專(zhuān)利名稱(chēng)：用于除去端面切制的工件齒輪上的次生毛刺的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于除去工件齒輪上的次生毛刺的方法，通過(guò)將工件齒輪的齒腹與工 具齒輪的齒腹轉(zhuǎn)動(dòng)地嚙合來(lái)除去在給工件齒輪的齒端邊緣加工出倒角時(shí)產(chǎn)生的次生毛刺， 該倒角在齒腹的倒角周邊的區(qū)域連接齒端面與齒腹；本發(fā)明還涉及用于實(shí)施所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
齒輪的切削加工會(huì)在端齒邊緣上產(chǎn)生毛刺，從各種理由來(lái)看都比須除去這些毛 刺。其中一個(gè)理由是，在后續(xù)的加工步驟中，齒輪的端面往往用作平坦的夾持和測(cè)量表面， 毛刺可能有損于所述表面的平坦性。而且，在齒輪硬化之后，當(dāng)齒輪在傳動(dòng)裝置里運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 可能出現(xiàn)之后毛刺脫落的危險(xiǎn)，脫落的毛刺可能損壞齒腹或傳動(dòng)裝置的其它零部件。而且， 這種毛刺還有可能傷害工件齒輪搬運(yùn)人員的危險(xiǎn)。并且，僅僅除去毛刺是不夠的，因?yàn)辇X的 除去毛刺后的齒邊緣由于在硬化過(guò)程中過(guò)度滲碳可能變得脆硬，受到應(yīng)力就可能破碎。因此，在早先(專(zhuān)利文件EP 1 270 127 A1)描述的一種已知方法中，把齒的邊緣 整形成倒角，其中，通過(guò)與其嚙合的倒角齒輪來(lái)使工件齒輪在齒端邊緣區(qū)域的材料移位。但 是，這種塑性整形會(huì)使齒腹與倒角毗鄰的周邊產(chǎn)生次生毛刺。這種次生毛刺，對(duì)于后續(xù)的硬 加工，例如珩磨或研磨，是嚴(yán)重的問(wèn)題。它會(huì)導(dǎo)致加工工具的過(guò)早磨損和崩裂，以致需要頻 繁地對(duì)用于再加工的加工工具進(jìn)行精確修整。這就是以上提到的已有技術(shù)中要讓工件齒輪 與光整加工的齒輪嚙合并用二級(jí)壓力來(lái)光整次生毛刺的原因。但是，那種做法不可能做到 令人滿意地把次生毛刺完全除去。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“有齒的”和“齒圈”是指能夠以滾轉(zhuǎn)方式嚙合的任何外齒圈或 內(nèi)齒圈。具體地說(shuō)，齒圈可以是圓柱形的或圓錐形的。本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題提供方法和裝置，這種方法和裝置可改進(jìn)次生毛刺的除 去。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，該問(wèn)題通過(guò)一種使形成在工具齒輪齒腹上的切削刃作切削運(yùn)動(dòng)的裝 置和方法來(lái)解決，這種切削運(yùn)動(dòng)通過(guò)嚙合而產(chǎn)生并能除去次生毛刺。這意味著，用本發(fā)明的 方法，不是用光整滾子通過(guò)滾壓來(lái)光整掉次生毛刺，而是用切削刃的切削運(yùn)動(dòng)通過(guò)機(jī)械加 工來(lái)除去次生毛刺。工件齒輪和工具齒輪之間的嚙合可導(dǎo)致主要是在齒腹的已產(chǎn)生了次生 毛刺的周邊區(qū)域上沿齒的深度方向的切削運(yùn)動(dòng)。所述切削運(yùn)動(dòng)可沿從齒頂?shù)烬X根的方向或 相反方向進(jìn)行。而且，工具齒輪的每個(gè)齒在其左側(cè)齒腹和右側(cè)齒腹上都可以有這樣的切削 刃。在這種情況中，可以以直接連續(xù)的方式除去工件齒輪的連續(xù)各齒的左側(cè)齒腹和右側(cè)齒 腹上的次生毛刺。本發(fā)明的其它特點(diǎn)、詳細(xì)內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)將在下面參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明中顯現(xiàn)出來(lái)。


