專利名稱：以連續(xù)成形法使用相應(yīng)的刀具來生產(chǎn)具有內(nèi)擺線齒的錐齒輪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以連續(xù)成形法，具體地說，使用銑削刀盤制成具有內(nèi)擺線齒的直齒錐齒輪的方法。
背景技術(shù)：
已有各種類型的錐齒輪，這些類型的錐齒輪，尤其是基于齒面縱向線的輪廓方面是不同的。以下的錐齒輪按照齒面縱向線的輪廓來區(qū)別的
-直齒錐齒輪-斜齒錐齒輪-螺旋齒錐齒輪。通過相關(guān)的虛平面齒輪的齒(如果已知節(jié)錐角的話)，可以唯一地建立錐齒輪對(duì)的齒。也可以將相應(yīng)的平面齒輪想象成一種極薄型的圓盤。該平面齒輪由錐齒輪的齒形成，其中節(jié)錐角被設(shè)定為Sp = 90°。就螺旋齒錐齒輪而言，相對(duì)于齒面縱向線的形狀可以進(jìn)一步細(xì)分為-圓弧-外擺線，特別是延長(zhǎng)的外擺線-漸開線-內(nèi)擺線，特別是延長(zhǎng)的內(nèi)擺線。圓弧齒錐齒輪具有作為齒面縱向線的圓弧。圓弧齒錐齒輪用單分度法(也稱為間斷分度處理、單分度處理或端面銑削)來制造。圖IA中示意性地示出了單分度法。刀盤20的刀具21完成圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，將要制造的錐齒輪11支靠在固定位置上。為了制造更多的齒間隙，將刀盤20縮回，并使工件11轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)分度角。圖IA中用箭頭A，B和C標(biāo)示出逐步向前的轉(zhuǎn)動(dòng)(在這里是按逆時(shí)針方向)。因此，每次只制造一個(gè)齒間隙22。外擺線，特別是擴(kuò)大的外擺線(也稱為延長(zhǎng)外擺線)齒輪通過連續(xù)分度法(也稱為連續(xù)滾刀法、連續(xù)分度處理或端面滾削法)來制造。在用連續(xù)分度法制造外擺線的過程中，錐齒輪的平面齒輪齒數(shù)Zp與桿狀刀盤的線程數(shù)量(number of threads) Gx (即，刀具組的數(shù)量)之比例對(duì)應(yīng)于基圓(base circle)GK的半徑RG與滾動(dòng)圓(rolling circle) RK的半徑RR之比例。當(dāng)?shù)侗P的標(biāo)稱半徑re(其上安置刀具23的刀片)大于滾動(dòng)圓RK的半徑RR(見

圖1B)時(shí)，稱為延長(zhǎng)的外擺線。在這種連續(xù)分度法中，刀盤及工件11兩者都以按時(shí)間順序彼此適應(yīng)的動(dòng)作次序轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，連續(xù)地進(jìn)行分度，并幾乎同時(shí)地產(chǎn)生間隙12和相應(yīng)的齒13。圖IB示出了相應(yīng)的例子。這里，刀盤是按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而工件11則按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(這種轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)也被稱為平面齒輪轉(zhuǎn)動(dòng))。在此制作的是外擺線(例如，延長(zhǎng)的外擺線)。因此，這里的運(yùn)動(dòng)在相反的方向上發(fā)生。如果兩者都在相同的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則制作的是內(nèi)擺線(如圖IC所示)。圖IB示出，相應(yīng)的刀盤的刀具23通常成對(duì)(如果每組刀具有兩個(gè)、三個(gè)或更多的刀具，也稱為成組)地設(shè)置。圖IB示出，刀盤的滾動(dòng)圓RK沿著工件11的基圓GK轉(zhuǎn)動(dòng)。這里，M表示刀盤的中心點(diǎn)。該中心點(diǎn)M與滾動(dòng)圓RK的中心點(diǎn)重合。將兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行耦合，使得在每種情況下都只有一對(duì)刀具或一組刀具移動(dòng)通過齒間隙12。按照?qǐng)D2所示的原理可以制造具有“直線”內(nèi)擺線作為齒面縱向線的錐齒輪。圖中所示的數(shù)學(xué)原理可以從各種教科書中得知，但也可以從專利申請(qǐng)EP 1348509A2得知?；旧?，從〃 Stanki dja obrabotki konitscheskich zubtschatych kolos" , Izdanie2~e,V. N. Kedrinskij,K. M. Pismanik,Izdatelstvo" Maschinostroenie" Moskva 1967 第506-508頁也可得知此方法。