CN108115569B - 通过修整辊对磨削蜗杆进行修整的方法以及修整辊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过修整辊对磨削蜗杆进行修整的方法以及修整辊，其中，使设置有磨料轮廓(2)的修整辊(1)与所述磨削蜗杆啮合以对所述磨削蜗杆的螺旋形磨削轮廓进行仿形，其中，所述修整辊(1)通过以下步骤生产而成：a)生产盘形的基体(5)，其中，所述基体(5)设置有用于接收一层磨料颗粒(7)的轮廓表面(6)，其中，所述轮廓表面(6)在径向截面上至少部分是齿形的；b)将一层磨料颗粒(7)定位在所述基体(5)的所述轮廓表面(6)上；c)通过利用仿形工具(8)去除所述磨料颗粒(7)的外部部分(9)来对设置有所述磨料颗粒(7)的所述基体(4)进行仿形，以产生所述修整辊(1)的所述磨料轮廓(2)。

Description

通过修整辊对磨削蜗杆进行修整的方法以及修整辊
技术领域
本发明涉及一种通过修整辊对磨削蜗杆进行修整的方法，其中，使设置有磨料轮廓的修整辊与磨削蜗杆啮合以对磨削蜗杆的螺旋形磨削轮廓进行仿形，其中，修整辊的磨料轮廓在径向截面上至少部分地设计为齿形并且从根区域径向延伸到尖区域，其中，修整辊通过以下步骤生产而成：
a)生产盘形的基体，其中，基体设置有用于接收一层磨料颗粒的轮廓表面，其中，轮廓表面在径向截面上至少部分是齿形的，
b)将一层磨料颗粒布置在基体的轮廓表面上，
c)通过利用仿形工具去除磨料颗粒的外部部分来对设置有磨料颗粒的基体进行仿形，以产生修整辊的磨料轮廓(应然轮廓)。
此外，本发明涉及一种修整辊。
背景技术
在对齿轮或者轮廓进行硬精加工时，特别是在大量生产或者流水生产的情况下，可修整磨削蜗杆通常用作磨削工具。为了保持必须生产的齿轮的所需质量，即，为了补偿磨削蜗杆的磨损并且还为了提供磨削蜗杆的磨削区域的期望的或需要的表面结构，采用通常涂有金刚石的修整辊。
在这种修整辊的上述生产中，精密的磨刚基体通过电镀过程而涂有一层通常呈金刚石颗粒形式的磨料颗粒。
依赖于磨料颗粒涂层的质量和必须被磨削的齿轮的所需表面质量，必须对修整辊的轮廓进行重新加工。例如，该重新加工通过金刚石磨盘相应地在坐标磨床上进行，其中，修整辊的磨料颗粒的包膜层被提供为理论上给出的轮廓。
根据重新加工时的进给，沿修整辊的侧面的高度(即，从根区域到尖区域，参见上文)产生材料部分的相对相等的值。因此，在通过使用按照这种方式生产的修整辊来对磨削蜗杆进行修整时，沿磨削蜗杆的侧面的高度产生材料部分的相对相等的值。
当按照上述方式完成修整辊时，在对磨削蜗杆进行修整过程中将修整辊的轮廓转变成磨削蜗杆，然后，因此，在对工件进行磨削过程中，通过生成磨削过程将磨削蜗杆的蜗杆侧面的轮廓转变成必须被磨削的齿形工件。因此，在齿轮侧面的不同的区域中表面粗糙度也是相对相等的。
在图1中图示了该过程。此处，可以看到设计为盘形主体并且在修整过程中围着旋转轴旋转的修整辊1的一部分的径向截面。修整辊在径向外部区域上具有齿形轮廓，该径向外部区域在径向r上从根区域3延伸到尖区域4。修整辊1的基体5是钢基体并且首先设置有轮廓表面6。该轮廓表面6的形状对应于修整辊的以后期望的最终轮廓2，然而，该轮廓表面6位于磨料轮廓2后面距离x处，该距离x是垂直于轮廓表面6测量的。
基体5或者更确切地说是轮廓表面6涂有一层磨料颗粒7，该层磨料颗粒7首先向外突出，其外端区域越过期望的磨料轮廓2。因此，通过仿形工具8来执行对修整辊1的仿形，其中，去除磨料颗粒7的外部部分9并且因此产生期望的轮廓2。因此，分别对轮廓2和修整辊1的侧面10和11进行了加工。示意地示出了在经过加工的修整辊处的磨料颗粒的表面区域A(描绘为：径向截面的宽度“A”，磨料颗粒在垂直于突出平面的方向上的相应深度，因此给出了总面积)，该表面区域A是针对修整过程给出的或者可用于修整过程。
沿轮廓2的整个径向延伸给出了修整辊的概念上、实质上相同相等的表面粗糙度，使得同样的表面粗糙度也适用于经由对磨削蜗杆进行修整和用该磨削蜗杆对齿轮进行磨削的加工后的工件。然而，并不是在每种情况下都需要这样。
