傾斜しており、カッタヘッド２２の刃先２３は、図１Ｂの領域Ａにおいて、フェースカップリングワークピース１０の材料と衝突しない。
本発明の方法は、例えば、ベベルギヤ切削機上で実行することができる。ここでは、フェースカップリングワークピース１０がワークピーススピンドルに固定され、工具１００または２００がベベルギヤ切削機のスピンドル上に固定される。本発明の方法を実行できる多数の異なるギヤ切削機（例えば、５軸および６軸のギヤ切削機）がある。
この環境において、特定の機械加工設定を規定する典型的な変数は、以下の通りである。
・ フェースカップリングワークピース１０の位置に対する回転中心Ｍ，Ｍｉ，Ｍａの位置（特に、軸オフセットによって規定される）、
・ 半径、
・ 旋回角、
・ 機械加工基礎角κ、
・ 傾斜の角度τ（チルト角）、
・ 工具回転軸Ｒ１の回転位置、
・ ローラ揺動角、
・ フェースカップリングワークピース１０に対する工具１００または２００の深さ位置。
フェースカップリングワークピース／フェースカップリング要素１０に対する工具１００，２００の設定は、第１および第２の相対設定と呼ばれる。これらの用語は、限定的なものと理解されるべきではない。例えば、工具１００，２００が、多数のステップによって、完全な歯間の深さまで、フェースカップリングワークピース／フェースカップリング要素１０の材料内にブローチ挿入される場合、このブローチ動作は、相対設定を追加的に変化させる。
第１機械加工設定から第２機械加工設定への移行時に、前述の典型的な変数（特に傾斜角τ）のうちの少なくとも１つが変更される。
上記の説明は、スティック刃のカッタヘッドに対してだけでなく、固定刃を有するむく工具に対しても適用することができる。前述のように、上記の説明は、カップ形状を有する研削工具２００に対しても適用することができる。
本発明によれば、全ての具体例において、ギヤ切削工具１００のカッタヘッドとして、好適にはエンドミルカッタヘッドが使用される。エンドミルカッタヘッドは、ギヤ切削工具１００から端面に突き出た複数のスティック刃２０を備えている。全ての具体例において、スティック刃２０は、図３に例として示されているような形状を有することが好ましい。スティック刃２０は、シャフト２４を有する。スティック刃２０がカッタヘッドギヤ切削工具１００の対応する刃溝またはチャンバの中にしっかりと正確に固定されるように、シャフト２４の形状が選択される。シャフト２４の断面は、例えば、長方形または多角形である。
スティック刃２０のヘッド領域（ここではカッタヘッド２２として示されている）には、例えば、第１開面（open surface）２５と、第２開面２６と、（共通）すくい面２７と、ヘッド開面２８と、内側切れ刃２１．ｉと、外側切れ刃２１．ａと、ヘッド刃先２９と、が配置される。カッタヘッド２２の最前の領域は、刃先２３とも呼ばれる。
すくい面２７は、仮想の交線において、第１開面２５と交差する。この仮想の交線は、内側切れ刃２１．ｉの輪郭にほぼ一致し、または内側切れ刃２１．ｉの輪郭に正確に一致するものである。すくい面２７は、仮想の交線において、第２開面２６と交差する。この仮想の交線は、外側切れ刃２１．ａの輪郭に対応し、または外側切れ刃２１．ａの輪郭に正確に一致するものである。
しかし、すくい面２７は、簡略化した図に基づいて図３Ａに示されているような平坦面である必要はない。
全ての具体例において、第１機械加工設定では、外側切れ刃２１．ａが、歯間１２を離れる際に、凹歯面１３．２内に切り込まないように、先端幅Ｓａ０が選択される。わずかな過剰の材料は、常に、前加工の間に所定の位置に留まるべきであり、その後、凹歯面１３．２の仕上げ加工中に、第２機械加工設定で除去される。
図４は、例示的なスティック刃カッタヘッドの上面図を示している。これは、ギヤ切削
工具１００として使用される。示されているスティック刃カッタヘッドは、端面に１２本
のスティック刃２０を備えている。スティック刃２０は、スティック刃カッタヘッドの円
周に沿って、等角度距離で配置されている。図４から推測できるように、個々のスティッ
ク刃２０のすくい面２７は、ギヤ切削工具１００の半径方向断面に平行である。個々のス
ティック刃２０は、本発明のギヤ切削工具１００の中で、斜面上にない（すなわち、全て
