KR102290458B1 - 내부 톱니 및 외부 톱니를 갖는 톱니형 휠의 톱니 상에 리지-형상의 날카로운 점을 생성하기 위한 공구, 기계 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공구 클램프의 짧은 전환 시간에 내부 및 외부 톱니를 갖는 톱니형 휠(26)의 톱니(21, 24)에 리지-형상의 날카로운 점(28)을 생성할 수 있는 공구(2), 방법 및 기계를 제공한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 공구(1', 1")는 공구 홀더에 부착시키기 위한 유지부(3)를 갖는 공구 지지부(2) 및 공구 지지부(2)의 단부 섹션(5)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)를 포함하며, 상기 단부 섹션(5)은 다른 단부면과 관련되고, 사용 중에 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)가 충격 원(S14, S15)을 형성하며, 상기 충격 원의 직경은 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)와 공구(2)의 회전축(X', X") 사이의 반경 방향 거리에 의해 결정된다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 추가 챔퍼링 공구(9, 10)는 공구 지지부(2)의 중간부(4)에 부착되며, 챔퍼링 공구(14, 15)가 제공되는 단부(5)에 대해 유지부(3)의 방향으로 오프셋된다. 동시에, 추가 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)는 공구(1)의 회전축(X', X")으로부터 반경 방향 거리에 유지되고, 상기 반경 방향 거리는 공구 홀더(2)의 단부(5)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 방향 거리보다 더 크다. 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 기계는 본 발명에 따른 공구(1)의 용도에 기초한다.

Description

내부 톱니 및 외부 톱니를 갖는 톱니형 휠의 톱니 상에 리지-형상의 날카로운 점을 생성하기 위한 공구, 기계 및 방법
본 발명은 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니 상에 루프 리지-형상의 챔퍼를 생성하는 공구에 관한 것이다. 이러한 공구는 일반적으로 유지 섹션을 갖는 핑거-형상 공구 캐리어를 가지며, 유지 섹션은 공구 캐리어의 단부면과 관련되고, 공작 기계의 공구 홀더에 부착되도록 제공된다. 또한, 이러한 공구는 다른 단부면과 관련된 공구 캐리어의 단부 섹션에 유지되는 적어도 하나의 챔퍼링 공구를 포함하며, 사용 중에 절삭 에지부에 의한 충격 원(impact circle)을 형성하며, 충격 원의 직경은 공구의 회전축으로부터 챔퍼링 공구의 절삭 에지부의 반경 거리에 의해 결정된다.
또한, 본 발명은 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니 상에 루프 리지-형상의 챔퍼를 생성하기 위한 공작 기계 및 방법에 관한 것으로, 본원 명세서에서 해당 유형의 공구가 사용된다.
이러한 유형의 공구, 이러한 공구가 장착된 기계 및 이러한 공구를 사용하여 수행되는 방법은 다양한 디자인으로 공지되어 있다. 이들은 예를 들어, 자동차 트랜스미션에서 동기화 링 또는 슬라이딩 슬리브로 사용되는 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 단부면에서 각각의 단부면의 방향으로 서로를 향해 날카롭게 테이퍼진 베벨("루프 리지-형상의 챔퍼" 또는 "베벨링"으로 공지된 기술적인 언어에서)을 생성한다. 이러한 날카롭게 테이퍼진 형태는 스위칭 공정 동안 상응하는 날카로운 톱니부가 결합되도록 기어 휠의 톱니부에 톱니의 삽입을 용이하게 한다.
예를 들어, 독일 특허공보 DE 195 18 483 C2호는 "플라이 커터 밀링 공구"로 지칭되는 2개의 핑거-형상 공구에 의해 동기화 공정에서 기어 휠의 톱니의 단부면에 이러한 루프 리지-형상 챔퍼(메쉬 결합 보조)를 생성하기 위한 공작 기계를 개시하고 있다. 상기 공구는 3개의 좌표 축선과 대략 적어도 하나 이상의 자체 축선에서 독립적으로 선회될 수 있다. 한편으로는 높은 밀링 성능을 달성하기 위해, 다른 한편으로는 버(burr)의 제거가 대립하는 중첩에 의해 달성되는 각각의 챔퍼링의 루프-리지 부분에만 불가피한 버가 생성되는 것을 보장하기 위해, 각각의 공구에는 가공될 공작물과 관련된 공구의 단부 섹션에 각각 안착되며 "플라이 커터"로 공지된, 회전축 주위에 대칭으로 배치된 적어도 2개의 챔퍼링 공구가 장착되는 것이 제공된다. 이러한 경우에, 챔퍼링 공구는 개별 조정 기능으로 인해 공작물 스핀들에 대해 다른 축선으로 그리고 다른 선회 축선을 중심으로 조정될 수 있어서, 각각의 플라이 커터 밀링 공구의 개별적인 플라이 커터는 다른 톱니를 연속적으로 절삭하고 톱니 갭 내에서만 톱니를 밀링한다.
