專利名稱：工具進給方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錐齒輪之類的形成。具體來說，本發(fā)明涉及一種使工具在一工件中進給到一預(yù)定深度的方法，其中，進給的軌跡是被控制的。
背景技術(shù)：
在錐齒輪和準雙曲面齒輪生產(chǎn)中通常采用兩種類型的加工方法，即展成法和非展成法。
在展成法中，將一旋轉(zhuǎn)工具進給到工件內(nèi)一預(yù)定深度。一旦達到該深度，工具和工件即一起沿一軌跡進行一滾動運動(即展成滾動)，其軌跡模仿工件與理論齒輪嚙合，并繞展成齒輪軸線轉(zhuǎn)動，理論齒輪的輪齒表面由去除余量的工具表面表示。輪齒的輪廓形狀系通過工具和工件在展成滾動過程中的相對運動形成。
展成法可以分成兩類，即端面銑和端面滾。在展成法端面銑中，工件的每條槽(二個相鄰輪齒的二個相近齒側(cè))系單獨形成的。在形成一個齒槽后，將刀具從工件相對退出，將工件分度到下一齒槽位置，并使刀具和工件嚙合以形成齒槽。重復(fù)該過程，直至形成所有齒槽。這種一個個地形成齒槽并需刀具退出和工件分度的加工方法一般稱為間歇加工法或逐齒分度法。當(dāng)工具在齒槽中被進給到一預(yù)定深度后，即開始展成滾動。
在展成滾動中，可以通過若干已知的循環(huán)形成輪齒表面。一個齒槽的一個輪齒表面可以通過一向前的展成滾動形成，而相鄰的輪齒表面則通過一相反方向的展成滾動形成。此外，齒槽的兩側(cè)面可以一單一的向前展成滾動加以切削，并且，如果需要一輔助切削或精切削，則可通過一反向滾動實現(xiàn)，以產(chǎn)生所需的輪齒表面。一旦輪齒側(cè)面完成，工具即相對于工件退出，然后將工件分度到下一齒槽位置。繼續(xù)該逐齒分度直至形成工件上所有輪齒表面。
展成端面滾系一連續(xù)分度加工過程，其中，刀具與工件之間的一預(yù)定的同步旋轉(zhuǎn)被疊加在展成滾動上。在這種方式中，工件上的所有齒槽(從而是所有輪齒表面)系通過一單一展成滾動形成。工具和工件以一同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)，然后將工具進給到工件內(nèi)，從而在進給至深度時從所有齒槽中去除余量。一旦達到全部深度，即開始所需展成循環(huán)，以在工件上完全形成所有輪齒。
非展成加工方法無論是逐齒分度或連續(xù)分度，都是由工具上的輪廓形狀直接在工件上產(chǎn)生輪齒的輪廓形狀。將工具進給到工件內(nèi)并將工具上的輪廓形狀給予工件。盡管不采用展成滾動，但作為“冠輪”為人所知的理論展成齒輪任適用于非展成加工方法。冠輪就是其輪齒表面與工件輪齒表面互補的理論齒輪。因此在非展成工件上形成輪齒表面時，工具上的切削刀片即代表冠輪的輪齒。
在端面銑中，工具通常包括一具有多個從其表面凸出的條狀切削刀片的圓形刀具。切削刀片可以是其側(cè)切削刃沿輪齒的長度方向產(chǎn)生凹面的外側(cè)切削刀片，或者，切削刀片可以是其側(cè)切削刃沿輪齒的長度方向產(chǎn)生凸面的內(nèi)側(cè)切削刀片。端面銑工具也可包括交錯的外側(cè)刀片和內(nèi)側(cè)刀片，這些刀片形成齒槽的兩側(cè)面。由于端面銑中每個齒槽是一個個地形成的，故刀具的所有刀片在每個齒槽形成過程中經(jīng)過每個齒槽。
在端面滾中，系將外側(cè)刀片和內(nèi)側(cè)刀片(在一些情況下還包括一稱為“底切”刀片的第三刀片)按組配置在刀具頭中。將刀片組的位置設(shè)置為當(dāng)工具和工件在切削過程中以同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)時，每組刀片切削一連續(xù)的輪齒齒槽。在這種方式中，所有輪齒齒槽是通過切削工具的一單一切入基本同時地形成的。
