CN103921180A - 直进式刮齿刀的修整方法 - Google Patents

Abstract

一种直进式刮齿刀的修整方法，通过一轮磨工具对一直进式刮齿刀进行修整，该直进式刮齿刀包含多个相间隔排列的螺旋齿，该螺旋齿具有一待加工侧。该修整方法为将该直进式刮齿刀定位于一齿轮成形轮磨机上使该待加工侧与该轮磨工具相接触，使该直进式刮齿刀依一可变转动量与一第一可变移动量活动，该轮磨工具依一第二可变移动量移动，使该轮磨工具相对该直进式刮齿刀进行一螺旋运动以对该待加工侧执行一修整作业。据此，使既有的该齿轮成形轮磨机得以应用于该直进式刮齿刀的加工，并提升加工速度。

Description

直进式刮齿刀的修整方法

技术领域

本发明涉及一种直进式刮齿刀，尤指一种直进式刮齿刀的修整方法。

背景技术

齿轮为传递动力和运动的基础元件，具有传动效率高、使用寿命长、安全可靠等优点，已经成为许多机械产品不可缺少的传动部件。

齿轮的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质量，为了达到高品质的需求，齿轮一般精修齿面可分为磨齿及刮齿两种方式为主，虽然磨齿具有较高的精确度，但由于磨削的过程相当耗时、且会产生许多油雾磨粒等，故较不符合环保与经济效益，所以一般中高精度的齿轮修整大多使用刮齿的技术，而且刮齿刀的重复使用性高，修整工件齿轮时间远较磨削少许多，比较符合经济效益。

在美国发明专利第US4831788号中，揭示了一种磨削刮齿刀的齿侧面的设备，其是以滚动生成法（rolling-generation method）磨削刮齿刀的齿侧面，不过，由于上述设备在磨削的过程中，还需要额外进行磨床的附加以及安装与拆卸刮齿刀的步骤，因此于日本专利第JP4524159号中，提出另一种刮齿刀的磨削方法，其提供一旋转齿轮刮齿刀磨床，该旋转齿轮刮齿刀磨床包含有一机器立柱、一于该机器立柱上直线移动的滚柱滑架、一可转动的设置于该滚柱滑架上的工件主轴、一用于该工件主轴的旋转运动及该滚柱滑架的直线运动的传动装置、一磨轮以及一旋转和推进该磨轮的操作装置，其特征在于该磨轮利用一锥形的第二工作区域与被加工的该旋转齿轮刮齿刀的齿顶切向接触，以便以凹凸方式磨削该齿顶并获得所要的顶圆直径尺寸，以将被加工的旋转齿轮刮齿刀的顶圆直径缩小至适当的尺寸。

然而，当该刮齿刀经过多次的对齿轮的齿面进行刮齿后，其与该齿面接触的切缘（cutting edge）将会逐渐被磨耗，而使得对齿轮所进行的精修齿形作业，其精度将会下降，因此必须对该刮齿刀进行修整，再者，已知为五轴的刮齿刀磨床，例如美国Gleason公司所生产型号为Gleason-HurthSRS410的磨床，其对该刮齿刀进行修整时，由于为干式加工，不仅加工速度慢，且其为针对刮齿刀此种特别磨削需求所设计的磨床，额外增加厂商的设备成本，故仍有改善的空间。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决刮齿刀经过多次的对齿轮的齿面进行刮齿后，其与该齿面接触的切缘将会逐渐被磨耗，而使得对齿轮所进行的精修齿形作业精度将会下降的问题，以及已知为五轴的刮齿刀磨床为干式加工，不仅加工速度慢，且其为针对刮齿刀此种特别磨削需求所设计的磨床，额外增加厂商的设备成本的问题。

为达上述目的，本发明提供一种直进式刮齿刀的修整方法，为使用一齿轮成形轮磨机，该齿轮成形轮磨机包含一工具座以及一工件座，该工具座具有一驱动一轮磨工具转动的加工轴，该工件座沿一第一轴向并相对该工具座移动，且具有一以该第一轴向为转轴旋转的工件轴，该修整方法包含以下步骤：

提供一直进式刮齿刀，该直进式刮齿刀包含多个相间隔排列的螺旋齿；

定义该螺旋齿具有一待加工侧；

将该直进式刮齿刀定位于该工件轴，且使该直进式刮齿刀的该待加工侧与该轮磨工具相接触；

转动该轮磨工具，并使该直进式刮齿刀依一可变转动量围绕该第一轴向旋转且同时依一第一可变移动量沿该第一轴向移动，而该轮磨工具依一第二可变移动量沿一分别与该第一轴向及该加工轴垂直的第二轴向移动，使该轮磨工具相对该直进式刮齿刀进行一螺旋运动以对该待加工侧执行一修整作业；

其中，于该修整作业中，该可变转动量与该第一可变移动量的比值为根据该直进式刮齿刀的一齿廓参数计算得到的一第一变量，该第二可变移动量与该第一可变移动量的比值为根据该直进式刮齿的该齿廓参数计算得到的一第二变量。