독일 특허출원 공개공보 DE 10 2011 050 499 A1호에 공지된 기어 휠 가공용 기계에서, 제1 절삭 에지부 공구는 스핀들 드라이브에 의해 회전 구동되는 공구 캐리어의 중간 섹션에 제공되며, 상기 절삭 에지부 공구는 가공될 기어 휠의 톱니의 측면 톱니 플랭크에 백킹 또는 래칭 홈을 생성하는 역할을 한다. 또한, 제1 절삭 에지부 공구에 대해 공구 캐리어의 전단부를 향하여 공구 스핀들의 축선 방향으로 오프셋된 제2 절삭 에지부 공구가 제공된다. 상기 제2 절삭 에지부 공구는 제1 공구 캐리어의 자유 단부면 상에 안착된 베벨링 공구이다. 공지된 기계의 제어기 및 조정 장치는 이러한 방식으로 장착된 공구가 한편으로는 기어 휠의 톱니의 전방 플랭크 상에 베벨을 생성하기 위해, 다른 한편으로는 백킹 또는 래칭 홈을 생성하기 위해 공작물 상에 위치될 수 있도록 구성된다.
작업-유지 고정구에서 기어 휠의 내부 및 외부 톱니부의 챔퍼링은 공지된 기계를 사용하여 내부 톱니부 또는 외부 톱니부를 각각 가공한다는 점에서 전술한 공지된 접근법과 상이하다. 공지된 기계에는 2개의 역회전 공구가 장착되어 있으며, 이들의 회전축은 서로에 대해 일정 각도로 정렬되어 있어서, 하나의 공구가 각각 하나를 생성하고 다른 공구가 각각 톱니부의 톱니의 단부면 상에 뾰족한 루프 리지-형상의 챔퍼링의 다른 표면을 생성한다. 내부 톱니부 가공을 위해, 공구는 일반적으로 가공될 톱니부의 2개의 서로 인접한 1/4 원("사분면")과 관련된다. 공작물에 대해 동일한 회전 방향을 유지하면서 동일한 공구를 사용하여 외부 톱니부를 날카롭게 하려면 공구는 각각 2개의 반대 사분면으로 이동되어야 한다. 이러한 조정에 대한 요구는 비교적 큰 이동 경로를 필요로 하며, 재장착을 생략함으로써 달성되는 시간 절약에도 불구하고, 내부 및 외부 톱니부의 가공 사이의 전환을 위해 많은 시간이 필요하다. 이러한 시간 요구는 예를 들어, 트럭 등과 같은 대형 차량의 트랜스미션에 필요한 대형 기어 휠의 가공에서 특히 두드러진다.
이러한 배경기술에 대하여, 본 발명의 목적은 동일한 공구를 사용하여 기어 휠 상에 있는 내부 및 외부 톱니부를 챔퍼링할 때 전환 시간을 최소로 할 수 있는 공구를 제공하는 것이다.
마찬가지로, 최소 가공 시간으로 내부 및 외부 톱니형 기어 휠 모두의 톱니의 단부면의 챔퍼링이 가능한 기계 및 방법의 개발에 대한 요구가 있다.
본 발명은 청구항 제1항에 기재된 공구, 청구항 제9항에 기재된 기계 및 청구항 제10항에 기재된 방법으로 이들 목적을 달성하였다.
본 발명의 일반적인 개념과 같은 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항에 정의되어 있으며, 이하에서 상세히 설명된다.
전술한 종래 기술에 따라, 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니에 루프 리지-형상의 챔퍼를 생성하기 위한 본 발명에 따른 공구는,
- 공구 캐리어의 하나의 단부면과 관련되고, 공작 기계의 공구 홀더에 부착되도록 제공되는 유지 섹션을 갖는 핑거-형상 공구 캐리어, 및
- 다른 단부면과 관련된 공구 캐리어의 단부 섹션에 유지되는 적어도 하나의 챔퍼링 공구를 포함하며, 챔퍼링 공구는 사용 중에 절삭 에지부에 의한 충격 원을 형성하며, 충격 원의 직경은 공구의 회전축으로부터 챔퍼링 공구의 절삭 에지부의 반경 거리에 의해 결정된다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 추가 챔퍼링 공구는 공구 캐리어의 중간 섹션에 고정되며, 중간 섹션은 절삭 공구 시트가 제공된 단부 섹션에 대해 공구 캐리어의 유지 섹션의 방향으로 오프셋되도록 배치되고, 추가 챔퍼링 공구는 추가 챔퍼링 공구는 절삭 에지부가 공구의 회전축으로부터 반경 방향 거리에 있도록 유지되며, 상기 거리는 공구 홀더의 단부 섹션에 유지된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부의 반경 방향 거리보다 더 크다.
