用于操作磨齒機的方法

專利名稱：用于操作磨齒機的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于操作磨齒機的方法。這種磨齒機用于通過磨盤 和/或蝸桿砂輪來在磨齒機上加工工件。
背景技術：
在齒輪的生產中，磨齒機用于對預加工齒輪進行精細磨光，從而使 齒輪形成最終的幾何形狀。在齒輪的生產中，通常，在軟預加工步驟一一 例如銑削或插削一一中首先從回轉對稱工件形成齒。隨后，將通過這種 方式預加工的工件進行熱處理，通過熱處理，齒輪的至少位于靠近齒表 面的區域得到硬化。為了補償在熱處理期間產生的表面幾何形狀的變 化，并且為了加工齒的表面幾何形狀使其具有更高的精度，因此在磨齒 機上進行精細磨光。使用磨盤或者蝸桿砂輪，利用磨盤或者蝸桿砂輪加 工工件并且使工件形成其最終的幾何形狀。
這種磨齒機如圖l所示。該磨齒機包括工件夾具3，工件6可夾緊 在該工件夾具3中。工件夾具3可以繞著軸線C2回轉，該軸線C2有 利地以豎直的方式校準。然而可替代地，也可以使用以水平的方式校準 的工件夾具。磨齒機還包括用于夾緊工具的工作主軸5。在該工作主軸 5中可夾緊一個或多個磨盤和/或一個或多個蝸桿砂-輪l。工作主軸5可 以由電機8進行回轉，其中工作主軸5的回轉軸線Bl能夠在平行于工 件夾具3的回轉軸線延伸的平面內進行旋轉。為此，工作主軸5可以繞 著旋轉軸線Al旋轉，該旋轉軸線Al垂直于工作主軸5的回轉軸線Bl 在其中延伸的平面，并且還垂直于工件夾具3的回轉軸線延伸。另外， 工作主軸5能夠沿其回轉軸線B1的方向一一即沿著箭頭V1 — 一直線移 位.另外，工作主軸5能夠沿著平行于工作主軸5的回轉軸線C2的方 向—一即沿著箭頭Z1 ——直線移動。工作主軸還可以沿著垂直于工件 夾具3的回轉軸線C2的方向一一即沿著箭頭XI — 一直線移動，從而使 夾緊在工作主軸5中的磨盤或者蝸桿砂輪1向著夾緊在工件夾具3中的 工件移動，或者使磨盤或者蝸桿砂輪l移動離開工件，或者用以獲得特
7定的修正。利用磨盤或者蝸桿砂輪加工工件通常是通過滾磨或者成形磨 削或者兩者的結合來進行。
在齒輪箱構造中進行的用以以較低的噪聲發射來傳遞較高的功率密 度的發展，導致了齒輪越來越復雜的齒輪幾何形狀或齒輪拓樸。由于這 種齒輪幾何形狀的改型，使得能夠優化各種載荷情況下的輪齒接觸模 式，并且能夠改善嚙合齒之間的推力載荷及拉伸載荷。存在向著越來越 復雜的齒輪幾何形狀發展的趨勢，這些齒輪必需以較小的批量在越來越 短的反應時間內進行生產。
為了使磨盤或者蝸桿砂輪能夠適于齒輪的期望的幾何形狀和/或為 了補償磨盤和/或蝸桿砂輪的磨損，在操作期間必須定期對磨盤或者蝸桿 砂輪進行修整，以便調整到工件的新的幾何形狀。磨盤和/或蝸桿砂輪的 修整或整形修正包括實際的成形以及修銳，并且后面為了清楚起見繼續 稱為成形，實際的成形即生成磨盤和/或蝸桿砂輪的所需幾何形狀(同心 度、圓柱度、輪廓)，修銳即生成高切割磨削表面(細微幾何結構)。接 下來，用于成形磨盤或蝸桿砂輪的工具被相應地稱作成形工具。
為了成形磨盤和蝸桿砂輪，特別是圓柱形未修正的蝸桿砂輪以及圓
柱形已改型的蝸桿砂輪，可使用不同的成形工具。圖2到4示出了這種 成形工具2，該成形工具2用于成形蝸桿砂輪l。在圖2中，示出了回 轉對稱的成形工具，以及在圖3中，示出了齒輪形式的成形工具，該成 形工具也被稱為成形齒輪(主齒輪)。圖4還示出了具有較復雜的幾何 形狀的回轉對稱的成形工具。
可以在磨齒機上一一即在專用機床上一一對磨盤或者蝸桿砂輪進行 成形，齒輪也在該磨齒機上進行加工。為此，如圖1所示，將磨齒機上 的成形工具安裝在成形主軸上并由該成形主軸驅動，并且如果需要的 話，成形工具還可以選擇性地繞著它們的夾緊軸線旋轉。圖l中的成形 主軸4可繞著回轉軸線B3受到驅動，該回轉軸線B3垂直于工件夾具的 回轉軸線C2延伸。此外，成形主軸4能夠繞著旋轉軸線C5進行旋轉， 該旋轉軸線C5平行于工件夾具3的回轉軸線C2延伸。另外，成形主 軸4能夠沿著平行于工件夾具3的回轉軸線C2延伸的方向一一即沿著 箭頭Z4—一直線移動。在成形期間，以同樣方式成形的磨盤或者蝸桿 砂輪被驅動并且選擇性地朝向成形工具旋轉，從而能夠以正常的切削來 進行對蝸桿砂輪的成形。可以在多程中以單面或者雙面的方式對蝸桿砂
8輪進行成形，并且如果需要的話輪廓面能夠以不同方式成形并且能夠沿 著蝸桿長度變化，從而生產出所謂的三維改型的蝸桿砂輪。
