CN110385605B - 用于齿轮工件的展成磨削的方法和磨削机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于齿轮工件的展成磨削的方法和磨削机。一种用于使用可修整蜗杆磨轮进行齿轮工件的展成磨削的方法，其中在展成磨削期间，蜗杆磨轮围绕工具旋转轴旋转地驱动，且齿轮工件围绕工件旋转轴旋转地驱动，且在蜗杆磨轮与齿轮工件之间执行相对移动，且其中在借助于可旋转地驱动的修整单元执行蜗杆磨轮的修整程序之后，执行以下步骤：在蜗杆磨轮与齿轮工件之间执行与工具旋转轴平行的相对移位移动，在蜗杆磨轮与齿轮工件之间执行与工件旋转轴平行或对角的轴向平行相对移动，其中移位移动与轴向平行相对移动之间的可变的比率被指定，以使得在修整程序之后的齿轮工件的展成磨削期间使用与在修整程序之前的齿轮工件的展成磨削期间不同的比率。

Description

用于齿轮工件的展成磨削的方法和磨削机
技术领域
本发明的主题是一种用于齿轮工件的展成磨削的方法。具体地说，其涉及一种用于使用可多次修整的蜗杆磨轮进行齿轮工件的展成磨削的装置和方法。此外，其涉及一种磨削机，所述磨削机具有用于齿轮工件的展成磨削的控制器。
背景技术
示范性磨削机100的元件在图1中所示出，其中在此图示中仅识别必要元件，确切地说，这些必要元件是包括磨削工具2的工具主轴1和具有工件W1的工件主轴3。此外，轴中的一些在此图示中示出，所述轴中的一些可用于工件W1的展成磨削。这些轴是三个线性轴X、Y和Z。此外，存在能够旋转地驱动磨削工具2的旋转轴B。包括磨削工具2的工具主轴1可围绕枢转轴A枢转，以使磨削磨轮2的俯仰(pitch)变得与工件W1的倾角对应。此外，存在能够旋转地驱动工件W1的旋转轴C(也被称为工件轴)。基于图1可看出，需要协调的线性、旋转和枢转移动的整个阵列以能够使用磨削工具2执行工件W1的展成磨削。
对这种磨削机100的成本效益有影响的其中一个因素是磨削工具2(在这里呈蜗杆磨轮形式)的使用寿命。工具2磨损越快，使用工具2可机加工的工件W1就越少。因此，存在尽可能成本有效地使用蜗杆磨轮2的各种策略。
尤其，使用各种移位策略。连续移位(有时也被称为对角移位)是一种程序，其中磨削机100执行平行于Z轴的连续移位移动以使蜗杆磨轮2相对于工件W1位移。此移位形式确保了使用具有蜗杆磨轮2的新颖的和/或充分切削性的磨粒的区域。通过移位不仅确保了齿轮工件W1的几何精度，而且也可基本上防止对齿面的热损伤。
还存在非连续移位策略，其例如基于蜗杆磨轮2被分成不同区域以用于工件W1的粗加工和精加工。
还存在这样的移位策略，其中移位在每种情况下在工件W1的机加工之后发生例如以能够使用蜗杆磨轮2的另一区域对下一工件进行机加工。
此外，执行磨削冲程，其是必要的以能够在工件W1的整个齿宽b2上对其进行磨削。在直齿正齿轮W1的情况下，磨削冲程包括蜗杆磨轮2的平行于磨削机100的X轴的线性移动，如图1中所示出。
用于连续移位的移位策略典型地根据现有技术由移位行程与冲程行程的比率定义。即，在常规展成磨削中，蜗杆磨轮2的连续偏移的绝对值由移位行程与冲程行程的恒定比率定义，其中此定义可确切地说通过冲程发生。在这些移位策略中，移位行程是沿着蜗杆轴(在这里被称为B轴)，即沿着蜗杆宽度b0的长度，且冲程行程是沿着工件轴(在这里被称为C轴)的长度。
此外，执行进给移动以使蜗杆磨轮2的齿穿入到齿轮工件W1的齿隙中直至最终深度。进给移动在图1的实例中平行于磨削机100的Y轴发生。
需要进一步优化使用蜗杆磨轮的展成磨削。
发明内容
因此，本发明的目标是形成一种针对用于齿轮的展成-磨削机加工的磨削机的控制器或软件，所述控制器或软件具有磨削机加工的可复制高精度且还具有高效率。此外，提供一种合适的方法，其有助于提高效率。