유사하게는, 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니에 루프 리지-형상의 챔퍼를 생성하는 기계는, 사용 중에 기어 휠을 회전축을 중심으로 회전 가공되도록 구동시키는 드라이브, 본 발명에 따라 설계된 2개의 공구, 사용 중에 공구 각각의 회전축을 중심으로 공구를 회전적으로 구동시키는 적어도 하나의 드라이브 및 공구가 단부 섹션에 안착된 챔퍼링 공구를 구비하여 챔퍼링 공구가 기어 휠의 톱니 중 하나의 단부면과 결합되는 제1 작업 위치 및 공구가 중간 섹션에 안착된 챔퍼링 공구를 구비하여 챔퍼링 공구가 기어 휠의 다른 톱니의 단부면과 결합되는 제2 작업 위치 사이에서 공구를 조정하기 위해 제공된 제어 장치를 포함한다.
내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 내부 및 외부 톱니부의 톱니의 단부면에 루프 리지-형상의 챔퍼를 생성하기 위한 본 발명에 따른 방법은,
- 독창적으로 설계된 2개의 공구를 각각 공구 홀더에 클램핑하는 단계;
- 공구가 단부 섹션에 안착된 챔퍼링 공구를 구비하여 챔퍼링 공구가 기어 휠의 톱니 중 하나의 단부면과 결합되는 제1 작업 위치로 공구를 각각 조정하는 단계, 및
- 공구가 중간 섹션에 안착된 챔퍼링 공구를 구비하여 챔퍼링 공구가 기어 휠의 다른 톱니의 단부면과 결합되는 제2 작업 위치로 공구 홀더에 남아있는 공구를 조정하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 공구는 적어도 2개의 챔퍼링 공구를 갖는다. 한편으로는, 이들 챔퍼링 공구는 공구의 회전축에 대해 축선 방향으로 평행하게 정렬된 공구 캐리어의 종방향에서 서로에 대해 오프셋되고, 한편으로는 전방 단부에, 다른 한편으로는, 공구 캐리어의 중간 섹션에 유지된다. 동시에, 챔퍼링 공구는 회전축에 대해 서로 다르게 이격되도록 위치되어서, 톱니 단부면에서 날카롭게 재료 제거를 수행하는 챔퍼링 공구의 절삭 에지부가 다른 크기의 충격 원 상에서 회전한다. 가공될 공작물 전방에서, 공구 캐리어의 전방 단부 섹션에 위치한 챔퍼링 공구의 충격 원의 직경은 공구의 중간 섹션에 안착된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부의 충격 원의 직경보다 더 작다.
본 발명의 공구 성형 및 챔퍼링 공구의 특정의 독창적인 배치로 인해, 내부 및 외부 톱니부의 가공을 위한 공구는 최소 조정 경로를 통해서만 이동되어야 하며, 이는 공구 캐리어의 단부 섹션 및 중간 섹션에 안착된 챔퍼링 공구가 가공될 기어 휠 상에 챔퍼링 공구를 제공하기 위한 작업 위치로 이동시키기 위해 요구된다. 상기 조정 경로는 본질적으로 단부 섹션과 중간 섹션에 배치된 챔퍼링 공구 사이의 거리에 해당하므로, 내부 및 외부 톱니부의 가공 사이의 변경이 매우 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다.
공구의 조정에 필요한 설치 공간도 최소화된다. 이는 본 발명에 따른 공구의 도움으로 공작물의 작업-유지 고정구 및 각각의 작업에서 이미 이용 가능한 종래의 기계의 공구에서 외부 및 내부 톱니부의 가공을 수행할 수 있게 하며, 내부 톱니부 및 외부 톱니부의 가공에 필요한 각각의 작업 위치 사이에서 종래의 공구의 조정에 필요한 설치 공간은 매우 작다.
내부 및 외부 톱니부의 가공을 위한 본 발명에 따른 공구가 일단 배치되면 각각의 기계의 관련 공구 홀더 내의 고정구에 유지되는 것이 본 발명의 이러한 절차상 이점에 필수적이다. 본 발명에 따른 절차에서, 외부 톱니부의 가공에서 내부 톱니부의 가공으로 변경될 때 본 발명에 따른 공구의 특수한 성형 및 챔퍼링 공구의 배치로 인해 필요한 공구 자체의 변경 또는 필요한 기계에서 고정구의 변경이 없다. 대신에, 작업 위치 사이에서 공구의 위치 및 정렬 변경은 종래의 챔퍼링 기계에서 이용 가능한 위치설정 기능만으로 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 기계의 경우에, 기계에 제공된 적어도 2개의 공구 및 가공될 기어 휠에 대한 이들의 회전축은, 제1 작업 위치에서 단부 섹션에 안착된 공구의 챔퍼링 공구가 내부 톱니부의 톱니의 단부면과 결합되고, 제2 작업 위치에서 중간 섹션에 안착된 공구의 챔퍼링 공구가 외부 톱니부의 톱니의 단부면과 결합되도록 위치설정 및 정렬될 수 있다.