在非展成和展成方法中，第一步都是使切削或磨削工具與工件嚙合，然后將工具在工件中進給到預(yù)定深度?？梢允构ぞ叱ぜ苿?，工件朝工具移動，或者是工具和工件彼此相對移動。無論工具和/或工件采取什么移動方式，工件必須在余量去除完成并開始工具退出(非展成方法)或展成滾動(展成方法)之前在工件中到達其預(yù)定切入深度。
工具從其與工件開始接觸到其預(yù)定或“全”深度的軌跡可加以改變。如Goldrich在“螺旋錐齒輪和準雙曲線齒輪的CNC展成理論和實踐”(格里森工場，羅徹斯特，紐約，1990)中所描述，在包括有一模擬理論展成齒輪的搖臺的傳統(tǒng)機械式切齒機或磨齒機中，進給軌跡是在一沿搖臺(展成齒輪)軸線方向。盡管這種形式的工具進給建立得很好，但已注意到存在不均勻的工具負載或應(yīng)力。
在Goldrich的同一出版物中并揭示了一種CNC多軸線齒輪展成機，其中一工具在一工件內(nèi)的進給軌跡可以是一沿工具軸線的方向。在沿工具軸線進給時，進給軌跡位于一由該工具軸線和在設(shè)計點(繞其計算輪齒幾何關(guān)系的點)處的一輪齒法向矢量限定的平面中。該平面被稱為“法向平面”。設(shè)計點通常即為輪齒的中間點，即輪齒上從根部到頂部及從輪齒小端到輪齒大端的中點。這種型式的進給在可能發(fā)生工具梗刀的情況下是有利的，此時進給軌跡沿搖臺軸線。工具梗刀是工具因其相對于工件的特定出現(xiàn)和運動而將過剩的余量材料去除的狀態(tài)。沿工具軸線進給表示工具以防止工具梗刀的方式向工件進給。然而特別是在展成面滾加工過程中，沿工具軸線進給也顯示過剩的不均勻的工具負載。
Goldrich還揭示了對于具有不相同壓力角的切削刀片，工具的進給可以相對于工具軸線成一角度進行以便平衡切屑負載。當(dāng)采用具有不相同壓力角的切削工具時，刀片的一個側(cè)面比另一側(cè)面可去除更多的余量材料，從而引起一組刀片比另一組刀片磨損更快。當(dāng)沿工具軸線進給一工具時，由于采用具有這種不相同壓力角的工具，使不均勻的工具負載的狀況進一步惡化。在這種情況下，可將進給軌跡相對于工具軸線改變一個角度，但進給軌跡仍在法向平面內(nèi)。該在法向平面內(nèi)成角度的進給軌跡使工具能以一種使工具兩側(cè)之間的材料去除量平衡且因不相同的材料去除量引起的刀片磨損減緩的方式與工件接觸。
頒發(fā)給小Palmateer等的美國專利號5310295揭示了一種沿一進給軌跡使一工具進給到一工件內(nèi)的方法，該進給軌跡的至少一部分包括有一具有位于一軸向平面中的第一分量和第二分量的進給矢量。軸向平面由理論展成齒輪的軸線和工件軸線限定。第一進給矢量分量是在理論展成齒輪軸線的方向，而第二進給矢量分量則與理論展成齒輪的軸線基本垂直。工具進給過程減少了不均勻工具負載并降低了機床振動。
然而，特別是在端面滾加工過程中，以一通常在理論展成齒輪方向平衡的切屑負載使工具進給并不總是大大減少機床振動，且常常在每個刀片組的第一把刀片的副切削刃上產(chǎn)生過量的刀片磨損。
在上述現(xiàn)有技術(shù)方法中，雖然切屑負載在幾何上是平衡的，由于一刀片組中的第一切削刀片例如一外側(cè)刀片是作為刀具切入的結(jié)果而切削到一新的深度，因此它不僅是通過其外側(cè)切削刃，而且是通過刀尖部和靠近刀片刀尖的一小部分余隙側(cè)刃將材料從齒槽中去除。該去除材料的余隙側(cè)部分也稱為“副切削刃”。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)齒槽中作用在刀片上的非最佳切削力是機床振動和工具磨損的重要來源，尤其是相對于“第一刀片”即切削一新齒槽的第一刀片或一齒槽中在一新深度處切削的第一刀片。這是由于第一刀片與在相同的輪齒深度位置跟隨的任何刀片相比去除更多的余量，因而第一刀片對于非最佳和過量的切削動作最為暴露所致。前述現(xiàn)有技術(shù)的進給方法并不提出副切削刃，而且這些文件中揭示的切屑平衡是幾何方面的，其目的在于對切削刀片的切屑負載進行平衡。
