CN103042469A

CN103042469A - 用于修整多线磨削螺杆和用于磨削的方法及磨削螺杆

Info

Publication number: CN103042469A
Application number: CN2012103836124A
Authority: CN
Inventors: F·米勒
Original assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH; Kapp GmbH
Current assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH; Kapp GmbH
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: US8926403B2; BR102012025686A2; US20130090043A1; BR102012025686B1; JP6105890B2; CN103042469B; EP2581161B1; DE102011115526B4; EP2581161A3; JP2013082060A; DE102011115526A1; EP2581161A2

Abstract

本发明涉及一种用于修整多线磨削螺杆（1）的方法，在该方法中借助修整工具（2）制造螺旋形平行地并排延伸的螺槽（6、7、8）的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）。为了特别是在修整时间缩短的情况下实现改善的磨削结果，本发明规定，在至少两条螺槽（6、7、8）中制造在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）。此外本发明还涉及一种用于磨削工件的方法和一种磨削螺杆。

Description

用于修整多线磨削螺杆和用于磨削的方法及磨削螺杆

技术领域

本发明涉及一种用于修整多线磨削螺杆的方法，在该方法中借助修整工具制造螺旋形平行地并排延伸的螺槽的侧面轮廓。此外，本发明涉及一种用于磨削工件的方法和一种磨削螺杆。

现有技术

在利用磨削螺杆磨削齿部和类似工件时，亦即以滚压-磨削方法，必须在磨削之前修整螺杆，亦即，必须使螺槽的侧面轮廓成型。为此可以使用金刚石修整轮，该金刚石修整轮以数控方式沿着侧面轮廓移动并且因此制造所需的廓形。在这里所谓的拓扑修整是可能的，如其例如在DE 10 2007 020 479 B4中有所描述。螺槽的侧面轮廓这里准点式地或者线式地产生，其中以一定数量的在磨削螺杆和修整轮之间的径向进给构造侧面廓形。

类似的解决方案由DE 695 26 851 T2和由DE 10 2009 021 578 A1已知。

全形修整（Vollformabrichten）也是可能的，在该全形修整中，具有成型廓形的修整工具插入到螺槽中并且在此将其形状交给螺槽的侧面。

如果使用多线磨削螺杆，在该多线磨削螺杆中多条螺槽螺旋形地彼此平行延伸，那么修整过程对于每条螺槽相继地进行。在修整完一条螺槽之后，被“分开”并且为下一螺槽重复修整，直到以这种方式修整完所有螺槽。结果为，所有螺槽或者螺槽的侧面轮廓不仅在其几何结构方面、而且关于其表面结构得以相同地修整或构成。在此追求，侧面轮廓的廓形可能在所有的螺槽中是相同的。

如果特别是在拓扑修整时点式或者线式地构造侧面轮廓，则修整工具必须在各个“行”中具有足够的重叠，以便以高的精度在侧面上构造廓形。为此，在行与行之间仅选择小的径向增量，这虽然保证了精确的轮廓，但是相对耗时。如果必须追求或实现足够的磨削质量，则在拓扑修整时的修整时间因此由于高的重叠系数而相应长。对于每条槽的修整行程的数量因此必须选择得足够大，这是费时的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，这样改进一种同类型的用于修整磨削螺杆的方法，使得能以较小的时间耗费实现同样良好的磨削结果或者说能以相同的时间耗费得到更好的磨削结果。为此也应当提出一种相应的磨削方法和一种相应的磨削螺杆。

所述目的通过本发明的解决方案在一种用于修整多线磨削螺杆的方法中特征在于，在至少两条螺槽中制造在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓，其中，修整利用这样的修整工具进行，该修整工具的切削区域仅仅在侧面轮廓的整个径向高度的一部分上延伸，亦即修整借助拓扑修整进行，在多个修整子过程中制造整个侧面轮廓，利用这些修整子过程分别制造侧面轮廓的不同的径向区段，其中，在至少两条螺槽中各个径向区段沿径向彼此位错地设置。