그러나, 반대로, 가공될 기어 휠에 대해 공구 및 이들의 회전축을 위치설정 및 정렬할 수 있어서, 제1 작업 위치에서 단부 섹션에 안착된 공구의 챔퍼링 공구가 기어 휠의 외부 톱니부의 톱니의 단부면과 결합되고, 제2 작업 위치에서 중간 섹션에 안착된 공구의 챔퍼링 공구가 내부 톱니부의 톱니의 단부면과 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 공구에서, 전방 단부에 제공된 챔퍼링 공구는 사용 중에 중간 섹션의 영역에 제공된 챔퍼링 공구보다 공구의 회전축을 중심으로 하는 더 작은 충격 원에서 이동한다는 사실은 가공될 기어 휠과의 충돌 위험 없이 짧은 거리에 걸쳐 작업 위치들 사이에서 각각의 공구의 조정이 안전하게 달성될 수 있는 성형을 초래한다.
따라서, 공구는 본 발명에 따른 기계에서 용이하게 이동될 수 있어서, 제1 작업 위치에서와 같이 제2 작업 위치에서, 공구는 가공될 기어 휠의 내부 및 외부 톱니부의 동일한 사분면과 관련된다.
또한, 챔퍼링 가공 동안에 공구가 각각 반대 방향으로 회전하여 생성될 챔퍼링의 각각의 리지를 향하여 각각 가공된 톱니를 구획하는 톱니 갭 중 하나에서 빠져나오는 점, 즉, 공구에 의해 가공될 루프 리지-형상의 챔퍼링의 루프-리지를 먼저 형성한 다음, 챔퍼링의 루프 리지에서 각각의 가공된 톱니의 재료로부터 벗어나는 점에서, 본 발명에 따라 단부면이 날카로워지는 기어 휠에 잔류 버가 또한 회피될 수 있다.
내부 및 외부 톱니부 모두의 톱니의 단부면의 가공에서 이를 달성하기 위해, 내부 및 외부 톱니부의 톱니의 단부면의 가공에서 공구의 회전 방향이 각각 편리하게 선택되어서, 외부 톱니부의 가공에서와 같이 내부 톱니부의 가공에서 회전 방향이 반대가 되도록 한다.
본 발명에 따른 공구에서, 내부 및 외부 톱니부의 가공을 위해 각각 제공된 챔퍼링 공구는 공구의 회전축에 대해 편리하게 배치되어서, 원주 방향에서 볼 때 내부 톱니부의 가공을 위해 각각 제공된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부가 외부 톱니부의 가공을 위해 각각 제공된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부와 반대로 정렬된다.
원칙적으로, 추가 챔퍼링 공구를 운반하는 공구 캐리어의 중간 섹션은 공구의 회전축에 대해 본 발명에 따라 제공된 거리에서 공구 캐리어 상에 챔퍼링 공구의 충분한 지지를 보장하는 임의의 적절한 방식으로 제조될 수 있다. 특히, 공구 캐리어가 고체 재료로 제조되는 경우에, 이러한 목적을 위해 추가의 챔퍼링 공구를 위한 시트가 존재하는 레지(ledge)로서 중간 섹션을 형성하는 것이 바람직하다.
공지된 공작 기계에서 공통적인 공구의 회전축의 정렬을 고려하여, 특히, 작업 위치 사이의 조정 동안에 기어 휠과의 충돌을 피하는 것과 관련하여 본 발명의 특히 유리한 실시예는, 회전축으로부터 공구 캐리어의 중간 섹션에 각각 부착된 챔 퍼링 공구의 절삭 에지부의 반경 방향 거리가 회전축으로부터 공구 캐리어의 단부 섹션에 각각 부착된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부의 반경 방향 거리보다 적어도 1.5배, 특히, 2배 더 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 단부 섹션에 유지된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부 및 중간 섹션에 유지된 챔퍼링 공구의 절삭 에지부 사이에서 회전축에 대해 축선 방향으로 평행하게 측정된 거리가, 중간 섹션과 관련된 유지 섹션의 단부 및 단부 섹션과 관련된 공구 캐러이의 단부면 사이에서 회전축에 대해 축선 방향으로 평행하게 측정된 거리의 적어도 30%인 경우에, 본 발명에 따른 공구의 조정성의 자유와 관련하여 유리하다.
이러한 경우에, "절삭 에지부의 거리"는 각각 측정되는 절삭 에지부의 중심 사이의 각각의 거리인 것으로 간주된다.
각각의 챔퍼링 가공은 적어도 2개의 챔퍼링 공구가 각각 공구 캐리어의 단부 섹션 및/또는 중간 섹션에 고정되는 경우에, 특히, 시간 효율적인 방식으로 본 발명에 따른 공구로 수행될 수 있다. 중간 섹션 및/또는 단부 섹션과 관련된 챔퍼링 공구가 공구의 회전축에 대해 반경 방향에서 서로 반대 방향으로 배치될 때 가공될 기어휠에 각각 사용된 공구의 회전 이동을 동기화하기 위한 특히 간단한 가능성이 달성된다.
종래 기술로부터 이미 공지되어 있고 이러한 목적으로 입증된 절삭 플레이트 본 발명에 따른 공구를 위한 챔퍼링 공구로서 사용하기에 특히 적합하고; 상기 절삭 플레이트는 적절한 카바이드 재료로 구성되며, 장착시에 쉽게 교체될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예들을 도시한 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니의 단부면을 챔퍼링하기 위한 제1 공구를 도시한다.