用于磨削工件的磨盤或者蝸桿砂輪通常由粘結的硬質材料顆粒一一 例如金剛砂或者金剛砂變體一一制成，或者由陶瓷粘結或電鍍粘結的氮 化硼制成。磨盤或者蝸扦砂輪的成形精度很大程度上決定了輪齒的精 度。在現有技術中使用的成形工具通常涂以單層硬質材料，并且優選地 以正極電鍍或者負極電鍍的方式涂覆金剛石或者立方氮化硼，并且隨后 還進行機械精整，從而滿足所需要的關于輪廓幾何形狀及工具壽命的最 終較高質量。這種制造通常需要基本金屬體，該基本金屬體同樣必需以 機械方式制造出接近的質量，進行化學或電化學涂覆過程，并且如果需 要的話，進行精確的機械精加工一一即成形或者修整成形工具.整形修 正或修整成形工具依次包括實際的成形以及修銳，并且后面繼續稱為修 整，從而避免與磨盤和/或蝸桿砂輪的成形發生混淆，實際的成形即生成 成形工具的所需幾何形狀(同心度、圓柱度、輪廓)，修銳即生成高切 割成形表面(細微幾何結構)。用于修整成形工具的工具同樣地繼續稱 為修整工具。
用于制造已知成形工具的過程是分階段進行且耗時的過程，生產的 工具具有預先設定的幾何形狀，該幾何形狀必需在工具供應商和消費者
之間精確地匹配，并且應當保持較長的使用壽命。由全世界內少量的專 門工具制造商確保了這種制造。由于特定的程序，使得工具相對昂貴并 且具有相當長的交貨期。為了修整、或者再涂覆及修整，必需將工具發 回到制造商并且開始進行所謂的再涂覆或再修銳過程。在這種過程中， 成形工具的幾何形狀的改變也能夠在一定限度內以一定的成本進行。
到目前為止，所能夠得到的工具系統的不利之處包括無法通過修 整蝸桿砂輪時的旋轉或者選擇性進給來實現的用戶工件的輪廓幾何形 狀的改變僅能夠通過所謂的線修整而進行生產.然而，這種方法包含以 下的不利之處圓柱形蝸桿砂輪的線形預成形、精成形以及后期成形會 由于多個單獨的成形步驟而非常耗時，并且僅僅部分地適用于在專門機
床上磨削重復的批量。
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發明內容
因此，本發明的目標在于提供一種方法，該方法能夠使齒輪制造商 在短時間內靈活地并且以較低的成本生產出具有不同的幾何形狀和拓 樸的齒輪。
根據本發明，該目的是通過根據權利要求l的方法而實現.本發明 涉及一種用于操作磨齒機的方法。作為磨齒機的操作方面，本發明的方
法包括借助于磨盤和/或蝸桿砂輪在磨齒機上對工件進行加工；以及在 磨齒機上對用于成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。根據本發 明，對用于成形磨齒機的磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具的修整是在磨齒 機上進行。通過在磨齒機上一_即專用機床上一—修整成形工具，可以 在短時間內并以低成本制造出不同幾何形狀的成形工具，該成形工具接 下來能夠用來成形不同幾何形狀的磨盤或者蝸桿砂輪，同樣在該磨齒機 上通過磨盤或蝸桿砂輪對齒輪進行加工。通過本發明的方法，還能夠快 速地并且以較低的成本再次加工成形工具，從而補償成形工具上的磨 損。在用于成形磨盤或者蝸桿砂輪的成形工具經過多次使用之后以及在 磨損發生之后，成形工具能夠在磨齒機本身上進行修整。如果期望及需 要對輪廓的幾何形狀進行改變，則在成形工具的使用壽命結束之前還可 以通過利用改變的NC(數控)數據進行修整而對成形工具進行改型。
這種成形工具可以用來成形具有相應成形參數的圓柱形或者三維改 型的蝸桿砂輪。如果需要的話，該成形工具還能夠兩次或者多次用于單 獨的蝸桿(粗加工/修光)。
有利地，本發明還包括一種方法，該方法具有以下的磨齒機的操作 方面借助于成形工具在磨齒機上對磨盤和/或蝸桿砂輪進行成形；以及 在磨齒機上對用于成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。該方法 同樣為生產過程提供了相對增加的靈活性。有利地，本發明的方法包括 全部的三個操作方面，從而使得能夠在磨齒機上進行磨削、成形以及修 整，由此相應地節省了成本。
由于本發明的方法，使得單個磨齒機就足以用于整個加工過程，其 中在磨齒機上對成形工具進行修整，然后在同 一磨齒機上使用該成形工 具對安裝在該磨齒機上的磨盤和/或蝸桿砂輪進行成形。然而，當然也可 以使用多個磨齒機，從而使得成形工具無需在同一磨齒機上進行修整，
