具有改進幾何形狀的錐齒輪的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及去除錐齒輪的齒邊緣的毛刺。具體地，本發明設及具有相應的改進的 幾何形狀的錐齒輪。
【背景技術】
[0002] 在錐齒輪的制造期間，根據所使用的刀具和所采用的工藝、由于在外齒端上的產 生切屑的機械加工而產生毛刺。
[0003] 在討論毛刺形成和去毛刺之前，要在一些基本的考慮和附圖的基礎上更精確地限 定相關的環境。
[0004] 圖IA示出了錐齒小齒輪31示意性側視圖，其中在該側視圖的基礎上限定本申請 的范圍內所使用的元件和術語。圖IBW示意圖的形式示出了根據圖IA的錐齒小齒輪31的 主體60。所示的示例設及具有彎曲齒面縱向線的錐齒小齒輪31。然而，本發明還可W應用 于其它錐齒輪31。在所示的示例中，如圖IB所示，錐齒小齒輪31具有主體60,所述主體由 具有相應的錐體表層表面的兩個截錐體KK、FK所限定。嚴格來講，運些錐體表層表面為截 錐表層表面。具有參考標記61和62的相應的整個錐體的錐體表層表面被稱為背錐面和頂 錐面。背錐面與附圖平面的交叉線由輔助線61示出。頂錐面與附圖平面的交叉線由輔助 線62示出。兩個截錐體KK、FK每個都具有相互平行延伸的蓋表面71、73和主表面72、74。 截錐體KK、FK都與工件旋轉軸線Rl同軸布置，其中，截錐體KK的所述主表面72與截錐體 FK的主表面74相接觸。兩個截錐體KK、FK因此在所示的示例中相對于彼此相對的定向。
[0005] 錐齒小齒輪31的齒75沿著頂截錐體的表層表面延伸。截錐體31的基準端面由 附圖標記63表示，后端面由附圖標記64表示。端面64在此處對應于截錐體FK的蓋表面 73。在圖IA中W灰色示出的截錐體表層表面（其表示為后錐面的環形部分）在此總體稱為 (環形）大端側表層表面65。在從齒75到大端側表層表面65的過渡區域中，在產生切屑 的機械加工（此處稱為齒輪切削或者產生切屑的齒輪機械加工）期間可能產生毛刺70 (參 見圖3)。運些毛刺分別地形成在所有的齒75的凹形齒面上或在凹形齒面至大端側表層表 面65的過渡區域中。所述過渡區域在圖IA中用附圖標記P表示，其中需要注意的是毛刺 70在齒面和齒根都可能出現。當從內部向外部研磨（即刀具穿過齒槽67從處于大端側表 層表面65的區域中離開齒槽67)時，毛刺70通常僅在大端（此處在區域P中）產生。在 圖IA中，方塊箭頭畫在中間所示的齒槽中，其示出了從齒槽67離開期間刀具的切削方向。 在圖IB中，由虛線示出齒槽67在后錐體表層表面65的區域中穿過表面65。
[0006] 圖2示出了進一步的錐齒輪31的細節，其中該圖來自于標準DIN3971"Begriffe undBestimmungsgrenfurKegelrSderundKegelradpaare"(錐齒輪和錐齒輪副的術 語和決定因素），1980年7月。該DIN標準的術語之后將在所要求和相關的范圍內使用。圖 2示出了軸向截面。在齒頂截錐體KK的區域中示出了輔助線，所有的輔助線都與工件（旋 轉）軸線Rl相交。從外向里看，下述的輔助線將出現于頂錐體的頂部區域中：
[0007] 62 :頂錐體表層表面和附圖平面之間的交叉線（虛線）；
[0008] 63:分度錐體表層表面和附圖平面之間的交叉線（虛線）；
[0009] 66 :大端錐體表層表面和附圖平面之間的交叉線（實線）。
[0010] 頂錐體頂點用附圖標記KKs表示。在所示的示例中，所提及的交叉線62、63和66 并不相互平行地延伸，而是它們每一個由不同的錐角所限定。根錐角Sf對于本發明來講 特別重要。因此，在圖2中示出了運個角度，在所示的情況下，頂錐體、分度錐體W及根錐體 的頂點KKs并不位于工件軸線Rl的同一點上。因此，齒高h在齒寬P的方向上增加（從頂 部截錐體頂點KKs開始）。在穿過大端側表層表面65期間，齒高采用h。表示（參見圖2)。 在所示的情況下，錐齒輪的小直徑（稱之為齒頂）處的齒（從較低高度的意義上來說）小 于大直徑（稱之為大端）處的齒。
[0011] 輔助線還在所示示例中的大端錐體的區域中示出。它們是大端錐體表層表面與附 圖平面相交的輔助線61 (虛線）。運些交叉線61與工件軸線Rl在大端錐體頂點FKs處相 交。大端錐體的錐角Sy對于本發明而言也是特別重要的。因此也在圖2中示出運個角度。 此外，下述的角度也是重要的：頂錐角5。、大端邊緣的角度5,。
