(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械、特にフライス盤であって、
１．１  機械台（１）と、
１．２  工具（３）を受けるために前記機械台（１）に取り付けられた工具キャリア（２）と、
１．３  前記工具キャリア（２）にある前記工具（３）を工具軸（５）回りで回転させる駆動デバイス（４）と、
１．４  被加工物（７）を受けるために前記機械台（１）に取り付けられた受容デバイス（６）と、
１．５  前記工具キャリア（２）と前記受容デバイス（６）との間の第１相対的角度運動を発生させる第１回転駆動デバイス（８）と、前記工具キャリア（２）と前記受容デバイス（６）との間の第２相対的角度運動を発生させる第２回転駆動デバイス（９）と、
１．６  前記工具キャリア（２）と前記受容デバイス（６）との間の２軸に沿う相対的平行移動運動を発生させる平行移動駆動デバイス（１１）と、
１．７  前記工具キャリア（２）と前記受容デバイス（６）との間の直線運動と、前記工具キャリア（２）と前記受容デバイス（６）との間の相対的角度運動と、をほぼ同時に制御することが可能なように構成された制御デバイス（１２）と、
を有し、
１．８  前記工具（３）が、正面フライスカッターまたは正面外周フライスカッターとして設計されており、前記被加工物（７）においてフライス加工される歯状構造（１３）の少なくとも一部の外郭を呈するブレード（１４）を備え、
１．９  前記ブレード（９）の外径が、２つの隣り合う歯面（１５、１６）の距離−歯面間隙（１７）よりも大きく、
１．１０  前記制御デバイス（１２）が、加工される前記歯状構造（１３）の領域を通して、前記歯状構造の歯面間隙ベース（２０）に関してかつ／または形成される歯先端（１９）に関して等距離またはほぼ等距離で、加工される前記歯面（１４、１５、１６）に沿って全体的に移動されるように、前記工具（３）を移動させるように構成されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
当該工作機械が、形成される斜歯構造が取り付けられた被加工物（７）であって前記受容デバイス（６）で支持された被加工物を提示し、
２．１  前記ブレード（１４）の外径が、前記被加工物（７）内に形成される斜歯構造であって、前記歯面間隙が前記歯面の長手方向における一方から他方に向かうにしたがって大きくなる、斜歯構造の長手方向の歯面曲面の半径の２倍より大きいもしくは２倍未満である、凹面状の歯面における長手方向の歯面曲面の半径の２倍より大きい、または、凸面状の歯面の半径の２倍未満であることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記工具軸（５）が、除去される表面、特に前記被加工物（７）の前記歯面の側面に対して垂直であるまたは特に４５°から１３５°、特に８０°から１００°の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
前記工具軸（５）の角度が、加工される前記歯面（１５、１６）に沿って移動しているときに前記被加工物（７）の直径に関して変化することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記工具軸（５）が、形成される前記歯状構造（１３）の領域の外側に延びることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
前記ブレード（１４）が、前記工具（３）から見て前記工具（３）の径方向に配向されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の工作機械で歯状構造（１３）を形成する方法であって、以下の工程：
７．１  形成される前記歯状構造の領域（１８）の外側に前記工具（３）を位置付ける工程と、
７．２  前記工具（３）を回転駆動する工程と、
７．３  前記制御デバイス（１２）を用いて１以上の前記駆動デバイス（４、８、９）を制御することによって前記工具（３）の外周領域に配置された前記ブレード（１４）を有する前記工具（３）を用いて加工される前記歯状構造（１３）の前記領域（１８）において前記被加工物（７）を通過させて歯面（１５、１６）の少なくとも部分的な外郭をフライス加工する工程であって、形成される前記歯状構造の前記歯面間隙ベース（２０）に関して及び／または前記歯先端（１９）に関して等距離またはほぼ等距離で、フライス加工される前記歯面（１５、１６）に沿って前記工具（３）を移動させる、工程と、
７．４  形成される前記歯状構造（１３）の領域（１８）から前記工具（３）を戻す工程と、
７．５  所定位置にある被加工物軸（１０）回りに前記被加工物（７）及び／または前記工具（３）を少なくとも歯ピッチだけ回転させる工程と、
７．６  前記被加工物（７）のすべての前記歯面を同一の方法で加工してすべての歯面間隙を完成するまで前記工程７．３から前記工程７．５を繰り返す工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記工程７．２から前記工程７．４が、まず第一に、形成される前記歯状構造（１３）の歯それぞれの第１の歯面（１５、１６）を形成するためにそれぞれ実行され、前記工程７．５を実行する前に、形成される前記歯状構造（１３）の歯それぞれの第２の歯面（１５、１６）を形成することに続いてそれぞれ繰り返され、または、
前記工程７．２から前記工程７．５が、まず第一に、形成される前記歯状構造（１３）の歯それぞれの第１の歯面（１５、１６）を形成するために実行され、形成される前記歯状構造（１３）の歯それぞれの第２の歯面（１５、１６）を形成することに続いてそれぞれ繰り返されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記歯状構造（１３）が、当該歯状構造が少なくともほぼ最終的な設定したフライス加工の形状寸法に適合するように、予備工作機械を用いて荒削り加工サイクルで予備フライス加工され、前記歯状構造（１３）が最終的な設定したフライス加工の形状寸法に適合するように、微細工作機械を用いて後続の微細加工サイクルでフライス加工して形作り、
前記工程７．１から前記工程７．６を繰り返すことを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記荒削り加工サイクルが及び前記微細加工サイクルの後に、少なくとも１つのさらなる加工サイクルを前記歯状構造に実行することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
形成される前記歯面間隙（１７）の深さ及び／または幅が、複数のセクションに分かれ、
加工することが、深さ（Ｅ１〜Ｅ３）及び／または幅の複数の平面で行われることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記工具（３）における複数の前方送り通路が、歯先端（１９）及び／歯面間隙ベース（２０）に関する平面（Ｅ１〜Ｅ３）内で互いに近接して位置ており、
前記平面（Ｅ１〜Ｅ３）における前記前方送り通路の数が、前記歯面間隙（１７）の深さ及び／または幅と共に増大することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