与现有技术不同地因此规定，各个螺槽的侧面轮廓的几何结构有针对性地彼此不同或者在表面结构方面存在不同。

在此优选在所有螺槽中制造在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓。

修整子过程在此优选这样进行，即，在磨削螺杆和修整工具之间的径向间距恒定的情况下在磨削螺杆和修整工具之间进行轴向相对运动。

在各条螺槽中的各个径向区段之间的径向位错在此优选等距地分布。

修整优选在使用盘形修整工具的情况下进行，该盘形修整工具在修整过程中围绕转动轴线旋转。

在这种情况下按照所提出的方法的一种特别的实施方案可以规定，各条螺槽的修整通过这样的方式进行，即，在各条螺槽中在磨削螺杆和盘形修整工具之间选择不同的轴线间距，其中在修整各条螺槽时使用在磨削螺杆的转动轴线和盘形修整工具的转动轴线之间的不同的摆动角度。所提到的各轴线在此便相对彼此倾斜地定向（即，各轴线不是平行的并且也不相交）。相对的摆动角度相应地在螺槽与螺槽之间变化，更确切地说在磨削螺杆与修整轮之间的径向间距改变的情况下。由此可以有针对性地影响螺槽的侧面的表面结构，因为在修整时在螺槽与螺槽之间存在不同的啮合情况。

一种改进方案规定，在磨削螺杆的轴向延伸尺寸上使至少两个沿轴向彼此邻接的区段形成廓形，其中，在一条螺槽中的沿轴向彼此邻接的区段中的侧面轮廓在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同。

在所提出的用于利用带有一定数量的螺槽的磨削螺杆磨削工件的方法中，该工件在其圆周上具有一定数量的齿或齿形凸起，其中使用上述的修整方法，所述方法的特征在于，将齿或齿形凸起的数量与螺槽的数量之间的比例选择为非整数。

由此实现这样的效果，即，在使用多线滚压螺杆的情况下在对齿轮或类似工件磨削加工时磨削螺杆的每条槽多次与每个齿隙啮合。在工件给定的情况下相应地选择磨削螺杆的线数。工件的齿数除以螺槽的数量因此便不允许是整数的。

所提出的用于磨削具有齿形廓形的齿轮或转子的多线磨削螺杆特征在于，至少两条螺槽具有在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓，其中，整个侧面轮廓包括多个径向区段并且在至少两条螺槽中各个径向区段沿径向彼此位错地设置。

优选地，磨削螺杆的特征在于，在磨削螺杆的轴向延伸尺寸上有至少两个沿轴向彼此邻接的区段，其中，在一条螺槽中的沿轴向彼此邻接的区段中的侧面轮廓在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同。

所提出的方法或所提出的磨削螺杆可以用于对齿部和特殊廓形（例如转子或摆线）进行硬质精加工。

该方法不仅可以用在拓扑修整中，而且可以用在全形修整中。

因此本发明与现有技术相比采用相反的途径：磨削螺杆的各条螺槽被有针对性地不同地修整，以便得到不同的表面结构或几何结构。

因此本发明规定，磨削螺杆至少局部地、亦即在限定的轴向区段上、可以说在限定的轴向位置处被如此修整，使得在所述的区段中或在所述的轴向位置处在不同的槽中存在不同的廓形几何结构或表面结构。

在磨削螺杆的轴向延伸尺寸上，在一条螺槽中廓形几何结构或表面结构可以改变。于是在磨削时可以给磨削螺杆的不同廓形的轴向区域分配工件的不同的轴向区域，以便在工件上产生有针对性的廓形修改。关于该方法，明确参阅DE 695 26 851 T2，在那里详细描述了该工作方法。

如果在磨削工件时工具的每条螺槽多次与每个工件隙啮合，则各条螺槽完整地传递到工件上。由此可以影响工件的表面结构和几何结构。

磨削螺杆的修整因此可以在较短的时间内实现和/或工件的加工质量因此可以提高。

利用所提出的方法可以实现不同的设定目标：

首先可以在拓扑修整时提高重叠系数。

在拓扑修整时，如上面提到地，在修整工具和要修整的滚压螺杆的螺槽侧面之间似乎存在点接触。所希望的廓形通过修整个别“轨迹”或“线”被施加到工具上。所提到的“轨迹”或“线”的间距对于后续的磨削结果是决定性的。如果各个轨迹的间距等于修整工具的有效宽度（或有效高度），则得到的重叠系数为1。这在理论上符合最小可能的重叠并且因而符合利用最小数量的单个轨迹的修整。不过出于质量原因，在实践中选择明显更大的重叠系数，这相应地决定了更长的修整时间。

如上面阐述地，在这方面本发明构思的一种非常有利的改进方案在于，所提到的各轨迹沿径向位错地施加到磨削螺杆的不同螺槽上并且因而实现理论上更高的重叠系数。

所提出的方法的另一优点在于影响结构的可能性。

每条单个的螺槽在这里例如以略微不同的在修整工具和磨削螺杆之间的轴线间距被修整。各条槽的由此改变的几何结构通过修整轮的和磨削螺杆的轴线的摆动角度的修正在修整时得到修正，从而所有侧面轮廓从几何结构方面虽然相同，但这些侧面轮廓在其表面结构方面不同。