도 1b는 도 1a에 따른 공구의 단부면의 정면도이다.
도 1c는 내부 및 외부 톱니형 기어 휠의 톱니 단부면을 챔퍼링하기 위한 제2 공구를 도시한다.
도 1d는 도 1c에 따른 공구의 단부면을 향한 정면도이다.
도 2a는 기어 휠의 외부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 중에 도 1a 및 도 1b 및 도 1c에 따라 설계된 공구의 단순화된 사시도이다.
도 2b는 기어 휠의 내부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 에 도 2a에 따른 공구의 단순화된 사시도이다.
도 3a는 측면에서 기어 휠의 외부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 중에 도 2a에 따른 공구의 부분 종방향 단면도이다.
도 3b는 측면에서 기어 휠의 내부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 중에 도 2b에 따른 공구의 부분 종방향 단면도이다.
도 4a는 측면에서 기어 휠의 외부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 중에 도 2a, 도 3a에 대한 대안적인 배치에서 도 2a에 따른 공구의 부분 종방향 단면도이다.
도 4b는 측면에서 기어 휠의 내부 톱니부의 톱니의 단부면의 챔퍼링 중에 도 4a에 따른 공구의 부분 종방향 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 공구(1', 1") 각각은 재료-제거 가공에 의해 단단한 스틸 재료로 제조된 공구 캐리어(2)를 포함하며, 각각의 공구(1', 1")의 회전축(X', X")에 대해 축선 방향으로 평행한 종방향(L)에서, 회전축(X', X")에 동축으로 정렬된 3개의 섹션, 즉, 유지 섹션(3), 중간 섹션(4) 및 단부 섹션(5)으로 분할된다.
유지 섹션(3)은 원통형 핀의 방식으로 설계되어서, 공구 지지부의 대응하는 형상의 리셉터클(도시되지 않음)에 삽입되고 종래의 방식으로 유지된다.
원통형 디스크-형상 레지로 설계된 중간 섹션(4)은 유지 섹션(3)에 연결된다. 유지 섹션(3)으로부터 이격된 중간 섹션(4)의 단부면(6)에 인접한 2개의 시트(7, 8)는 그 주변 표면에 각각의 챔퍼링 공구(9, 10)를 위해 형성된다. 챔퍼링 공구(9, 10)는, 반경 방향 외측으로 향하는 절삭 에지부(9a, 10a)가 공구(1', 1")의 각각의 회전축(X', X")에 대한 반경 방향(R)에서 서로 대향하고, 각각의 회전축(X', X")에 대하여 점대칭이 되도록 위치될 수 있다(도 1b). 공구 (1')의 시트(7, 8) 및 챔퍼링 공구(9, 10)는 회전축(X', X")을 기준으로 공구(1")의 시트(12, 13) 및 챔퍼링 공구(9, 10)에 대해 거울 대칭으로 배치되어서, 원주 방향(U)에서 볼 때, 공구 (1')의 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)는 공구(1")의 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)와 반대로 정렬된다.
원통형 기본 형태를 갖는 단부 섹션(5)은 그 단부가 중간 섹션(4)의 단부면(6)에 대해 유지 섹션(3)을 향하도록 맞닿는다. 중간 섹션(4)의 직경(D4)은 단부 섹션(5)의 직경(D5)보다 대략 2.3배 더 크다.
중간 섹션(4)에서와 같이, 단부 섹션(5)의 단부면(11)에 인접한 2개의 시트(12, 13)가 단부 섹션(5)의 주변 표면에 형성되고, 상기 단부면(11)은 각각의 챔퍼링 공구(14, 15)를 위해 유지 섹션(3)으로부터 이격되어 있다. 챔퍼링 공구(14, 15)는 마찬가지로 반경 방향 외측으로 향하는 절삭 에지부(14a, 15a)가 공구(1)의 회전축(X', X")에 대한 반경 방향(R)에서 서로 대향하여 배치되도록 위치된다. 또한, 공구 (1')의 시트(12, 13) 및 챔퍼링 공구(14, 15)는 회전축(X', X")을 기준으로 공구(1")의 시트(12, 13) 및 챔퍼링 공구(14, 15)에 대해 거울 대칭으로 배치되어서, 원주 방향(U)에서 볼 때, 공구 (1')의 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)는 공구(1")의 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)와 반대로 정렬된다.
중간 섹션(4) 및 단부 섹션(5)의 직경(D4, D5)의 비율에 대응하여, 중간 섹션(4)에 안착된 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)는 충격 원(S9, 10) 상에서 회전하고, 상기 충격 원의 반경(R9, 10)은 충격 원(S14, 15)의 반경(R14, 15)보다 2.3배 더 크다.
동시에, 한편으로는 단부 섹션(5) 상에 유지된 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)와 다른 한편으로는 중간 섹션(4) 상에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a) 사이에서 회전축 (X', X")에 대해 축선 방향으로 평행하게 측정된 거리(A1)는, 중간 섹션(4)과 관련된 유지 섹션(3)의 단부와 유지 섹션(3)으로부터 이격된 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)의 단부면(11) 사이에서 회전축에 대해 축선 방향으로 평행하게 측정된 거리(A2)의 대략 40%이다.