互いに近接して位置する前方送り通路それぞれが、深さが異なる別の平面（Ｅ１〜Ｅ３）上にあることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記歯面間隙（１７）の深さ及び幅に関する切削区域が、以下のパラメータ、
−  モジュールのサイズ、
−  歯面間隙の形状に影響する歯の数
−  使用する工具の形状寸法、
−  工作機械の能力、例えば、スピンドルパワー、それぞれのスピンドルトルク、機械の構造の堅牢性、
−  歯の形状寸法、特に歯の高さ及び／またはフランク角、
のうちの１つまたは複数にしたがって調節されることを特徴とする請求項７から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
異なる工具（３）が、異なる平面（Ｅ１〜Ｅ３）に対して使用され、
より深く平面（Ｅ１〜Ｅ３）が前記歯面間隙（１７）の内側に位置するにしたがって、工具の利用する切削幅がより小さくなり、逆に、より大きな幅の工具が、前記歯面間隙（１７）の上側の領域で利用されることを特徴とする請求項７から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前方送り通路の一部が、長手方向で湾曲する前記歯面（１５、１６）を加工している間には前記歯面間隙（１７）の全長にわたっては延在していないことを特徴とする請求項７から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記工具軸（５）の傾きまたは角度が、長手方向の歯面間隙曲部に関して一定に保持されることを特徴とする請求項７から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも部分的に直線状またはほぼ直線状のブレード（１４）を取りつけた工具（３）を使用し、
前記ブレード（１４）の直線状セクションが、所定の角度αで設定され、
前記角度αが、前記歯面（１５、１６）を形成するときに前記歯面（１５、１６）に関して０°より大きく５°以下であり、
前記角度αが、前記歯面（１５、１６）１つ１つを形成するとき、及びその後に０°からなる角度αを調整する前記歯面（１５、１６）を形成する後続の加工工程の間に、変化されることを特徴とする請求項７から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から６のいずれか１項に記載の工作機械で使用するかつ／または請求項７から１８のいずれか１項に記載の方法で使用する工具であって、
１９．１  当該工具の回転中における飛行円が円盤面、シリンダ状もしくは円錐状面及び／または環状面を示す複数のブレード（１４）を有し、
１９．２  前記ブレード（１４）のすべてが、形成される歯状構造（１３）の同一の歯面（１５、１６）を加工するために配置されており、複数のこのような前記ブレード（１４）が、前記歯面（１５、１６）それぞれに対して設けられており、当該ブレード（１４）が共通の飛行円に位置付けられていることを特徴とする工具。
【請求項２０】
前記ブレード（１４）のすべてが、共通の飛行円に位置付けられており、もしくは、複数の前記ブレード（１４）ごとにもっぱら２つまたは３つのグループが設けられ、前記グループの前記ブレード（１４）すべてが、同一の飛行円に位置付けられている、かつ／または、
２０．１  前記ブレード（１４）が、複数のカッター（２２）で形成されており、前記カッター（２２）が、ベース本体（２３）に特に取外し可能に取り付けられている、または強固に結合されている、かつ／または、
２０．２  前記カッター（２２）が、円形、部分的な円形、楕円形または部分的な楕円形の外周を有するプレートとして設計されていることを特徴とする請求項１９に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、工作機械、特に、フライス盤、並びに平歯車、フェースギア、ウォームギア及び傘歯車のような歯車をフライス加工する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような特有の外歯構造を有する歯車は、ほぼ直線状または螺旋状に切削される。また、斜歯構造(spiral gearing)は、特に傘歯車として知られており、これは、歯の側面が円の円弧の形態にある長手方向の湾曲部を示すことを意味する。また、このような傘歯車は、斜歯傘歯車として設計されている。軸ズレを設けると、傘歯車は、ハイポイドギアと称される。さらに、パロイド型(palloid)、クリンゲルベルグ型(Klingelnberg)及びグリーソン型(Gleason)歯状構造(gearing)のような複数のさらなる歯状構造も同様に知られている。
【０００３】
ほぼ２つの方法、すなわち輪郭フライス加工及びホブ加工は、外歯構造を形成するときに使用される。輪郭フライス加工について、フライス工具の外郭は、被加工物に直接付けられ、切削運動は、回転するフライス工具によってもっぱら行われ、被加工物は、一般的に静止したままである。被加工物は、歯面間隙を形成した後に、歯ピッチだけさらに回転される。カッターヘッド及びエンドミルは、特に、工具としてそれらの用途を見出す。
【０００４】
ホブ加工は、平歯車のような直線状または螺旋状に切削された外歯車を経済的に製造するために使用され、工具は、歯を形成する被加工物と共にウォームドライブを形成する単条または多条(multi-start)のウォームを形状寸法的に示す。ホブは、フライス加工サイクル中に駆動され、フライス加工サイクル中にたいていは平行移動されて歯面間隙を形成する。
【０００５】
また、いわゆる連続インデックス式歯形成処理(continuously indexing gearing process)（連続インデックス処理）は、ホブ加工に関連する。そのようにするため、カッターヘッドは、それらの前面において複数のカッターを示す工具として使用され、このカッターは、フライスヘッドの外径に関して同心状に配置されている。カッターそれぞれは、異なる態様で設計されており、このため、個別の切削形状寸法を示し、カッターそれぞれは、逃げ面の所定のごく少量を除去する。工具の回転外郭、すなわちカッターのすべてのブレードは、形成される歯面間隙を得ることを可能とする。この方法において、被加工物及び工具は、互いに所定の規則性で回転し、歯面間隙の歯面は、個別のブレードの包囲切削によって形成される。
【０００６】
連続インデックス処理中に必要な莫大な改変は、フライス加工される歯状構造に応じて被加工物の及び工具の回転速度を正確に調整すべきなので、欠点であることが分かる。フライス加工サイクルの複雑な動作は、購入するには高価な特有の目的の機械を必要とする。
【０００７】
同様に個別インデックス式歯形成方法（個別インデックス方法）と称されるいわゆるプランジ法の場合において、歯面間隙は、工具を突入させることによって個別に形成される。被加工物は、プランジサイクル中に静止したままであり、そして、上記被加工物は、傘歯車を完成するまで、歯ピッチだけさらに角度割り出し(index)され、次の歯面間隙をフライス加工する。そのようにするため、フライスヘッドは、連続インデックス処理中に使用されるが、そのカッターは、全体的に同一形状であり、フライス加工される歯面間隙の輪郭に対応する。
【０００８】
説明した方法の主な短所は、工具が所定の歯状構造にのみほぼ適していることである。特殊な歯状構造を必要とする場合、特殊なフライスカッターを準備しなければならず、これは、高価で、ほとんどの場合において長い納期を必要とする。
