CN101500748B - 对丝锥、螺纹成形工具或类似工具的切削齿进行铲磨的方法及实施该方法的磨床 - Google Patents

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Abstract

根据现有技术已知，为了对于对丝锥或螺纹成形工具或类似的工具的切削齿和斜面部进行铲磨，对于砂轮施加一个附加的径向向内的运动，该运动由旋转的控制盘实现。为此提出一种控制盘(11)，该控制盘能够沿着轴A旋转，并且具有控制凸轮(12)，该控制凸轮形成一组汇总曲线，用于需铲磨的丝锥或螺纹成形工具的切削齿的多种可选的铲削轮廓的初始值。为了在切削齿上得到一定的铲削轮廓，需从所述控制凸轮(12)选出被界定的角度α，可以通过机械方式、光方式或电方式对该角度范围进行扫描。在此基础上，所述控制盘(11)只是在控制凸轮(12)的所选出的角度区段内实施往返的旋转运动(如旋转方向箭头15所示)。在往返运动结束后，切削齿完成铲磨，并且砂轮回到其初始位置。扫描的结果通过导线(14)传递给一个电控装置。

Description

对丝锥、螺纹成形工具或类似工具的切削齿进行铲磨的方法及实施该方法的磨床
技术领域
本发明涉及一种对丝锥或螺纹成形工具或类似的工具的切削齿进行铲磨的方法，其中的“切削齿”的概念应当还能够涵括螺纹成形工具的轮廓成形工具。
背景技术
此类方法属于现有技术。
例如在CH-PS 413 637中提出了一种用于此目的的装置，其中的控制轴始终沿着同一个方向转动。在该控制轴上设有两个构造相同的具有凸轮的控制盘。所述两个控制盘的凸轮相互之间以180度错开。在每个控制盘上均设有一个分接辊(Abgriffsrollen)，其通过平行四边形杠杆拉杆系统彼此偶联。偶联辊的扫描移动通过另外的杠杆拉杆系统传递到磨削轴的偏心轴承上。分别根据对控制盘上的凸轮的调节使得磨削轴的偏心轴承转动，从而使得旋转中的砂轮能够以不同的力度向所需磨削的工件贴靠。通过这样的方法对所述工件的切削齿进行进一步的铲磨。其中相当于所述控制轴的完全旋转以及因此相应的在对于切削齿的磨削过程中所述控制盘的完全旋转。为了向下一个切削齿过渡，设有快速退刀，其方法是将两个偶联辊暂时地从控制盘上提起。
此类直接的机械扫描及传输工作相应地迟缓。其缺点在于，控制盘的轮廓根据唯一一个切削齿的铲削轮廓而设定。当丝锥或螺纹成形工具或类似的工具的切削齿具有不同的所需磨削的轮廓时，则需要更换控制盘。因控制盘所涉及者为高精度的机器部件，需要精细地加工，所以造价昂贵。此外，除了因更换控制盘而造成的耗时外还必须保持大量的控制盘的库存。
为了克服上述缺点，根据DE 29 52 610C2所提出的方案，采用一种控制辊来取代控制盘，该控制辊的表面沿着其轴向具有不同的轮廓深度，其中甚至能够在磨削过程中沿着轴向对控制辊进行调整。通过这样的方式，能够对于特殊的铲磨体的往返行程进行调整，该铲磨体作为磨床的部件被设计为能够进行附加的调整。将该铲磨体借助扫描辊置于控制辊上并通过其直接地调整。尽管利用DE 29 52 610C2中的磨床已经能够在磨削过程中对于铲磨量进行连续地调整，但是此处控制轴的驱动轴依然连续地转动，并且控制辊必须能够更换。尽管能够在控制辊上设有多个控制凸轮，并使得控制凸轮的数量与其所需磨削的工具的切削齿的数量相等。为了适于不同需要的铲磨形状，在根据DE 29 52 610C2中的磨床还特别提出，将不同类型的控制辊彼此相互替换。为此设有特别的提升装置。此外还需要带有变速齿轮的传动机构，能够各根据需要相互替换。