챔퍼링 공구(9, 10, 14, 15)는 상기 목적에 상업적으로 이용 가능하고 공지된 방식으로 중간 섹션(4) 및 단부 섹션(5) 상에서 각각의 관련 시트(7, 8, 12, 13)에 고정되는 종래의 절삭 플레이트이다.
내부 및 외부 톱니형의 환형 기어 휠(26)의 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20) 및 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)을 챔퍼링하기 위해, 2개의 공구(1', 1")가 이러한 목적을 위해 통상적인 방식으로 준비된 공작 기계(여기서는 더 이상 도시되지 않음)에 사용된다.
2개의 공구(1', 1")의 회전축(X', X")은, 이들이 공구(1', 1")의 단부 섹션(5)을 넘어 연장되는 수평면으로 투영될 때 예각으로 만나도록 정렬된다.
동시에, 공구(1', 1")는 기어 휠(26)의 단부면(27)에 대해 이들을 향하도록 정렬되어서, 공구의 유지 섹션(3) 각각은 단부면(27)에 대향하고, 단부면(27)으로부터 이격되어 상측 방향을 향한다. 이러한 경우에, 하나의 공구(1')는 기어 휠(26)에 의해 경계가 있는 원의 제3 사분면(V3)과 관련되고, 다른 공구(1")는 제4 사분면(V4)과 관련된다.
외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)을 챔퍼링하기 위해, 공구(1', 1")는 회전축(X', X ")을 중심으로 회전할 때마다 기어 휠(26) 상으로 이동되고, 중간 섹션(4)에 각각 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)가 절삭 에지부(14a, 15a)와 함께 각각의 가공된 톱니(24)의 재료에 침지된다. 이러한 경우에, 챔퍼링 공구(14, 15)가 부착된 공구(1', 1")의 단부 섹션(5)은 기어 휠(26)의 측면 또는 하부에 존재하는 공간에서 자유롭다(도 2a, 도 3a).
단부면(23)의 챔퍼링은 연속적으로 역회전하는 공구(1', 1")와 회전축(Y) 중심으로 균등하게 연속적으로 회전하는 기어 휠(26)에 의해 연속적인 순서로 공지된 방식으로 발생하며, 공구(1', 1")와 기어 휠의 회전 이동 및 챔퍼(28)의 적절한 생성을 위해 요구될 수 있는 공구(1', 1")와 기어 휠(26) 사이의 모든 다른 상대 이동은 도시되지 않은 제어기에 의해 공지된 방식으로 동기화된다.
기어 휠(26)의 충분한 회전 수 이후에, 톱니(24)의 단부면(23) 상에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)가 완성된다.
단부 섹션(5)에 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)를 갖는 공구(1', 1")는 사분면(V3, V4)의 영역에 다시 위치되어서, 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20)과 칩-제거 결합된다(도 2b, 도 3b) 공구(1', 1")의 중간 섹션(4)과 중간 섹션에 의해 운반되는 챔퍼링 공구(9, 10)는 기어 휠(26)의 단부면(27) 전방의 자유 공간에 직립하여, 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 챔퍼링 가공 중에 기어 휠(26)과 챔퍼링 공구(9, 10)의 충돌이 신뢰성 있게 방지된다.
그런 다음, 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 챔퍼링 가공은 이미 기술되고 종래 기술로부터 공지된 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 챔퍼링 가공 절차에 따라 수행된다.
도 4a 및 도 4b는 창의적으로 설계된 공구(1, 1")를 사용하는 대안적인 가능성을 도시한다. 도 2a 내지 도 3b에 도시된 예들과 달리, 여기서, 공구(1', 1")는 공구의 유지 섹션(3)이 기어 휠(26)의 단부면(27)으로부터 아래를 향하도록 정렬된다. 이러한 배치에서, 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)의 챔퍼링 가공은 공구(1', 1")의 단부 섹션(5)에 배치된 챔퍼링 공구(14, 15)에 의해 수행되지만, 공구(1', 1")의 해당 조정 이후에, 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20)의 가공은 공구(1', 1")의 중간 섹션(4)에 유지된 챔퍼링 공구(9, 10)에 의해 이루어진다.
공구 (1', 1")의 두 방향 중 어느 것이 선택하든, 공구(1', 1")의 본 발명의 설계에서 기어 휠(26)의 직경이 큰 경우에도, 최소의 조정 경로 그리고 공구(1', 1")의 조정을 위해 요구되는 최소 시간으로, 기어 휠(26)의 내부 및 외부 톱니부(22, 25)의 톱니(21, 24)를 매우 짧은 시간에 마무리하는 것이 가능하다.