【０００９】
単一インデックスまたは連続インデックス処理を用いて螺旋状歯状構造を有する傘歯車を形成している間に、工具の外径は、必要な歯状構造に応じて、特に形成する傘歯車の外径に応じて決まる。その理由は、特に歯面の円状部における長手方向円弧部の半径がフライスヘッドの回転軸に関するブレードの直径の半分にほぼ対応するからである。このため、重い工具、したがってより強力な駆動デバイスが必要となる一方、工具の重量が大きいため、送り及び回転速度が低下する可能性があり、加工時間が長くなる。工具の重量に応じて、後者を工具マガジンに常には置かないことがあるが、これらを手で変更する必要がある。例えば産業用ロボットなどによる操作は、工具変更中の過剰な慣性負荷のため、問題外である。比較的小さい歯車を形成する場合、工具は、工作機械の工具マガジンに取り付けられているが、これらの直径が比較的大きい多くの場合において、多くの空間を必要とし、著しく大きな工具マガジンが入手可能でなければならない。
【００１０】
単一及び連続インデックス処理中のカッターヘッドの調整は、カッターが回転外郭としてフライス加工される歯面間隙の正確な形状寸法を得ることを可能とするようにすべてのカッターを正確に配置しなければならないので、設定時間に関して、特に欠点であることが分かる。
【００１１】
近年、高速金属切削（ＨＳＣ）を用いて歯車並びに傘歯車を形成するためにより多くの試験が行われている。この方法は、回転速度及び送り速度が超高速であるが金属切削の実行（最小限のチップ厚さ）が最小限である状態で歯面間隙をラインごとに除去するエンドまたは輪郭フライス加工を用いる。５軸工作機械で行われる加工処理は、特に、金属切削量が小さいことに起因して、確かに工作機械のスピンドル及びベアリングに特に長い加工時間にわたって過度に負荷をかけすぎないことを必要とする。
【００１２】
従来技術文献として特許文献１を参照すると、この特許文献１に開示された特徴は、請求項１の前書き部分に要約される。この特許文献１は、傘歯車及びハイポイドギアを製造する多軸歯車ホブ機械を説明しており、制御デバイスが設けられており、この制御デバイスは、工具キャリア及び被加工物のための受容デバイスを同時に５軸に沿って移動させる。しかしながら、工具を被加工物内に突入させる方法のため、工具が歯面の長手方向曲部の曲率半径の２倍に対応する外径を示す必要がある。このため、新しい長手方向の歯面曲部それぞれに対する新たな歯状構造の形状寸法のための新たな工具を用意する必要がある。さらに、機械は、特有の歯状構造以外の他の構成部材を形成する普遍的なフライス盤として使用するように設計されていない。
【００１３】
特許文献２は、工作機械切込処理を説明しており、この処理は、ポット状のフライスヘッドの個別のブレードの摩損を低減する。このため、その直径が形成される斜歯状構造の曲率半径に適合しなければならないポット状のフライスヘッドをプランジ処理中において歯面間隙内に斜めに差し込むことを提案しており、送りベクトルは、歯面間隙ベースに関して垂直方向の成分と、歯状構造の長手方向の成分と、を有する。いったん工具が被加工物の全深さに達すると、工具は、再び、（ここでは非発生法(non-generating method)と称される輪郭フライス加工について）直接被加工物から引き抜かれるか、被加工物の周方向で移動され、ホブ加工の場合に歯車ホビングを開始する。
【００１４】
また、特許文献３は、使用するフライスヘッドの個別の歯における摩損を低減するために工作機械切込処理を説明している。また、ここでは、送りベクトルは、上述した特許文献のように、歯車ホブ加工サイクルが適切に開始する前に、フライスヘッドに関して定義される。フライスヘッドの外径が歯状構造の弧状部に正確に適合しなければならず、また、説明したように、開始時において、カッターそれぞれが個別の切削形状寸法を示して単条または多条ウォームを形成しなければならないことは、同様に、欠点である。特許文献４は、輪郭を有する平歯車における内向き螺旋状に切削した歯面及び長手方向の修正を金属切削加工するための多軸歯車ホブ加工機械を説明している。そのようにするため、工具は、切頭円錐状の包絡線にある蛇行状の作動通路に沿って移動し、工具は、長手方向の歯面極部に沿って歯面ベースそれぞれの歯先端に対して等距離に移動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許出願第３７５２００９号明細書
【特許文献２】欧州特許第０８５０１２０号明細書
【特許文献３】欧州特許第０６９０７６０号明細書
【特許文献４】米国特許第４４６７５６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そして、本発明の目的は、歯状構造、特に、従来技術の欠点を解消した傘歯車またはピニオンを製造する工作機械及び方法を提供することである。特に、加工時間及び特に形成される歯車の主な処理時間を最小化する。同時に、歯車を可能な限りコストの効率よく、寸法を正確に容易に形成することが容易であるべきである。このようにするため、歯車は、有利には、１以上のクランプ動作で完全に形付けるためにフライス加工される。一般的なフライス盤は、特に有利には、歯状構造を製造する本発明において入手可能になされた工具を用いた用途を見出す。
【００１７】
この目的は、独立請求項における工作機械、方法及び工具で満足される。従属請求項は、本発明の好ましい形態を示す。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
例えばフライス盤のような本発明の工作機械は、機械フレームと、工具を受けるために機械フレームに取り付けられた工具キャリアと、工具キャリアにある工具を工具軸回りで回転させる駆動デバイスと、被加工物を受けるために機械フレームに取り付けられた受容デバイスと、特に被加工物軸回りで被加工物を回転させる及び／またはデバイスを受けるために、工具キャリアと受容デバイスとの間の第１相対的角度運動を発生させる第１回転デバイスと、工具キャリアと受容デバイスとの間の第２相対的角度運動を発生させる第２回転駆動デバイスと、工具キャリアと受容デバイスとの間の２軸に沿う相対的平行移動運動を発生させる平行移動駆動デバイスと、工具キャリアと受容デバイスとの間の直線運動と、工具キャリアと受容デバイスとの間の相対的角度運動と、をほぼ同時に制御することが可能なように構成された制御デバイスと、を有し、工具が、正面フライスカッターまたは正面外周フライスカッター(face circumference milling cutter)として設計されており、被加工物においてフライス加工される歯状構造の少なくとも一部の外郭を呈するブレードを備える。
【００１９】
本発明において、ブレードの外径は、（同様に、工具ブレードの飛行円(flight circle)の２倍に指定されており、）２つの隣接する歯面の距離（歯面間隙）よりも大きく、工具は、工具の外周の領域に配置されたブレードの所定部分を用いて調整されており、工具は、前方ブレードを用いて、特に同時に形成される歯状構造の領域において円周ブレードを用いて、被加工物内に突入する。
【００２０】
そして、制御デバイスは、第１及び／もしくは第２回転駆動デバイス並びに／または少なくとも１つの平行移動駆動デバイスを作動させることにより、加工される歯面に沿って工具を移動させることによって工具を移動させる。この移動運動中に、工具、特に複数のブレードによって形成されるその外周の距離は、フライス加工される歯状構造の歯面間隙ベースに及び／または歯面間隙先端に関して少なくともほぼ一定のままである。
