用于齒輪的樣品及小批量生產的設備和方法技術

本發明專利技術涉及一種具有修整盤的用于齒輪的樣品及小批量生產的設 備。根據本發明專利技術，修整盤具有不對稱的側面形狀和限定的頭部半徑。此 外，本發明專利技術涉及一種通過使用這種修整盤而用于齒輪的樣品及小批量生 產的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
在齒輪的生產中，樣品或小批量生產近來已變得日趨重要。當制造 非常昂貴并且較大的工件時，應該避免使作為樣品進行加工的初始工件 成為不合格品而被丟棄掉。尤其是，由于對于較短的制造時間的需求， 因此需要一種新穎的、非常靈活而且快速的制造過程。前述用于樣品生產的過程可以分成以下的方法步驟1. 根據輪廓和側面修正的選擇、所選取的精度等，進行輪齒的初始設計；2. 確定生產工藝和精加工方法；3. 通過車削、鉆削等制造毛坯；4. 例如通過滾銑、插削、滾磨或成形磨削對輪齒進行預切削；5. 進行淬火或熱處理；6. 可選地，通過滾磨或成形磨削來進行精細磨光；7. 在試驗臺上或在實際的傳動裝置中對樣品齒輪進行試驗操作；以及8. 改進新設計或初步開始試制生產。在前述過程中， 一旦在方法步驟3中確定輪廓，就將工具設計成用 于預切削輪齒以及用于精細磨光，并啟用該工具。這些工具的制造時間 和交貨時間非常長，有可能高達三個月.關于工具的期望的改變或制造 缺陷僅在工具的初次使用的過程中才會顯露出來，并因此不可避免地導 致必要的再加工，例如滾刀的去除涂辱、再次研磨或重新涂覆。這樣會 導致幾天或幾星期的生產損失。至于在前述方法的步驟3和6中，預切削輪齒以及精細磨光應通過 滾磨來實現，而這種滾磨需要具有特殊的輪齒輪廓形狀的電鍍修整工具。這種修整工具的制造同樣需要數星期的交貨時間。作為適配于輪廓 的修整工具的可普遍應用的替換物，還可以使用萬能修整工具，利用該萬能修整工具可以逐線(line by line)修整蝸桿砂輪。此處，通過對磨 床或修整機床的控制，而由此生產出特殊的輪廓形狀。在該方法中，不 存在用于特殊工具的交貨時間。然而不利的是，從圓柱形毛坯修整成蝸 桿砂輪需花費數小時。如果在初始工件的滾磨之后必需例如針對齒形 角、尖作圓角或齒冠深度而對齒形進行修正，則當使用萬能修整工具時， 就必須重新開始漫長的逐線修整周期。取決于進行修正的程度，這種周 期可能會非常長。但是，在使用特殊設計的輪廓修整器的情況下，由于 必須將修整工具送回到工具供應商處進行修正，因此會造成甚至更嚴重 的生產延遲，該延遲可能是數星期。與前述過程的方法步驟3和6相對應，還可以借助于成形磨削方法 通過成形磨削來執行預切削輪齒和精細磨光的步驟。當修整時，在磨削 件上采用相反的輪廓并且隨后在磨削過程中將輪廓傳遞到工件上，其中 筒單類型的運動一一例如在旋轉磨削件的同時的非常緩慢的線性運 動一一基本上就已足夠。與前述滾磨方法相比，因為成形磨削方法顯然 較慢，所以其在加工時間方面具有缺點。特別是在尺寬較大且齒數較多 的情況下，需要明顯較長的磨削時間。如果使用成形磨削來預切削輪齒， 則必須形成全齒高。這被稱作在固相塊中進行磨削，其中加工時間再次 明顯長于滾磨的情況。
技術實現思路
本專利技術的目的是在工具成本最小化的情況下明顯縮短樣品或小批 量的制造時間。其應允許對未加工出齒或預先加工出齒、并可能已硬化 的齒輪進行加工。此外，因為在任意的輪廓改型的情況下，所有的輪齒 都可利用一個磨削工具和一個修整工具進行生產，所以該方法應可以得 到普遍應用。根據本專利技術，該目的最初是通過具有權利要求1的特征的設備來實現。因此，提供一種用于齒輪的樣品及小批量生產的設備，它包括盤狀修 整工具，才艮據優選實施例，該盤狀修整工具一方面具有不對稱的側面形狀， 并且具有限定的頭部半徑。修整工具在其右側和左側的錐形側面上具有 相同或不同的側面角度，并具有限定的頭部半徑。利用這種修整工具，既可修整蝸桿砂輪又可修整成形磨盤。這種可普遍應用的修整工具可無 關于各輪齒的模數和壓力角而進行使用。這里，可以實現磨削工具中所 有的輪廓改型。