本發(fā)明的一個目的是減少第一刀片的副切削刃上的切屑負載，從而減少刀片磨損和加工過程引起的振動。
本發(fā)明概況本發(fā)明提供一種在一用于在工件上產(chǎn)生至少一個輪齒表面的加工過程中將工具在工件中進給到一預(yù)定深度的方法。該工件可繞一工件軸線旋轉(zhuǎn)，該工具可繞一工具軸線旋轉(zhuǎn)并包括至少一個余量去除表面。
該方法包括使工具繞工具軸線旋轉(zhuǎn)并使旋轉(zhuǎn)著的工具與工件接觸。該工具沿一進給軌跡相對于工件進給到一預(yù)定深度，其中，一部分進給軌跡系由一包括至少第一矢量分量和第二矢量分量的進給矢量限定。第一矢量分量和第二矢量分量位于一由工件軸線和工具軸線方向限定的平面中，第一進給矢量分量基本上在工具軸線方向，而第二進給矢量分量則基本上在工件端面寬度方向。
在一計算機控制多軸線機床上實施本發(fā)明方法時，初始軸線調(diào)整位置系相應(yīng)于輸入到機床的調(diào)整參數(shù)加以計算的。然后將計算機控制的軸線移動到初始調(diào)整位置，用于使工具和工件齒輪彼此相對初始定位。工具相對于工件齒輪的軌跡系相應(yīng)于輸入到機床的進給參數(shù)加以計算的。然后使工具繞工具軸線旋轉(zhuǎn)，并移動計算機控制軸線以沿進給軌跡將旋轉(zhuǎn)工具相對于工件齒輪在工件齒輪中進給到一預(yù)定深度。至少一部分進給軌跡系由一包括如上定義的至少第一進給矢量分量和第二進給矢量分量的進給矢量加以限定。
附圖簡單說明

圖1示出一切削工具的軸向剖面圖。
圖2示出在一與切削工具嚙合的小齒輪件的徑向剖面圖中的本發(fā)明的進給矢量和現(xiàn)有技術(shù)進給矢量。
圖3示出本發(fā)明的進給矢量在小齒輪件的軸向剖面圖中的分量。
圖4示出本發(fā)明的進給矢量在沿齒輪的端面寬度方向上的一個分量。
圖5示意性地表示一計算機控制多軸線齒輪加工機床。
圖6示意性地表示一搖臺式齒輪加工機床。
較佳實施例具體說明以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體說明。在所有附圖中，相似的特征或零件系采用同一標號。
圖1示出一具有一旋轉(zhuǎn)軸線T的余量去除工具2的一局部軸向剖面圖。為說明方便起見，下面將工具2表示為一切削工具，但應(yīng)當(dāng)理解，磨削工具是被考慮并包括在本發(fā)明中的。工具2包括一從工具2的一表面凸出的切削刀片4。例如頒發(fā)給Blakesley等人的美國專利號4575285所揭示的型式。為示例起見，將切削刀片4表示為一外側(cè)刀片并從而包括一切削刃6，一刀尖半徑8和一余隙刃10。雖然這里示出的是外側(cè)刀片，應(yīng)注意這里的說明同樣適用于內(nèi)側(cè)刀片。
發(fā)明人注意到作用在靠近刀尖半徑8的余隙刃10的一部分12上的過量的負載會引起很大的機床振動和工具磨損。余隙刃的該部分即作為副切削刃。特別注意到對于第一切削刀片來說，在齒槽深度中任何新位置處經(jīng)過一輪齒齒槽都是將工具在工具齒槽中進給到其預(yù)定深度的結(jié)果。即使刃10是一“余隙”刃，如果刀片4是通過一特定齒槽深度位置的第一刀片，它將不僅以其切削刃6，而且以其刀尖半徑8和余隙刃10的一部分即副切削刃12來切削余量材料。