【００２１】
例えば、本発明における工作機械を用いて斜歯状構造を有する被加工物を形成するため、制御デバイスは、有利には、工具を形成される直線状歯の長手方向の歯面曲部に沿って移動させるように駆動デバイスを動作させ、工具軸それぞれの傾斜角は、長手方向の歯面曲部に関して（一般的に歯面に関して）一定に保持される。これは、例えば、工具軸の傾きは、歯面の形状寸法にしたがって、横断及び／または長手方向において、長手方向の歯面曲部に関して、特に少なくとも５軸で制御デバイスを用いて恒久的に修正される。
【００２２】
したがって、本発明における工作機械は、ほぼ５軸のフライス加工機械を示す。同様に、もちろん、工具及び／または受容デバイスそれぞれの工具キャリアを移動させる追加の軸を設けてもよい。工作機械は、自動操作に適しており、例えば工具変更デバイス、工具マガジン、被加工物変更デバイス及び／またはパレット変更器を有する。機能性を拡張するため、工作機械は、同様に、例えば回転または旋回機械テーブルのような追加の平行移動及び／または回転駆動デバイスを示してもよい。同様に、工作機械は、マシニングセンターまたは製造ラインの一部であり、製造ラインは、旋盤、研削または焼入(hardening)機械のような追加の機械を備える。
【００２３】
工具は、被加工物の面加工または面周囲加工を可能とするように、少なくとも１つのブレードを備える。そのようにするため、工具は、フライスヘッド、側フライスカッターまたはＴ溝カッターとして設計されてもよい。上記少なくとも１つのブレードは、少なくとも１つの掬い面及び１つの自由面から形成された輪郭を有し、ブレードの輪郭は、歯面間隙の少なくとも一部で形成するために、有利には、歯面のための第１インデックスブレードと、少なくとも一部の歯面間隙ベースのための第２インデックスブレードと、を呈する。このような実施は、同一のフライス加工サイクル中に、掬い面並びに少なくとも一部分の歯面間隙ベースを完全な完成したフライス加工形状寸法で形成することを可能とする。
【００２４】
ブレードは、好ましくは、工具から見て工具のほぼ軸方向で配向されている。その結果、ブレードは、被加工物を向く工具の前面に垂直には延在しない。その替わりに、上記ブレードは、前面にほぼ平行にまたは傾いて延在してもよい。さらに、ブレードは、個別のカッターそれぞれにおいて工具の周方向に沿って設けられてもよく、工具の前面に関して傾斜してまたは垂直に延在する。
【００２５】
本発明における工作機械で歯状構造を製造することに関する本発明における方法は、以下の工程：
（ａ）  加工される歯状構造の領域の外側に工具を位置付ける工程と、
（ｂ）  工具を回転駆動する工程と、
（ｃ）  歯面の外角の少なくとも一部をフライス加工するように、制御デバイスを用いて、すべての駆動デバイスまたは選択した駆動デバイスをほぼ同時に動作させた状態で、工具の周囲の領域に配置されたブレードの一部を用いて工具を被加工物の形成される歯状構造の領域を通過させる工程であって、工具が、工具における、特にその外周における一定のまたはほぼ一定の距離で加工される歯面に、特にその外周に沿って移動され、この外周が、歯面間隙ベースに関してかつ／または歯面間隙先端に関して外周に位置付けられたブレードの飛行円で形成され、
（ｄ）  形成される歯状構造の領域から工具を戻す工程と、
（ｅ）  少なくとも１つの歯ピッチだけオフセットされた位置で被加工物軸回りに被加工物及び／または工具を回転させる工程と、
（ｆ）  特に工具の回転を中断しない場合において、被加工物の歯面すべてを同一の方法で加工して歯面間隙を完成するまで、工程（ｃ）から工程（ｆ）を繰り返す工程と、
を備える。
【００２６】
工具は、有利には、それぞれにその効果をもたらために設けられたブレードを有する前面及び外周面の一部で同時に被加工物の一部を除去する。このため、しかしながら、工具と被加工物との間の噛合せの外側で歯状構造の深さ方向に関して工具と被加工物との間の相対的な位置付けを調節することと、上記一定距離だけ加工される歯面にのみ沿うチップ除去フライス加工中に工具を移動させることと、が可能となる。そして、工具（もしくは被加工物または双方）は、その結果として、噛合せの外側から所定の深さまで移動し、材料は、その後、歯車ホブ加工運動によって被加工物から除去され、これら歯車ホブ加工運動の自然な複数の経路は、複数の深さで実行される。あるいは、相対的な位置付けは、特に歯面間隙の一端部において、深さ方向及び歯状構造の領域に関して工具と被加工物との間で設定され、工具は、移動され、上記所定距離で加工される歯面に沿ってチップを除去する。
【００２７】
工具は、フライス加工サイクルの開始時及びサイクル中に設定され、特に、工具軸が常に加工される逃げ面に対して同一角度を維持するように恒久的に追尾される。同時に、工具は、特にすべての回転及び／または平行移動駆動デバイスを用いて、長手方向の歯面曲部に沿って移動する。これは、工具の前進運動の方向ベクトルが多かれ少なかれ逃げ面または逃げ面に対する平行面に関して常に接線方向に延在することを意味する。すなわち、工具軸の傾きは、歯面のまたは歯面間隙の形状寸法にしたがって、横断及び／または長手方向の長手方向歯面曲部に関して、特に少なくとも５軸で制御デバイスを用いて恒久的に修正され、工具軸と長手方向の歯面曲部との間の角度は、長手方向の歯面曲部の長手及び／または横断方向で一定のままである。したがって、ほぼすべての公知のフェースギア構造及び外歯構造を得る。しかしながら、完全に新たな歯状構造をこの方法で形成してもよい。
【００２８】
歯状構造は、予備加工工具を用いて荒削り加工サイクルにおいて歯状構造が少なくとも完成した目標値のフライス加工の形状寸法に適合するように予めフライス加工され、微細加工工具を用いて後続の精密加工サイクルにおいて歯状構造が完成した目標値のフライス加工の形状寸法に適合するように形作るためにフライス加工されており、工程（ａ）〜（ｆ）を実行する。荒削り加工サイクルと微細加工サイクルとの間において、少なくとも１つの追加の加工サイクル、特にフライス加工サイクルを介入させてもよい。フライス加工された外郭を確認する測定サイクルをさまざまな加工サイクル間に挿入してもよい。測定サイクルは、これに関連して、例えば測定センサまたは光学測定デバイス（カメラ、レーザ）を用いて工作機械で直接実行されてもよい。歯状構造のさらなる加工動作、例えば熱処理及び／もしくは研磨または剥離加工により微細加工サイクルを継続することはさらに可能である。加工は、ソフト加工とハード加工とに分けられ、これは、ソフト加工後に、被加工物がまず第一に焼入処理され、いったん焼入処理されると、焼入加工されることを意味する。いったん焼入処理された被加工物の最後の動作サイクルは、一般的に、例えば研削、剥離またはフライス加工（平滑化）による微細加工である。
【００２９】
本発明は、特に外径が及び／またはブレードの形態が異なるフライス加工工具を使用して単一の歯面間隙の内側おいて同一の機械で歯状構造を形成することを可能とする。さらに、本発明は、工具と被加工物との間における最適なブレードの噛合せの観点から、正確に工具配向ベクトルを設定する機会を提供する。特に、例えばモジュール１２以降の大型の歯車において、高い加工素材除去速度に起因して加工時間を著しく短縮することを達成し、フライスカッターは、有利には、費用効率が高い切削プレートで使用される。
