[发明专利]硬精加工齿轮的齿侧面的方法

说明书

发明的技术领域

本发明的主题是一种硬精加工齿轮的预制齿侧面的方法。

发明背景、技术状况

生产齿轮一般分为“软加工”和“硬加工”。软加工是在硬化工件之前执行。然而，硬加工是在硬化后执行。

在软加工后，由于随后要进行硬化，所以可导致硬化变形。为了实现所需的几何图形、接触特性和表面质量，这样的齿轮因而往往要在硬的状态的情况下进行机械抛光。

图1示出了示例性的处理流程100的示意图。其涉及用于加工齿轮的一般实施例。在所示的实施例中，由毛坯开始(框101)执行下述软加工步骤。例如可以通过车削(框102)形成(中心)孔。然后可以将毛坯翻转作进一步加工(框103)。在翻转之后，接着可通过车削进行重新加工(框104)。这些步骤是可选择的，此处也被称为母材制作步骤(preform fabrication)。在所述母材制作步骤的框架内可执行其它步骤或替代步骤。在所述母材制作步骤结束时，该工件被称为齿轮坯或工件坯K1。可以例如在所谓的预加工机中或在几个不同的机器中执行步骤102或步骤102至104。

然后，一般会进行齿轮切削。在齿轮切削加工的情况下，使用粗加工刀具在大约的位置并且以大约的加工余量通过齿轮粗磨(框105)于伞齿轮坯K1切削出预定数量的齿隙。然后，可使用抛光刀具来进行齿切削抛光的可选步骤(框106)，通过所述抛光加工对所述齿隙及邻接的齿侧面分别提供带有预定准确度的理想的形状。然而，也有可能用仅仅一个步骤切削出齿侧面(而不是两个步骤105和106)。

步骤105和106可以例如在同一台机器或加工站中进行。因而不需要重新夹紧或传送工件坯K1。

如图1所示，前述的步骤被称为“软加工”。

随后，一般会对预制工件K2进行热处理(框107)。这种热处理一般不再被视为软加工。它旨在使预制工件K2变硬。然后进行已经提及到的机械抛光(框108)。在机械抛光中(其在本文中也被称为硬精加工)对齿系统进行硬加工。然后完成齿轮K3。

在现今的硬加工中，有时候使用端铣刀或球形头状铣床(ball-shaped head-like millers)，它们被缓慢地引导经过待抛光的预制齿侧面的表面。研究显示，以这种方式加工完成的表面，在某些情况下可能会显示出明确的加工痕，并可能出现接触不良。特别地，当没有足够的时间完成抛光和/或当刀具被快速地引导经过待抛光的齿侧面的上面时尤为明显。此外，例如当两个以这种方式完成的齿轮被用作为一对齿轮时，还可能产生流体动力润滑问题。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种硬精加工齿轮的预制齿侧面的方法，其提供了更好的齿接触印痕或更好的齿侧面的表面特性，并具有良好的生产率。

根据本发明，这目的通过一种硬精加工预制齿侧面的方法来解决。这方法在包括至少五条被协同地控制的轴和一条额外的刀具轴的机器上使用。根据本发明，将旋转对称刀具，较佳为端铣刀或磨削棒，设定为绕刀具轴旋转。控制所述被协同地控制的五条轴中的一条或多条，以致于所述刀具的包络线(enveloping line)的直线部分在生成运动中沿所述齿侧面的切线方向在几个轨迹中被引导，而所述圆柱形刀具围绕所述刀具轴旋转而刮削掉所述预制齿侧面的材料。

在一个优选的实施方案中，所述生成运动跟随稍微弯曲运行的轨迹，其中这些轨迹近似于刀头的虚拟刀具轨迹，当使用铣头通过滚铣产生所述相应的齿侧面时形成这些轨迹。

较佳地，沿轨迹引导所述刀具，其中所述轨迹与所谓的轧制ISO线(rolling ISO line)相对应或近似于这些轧制ISO线。

特别设计根据本发明的方法用于在硬化处理之后因而在硬化状态中加工齿侧面。必须相应地对所使用的刀具进行选择。相关的方法因此被称为硬加工。由于在这里还涉及对已预制的齿侧面的机械抛光分别进行再加工，所述方法也被称为硬精加工。

根据本发明的方法的最重要优点在于确保了完全消除热处理引申的硬化变形，由此可以达到精确地限定轴承特性和突出的表面质量，其对工作寿命和已相应地加工的齿轮的无声运行具有积极的效果。当两个已根据本发明进行机械抛光的齿轮互相配对时，本发明还可对流体动力润滑具有积极的影响。

附图

以下将结合附图并通过实施方案对本发明的更多细节和优点作叙述，其中：

图1是一般齿轮加工的流程图；

图2A是齿轮的齿和根据本发明被引导的刀具的立体示意图；

图2B是图2A的齿和刀具的俯视示意图；