各附圖中圖1是端面切制的工具齒輪的實(shí)施例的立體圖。圖2是圖1的工具齒輪的端面視圖。圖3是沿著圖2中的線A-A的剖視圖。圖4是圖3中的一部分的放大視圖。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的任何特點(diǎn)和至少一種結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)能理解，本發(fā)明的應(yīng)用不 限于以下說(shuō)明書(shū)中所提出的或各附圖中所圖示的部件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和布置。本發(fā)明還可以有 其它的結(jié)構(gòu)，可以用各種方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。還應(yīng)能理解，這里采用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是為 了說(shuō)明的目的而不應(yīng)被認(rèn)為是施加限制。如上所述，用本發(fā)明的方法，那些用整平滾子通過(guò)滾壓不能整平的次生毛刺卻可 通過(guò)用切削刃的切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的機(jī)械加工來(lái)除去。工件齒輪和工具齒輪之間的嚙合可導(dǎo)致 主要是在產(chǎn)生次生毛刺的齒腹的周邊區(qū)域沿齒的深度方向的切削運(yùn)動(dòng)。這種切削運(yùn)動(dòng)可以 沿著從齒頂向齒根的方向進(jìn)行或沿著相反的方向進(jìn)行。而且，工具齒輪的每個(gè)齒在其左齒 腹以及在其右齒腹上都可以有的切削刃。在這種情況中，可以連續(xù)地除去工件齒輪的連續(xù) 各齒的左齒腹和右齒腹上的次生毛刺?？赏ㄟ^(guò)整形或切削來(lái)對(duì)齒邊緣進(jìn)行倒角，這兩種加工方法都會(huì)產(chǎn)生次生毛刺。在 本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例中，就上述第一種情況而言，借助于與工件齒輪的齒端邊緣嚙 合的倒角齒輪的齒，讓所述齒端邊緣產(chǎn)生塑性變形，從而再加工工件齒輪的齒端邊緣。與工 件齒輪嚙合的倒角齒輪的齒區(qū)域的螺旋角對(duì)應(yīng)于工件齒輪的所要形成的倒角。就裝置而言，本發(fā)明的目的是用一種除去工件齒輪上的那些在給其齒的齒端邊緣 加工出倒角時(shí)產(chǎn)生的次生毛刺的裝置來(lái)達(dá)到，這種倒角在齒腹的與倒角毗鄰的周邊區(qū)域連 接齒的端面和齒腹，并且工具齒輪有可轉(zhuǎn)動(dòng)地與工件齒輪的齒腹嚙合的齒腹，在工具齒輪 的齒腹上，在齒腹的與工件齒輪的齒腹的周邊區(qū)域相嚙合的區(qū)域形成沿齒的寬度方向延伸 的切削刃。在本發(fā)明的裝置中，在嚙合過(guò)程中切削刃基本上是在工件齒輪的有次生毛刺的齒 腹的周邊區(qū)域上沿齒的深度方向運(yùn)動(dòng)，并且就是這樣除去次生毛刺。優(yōu)選的是，工具齒輪的 每個(gè)齒的左側(cè)齒腹和右側(cè)齒腹具有至少一個(gè)這樣的切削刃，由于這樣的布置，在切削動(dòng)作 中，切削刃連續(xù)地與工件齒輪的連續(xù)各齒的左側(cè)齒腹和右側(cè)齒腹嚙合。優(yōu)選的是，工具齒輪的齒腹沿齒的寬度方向是凹陷的。這種凹陷形狀可確保工具 齒輪的機(jī)械加工點(diǎn)僅出現(xiàn)在工件齒輪齒腹的有次生毛刺的周邊區(qū)域，而工件齒輪的齒腹的 從加工點(diǎn)沿著齒的寬度方向朝向齒的中心延伸的區(qū)域不與工具齒輪接觸因而不會(huì)被機(jī)械 加工。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，特別提出，切削刃是由工具齒輪的各齒的凹槽的邊緣的一部 分形成的，其中所述邊緣由齒腹界定，并且所述凹槽朝齒腹開(kāi)口。這樣，齒腹的毗鄰于形成 切削刃的邊緣所述部分的區(qū)域就呈現(xiàn)為自由表面，并且凹槽的毗鄰于所述部分的壁區(qū)域是切削刃的機(jī)械加工表面。優(yōu)選的是，本發(fā)明提出，工具齒輪的齒腹有多個(gè)切削刃，這些切削刃沿齒的深度方 向互相間隔開(kāi)。在嚙合過(guò)程中，這些切削刃可對(duì)次生毛刺的沿齒深度方向上的不同的連續(xù) 各部分起加工作用。