10在該磨齒機上還使用用于成形的成形工具和/或在該磨齒機上使用借助 于成形工具成形的磨盤和/或蝸桿砂輪。然而，本方法的一個明確的優點
始終包括單獨的磨齒機可選擇地在修整模式下、在成形模式下和/或在 磨削模式下操作，從而能夠獲得良好的靈活性以及對機器的利用。
在根據本發明的進行成形工具的修整的磨齒機上，有利地在磨削模 式下借助于夾緊在工作主軸中的磨盤和/或蝸桿砂輪對夾緊在工件夾具 中的工件進行加工。除了通常的對工件一一即齒輪一一的加工，還使用 磨齒機來修整成形工具。
在根據本發明的進行成形工具的修整的磨齒機上，還有利地在成形 模式下利用夾緊在成形主軸中的成形工具對夾緊在工作主軸中的磨盤 或蝸桿砂輪進行成形。在除了加工工件之外還進行蝸桿砂輪成形的磨齒 機上，還能夠根據本發明進行成形工具的修整。
另外有利地，可以使用單獨的用于修整模式的修整主軸。由此，使 用者不需要特別地重新夾緊用于修整成形工具的修整工具。修整主軸可 以有利地設置在成形主軸附近、特別是在成形主軸上方，并且可以與成 形主軸一起移動和/或旋轉；或者可以設置在工作主軸附近、特別是在工 件臺上，并且可以與工件臺一起移動、旋轉和/或移位。
然而可替代地，還可以通過已經設置用于磨削模式和/或成形模式的 主軸來進行修整。
取決于成形工具的幾何形狀而得到不同的方法，成形工具能夠利用 所述方法在根據本發明的磨齒機上進行修整。
因此，本發明包括一種方法，其中為了修整回轉對稱的成形工具， 借助于夾緊在磨齒機的成形主軸中的修整工具對夾緊在工作主軸中的 成形工具進行修整，或者借助于夾緊在磨齒機的工作主軸中的修整工具 對夾緊在磨齒機的成形主軸中的成形工具進行修整。借助于工作主軸和 成形主軸的NC軸，在待修整的成形工具上能夠產生所有期望的輪廓修 正以及改型。成形工具以優化的修整率進行預加工、精加工以及再加工。
作為修整回轉對稱成形工具的可選方法，夾緊在工件夾具中的成形
工具能夠利用夾緊在磨齒機的工作主軸中的修整工具進行修整。工作主 軸的回轉軸線有利地與工件夾具的回轉軸線以基本上平行的方式校準，
ii從而可以獲得與轉子銑削相當的情況。
如果采用額外的修整主軸，則取決于修整主軸設置的位置，有利地 以類似于工作主軸或成形主軸的方式使用及移動該修整主軸。
在另一有利的方式中，成形工具和/或修整工具繞著各自主軸的回轉 軸線回轉。在另一有利的方式中，以另外的機床軸來掃描成形工具的輪 廓，特別是通過使工作主軸旋轉、移位和/或前進和/或通過使成形主軸
旋轉和/或通過使修整主軸相應地移動。通過對NC控制的路徑輪廓的自 由選擇，在成形工具上能夠產生所有可能的輪廓改型及修正，從而稍后 能夠在磨齒機上使用該工具來成形可成形蝸桿砂輪以及可成形磨盤，從 而提供了具有期望幾何形狀的蝸桿砂輪以及磨盤。
作為用于修整成形工具的工具，可以使用成形輥，即具有限定頭部 半徑或者如果需要的話具有縮減的限定頭部半徑的工具.將該工具夾緊 在可以由其來確定速度和轉向的成形主軸上，用以對夾緊在工作主軸中 的成形工具進行修整，然后通過在正常的切削中旋轉工作主軸而使成形 工具與修整工具接觸。可替代地，待修整的成形工具還能夠夾緊在可以 由其來選擇性地限定速度和轉向的成形主軸上，其中成形主軸可以繞其 旋轉軸線旋轉。成形工具隨后夾緊在工作主軸上并由該工作主軸驅動， 在該工作主軸上移位，并且自由地選擇轉向。作為修整工具，再次優選 地使用具有限定頭部半徑或者具有縮減的限定頭部半徑的成形輥.如果 使用額外的修整主軸，則取決于該修整主軸設置的位置，使其可以替代 在所述程序中的工作主軸或者成形主軸。
為了進行修整，修整工具和成形工具有利地以限定的、優化的速度比 彼此進行點接觸，其中如果需要的話夾緊在成形主軸中的成形工具或者修 整工具能夠選擇性地旋轉，從而在每個接觸點上與修整工具的最優點接觸 并且確保了較高的最終精度。
由于NC軸一一工作主軸可以通過該NC軸進行移動，使得能夠選擇 性地掃描任何期望的路徑，從而可以制造成形工具的頭部半徑、輪廓形 狀一一例如齒冠、修緣、修才艮、以及頭部成形工具上的半徑。在非常少量 的情況下進行修整，從而節省了成形工具和修整工具并且提供了較長的使 用壽命。
12本發明還包括一種方法，其中為了修整具有齒輪形狀的成形工具，夾 緊在工件夾具中的成形工具利用夾緊在磨齒機的工作主軸中的修整工具進 行修整。通過這種方式，成形齒輪也能夠在本發明的磨齒機上進行修整。
修整成形工具有利地通過滾磨 一 —特別是局部滾磨和/或成形磨削來 進行.