有时，期望给出沿齿高度的经过磨削的齿侧面的可变表面粗糙度。
发明内容
本发明的目的是按照这种方式来进一步开发一种通用方法并且提供一种相应的修整辊，通过该修整辊，可以选择性地影响沿齿高度的磨削后的齿侧面的表面粗糙度，这能够通过选择性地影响沿修整辊的侧面的高度的磨料材料的所使用的材料部分来达到的。
本发明的目的的解决方案提供了：磨料轮廓的生产根据以上步骤c)按照如下方式进行：至少在轮廓表面的一个侧面处，在垂直于轮廓表面的径向截面中测量的、轮廓表面与磨料轮廓(修整辊的应然轮廓)之间的距离在从根区域前进到尖区域过程中是变化的。
因此，解决方案特别提供了：至少在轮廓表面的一个侧面处，磨料颗粒的表面区域的大小在从根区域前进到尖区域的过程中是变化的(优选是连续地)。
因此，解决方案能够提供，根据以上步骤c)的磨料轮廓的生产按照如下方式进行：轮廓表面与磨料轮廓之间的距离在从根区域前进到尖区域的过程中增加或者减小。因此，在轮廓表面的两个侧面处的距离的增加或者减小可以相等。
根据以上步骤c)的磨料轮廓的生产还可以按照如下方式进行：轮廓表面与磨料轮廓之间的距离在从根区域前进到尖区域的过程中在轮廓表面的一个侧面处增加而在轮廓表面的另一侧面处减小。
在从根区域前进到尖区域的过程中，距离的所述增加或者减小可以线性地发生。
但是距离的增加或者减小还可以非线性地发生，其中，那么，解决方案尤其可以提供：在从根区域前进到尖区域的过程中，距离的增加或者减小按照产生该距离沿轮廓表面的凸形(抛物线)设计的方式发生。或者，解决方案可以提供：距离的增加或者减小在多个部分中线性地发生，但是具有不同的线性度。
用于对磨削蜗杆进行修整的修整辊，该修整辊具有盘形的基体，该盘形的基体具有轮廓表面，该轮廓表面在径向截面上至少在多个部分中是齿形的，其中，轮廓表面从根区域径向延伸到尖区域，以及其中，轮廓表面设置有一层磨料颗粒，其中，磨料颗粒的外端区域形成磨料轮廓，本发明的特征在于，磨料颗粒形成表面区域以形成磨料轮廓，该表面区域的大小在从根区域前进到尖区域的过程中(至少在轮廓表面的一个侧面处)发生改变。
因此，本发明提供了一种生产修整辊的方法以及一种修整辊，以通过该修整辊对可修整磨削蜗杆进行修整，这样，通过该修整辊，使沿齿形工件的齿的高度的可变表面粗糙度的产生变成可能。
因此，可以提供一种工具(修整辊)，该工具(修整辊)用于用沿侧面的高度的可变材料部分来对可修整磨削蜗杆进行修整，从而用沿侧面的高度的可变材料部分来产生可修整磨削蜗杆，并且通过这样做，可以进一步产生沿必须被磨削的工件的齿的高度的可变表面粗糙度。
因此，利用提出的解决方案，可以满足分别针对具有齿的侧面的表面的具体期望和规格；即，可以按照以期望方式给出的沿齿的高度的表面粗糙度的方式来对齿侧面进行机械加工。为了这样做，采用了根据本发明的方法和具有沿侧面的高度的选择性可变材料部分的规格的修整辊。
总之，根据本发明的概念可以被重新表述如下：
在设计修整辊的基体时，使用有意的“错误”工具轮廓作为底部。在用一层磨料颗粒(即，特别是用大小和/或粒度相等的氮化硼(CBN)或者金刚石颗粒)涂覆基体之后，按照描述用(金刚石)磨削轮来重新加工修整工具(修整辊)。但是重新加工不会产生基体的轮廓与必须产生的磨料轮廓之间的相等距离，而是根据“正确的”给定轮廓来发生。因此，在过程结束时，在一方面的基体的侧面线与在另一方面的重新加工的轮廓彼此不平行。基于所有磨料颗粒(这些磨料颗粒在基体上形成了层)具有相同的粒径(即，大体上相同的尺寸)，因此在重新加工过程中不同地去除单一磨料颗粒。
为了清楚起见，也应当提及的是，当选择某一限定的粒径来涂覆基体时，经常仅仅给出颗粒的某个直径范围，即，颗粒从来没有相同的直径；但是这并不会带来阻碍。相反，其可以有益于使用包括某个直径范围的颗粒的混合颗粒。
通过这样做，沿侧面高度在修整辊表面的不同区域中产生了形成切割边缘的材料部分的不同值。
然后，因此，在对磨削蜗杆进行修整时，重新生产了在磨削蜗杆的每个线程中分别具有可变材料部分的修整辊轮廓。然后，在磨削时，会发生进一步将可变材料部分转移到待磨削的工件的齿轮的齿的侧面上。