在这里目的是，在磨削时获得断开的表面结构，该表面结构积极地作用于工件的在后来运行中的、例如在变速器中的噪声性能。

此外，可以追求影响几何结构。

如果各个螺槽在其几何结构方面被不同地修整，则可能的是，由此在磨削时影响工件的几何结构，为此在磨削时进行移位运动（沿磨削螺杆的转动轴线方向的运动）。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例。图中：

图1以侧视图示意地示出一个三线磨削螺杆，该磨削螺杆被修整工具修整，

图2示出按照图1的磨削螺杆的局部的径向剖视图，其中说明了按照现有技术的修整方式，

图3示出按照图1的磨削螺杆的局部的径向剖视图，其中说明了按照本发明的修整方式，

图4以放大图示出按照图3的磨削螺杆的三个相邻的侧面，和

图5以侧视图示意地示出一个磨削螺杆，其中标出了磨削螺杆的多个轴向区域。

具体实施方式

在图1中首先可一般地看出，借助修整工具2如何修整磨削螺杆1。修整工具在这里构成为修整轮，该修整轮在修整时围绕一条转动轴线a旋转。磨削螺杆1在修整时围绕其转动轴线A旋转。

磨削螺杆1当前构成为三线的，亦即，三条螺槽6、7和8螺旋形平行地并排围绕转动轴线A延伸。

如在现有技术中常见的修整过程在图2中说明。这里可看出，修整工具2以其各切削面线式或行式地在限定的半径上沿轴向方向被引导，以便相继地制造螺槽6的侧面轮廓3’和3”、螺槽7的侧面轮廓4’和4”以及螺槽8的侧面轮廓5’和5”（拓扑修整）。修整工具2在此在每条线或行中切入侧面中一段径向区段9。在修整完一行之后，使磨削工具2相对于磨削螺杆1径向进给，更确切地说以例如与径向区段9的径向高度相等的量。

据此，按照现有技术的磨削螺杆突出之处在于，在所有螺槽6、7、8中的所有修整线位于同一半径上，这在图2中以水平的虚线示出。

与此相对地，图3以及图4以放大图对应地（对于图3中的这三个侧面轮廓3’、4’、5’）示出另一种工作方法，如其在本发明中应用时这里以具体的实施例产生：

也行式或线式地进行修整（拓扑修整）。对于第一螺槽5，这如对于图2情况下的螺槽5那样进行。修整工具2对于径向区段9’将其廓形留在侧面轮廓3’上。该径向区段9’基本上与修整工具2的切削区域的径向高度h相等。据此立即显而易见的是，需要一定数量的修整行程（行），以便利用修整工具2的切削区域的径向高度h覆盖侧面轮廓3、4、5的整个径向高度H。

不过接下去的螺槽7或侧面轮廓4’不是以在修整工具2和磨削螺杆1之间的同一径向间距修整，而是径向间距减小了一径向位错ΔR。侧面轮廓4’因此相对于侧面轮廓3’在几何结构方面改变。

在修整侧面轮廓5’时相应地进行操作。在这里，在修整工具2和磨削螺杆1之间的径向间距也减小了径向位错ΔR，因此相应的“线”相对于第一螺槽6的线沿径向位移了2ΔR。

据此，这三个彼此相继的螺槽6、7和8的径向区段9’、9”和9”’分别相对彼此位错了径向位错ΔR。

如在图4中可看出，螺槽与螺槽之间的径向位错ΔR选择成均匀的（等距的）。当前，径向位错ΔR为径向区段9’、9”或9’’’的三分之一或者修整工具2的切削区域的径向高度h的三分之一。

如果在磨削时螺槽的数量这样选择，使得齿轮的齿数量（z_W）和磨削螺杆的螺槽的数量（z_S）之商不是整数，则齿轮的所有齿在磨削时逐渐地进入到所有螺槽中，因此实现磨削图的均匀。