如此一来，本发明通过该直进式刮齿刀依该可变转动量围绕该第一轴向旋转且同时依该第一可变移动量沿该第一轴向移动，而该轮磨工具依该第二可变移动量沿该第二轴向移动，至少具有下列优点：

1.使该轮磨工具相对该直进式刮齿刀进行一螺旋运动，以对该待加工侧执行该修整作业，使该直进式刮齿刀的该螺旋齿得以一修整后齿形再度应用于一刮齿作业。

2.该可变转动量、该第一可变移动量与该第二可变移动量可根据该直进式刮齿刀的该齿廓参数调整，使该轮磨工具对该直进式刮齿刀的一加工量可依该直进式刮齿刀的磨耗状况均匀施加，且该轮磨工具为使用湿式轮磨，可提高轮磨速度。

3.本发明为使用既有的该齿轮成形轮磨机，相关厂商不需增加额外的设备成本。

4.本发明不仅可用于旧的直进式刮齿刀的修整，也可适用于新的直进式刮齿刀的生产轮磨。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2A为本发明一实施例的修整作业示意图一。

图2B为本发明一实施例的修整作业示意图二。

图3A为本发明一实施例待加工侧修整前示意图。

图3B为本发明一实施例待加工侧修整后示意图。

图4A为本发明一实施例的第一变数示意图。

图4B为本发明一实施例的第二变数示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1所示，为本发明一实施例的结构示意图，本发明为一种直进式刮齿刀的修整方法，为使用一齿轮成形轮磨机1，该齿轮成形轮磨机1包含一工件座20以及一工具座10。该工件座20沿一第一轴向Z并相对该工具座10移动，且具有一以该第一轴向Z为转轴旋转的工件轴21；该工具座10具有一加工轴11、一直立移动部12、一摆动部13以及一水平移动部14，该加工轴11以一与该第一轴向Z垂直的第三轴向X为转轴旋转，而驱动一轮磨工具40转动，在此该轮磨工具40为一圆盘状，于外围的环面41（示于图2A）上径向延伸凸起一轮磨缘42（示于图2A），该轮磨缘42为呈左右对称的锥形，在此该轮磨工具40可为一砂轮，但不以此为限制，该直立移动部12与该加工轴11连接，供该加工轴11沿着该第三轴向X移动，该摆动部13与该直立移动部12连接，供该直立移动部12以一与该第一轴向Z及该第三轴向X垂直的第二轴向Y为摆轴进行摆动，该水平移动部14与该摆动部13连接，供该摆动部13沿着该第二轴向Y移动。

请搭配参阅图2A、图2B、图3A及图3B所示，图2A及图2B分别为本发明一实施例修整作业示意图一及示意图二，图3A及图3B分别为本发明一实施例待加工侧修整前及修整后示意图，该修整方法包含以下步骤：

步骤1：提供一直进式刮齿刀30，该直进式刮齿刀30包含一前端面32、一后端面33、一圆周面34以及多个螺旋齿31，该后端面33远离该前端面32，该圆周面34连接该前端面32与该后端面33而位于该前端面32及该后端面33之间，该螺旋齿31两两之间间隔一齿隙35而设置于该圆周面34上，各从靠近该后端面33处沿着该第一轴向Z斜向延伸至靠近该前端面32处。

步骤2：定义该螺旋齿31具有一待加工侧311以及一待切削厚度313，该待加工侧311面对该齿隙35，包含多个朝该齿隙35凸起的切削刃312，该切削刃312沿着该第一轴向Z间隔排列，且靠近该前端面32及该后端面33的该切削刃312具有一较厚的厚度，形成一由外侧朝内递减的未修整厚度314，该待切削厚度313即为指于该待加工侧311的该切削刃312中，该未修整厚度314中欲修整去除的厚度。

步骤3：将该直进式刮齿刀30定位于该工件轴21，使该直进式刮齿刀30可以该第一轴向Z为转轴旋转，且将该轮磨工具40通过该工具座10的该水平移动部14、该摆动部13、该直立移动部12，移动至一待接触位置，而该直进式刮齿刀30由该工件座20沿着该第一轴向Z移动而至该待接触位置，而使该轮磨工具40相对该直进式刮齿刀30移动，该轮磨工具40的该轮磨缘42由该直进式刮齿刀30的该前端面32进入该齿隙35与该待加工侧311相接触。

步骤4：该工件轴21控制该直进式刮齿刀30依一可变转动量围绕该第一轴向Z旋转，且同时由该工件座20将该直进式刮齿刀30依一第一可变移动量沿该第一轴向Z移动，而该加工轴11驱动该轮磨工具40旋转，并通过该水平移动部14带动该轮磨工具40依一第二可变移动量沿该第二轴向Y移动，使该轮磨工具40相对该直进式刮齿刀30进行一螺旋运动以对该待加工侧311执行一修整作业，该轮磨工具40针对该待加工侧311的该切削刃312进行轮磨，使该切削刃312由该未修整厚度314中去除该待切削厚度313，而形成一修整厚度315，该修整厚度315由外侧朝内递减，且小于该未修整厚度314。