由于余量已被在先的外側(cè)切削刀片的副切削刃去除，故內(nèi)側(cè)刀片的副切削刃去除的余量材料很少或沒有，因此穿過相同齒槽位置的一其后的刀片(例如一內(nèi)側(cè)刀片)的副切削刃上的磨損量大大減少。副切削刃12是刀具上第一個磨損的，因此是對于工具壽命的一個限制因素。振動和磨損主要是在展成和非展成形式的端面滾加工過程中，然而這些端面滾加工過程也顯示相似的振動和磨損。
副切削刃12的長度可由下式確定
式中d＝副切削刃的長度n工件＝工件齒輪的齒數(shù)n工具＝刀具上的刀片組數(shù)圖2示出與一工件齒輪14嚙合的切削工具2的一徑向剖面圖，該工件齒輪具有一軸線W，為示意起見，僅示出兩個相鄰輪齒16。在該圖中，刀具2具有一傾斜量α以使輪齒16在長度方向為冠狀。進給矢量FG表示前面討論過的美國專利5310295中揭示的進給矢量并位于一由理論展成齒輪軸線和工件齒輪軸線W限定的平面PG中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使工具2沿一至少部分包括進給一矢量FT的進給軌跡相對于工件齒輪14進給大大地減少了副切削刃12上的磨損，并減少了與由副切削刃12承受的過量的切削動作有關(guān)的機床振動。進給矢量FT位于一由工件齒輪軸線W和工具軸線T限定的平面PT中。
圖3為工件齒輪14在一平面PT中的軸向剖面圖比示出本發(fā)明的進給矢量FT的分量。第一進給矢量的分量Ft1在工具軸線T方向延伸(并見圖2)。最好是第一矢量分量Ft1朝垂直于輪齒的齒根線18，但由于切削工具的補償調(diào)整而可在+/-5度范圍內(nèi)變化。第二矢量分量Ft2在工件齒輪14的端面寬度方向延伸。
本發(fā)明的進給矢量FT在(并包括)平面PT中的較佳朝向位于垂直于工件齒輪軸線W并等于工件齒輪根錐角的方向1(FT(1))與垂直于相對的輪齒齒槽22的齒根方向20并等于工件齒輪根錐角兩倍的方向2(FT(2))之間，相對于第一矢量分量Ft1的角度在角度方面稱為0。在沿一1與2之間的矢量進給造成工具2與輪齒16之間產(chǎn)生干涉以致不能實現(xiàn)所需齒形的情況下，已發(fā)現(xiàn)在一朝向0(Ft1)的方向增量式地調(diào)整進給矢量的角度朝向可逐步減少并最終消除干涉。角度1與2之間出現(xiàn)的干涉在齒輪組比較低(例如3.5或以下)時傾向于更為頻繁。
例如，加工以下齒輪組的小齒輪件小齒輪齒數(shù)＝11大齒輪齒數(shù)＝39大齒輪/小齒輪＝3.5∶1小齒輪的根錐角＝28.6°根據(jù)上述討論并參照圖3，角度1等于工件的根錐角(即28.6°)，而2等于工件根錐角的兩倍(即57.2°)。因此，工具在工件內(nèi)的進給最初發(fā)生在這兩個角度之間。然而，在朝約30°處的一最初的進給軌跡產(chǎn)生干涉，這種干涉在3.5∶1的低齒輪比下并非意外。工具進給的角度以兩(2)度為間隔遞減，直至一24°的不產(chǎn)生干涉的進給角度。
相反，已發(fā)現(xiàn)即使在進給矢量FT最初位于1與2之間而不產(chǎn)生干涉的情況下，進給矢量FT朝2的遞增式調(diào)整可使機床噪音和振動降低。
例如，加工以下齒輪組的小齒輪件小齒輪齒數(shù)＝6大齒輪齒數(shù)＝37大齒輪/小齒輪＝6.2∶1小齒輪的根錐角＝12.68°根據(jù)上述討論并參照圖3，角度1等于工件的根錐角(即12.68°)，而2等于工件根錐角的兩倍(即25.36°)。因此，工具在工件內(nèi)的進給最初發(fā)生在這兩個角度之間。然而，在朝1處的一最初的進給軌跡并不產(chǎn)生干涉，這種干涉在6.2∶1的較高齒輪比下是預(yù)料之中的。對機床噪音和振動進行檢測，從而使工具進給的角度增加到14°而略有變化。其后進一步以兩(2)度為間隔遞增，直至一22°的基本上不產(chǎn)生機床噪音或振動的進給角度。