具体地说，这涉及提供一种用于正齿轮的展成磨削的磨削机，所述磨削机实现对一系列工件的磨削机加工的一致高精度。
用于齿轮工件的展成磨削的方法使用可修整蜗杆磨轮，所述可修整蜗杆磨轮围绕工具旋转轴旋转地驱动，同时齿轮工件围绕工件旋转轴旋转地驱动。此外，蜗杆磨轮在展成磨削期间执行相对于齿轮工件的展成磨削移动。蜗杆磨轮有时或根据需要经受修整程序。在用于修整蜗杆磨轮的修整程序之后，执行以下移动以用于齿轮工件的展成磨削：
-使蜗杆磨轮相对于齿轮工件平行于工具旋转轴地移位，
-与工件旋转轴平行或对角(diagonal)的轴向平行相对移动，其优选地与工具旋转轴垂直或对角，
其中移位移动与轴向平行相对移动之间的可变的比率被指定，以使得在修整程序之后的齿轮工件的展成磨削期间使用与在修整程序之前的齿轮工件的展成磨削期间不同的比率。
可在修整之前、在修整期间或在修整之后执行比率的改变，使得其在接下来的齿轮工件的展成磨削期间生效。
在实施例的至少一部分中，在每种情况下以恒定比率执行展成磨削。
在实施例的至少一部分中，单词“可变的”用于指定所提及的比率不是恒定的。
在实施例的至少一部分中，单词“可变的”用于指定所提及的比率一步一步地、优选地在每种情况下在蜗杆磨轮的每次修整之后被调整。
实施例的至少一部分涉及特定形式的移位，其在执行修整程序之后的多个齿轮工件的展成磨削期间被执行。
在实施例的至少一部分中个，使用可修整蜗杆磨轮，其可被多次修整，其中蜗杆磨轮的直径由于修整而减小，且其中移位移动与轴向平行相对移动之间的比率随着蜗杆磨轮变得更小而改变。即，在这些实施例中，不使用移位行程与冲程行程的固定比率，而实际上有意一步一步地调整此比率。在这里有时使用术语“冲程行程”，因为其在技术文献中已变得常见。这意味着蜗杆磨轮与齿轮工件之间的相对移动，其与工件旋转轴轴向平行或对角地延伸。此轴向平行相对移动可例如通过启动单个线性轴(有时也被称为冲程轴)或通过在一个磨削机中叠加多个移动而生成。
在实施例的至少一部分中，基于啮合密度与工件旋转轴平行或对角地执行移位移动与轴向平行相对移动之间的比率的改变，其中所述啮合密度是工具特定的变量。在展成磨削期间不会连续地执行此比率的改变，而实际上是不连续地(意味着一步一步地)执行此比率的改变，例如，在每个修整程序之后或在多个修整程序之后。
在实施例的至少一部分中，基于啮合密度与工件旋转轴平行或对角地执行移位移动与轴向平行相对移动之间的比率的改变，所述比率被设计为工具特定的变量，其中移位移动与轴向平行相对移动之间的比率的改变被执行为使得啮合密度在齿轮工件的实际展成磨削期间可保持恒定或大致恒定。
在实施例的至少一部分中，使用磨削机，其包括用于接纳和旋转地驱动蜗杆磨轮的至少一个主轴、用于接纳和旋转地驱动齿轮工件的一个主轴以及多个NC控制的轴，所述多个NC控制的轴被设计成出于展成磨削的目的执行蜗杆磨轮相对于齿轮工件的相对移动。此外，磨削机包括修整装置和控制器，所述控制器可连接到磨削机，以使得可在修整程序之后执行这样的程序，所述程序包括蜗杆磨轮与齿轮工件之间的与工件旋转轴轴向平行或对角地延伸的相对轴向平行相对移动，且所述程序包括蜗杆磨轮与齿轮工件之间的相对移位移动，其中移位移动与轴向平行相对移动之间的比率可预定义且是可变的。
在实施例的至少一部分中，控制器被设计成或可编程为使得其能够在每个修整程序之后或者在两个或多于两个的修整程序之后执行本发明的方法的步骤。
本发明可尤其应用到直齿正齿轮和螺旋齿正齿轮。本发明可例如应用到斜面体(即，应用到具有锥形齿轮齿的齿轮)。
