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CN114829051A - 通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮和方法 - Google Patents

通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮和方法 Download PDF

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CN114829051A CN202080070341.XA CN202080070341A CN114829051A CN 114829051 A CN114829051 A CN 114829051A CN 202080070341 A CN202080070341 A CN 202080070341A CN 114829051 A CN114829051 A CN 114829051A
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Abstract

本发明涉及一种用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮，其中刮削轮(1)具有齿部，所述齿部通过多个围绕刮削轮(1)的旋转轴线(DS)以第一节距(p)分布地设置的相同构造的切割齿(2、2a‑2d)和至少一个不同的切割齿(3、4)构成，所述不同的切割齿的构造不同于相同构造的切割齿(2、2a‑2d)的构造，并且其中切割齿(2、2a‑2d、3、4)具有切割棱边，切割齿在滚动刮削加工时以所述切割棱边以切削的方式与齿轮的材料接合。为了能够以这种切削轮(1)产生在构造方面具有提高的自由度的齿部，本发明提出，所述不同的切割齿(3、4)布置在第一节距(p)之外。本发明还涉及一种用于使用本发明的切削轮(1)通过滚动切削制造齿轮上的齿部的方法。

Description

通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮和方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮。该刮削轮具有齿部，该齿部通过多个围绕刮削轮的旋转轴线以第一节距分布设置的相同构造的切割齿和至少一个不同的切割齿构成。
背景技术
在这里这样的切割齿被称为“不同的切割齿”，即，其构造不同于刮削轮的其他切割齿的构造。这些其他切割齿分别具有相同的构造。以这种方式，不同的切割齿在待加工的齿轮的待利用刮削轮产生的齿部上形成与刮削轮的“正常的”相同构造的切割齿不同的成型元件。
在此，刮削轮的切割齿分别具有切割棱边，切割齿在滚动刮削加工时以该切割棱边以切削方式与齿轮的材料接合。
此外，本发明涉及一种用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的方法。在这种方法中，待制齿的齿轮毛坯围绕工件旋转轴线被旋转地驱动，并且刮削轮围绕刮削轮旋转轴线被旋转驱动，其中，工件旋转轴线和刮削轮旋转轴线以轴线交角定向。在此，该刮削轮与齿轮毛坯接合，使得刮削轮的切割齿以其切割棱边去除齿轮毛坯的材料。
这种工具和这种方法由EP 2 440 357 B1公开。在该专利文献中描述的用于通过滚动刮削给齿轮制齿的设备包括通过旋转驱动器围绕工件旋转轴线旋转地驱动的、用于容纳待制齿的齿轮的工件主轴和同样通过旋转驱动器围绕工具旋转轴线旋转地驱动的工具主轴。该工具主轴承载刮削轮，该刮削轮具有规则节距的切割齿，通过所述规则节距确定齿轮的齿部的齿间距，其中，刮削轮的至少一些相邻的相同构造的齿的间距相当于规则齿节距的多倍。在此，“相邻的相同构造的齿”也理解为这样的齿，即，其具有相同的构造并且在齿轮的周向上相继地布置，然而在其之间可存在不同构造的齿或占据一个齿的位置的空置空间。利用这样的工具可以成形齿轮，其中在至少两个相邻的齿之间存在齿隙，该齿隙大于齿轮的其他齿之间的齿隙。
“第一节距”由在穿过相应的齿部的相邻的齿的中心的中心线之间的间距定义：p＝πxd/z，其中，p表示节距，d表示刮削轮的齿部的直径。
发明内容
在上述现有技术的背景下，本发明的目的在于，提供一种用于在齿轮上制造齿部的刮削轮和方法，其在制造效率最佳的同时能够实现在构造齿部时提高的自由度，在所述齿部中，在各个相邻的齿之间设置超过第一节距的空隙。