根據(jù)上述兩個實例得到的結(jié)果，相對于Ft1約22°至約24°的進給角度對于進給矢量FT是最佳的。對于大多數(shù)齒輪組來說，除了前述的在較低嚙合比的齒輪組產(chǎn)生干涉的情況外，這個范圍落在角度1與2之間。而在那些情況下，進給角度范圍可以重疊或位于較低限制角度1的外側(cè)。
當(dāng)然，上述確定最佳進給矢量的實驗方法可通過對輪齒齒槽的所需槽形與根據(jù)本發(fā)明進給矢量的方向計算的輪齒齒槽進行比較來替代。這種比較可采用商業(yè)上可提供的軟件如格里森工場提供的T2000來進行。通過這種比較方法，可避免大量的試加工，并不再費力去產(chǎn)生一些不能接受的工件以找出最佳進給矢量方向。
圖4示出采用按照本發(fā)明的工具進給時從工件齒輪14的端面平面看的端面滾加工過程。如上所述，在端面滾中工件齒輪與刀具以一同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)，而刀具包括多個刀片組，以使每個刀片組進入連續(xù)的輪齒齒槽。在圖4中該連續(xù)的輪齒齒槽用21和23表示。由于刀具和工件齒輪旋轉(zhuǎn)，包括有外側(cè)刀片25和內(nèi)側(cè)刀片26的第一刀片組24進入齒槽21。包括有外側(cè)刀片28和內(nèi)側(cè)刀片29的第二刀片組27進入齒槽23。如無本發(fā)明的進給方法，通過齒槽的第一刀片(即刀片25和28)的副切削刃由于它前面沒有刀片而在特定的輪齒齒槽深度處作更多的切削動作，以在該深度處去除余量材料。內(nèi)側(cè)刀片26和29的副切削刃由于前面的外側(cè)刀片已從齒槽去除許多余量材料而接觸余量較少，故很少磨損。因而，通過齒槽的第一刀片上的副切削刃磨損最快，而且高切削力引起機床振動。
然而在本發(fā)明中，主要由于進給矢量FT的第二進給分量Ft2而在切削刀片經(jīng)過輪齒齒槽時使刀片產(chǎn)生一漂移。該分量使外側(cè)刀片產(chǎn)生漂移而離開輪齒齒面，而使內(nèi)側(cè)刀片朝向輪齒齒面，從而將更多的切屑負載移到內(nèi)側(cè)刀片上，具體來說是內(nèi)側(cè)刀片的切削刃上。在內(nèi)側(cè)刀片具有更大的切屑負載的情況下，由于一前面的內(nèi)側(cè)刀片已從輪齒齒槽去除大量材料，故即使在一較大的輪齒深度位置，任何連續(xù)外側(cè)刀片的副切削刃去除的余量材料均很少。采用本發(fā)明的方法，則在兩種刀片之間并從而在刀片的所有形成輪齒齒槽的切削刃之間產(chǎn)生一動力平衡。在進給矢量分量Ft2方向沿工件齒輪的端面寬度的進給運動也引出一與準雙曲面齒輪的長度滑移運動相似的滑移運動。該滑移運動起一減少機床振動的振動阻尼器作用。
本發(fā)明的方法最好在一包括有多個用于定位和使工具與工件齒輪運轉(zhuǎn)嚙合的計算機控制軸線的一計算機控制機床。這種機床如圖5所示，圖中示意性地示出了頒發(fā)給Krenzer等人的美國專利號4981402揭示類型的一自由型式計算機控制多軸線齒輪加工機床。
該機床包括一機床底座30，工具頭32，以及工件頭34。工具滑臺36通過導(dǎo)軌38安裝在工具頭32上用于在工具頭上作直線運動(Ay)，工具頭32則通過導(dǎo)軌40安裝在機床底座30上用于在底座上作直線運動(Ax)。工具42被安裝在工具滑臺36上并可圍繞工具軸線WT旋轉(zhuǎn)。工件頭34通過導(dǎo)軌46安裝在工件工作臺44上用于在工作臺上作圓弧(樞轉(zhuǎn))運動(Ap)，工件工作臺44則通過導(dǎo)軌48安裝在機床底座30上用于在底座上作直線運動(Az)。工件齒輪50被安裝在工件頭34上并可圍繞工件齒輪軸線WG旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明所需機床運動系根據(jù)輸入到計算機中的對于諸如機床調(diào)整、工具進給、以及展成滾動(如果需要的話)的指令進行的。