再请搭配参阅图3A及图3B，在此要说明的是，从图3A中可得知，于该修整作业前，该待加工侧311的该切削刃312，由于长时间的磨耗，各个该切削刃312两侧边316与顶边317的相接处，已磨耗成一平滑的曲线，如此，若对一齿轮进行一精修齿形作业，将会使其精度下降，影响该齿轮的品质及性能。

因此，于该修整作业前，设定关联于该直进式刮齿刀30的一齿廓参数，该齿廓参数即可包含上述该待切削厚度313，但不以此为限制，于该修整作业中，该工件轴21、该工件座20以及该水平移动部14分别将该直进式刮齿刀30与该轮磨工具40依据所设定的该齿廓参数，适当地调整该可变转动量、该第一可变移动量以及该第二可变移动量，使得该可变转动量与该第一可变移动量之间的比值为一第一变量a，如图4A所示，而该第二可变移动量与该第一可变移动量之间的比值为一第二变量b，如图4B所示，在此以该第一变数a及该第二变量b呈现一非线性关系的三次曲线为举例说明，但不此为限制，使该直进式刮齿刀30可调整与该轮磨工具40之间的接触位置，而该轮磨工具40也可通过该摆动部13调整对该直进式刮齿刀30的接触角度，而达到均匀的对该直进式刮齿刀30进行修整，去除该切削刃312的该待切削厚度313，形成所设定的该修整厚度315，如图3B所示，使该切削刃312的顶边317与该侧边316的相接处具有一切缘318。

综上所述，由于本发明通过该直进式刮齿刀依该可变转动量围绕该第一轴向旋转且同时依该第一可变移动量沿该第一轴向移动，而该轮磨工具依该第二可变移动量沿该第二轴向移动，使该轮磨工具相对该直进式刮齿刀进行一螺旋运动，以对该待加工侧执行该修整作业，使该直进式刮齿刀的该螺旋齿得以一修整后齿形再度应用于一刮齿作业，再者，该可变转动量、该第一可变移动量以及该第二可变移动量可根据该直进式刮齿刀的该齿廓参数调整，使该轮磨工具对该直进式刮齿刀的一加工量可依该直进式刮齿刀的磨耗状况调整而均匀施加，减少该修整厚度的误差，且该轮磨工具为使用湿式轮磨，可提高轮磨速度，又本发明为使用既有的齿轮成形轮磨机，相关厂商不需增加额外的设备成本，不仅可用于旧的直进式刮齿刀的修整，也可适用于新的直进式刮齿刀的生产轮磨。

以上已将本发明做一详细说明，然而以上所述者，仅为本发明的一优选实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种直进式刮齿刀的修整方法，使用一齿轮成形轮磨机，所述齿轮成形轮磨机包含一工具座以及一沿一第一轴向且相对于所述工具座移动的工件座，所述工具座具有一驱动一轮磨工具转动的加工轴，所述工件座具有一以所述第一轴向为转轴旋转的工件轴，其特征在于，所述修整方法包含以下步骤：

提供一直进式刮齿刀，所述直进式刮齿刀包含多个相间隔排列的螺旋齿；

定义所述螺旋齿具有一待加工侧；

将所述直进式刮齿刀定位于所述工件轴上，且使所述直进式刮齿刀的所述待加工侧与所述轮磨工具相接触；

转动所述轮磨工具，并使所述直进式刮齿刀依据一可变转动量围绕所述第一轴向旋转且同时依据一第一可变移动量沿所述第一轴向移动，而所述轮磨工具依据一第二可变移动量沿一分别与所述第一轴向及所述加工轴垂直的第二轴向移动，使所述轮磨工具相对于所述直进式刮齿刀进行一螺旋运动，以对所述待加工侧执行一修整作业；

其中，在所述修整作业中，所述可变转动量与所述第一可变移动量的比值为根据所述直进式刮齿刀的一齿廓参数计算得到的一第一变量，所述第二可变移动量与所述第一可变移动量的比值为根据所述直进式刮齿的所述齿廓参数计算得到的一第二变量。

2.根据权利要求1所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述齿廓参数包含一位于所述待加工侧的待切削厚度。

3.根据权利要求2所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述待加工侧包含多个沿所述第一轴向间隔排列的切削刃，所述切削刃于所述修整作业前具有一由外侧朝内递减的未修整厚度。

4.根据权利要求3所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述切削刃于所述修整作业后具有一为所述未修整厚度去除所述待切削厚度并且由外侧朝内递减的修整厚度。

5.根据权利要求1所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述加工轴以一与所述第一轴向垂直的第三轴向为转轴进行旋转，所述工具座还包含一与所述加工轴连接并供所述加工轴沿着所述第三轴向移动的直立移动部。

6.根据权利要求5所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述工具座还包含一与所述直立移动部连接的摆动部，所述摆动部供所述直立移动部以所述第二轴向为摆轴进行摆动。

7.根据权利要求6所述的直进式刮齿刀的修整方法，其特征在于，所述工具座还包含一与所述摆动部连接的水平移动部，所述水平移动部供所述摆动部沿着所述第二轴向移动。