实施例的至少一部分优选地定向到这样的条件或技术可能，所述条件或技术可能已被证明在已经被多次修整的蜗杆磨轮的最小直径下仍是可靠的。即，可例如从工具特定的性能变量开始，所述工具特定的性能变量在实践中自身已被证明。此性能变量是蜗杆磨轮在由于多次修整已达到其最小可接受直径时的磨削性能的度量。由于根据经验值已知蜗杆磨轮在达到其最小可接受直径时仍提供良好和可靠的磨削性能，因此可基于此已知的磨削性能执行改变的移位策略的外推。
在实施例的至少一部分中，本发明使用蜗杆磨轮的磨削性能的度量以基于此度量调整相对移位移动与冲程移动(即，与工件旋转轴平行或对角的相对轴向平行移动)之间的比率。
在实施例的至少一部分中，移位移动与轴向平行相对移动之间的比率被与工件旋转轴平行或对角地指定且是可变的。
为了使此可变性可以技术上合理的方式使用，可定义过程变量，所述过程变量在这里通过举例被称为啮合密度。在对应实施例中，根据啮合密度调整移位策略。
在实施例的至少一部分中，从啮合密度开始作为上限值的度量，所述上限值在具有最小可接受直径的蜗杆磨轮的使用期间自身被证明。通过技术措施在蜗杆磨轮的使用期间确保在蜗杆磨轮的任何其它区域中无法发生大于上限值的有效啮合密度。
在实施例的至少一部分中，磨削机包括计算机或用于连接到(外部)计算机的接口，其中所述计算机被设计成指定移位移动与轴向平行相对移动之间的比率。
在实施例的至少一部分中，磨削机包括计算机或用于连接到(外部)计算机的接口，其中所述计算机被设计成在预备方法步骤中：使得能够确定蜗杆磨轮的齿面上的接触线的轮廓，其中所述接触线在展成磨削期间由齿轮工件与蜗杆磨轮之间的接触产生，且其中至少两个相邻接触线之间的相互间隔是可确定的；且使得能够由此根据每单位长度的接触点的数目计算啮合密度。
在实施例的至少一部分中，可例如经由内部或外部网络连接到磨削机的接口的外部计算机可例如用于指定移位移动与轴向平行相对移动之间的比率和/或借助于软件或软件模块向磨削机传递对应规范(specification)以用于比率的改变。
附图说明
下文基于示范性实施例且参考附图来描述本发明的其它细节和优点。
图1示出磨削机的示意性透视图，所述磨削机被设计成使用磨削工具执行工件的磨削机加工；
图2A示出示范性直齿正齿轮的示意性侧视图，其中基于此视图定义基本术语；
图2B以放大图示示出图2A的正齿轮的齿隙的示意性投影图，其中示出接触线，所述接触线在蜗杆磨轮已用于在没有冲程移动的情况下磨削正齿轮时产生；
图2C以放大图示示出图2A的正齿轮的齿隙的示意性投影图，其中示出多个接触线，所述多个接触线在蜗杆磨轮用于在有冲程移动的情况下磨削正齿轮时产生；
图3A示出示范性蜗杆磨轮的示意性侧视图，其中基于此视图定义其它基本术语；
图3B以放大图示示出图3A的蜗杆磨轮的齿隙的示意性投影图，其中示出多个接触线，所述多个接触线在蜗杆磨轮用于磨削正齿轮时产生；
图3C以放大图示示出图3A的蜗杆磨轮的齿隙的非常示意性展开，其中以示意性形式指示仅一个接触线；
图3D以放大图示示出图3A的蜗杆磨轮的单个蜗杆齿面的非常示意性展开，其中以示意性形式指示多个接触线。
具体实施方式
结合本发明使用也在相关公布和专利中所使用的术语。然而，应注意，这些术语的使用仅用于更好地理解。发明概念和权利要求的保护范围并不限于通过术语的具体选择进行的解译。本发明可容易地转移到其它术语系统和/或技术领域。术语因此在其它技术领域应适用。
图2A示出示范性直齿正齿轮W1的示意性侧视图，其中基于此视图定义基本术语。正齿轮W1具有齿宽b2且被布置成使得其可围绕轴C旋转。齿底ZG在图2A的图示中间示出为灰色。在这里，位于齿底ZG左边的矩形区表示左齿面LF。在这里，位于齿底ZG右边的矩形区表示右齿面RF。
图2B以放大图示示出正齿轮2A的单个齿隙11的示意性投影。在此示意性投影中，每个齿面被分别投影且在这里也被示出为灰色的齿底ZG被示意性地补充。在此特殊形式的投影中，在齿隙11的右边和左边的齿的齿高h2显著大于在齿底ZG处的间隙宽度。此外，齿面LF、RF和齿底ZG在此投影中可被示出为矩形。齿顶各自布置在邻近于齿面LF、RF的左边和右边(在图2B中未示出)。