在蝸桿砂輪中，例如可從圓柱形毛坯生產出不同數量的 螺紋。于是能夠完全省略定購預成形的蝸桿砂輪，如上所述，定購預成 形的蝸桿砂輪需要較長的交貨時間。在已知的用于樣品的制造方法中，用戶也已嘗試去完全消除不希望 的蝸桿砂輪的交貨時間。但是，在借助于滾磨方法的樣品生產中，必需 形成不同的預成形蝸桿砂輪的庫存，以便能夠對特定的齒加工數據靈活 地做出反應。由于螺紋的壓力角、模數和數量的多種組合，因此當生成 相應的庫存時產生了非常大量的蝸桿砂輪，這樣導致較高的成本負擔。 利用根據本專利技術的設備，現在可以僅將少量的一一例如兩至三個一一圓 柱形毛坯放入庫存中，然后可以根據具體規格靈活地進行修整。在獨立權利要求后的從屬權利要求中提供了根據本專利技術的設備的 有利方面。因此，盤狀修整工具的一個側面可包括15°到25°、優選地為20。的 角度，而另一側面包括10。到14°、優選地為12。的角度。根據本專利技術的另一個有利的方面，頭部半徑可以是0.3 mm至0.7 mm， 優選地為0.5 mm。最后，有利地，盤狀修整工具在其表面上借助于硬質材料進行增強。根據其表面的進一步有利的構造，盤狀修整工具可覆以不同的顆 粒。例如，在側面上，可在表面上選用粗顆粒，當成形蝸桿時其例如可 用于預磨削。另一方面，在圓角部的區域覆以細顆粒。這樣，例如，可 成形盤，并且此處利用相應的輪廓修正可以在盤上產生高質量的表面。本專利技術的設備可用于傳統的CNC (計算機數值控制)滾磨和成形磨 削機床中的蝸桿砂輪或磨盤的修整。由于根據本專利技術的超過CNC滾磨 和成形磨削機床的擺動角范圍的不同側面角度，因此可獲得具有多個度 數的壓力角范圍，例如壓力角的范圍ct=12°至25° 。根據本專利技術，上述目的通過一種用于齒輪的樣品及小批量生產的方 法來實現，該方法利用在權利要求7中所述的方法步驟并使用上述的設 備。在該方法中，可修整的磨盤和可修整的蝸桿砂輪以本身已知的方式 進行使用。將磨盤和蝸桿砂輪安裝在工具軸上。在齒輪的樣品或小批量 生產中，將蝸桿砂輪用于所謂的粗加工，其提供較高的去除率并由此提 供較短的加工時間。另一方面，安裝在工具軸上的磨盤用于修光，由此， 獲得具有良好表面質量的齒輪樣品，并且可生產所有的輪廓改型。與根據本專利技術的過程相對應，首先借助于盤狀修整工具對設置在工 具軸上的蝸桿砂輪進行預成形，并隨后進行精成形。另外，可以利用盤 狀修整工具對連同蝸桿砂輪一起設置在工具軸上的磨盤進行成形，其中，可以通過CNC滾磨和成形磨削機床的CNC控制而自由并靈活地 對成形磨盤進行成形，由此獲得非常高的成形質量。根據該方法的具體方面，預成形可借助于所謂的犧牲盤(sacrificial disk)對圓柱形蝸桿毛坯或盤毛坯進行沖壓。此處，將犧牲盤理解成用 于快速且粗略地去除材料、并能夠在相應的預成形步驟后丟棄的工具。借助于上述盤狀修整工具，現在可以在無需更換修整工具的情況下 對兩種工具 一 一 即蝸桿砂輪和磨盤 一 一 進行成形以及磨利。利用相應地成形的蝸桿砂輪或磨盤，可借助于滾磨和成形磨削的結 合來磨削要被制造的齒輪的輪齒。附圖說明將參照附圖中所示的實施例來詳細地描述本專利技術的其它特征、細節 和優點。唯一的附圖示出了在本專利技術優選實施例的構造中的盤狀修整工具。 具體實施例方式在唯一的附圖中示出了盤狀修整工具，該盤狀修整工具可安裝在未 示出的CNC滾磨和成形磨削機床中并可由所迷機床驅動。如從圖中得知，盤狀修整工具10具有兩個傾斜的側面12和14，它 們在頭部區域本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于齒輪的樣品及小批量生產的設備，所述設備具有盤狀修整工具，其特征在于，所述盤狀修整工具具有預定的側面形狀和限定的頭部半徑。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：威利·德姆勒，曼弗雷德·燦克爾，
申請(專利權)人：利勃海爾齒輪技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：DE