有利地，成形工具在工件夾具中夾緊、回轉并定位，并且夾緊在工作 主軸中的修整工具進行回轉。
在另一有利的方式中，夾緊在工作主軸中的修整工具進行旋轉以及移 位，其中工作行程是通過^使工作主軸沿著在平行于工件夾具回轉軸線的方
向移動而ii行，并且通過^吏工作主軸沿著垂直于工件夾具回轉軸線的方向 移動而使修整工具向著成形工具移動。為了對斜齒輪進行預加工、精加工 以及再加工，有利地進行各個軸的連動。有利地借助于局部泉磬或者成形 磨削方法以單面或雙面的方式進行修整。
如果使用額外的設置在工作主軸附近的修整主軸，則該修整主軸有利 地在上述方法中替代工作主軸，即以類似于工作主軸的方式使用及移動。
在另一有利的方式中，在本發明的方法中修整具有多層硬質材料涂層 的成形工具。多層^t材料涂層可以是同樣的，但是也可以由于^材料 的類型、密度、結合劑以及不同的顆粒而不同，以便用于成形工具將來的 磨損行為。有利地，例如在刀架上設置抗磨增強層。
成形工具具有多層硬質材料涂層并且具有一定數量的用于再成形的硬 質材料涂層。作為回轉對稱的成形工具的基體，使用回轉對稱的坯體 (starting body )。作為成形齒輪的基體，可以使用具有多層硬質材料涂層 的齒輪一一該齒輪為直齒齒輪或斜齒齒輪、或者使用盤形圓柱坯體，然后 對坯體進行相應地修整。有利地，僅在齒輪模數受到限制時使用這種盤形 圓柱坯體，并且因此使得需修整的體積較小。
在另一有利的方式中，使用涂以硬質材料的修整工具來修整成形工具。 作為修整工具，有利地將^t材料涂覆的成形磨盤用于單面磨削或者雙面 磨削。另外，還可使用^材料涂覆的修整工具。還可以使用多種修整工 具的結合，其中例如通過不同的工具來執行局部滾磨步驟和成形磨削步驟。
13在另一有利的方式中，在根據本發明的磨齒機上測量成形工具。由此 得到的成形工具的測量數據然后可以以多種方式用于控制磨齒機，該測量 數據顯示了成形工具的幾何形狀或拓樸。
有利地，存儲在測量中獲得的測量數據。有利地，根據本發明，借助 于測量數據來監測成形工具的磨損。通過這種方式，能夠確保成形工具總 是具有期望的幾何形狀并且在磨損的情況下能夠及時地得到重新修整。
在另一有利的方式中，根據本發明，基于測量數據來進行用于成形磨 盤或蝸桿妙、輪的成形工具的使用。通過這種方式，可以考慮到當成形磨盤 或蝸桿砂輪時的成形工具的可能磨損，從而提高了蝸桿砂輪的成形精度。
在另一有利的方式中，基于測量數據來進行對成形工具的修整。當對 成形工具進，修整、精修整以及再修整時將這種測量數據反饋到機床控 制器以用于修整器的使用，這樣能夠允許成形工具的特別精確的修整。
出于測量的目的，成形工具有利地在成形主軸中夾緊并且^L據本發明 由掃描頭掃描。在有利的方式中，掃描頭設置在磨齒機的磨頭上。通過根 據本發明的測量，能夠為生產出的最終質量提供證明，并且如果需要的話， 能夠有選擇地執行另外的修整步驟。同樣的測試方法還能夠用來監測磨損， 并且該測量方法是在特定的時間間隔內采用。
本發明還包括一種用于借助于磨盤和/或蝸桿砂輪加工工件以及用于 修整成形工具的磨齒機，該磨齒機具有用于執行如上所述的方法的控制器。 特別地，本發明的方法借助于計算機來執行。由于成形工具能夠在本發明 的磨齒機上進行修整，因此能夠獲得如上所述的關于相應方法的同樣優點。 為了執行本發明的方法，磨齒機的控制器有利地包括相應的控制程序、輸
A/輸出功能和/或操作者提示.