1', 1" 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 톱니(21, 24)의 단부면(20, 23)을 챔퍼링하기 위한 공구
2 공구(1', 1")의 공구 캐리어
3 공구(1', 1")의 유지 섹션
4 공구(1', 1")의 중간 섹션
5 공구(1', 1")의 단부 섹션
6 중간 섹션(4)의 단부면
7, 8 각각의 챔퍼링 공구(9, 10)용 시트
9, 10 챔퍼링 공구
9a, 10a 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부
11 단부 섹션(5)의 단부면
12, 13 각각의 챔퍼링 공구(14, 15)용 시트
14, 15 챔퍼링 공구
14a, 15a 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부
20 톱니(21)의 단부면
21 내부 톱니부(22)의 톱니
22 기어 휠(26)의 내부 톱니부
23 톱니(24)의 단부면
24 외부 톱니부(25)의 톱니
25 기어 휠(26)의 외부 톱니부
26 내부 및 외부 톱니형 기어 휠
27 기어 휠(26)의 단부면
28 루프 리지-형상의 챔퍼
A1 한편으로는 단부 섹션(5)에 유지된 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a) 및 다른 한편으로는 중간 섹션(4)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a) 사이의 거리
A2 중간 섹션(4)과 관련된 유지 섹션(3)의 단부 및 유지 섹션(3)으로부터 이격된 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)의 단부면(11) 사이의 거리
D4 중간 섹션(4)의 직경
D5 단부 섹션(5)의 직경
L 공구(1', 1")의 종방향
R 반경 방향
R9, R10 충격 원(S9, S10)의 반경
R14, R15 충격 원(S14, S15)의 반경
S9, S10 챔퍼링 공구(9, 10)의 충격 원
S14, S15 챔퍼링 공구(14, 15)의 충격 원
U 원주 방향
V3, V4 기어 휠(26)로 둘러싸인 원의 1/4 원(사분면)
X', X" 공구(1', 1")의 회전축
Y 기어 휠(26)의 회전축

Claims (15)

  1. 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 톱니(21, 24)에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)를 생성하기 위한 공구로,
    상기 공구(1', 1")는,
    - 공구 캐리어(2)의 단부면과 관련되고, 공작 기계의 공구 홀더에 고정시키기 위해 제공되는 유지 섹션(3)을 갖는 핑거-형상 공구 캐리어(2), 및
    - 다른 단부면과 관련된 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)에 유지되는 챔퍼링 공구(14, 15)로, 상기 챔퍼링 공구는 사용 중에 챔퍼링 공구의 절삭 에지부(14a, 15a)에 의해 충격 원(S14, 15)을 형성하며, 상기 충격 원의 직경은 공구(2)의 회전축(X', X")으로부터 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 거리에 의해 결정되는, 챔퍼링 공구(14, 15)를 포함하며,
    적어도 하나의 추가 챔퍼링 공구(9, 10)는 공구 캐리어(2)의 중간 섹션(4)에 부착되고, 중간 섹션(4)은 챔퍼링 공구(14, 15)가 제공된 단부 섹션(5)에 대해 공구 캐리어(2)의 유지 섹션(3)의 방향으로 오프셋되며,
    추가 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)는 공구(1)의 회전축(X', X")에 대해 반경 방향 거리에 유지되고, 상기 반경 방향 거리는 공구 홀더(2)의 단부 섹션(5)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 방향 거리보다 더 큰, 공구에 있어서,
    상기 회전축(X', X")으로부터 공구 캐리어(2)의 중간 섹션(4)에 각각 부착된 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)의 반경 방향 거리는, 회전축(X', X")으로부터 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)에 각각 부착된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 방향 거리보다 적어도 1.5배 더 큰 것을 특징으로 하는 공구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간 섹션(4)은 추가 챔퍼링 공구(9, 10)를 위한 시트가 제공되는 레지로서 설계되는 것을 특징으로 하는 공구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단부 섹션(5)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)와 중간 섹션(4)에 유지된 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a) 사이에서 회전축(X', X")에 대해 축선 방향으로 평행하게 측정된 거리(A1)는, 중간 섹션(4)과 관련된 유지 섹션(3)의 단부와 유지 섹션(3)으로부터 이격된 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)의 단부면 사이에서 회전축(X', X")에 대해 축선 방향으로 평행하게 또한 측정된 거리(A2)의 적어도 30%인 것을 특징으로 하는 공구.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 2개의 챔퍼링 공구(14, 15)는 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)에 고정되는 것을 특징으로 하는 공구.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 2개의 챔퍼링 공구(9, 10)는 중간 섹션(4)에 고정되는 것을 특징으로 하는 공구.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 중간 섹션(4) 또는 단부 섹션(5)과 관련된 챔퍼링 공구(9, 10, 14, 15)는 공구(1)의 회전축(X', X")에 대한 반경 방향(R)에서 서로 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 챔퍼링 공구(9, 10, 14, 15)는 절삭 플레이트인 것을 특징으로 하는 공구.