通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇工具齒輪的齒數(shù)和工件齒輪的齒數(shù)之比，可確保在任 何情況下，在足夠的轉(zhuǎn)數(shù)之后，可以實(shí)現(xiàn)這些切削刃的運(yùn)動(dòng)路徑和次生毛刺的運(yùn)動(dòng)路徑的 完全重疊，因此可將次生毛刺徹底除掉。一個(gè)有利的實(shí)施例還有這樣的特征工具齒輪的每個(gè)齒的凹槽向與之毗鄰的齒端 面開(kāi)口并且從齒的左側(cè)齒腹延伸到齒的右側(cè)齒腹。這樣，可以用簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)去掉工具 齒輪的前表面上的某些材料，做出那些凹槽。凹槽的在正交于橫向剖面的剖視圖上的斷面 形狀并不重要，只要其形狀能確保形成切削刃以除去次生毛刺即可。在本文中，已經(jīng)證明把各凹槽在橫向剖面里定位在螺旋線上是有用的。螺旋線可 以是多線程的。例如，螺旋線的數(shù)目可以是在3到7之間?；蛘撸蓪M向剖面里的各凹槽 定位在一個(gè)或多個(gè)圓弧上。在所有這些情況中，用于加工出各凹槽的刀具可以沿著一條相 對(duì)于工具齒輪的前表面的適當(dāng)軌跡曲線作軸向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)。按照本發(fā)明的另一個(gè)想法，把工具齒輪與同軸線的倒角齒輪非可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，并 且所述倒角齒輪的與工件齒輪的齒邊緣嚙合的齒有對(duì)應(yīng)于倒角的螺旋角。由于工件齒輪在 與把工具齒輪和倒角的齒輪組合起來(lái)的裝置嚙合時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在同一加工過(guò)程中，加工 出倒角并除去因加工倒角而產(chǎn)生的次生毛刺。具體地說(shuō)，可以把倒角齒輪的齒僅設(shè)置其圓 周的一部分上。此外，只要工具齒輪的齒僅在其圓周的不同于上述部分的另一部分上有切 削刃，就足夠了。在這種情況中，恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)和用于加工倒角的輪子的齒數(shù)與工件齒輪 的齒數(shù)之比的恰當(dāng)選擇同樣總是能確保工件齒輪的所有各齒都能被加工出倒角。各附圖中的各視圖表示出的直齒工具齒輪有相對(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸線的圓柱形 轂表面1，以容納其可以轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的軸或心軸；相對(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的有多個(gè)齒2的齒圈；以 及兩個(gè)垂直于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的端面3和4，這兩個(gè)端面從轂表面1延伸到齒圈的齒頂。每個(gè)齒 2有左側(cè)齒腹5和右側(cè)齒腹6，如圖3和4所示，這兩個(gè)圖都是垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的視圖。端面3的延伸于轂表面1和齒圈的齒根圓之間的區(qū)域是完全平坦的。另一方面， 在齒圈的齒根圓和齒頂之間的構(gòu)成各齒2的端面的區(qū)域，各齒2設(shè)有多個(gè)溝槽形狀的凹槽 7。從橫向剖面圖上來(lái)看，這些凹槽7在每個(gè)齒2上從左側(cè)齒腹5延伸到右側(cè)齒腹6。這樣， 各凹槽7在相應(yīng)齒腹5和6上界定了邊緣8。所述邊緣8的部分9、10沿齒的寬度方向延伸 并形成相應(yīng)的切削刃。這樣做，齒腹5和6的毗鄰于切削刃9、10的區(qū)域呈現(xiàn)為與切削刃關(guān) 聯(lián)的自由表面，并且各凹槽7的毗鄰于切削刃9、10的壁區(qū)域是相關(guān)的機(jī)械加工表面。各圖的圖示還示出，所有各齒2的各凹槽7位于以轉(zhuǎn)動(dòng)軸線為圓心的弧形曲線段 上。