[发明专利]用于传动构件的激光辅助制造方法和传动机构

说明书

本发明涉及用于制造齿部(12)的方法(100)，其从齿部毛坯件(25)制造出用于传动构件(10)的齿部。该方法(100)包括第一方法步骤(110)，其中提供齿部毛坯件并对其进行热处理。在第二方法步骤(120)中以机械方式部分地移除(55)齿部毛坯件上的氧化层(21)。在此，在至少一个区域中保留有剩余氧化层(23)。在第三方法步骤(130)中至少部分地移除剩余氧化层(23)。根据本发明，在第三方法步骤(130)中由激光器(32)至少逐段地照射剩余氧化层(23)。本发明还涉及相应的计算机程序产品(80)和用于执行制造方法(100)的加工装置(70)。本发明同样涉及根据本发明的方法(100)制造的传动构件和具有相应的传动构件(10)的传动机构(61)。

技术领域

本发明涉及一种用于传动构件上的齿部的制造方法。本发明还涉及计算机程序产品和用于执行根据本发明的制造方法的相应的加工装置。本发明同样涉及具有相应的传动构件的传动机构。

背景技术

由文献US 8，628，624 B2已知一种用于清理尤其由航空钛合金构成的工件表面的方法。在此，借助激光射束照射表面污物。激光射束的参数被选择成使得在激光射束与工件的基本材料之间的相互作用最小化。此外，在考虑表面污物的物理特性的情况下选择激光射束的参数。

在传动技术中一直追求增加功率密度，从而对传动机构的全部构件存在更高的要求。尤其希望更充分地利用所使用的材料，并且同时要求这些构件被快速和低成本地制造。需要一种用于机械能力更强的传动构件的制造方法，从而能够以更简单的方式制造传动构件。

发明内容

本发明的目的由根据本发明的用于制造齿部的方法来实现。该方法设计用于提供构造在传动构件上的齿部。传动构件在此能够例如是行星传动机构的齿圈、行星齿轮或太阳轮。传动构件也可以是圆柱齿轮传动机构的或锥齿轮传动机构的齿轮，即圆柱齿轮或锥齿轮。该方法包括第一步骤，在该第一步骤中提供齿部毛坯件，从齿部毛坯件制造出传动构件。齿部毛坯件已经基本具有期望的齿轮轮廓并且在第一步骤中经受热处理。热处理设计用于提高所使用的原料的强度。热处理例如可以是表面硬化处理和/或碳氨共渗。例如是表面硬化处理的这种热处理包括对齿部毛坯件的渗碳(特别是气体渗碳)、淬火和退火。通过热处理，在齿部毛坯件的表面上形成氧化层，由该氧化层减小了齿部毛坯件的承载能力。在第二方法步骤中，至少部分地移除齿部毛坯件上的氧化层。氧化层的至少部分移除由对齿部毛坯件的机械作用来实现。在机械移除不能到达的齿部毛坯件区域中，在齿部毛坯件的表面上保留有剩余氧化层。剩余氧化层被相应地保存并且经受另外的步骤。在第三方法步骤中，剩余氧化层在该步骤中被至少部分移除。为此，用激光器逐段地照射齿部毛坯件，并且由此损坏剩余氧化层。替代地，能够预先检测剩余氧化层的位置并且该位置能够作为至少部分移除的基础。

激光或者激光射束作用在直径基本为几毫米的小面积上，并且在氧化层被破坏的情况下也使得能够进入齿部毛坯件的热量被保持得很小。在本申请的框架内，术语“激光”和“激光射束”以基本相同的含义被使用。在此，保持由齿部毛坯件中的热处理引起的限定状态不受到影响。此外，通过以激光照射剩余氧化层，产生了位于齿部毛坯件中的残余压应力。这允许对剩余氧化层的有害作用(也称为表面氧化)最小化，并且同时获得热处理的有利效果。利用激光能够逐段地快速照射剩余氧化层，从而能够基本上完全地移除剩余氧化层。

在要求保护的方法的一个实施方式中，为了破坏剩余氧化层，激光设计用于熔化或者蒸发剩余氧化层。在这种情况中，剩余氧化层被设计用于吸收激光并将激光的能量至少部分地转换成热能。替代地，关于剩余氧化层的不能吸收激光的材料，激光设计用于将基本材料层熔化或者蒸发。在此，基本材料层被理解为齿部毛坯件的基本上直接位于剩余氧化层之下的区域。因此，基本材料层为齿部毛坯件的被剩余氧化层直接覆盖的区域。通过激光器实现的用于熔化或蒸发基本材料层的热量输入，使该区域中的剩余氧化层剥落。在这两种情况下，通过激光器的减小的热量输入消除了剩余氧化层的相对较大的区段。这使得要求保护的制造方法中的进程速度能够较快。此外对齿部毛坯件的表面的损害被保持得小，并且在特定范围内实现了上述优点。