對初始調(diào)整位置進行計算并將計算機控制軸線運動到該調(diào)整位置。然后根據(jù)進給參數(shù)如Ax、Ay和Az坐標計算工具相對于工件的一進給軌跡。然后運動計算機控制軸線以沿進給軌跡使工具相對于工件進給，如上所述，進給軌跡的至少一部分包括一進給矢量。如為展成式加工過程，則也可以這樣一種方式來運動計算機控制軸線，其中進行一展成滾動和/或也可使工件與工具以一定時關(guān)系旋轉(zhuǎn)以便能進行面滾加工過程。
在圖5所示的機床中，由于總是平行于機床底座的工具軸線WT和固定地平行于機床底座的工件齒輪軸線WG的方向，在由工件齒輪軸線和工具軸線方向限定的平面中的一工具進給矢量位于一水平平面中。從而可以看到，無需在垂直方向運動即可使一工具進給到一工件齒輪內(nèi)，其優(yōu)點如下所述。
機床中切削力最重要的分量是在垂直方向。沿一個或兩個導(dǎo)軌(例如圖5中的40和/或48)的水平運動垂直于垂直切削力分量，這代表了機床的一最佳狀態(tài)。當(dāng)工具進給矢量包括一垂直分量或進給采用工件齒輪或展成齒輪的附加轉(zhuǎn)動時，機床性能即降低。垂直力對著導(dǎo)軌的垂直運動作用，并且也傾向性地對著影響導(dǎo)軌垂直運動的動力敏感元件如齒輪和滾珠絲桿作用。這些垂直運動引起對加工過程產(chǎn)生不好影響的附加振動。
本發(fā)明方法也可在一如圖6所示的機械或計算機控制搖臺式機床上實施，此時系通過選擇用于切入進給的搖臺位置以在一位置上相對于進給軸線調(diào)整傾斜工具的方向，故進給矢量位于由工件齒輪軸線和刀具軸線方向限定的平面中。
圖6示出一機械或計算機控制搖臺式齒輪加工機床，該機床包括有一機床底座62，一可在裝于機床底座62的導(dǎo)軌66上作直線運動(Xb)的工具頭64。該機床也包括一可在裝于工件工作臺72的導(dǎo)軌70上作直線運動(Xp)的工件頭68，該工作臺可在導(dǎo)軌74上沿一圍繞樞轉(zhuǎn)軸線Wp的圓弧軌跡∑運動。工具頭64上安裝有一可圍繞搖臺軸線Xc旋轉(zhuǎn)的搖臺76，搖臺76上安裝有一系列分別控制偏心、旋轉(zhuǎn)和傾斜角度的可調(diào)整鼓78，80和82。對這些鼓進行設(shè)置以使可圍繞工具軸線WT旋轉(zhuǎn)的工具84以一適當(dāng)方式相對于工件齒輪86定位。工件頭68包括導(dǎo)軌88，該導(dǎo)軌又帶有可圍繞工件軸線WG旋轉(zhuǎn)的工件齒輪86。導(dǎo)軌88位于并設(shè)置在所需的準雙曲線偏置距離Em處。
可采用調(diào)整搖臺76或轉(zhuǎn)臺80方位傾斜刀具以實現(xiàn)本發(fā)明的進給矢量，這是由于這些調(diào)整能使刀具軸線在一水平平面中定位，從而能建立一具有上述優(yōu)點的水平進給平面。用于使傾斜刀具相對于進給軸線調(diào)整方位的裝置也可以是轉(zhuǎn)臺機構(gòu)80，該機構(gòu)一般用于給予傾斜刀具一相對于工件齒輪的方位，以展成適當(dāng)?shù)凝X形。該轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)在這種情況下具有雙重功能，即，第一是提供一對于切入循環(huán)來說最佳的傾斜方向，第二是改變傾斜位置以形成適當(dāng)?shù)凝X形。
本發(fā)明的工具進給方法能獲得較高的工具壽命并改善特定機床的性能。此外，不管哪種類型的加工過程，即切削或磨削，端面滾或端面銑，展成或非展成，被加工齒輪的表面光潔度均有改善。不管哪種類型的余量去除過程，本發(fā)明的工具進給方法均能適用，這是由于對于所有類型的切削或磨削加工過程來說，首先必須將工具沿一進給軌跡進給到一所需深度。