具體地說(shuō)，它們可以是弧形的線段或螺旋線的線段。在它們的垂直于橫向剖面的平面 的剖面圖上，例如，如圖4所示，各凹槽7的形狀基本上是任意的。唯一的要求是由各凹槽7 定義的邊緣8應(yīng)有沿與端面3相反相應(yīng)齒2的端面的方向延伸的至少一個(gè)切削刃段9、10。各圖中圖示的工具齒輪可用于為具有被再加工出連接相應(yīng)齒腹與齒端面的倒角 的齒端邊緣的直齒工件齒輪進(jìn)行機(jī)械加工。所述再加工在齒腹的毗鄰于倒角的周邊區(qū)域產(chǎn) 生相應(yīng)的次生毛刺。為此，把各附圖所示的工具齒輪與所要加工的工件齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地嚙合。 工件齒輪和工具齒輪之間的第一軸向位置選擇成讓工具齒輪的有切削刃9、10的齒腹區(qū)域與工件齒輪的有次生毛刺的齒腹的周邊區(qū)域嚙合。這樣，切削刃9、10基本上在工件齒輪上 的次生毛刺上以機(jī)械加工的方式沿著工件齒輪的齒的深度方向作切削運(yùn)動(dòng)的，在幾次轉(zhuǎn)動(dòng) 之后，就可基本上除去次生毛刺。各附圖所示的工具齒輪有各凹槽7，它們只在工具齒輪的一端面3上形成切削刃 9、10，而另一端面4是完全平坦的。對(duì)所述平坦的端面4，可把按照?qǐng)D示形成的另一個(gè)工具 齒輪以鏡面對(duì)稱(chēng)的方式與其所述平坦端面4連接。在這一情況中，可以同時(shí)除去工件齒輪 齒的兩齒腹端部區(qū)域形成的次生毛刺。但是，這要求兩個(gè)連接起來(lái)的工具齒輪的軸向厚度 之和對(duì)應(yīng)于有次生毛刺的工件齒輪的齒腹的周邊區(qū)域的軸向距離。不言而喻，可以用夾在 兩個(gè)工具齒輪的互相面對(duì)的端面4之間的間隔盤(pán)來(lái)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)試。在軸向尺寸合適的情 況下，該實(shí)施例也可通過(guò)在兩端面3，4上都設(shè)置凹槽7而形成一件工具齒輪?；蛘?，也可以把按照?qǐng)D示形成的兩個(gè)工具齒輪相互同軸線地定位成有足夠的用于 兩側(cè)除去次生毛刺的間距，使它們的有各凹槽7的端面3互相面對(duì)。因?yàn)橐蠛拖Ｍぞ啐X輪和工件齒輪之間的齒腹嚙合只發(fā)生在有次生毛刺的齒 腹的周邊區(qū)域，所以可將工具齒輪的齒2制成為它們的齒厚沿著齒的寬度方向向齒的中心 逐漸減小。這可實(shí)現(xiàn)成例如工具齒輪的齒2是雙面凹陷的。各附圖所示的工具齒輪的齒圈是直齒齒圈。其適用于對(duì)直齒的工件齒輪進(jìn)行機(jī)械 加工。對(duì)于螺旋齒的工件齒輪，可以開(kāi)發(fā)有對(duì)應(yīng)螺旋角的工具齒輪。還有，可將與工件齒輪同軸線的倒角齒輪與有凹槽7的端面3連接。所述倒角齒 輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能對(duì)應(yīng)于專(zhuān)利文件EP 1 270 127 A1中所揭示的除毛刺齒輪。所述倒角 齒輪(未示)有遍布于其整個(gè)圓周或一部分圓周的齒，并且所述齒的螺旋角對(duì)應(yīng)于工件齒 輪上所要形成的倒角。由于工具齒輪和倒角齒輪的這種組合能夠通過(guò)與齒邊緣的嚙合實(shí)現(xiàn) 工件齒輪的齒邊緣的整形，可以在同一加工循環(huán)中既能給齒的邊緣加工出倒角又能除去在 加工倒角過(guò)程中產(chǎn)生的次生毛刺。附圖標(biāo)記列表1 轂表面2齒
3、4端面
5、6齒腹
7凹槽
8邊緣
9、10切削刃 盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)能理解，本發(fā)明不限于這里描述 的具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明意在涵蓋對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的人員顯而易見(jiàn)的不偏離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū) 的精神和范圍而做出的屬于本發(fā)明的主題的所有變型。
權(quán)利要求
