用于切削地加工工件的方法 |
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| 申请号 | CN201310078723.9 | 申请日 | 2013-03-12 | 公开(公告)号 | CN103302360A | 公开(公告)日 | 2013-09-18 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | 理查德·沙夫费尔德; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于切削地加工 工件 （4）的方法。借助滚削在工件（4）的端面（7）上产生端面齿部（8）。相关于具有相互垂直地布置的X轴、Y轴和Z轴的 坐标系 ，工件（4）围绕Z轴旋转。在产生端面齿部（8）期间，滚削刀具（5）的进刀方向与滚削刀具（5）的旋 转轴 线（10）围成第一 角 度（β），该第一角度大于0°且小于35°，并且尤其处在15°和25°之间的范围中。滚削刀具（5）在X-Z-平面中相对于X轴成第二角度（α）地布置，该第二角度大于0°且小于20°。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于切削地加工工件（4）的方法，其中，借助滚削在所述工件（4）的端面（7）上产生端面齿部（8），其中，相关于具有相互垂直地布置的X轴、Y轴和Z轴的坐标系，所述工件（4）围绕所述Z轴旋转，并且在产生所述端面齿部（8）期间，滚削刀具（5）的进刀方向与所述滚削刀具（5）的旋转轴线（10）围成第一角度（β），所述第一角度大于0°且小于35°，并且尤其处在15°和25°之间的范围中，其特征在于，所述滚削刀具（5）在X-Z平面中相对于所述X轴成第二角度（α）地布置，所述第二角度大于0°且小于20°。 |
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| 说明书全文 | 用于切削地加工工件的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于切削地加工工件的方法，其中，借助滚削在工件的端面上产生端面齿部，其中，相关于具有相互垂直地布置的X轴、Y轴和Z轴的坐标系，工件围绕Z轴旋转，并且在产生端面齿部期间，滚削刀具的进刀方向与滚削刀具的旋转轴线围成一个角度，该角度大于0°且小于35°，并且尤其处在15°和25°之间的范围中。 背景技术[0002] 这种端面齿部例如用于，使得彼此轴向对齐的部件按照一种接合类型抗扭地相互啮合。 [0003] 在现有技术中已知了在工件的端面上产生端面齿部的方法。基本上在此可以区分为间歇性的分部方法（Teilverfahren）和连续性的方法。在间歇性的分部方法中，利用工具分别加工了工件的单个的齿槽。根据齿槽的制造位置，工件和工具则相对彼此地相应于待制造的齿轮的部分旋转，从而能够加工下一个齿槽。通过这种方式一步一步地制造齿轮。然而，利用间歇性的分部方法制造端面齿部需要非常多的时间。为此，在大多数情况下可非常灵活地使用这种方法。连续性的方法与此相反地是以工件和工具之间的前后衔接的运动过程为基础的，由此实现了连续的齿距运动和进而实现了更短的加工持续时间。这种连续性方法的一个例子是例如滚铣加工方法。然而，目前已知的用于在工件的端面上产生端面齿部的连续性的方法的问题在于，这种方法只能在专门的齿轮制造机器上实施。由此一方面产生了高的投入费用。此外，必须在额外的加工机床中进行工件的进一步切削加工，这就需要对工件进行重新紧固。然而，重新紧固伴随着质量损失（尤其是在回转精度方面）和更长的工序进程时间。 [0004] 例如，在文献DE-A1-102009003601中描述了开头所述类型的方法。根据该文献，参考图1借助滚削在工件1的端面上制成端面齿部3。在滚削期间，工件1围绕Z轴旋转。另外，在产生端面齿部3期间，滚削刀具8的进刀方向与滚削刀具8的旋转轴线7围成一个角度β，其中，β大于0°且小于35°。 [0005] 在该文献中所描述的方法的主要缺陷在于这种方法非常不灵活。滚削刀具8和工件3必须最为精确地相互协调，由此才能产生所期望的端面齿部。例如，伴随着滚削刀具8的锋利性出现的略微的几何形状变化能够导致可能无法再按规定实施该方法。 发明内容[0006] 以该现有技术为出发点，本发明的目的在于实现一种开头所述的类型的可替换的方法，利用这种方法能实现短的加工时间、短的工序进程时间和高回转精度并且伴随产生低的投入费用。 [0007] 为了实现该目的，本发明实现了一种开头所述类型的方法，该方法的特征在于：滚削刀具在X-Z-平面中相对于X轴成一个角度地布置，该角度大于0°且小于20°。 [0008] 滚削基本上已知为用于在工件上制造齿部的制造方法。该方法属于利用几何形状确定的切削刃连续地进行切削的齿轮制造方法的类别。滚削的特征尤其在于，滚削刀具的旋转轴线相对于工具进刀方向倾斜成一个角度，该角度不等于0。