盡管已參照較佳實施例對本發(fā)明作了描述，但應(yīng)理解，本發(fā)明并非限于這些具體實例。本發(fā)明傾向于包括對熟悉本領(lǐng)域的人員來說是顯而易見的修改，這些修改不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在一用于在一工件上產(chǎn)生至少一個輪齒表面的加工過程中將工具在所述工件中進給到一預(yù)定深度的方法，所述工具可繞一工具軸線旋轉(zhuǎn)并具有至少一個余量去除表面，所述工件可繞一工件軸線旋轉(zhuǎn)，所述方法包括使所述工具繞所述工具軸線旋轉(zhuǎn)，使所述旋轉(zhuǎn)著的工具與所述工件接觸，使所述工具沿一進給軌跡相對于所述工件進給到所述預(yù)定深度，其特征在于，至少一部分所述進給軌跡系由一包括至少第一矢量分量和第二矢量分量的進給矢量限定，所述第一矢量分量和第二矢量分量位于一由所述工件軸線和所述工具軸線方向限定的平面中，所述第一進給矢量分量基本上在所述工具軸線方向，而所述第二進給矢量分量則基本上在所述工件的端面寬度方向。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使所述工件在所述接觸前繞所述工件軸線旋轉(zhuǎn)，所述工具和工件以一預(yù)定的同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)，從而在所述滾動運動過程中在所述工件上形成所有輪齒的輪齒表面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述進給軌跡基本上由所述進給矢量完全限定。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工過程包括一用于形成一齒輪組的一組成件的切削過程。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述齒輪切削過程包括一展成過程。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述齒輪切削過程包括一非展成過程。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工過程包括一用于對一齒輪組的一組成件進行精加工的磨削過程。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述齒輪磨削過程包括一展成過程。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述齒輪磨削過程包括一非展成過程。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件包括一齒輪組的一小齒輪組成件。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件包括一齒輪組的一大齒輪組成件。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在一具有一底座的機床上實施，其中，所述平面相對于所述底座被水平地調(diào)整方向。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述機床為一計算機控制多軸線機床。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述機床包括一搖臺。