本发明通过具有权利要求1中所述特征的刮削轮来实现该目的。
在权利要求7中说明了一种按照本发明的方法，其实现了上述目的。
本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出，并且如一般的发明构思那样在下面详细地阐述。
与开头所述的现有技术一致，本发明的用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮具有齿部，该齿部由多个围绕刮削轮的旋转轴线以第一节距分布地设置的相同构造的切割齿和至少一个不同的切割齿构成，所述不同的切割齿的构造不同于其他切割齿的构造，并且其中所述切割齿具有切割棱边，所述切割齿在刮削加工时以所述切割棱边与齿轮的材料切削地接合：根据本发明，现在在这样的刮削轮中将不同的切割齿设置在第一节距之外。
在根据本发明的用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的方法中，待制齿的齿轮毛坯围绕工件旋转轴线被旋转地驱动，并且根据本发明的刮削轮围绕刮削轮旋转轴线被旋转驱动，所述刮削轮旋转轴线相对于工件旋转轴线以轴线交角定向，并且使刮削轮与齿轮毛坯接合，使得刮削轮的切割齿以其切割棱边去除齿轮毛坯的材料。
在根据本发明的刮削轮中，相同构造的切割齿如在开头评价的现有技术中那样定义第一节距，即规则的间距，以该间距将相同构造的齿围绕刮削轮的旋转轴线分布地设置。
在开头所述的现有技术中不同的切割齿分别设置在刮削轮的相同构造的齿之一的位置上，而在此不脱离第一节距，然而与此不同地，在根据本发明的刮削轮中所述至少一个不同的切割齿相对于第一节距偏置地设置。不同的切割齿的这种偏置的、相对于第一节距偏移的布置允许以较大的构造自由度在待制造的齿轮上同样形成成型元件，其位于通过相同构造的切割齿在齿轮上形成的节距之外或者在大于第一节距的周向长度上延伸。
以这种方式，利用根据本发明的刮削轮和方法可制造例如设有内齿部的齿轮，其中，以均匀的角间距绕齿轮的旋转轴线分布地在齿部中成形出所谓的“分度袋(Indextaschen)”。这种在专业术语中也称为“滑动套筒”的齿轮在用于机动车的变速器中使用，以便使变速器的在换挡过程中彼此啮合的齿轮的转速彼此同步(例如参见DE 102015 201 708 A1)。
本发明的一个特别适合于该目的的实施形式设定，沿刮削轮的周向测量的不同的切割齿的厚度大于第一节距。这样厚的切割齿以专业术语也称为“块状齿
Figure BDA0003584385170000031
”，并且在按照本发明的刮削轮中可以这样设计，使得刮削轮的各个不同的切割齿共同在要求的周向长度上产生要在待制造的齿轮上形成的分度袋。
可以规定，根据本发明的刮削轮的不同的切割齿的位置沿旋转方向相对于第一节距偏移，在该旋转方向上刮削轮在加工时绕其刮削轮旋转轴线旋转。
同样地，根据本发明的刮削轮的不同的切割齿的位置可反向于旋转方向相对于第一节距偏移，在该旋转方向上刮削轮在加工时绕其刮削轮旋转轴线旋转。
优选地，根据本发明的刮削轮具有至少两个不同的切割齿。
在这种包括至少两个不同的切割齿的实施形式的情况下，在待制造的齿轮的特别大的周向长度上延伸的分度袋尤其是可以通过如下方式产生，即一个不同的切割齿的位置在旋转方向上相对于第一节距偏移，在该旋转方向上，刮削轮在加工时绕其刮削轮旋转轴线旋转，而根据本发明的刮削轮的另一个不同的切割齿的位置反向于旋转方向相对于第一节距偏移，在该旋转方向上，刮削轮在加工时绕其刮削轮旋转轴线旋转。在本发明的该实施方式中，由其中一个不同的切割齿产生沿待制齿的齿轮的旋转方向观察位于后面的、限定分别在齿轮上待成形的齿隙或卡锁槽的齿的齿面，相反，利用另一个不同的切割齿产生沿待制齿的齿轮的旋转方向观察位于前面的、限定分别在齿轮上待成形的齿隙或卡锁槽的齿的齿面。
通过根据本发明构造的刮削轮实现分开产生齿面的方式，这些齿面分别限定待加工的齿轮的待通过不同的切割齿形成的、关于周向长形的空隙，该方式在制造技术上的优点是，在待加工的齿轮毛坯上以较短的切屑和仅在齿的两个面上产生材料去除，这些面分别限定待在齿轮上形成的大的空隙或卡锁槽。这样可以避免三齿面切屑，三齿面切屑在传统的滚动刮削中连贯地由要制造的齿部的限定一个齿隙的齿的进入的齿面、脚部和离开的齿面构成。