所引起的在工件和工具之间的相互运动相应于可以被拆分成旋转部分和推进部分的旋紧运动，其中，推进部分用于实现切削运动。然而，滚削此时仅仅用于，使得旋转对称的工件沿着其圆形的外圆周或内圆周具有外齿部或内齿部，为此参见例如，DE-U-202011050054。在申请人的研究中令人惊讶地得出：滚削可替换地也可以用于在工件的端面上产生端面齿部，其中，该端面优选地设计为环形的和平坦的。伴随着滚削的使用尤其产生了明显更短的加工时间的优点。这可以在传统的车削-铣削中心上实施，从而能在单独的工件夹紧装置中实现不同的切削加工。由此能够实现短的工序进程时间、非常良好的工件回转性能以及高的机器利用率。此外不需要购置单独的齿部制造机器，这实现了低的投入费用。 [0009] 优选地，在滚削期间应用带有多个在圆周侧上布置的、长形的切削刃的滚削刀具。滚削刀具的切削刃在圆周方向上相互间隔开，其中，在圆周方向上的相应的间距分别相当于切削刃宽度的整数多倍。通过这种方式可以避免工件和切削工具之间的取决于待制造的齿部的不期望的碰撞。 [0010] 根据本发明的一个设计方案，除了产生端面齿部之外，在保持工件夹紧的情况下在同一个加工机床上实现对工件的至少另一个切削加工、尤其是车削加工和/或铣削加工和/或钻削加工。在保持工件夹紧的情况下在同一个加工机床上进行多个加工步骤时将随之获得短的加工时间、短的工序进程时间和高的回转精度。 [0012] 参照附图按照对于根据本发明的方法的一个实施方式的以下描述来清楚地说明根据本发明的方法的其它细节和优点。图中示出： [0013] 图1示出了车削-铣削中心的部件的示意性主视图，按照该主视图来说明根据本发明的、用于在工件的端面上制造端面齿轮的方法； [0014] 图2示出了图1中的箭头II的方向上的视图； [0015] 图3示出了滚削刀具的一个实施方式的侧视图，在实施根据本发明的方法期间使用了该滚削刀具； [0016] 图4示出了图3中所示的滚削刀具的仰视图； [0017] 图5示出了工件的俯视图，该工件在其端面上具有端面齿部，其中，该端面齿部是在使用根据本发明的方法的情况下利用在图3和图4中所示的滚削刀具制成的； [0018] 图6示出了在图5中所示的工件的透视的部分侧视图；以及 [0019] 图7示出了透视的部分侧视图，该图示出了两个在图5和图6中所示的工件，这两个工件轴向地相互对齐且其端面齿部根据接合类型相互啮合。 具体实施方式[0020] 图1和图2示出了传统的、带有轴线X，Y和Z的车削-铣削中心1的示意图，该车削-铣削中心具有旋转主轴2和铣削主轴3，其中，旋转主轴2具有用于容纳工件4的夹盘，而铣削主轴3具有用于容纳滚削刀具5的夹盘。可替换地，铣削主轴3的夹盘当然也可以容纳铣削工具或钻削工具。另外，车削-铣削中心1以已知的方式包括有未详细示出的、具有用于容纳不同旋转工具的工具旋转器的滑座，从而在车削-铣削中心1上能够实施传统的车削加工。可以这样控制旋转主轴2和铣削主轴3，即，使得它们能够彼此同步地旋转。铣削主轴3可在X方向，Y方向和Z方向上无级地移动。 [0021] 在图3和4中示出了滚削刀具5。滚削刀具5具有多个在圆周侧上布置的、长形地设计的且在径向上突起的切削刃6。滚削刀具5的切削刃6在圆周方向上相互间隔开，其中，在圆周方向上的相应的间距a相当于切削刃宽度B的整数多倍。换言之，当前在两个相邻的切削刃6之间分别省去了一个切削刃。 [0022] 为了根据本发明借助滚削使得被容纳在旋转主轴2上的、当前设计为圆柱形的工件4的平坦地设计的端面7具有端面齿部8，如图2所示，铣削主轴3和因此是滚削刀具5的旋转轴线10取决于待产生的齿部的所期望的齿面接触区（Tragbild），在X-Z-平面中被布置成相对于X轴成第二角度α，其中，α通常大于0°且小于20°。另外，这样定位铣削主轴3，即滚削刀具5的旋转轴线10在Y方向上以间距A与X轴相错开地定位。换言之，滚削刀具5相对于工件4在Y方向上被布置成偏心的。在滚削过程期间，滚削刀具5相对于工件4不但在X方向而且在Y方向上均以径向进刀sr进行移动，同时，工件4和滚削刀具5同步地围绕着其相应的旋转轴线9和10旋转。滚削刀具5的进刀方向也就与滚削刀具5的旋转轴线10围成第一角度β，其中，β大于0°且小于35°，并且尤其处在15°和25°之间的范围中。这个第一角度β确定了用于加工工件4的切削速度。另外，在Z方向上的轴向进刀sax可以设计为切深进刀运动。如图5和图6中所示，基于这种方式在工件4的端面6上与滚削刀具5的造型相应地产生了端面齿轮7，其中，所制成的端面齿轮7的齿顶的顶面均处在一个共同的平面中。 [0023] 图7示出了两个相同设计的工件4，根据本发明在使用滚削方法的情况下这两个工件分别具有端面齿轮8。工件4轴向地相互对齐且以如下方式布置，即，它们的端面齿轮8根据接合类型相互啮合在一起。 [0024] 尽管本发明的细节是通过优选的实施例详细地示出和描述地，但本发明并不局限于所公开的实例并且技术人员可以在不背离本发明的保护范围的情况下从中推导出其它变体。 |
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