【００３０】
特に荒削り加工中において、（継続的にまたは断続的に歯車ホブ加工する、横断フライス加工する）従来技術と比較すると、フライス加工工具は、前方送り通路に沿って移動され、これは、使用する工作機械の及び工具の能力を最適に利用する。歯面間隙の内側における工具の前方送り通路は、単一の設定通路に限定されない。さらに、切削区域は、歯面間隙の寸法に応じて複数の通路を備えて選択される。切削区域は、有利には、歯面間隙の深さ及び幅に適用する。形成される歯面間隙の深さは、複数の工程で加工され、加工は、複数の平面を伴う。工具の複数の前方送り通路は、平面それぞれにおいて互いに近接して位置付けられている。平面における前方送り通路の数は、深さが増大するにしたがって歯面間隙の幅が減少するので、深さが増大するにしたがって減少する傾向がある。歯面間隙の深さ及び幅に関する切削区域は、有利には、以下のパラメータ、
−  モジュールのサイズ、
−  歯面間隙の形状に影響する歯の数
−  使用する工具の形状寸法、特に、切削幅、ブレードの形状、削られる材料の歯ピッチのサイズ、
−  工作機械の能力、例えば、スピンドルパワー、それぞれのスピンドルトルク、機械の構造の堅牢性、
−  歯の形状寸法、特に歯の高さ及び／またはフランク角、
にしたがって調節される。
【００３１】
特に有利には、当該前方送り通路に最適なさまざまなフライス工具を使用してもよい。現在の工作機械、特にマシニングセンターにおいて観測されるチップ間時間が非常に小さいことに起因して、工具の変更に消費される時間は、最適な工具の挿入によって確保される時間と比較して、ほとんど顕著でない。例えば、大きな切削プレートを有するフライス加工工具は、歯面間隙の上側領域で使用され、特に大きな切削幅を示しかつ特に高い加工素材除去速度を実現する。小さな切削幅を有するフライス加工工具は、好ましくは、深さが増大するにしたがって歯面間隙の幅が減少する場合に使用される。
【００３２】
ある場合において、互いに近接して位置付けられる同一平面の前方送り通路ではなく、歯先端にまたは歯面間隙ベースに対して異なる深さそれぞれにおいて位置する必要がある。これは、例えば、単一のフライス加工通路を用いて大型の切削プレートが取り付けられたフライス加工工具によって材料の大部分を歯面間隙から除去し、そして小さい切削プレートに取り付けられたフライス加工工具によって残りの材料を除去するような場合である。
【００３３】
丸型切削プレートが取り付けられたフライス加工工具は、歯面間隙を荒削り加工することについて特に良好に役に立つ。切削プレートは、さまざまなサイズ及び異なる品質いわゆる形状寸法（例えば上向きのまたは下向きの掬い角）でコストを効率よく形成される。そのため、結果として、長期の工具コストを最小化する。
【００３４】
歯面間隙を加工する前方送り通路は、好ましくは蛇行形態で延在し、これは、さまざまな通路が前方送り通路間で迅速に運動させることなく直接互いに隣接することを意味する。このため、結果として、例えばプランジ加工−ギアホブ加工−横断方向オフセットなど、またはプランジ加工−ギアホブ加工−プランジ加工−ギアホブ加工−オフセット−ギアホブ加工−プランジ加工−ギアホブ加工などのようなさまざまな処理手順による前方送り通路となる。
【００３５】
歯面間隙を加工するために異なる工具を使用する場合、まず第一に、すべての歯面間隙を工作機械で加工することが有利である。留意すべきことは、１つの歯ピッチだけ歯車を角度割り出しする時間が、１つの工具を変更する時間よりも一般に短いことである。特有の要件、例えば非常に精密な要件の場合、反対に、まず第一に、続けて歯面間隙を加工するまでに各単一の歯面間隙を完全に荒削り加工することを実行することが有利であることが分かる。多数の工具を変更することは、確かに、現在の工作機械の工具交換器を用いて考えられるが、チップ間時間は、約２秒から３秒存続し、これは、本発明における制御デバイスが設けられた対応する工作機械を使用するので、この方法を用いてさえ高生産性を達成することを説明する。
【００３６】
前方送り通路は、歯面の長手方向に関してほぼ等間隔に延びる。斜歯傘歯状構造において、歯面は、長手方向で湾曲しており、さらに、歯面間隙は、外方に向けて幅広になっている。これは、前方送り通路がもっぱら曲部に沿って延在することと、フライス深さそれぞれに関してそれらの距離が内側に向けて、すなわち回転軸に向けて減少することと、を伴う。したがって、フライス盤の切削幅に従ったフライス加工サイクルによって除去される多量の材料は、歯面間隙の内側端部において外側端部よりも先に交差部を形成する。内側端部におけるこの交差部のため、多くの場合において、前方送り通路が歯面間隙の全長にわたって延在することを必要としない。このため、結果として、少なくとも１つの短い前方送り通路及びその結果としての最小の加工時間となる。
【００３７】
前方送り通路を蛇行することの積み重ねの結果、フライス加工は、共回転方向に及び逆回転方向とすることが可能である。ある場合において、共回転方向にのみまたは逆回転方向にのみフライス加工することが有利であることが実際には分かる。そのため、その前方送り通路それぞれの終わりにおいて、フライス加工工具をそれぞれの次の前方送り通路の開始位置まで被加工物に噛み合わせることなく移動する必要がある。これは、好ましくは迅速に実行すべきである。全体の蛇行する前方送り通路は、中間の迅速な手順によって中断される場合に正確になる。
【００３８】
丸型プレートを有するフライス工具を使用する場合、波状の材料残留物は、歯面に残存し、この残留物は、後続の焼入することとそれに続く歯面の平滑加工に有害である。これら材料残留物それぞれを除去することを回避するため、フライス工具は、好ましくは、少なくとも直線状切削縁部セクションを有する切削プレートを備える荒削り工具として使用される。必要な歯面形状は、このような工具を用いて高精度で形成される。また、この工具を用いて深さに関する複数の工程における加工を実行することは可能である。あるいは、特にプレートの形態をなす丸型ブレードを有するフライス工具は、特に、直線状セクションが丸状セクションに接続した状態で使用されてもよく、この直線状セクションは、上記波状の残留物を除去するために、そのようにするために工具を変更する必要なく、使用される。
【００３９】
直線状切削縁部セクションに替えて、波状の材料の残留物を除去するために、わずかな弓状切削縁部セクションを設けてもよく、特に歯面の球状輪郭を実現する。
【００４０】
丸型切削プレートに加え、丸い外面を有する一般的なブレード、切削プレートまたはプレーンブレード(plain blade)それぞれは、荒削り加工に使用されており、少なくとも一部のセクションに沿って直線状に設計されている。特に精密な歯面形状は、直線状切削縁部セクションで形成される。切削プレートは、例えば台形状をなし、角部が半径を有する場合に、この実施形態に特に適している。このため、角部の摩耗は、最小化され、その上、いわゆるソフトカット(soft cut)を達成し、これは、切削縁部を被加工物の材料に突入させるときのブレードの噛合せ衝撃を最小化することを意味する。このため、工作機械は、加わる圧力が小さくなり、かつ発生する振動が少なくなり、これは、表面の品質に好ましい効果を有する。
【００４１】