典型地，根据本发明的刮削轮和方法用于在环状或管状的齿轮毛坯上产生内齿部，尤其是用于制造用于机动车的变速器的滑动套筒或类似物。设置有根据本发明设计的外齿部的刮削轮特别适用于借助于滚动刮削来产生这种类型的内齿齿轮。因此，本发明能够高效地制造尺寸精度和形状精度满足最高要求的齿轮，而为此不需要超出本发明的特别的措施。
附图说明
下面借助于示出实施例的附图详细解释本发明。附图示出了：
图1a示出了在齿轮毛坯上产生内齿部时的刮削轮的第一透视图；
图1b以第二透视图示出了在齿轮毛坯上产生内齿部时按照图1a的刮削轮；
图2示出了根据图1a、1b的刮削轮的在其一个端面上的正视图；
图3示出了按照图1a、1b的刮削轮在第一工作位置与要在齿轮毛坯上产生的齿部啮合；
图4示出了按照图1a、1b的刮削轮在第二工作位置中与要在齿轮毛坯上产生的齿部啮合。
具体实施方式
刮削轮1以传统的方式保持在此处未示出的传统构造的滚动刮削机的工具主轴上并且围绕刮削轮旋转轴线DS旋转地驱动。
在此，刮削轮1具有外齿，所述外齿由多个相同构造的切割齿2、2a、2b、2c、2d形成。相同构造的切割齿2、2a、2b、2c、2d以规则的节距p围绕旋转轴线DS分布地布置在刮削轮的外周上。通过这样选择的切割齿2-2d的布置确定的节距p定义了“刮削轮1的第一节距p”。
在刮削轮1的每个半周的区域中，在刮削轮1的对置的侧面上在其沿刮削轮1的周向U测量的长度超出一个节距p的区域中分别延伸一个不同的切割齿3、4。不同的切割齿3、4的厚度分别占据大于节距p的周向长度。不同的切割齿3、4像这样形成所谓的“块状齿”。
在此，该一个不同的切割齿3逆着刮削轮1的旋转方向D朝与其紧邻的相同构造的切割齿2a的方向从节距p偏移地定位，使得在相同构造的切割齿2a的与不同的切割齿3对应的齿面和不同的切割齿3的与其对应的齿面之间的空隙5a小于在彼此相应紧邻的相同构造的切割齿2、2a、2b、2c、2d之间存在的空隙6。
以相应的方式，另一个不同的切割齿4沿刮削轮1的旋转方向D朝与其紧邻的相同构造的切割齿2b的方向从节距p偏移地设置，使得在相同构造的切割齿2b的与该不同的切割齿4对应的齿面与不同的切割齿4的面向其的齿面之间的空隙5b小于在彼此相应紧邻的相同构造的切割齿2、2a、2b、2c、2d之间存在的空隙6。
为了制造设有分度袋的内齿的齿轮，提供以传统方式预制齿的齿轮毛坯10并且将其夹紧在未示出的滚动刮削机的在这里同样未示出的工件主轴上。工件主轴驱动齿轮毛坯绕工件旋转轴线DW旋转。在此，工件旋转轴线DW和刮削轮旋转轴线DS以对于滚动刮削来说本身已知的方式在空间中定向，使得它们以轴线交角Σ交叉。此外，以同样本身已知的方式设置有驱动装置，利用该驱动装置可以使刮削轮1和齿轮毛坯10相对于彼此调节。
在滚动刮削加工期间，刮削轮1以其切割齿2-2d、3、4滚动，从而以切割齿2-2d、3、4上存在的切削刃从齿轮毛坯10的内齿部11的齿12、12a、12b的齿面切削地去除材料。
如图3中所示，在此，反向于旋转方向D相对于节距p偏移的不同的第一切割齿3由于其相对于节距偏置的布置方案而仅在内齿部11的如下齿12a的齿面上去除材料，该齿相对于旋转方向D在其后侧上限制相应待在齿轮毛坯11上制造的、根据在其在周向U上的延伸方面超出节距p的空隙的类型构造的卡锁槽13。
相反，如图4所示，沿旋转方向D的方向从节距p偏移的不同的切割齿4仅从齿12b的对应于相应卡锁槽13的齿面去除材料，该齿相对于旋转方向D在其前侧上限定相应的卡锁槽13。
由于不同的切割齿3、4的偏置的布置和随之而来的相对于在相同构造的切割齿之间的空隙6更窄的刮削轮1的空隙5a、5b，由齿轮毛坯10完成制造的齿轮的分别限定分度袋13的齿12a、12b具有比由刮削轮1的相同构造的切割齿2-2d在完成制造的齿轮上形成的齿12更小的厚度d。
附图标记说明
1 刮削轮
2、2a-2d 刮削轮1的相同构造的切割齿
3、4 刮削轮1的不同的切割齿
5a、5b 在对应于不同的切割齿3、4的齿面与相应紧邻的相同构造的切割齿2a、2b之间的空隙
6 在彼此相应紧邻的相同构造的切割齿2、2a、2b、2c、2d之间的空隙
10 齿轮毛坯
11 齿轮毛坯10的预制齿的内齿部
12、12a、12b 齿轮毛坯10内齿部的齿
13 分度袋(宽空隙)
d 在由齿轮毛坯10完成制造的齿轮上的齿12a、12b的厚度
D 刮削轮1的旋转方向
DS 刮削轮旋转轴线
DW 工件旋转轴线
p 刮削轮1的第一节距
U 刮削轮1的周向
Σ 轴线交角