当然，可以采用提出的概念来对单线程以及多线程磨削蜗杆进行修整。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例。
图1示意地示出了用于对磨削蜗杆进行修整的修整辊的径向截面，其中，描绘了根据现有技术的方法；
图2示意地示出了用于对磨削蜗杆进行修整的修整辊的径向截面，其中，描绘了根据本发明并且根据第一实施例的方法；
图3在图2的描绘下示出了根据本发明的第二实施例；
图4在图2的描绘下示出了根据本发明的第三实施例；
图5在图2的描绘下示出了根据本发明的第四实施例；以及
图6在图2的描绘下示出了根据本发明的第五实施例。
具体实施方式
本发明的原理可以通过将图1(根据现有技术的解决方案)和图2(根据本发明的实施例)进行比较来描述。
首先，通过首先对基体5(由大量钢组成)进行仿形来生成修整辊1。因此，通过轮廓表面6来提供在根区域3与尖区域4之间的齿形区域。然后，在该轮廓表面6上，通过在基体5上的电镀沉积材料来涂覆和固定一层磨料颗粒7。单一的磨料颗粒7具有大体上相同的大小并且因此形成沿轮廓表面6具有恒定厚度的层。
在通过仿形工具8来对修整辊1进行后续仿形时，去除磨料颗粒7的外部部分9，从而生成所需的磨料轮廓2以对磨削蜗杆进行修整。
因此，最重要的是，轮廓表面6的所述生产按照如下方式进行：至少在轮廓表面6的侧面10和侧面11中的一个侧面处，轮廓表面6与磨料轮廓2(最终轮廓)之间的距离x在从根区域3前进到尖区域4过程中是变化的，该距离x是在垂直于轮廓表面的径向截面中测量的。在图2中这能够相当容易地被看到，因为在此处轮廓表面6的示例性直线趋势和磨料轮廓2的示例性直线趋势在径向截面中不平行，而是彼此成角度地设置。在根据本领域的状态的解决方案中情况并不是这样；此处，轮廓表面6和轮廓2彼此平行。
这种工艺的结果是，在对修整辊1进行仿形之后，磨料颗粒7的切割区域沿齿的高度具有不同的表面区域A。在根据图2的实施例中，径向内部磨料颗粒7的所述表面区域比径向外部磨料颗粒的所述表面区域大。
在进一步的附图中，示出了根据图2的实施例的变型。
在根据图3的解决方案中，还提供：给出了在轮廓表面6与轮廓2之间的角延伸，然而，现在，表面区域A在径向外部方向上前进时增加(在图2中，它们减小)。
图4示出，提出的措施不一定按照相同的方式应用于两个侧面10和11。确切地说，仅仅侧面10具有根据本发明的设计，而侧面11是根据现有技术设计的(参见图1)。
在图5中，可以看到的是，表面区域A的增加和减小可以分别在两个侧面10和11处被不同地定向：虽然在侧面10处表面区域A随着离旋转轴a(参见图2)的轴向距离的增加而减小，但是在侧面11处表面区域A随着离旋转轴a(参见图2)的轴向距离的增加而增加。
最后，图6示出，轮廓表面6与磨料轮廓2之间的距离x不一定线性地增加或减小。在侧面10处，为沿齿的高度的距离x提供球形(抛物线)趋势。在侧面11处提供了分段区域，在该分段区域内，分别给出了距离x的增加和减小的线性趋势，然而，这两个线性趋势被相反地定向设置。
应当明确提出的是，也可以以任意组合来使用根据图2至图6的实施例的单一解决方案。
元件符号列表
1 修整辊
2 修整辊的磨料轮廓
3 根区域
4 尖区域
5 修整辊的基体
6 基体的轮廓表面
7 磨料颗粒(金刚石颗粒/CBN颗粒)
8 仿形工具
9 磨料颗粒的外部部分
10 表面的侧面
11 表面的侧面
r 径向方向
x 轮廓表面与磨料轮廓之间的距离
A 表面区域
a 旋转轴

Claims (7)

1.一种通过修整辊(1)对磨削蜗杆进行修整的方法，其中，使设置有磨料轮廓(2)的所述修整辊(1)与所述磨削蜗杆啮合以对所述磨削蜗杆的螺旋形磨削轮廓进行仿形，
其中，所述修整辊(1)的所述磨料轮廓(2)在径向截面上至少部分地设计为齿形并且从根区域(3)径向(r)延伸到尖区域(4)，
其中，所述修整辊(1)通过以下步骤生产而成：
a)生产盘形的基体(5)，其中，所述基体(5)设置有用于接收一层磨料颗粒(7)的轮廓表面(6)，其中，所述轮廓表面(6)在径向截面上至少部分是齿形的，