本發明的磨齒機有利地包括用于夾緊工件的工件夾具以及用于夾緊磨 盤或者蝸桿砂輪的工作主軸。
在另一有利的方式中，工件夾具可以繞著回轉軸線回轉，并且工作主 軸可以沿著平行于工件夾具回轉軸線的方向、以及沿著垂直于工件夾具回 轉軸線的方向移動。
在另一有利的方式中，本發明的磨齒機的工作主軸可以沿其回轉軸線
14的方向移位，并且繞著垂直于工件夾具回轉軸線延伸的旋轉軸線旋轉。
由于相應的夾具和主軸以及它們的可移動性，可類似于現有才支術借助 于磨盤和/或蝸桿砂輪在磨齒機上對工件進行加工，并且根據本發明能夠對 成形工具進行f務整。
本發明的磨齒M有利地包括用于夾緊成形工具的成形主軸。
有利地，成形主軸能夠沿著平行于工件夾具回轉軸線的方向移動并且 繞著平行于工件夾具回轉軸線延伸的旋轉軸線進行旋轉。通過這種方式， 可類似于現有技術在本發明的磨齒機上對磨盤或者蝸桿妙、輪進行成形，并 且能夠根據本發明對成形工具進行修整。
本發明的磨齒機有利地包括用于夾緊修整工具的修整主軸。利用這種
單獨的^"整主軸，特別是將該^"整主軸^:置在工作主軸、成形主軸和工件 夾具的旁邊，當修整成形工具時使用者便無需進行重新卡緊的過程。
有利地，修整主軸設置在成形主軸附近、特別是在成形主軸的上方， 并且能夠與成形主軸一起移動和/或旋轉；或者修整主軸設置在工作主軸附 近、特別是在工件臺上，并且能夠與工件臺一起移動、旋轉和/或移位。通 過這種方式，對于修整操作來說僅需設置修整主軸及其驅動器，而其它運 動是通過磬齒機的已有的NC軸來執行。
然而可替代地，可以省略單獨的修整主軸，而通過磨齒機的已有的NC 軸單獨地進行修整。
有利地，磨齒機包括工作模式，其中借助于磨盤和/或蝸桿砂輪對工件 進行加工。為此，磨齒機的控制器有利地包括相應的操作者提示。在另一 有利的方式中，本發明的磨齒機還包括對用于成形磨盤或者蝸桿砂輪的成 形工具進行修整的修整模式。除了對工件進行加工以及有可能的對磨盤進 行成形之外，由此能夠在本發明的磨齒機上進行成形工具的修整，其中在 磨齒機的控制器中設有相應的修整模式并且有利地設有相應的操作者提 示。
在另一有利的方式中，本發明的磨齒機還包括測量模式，其中對成形 工具進行測量。根據本發明，因此不僅能夠修整成形工具，而且能夠在磨 齒機上對成形工具進行測量，為此，本發明的磨齒機的控制器包括相應的
15測量模式并且有利地包括相應的操作者提示。
在另一有利的方式中，本發明的控制器包括用于執行上述方法的一個 或多個操作模式和/或操作者提示。這樣又提供了上面指出的關于該方法的 優點。
本發明還包括用于磨齒機的控制軟件，特別是具有程序代碼的控制軟 件，該程序代碼存儲在數據存儲器中或者存儲在數據栽體上，以便執行上 述方法。這樣也提供了本發明的優點。例如，能夠將控制軟件加載到已有 的磨齒機上，以《更在該磨齒機上執行本發明的方法。控制軟件有利地包括 相應的操作模式以及操作者提示。
本發明還包括用于對磨齒機的磨盤或者蝸桿砂輪進行成形的成形工 具，該成形工具具有多層^材料涂層，以便通過上述方法進行反復修整。 因此，這種成形工具價格極其低廉、靈活，并且在磨損的情況下能夠快速 地重新加工并適用于新的齒輪幾何形狀。多層^tt材料涂層可以是相同的， 但是也可以由于^tt材料的類型、密度、結合劑以及不同的顆粒而不同， 以便用于成形工具將來的磨損行為。有利地，例如在刀架上設置抗磨增強 層。成形工具或者可以是回轉對稱的，或者具有齒輪的形狀，其中這種成 形齒輪可以是直齒的或者是斜齒的。
本發明還包括用于執行上述方法的磨齒機的使用。這樣又提供了上述 的關于該方法的優點。
另外，本發明包括用于執行上述方法的修整工具和/或成形工具的使 用。特別地，本發明因此包括了用于在磨齒機上修整成形工具的修整工具 的使用以及在磨齒機上進行修整的成形工具的使用。


下面參照實施例以及附圖來詳細描述本發明，其中 圖l示出了磨齒機的實施例；
圖2示出了利用回轉對稱成形工具對蝸桿砂輪進行成形； 圖3示出了利用成形齒輪對蝸桿砂輪進行成形；以及
16圖4示出了可替代的具有更加復雜的幾何形狀的回轉對稱成形工具。
具體實施例方式
如圖1所示的磨齒機的大致構造已經在前面關于現有技術的部分進行 了描述。現在還使用這種磨齒機來執行本發明的方法，其中磨齒機的控制 器有利地設計成用來執行該方法，特別是該控制器包括相應的操作模式以
;M目應的操作者提示。
接下來，將描^這種根據本發明的磨齒機上修整成形工具的兩個實 施例。
在本發明的用于在磨齒機上修整成形工具的方法的第一實施例中，將 具有多層M材料涂層的回轉對稱成形工具夾在磨齒機的磨頭上 一 —即工
作主軸5中，并且繞著軸Bl得到驅動。回轉i!JL及方向能夠通過軸Bl的 驅動而進行選擇性地控制。借助于軸A1，在正常切削中的成形工具能夠與 安裝在成形主軸4上的修整工具接觸.