切削プレートは、先端を丸めたＶ字状と同様に、２つの直線状セクションが前方円形セクションに接続する特有の実施形態において設けられている。このような切削プレートは、超高速な材料除去性能を高い加工精度及びソフトカットと関連付ける。
【００４２】
このような切削プレートは、切削プレートを支持するフライス工具の配向が柔軟に作用する場合に、特に有利に使用される。例えば歯面間隙の歯の深さが５段階でフライス加工される場合、切削プレートの直線的な切削縁部セクションは、歯面の高さ全体にわたってそれぞれの平面で噛み合わされる。その結果として、ブレードの過負荷または振動の危険性がある。工作機械における少なくとも５つの自由度に起因して、ここでは、工具配向ベクトルを柔軟に変更することが可能である。配向ベクトルは、すでにフライス加工された被加工物面から次の平面でそれぞれフライス加工するときに、直線状切削縁部セクションを角度αだけ後方に傾けるように調整される。これに関連して、波状に材料が残留することは、丸型プレートの例を使用してすでに上述したように、同様に、歯面に残存する。これら材料の残留物は、角度αをゼロに再設定するように工具配向ベクトルを調整することに等しいので、１つのかつ同一の工具を用いる場合に除去される。材料の残留物は、荒削り金属切削に続く加工工程において除去される。説明したフライス工具を使用する場合、特別なフライス工具に置換する必要がなく、時間を節約することが可能となる。
【００４３】
角度αの寸法は、例えば、フライス工具の形状寸法に、寸法（モジュール）に、歯の数に、及び／または歯車の材料にしたがって、選択されており、好ましくは、１°から２０°、特に２°から１２°、特に有利には３°から７°である。
【００４４】
迅速な工具の変更は、逃げ面それぞれを加工するために別の工具を使用することを可能とする。フライスカッターは、凹状の逃げ面を加工するために最適であり、別のフライスカッターは、凸状の逃げ面を加工するために最適である。各工具は、対応する歯面に特有の要件、に応じて、例えば台形状ブレードの角度に関して、最適となっており、最適なフライス加工の結果及び高耐性を得る。
【００４５】
工具配向ベクトルは、上述にしたがって変化し、例えば、工具回転軸それぞれの工具軸によって説明され、形成される歯状構造に関して、特に垂直軸に関して歯面における所定配向を有し、垂直軸は、例えば基準点を通って延在し、歯ベース（歯面間隙ベース）と歯先端との間の歯の途中に、及び歯面に沿う途中に（長手方向で）配置されている。
【００４６】
本発明における方法の有利な形態によれば、まず第一に、すべての歯の第１歯面をフライス加工によって形成し、そして、歯の他の側面に配置された第２歯面を形成する。
【００４７】
本発明における工具は、複数のブレードを呈し、工具の回転中におけるブレードの飛行円は、円盤面、シリンダ状もしくは円錐状面及び／または環状面を示す。すべてのブレードは、形成される歯状構造の同一歯面を加工するために配置されており、このような複数のブレードは、歯面ごとに設けられており、ブレードは、共通の飛行円に位置付けられている。
【００４８】
すべてのブレードは、特に有利には、または、切削を得るための切削プレートを使用する場合に、形成される歯状構造の同一歯面を加工する工具に設けられたすべての切削プレートは、互いに一致している。
【００４９】
個別の切削プレートにおける個別のブレードからなるグループは、例えば歯面ごとに設けられており、ブレードは、それぞれ同一飛行円に位置付けられている。
【００５０】
ここで、本発明は、例示的な実施形態を用いて後述される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】公知の単一インデックスまたは連続インデックス処理における工具の噛合せを示す概略部分断面図である。
【図２】本発明における工作機械を示す概略図である。
【図３ａ】本発明における方法にしたがって歯状構造を製造するために、被加工物への工具の噛合せを示す概略図である。
【図３ｂ】本発明における方法にしたがって歯状構造を製造するために、被加工物への工具の噛合せを示す概略図である。
【図４】第１の可能性のある例における、歯面間隙の深さにおいて３つの平面Ｅ１、Ｅ２及びＥ３を有する切削区分を示す図である。
【図５】図４の別の実施形態を示しており、別の工具を異なる平面で使用することを示す図である。
【図６】別の可能性のある切削区分における、直線状の工具、特に所定半径で工具先端において互いに接続された平行な両逃げ面を使用する場合を示す図である。
【図７】工具に効果をもたらす別の実施形態における切削形態を示す図であって、工具のブレードが先端を丸めたＶ字状を有し、角度αを設けることによってブレードの過負荷を防止する、図である。
【図８】歯面間隙の凹面形状に起因して長さが異なるフライス加工通路を有する歯面間隙を示す斜視図である。
【図９】切削通路を示す概略図であり、プロトペランス(protoperance)とも称されるインデックスを歯の底部の領域で実現する、概略図である。
【図１０】切削プレートがさまざまな形態な可能性のある実施形態における工具を示す図である。
【図１１】切削プレートがさまざまな形態な可能性のある実施形態における工具を示す図である。
【図１２】切削プレートがさまざまな形態な可能性のある実施形態における工具を示す図である。
【図１３】有利な実施形態における工具を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、従来技術における単一インデックスまたは連続インデックス処理を用いて歯状構造１３を製造するための、工具３を被加工物７内への噛合せを示す斜視図である。工具３は、フライスヘッドとして形成されており、複数のカッター２２を備え、これらのうち１つのみ示す。複数のカッター２２は、工具３の外径に関して同心状に配置され、カッター２２は、工具３の外周の内側で径方向に位置する。カッター２２は、工具３の軸方向に延在し、その長手方向軸は、工具３の工具軸５とほぼ平行に延在する。カッター２２それぞれは、少なくとも１つのブレード１４を呈し、ブレード１４は、単一インデックスの場合において同一であり、特に、形成される歯面間隙１７の形態を示す。この方法において、被加工物７は、わずかにのみ移動され、もっぱら工具３は、回転する。逆に、連続インデックス処理の場合において、被加工物７及び工具３は、所定の規則性で互いにそれらの回転軸回りで回転する。
【００５３】
図２は、本発明における工作機械の基本的な構成部材を示す概略図である。上記機械は、機械フレーム１と、加工される被加工物７を支持するためにそこに取り付けられた受容デバイス６と、を備える。回転駆動デバイス８は、受容デバイス６及び／または被加工物７と関連付けられ、被加工物７及び／または受容デバイス６を被加工物軸１０（この例において軸Ｃ）回りで回転させる。さらに、機械フレーム１は、工具３を有する工具キャリア２を工具軸５回りで回転駆動する駆動デバイス４を支持する。駆動デバイス４及び工具キャリア２は、この例において、角度ヘッド部に再編成される。角度ヘッド部は、この例において、互いに垂直である３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って被加工物に対して移動可能である。そのため、少なくとも１つの平行駆動デバイス１１が設けられている。さらに、工具は、工具軸５と被加工物軸１０との間の相対的な角度移動を生成するために軸Ｙ（軸Ｂ）回りに捩られる。工作機械は、ここで、結果として、制御デバイス１２を介して多かれ少なかれ同時に制御される５つの軸を有する。