因此，对于根据DE 29 52 610C2中的机器，仍然存在着费时的重新组装及更换过程的缺点连同高精度的更换部件的库存问题悬而未决。
最后由DE 41 30 736公开了在旋转台上将磨削轴沿着两个相互垂直的方向上进行调整。为了对被牢固地夹持的工件实施铲磨，将带有旋转的砂轮的砂轮轴通过导板强制操控。但其中为了产生不同的铲削轮廓，仍必须使导板具有不同的形状轮廓，即要求其能够更换。
发明内容
本发明的目的在于，对于现有技术的已知方法加以改进，使得能够以较小的延迟(及时地)进行控制，并且能够在更短的加工时间内得到具有不同尺寸的不同的铲磨轮廓，而无需对于高精度的控制部件的耗时更换以及需花费代价的库存。
实现上述目的的技术方案在于：
1.一种对丝锥的切削齿进行铲磨的方法，具有以下方法步骤：
a)将转动的砂轮沿着所述切削齿的延伸方向引导到转动的丝锥之上，并且沿着径向向内横向进给；
b)以用于实现铲磨的、附加的沿着径向的向内运动与所述横向进给运动相叠加；
c)所述附加的沿着径向的向内运动通过旋转体控制，所述旋转体在其圆周范围具有确定铲磨轮廓的控制轮廓，
d)对所述控制轮廓的一种旋转扫描运动影响所述砂轮与所述丝锥沿着切削齿的延伸方向的相互间的受控制的相向及反向移动，并使得在所述切削齿上产生预先所确定的铲磨轮廓；
e)通过旋转的往返运动对于所述控制轮廓进行扫描，其中对于每个切削齿以被界定的控制轮廓的圆周角进行往复旋转；
f)从所述控制轮廓的整个圆周范围内对于所述圆周角的选择，连同所述旋转扫描运动的转速及所述丝锥的转速一同确定所述切削齿的铲磨轮廓。
优选地，所述旋转扫描运动的转速与所述丝锥的转速在操作上可变。
优选地，所述旋转体的控制轮廓以一组汇总曲线的方式包括用于多种可选的铲磨轮廓的初始值。
优选地，所述方法还具有以下特征：
a)将控制的所述旋转体设计为旋转的控制盘，所述旋转的控制盘具有采用控制凸轮式样的作为控制轮廓的有效圆周；
b)对所述控制凸轮的轮廓进行机械扫描；
c)由从所述机械扫描所得到的控制信号和/或调节力来确定所述砂轮和所述丝锥沿着切削齿的延伸方向上的相互间的相向及反向移动以及相应的切削齿的铲磨轮廓。
优选地，利用所述方法对丝锥的斜面部的切削齿进行铲磨，其中，将所述砂轮的轮廓与所述丝锥的斜面部相适配，并且将与所述斜面部的切削齿的铲磨轮廓在斜面范围内相符的控制轮廓同样地储存在控制的所述旋转体的圆周范围内。
与现有技术中的控制盘或控制辊的总是沿着同一个方向地旋转相反，根据本发明实现了控制轮廓的扫描的往返旋转移动。其中，为每个切削齿设有在控制轮廓的一个被界定的圆周角上往复旋转的扫描。通过这样往复扫描，因其只是在光滑和连续地延续的控制轮廓上的被界定的段上进行，能够避免提升扫描机构以及由此带来的发生振颤的危险。
由控制轮廓的整个圆周范围内对于所述圆周角的选择，首先能够为规定切削齿的确定的铲磨或铲削轮廓的提供可能。其次的设计可能性为，使得所述旋转的扫描移动的旋转速度与工具彼此间具有确定的比例。例如，能够将控制轮廓的较小的圆周段较慢地扫描，或者是将较大的圆周段以较快的速度扫描。在每通过一个或多个工序能够得到所述铲削轮廓后，在该切削齿上完成另外一个铲削轮廓。