在專利申請(qǐng)EP 1348509 A2中所描述的方法較多用于傳動(dòng)比較小的情況。為了獲得內(nèi)擺線，半徑為RR的滾動(dòng)圓RK在半徑為RG的固定基圓GK內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。滾動(dòng)圓RK圍繞其軸線(中心點(diǎn)M)轉(zhuǎn)動(dòng)，如箭頭Pl所示。如箭頭P2所示，滾動(dòng)圓RK在基圓GK的內(nèi)部沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(此轉(zhuǎn)動(dòng)方向也可以倒轉(zhuǎn))。指針Zl被定向成徑向向外地固定在滾動(dòng)圓RK內(nèi)的一個(gè)位置上，并與滾動(dòng)圓RK的圓周上的產(chǎn)生點(diǎn)U相關(guān)。此點(diǎn)U被固定在滾動(dòng)圓RK的坐標(biāo)系內(nèi)的適當(dāng)位置上，即，此點(diǎn)U被固定地連接到滾動(dòng)圓RK上。通過點(diǎn)U的滾切運(yùn)動(dòng)，即，通過其圍繞中心點(diǎn)M的自身轉(zhuǎn)動(dòng)，這與圍繞基圓GK的中心點(diǎn)的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)相耦合，點(diǎn)U在基圓GK的x-y坐標(biāo)系內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)擺線HY，或者是在圖示的特定情況下產(chǎn)生直線。因此，當(dāng)滾動(dòng)圓RK在基圓GK中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，點(diǎn)U將限定或描繪一條線性的內(nèi)擺線(HY)。這里，刀盤的半徑r。為r。= RR。這里的兩個(gè)圓RK和GK示于圖中的迪卡爾x_y坐標(biāo)系內(nèi)。在此x-y坐標(biāo)系內(nèi)的參數(shù)表達(dá)式如下
權(quán)利要求
1.一種以成形法制造冠狀齒輪(32)的方法，所述成形法具有以下步驟 -提供冠狀齒輪還(32), -通過使用第一刀具(50)加工所述冠狀齒輪坯(32)來銑削所述冠狀齒輪(32)的齒間隙，所述第一刀具被設(shè)置成圍繞刀具軸線(51，102)轉(zhuǎn)動(dòng)(Rl)，且在銑削所述齒間隙期間，所述第一刀具只是在所述冠狀齒輪坯(32)上執(zhí)行切入磨削運(yùn)動(dòng)(40)，而所述冠狀齒輪坯(32)不斷地圍繞工件軸線(33)轉(zhuǎn)動(dòng)， 1.其中，所述第一刀具(50)由圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)限定，所述圓錐形虛產(chǎn)生輪與待制造的所述冠狀齒輪(32)的倒錐形狀相對(duì)應(yīng)， ii.在銑削所述冠狀齒輪(32)期間，產(chǎn)生作為齒面縱向線的內(nèi)擺線(HY)，在所述內(nèi)擺線中，所述第一刀具(50)圍繞其刀具軸線(51，102)的轉(zhuǎn)動(dòng)與所述冠狀齒輪坯(32)圍繞其 工件軸線(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)耦合，以及 iii.所述內(nèi)擺線(HY)為直內(nèi)擺線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述齒面縱向線為直內(nèi)擺線或線性內(nèi)擺線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，預(yù)先確定用于限定所述內(nèi)擺線(HY)的以下兩個(gè)條件中的其中一個(gè) -基圓(GK)的基圓半徑(RG)為滾動(dòng)圓半徑(RR)的兩倍，或者-基圓(GK)的基圓半徑(RG)為滾動(dòng)圓半徑(RR)的大約兩倍，即基圓半徑/滾動(dòng)圓半徑=2±5%。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一刀具(50)為切削工具，較佳為端面銑削刀盤。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在預(yù)備的方法步驟中所述冠狀齒輪(32)的設(shè)計(jì)由所述圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)進(jìn)行。