发明创造名称：一种盘形刀具加工面齿轮的方法
外观设计名称：
决定号：181865
决定日：2019-06-18
委内编号：1F253166
优先权日：
申请（专利）号：201310464718.1
申请日：2013-10-09
复审请求人：中南大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李晓明
合议组组长：王芳
参审员：左凤茹
国际分类号：B23F15/06(2006.01);B23F21/02(2006.01);B23F21/14(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：中国专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比，其区别技术特征属于本领域常用技术手段，该权利要求的技术方案相对于所述对比文件与本领域常用技术手段的结合是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201310464718.1，名称为“一种盘形刀具加工面齿轮的方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为中南大学，申请日为2013年10月09日，公开日为2015年04月29日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年03月06日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年11月22日提交的权利要求第1-3项，申请日2013年10月09日提交的说明书第[0001]-[0036]段（即第1-4页）、说明书附图图1-5（即第1-3页）、说明书摘要以及摘要附图。驳回决定中引用了下列对比文件：
对比文件1：CN 102581387 A，公开日为2012年07月18日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种盘形刀具加工面齿轮的方法，包括：面齿轮（1）、盘形刀具（2）、直齿轮（3），其特征是：采用与直齿轮（3）齿廓相同的渐开线刃或近似渐开线刃的盘形刀具（2），且盘形刀具（2）的轴向横截面轮廓与直齿轮（3）的轴向轮廓完全相同，为渐开线刃或近似渐开线刃；使之模拟直齿轮（3）单个齿与面齿轮（1）的啮合运动来包络加工面齿轮，并向该面齿轮（1）的径向进行切削运动，以精确加工整个面齿轮齿廓；加工过程中，面齿轮（1）随机床A旋转轴绕自身轴线旋转，同时面齿轮（1）随机床B旋转轴摆动，其旋转和摆动的转速比是恒定的，并且A/B＝Nc/Nf，其中Nc与Nf分别为直齿轮（3）与面齿轮（1）的齿数；盘形刀具（2）随机床主轴绕自身轴线高速旋转，面齿轮（1）每绕机床B旋转轴摆动一个微小的角度，盘形刀具（2）就在面齿轮（1）的径向进行一次往返进给运动，以切削面齿轮齿长方向齿廓，如此反复摆动和径向进给直到切削完整个齿面。
2. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：在加工完一个完整的右齿面后，盘形刀具（2）退出面齿轮（1）齿槽，面齿轮（1）工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽；在加工完一个完整的左齿面后，盘形刀具（2）退出面齿轮（1）齿槽，面齿轮（1）工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽。
3. 根据权利要求1所述的加工方法，可在现有机床上实现面齿轮的加工，其特征是：将面齿轮（1）安装于机床的工作台上，加长砂轮座（4）安装于机床主轴顶端，盘形刀具（2）安装于加长砂轮座（4）顶端。”
驳回决定中认为：权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比，区别在于：盘形刀具的轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃。基于上述区别技术特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是：如何设置面齿轮齿形。然而，渐开线形是本领域常规的齿轮齿形，采用轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃的盘形刀具加工渐开线齿形的面齿轮，属于本领域的常规技术选择，因此，权利要求1所要求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-3的附加技术也已被对比文件1公开，因此，从属权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年06月01日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，删除权利要求1中的“采用与直齿轮（3）齿廓相同的渐开线刃或近似渐开线刃的盘形刀具（2）”；并用“所述盘形刀具（2）”代替“使之”。复审请求人认为：权利要求1与对比文件1相比至少有如下的区别技术特征：盘形刀具为渐开线刃或近似渐开线刃。对比文件1只公开了盘形刀具，没有公开盘形刀具刀刃的形状。现有的面齿轮精密磨齿加工用法中采用的多为专用磨齿机，而本申请是在现有技术上的改进。本申请将渐开线的齿轮齿廓用于盘形刀具上，对面齿轮加工是一种重大改进。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种盘形刀具加工面齿轮的方法，包括：面齿轮(1)、盘形刀具(2)、直齿轮(3)，其特征是：所述盘形刀具(2)的轴向横截面轮廓与直齿轮(3)的轴向轮廓完全相同，为渐开线刃或近似渐开线刃；所述盘形刀具(2)模拟直齿轮(3)单个齿与面齿轮(1)的啮合运动来包络加工面齿轮，并向该面齿轮(1)的径向进行切削运动，以精确加工整个面齿轮齿廓；加工过程中，面齿轮(1)随机床A旋转轴绕自身轴线旋转，同时面齿轮(1)随机床B旋转轴摆动，其旋转和摆动的转速比是恒定的，并且A/B＝Nc/Nf，其中Nc与Nf分别为直齿轮(3)与面齿轮(1)的齿数；盘形刀具(2)随机床主轴绕自身轴线高速旋转，面齿轮(1)每绕机床B旋转轴摆动一个微小的角度，盘形刀具(2)就在面齿轮(1)的径向进行一次往返进给运动，以切削面齿轮齿长方向齿廓，如此反复摆动和径向进给直到切削完整个齿面。
2. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：在加工完一个完整的右齿面后，盘形刀具(2)退出面齿轮(1)齿槽，面齿轮(1)工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽；在加工完一个完整的左齿面后，盘形刀具(2)退出面齿轮(1)齿槽，面齿轮(1)工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽。
3. 根据权利要求1所述的加工方法，可在现有机床上实现面齿轮的加工，其特征是：将面齿轮(1)安装于机床的工作台上，加长砂轮座(4)安装于机床主轴顶端，盘形刀具(2)安装于加长砂轮座(4)顶端。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年06月08日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，渐开线齿廓是本领域的常规齿廓（参见《机械原理 第3版》，刘会英等，第101-105页，机械工业出版社，2013年09月），本领域技术人员根据实际需要相应地设置面齿轮的齿廓形状，将其设置为渐开线齿廓属于本领域的常规技术选择，在待加工的面齿轮为渐开线齿廓时，将与面齿轮啮合的直齿轮的齿廓设置为渐开线齿廓是本领域的常规技术选择，由于对比文件1中公开了“盘形刀具2的轴向横截面轮廓应与直齿轮3的轴向轮廓完全相同”，因而在直齿轮的齿廓为渐开线齿廓时，盘形刀具也可设置为渐开线刃或近似渐开线刃。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月29日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比，区别在于：盘形刀具的轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃。基于上述区别技术特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是：如何根据需要的面齿轮齿形选择相应的盘形刀具。然而，渐开线形是本领域的一种常规的齿轮齿形（参见公知常识证据：《机械原理 第3版》，刘会英 等，第102页，机械工业出版社，2013年09月），相啮合的面齿轮和直齿轮均采用渐开线齿形属于本领域的常规选择，当需要加工渐开线齿形的面齿轮时，由于盘形刀具的轴向横截面轮廓应与所模拟的渐开线直齿轮的轴向轮廓完全相同，因此，盘形刀具的轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃用于加工渐开线齿形的面齿轮，属于本领域的常规技术选择，其技术效果是本领域技术人员可以预期到的，因此，权利要求1所要求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-3的附加技术也已被对比文件1公开，因此，从属权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。关于复审请求人的陈述意见，合议组认为：对比文件1已明确公开了使用如本申请所述的机床进行面齿轮的加工，且盘形刀具的轴向横截面轮廓与所模拟的直齿轮3的轴向轮廓完全相同，因此，在待加工的面齿轮为渐开线齿廓时，将与面齿轮啮合的直轮廓的齿廓设置为渐开线齿廓是本领域的常规技术选择，因而在直齿轮的齿廓为渐开线齿廓时，盘形刀具也应设置为渐开线刃或近似渐开线刃。
复审请求人于2019年04月25日和2019年05月09日分别提交了意见陈述书，但均未修改申请文件。复审请求人在两次意见陈述书中认为：权利要求1相对于对比文件1实际要解决的技术问题是：如何提高面齿轮加工的加工精度并降低加工成本。本申请是在现有技术上的一种改进，克服了现有技术和常规方法中面齿轮加工精度不稳定、生产成本高的技术缺陷。虽然渐开线是齿轮中的常识，但是本申请是将其应用在盘形刀具上，克服了现有技术中的技术缺陷，同时，可以直接将盘形刀具使用在现有机床上即可实现面齿轮的加工，在保持面齿轮加工精度的同时又降低了面齿轮的加工成本，是对面齿轮加工的重大改进，是复审请求人付出了创造性劳动后的研究成果。因此，独立权利要求1具备创造性。在独立权利要求1具备创造性的情况下，从属权利要求2-3也具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的修改文本，经查，该修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本为：2018年06月01日提交的权利要求第1-3项，申请日2013年10月09日提交的说明书第1-4页、说明书附图第1-3页、说明书摘要以及摘要附图。