のスティック刃２０は、軸Ｒ１に対して同一の半径距離を有する）。なぜなら、本発明の
方法は、単一割出ブローチ加工法であり、連続的な回転方法ではないからである
同様に、模式的な例に基づいて図５に示されたカップ研削ホイール２００では、カップ研削ホイール２００の外側研削面２２１．ａが、歯間１２を離れる際に、凹歯面１３．２上に立って、わずかな材料を残すように、輪郭幅Ｓａ０が選択される。このわずかな過剰の材料は、次に、凹歯面１３．２の仕上げ加工中に、第２機械加工設定で、研削によって、除去される。
１０ フェースカップリングワークピース／フェースカップリング要素
１１ 歯
１２ 歯間
１３．１ 凸歯面
１３．１＊ 内側切れ刃の外転サイクロイド飛行経路
１３．２ 凹歯面
１３．２＊ 外側切れ刃の外転サイクロイド飛行経路
１３．３ 凹歯面
１４ 歯基礎
１５ 設置面
１６ 包囲面
１９ 設計基準点
２０ （スティック）刃
２１．ａ 外側切れ刃
２１．ｉ 内側切れ刃
２２ カッタヘッド
２２．Ｔ 理論的なカッタヘッド
２３ 刃先
２４ スティック／シャフト
２５ 第１開面
２６ 第２開面
２７ すくい面
２８ ヘッド開面
２９ ヘッド刃先
１００ （カッタヘッド）ギヤ切削工具
２００ 研削工具
２２１．ａ 外側研削面
２２１．ｉ 内側研削面
Ａ 範囲
Ａ１〜Ａ４ ステップ
α 輪郭角度
Ｂ 飛行経路
Ｃ イメージ詳細
δ 基準円すい角
δａ ヘッド円すい角
δｆ 基礎円すい角
ｋ 機械加工基礎角
ＫＢ 円弧
Ｋ１〜Ｋ４ ステップ
Ｌ１〜Ｌ６ ステップ
Ｍａ，Ｍｉ 回転中心
ｒ（ｃｖ） 外側切れ刃の飛行経路の有効半径
ｒ（ｃｘ） 内側切れ刃の飛行経路の有効半径
Ｒ１ 工具回転軸
Ｒ２ ワークピース回転軸
ｒｉ，ｒａ 回転円の半径
Ｓａ０ 先端幅
ＴＥ１ ワークピースの基準面
ＴＥ２ 工具の基準面
τ 傾斜角（チルト）
τｘ 凸歯面の機械加工中の工具傾斜（チルト）
τｖ 凹歯面の機械加工中の工具傾斜（チルト）
Δω１ （歯の）割出しについてのフェースカップリングワークピースの回転角
ω２ 工具の回転運動

Claims (20)

  1. 工具（１００，２００）が使用される、フェースカップリングワークピース（１０）の歯面を回転することなく機械加工する半仕上げ単一割出方法であって、
    工具（１００，２００）は、
    少なくとも１つのカッタヘッド（２２）上に配置され、先端幅（Ｓａ０）を形成する２つの切れ刃（２１．ａ，２１．ｉ）を有する少なくとも１つのカッタヘッド（２２）を含むギヤ切削工具（１００）、または、
    輪郭幅（Ｓａ０）を形成する２つの研削面（２２１．ａ，２２１．ｉ）を有するカップ研削ホイールの形状の研削工具（２００）であり、
    Ａ１：少なくとも１つの第１相対設定動作を実行し、第１相対設定を達成するステップであって、第１相対設定動作の一部として、送り込み動作および抜出動作が実行される、ステップと、
    Ａ２：工具（１００，２００）の２つの切れ刃（２１．ａ，２１．ｉ）のうちの少なくとも１つの第１切れ刃を使用して、または２つの研削面（２２１．ａ，２２１．ｉ）の第１研削面を使用して、フェースカップリングワークピース（１０）の歯間（１２）の第１歯面（１３．２，１３．１）を仕上げ加工し、同時に、第１相対設定で、２つの切れ刃（２１．ａ，２１．ｉ）の第２切れ刃を使用して、または２つの研削面（２２１．ａ，２２１．ｉ）の第２研削面を使用して、同一の歯間（１２）の第２歯面（１３．１，１３．２）を前加工するステップと、
    Ａ３：少なくとも１つの第２相対設定動作を実行し、第２相対設定を達成するステップであって、第２相対設定動作の一部として、送り込み動作および抜出動作が実行される、ステップと、
    Ａ４：工具（１００，２００）の２つの切れ刃（２１．ａ，２１．ｉ）のうちの少なくとも１つの第２切れ刃を使用して、または２つの研削面（２２１．ａ，２２１．ｉ）の第２研削面を使用して、同一のまたは更なる歯間（１２）の第２歯面（１３．２，１３．１）を仕上げ加工するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. ステップＡ２において、
    ・ 第１相対設定では、全ての第１切れ刃または第１研削面は、第１飛行経路に沿って移動し、かつ全ての第２切れ刃または第２研削面は、第２飛行経路に沿って移動し、