作為用于修整的工具，使用成形輥，其具有限定的頭部半徑或者如 果需要的話具有縮減的限定頭部半徑。該工具涂以硬質材料并且夾緊在 成形主軸中，其中當待修整的成形工具夾在工作主軸中時繞著軸B3的 回轉速度及方向可以得到確定。
然而，還可以將具有多層硬質材料涂層的成形工具夾緊在成形主軸 上，并且選擇性地限定軸B3的回轉速度及方向，而且如果需要的話， 使具有多層硬質材料涂層的成形工具繞著成形主軸的軸C5進行旋轉。 在這種情況下，將修整工具夾緊在工作主軸中、繞著軸B1得到驅動、 以及進行移位，其中能夠自由地選擇回轉方向。
為了進行修整，修整工具和成形工具以限定的、優化的itJL彼此進行 點接觸，其中如果需要的話修整工具或者成形工具能夠選擇性地繞著成形 主軸的軸C5旋轉，從而對于每個接觸點使修整工具的最優點進入接觸并 且確保了較高的最終精度。
NC軸V1、 Z1以及X1然后能夠選擇性地掃描任意期望的路徑，從而 可以制造成形工具的頭部半徑、輪廓形狀一一例如齒冠、修緣、修根、以
17及在頭部修整器處的半徑。在非常少量的情況下進行成形，從而節省了成 形工具以及修整工具并且提供了成形工具的較長使用壽命。
為了檢查制造出來的成形工具的幾何形狀，在成形蝸桿砂輪之前將該 成形工具夾緊在成形主軸上，并且能夠借助于安裝在磨頭上的掃描器沿著
X和V方向進行掃描并利用其進行測量，從而為生產出的最終質量拔_供證
明，而且如果需要的話執行另外的修整步驟。該測試方法還用來監測磨損， 并且在特定的時間間隔內使用，例如在蝸桿砂輪的特定數量的成形操作之 后。
在成形工具的多次使用之后以及一旦發生磨損時，工具通過重新的修 整而進行重新加工。如果期望及需要改變輪廓幾何形狀，則能夠在成形工
具的使用壽命結束之前通過利用改變的NC數據進行修整而對成形工具 進行改型。
由此制造出來的成形工具能夠用來成形具有相應輪廓參數的圓柱形 或三維改型的蝸桿砂輪。如果需要的話，它還能夠兩次或者多次用于單 獨的蝸桿，例如用于粗加工或者修光。
在下文中，現將描述才艮據本發明的對成形齒輪進行修整的第二實施 例。使用具有多層硬質材料涂層并且為直齒或者斜齒的齒輪作為基體。 另外，當齒輪模數受到限制以及待去除的體積很小時，還可以使用盤形圓 柱坯體。
^L據本發明，該成形齒輪或者該毛坯在工件夾具上夾緊并且因此能夠 選擇性地繞著軸C2回轉以及定位。成形工具在工作主軸上夾緊并且通過 磨齒機的相應NC軸進行移動。
作為用于修整成形齒輪的修整工具，使用用于單面磨或者雙面磨的硬 質材料涂覆的成形磨盤。還可以使用M材料涂覆的另外的成形工具或者 成形磨盤。
為了修整成形齒輪，有利地使用局部滾磬(點接觸)或者成形磨削(完 全模式接觸)用于預加工、精加工以及再加工。采用單面磨或者雙面磨。 還可以^使用兩種方法的結合，其中可將多個相同或不同的工具夾緊在工作 主軸上，用于修整成形齒輪。
18對成形齒輪的測量是以類似于測量上述回轉對稱成形工具的方式進 行，其中成形齒輪在成形主軸上夾緊并且由掃描頭掃描，該掃描頭設置在 磨頭上。因此能夠檢查成形齒輪，并且獲得的數據能夠被反饋到機床控制
形齒輪的使用。
綜上所述，現將再次簡要地對比兩個實施例
作為本發明方法的第一實施例，描述了一種用于在磨齒機中對盤形成 形工具進行預加工、精加工或者再加工的方法。在該方法中，將具有多層
覆的修整工具以優化的修整率進行預加工、精加工以及再加工，將該修整 工具夾緊在磨齒機的成形主軸上。兩個工具通過各自主軸的轉軸進行回轉， 并且利用路徑控制下的另外的NC機床軸對成形工具的輪廓進行掃描。在 成形工具與修整工具之間存在點接觸。由于NC控制路徑形狀的自由選擇， 因此在成形工具上可以產生所有可能的輪廓改變以及修正，從而隨后可以 在磨齒機上使用該成形工具來成形蝸桿砂輪以X^盤。可替代地，還可以 將盤形成形工具夾緊在成形主軸中以及將^"整工具夾緊在工作主軸中。
在第二實施例中，描述了一種用于制造成形齒輪的方法，該成形齒輪 具有多層M材料涂層并且利用磨齒機上的^材料涂覆的修整工具進行 預加工、精加工以及再加工。為此，將直齒或斜齒的成形齒輪作為工件夾 緊在機床工作臺上，并且利用NC控制下的修整工具修整，其中用于該目 的的修整工具位于磨床的工作主軸上。通iti^擇在單面磨或雙面磨情況下 的不連續滾磬(局部滾磬)和/或單面或雙面不連續成形磨削作為修整方法， 每種方法利用硬質材料涂覆的修整工具，可以生產具有或者不具有選擇性 輪廓及齒向修正的成型齒輪。在磨齒機上，使用這些成形齒輪用于對圓柱 蝸桿妙-輪進行預成形或者精成形，1^使用該蝸桿砂輪用于對未修正的或 者拓樸改型的傳動齒輪進行齒輪磨削。
作為所描述的實施例的替代，還可以設置單獨的修整主軸。該修整主 軸設置在成形主軸附近、特別是在成形主軸上方，并且能夠與成形主軸一 起移動和/或旋轉；或者設置在工作主軸附近、特別是在工件臺上，并且能 夠與工件臺一起移動、旋轉和/或移位。然后被以類似的方式執行上述方法， 其中工作主軸或者成形主軸分別由修整主軸替代。