如果将通过例如使用磨轮磨削直齿正齿轮的齿隙11进行机加工而没有冲程移动(即，没有轴向平行于工件旋转轴C的相对移动)，那么因此将产生线性线列作为接触线BL。接触线BL在此情况下由在磨轮围绕工具(旋转)轴B旋转时的移动接触点产生。然而，仅在没有平行于工件轴C的相对冲程移动时(即，在磨轮不相对于工件W1移动时)产生线性线列。
如果使用蜗杆磨轮2，那么还产生仅单个接触线BL，如图2B中所示出，然而其中此接触线BL在蜗杆磨轮2的相继啮合期间被多次穿过。
图2B中所示出的情况是特殊情况，原因是为了沿着整个齿宽b2对齿面LF、RF进行展成-磨削机加工，平行于工件轴C的轴向进给是必要的。此轴向进给在这里被称为相对冲程移动且更一般地也被称为轴向平行于工件旋转轴C的相对移动。
图2C以放大图示示出图2A的正齿轮W1的相同齿隙11的示意性投影，其中示出了多个接触线BL。当蜗杆磨轮2用于磨削正齿轮W1时产生这些接触线BL，所述蜗杆磨轮执行平行于工件轴C的相对移动，以因此能够通过磨削整个齿宽b2进行机加工。在这里仅示出五个接触线B1，以便不给图示过多信息。在实践中，接触线BL沿着整个齿宽b2产生。
由于指定平行于工件轴C的相对移动，因此接触点在沿着齿面表面LF、RF的平面中行进，但实际上随着所选择的轴向进给变得越大，接触线BL越来越对角地延伸。在图2C的图示中，可基于两个相邻接触线BL的间隔读出每工件周转的当前轴向进给Δx，如在图2C中所指示。
图2A到2C的图示涉及直齿正齿轮W1。如果观察用作磨削工具的蜗杆磨轮2的情形，那么在其上可定义对应接触线kBL。然而，这些对应接触线kBL具有显著不同的形状。在对应接触线kBL的定义中，在这里作出假定：蜗杆磨轮2作为蜗杆数学上对应于具有大倾角(接近90°)或相应地小导程角(接近0°)的螺旋齿轮齿。示范性蜗杆磨轮2在图3A中以侧视图示出。蜗杆磨轮2具有宽度b0和直径d0。工具(旋转)轴设置有附图标记B。
图3B以放大图示示出蜗杆磨轮2的齿隙的投影。此投影原则上等效于图2B和2C的投影，然而其中齿宽与齿高的比率显著更大。图3B的描绘未按比例。可再次在此径向投影中识别出两个齿面LF和RF以及齿底ZG。齿面LF和RF以及齿顶(在邻近于齿面LF和RF的左边和右边)覆盖有磨粒，然而，所述磨粒在这里不可见。齿面LF和RF的长度被称为蜗杆宽度b0且齿面LF和RF的高度被称为齿高h0。
在图3B的图示中，可基于两个相邻接触线kBL的间隔读出每工具周转的蜗杆磨轮2(即，蜗杆磨轮2的每次周转)的当前轴向进给Δz。轴向进给Δz对应于每工具周转的移位行程。
由于大倾角或小齿距，因此图3B的投影仅示出实际可用于磨削的齿面区的大大失真的图像。蜗杆齿面的展开因此在图3C中的示意性的非常简化的图示中示出。
通过观察例如蜗杆磨轮2的中央圆柱体获得齿面的展开。此中央圆柱体在螺旋线(在改型的蜗杆磨轮2中，其大体上仅大致是螺旋线)中与齿面LF、RF的齿面区相交。在每种情况下，此螺旋线的长度根据蜗杆宽度b0与中央圆柱体上的齿面LF、RF的相应导程角的正弦的商数得出(圆柱体的直径)。在圆柱体的直径增长时，螺旋线的长度增加。即，螺旋线的长度在齿顶圆柱体处最大。在齿顶处与在齿底处的螺旋线的长度之间的差相对于螺旋长度为小的，原因是齿高h0相对于蜗杆宽度b0相对为小的。
具有相关联分度圆螺旋线和分度圆螺旋长度l0*的分度圆直径可如下定义：
l0*＝b0/sin(γ0*) [方程式1]。
