[发明专利]制造锥齿轮的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及锥齿轮的生产，并且特别涉及在单次卡紧中在切齿机床上形成最终尺寸的齿轮坯料和切削齿轮。

背景技术

锥齿轮坯料（即环形齿轮和小齿轮），特别是环形齿轮坯料，常常通过锻件制造。锻件包括过量原料，以便允许加工，为的是清理坯料表面以及实现正确坯料尺寸。

齿轮坯料锻件通常尺寸做成使其能够被用于零件（即，齿轮）族的所有构件。在该情况下，机械加工余量能够为几毫米。在零件族的小齿轮构件的情况下，对于该零件族的所有不同构件，小齿轮柄设计通常都相同，并且仅有小齿轮头部（直径，齿面角等等）在族构件之间变化。零件族的环形齿轮构件通常具有相同的孔和背面外形（例如，螺栓孔式样、攻丝、背面的内部和外部直径），而前内部表面、前面和前外部表面通常在族构件之间变化。

小齿轮坯料通常被在中心孔之间在一次卡紧（即，在机床上定位和固定工件以进行加工）中车削，而环形齿轮坯料通常被在至少两次卡紧中车削。较小的环形齿轮通常被在双主轴CNC车床（即，两次卡紧）中车削，而较大的环形齿轮（例如，直径400mm或更大）通常被在二个甚至三个独立机床（即，两次或更多次卡紧）中车削。该加工之后，齿轮坯料通常被传送至锥齿轮切齿机床，其中形成齿轮齿。

作为对用于坯料加工和齿切削的多个机床的替代方式，Müller等人的US2008/0152446教导了一种在预加工工位执行锥齿轮坯料（例如，钻孔、车削、铣削等等）的生坯加工，然后将齿轮坯料传送至邻近加工工位以切削锥齿轮齿的装置。

Ozdyk等人的US 2008/0213055也教导了一种锥齿轮软加工的装置，包含具有刀具座和刀具罩的车床布置，刀具座和刀具罩两者都至少能在车床座上的X和Y方向上水平平移。刀具座包含刀具架和刀具夹，刀具夹能绕轴线B2转动，而至少一个刀具（例如，车削、钻孔等等）被定位在刀具夹上，用于加工齿轮坯料。刀具夹上的至少一个刀具能独立绕基本平行于刀具夹轴线B2布置的另一轴线B4旋转。刀具罩包括铣头，其包含能绕轴线B3旋转的齿轮切削刀具。

在US 2008/0213055中提出的可替换实施例中，讨论了一种车床上的组合刀具夹/刀具罩布置，其中，刀具（例如，车削、钻孔等等）和铣头位于能旋转刀具夹上，铣刀轴线B3独立于但是平行于轴线B2和B4，并且刀具架绕另一轴线B5枢转。然而，对于该可替换实施例，由于定位刀具架、刀具和铣刀，以及旋转刀具和铣刀时涉及多个刀具夹/刀具罩的线性和旋转轴线，所以降低了机床刚度以及切削精度。此外，相当多的时间专用于准备齿轮坯料，并且同样地，减少了机床上的实际切齿时间。

在两次或更多次卡紧中车削环形齿轮坯料耗时、昂贵，并且在许多情况下，导致孔、后面和前面的不良径向跳动和不精确。前面中的不精确和径向跳动能够引起最终锥齿轮副的啮合干涉。该干涉能够引起齿轮组故障。关于制造灵活性和经济性以及零件质量，以下情况将有利，即如果环形齿轮和小齿轮坯料将只必须经历CNC车床中的单次卡紧，优选为其表面对零件（齿轮）族（不加工在零件族中变化的表面）的所有构件通用的机床。在零件族的情况下，将最小化坯料库存，因为能够利用后来的前车削操作，以生产期望尺寸的坯料。

发明内容

本发明涉及一种方法和设备，其中，以对现有机床刀具的最小改进利用该机床中可用的运动在CNC锥齿轮刨齿机上执行齿轮坯料的前加工。

附图说明

图1示出二主轴CNC车床，环形齿轮锻件被夹在左主轴上的左侧卡盘上。左刀片正在车削锻件的内部孔。

图2示出与图1相同的车床，其中，左刀片正在以不同的切削边缘车削锻件的后面。

图3示出与图1相同的车床，其中，左刀片正在车削锻件的后外部直径。

图4示出与图1相同的车床，其中，环形齿轮锻件被夹在右主轴上的右侧卡盘中。通用刀具夹使用右上部刀片车削环形齿轮坯料的前内侧（前角）。

图5示出与图4相同的布置，其中，下部右刀片正在车削环形齿轮坯料的前面（齿面角）。

图6示出与图4相同的布置，其中，下部右刀片正在以刀片的第二切削边缘车削环形齿轮坯料的前外部表面（后角）。

图7示出环形齿轮坯料，其仅经历了车床中的第一次卡紧的车削（图1至图3）。该部分车削的环形齿轮坯料被卡在6轴线CNC锥齿轮刨齿机的工作主轴上。刀具夹的上部刀片正在车削环形齿轮坯料的外部表面（后角）。

图8示出6轴线CNC锥齿轮刨齿机的局部俯视图，其包括用于图7中所示的车削操作的刀具夹。