15.一種在一用于通過一計算機控制機床形成螺旋錐齒輪和準雙曲線齒輪的加工過程中使一工具相對于一工件齒輪進給的方法，所述計算機控制機床包括多個用于定位和與所述工件齒輪操作嚙合的計算機控制軸線，所述工具被配置來繞一工具軸線旋轉(zhuǎn)而所述工件齒輪被配置來繞一工件軸線旋轉(zhuǎn)，所述方法包括以下步驟根據(jù)輸入到所述機床的調(diào)整參數(shù)計算初始調(diào)整位置，使所述計算機控制軸線運動到初始調(diào)整位置，以初步確定所述工具和工件齒輪的相互位置，根據(jù)輸入到所述機床的調(diào)整參數(shù)計算所述工具相對于所述工件齒輪的一進給軌跡，繞所述工具軸線旋轉(zhuǎn)所述工具，使所述計算機控制軸線運動以將所述旋轉(zhuǎn)的工具沿所述進給軌跡相對于所述工件齒輪在所述工件齒輪中進給到一預(yù)定深度，所述進給軌跡的至少一部分由一進給矢量加以限定，其特征在于，所述進給矢量至少包括第一進給矢量分量和第二進給矢量分量，所述進給矢量分量在一由所述工件軸線和所述工具軸線的方向限定的平面內(nèi)定位，所述第一進給矢量分量基本上在所述工具軸線方向，所述第二進給矢量分量基本上在所述工件齒輪的端面寬度方向。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述用于形成螺旋錐齒輪和準雙曲線齒輪的加工過程包括端面銑。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述用于形成螺旋錐齒輪和準雙曲線齒輪的加工過程包括端面滾。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述進給軌跡基本上由所述進給矢量完全限定。
19.一種在一用于在一工件齒輪上產(chǎn)生錐齒輪和準雙曲線齒輪的端面滾加工過程中將工具在所述工件中進給到一預(yù)定深度的方法，所述工具可繞一工具軸線旋轉(zhuǎn)并具有多個余量去除表面，所述工件齒輪可繞一工件軸線旋轉(zhuǎn)，所述方法包括使工具繞所述工具軸線旋轉(zhuǎn)，使所述工具齒輪繞一工件軸線旋轉(zhuǎn)，所述工具與工件齒輪以一同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)，使所述旋轉(zhuǎn)工具和所述旋轉(zhuǎn)工件接觸。使所述工具沿一進給軌跡相對于所述工件進給到所述預(yù)定深度，其特征在于，至少一部分所述進給軌跡系由一包括至少第一矢量分量和第二矢量分量的進給矢量限定，所述進給矢量分量位于一由所述工件軸線和所述工具軸線方向限定的平面中，所述第一進給矢量分量基本上在所述工具軸線方向，而所述第二進給矢量分量則基本上在所述工件的端面寬度方向。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述進給軌跡基本上由所述進給矢量完全限定。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述端面滾加工過程為一展成端面滾加工過程。
全文摘要
一種在一用于在一工件上產(chǎn)生至少一個輪齒表面的加工過程中將工具在所述工件中進給到一預(yù)定深度的方法。該工件可繞一工件軸線旋轉(zhuǎn),該工具可繞一工具軸線旋轉(zhuǎn)并具有至少一個余量去除表面,該方法包括使工具繞工具軸線旋轉(zhuǎn)并使旋轉(zhuǎn)工具與工件接觸。使所述工具沿一進給軌跡相對于所述工件進給到所述預(yù)定深度,其特征在于,至少一部分所述進給軌跡系由一至少包括第一矢量分量和第二矢量分量的進給矢量限定。
文檔編號B23F9/02GK1196009SQ96196870
公開日1998年10月14日 申請日期1996年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月15日
發(fā)明者H·J·斯塔特菲爾特, J·S·格里森 申請人:格里森工場