关于专利法第22条第3款规定的创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1、权利要求1要求保护一种盘形刀具加工面齿轮的方法，对比文件1公开了一种面齿轮加工方法，即利用盘形刀具实现面齿轮铣齿和高精度磨齿的加工方法，因此，对比文件1实质公开了一种盘形刀具加工面齿轮的方法，并具体公开了以下技术特征：包括面齿轮1、盘形刀具2、直齿轮3，由面齿轮1、盘形刀具2及直齿轮3之间的啮合规律可知，要达到精确加工面齿轮的轮廓，所利用的盘形刀具2的轴向横截面轮廓应与直齿轮3的轴向轮廓完全相同，盘形刀具2加工面齿轮1时，通过模拟直齿轮3单个齿与面齿轮1的啮合运动来包络加工面齿轮，并且盘形刀具2向面齿轮1的径向进行切削运动，以精确加工整个面齿轮齿廓；加工过程中，面齿轮1随机床A旋转轴绕自身轴线旋转，同时面齿轮1随机床B旋转轴摆动，其旋转和摆动的转速比是恒定的，并且A/B=Nc/Nf，其中Nc与Nf分别为直齿轮3与面齿轮1的齿数；盘形刀具2随机床主轴绕自身轴线高速旋转，面齿轮1每绕机床B旋转轴摆动一个微小的角度，盘形刀具2就在面齿轮1的径向进行一次往返进给运动，以达到切削整个齿面的效果，并且加工时也必然是切削面齿轮的齿长方向齿廓，直到切削完整个齿面（参见对比文件1的说明书第[0006]-[0026]段，附图1-5）。
权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的上述技术内容相比，区别在于：盘形刀具的轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃。
基于上述区别技术特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是：如何根据需要的面齿轮齿形选择相应的盘形刀具。
对于上述区别技术特征，渐开线形是本领域的一种常规的齿轮齿形（参见公知常识证据：《机械原理 第3版》，刘会英 等，第102页，机械工业出版社，2013年09月），相啮合的面齿轮和直齿轮均采用渐开线齿形属于本领域的常规选择，当需要加工渐开线齿形的面齿轮时，由于盘形刀具的轴向横截面轮廓应与所模拟的渐开线齿廓的直齿轮3的轴向轮廓完全相同，因此，盘形刀具的轴向横截面轮廓为渐开线刃或近似渐开线刃用于加工渐开线齿形的面齿轮，属于本领域的常规技术选择，其技术效果是本领域技术人员可以预期到的。
由此可知，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段以获得该权利要求1所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求1所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、权利要求2对权利要求1作了进一步的限定，其附加技术特征为“在加工完一个完整的右齿面后，盘形刀具(2)退出面齿轮(1)齿槽，面齿轮(1)工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽；在加工完一个完整的左齿面后，盘形刀具(2)退出面齿轮(1)齿槽，面齿轮(1)工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽”。然而，对比文件1还公开了：在加工完一个完整的右齿面后，盘形刀具2退出面齿轮齿槽，机床工作台（相当于本申请的面齿轮工作台）进行分度运动，以加工下一个齿槽；在加工完一个完整的左齿面后，盘形刀具2退出面齿轮齿槽，机床工作台进行分度运动，以加工下一个齿槽（参见对比文件1的说明书第[0006]-[0026]段，附图1-5）。因此，权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开，在其引用的权利要求1不具备创造性时，该权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求3对权利要求1作了进一步的限定，其附加技术特征为“可在现有机床上实现面齿轮的加工，其特征是：将面齿轮(1)安装于机床的工作台上，加长砂轮座(4)安装于机床主轴顶端，盘形刀具(2)安装于加长砂轮座(4)顶端”。然而，对比文件1还公开了：在现有数控机床上，利用盘形刀具实现面齿轮的加工，面齿轮1安装于机床的工作台上，加长砂轮座4安装于机床主轴顶端，盘形刀具2安装于加长砂轮座4顶端（参见对比文件1的说明书第[0006]-[0026]段，附图1-5）。由此可见，权利要求3的附加技术特征已被对比文件1公开。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性时，该权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于复审请求人的意见陈述
复审请求人在意见陈述中认为：本申请是在现有技术上的一种改进，克服了现有技术和常规方法中面齿轮加工精度不稳定、生产成本高的技术缺陷。虽然渐开线是齿轮中的常识，但是本申请是将其应用在盘形刀具上，克服了现有技术中的技术缺陷，同时，可以直接将盘形刀具使用在现有机床上即可实现面齿轮的加工，在保持面齿轮加工精度的同时又降低了面齿轮的加工成本。
对此，合议组认为：对比文件1中也已经明确公开了使用如本申请所述的机床进行面齿轮的加工，并且盘形刀具的轴向横截面轮廓应与所模拟的直齿轮的轴向轮廓完全相同，并且，由于渐开线齿廓是本领域的常规齿廓（公知常识证据参见《机械原理 第3版》，刘会英 等，第101-105页，机械工业出版社，2013年09月），本领域技术人员可根据实际需要选择面齿轮的齿廓形状，将其设置为渐开线齿廓属于本领域的常规技术选择，因此，在待加工的面齿轮为渐开线齿廓时，将与面齿轮啮合的直齿轮的齿廓设置为渐开线齿廓是本领域的常规技术选择，因而在直齿轮的齿廓为渐开线齿廓时，盘形刀具也应设置为渐开线刃或近似渐开线刃。并且对比文件1也是利用了现有机床，也能达到在保持面齿轮加工精度的同时又降低了面齿轮的加工成本的技术效果。
综上，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
基于以上事实和理由，合议组做出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年03月06日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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