【００５４】
当然ながら、軸の別の配置も想定される。追加の平行移動または回転軸は、受容デバイス６、被加工物７、工具３または工具キャリア２を互いに対して移動させることにより、設けられてもよい。
【００５５】
同様に、工作機械には、図示しない工具変更デバイスが設けられており、この工具変更デバイスは、特に、工具キャリア２と図示しない工具マガジンとの間で自動的に工具を変更することが可能である。
【００５６】
また、工作機械は、外部測定デバイスと連絡しており、フライス加工された歯状構造の形状寸法を特にさまざまな加工サイクル中に確認する。
【００５７】
図３は、歯状構造１３を形成するために被加工物７内の本発明における工具３の噛合せを示す図である。工具３は、この例においてフライス加工ヘッドとして設計されており、カッター２２を受けるベース本体２３を備える。カッター２２は、例えば置換可能であるインデックス可能な(indexable)インサートとして設計されている。カッター２２は、少なくとも１つのブレード１４を呈する。図３ａにおいて、カッター２２は、ほぼまたは完全に水平面に延在している。このため、ブレード１４の飛行円は、円盤面を示す。図３ｂにおいて、カッター２２は、工具３の回転軸５（工具軸５）の方向に、上記軸にほとんど垂直に延在するこのような水平面に関して傾斜しており、工具３を回転させると円錐面を通過する。カッター２２は、この例において、ベース本体２３の外周に等距離にあり、ここで、径方向においてベース本体２３の外径を超えて達する。
【００５８】
歯面間隙１７を形成するため、工具３の外径が工具軸５に関して被加工物７の外側となるように、工具３をまず第一に開始位置に移動させ、工具３が被加工物７と衝突することを防止する。同時にまたは続いて、フライス加工される歯面間隙の形状寸法にしたがって、工具軸５を歯面１５、１６に関して配置する。歯状構造を通る歯面曲部２１に垂直な断面で示すように、歯状構造１３がアーチ状の逃げ面を示す場合、工具軸５は、配置され、特に、ブレード１４が反る歯面１５、１６とほぼ常に接触しているように移動される。
【００５９】
そして、回転工具３は、被加工物７に向かう送り方向で歯面曲部２１に沿って移動される。図３に示すように、工具軸５は、除去される歯面側部、ここでは符号１５に垂直にまたは角度を有して配置され、アーチ状の歯状構造、特に傘歯車において、工具軸５の絶対配向は、工具３の移動中に、恒久的に修正され、または、変化され、除去される歯面側部、ここでは符号１５に関するこの相対的な配向を維持する。工具軸５は、この例において、現在加工されている歯面間隙１７の外側に延在する。このようにするため、工具３は、工具軸に関する工具３の、特にブレード１４それぞれの外周が常に歯面間隙ベース２０にかつ／または歯先端部１９に平行に延びるように案内される。歯状構造の形状寸法に応じて、工作機械の５つの軸ほぼすべては、歯面曲部２１に沿ってまたは歯面曲部２１と平行に沿って工具３を前進運動させている間に、制御デバイス１２（図１）にわたって動作される。
【００６０】
逆に、歯面間隙１７の逃げ面１５、１６それぞれは、この方法を用いて別個に覆われている。すべての歯面１５、１６に沿うフライス加工サイクルを完了すると、工具は、開始位置に復帰され、被加工物７を有する受容デバイス６は、歯ピッチだけオフセットされた所定位置内に被加工物軸回りでもたらされる。次の歯面を続いてフライス加工する。また、被加工物を歯ピッチだけさらに角度割り出しする前に、例えばまず第一に荒削工具（荒い加工サイクル）で、その後平滑化工具(smoothing tool)（微細加工サイクル）で、連続的に複数回歯面１５、１６それぞれを加工することも可能である。あるいは、すべての歯のすべての歯面１５、１６を平滑化工具を使用する前に、まず第一に荒削りし、その後、微細加工するためにすべての歯のすべての歯面１５、１６を平滑化する及び／または研削する。
【００６１】
最後に、フライス加工することと被加工物を歯ピッチだけ角度割り出しすることとによって第１歯面１５を形成し、形成する歯面の外郭に沿って被加工物を導くときに工具の配向を第１方向性範囲においてそれぞれ第１方向で維持し、そして、フライス加工することと被加工物を角度割り出しすることとによって第２歯面１６を形成するために被加工物に関して工具の配向を変更し、大部分がそれに応じて、工具の配向を第２方向性範囲においてそれぞれ第２方向で維持してもよい。すべての歯面１５、１６をフライス加工した後に、さらに加工する工程、特に焼入処理及び／または微細加工を続けてもよく、例えば微細加工は、上記手順で、すべての歯面１５の加工及びすべての歯面１６の加工の次の工程で、同様に続く。
【００６２】
本発明の一実施形態において、荒削加工サイクルでは、微細加工サイクルで、特に上述した製造手順にしたがって互いに向かい合う歯面双方を個別に形成する前に、まず第一に形成される歯面間隙にスリットをフライス加工する。
【００６３】
一般に、被加工物を回旋させない、または（インデックスのために）被加工物のみを回旋させずに工具を回旋させ、工具キャリア２それぞれに関する工具３に対する被加工物１０の相対運動を引き起こす。
【００６４】
同様に、さらなる中間加工サイクルまたは複数の中間加工サイクルは、荒削り加工及び微細削り加工サイクル間に設けられる。仕上げ加工及び／または中間加工サイクルまでの予備加工は、単一のまたはさまざまな工具を用いて完了し、それぞれの加工サイクルに関して最適な切削パラメータを行う。このため、主要な処理時間及びこれによる全体的な加工時間は、特に低減され、工具のコストは、低減される。
【００６５】
図４は、荒削り加工を１つの及び同一の工具を用いて実行する切削区域の例を示す。工具は、例えば外周にわたって配置され、特にカッターから形成された複数の円形または部分的な円形のブレードを示す。
【００６６】
図示において、切削手順は、例えば、まず第一に、平面Ｅ１、すなわち歯面間隙１７の初めの１／３の深さを、そして平面Ｅ２、すなわち歯面間隙の２番目の１／３の深さを、そして平面Ｅ３、すなわち歯面間隙の３番目の１／３の深さを自由に切削またはホブ加工するように選択されている。平面Ｅ３においては、歯面間隙の長手方向に沿って、特に歯面１５及び１６双方に同時に沿って単一の歯車をホブ加工することで十分であるが、上述のさらなる平面（Ｅ１、Ｅ２）では、常に歯面間隙の長手方向で、ここでは平面Ｅ２において歯面１５に沿って一度そして歯面１６に沿って一度、さらに平面Ｅ１において歯面１５に沿って一度、歯面１６に沿って一度そして歯面１５及び１６間の中心として一度、歯面に沿って歯車をホブ加工することが必要である。
【００６７】
図５は、さらに可能性がある切削パターンを示しており、広範囲にわたって図４の切削パターンに対応しているが、別の平面に対して別の工具を用いている。深い平面は、歯面間隙１７の内側に位置しており、工具の使用するブレードが小さくなっている。これにより、歯面１５、１６における残留材料量（黒で着色されている）を低減することが可能となる。
【００６８】
図６は、工具を用いたさらに可能性がある切削区域を示しており、ブレードは、まず第一に歯面１５に沿って、そして歯面１６に沿って移動される。ブレードの直線状セクションにより、歯面１５、１６の材料の残留物は、歯面間隙の長手方向に沿う前方送り通路によってそれぞれ除去される。したがって、工具軸は、各単一の歯面を処理するときに、被加工物に関してそれぞれ別の配向ベクトルを示す。