  8. 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 톱니(21, 24)에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)를 생성하는 기계로,
    상기 기계는, 회전축(Y)을 중심으로 기어 휠(26)을 회전시키기 위해 사용 중에 가공될 기어 휠(26)을 구동시키는 드라이브, 제1항에 따라 설계된 2개의 공구(1', 1"), 각각의 회전축(X', X")을 중심으로 공구(1', 1")를 회전시키기 위해 사용중에 공구(1', 1")를 구동시키는 적어도 하나의 드라이브, 및 단부 섹션(5)에 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)가 기어 휠(26)의 톱니(21) 중 하나의 단부면(20)과 결합되는 제1 작업 위치 및 중간 섹션(4)에 안착된 챔퍼링 공구(9, 10)가 기어 휠(26)의 다른 톱니(24)의 단부면(23)과 결합되는 제2 작업 위치 사이에서 공구(1', 1")를 조정하기 위해 제공된 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계.
  9. 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 내부 및 외부 톱니부(22, 25)의 톱니(21, 24)의 단부면(20, 23)에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)를 생성하기 위한 방법으로,
    상기 방법은,
    - 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 톱니(21, 24)에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)를 생성하기 위한 2개의 공구를 각각 공구 리셉터클에 클램핑하는 단계로, 상기 공구(1', 1")는, 공구 캐리어(2)의 단부면과 관련되고, 공작 기계의 공구 홀더에 고정시키기 위해 제공되는 유지 섹션(3)을 갖는 핑거-형상 공구 캐리어(2), 및 다른 단부면과 관련된 공구 캐리어(2)의 단부 섹션(5)에 유지되는 챔퍼링 공구(14, 15)로, 상기 챔퍼링 공구는 사용 중에 챔퍼링 공구의 절삭 에지부(14a, 15a)에 의해 충격 원(S14, 15)을 형성하며, 상기 충격 원의 직경은 공구(2)의 회전축(X', X")으로부터 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 거리에 의해 결정되는, 챔퍼링 공구(14, 15)를 포함하며, 적어도 하나의 추가 챔퍼링 공구(9, 10)는 공구 캐리어(2)의 중간 섹션(4)에 부착되고, 중간 섹션(4)은 챔퍼링 공구(14, 15)가 제공된 단부 섹션(5)에 대해 공구 캐리어(2)의 유지 섹션(3)을 향해 오프셋되며, 추가 챔퍼링 공구(9, 10)의 절삭 에지부(9a, 10a)는 공구(1)의 회전축(X', X")에 대해 반경 방향 거리에 유지되고, 상기 반경 방향 거리는 공구 홀더(2)의 단부 섹션(5)에 유지된 챔퍼링 공구(14, 15)의 절삭 에지부(14a, 15a)의 반경 방향 거리보다 더 큰, 내부 및 외부 톱니형 기어 휠(26)의 톱니(21, 24)에 루프 리지-형상의 챔퍼(28)를 생성하기 위한 2개의 공구를 각각의 공구 리셉터클에 클램핑하는 단계,
    - 단부 섹션(5)에 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)가 기어 휠(26)의 톱니(21) 중 하나의 단부면(20)과 결합되는 각각의 제1 작업 위치로 공구(1', 1")를 조정하는 단계, 및
    - 중간 섹션(4)에 안착된 챔퍼링 공구(9, 10)가 기어 휠(26)의 다른 톱니(24)의 단부면(23)과 결합되는 각각의 제2 작업 위치로 공구 홀더에 남아있는 공구(1', 1")를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    공구(1', 1") 및 공구의 회전축(X', X")은 가공될 기어 휠(26)에 대해 위치설정 및 정렬되어서, 단부 섹션(5)에 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)를 갖는 공구(1', 1")가 제1 작업 위치에 있을 때, 챔퍼링 공구(14, 15)는 기어 휠(26)의 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20)과 결합되고, 중간 섹션(4)에 안착된 챔퍼링 공구(9, 10)를 갖는 공구(1', 1")가 제2 작업 위치에 있을 때, 챔퍼링 공구(9, 10)는 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)과 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    공구(1', 1") 및 공구의 회전축(X', X")은 가공될 기어 휠(26)에 대해 위치설정 및 정렬되어서, 단부 섹션(5)에 안착된 챔퍼링 공구(14, 15)를 갖는 공구(1', 1")가 제1 작업 위치에 있을 때, 챔퍼링 공구(14, 15)는 기어 휠(26)의 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)과 결합되고, 중간 섹션(4)에 안착된 챔퍼링 공구(9, 10)를 갖는 공구(1', 1")가 제2 작업 위치에 있을 때, 챔퍼링 공구(9, 10)는 내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20)과 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    공구(1', 1")가 제2 작업 위치에 있을 때, 공구는 제1 작업 위치에서와 같이 가공될 기어 휠(26)의 내부 및 외부 톱니부(22, 25)의 동일한 사분면(V3, V4)과 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    공구(1', 1")는 회전축(X', X")을 중심으로 반대 방향으로 회전하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    내부 톱니부(22)의 톱니(21)의 단부면(20)을 가공하는 동안에 공구(1', 1")의 각각의 회전 방향은 외부 톱니부(25)의 톱니(24)의 단부면(23)을 가공하는 동안에 공구(1', 1")가 회전하는 회전 방향과 반대인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 삭제
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