γ0*是在蜗杆磨轮2的分度圆直径处的导程角。图3的经拉伸图示根据此转换得出，其中原则上图3B的图示被拉伸因数1/sin(γ0*)。应注意，在图3C中所示出的接触线kBL实际上仍必须被更加显著地拉伸以对应于现实。此外，在图3C中仅示出一个接触线kBL，但整个齿面LF、RF将必须由此类接触线kBL覆盖。
单个蜗杆齿面(齿面RF)的展开现在在图3D中以示意性形式示出。多个接触线kBL在这里被示出为相对于彼此偏移，所述多个接触线出于简洁目的被选择为相同的。基于两个相邻接触线kBL的间隔，在图3D中可读出每工具周转的螺旋行程。此螺旋行程对应于每工具周转的移位行程Δs除以导程角γ0*的正弦。在图3D中所示出的接触线kBL是具有边长h0(齿高)和l0*(分度圆螺旋线长)的矩形上的轧制线。在此展开中的接触线kBL的间隔对应于围绕工具(旋转)轴B的每工具周转的螺旋行程。此螺旋行程根据以上方程式1由每工具周转的移位行程Δs得出。
现在可得出，在修整程序之后，通过调整移位移动与轴向平行移动之间的比率，可实现对磨粒的更好的使用。在实施例的至少一部分中，因此在一个修整程序之后或在多个修整程序之后调整此比率。换句话说，在使用具有大直径d1的蜗杆磨轮2的展成磨削期间使用与在使用有效直径d0由于修整而已变得更小的蜗杆磨轮2的磨削期间不同的相对于工件旋转轴C轴向平行或对角的相对移动与移位行程的比率。
“啮合密度EgD”的概念在下文引入。沿着螺旋线或齿纵向方向观察的此啮合密度EgD被定义为每工具周转的螺旋行程的倒数值。以下方程式结合图3B应用：
EgD＝(Δz/sinγ0*)-1 [方程式2]
以下方程式结合图3D应用：
EgD＝Δs·sinγ0* [方程式3]
即，啮合密度EgD定义每螺旋行程的啮合数。啮合密度EgD在最大蜗杆磨轮直径d0max处比在最小蜗杆磨轮直径d0min处显著更小(在移位行程与轴向平行移动的比率保持恒定时)。
定量陈述由于啮合密度EgD的定义而第一次变成可能。磨削策略可基于此定量陈述来调整以能够更好地使用蜗杆磨轮2。这继而具有以下结果：与先前相比，可使用蜗杆磨轮2磨削更多工件W1，其中磨削齿面的表面质量的恶化并不是由新颖的磨削策略(更精确地，其是操纵策略)的应用所致。
下文基于数字实例解释应用啮合密度EgD来定义新颖的操纵策略。
通过举例，具有0.3mm/工件周转的轴向进给的恒定冲程(即，与工件旋转轴C平行或对角的恒定轴向平行相对移动)在这里通过举例假定(如背景技术迄今为止那样)。此外，假定蜗杆磨轮2具有最大直径d0max＝250mm和最小直径d0min＝220mm。此外，蜗杆磨轮2具有5齿轮计数且工件W1是具有29齿计数的正齿轮。
轴向进给可被如下转换成工具周转。转换成工具周转的轴向进给对应于每工具周转的冲程行程，即：
Figure GDA0003026385340000111
每工具周转的移位行程对应于蜗杆磨轮2的蜗杆齿的每个啮合的移位行程，如下：
Figure GDA0003026385340000112
可据此计算在轴向方向上的每移位行程的啮合数，且得出蜗杆宽度的每毫米有769个介入(intervention)。
这些变量全部与蜗杆磨轮2的有效直径d0无关。相比之下，如果沿着蜗杆宽度b0观察覆盖有磨粒的(齿面)表面，那么导程角起作用。在直径d0max＝350mm处，导程角仅为2.05°。相比之下，在直径d0min＝220mm处，导程角为3.26°。
每工具周转的螺旋行程对应于沿着齿面表面的行程。在具有直径d0max的蜗杆磨轮2中，每工具周转的螺旋行程根据方程式2确定如下：
Figure GDA0003026385340000113
在具有直径d0min的蜗杆磨轮2中，每工具周转的螺旋行程根据方程式2确定如下：
Figure GDA0003026385340000114