19本發明還包括回轉對稱成形工具，使用所述成形工具來成形螺槽和/或 螺槽及螺釘頭。該工具具有多層^材料涂層并且包括用于反復修整的一 定數量。^材料涂層是多層相同的涂層，但也可以由于^tt材料的類型、 密度、結合劑以及不同的顆粒而不同，從而用于該工具將來的磨損行為(例 如刀架上的抗磨強化層)。
相應地，本發明另外包括具有多層石^t材料涂層的成形齒輪，該成形 齒輪為直齒齒輪或者斜齒齒輪并且由于通過本發明進行預加工、精加工以 及再加工而被用于成形蝸桿砂輪。多層硬質材料涂層同樣可以為相同的，
或者也可以由于石itt材料的類型、密度、結合劑以及不同的顆粒而不同， 從而用于該工具將來的磨損行為(例如刀架上的抗磨強化層)。
本發明另外包括對磨齒機上的硬質材料涂覆的成形工具進行測量。使 用工具幾何形狀來監測磨損，將工具幾何形狀^j晴到機床控制器以用于工 具的使用，以及使用工具幾何形狀用于成形工具的預加工、精加工以及再 加工。對于圓柱形改型以及未改型的蝸桿砂輪的將來成形，該數據特別地
代表NC控制器的基礎。
本發明另外包括相應的控制軟件，該控制軟件用于在磨齒機上執行本 發明的方法。
在本說明書中，磨盤或者蝸桿砂輪的成形或修整被都稱為成形，以及 用于該目的的工具稱為成形工具，從而避免混淆。另一方面，這種成形工 具的成形或修整都稱為修整，用于該目的的工具稱為修整工具。
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權利要求
1.一種用于操作磨齒機的方法，具有磨齒機的以下操作方面借助于磨盤和/或蝸桿砂輪在所述磨齒機上對工件進行加工，以及在所述磨齒機上對用于成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。
2.如權利要求l所述的方法，具有磨齒機的以下操作方面 借助于成形工具在所述磨齒機上對磨盤和/或蝸桿砂輪進行成形，以及 在所述磨齒機上對用于成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。
3.如前述權利要求1或2所述的方法，其中在所述磨齒機的磨削模 式中，利用夾緊在工作主軸中的磨盤和/或蝸桿砂輪對夾緊在工件夾具中 的工件進行加工。
4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中在所述磨齒機的成形 模式中，利用夾緊在成形主軸中的成形工具對夾緊在工作主軸中的磨盤 和/蝸桿砂輪進行成形。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中使用單獨的修整主軸 用于修整模式。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中為了修整回轉對稱的 成形工具，利用夾緊在所述磨齒機的成形主軸中的修整工具對夾緊在所 述工作主軸中的成形工具進行修整，或者利用夾緊在所述磨齒機的工作 主軸中的修整工具對夾緊在所述磨齒機的成形主軸中的成形工具進行 修整。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中為了修整回轉對稱的 成形工具，利用夾緊在所述磨齒機的工作主軸中的修整工具對夾緊在工 件夾具中的成形工具進行修整。
8.如權利要求5、 6或7所述的方法，其中所述成形工具和/或所述 修整工具繞著各自主軸的回轉軸線回轉。
9.如權利要求8所述的方法，其中利用另外的機床軸對所述成形工 具的輪廓進行掃描，特別是通過相應地使所述工作主軸旋轉、移位和/ 或前進，和/或使所述成形主軸旋轉，和/或使所述修整主軸移動。
10.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中為了修整具有齒輪 形狀的成形工具，利用夾緊在所述磨齒機的工作主軸中的修整工具對夾 緊在工件夾具中的成形工具進行修整。
11. 如權利要求10所述的方法，其中通過滾磨、特別是局部滾磨和 /或成形磨削進行修整。
12. 如權利要求10或11所述的方法，其中所述成形工具在所述工件 夾具中夾緊、回轉以及定位，并且夾緊在所述工作主軸中的所述修整工具 進行回轉。
13. 如權利要求10至12中任一項所述的方法，其中使夾緊在所述工 作主軸中的所述修整工具旋轉以及移位，工作W是通過^吏所述工作主軸 沿著平行于所述工件夾具的回轉軸線的方向移動而進行，并且通過使所述 工作主軸沿著垂直于所述工件夾具的回轉軸線的方向移動而^^所述^務整工 具向著所述成形工具移動。