一種用于除去工件齒輪上的次生毛刺的方法，所述方法包括將所述工件齒輪的齒腹與工具齒輪的齒腹轉(zhuǎn)動(dòng)地嚙合，其特征在于，通過(guò)形成在所述工具齒輪的齒腹(5、6)上的切削刃(9、10)的切削運(yùn)動(dòng)除去所述次生毛刺，所述切削運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述工件齒輪的齒腹與所述工具齒輪的齒腹的嚙合產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件齒輪的齒邊緣借助于與其嚙合的 倒角齒輪的齒通過(guò)對(duì)所述齒邊緣進(jìn)行塑性整形而進(jìn)行再加工。
3.一種用于除去工件齒輪上的次生毛刺的裝置，所述裝置包括工具齒輪，所述工具齒輪具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地與所述工件齒輪的齒腹嚙合的齒腹(5、6)，其 特征在于，在所述工具齒輪的齒腹(5、6)上與所述工件齒輪齒腹的周邊區(qū)域嚙合的齒腹區(qū) 域，形成沿齒面寬度方向延伸的切削刃(9、10)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述工具齒輪的所述齒腹(5、6)沿所述齒面 的寬度方向是凹陷的。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述切削刃(9、10)是通過(guò)所述工具齒輪的 所述齒(2)上的凹槽(7)的邊緣(8)的一部分形成的，所述凹槽由所述齒腹(5、6)界定并 朝向所述齒腹開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述工件齒輪的所述齒腹(5、6)有沿所述齒 的深度方向間隔開(kāi)的多個(gè)切削刃(9、10)。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，每個(gè)凹槽(7)朝向所述工具齒輪的毗鄰的齒 ⑵的端面(3)開(kāi)口并從所述齒⑵的左側(cè)齒腹(5)延伸到所述齒⑵的右側(cè)齒腹(6)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述凹槽(7)橫向地定位在螺旋線上。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述螺旋線是多線程的。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述工具齒輪的齒圈是由所述工具齒輪的 兩個(gè)徑向端面(3、4)界定的直齒外齒齒圈。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述凹槽(7)僅設(shè)置在所述兩個(gè)端面中的 一個(gè)端面(3)上，而另一端面(4)是平的。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述凹槽(7)設(shè)置在兩個(gè)端面(3、4)上。
13.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述工具齒輪與同軸線的倒角齒輪非可轉(zhuǎn) 動(dòng)地連接，所述倒角齒輪的齒與所述工件齒輪的所述齒邊緣嚙合并有對(duì)應(yīng)于所述倒角的螺 旋角。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述倒角齒輪的的齒僅設(shè)置在所述倒角 齒輪圓周的一部分上。
全文摘要
本發(fā)明是用于除去由于工件齒輪的齒腹上由于對(duì)所述工件齒輪的齒邊緣倒角而形成的次生毛刺的方法和裝置，該方法和裝置提供一種轉(zhuǎn)動(dòng)地與工件齒輪嚙合的工具齒輪。所述工具齒輪有在其齒腹(5、6)上的切削刃，并且通過(guò)嚙合產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)切削除去次生毛刺。
文檔編號(hào)B23F19/10GK101870009SQ201010165248
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者G·賴(lài)歇特, K·謝弗林 申請(qǐng)人:格里森工場(chǎng)