根据本方法的另外一种有益的方式，使旋转的扫描移动的旋转速度与工具的转速在操作上可变。确定的磨床的操作者因而能够在加工之前选择确定的转速比例并对机器进行相应的调节，其中转速比例或转速能够自由地编程设置。通过这样的方式，能够利用机器中存在的唯一一个控制轮廓为铲削轮廓提供多种不同的变化可能。
根据本发明的方法还能够通过以下方式进一步完善，即根据一种进一步的设计，使旋转体上的控制轮廓以曲线汇总的方式包含用于多种可能的铲削轮廓的初始值。这样，为了得到一种特定的铲削轮廓，只需要规定控制轮廓的一定的圆周段，在其中实施扫描。对于每个需要进行铲磨的切削齿所需要的只是在控制轮廓的所选出段上进行往返的旋转移动。
这样，需要更换的缺点连同高精度的更换部件的库存问题最终得以解决。
对于以旋转的往返移动方式进行的扫描移动，具有多种可能的设计方式。例如，能够将旋转体固定并且以一旋转的光源或者以磁的方式在其圆周扫描。根据一种优选的设计，将控制的旋转体设计为旋转的控制盘，该控制盘具有采用控制凸轮方式的作为控制轮廓的有效圆周。此类的控制凸轮因而成为一种被拉长的控制凸轮，其中被存有对于铲削轮廓(控制曲线)各种可能的形状。为了在切削齿上实现所确定的铲削轮廓，需由控制凸轮中选出一种被界定的旋转角。该控制凸轮优选通过机械的方式被进行扫描，但是原则上也可以同样地通过光或者电的方式实施。通过扫描移动所获得的控制信号和/或调整力再通过其它的通过电的评价及控制设备来确定砂轮以及工具在切削齿的延伸方向(Verlaufsrichtung)上相应的彼此间相向以及背离的移动。但是优选采用直接的机械传递方式。通过这样的方式，能够可靠、精确并且快速地确定切削齿的铲削轮廓。
本发明还涉及一种用于实施对丝锥的切削齿进行铲磨的方法的属于万能-圆形-非圆磨床类型的磨床。为了实现开头部分已经提及的目的，提供一种具有如下特征的磨床：
a)在床身上，具有头架和尾架的磨削台能够沿着丝锥的纵向移动；
b)所述丝锥装夹固定在所述头架和尾架之间，并且被驱动以旋转；
c)砂轮架载有具有至少一个旋转砂轮的砂轮轴，并且如下进行布置：d)所述砂轮能够垂直地或斜着向需要磨削的所述丝锥沿着其切削齿以及槽的延伸方向横向进给；
e)在所述磨床的控制装置中具有旋转的控制盘，在所述控制盘的圆周上具有控制凸轮，所述控制盘通过往复旋转驱动装置在所选出的角范围内往返运动；
f)所述控制装置包括用于在所选出的角范围内对于控制凸轮进行扫描的装置，其中所述丝锥和所述砂轮的相对运动根据由所述扫描获得的信号和/或调整力进行控制，并且调整需使得：g)所述控制盘相对于所述扫描装置的往返移动与在切削齿上的一个磨削循环相当。对于所述磨床，重要的是通过往复旋转驱动装置使旋转的控制盘连同其控制凸轮在一个能够被选出的角度范围内往返移动。
对于在砂轮与需磨削的工具之间用于产生附加的调整移动的机械装置可以具有多种选择。为此可以作用在磨削轴的轴上或在磨削台的附加移动部件上，其中的附加部件具有用于所需铲磨的工具的夹持装置。重要的是，针对目标铲削轮廓，在控制盘上的控制凸轮的所确定的范围之间，一方面对于控制盘、另一方面对于工具的转速进行持续的调整。
附图说明
以下结合附图对本发明的实施例的进行进一步说明。附图中所示为：
图1为用于实施按本发明所述方法的磨床的俯视示意图；
图2所示为根据本发明的扫描原理图；