    ・ 第１飛行経路は、第２飛行経路と共に、共通の平面に広がっている
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. ステップＡ４において、
    ・ 第２相対設定では、全ての第２切れ刃または第２研削面は、第３飛行経路に沿って移動し、
    ・ 第３飛行経路は、第２飛行経路の有効半径より大きい有効半径を有し、
    ・ 第３飛行経路は、共通の平面に対して傾斜した平面に広がっている
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. ステップＡ１において、第１相対設定動作の一部として、
    ・ 第１機械加工設定の設定、および／または
    ・ 割出動作の実行
    が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. ステップＡ２において、第２相対設定動作の一部として、
    ・ 第２機械加工設定の設定、および／または
    ・ 割出動作の実行
    が行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 第１相対設定および第２相対設定において、工具（１００，２００）は、フェースカップリングワークピース（１０）に対して傾斜し、これによりフェースカップリングワークピース（１０）の現在加工されている歯間（１２）を通って、傾斜経路（Ｂ）に沿って案内され、
    傾斜経路（Ｂ）は、フェースカップリングワークピース（１０）を通る軸方向断面において、現在加工されている歯間（１２）の歯基礎（１４）の輪郭に対して本質的に平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  7. 歯間（１２）の歯基礎（１４）は、フェースカップリングワークピース（１０）の基準面（ＴＥ１）に対して、機械加工基礎角（κ）だけ傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 歯間ベース半仕上げ単一割出方法であって、
    第１歯間（１２）の第１歯面（１３．２，１３．１）は、第１相対設定を使用して仕上げ加工され、第１歯間（１２）の第２歯面（１３．２，１３．１）は、第２相対設定を使用して仕上げ加工された後、中間ステップにおいて、抜出動作、割出動作、およびブローチ動作が実行され、
    次に、後続のステップにおいて、第１相対設定を使用して更なる歯間（１２）の第１歯面（１３．２，１３．１）と、第２相対設定を使用して更なる歯間（１２）の第２歯面（１３．２，１３．１）と、を仕上げ加工することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  9. 歯間包囲半仕上げ単一割出方法であって、
    第１歯間（１２）の第１歯面（１３．２，１３．１）は、第１相対設定を使用して仕上げ加工された後、中間ステップにおいて、抜出動作、割出動作、およびブローチ動作が実行され、
    次に、後続のステップにおいて、第１相対設定を再び使用して、更なる歯間（１２）の第１歯面（１３．２，１３．１）を仕上げ加工し、
    ２つの異なる歯間（１２）の少なくとも２つの第１歯面（１３．２，１３．１）が仕上げ加工された後に、第２相対設定の設定と第２歯面（１３．２，１３．１）の仕上げ加工とが、まず実行されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  10. 第２機械加工設定は、
    ・ フェースカップリングワークピース（１０）の位置に対する、工具（１００）の回転中心（Ｍ，Ｍｉ，Ｍａ）の位置、および／または
    ・ その中で前記方法が実行される機械の半径の設定、および／または
    ・ その中で前記方法が実行される機械の旋回角の設定、および／または
    ・ その中で前記方法が実行される機械の傾斜角（τ）の設定、