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過所述第一刀具(50)復(fù)制所述圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一刀具(50)的接合區(qū)中，所述第一刀具(50)的刀片表示所述圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)的齒(44)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在所述冠狀齒輪坯(32)上銑削具有齒面的齒間隙，所述齒面的輪廓曲率直接來自于從所述第一刀具(50)的刀具輪廓形狀，所述齒面較佳從輪廓方向來看具有輕微的曲率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，從輪廓方向來看，所述齒面具有較平均法向模數(shù)大20倍的曲率半徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，建立與未改良的齒面相關(guān)的曲率半徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除了所述冠狀齒輪(32)之外，還使用第二刀具￠0)從小齒輪坯(31)制造相應(yīng)的小齒輪(31)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，使用所述第二刀具￠0)銑削所述小齒輪(31)的齒間隙，所述第二刀具被設(shè)置成圍繞刀具軸線(61，102)轉(zhuǎn)動(dòng)并根據(jù)用于銑削生產(chǎn)待加工的所述小齒輪坯(31)的齒間隙的改良的滾切方法執(zhí)行滾切運(yùn)動(dòng)，而所述小齒輪坯(31)不斷地圍繞工件軸線(34)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二刀具￠0)由所述圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)限定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述滾切運(yùn)動(dòng)為圍繞滾切支架軸線(43)的樞軸運(yùn)動(dòng)，所述滾切支架軸線由滾切開始位置和滾切最后位置建立。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述冠狀齒輪(32)和所述小齒輪(31)形成具有傳動(dòng)比(i)大于2的錐齒輪對(duì)(30)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-12所述的方法，其特征在于，所述滾切運(yùn)動(dòng)為圍繞滾切支架軸線(43)的樞軸運(yùn)動(dòng)，所述滾切支架軸線由滾切支架角度建立，所述滾切支架軸線(43)與所述圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)的平面齒輪軸線相對(duì)應(yīng)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過所述切入磨削運(yùn)動(dòng)(40)使用所述第一刀具(50)進(jìn)行切入磨削銑削來產(chǎn)生所述齒間隙。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述冠狀齒輪坯(32)中以所述成形法通過所述第一刀具(50)的切入磨削將所述第一刀具(50)的齒輪廓準(zhǔn)確地復(fù)制作為在所述冠狀齒輪坯(32)上的齒間隙。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述切入磨削期間，僅僅深度位置被用作線性切入運(yùn)動(dòng)(40)的進(jìn)刀軸線。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有直或線性內(nèi)擺線作為齒的齒面縱向線的切入磨削制成的冠狀齒輪(32)。通過軸向運(yùn)動(dòng)被耦合的成形法來進(jìn)行所述生產(chǎn)。可使用改良的滾切方法來制成相應(yīng)的小齒輪(31)。在圖9A中以虛線的形式表示相應(yīng)的錐形產(chǎn)生輪(41)。銑刀(50)的刀盤軸線由附圖標(biāo)記(51)識(shí)別。這里，銑刀(50)帶有多個(gè)刀具(52)。在接合區(qū)中通過銑刀(50)的刀具(52)的刀片或刀片側(cè)面表示或復(fù)制圓錐形虛產(chǎn)生輪(41)的齒(44)。
文檔編號(hào)B23F9/10GK102648068SQ201080056031
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月5日
發(fā)明者K-H·恩格曼 申請(qǐng)人:科林基恩伯格股份公司