b)将一层磨料颗粒(7)布置在所述基体(5)的所述轮廓表面(6)上，
c)通过利用仿形工具(8)去除所述磨料颗粒(7)的外部部分(9)来对设置有所述磨料颗粒(7)的所述基体(5)进行仿形，以产生所述修整辊(1)的所述磨料轮廓(2)，
其特征在于，
所述磨料轮廓(2)的生产根据步骤c)按照如下方式进行：至少在所述轮廓表面(6)的一个侧面(10、11)处，在垂直于所述轮廓表面(6)的径向截面中测量的、所述轮廓表面(6)与所述磨料轮廓(2)之间的距离(x)在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中是变化的，
其中，根据步骤c)的所述磨料轮廓(2)的生产按照如下方式进行：在垂直于所述轮廓表面(6)的径向截面中测量的、所述轮廓表面(6)与所述磨料轮廓(2)之间的距离(x)在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中增大或减小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述轮廓表面(6)的两个侧面(10、11)处，所述距离(x)的增大或者减小是相等的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据步骤c)的所述磨料轮廓(2)的生产按照如下方式进行：在垂直于所述轮廓表面(6)的径向截面中测量的、所述轮廓表面(6)与所述磨料轮廓(2)之间的距离(x)在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中在所述轮廓表面(6)的一个侧面(10)处增大并且在所述轮廓表面(6)的另一侧面(11)处减小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离(x)的增大或者减小在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中线性地发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离(x)的增大或者减小在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中非线性地发生。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述距离(x)的增大或者减小在多个部分中线性地发生，但是具有不同的线性度。
7.一种通过修整辊(1)对磨削蜗杆进行修整的方法，其中，使设置有磨料轮廓(2)的所述修整辊(1)与所述磨削蜗杆啮合以对所述磨削蜗杆的螺旋形磨削轮廓进行仿形，
其中，所述修整辊(1)的所述磨料轮廓(2)在径向截面上至少部分地设计为齿形并且从根区域(3)径向(r)延伸到尖区域(4)，
其中，所述修整辊(1)通过以下步骤生产而成：
a)生产盘形的基体(5)，其中，所述基体(5)设置有用于接收一层磨料颗粒(7)的轮廓表面(6)，其中，所述轮廓表面(6)在径向截面上至少部分是齿形的，
b)将一层磨料颗粒(7)布置在所述基体(5)的所述轮廓表面(6)上，
c)通过利用仿形工具(8)去除所述磨料颗粒(7)的外部部分(9)来对设置有所述磨料颗粒(7)的所述基体(5)进行仿形，以产生所述修整辊(1)的所述磨料轮廓(2)，
其特征在于，
所述磨料轮廓(2)的生产根据步骤c)按照如下方式进行：至少在所述轮廓表面(6)的一个侧面(10、11)处，在垂直于所述轮廓表面(6)的径向截面中测量的、所述轮廓表面(6)与所述磨料轮廓(2)之间的距离(x)在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中是变化的，
其中，所述距离(x)在从所述根区域(3)前进到所述尖区域(4)的过程中的增大或者减小按照产生所述距离(x)沿所述轮廓表面(6)的凸形设计的方式发生。
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