图3所示为在丝锥上切削齿的齿数与槽之间的关系。
具体实施方式
在根据图1所示的机器中，在床身1上设有砂轮架2，其上装有带有旋转着的砂轮4的砂轮轴3，该砂轮架2还能够围绕一垂直的轴回转。
床身1还载有磨削台5，如通常的情况，该磨削台能够沿着其纵向(Z-轴)进行调整。在磨削台5上具有移动的支撑部件6，该部件能够在磨削台5上垂直于Z-轴、即沿着通常的X-轴方向进行附加的调节。该支撑部件6承载头架7以及尾架8，在头架和尾架之间，例如能够装夹固定丝锥或类似的工具9。此处才出现的该工具9也即工件。该工具因而同样沿着Z-轴伸展，并且同时能够围绕其纵轴、也即通常的C-轴可控制地旋转。
在所示的实施例中，砂轮4的旋转面恰好垂直于所述工具9的纵轴延伸。但却不一定如已经提及的可能方式，将砂轮架2沿着垂直的轴进行旋转，还允许砂轮4斜着向工具9贴靠调整。反过来，也可以使磨削台朝着砂轮轴3的轴倾斜地贴靠。但无论那种情况，砂轮均相对于工具沿着所产生的切削齿16以及槽17的延伸方向运行(图3)。
利用电的控制装置10对于工具9和砂轮4的旋转运动以及砂轮4朝向工具9的横向进给移动运动相互调整，从而使得所需的移动与切削齿16以及槽17的延伸方向相符。
图2对于控制原理进行说明。其中控制盘11具有控制凸轮12，该控制盘能够旋转地被支撑，并且通过减少延缓(延迟较小)的高精度的驱动装置而处于旋转的往复移动中。该往复移动通过能够自由选择的较大或较小的旋转角实现，该旋转角在图2中以α表示。与磨削过程通常的轴标类似，将控制盘11的旋转轴用A表示。控制凸轮12的轮廓通过扫描装置13进行扫描，可以通过机械方式、光方式或电方式进行扫描，并且将所获得的扫描信号通过信号导线14传递到已经提及的控制装置10。作为对于图2中所示方式的替代，特别有益的是由控制凸轮12的轮廓到砂轮横向进给移动的直接的机械传递。
控制盘11变化的旋转方向通过旋转方向箭头15表示。
当对丝锥或螺纹成形工具或类似的工具9的切削齿16进行铲磨时，首先从控制凸轮12选出确定的角度区段α，该角度区段与切削齿16所期望的铲削轮廓最佳地相当。随后，与在控制凸轮12上所选出的角范围α的扫描同步地实现所述切削齿16的铲磨。根据另外的设计方案，可以通过不同的速度实施扫描。例如，能够通过以更快的速度扫描更大的角范围α得到强烈交换的铲削轮廓；同样地，能够通过较慢地扫过较小的角范围来获得“更为平缓”的铲削轮廓的曲线。当砂轮4达到切削齿16的端部并且进入到切削齿16之间的槽17时，则对于所述角范围α的扫描终止；工具9和砂轮4重新建立初始位置，控制盘11变换旋转方向并且同样地朝着初始位置返回。对于下一个切削齿16重复相同的过程。
图3中为了更清楚地示意，再次以丝锥的截面图表示所述关系。切削齿16与槽17交替，并且所述铲磨在于将切削齿16的齿背向内偏离被包封的圆形轮廓18。对于齿背19的曲线、即铲磨的轮廓，具有多种可选的变化。
附图标记对照表
1  床身
2  砂轮架
3  砂轮轴
4  砂轮
5  磨削台
6  承载部件
7  头架
8  尾架
9  工具(工件)
10 电控装置
11 控制盘
12 控制凸轮
13 扫描装置
14 信号导线
15 旋转方向箭头
16 切削齿
17 槽
18 被包封的圆形轮廓
19 齿背
A  控制盘的旋转轴
C  工具的旋转轴
X  垂直与工具轴向的横向进给方向