Claims (8)

1.用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的刮削轮，其中，所述刮削轮(1)具有齿部，所述齿部通过多个围绕所述刮削轮(1)的旋转轴线(DS)以第一节距(p)分布地设置的相同构造的切割齿(2、2a-2d)和至少一个不同的切割齿(3、4)构成，所述不同的切割齿的构造不同于相同构造的切割齿(2、2a-2d)的构造，并且其中，切割齿(2、2a-2d、3、4)具有切割棱边，切割齿在滚动刮削加工时以所述切割棱边以切削的方式与所述齿轮的材料接合，其特征在于，所述不同的切割齿(3、4)布置在第一节距(p)之外。
2.根据权利要求1所述的刮削轮，其特征在于，所述不同的切割齿(4)的位置沿旋转方向(D)相对于所述第一节距(p)偏移，在所述旋转方向(D)上，刮削轮(1)在加工时绕其刮削轮旋转轴线(DS)旋转。
3.根据权利要求1所述的刮削轮，其特征在于，所述不同的切割齿(3)的位置反向于旋转方向(D)相对于所述第一节距(p)偏移，在所述旋转方向上，刮削轮(1)在加工时绕其刮削轮旋转轴线(DS)旋转。
4.根据前述权利要求中任一项所述的刮削轮，其特征在于，所述刮削轮(1)的齿部具有至少两个不同的切割齿(3、4)，所述不同的切割齿分别布置在所述第一节距之外。
5.根据权利要求4所述的刮削轮，其特征在于，切割齿(3、4)中的一个切割齿的位置根据权利要求2偏移，而切割齿(3、4)中的另一个切割齿的位置根据权利要求3偏移。
6.根据前述权利要求中任一项所述的刮削轮，其特征在于，沿刮削轮(1)的周向(U)测量的所述不同的切割齿(3、4)的厚度大于第一节距(p)。
7.用于通过滚动刮削制造齿轮上的齿部的方法，其中，待制齿的齿轮毛坯(10)围绕工件旋转轴线(DW)旋转地被驱动，并且根据权利要求1至6中任一项所构造的刮削轮(1)围绕刮削轮旋转轴线(DS)旋转地被驱动，其中，工件旋转轴线(DW)和刮削轮旋转轴线(DS)以轴向交角交叉地定向，并且其中，使刮削轮(1)与齿轮毛坯(10)接合，使得刮削轮(1)的切割齿以其切割棱边去除齿轮毛坯(10)的材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述刮削轮(1)根据权利要求5构造，其中，所述刮削轮(1)的其中一个不同的齿反向于所述刮削轮(1)的旋转方向(D)从所述第一节距(p)偏移，使得所述不同的齿在待制齿的齿轮毛坯(10)上分别加工齿(12a)的齿面，所述齿面在其关于旋转方向(D)的后侧上限定要在齿轮毛坯(10)上成形的、超过齿厚度的空隙(13)，相反，所述刮削轮(1)的另一个不同的齿(4)在所述刮削轮(1)的旋转方向上从所述第一节距(p)偏移，使得所述不同的齿在待制齿的齿轮毛坯(10)上加工齿(12b)的齿面，所述齿面在其关于旋转方向(D)的前侧上限定齿轮毛坯(10)的要在齿轮毛坯(10)上成形的、超过刮削轮(1)的齿厚度的空隙(13)。
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