[发明专利]用于生成具有人字形齿的齿轮的方法以及生成控制数据的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生成具有人字形齿的齿轮的方法，在至少包括四轴的数控机床上，通过在控制数据的基础上沿着相对于工件的加工路径连续移动机床铣刀铣削工件的方式生成具有人字形齿的齿轮，具体地，铣刀可以是端铣刀，数控机床为铣床、通用机床或加工中心。该方法包括：在一个齿的齿形的基础上，生成控制数据，该控制数据包括路径数据，控制数据可用于引导机床的铣刀沿着加工路径，以及用于在生成的控制数据基础上利用铣刀在机床上铣削工件，其中铣刀可以沿着路径数据表示的加工路径被连续地引导。 

进一步地，本发明涉及一种用于生成控制数据的方法和装置，根据前述生成方法，生成的控制数据可用于在工件上形成人字形齿，通过在生成的控制数据的基础上沿着相对于工件的加工路径连续移动机床铣刀在数控机床上铣削工件，从而形成人字形齿。 

进一步地，本发明涉及一种数控机床，该数据机床至少包括四轴，以用于通过连续移动机床的铣刀沿着基于生成的控制数据确定的加工路径(具体地，可以为端铣刀)铣削工件，具体地，机床为铣床、通用机床或加工中心，该数控机床包括一个用于生成控制数据的装置，本发明还涉及一种计算机程序产品，该产品包括一个计算机可读介质和存储在该介质上的计算机程序和指令，其中，该计算机程序可以被数据处理设备中的数据处理装置来执行，从而形成一个用于生成控制数据的装置。 

背景技术

在现有技术中，在特定的齿形成机床上，也就是在特定的单功能机床上生成齿轮或其它具有齿的工件是常见的工程实践。例如，在特定的滚齿机上，可 以通过引导一个齿廓滚刀或齿廓吵轮加工工件在工件形成一个齿廓，从而使得工件具有齿面或齿。在这里，滚刀或吵轮具有与期望齿面齿廓形状一样的截面形状。通过沿着通过工件的路径引导齿滚刀或齿廓吵轮，可以形成一个或两个相对的齿面，形成的齿面的齿廓与机床的形状相同。 

如果要在该单功能机床上通过齿廓砂轮或齿廓滚刀加工出来一个具有人字形齿的齿轮，具体地，具有左旋斜齿或右旋斜齿(即双螺旋齿)，则在第一加工步骤中首先需要加工一个螺旋齿的一个或多个齿廓，然后在另一个加工步骤中，对另一个具有相对倾斜面的螺旋齿的一个或多个齿廓进行加工。这样在加工具有人字形齿的齿轮过程中，会增加加工成本和花费更多的时间。而且，在使用齿廓滚刀或齿廓砂轮的进行加工的单功能机床中，人字形齿的齿不能连续地加工至人字形齿的中间，这样会切入或碾入另一螺旋齿的齿面中，这样中心凹槽将人字形齿的两个螺旋齿分开开来，进而具有该凹槽的工件被用于包括通过齿廓滚刀或齿廓砂轮形成的人字形齿的齿轮的生成。 

这在图1中进行了描述，图1示出了具有中心凹槽11的工件10，中心凹槽11圆周地围绕可转动的对称工件10。工件10还包括一个螺旋齿的齿间距12和另一个螺旋齿的齿间距13。齿间距12的相对齿面12a和12b和齿间距13的相对齿面13a和13b被中心凹槽11隔开，这防止了当加工齿间距12时，齿廓滚刀或齿廓砂轮切入或碾入另一齿间距的齿面。图2示例性地、详细地示出了图1中的齿间距12和13，图3示例性地示出了图1中的齿间距12和13的俯视图。在图3中，人字形齿的两个螺旋齿相对倾斜，并具有相同的螺旋线角，凹槽11的槽宽为NB。这样，加工完成的齿轮具有两个人字形齿的螺旋齿，在人字形齿的末端两个螺旋齿被槽宽为NB的凹槽11分开，尽管如此，当两个齿轮转动时，齿轮材料位于高负载和高压力下，特别是在面向凹槽11的齿面12a、12b、13a和13b的边缘处。这样，在负载情况下具有配对齿面的齿轮的滚动过程中，齿轮的载荷能力将会被降低。 

然而，本发明提出了一种新的在至少包括四轴的数控通用机床上生成具有 齿的工件的方法，机床可以是铣床、万能铣床或加工中心，在该方法中，通过连续移动标准的铣刀沿着加工路径逐行在工件上进行加工，从而在工件上切割出齿面，铣刀可以为带有或没有端半径的端铣刀。相对于前述的具有齿的工件的生成、传统用于齿形成的单功能机床，本发明的目的在于在通用机床上提供一种具有齿的工件，例如，通用机床可以是铣床、万能铣床或加工中心。