Z  沿着工件纵向的调整轴
α 所选出的、控制盘的控制有效的角范围

Claims (6)

1.一种对丝锥的切削齿进行铲磨的方法，具有以下方法步骤：
a)将转动的砂轮沿着所述切削齿的延伸方向引导到转动的丝锥之上，并且沿着径向向内横向进给；
b)以用于实现铲磨的、附加的沿着径向的向内运动与所述横向进给运动相叠加；
c)所述附加的沿着径向的向内运动通过旋转体控制，所述旋转体在其圆周范围具有确定铲磨轮廓的控制轮廓，
d)对所述控制轮廓的一种旋转扫描运动影响所述砂轮与所述丝锥沿着切削齿的延伸方向的相互间的受控制的相向及反向移动，并使得在所述切削齿上产生预先所确定的铲磨轮廓；
e)通过旋转的往返运动对于所述控制轮廓进行扫描，其中对于每个切削齿以被界定的控制轮廓的圆周角进行往复旋转；
f)从所述控制轮廓的整个圆周范围内对于所述圆周角的选择，连同所述旋转扫描运动的转速及所述丝锥的转速一同确定所述切削齿的铲磨轮廓。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述旋转扫描运动的转速与所述丝锥的转速在操作上可变。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述旋转体的控制轮廓以一组汇总曲线的方式包括用于多种可选的铲磨轮廓的初始值。
4.根据权利要求1所述的方法，具有以下特征：
a)将控制的所述旋转体设计为旋转的控制盘，所述旋转的控制盘具有采用控制凸轮式样的作为控制轮廓的有效圆周；
b)对所述控制凸轮的轮廓进行机械扫描；
c)由从所述机械扫描所得到的控制信号和/或调节力来确定所述砂轮和所述丝锥沿着切削齿的延伸方向上的相互间的相向及反向移动以及相应的切削齿的铲磨轮廓。
5.根据权利要求1所述的方法，利用所述方法对丝锥的斜面部的切削齿进行铲磨，其中，将所述砂轮的轮廓与所述丝锥的斜面部相适配，并且将与所述斜面部的切削齿的铲磨轮廓在斜面范围内相符的控制轮廓同样地储存在控制的所述旋转体的圆周范围内。
6.一种属于万能的圆形/非圆形磨床类型的磨床，用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的对丝锥的切削齿进行铲磨的方法，具有以下特征：
a)在床身(1)上，具有头架(7)和尾架(8)的磨削台(5)能够沿着丝锥(9)的纵向移动；
b)所述丝锥(9)装夹固定在所述头架(7)和尾架(8)之间，并且被驱动以旋转；
c)砂轮架(2)载有具有至少一个旋转砂轮(4)的砂轮轴，并且如下进行布置：d)所述砂轮(4)能够垂直地或斜着向需要磨削的所述丝锥(9)沿着其切削齿(16)以及槽(17)的延伸方向横向进给；
e)在所述磨床的控制装置(10)中具有旋转的控制盘(11)，在所述控制盘的圆周上具有控制凸轮(12)，所述控制盘通过往复旋转驱动装置在所选出的角范围内往返运动；
f)所述控制装置(10)包括用于在所选出的角范围内对于控制凸轮(12)进行扫描的装置(13)，其中所述丝锥(9)和所述砂轮(4)的相对运动根据由所述扫描获得的信号和/或调整力进行控制，并且调整需使得：g)所述控制盘(11)相对于所述扫描装置(13)的往返移动与在切削齿上的一个磨削循环相当。
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