这以这样的方式产生，即，在图4中强烈夸张示出的在侧面上的“尖端”在磨削齿轮时在其作用方面被减小。

在图5中示意地示出，磨削螺杆1总共具有这样的轴向延伸尺寸B，该轴向延伸尺寸分成三个轴向区段、即分成一个第一轴向区段B₁、一个第二轴向区段B₂和一个第三轴向区段B₃。在这三个轴向区段B₁、B₂和B₃中，螺槽和螺槽之间的廓形（如所阐述的那样）不仅设有径向位错ΔR，而且侧面轮廓的廓形即使在一条螺槽内在磨削螺杆1的轴向延伸尺寸上也不同。因此可以通过这样的方式产生要磨削的齿部的廓形修改，即，在磨削齿部时给不同的轴向区段B₁、B₂、B₃分配工件的不同的宽度区域。

附图标记列表

1 磨削螺杆

2 修整工具

3’、3” 侧面轮廓

4’、4” 侧面轮廓

5’、5” 侧面轮廓

6 螺槽

7 螺槽

8 螺槽

9 径向区段

9’ 径向区段

9” 径向区段

9”’ 径向区段

h 切削区域的径向高度

H 侧面轮廓的径向高度

ΔR 径向位错

a 修整工具的转动轴线

A 磨削螺杆的转动轴线

z_W 齿或齿形凸起的数量

z_S 螺槽的数量

B 磨削螺杆的轴向延伸尺寸

B₁ 磨削螺杆的第一轴向区段

B₂ 磨削螺杆的第二轴向区段

B₃ 磨削螺杆的第三轴向区段

Claims

1.用于修整多线磨削螺杆（1）的方法，其中，借助修整工具（2）制造螺旋形平行地并排延伸的螺槽（6、7、8）的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”），其特征在于，

在至少两条螺槽（6、7、8）中制造在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”），

其中，修整利用这样的修整工具（2）进行，该修整工具的切削区域仅仅在侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）的整个径向高度（H）的一部分（h）上延伸，在多个修整子过程中制造整个侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”），利用这些修整子过程分别制造侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）的不同的径向区段（9’、9”、9’”），其中，在至少两条螺槽（6、7、8）中各个径向区段（9’、9”、9’”）沿径向彼此位错（ΔR）地设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所有螺槽（6、7、8）中制造在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，修整子过程通过这样的方式进行，即，在磨削螺杆（1）和修整工具（2）之间的径向间距恒定的情况下在磨削螺杆（1）和修整工具（2）之间进行轴向相对运动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在各个螺槽（6、7、8）中的各个径向区段（9’、9’’、9’’’）之间的径向位错（ΔR）等距地分布。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，修整在使用盘形修整工具（2）的情况下进行，该盘形修整工具在修整过程中围绕转动轴线（a）旋转。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，各个螺槽（6、7、8）的修整通过这样的方式进行，即，在各条螺槽（6、7、8）中在磨削螺杆（1）和盘形修整工具（2）之间选择不同的轴线间距，其中在修整各条螺槽（6、7、8）时使用在磨削螺杆（1）的转动轴线（A）和盘形修整工具（2）的转动轴线（a）之间的不同的摆动角度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在磨削螺杆（1）的轴向延伸尺寸（B）上使至少两个沿轴向彼此邻接的区段（B₁、B₂、B₃）形成廓形，其中，在一条螺槽（6、7、8）中的沿轴向彼此邻接的区段（B₁、B₂、B₃）中的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同。

8.用于利用带有一定数量（z_S）的螺槽（6、7、8）的磨削螺杆（1）磨削工件的方法，该工件在其圆周上具有一定数量（z_W）的齿或齿形凸起，其中，所述磨削螺杆（1）利用按照权利要求1至7中任一项所述的方法修整，其特征在于，将齿或齿形凸起的数量（z_W）与螺槽（6、7、8）的数量（z_S）之间的比例选择为非整数。

9.用于磨削带有齿形廓形的齿轮或转子的磨削螺杆（1），其中，该磨削螺杆（1）具有多条螺旋形平行地并排延伸的螺槽（6、7、8），其特征在于，至少两条螺槽（6、7、8）具有在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”），其中，整个侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）包括多个径向区段（9’、9’’、9’’’）并且在至少两条螺槽（6、7、8）中各个径向区段（9’、9’’、9”’）沿径向彼此位错（ΔR）地设置。

10.根据权利要求9所述的磨削螺杆，其特征在于，在磨削螺杆（1）的轴向延伸尺寸（B）上有至少两个沿轴向彼此邻接的区段（B₁、B₂、B₃），其中，在一条螺槽（6、7、8）中的沿轴向彼此邻接的区段（B₁、B₂、B₃）中的侧面轮廓（3’、3”、4’、4”、5’、5”）在几何结构和/或在其表面结构方面彼此不同。