[0012] 所提及的毛刺首先形成在大端側表層表面65的區域中。圖3示出了錐齒輪31的 非常簡化和放大的示意圖，其在此處僅有一個齒槽67。圖3的錐齒輪31在圓錐頂部處具有 非常大的根錐角5f(此處，Sf為近似80° )。大端錐體的錐角5V此處為近似10°。說 明書和相應的附圖僅為示意性質并且僅作為可用于更好的說明的示例用于理解。
[0013] 穿過大端側表層表面65的齒槽67的通道在此處近似地為U形形狀或者V形形 狀。毛刺可形成在U形形狀的側面腿部（首先在凹形齒面上，此處所述凹形齒面位于齒槽 67的區域中的右側）的區域和U形形狀的基部區域中。下面特別設及在基部區域中毛刺的 形成。毛刺70(此處還稱為大端側毛刺）在圖3中W簡化形式示出（W陰影方式示出），其 在基部區域中并沿著凹形齒面延伸。此處方塊箭頭也示出在齒槽67中（和圖IA中一樣）， 其示出了刀具的切削的方向，該刀具移動穿過齒槽37并在大端側表層表面65的區域中離 開齒槽67。
[0014] 本發明特別地設及錐齒輪的大端側的毛刺70,因為運些毛刺70特別復雜并很難 去除。
[0015] 所考慮的進一步的缺點在于：必須使用特殊的銳刀W去除錐齒輪中的大端側毛 刺。
[0016] 在錐齒小齒輪的生產中，尤其在錐齒小齒輪的大端側上去除毛刺是特別麻煩的， 因為錐齒輪31的后端面64在常規的齒輪切削機中經常只有局部地能被接近或者根本就無 法接近（如可從示意性的圖4中看出的）。
[0017] 圖4示出了具有軸32的錐齒輪31的示意性截面圖。軸32容置于工件屯、軸33中。 因為在表層表面65和工件屯、軸33之間存在的空間較小，因此僅在區域X中能困難地接近 大端側表層表面65。
[0018] 因為上述原因，僅可能在大端側上的基部區域中費勁地去除毛刺。
【發明內容】
[0019] 本發明基于找到用于去除齒根上的毛刺的解決辦法的問題。首先設及去除錐齒輪 的齒根上的大端側毛刺。
[0020] 根據本發明，運些問題是通過一錐齒輪來解決的，該錐齒輪防止了由于錐齒輪的 成形而在齒根上形成大端側毛刺。在運種方式中，毛刺根本沒有形成，而運些毛刺之后不得 不W復雜的方式去除。因此本發明不設及能夠采用技術上的改進W去除齒根上的毛刺的機 械加工方法，而本發明形成完全新的途徑，所述新的途徑通過合適的成形W降低或防止上 述問題。
[0021] 本發明是建立在W下發現的基礎上，即當刀具和工件之間的局部切削條件不理想 時形成毛刺。已經示出了，最終要的是在那些具有小于120°的離開角度的邊緣上形成毛 刺。所述離開角度影響了：在機械加工期間，是否發生工件的金屬的成形，或者實際的切削 過程是否防止毛刺的形成。在齒輪切削的切削過程期間，刀具的切削刀刃穿透至金屬材料 中，上述金屬材料因此可彈性及塑性地變形。所述材料在超過限制值時開始流動。依賴于 切削刀刃的幾何形狀，變形的材料形成切屑，所述切屑經由刀具上的前刀面退出。在齒槽 的離開角度大于120°的情況下，在齒根處產生的切屑可干凈地切除。如果離開角度小于 120°，毛刺因此由于塑性變形而形成。
[0022] 本發明的錐齒輪的特征為特別成形的主體，該主體由頂部截錐體和大端截錐體形 成，上述頂部截錐體和大端截錐體相對于工件（旋轉）軸線同屯、布置并彼此相對的定向。所 述頂部截錐體具有環形頂錐體表層表面（頂部截錐體表層表面），所述大端截錐體具有環 形大端錐體表層表面（大端截錐體表層表面）。所述頂部截錐體由頂錐角限定，所述頂錐角 介于0°至90°之間。所述大端截錐體由大端錐角限定，所述大端錐角介于0°至90°之 間。所述錐齒輪在頂部截錐體表層表面區域中具有至少一個齒槽，所述齒槽穿過所述大端 截錐體表層表面。也就是說，齒槽在大端截錐體表層表面的區域離開工件的材料。運個齒 槽具有基部，所述基部的輪廓由根錐角限定。
[0023] 根據本發明，周向環狀結構設置在工件的大端截錐體上，該周向環狀結構相對于 所述大端錐體表層表面凸出，該周向環狀結構在工件（旋轉）軸線方向上是錐形的。運個 環狀結構限定了齒根上的大端側離開角度，該大端側離開角度在本發明的所有實施例中優 選介于125°至160°之間。
[0024] 齒