【００６９】
図７は、もっぱら図６に対応しているが、工具は、正の角度αがブレードと歯面１５との間で得られるように、歯面間隙の長手方向に沿って歯面１５に関して（その後に歯面１６に関して（図示略））その切刃を傾けた状態で移動される。これにより、切刃に過負荷を与えることなく高い金属切削性能を得ることが可能となる。材料の残留物は、最後のフライス加工経路において同一工具で除去され、そして、角度αは、０°と同等またはほぼ０°である。さらに、図示の切削パターンは、外側領域における工具の衝撃を効率的に防止するので、歯面１５、１６の内側領域をフライス加工するときに、歯面１５、１６の外側領域が損傷することを防止する。
【００７０】
図７に示す例示的な実施形態において、工具の両ブレードは、互いに斜めに延在しており、切削パターンは、特にこのような外周を有する切削プレートを使用するので、先端を丸めたＶ字状の形態を有する。両ブレード間の角度は、両歯面１５、１６間の角度未満の、例えば１°から１０°、特に４°から６°、有利には５°である。例えば、ブレード間の角度は、３５°であり、歯面１５、１６間の角度は、４０°である。
【００７１】
図８は、２つの歯先１９間の円錐状の歯面間隙１７における可能性のある切削パターンを示す斜視図である。図示のように、工具の切削パターンは、歯面間隙１７の長手方向に延在しており、まず第一に、歯面１５に沿って歯車に対して外側から内側まで、そして歯面１６に沿って外側から内側まで、そして歯面１６に関してブレード幅の距離だけ歯面間隙のさらに内側において再び外側から内側まで、それに応じて歯面１５に沿ってブレード幅の距離だけ他側において、そして、歯面１５及び１６間の中間領域において外側から内側まで延在して戻り、内側端部が狭いことに起因して歯面間隙の全長を移動する必要がないので、外側から内側までの最後の移動中に歯面間隙の全長を移動しない。このため、短い加工時間を得る。
【００７２】
図９は、同様に、歯面１５及び１６を有する歯面間隙１７を示しており、歯面１５、１６それぞれの下端部の領域に陥凹部が設けられている。このような陥凹部は、特に荒削り刃先を使用するので、本発明におけるデバイスを用いた本発明における方法で本発明における荒削り工具と組み合わされる。最後に、本発明におけるブレードの配置及び外郭を有するようにスムージング工具を設計することは、可能である。
【００７３】
図１０、図１１及び図１２は、本発明における工具３の別の形状についての例示的な実施形態を図式的に示しており、それぞれは、ベース本体２３と複数のカッター２２とを有し、図１０において、カッター２２は、第１飛行円が円錐面の形態をなし第２飛行円が円盤面の形態をなすブレード１４を示す。円錐面を形成するブレードは、円盤を形成するブレード１４と半径部を介して接続されている。
【００７４】
円形カッター２２には、図１１及び図１２の対応する丸型ブレード１４が設けられており、図１１におけるベース本体２３は、カッター２２を支持する斜方突出腕部を示し、反対に、図１２において、カッター２２を支持する腕部は、下方に角を持って配向されている。
【００７５】
図１３は、本発明における例示的な実施形態における工具３を示しており、この工具は、２つのグループのカッターを備える。この例において、第１グループのカッターは、符号２２で示されており、第２グループのカッターは、符号２２’で示されている。図示のように、すべてのカッター２２、２２’は、工具３の回転中において所定の飛行円に位置する。例えば、第２グループのカッター２２’は、さらに径方向内側かつ工具３のベース本体２３のさらに上に配置されている。第１グループのカッター２２は、例えば図１０のカッター２２に対応しており、そして、図１０のカッター２２’は、それと比較してカッター２２の上方かつさらに左側に配置される。
【００７６】
歯面間隙の長手方向に沿って工具を移動させているときの本発明における移動の自由は、それぞれが切刃を有する直線状ブレードに水平な垂直クラウニング(crowning)を有する歯面を得ることを可能とする。この垂直クラウニングは、特に有利には、平滑工具を用いて達成され、この平滑工具は、本発明にしたがって設計され、異なる平面（したがって異なる深さ）にある複数の前方送り通路において歯によって前方に移動され、それぞれは、垂直中線にまたは歯面の表面に沿う直線に関して異なる角度αを有する。角度αの変化量は、例えば、非常に小さく、特に、わずかな角度となってもよい。
【００７７】
本発明における方法の有利点は、工具の形態が形成される歯状構造の歯面の外角に関連せず、結果として外郭が異なる歯状構造を１つのかつ同一の工具で形成されることである。工具のブレードにおける飛行円の半径は、有利には、被加工物に依存せずに自由に選択される。歯面の線に関して傾く工具軸の傾きは、歯の形態及び工具のブレードの形態にしたがって相対的に可変に調整される。
【００７８】
また、本発明における方法は、工具軸をホブ加工方向に関して斜めに、特に長手方向に傾けているホブ加工処理として設計されてもよく、工具ブレードは、正確な逃げ面の傾斜度、すなわち、形成される逃げ面の外郭と一致する正確な形態を示すことなく自由に使用されてもよい。これにより、工具のコストを十分に低減させ、工作機械を多面的に適用し、被加工物の加工時間を低減する。
【００７９】
本発明の方法により、工具軸の配向ベクトルが柔軟なホブ加工及びプランジ加工の組み合わせが可能となり、チップ除去性能は、従来の方法に関して著しく増大される。別のフライス加工外郭は、特に側フライスから植刃正面フライスまたはポットフライス加工カッター(pot milling cutter)までで使用される。
【００８０】
従来のエンドミルを用いて傘歯車をフライス加工することと比較して、その前面全体は、生成される歯面間隙それぞれに同時に突入し、工具は、特に工具の切削面を傾斜させた状態で歯面間隙と交差するように工具軸を傾けることによって、ブレードの一部のみが常に歯面間隙内に常に突入するので、本発明において十分に大きな直径を有して設計される。これにより、工具により大きなチップスペースが設けられる。これにより、工具のスイープごとに被加工物から材料をより多く除去することと、特に重い金属を切削することと、を達成することが可能となる。これにより、工具が被加工物を頻繁にはスイープする必要がないので、より高い精度が得られる。
【００８１】
カッターは、有利には、工具の前面で及び工具軸に対するカッターの外周及び内周で被加工物から材料を除去するようなブレードを呈してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  機械フレーム、２  工具キャリア、３  工具、４  駆動デバイス、５  工具軸、６  受容デバイス、７  被加工物、８，９  回転駆動デバイス、１０  被加工物軸、１１  平行移動駆動デバイス、１２  制御デバイス、１３  歯状構造、１４  ブレード、１５，１６  歯面、１７  歯面間隙、１８  領域、１９  歯先端、２０  歯面間隙ベース、２１  歯面曲部、２２  カッター、２３  ベース本体
【図１】
0005714503.tif 000002
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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