    の変数のうちの１つ以上によって第１機械加工設定と異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  11. 工具（１００）は、複数の刃（２０）を備えまたは複数の刃を有する、カッタヘッドギヤ切削工具（１００）またはむく工具であり、
    各刃（２０）は、第１切れ刃としての内側切れ刃（２１．ｉ）と、第２切れ刃としての外側切れ刃（２１．ａ）と、を有するカッタヘッド（２２）を有し、
    内側切れ刃（２１．ｉ）および外側切れ刃（２１．ａ）は、カッタヘッド（２２）上に配置され、先端幅（Ｓａ０）を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  12. 第１歯面は、凸歯面（１３．１）であり、第２歯面は、凹歯面（１３．２）であり、
    ・ 凸歯面（１３．１）の仕上げ加工は、ギヤ切削工具（１００）の内側切れ刃（２１．ｉ）を使用して行われ、同時に、同一の歯間（１２）の凹歯面（１３．２）の前加工が、ギヤ切削工具（１００）の外側切れ刃（２１．ａ）を使用して行われ、
    ・ 内側切れ刃（２１．ｉ）および外側切れ刃（２１．ａ）は、同一のカッタヘッド（２２）上に配置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 工具（１００）は、複数の刃（２０）を備えまたは複数の刃を有する、カッタヘッドギヤ切削工具（１００）またはむく工具であり、
    各刃（２０）は、第１切れ刃としての外側切れ刃（２１．ａ）と、第２切れ刃としての内側切れ刃（２１．ｉ）と、を有するカッタヘッド（２２）を有し、
    外側切れ刃（２１．ａ）および内側切れ刃（２１．ｉ）は、カッタヘッド（２２）上に配置され、先端幅（Ｓａ０）を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  14. 第１歯面は、凹歯面（１３．２）であり、第２歯面は、凸歯面（１３．１）であり、
    ・ 凹歯面（１３．２）の仕上げ加工は、ギヤ切削工具（１００）の外側切れ刃（２１．ａ）を使用して行われ、同時に、同一の歯間（１２）の凸歯面（１３．１）の前加工が、ギヤ切削工具（１００）の内側切れ刃（２１．ｉ）を使用して行われ、
    ・ 内側切れ刃（２１．ｉ）および外側切れ刃（２１．ａ）は、同一のカッタヘッド（２２）上に配置される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. ギヤ切削工具（１００）の刃（２０）の全てのカッタヘッド（２２）は、ギヤ切削工具（１００）の回転中心（Ｍ）と同心に配置されたギヤ切削工具（１００）の共通の円上にあることを特徴とする請求項１１または１３に記載の方法。
  16. 全ての歯面の仕上げ加工の後、全ての歯面の硬質精密加工について研削方法が使用されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
  17. 工具（１００）は、カップ研削ホイールの形状の研削工具（２００）であり、内側研削面（２２１．ｉ）は、第１研削面として使用され、外側研削面（２２１．ａ）は、第２研削面として使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
  18. 工具（１００）は、カップ研削ホイールの形状の研削工具（２００）であり、内側研削面（２２１．ｉ）は、第２研削面として使用され、外側研削面（２２１．ａ）は、第１研削面として使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
  19. フェースカップリングワークピース（１０）の歯（１１）は、半仕上げ単一割出方法の範囲内で、工具（１００，２００）の傾斜によって影響を受けるクラウニングを得ることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
  20. フェースカップリングワークピース（１０）のねじれ角誤差は、第１相対設定および／または第２相対設定を変更することによって補正されることができることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
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