14. 如前迷權利要求中任一項所迷的方法，用來修整具有單層或多 層硬質材料涂層的成形工具。
15.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中在所述磨齒機上對 成形工具進行測量。
16.如權利要求15所述的方法，其中借助于測量數據來監測所述成 形工具的磨損。
17.如權利要求15所述的方法，其中基于測量數據來進行用于成形 磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具的使用。
18.如權利要求15所述的方法，其中基于測量數據進行對所述成形 工具的修整。
19.如權利要求15所述的方法，其中出于測量的目的，將所述成形 工具夾緊在所述成形主軸中并且由掃描頭進行掃描。
20.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中為了修整成形工具， 使用硬質材料涂覆的修整工具。
21. —種磨齒機，其用于借助于磨盤和/或蝸桿砂輪加工工件以及用 于修整成形工具，所述磨齒機具有控制器，該控制器特別用于計算機輔 助執行根據前述權利要求中任一項所述的方法。
22.如權利要求21所述的磨齒機，其具有用于夾緊工件的工件夾具 并具有用于夾緊磨盤和/或蝸桿砂輪的工作主軸。
23.如權利要求22所述的磨齒機，其中所述工件夾具能夠繞著回轉 軸線回轉，并且所述工作主軸能夠沿著平行于所述工件夾具的回轉軸線 的方向以及沿著垂直于所述工件夾具的回轉軸線的方向移動。
24.如權利要求23所述的磨齒機，其中所述工作主軸能夠沿其回轉 軸線的方向移位并繞著垂直于所述工件夾具的回轉軸線延伸的旋轉軸 線旋轉。
25.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有用于夾緊成形 工具的成形主軸.
26.如權利要求25所述的磨齒機，其中所述成形主軸能夠沿著平行 于所述工件夾具的回轉軸線的方向移動，并且能夠繞著平行于所述工件 夾具的回轉軸線延伸的旋轉軸線旋轉。
27.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有用于夾緊修整 工具的修整主軸.
28.如權利要求27所述的磨齒機，其中所述修整主軸設置在所述成 形主軸附近并能夠與所述成形主軸一起移動和/或旋轉，或者所述修整主 軸設置在所述工作主軸附近并能夠與所述工作主軸一起移動、旋轉和/ 或移位。
29.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有操作模式，在 所述操作模式中借助于磨盤和/或蝸桿砂輪對工件進行加工。
30.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有成形模式，在 所述成形模式中借助于成形工具對磨盤和/或蝸桿砂輪進行成形。
31.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有修整模式，用 于對成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。
32.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其具有測量模式，在 所述測量模式中對成形工具進行測量。
33.如前述權利要求中任一項所述的磨齒機，其中控制器具有用于 執行根據前述權利要求中任一項所述方法的搮作者提示和/或一個或多 個操作模式，
34. —種用于磨齒機的控制軟件，特別是存儲在數據存儲器中或數 據栽體上的控制軟件，所述控制軟件具有用于執行根據前述權利要求中 任一項所述方法的程序代碼。
35. —種用于成形磨齒機的磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具，其具有 多層硬質材料涂層，用于通過根據前述權利要求中任一項所述的方法進 行反復修整。
36. —種用于執行根據前述權利要求中任一項所述方法的磨齒機的 使用。
37. —種用于執行根據前述權利要求中任一項所述方法的修整工具 和/或成形工具的使用。
全文摘要
本發明涉及一種用于操作磨齒機的方法，該方法包括磨齒機的以下操作方面在磨齒機上借助于磨盤和/或蝸桿砂輪加工工件，以及在磨齒機上對用于成形磨盤和/或蝸桿砂輪的成形工具進行修整。
文檔編號B23F21/00GK101513684SQ20091000768
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月20日 優先權日2008年2月21日
發明者托馬斯·布賴特, 曼弗雷德·燦克爾 申請人:利勃海爾-齒輪技術有限責任公司