与在具有大直径的蜗杆磨轮2中相比，在具有小直径的蜗杆磨轮2中每工具周转的螺旋行程因此显著更小。螺旋行程因此由于借助于修整的直径改变而改变。
每螺旋行程的啮合数(此变量在这里根据定义被称为啮合密度EgD)在蜗杆磨轮2具有直径d0max的情况下为：EgD＝每mm 27.5个介入(沿着齿面表面)。每螺旋行程的介入数在蜗杆磨轮2具有直径d0min的情况下为：EgD＝每mm 43.7个介入(沿着齿面表面)。
在移位行程与轴向平行移动的比率保持恒定时，啮合密度EgD在最大直径d1max处比在最小直径d1min处显著更小。
现在可基于以下途径在实施例的至少一部分中执行新颖的磨削或操纵策略的定义。如果蜗杆磨轮2被形成为使得其即使在达到最小直径d0min时也仍可靠地操作且供应良好磨削结果，则从啮合密度EgD＝每mm 43.7个介入开始，可如下执行磨削或操纵策略的合适的调整。
每工件周转的新颖的螺旋行程可基于方程式2逆向地确定如下：
Figure GDA0003026385340000121
即，每工具周转的螺旋行程可从1.3μm减小到0.82μm。0.82μm的每工具周转的螺旋行程接着对应于(沿着蜗杆宽度)每mm 1222个介入的每移位行程的啮合密度(而非每螺旋行程的啮合密度EgD)。可据此计算出0.016mm/mm的每冲程行程的移位行程(一般而言此比率在这里也被称为移位行程与相对于工件旋转轴C平行或对角的轴向平行移动的比率)。这对应于所观察的冲程所需的移位行程的36％的节省。此观察与具体轴向进给无关且因此适用于精加工和粗加工冲程。
示范性新颖的磨削或操纵策略现在可例如如下呈现。在例如达到最小直径d0min时，可指定0.025mm/mm的每冲程行程的移位行程。当使用蜗杆磨轮2磨削时(所述蜗杆磨轮的直径例如对应于最大直径d0max)，可指定0.06mm/mm的每冲程行程的移位行程。使用新颖的(尚未修整或仅稍微修整的蜗杆磨轮2)的磨削开始于0.016的移位行程与冲程行程的比率。如果假定线性关系，那么移位行程与冲程行程的比率接着可在每次修整之后一步一步地从0.016线性地变为0.025。
此途径提供非常良好的结果，原因是更精确的研究已示出啮合密度EgD对蜗杆磨轮直径d0的依赖性大致线性地延伸。
如果此外假定在应用具有移位行程与冲程行程的恒定比率的常规连续移位策略时，每次修整可机加工28个工件W1，其中具有大致270个可能的修整程序，那么因此使用此常规策略而使用一个蜗杆磨轮2可磨削大致28*270＝7560个工件W1。
利用新颖的移位或操纵策略(其提供可变比率)，并非28个工件，可在第一次修整之前在最大直径d0max时制造大致43.5个工件。如果假定线性关系，那么可在蜗杆磨轮2的整个直径范围上制造的工件W1的数目可如下估计：
Figure GDA0003026385340000131
9652个工件大致比7560多28％，后者可使用常规连续移位策略磨削。即，可通过在每次修整之后线性调整移位行程与冲程行程的比率而显著优化磨削方法。
还可根据蜗杆磨轮2的有效直径d0执行移位行程与轴向平行相对移动的比率的调整。出于此目的，在每种情况下，可在修整之后确定直径d0以使用方程式以计算方式指定用于磨削程序的移位行程与轴向平行移动的比率，所述磨削程序跟在修整之后。
代替齿高h0，对于齿面表面的计算近似，还可使用缩放变量h0/cos(αn0)，其中αn0是法向(normal)啮合角。由于在以上所描述的实施例中为了简洁而在螺旋线的方向(齿纵向方向)上观察啮合密度EgD(还参见图3)，在这里这不是必要的。
可例如通过以下方式执行接触线kBL之间的间隔的更精确的观察：不沿着螺旋线(如图3D中所示出)而实际上垂直于接触线kBL测量或计算间隔Δz。为了确定沿着接触线kBL之间的垂直间隔的对应啮合密度，必须执行使用法向啮合角αn0的以上所提及的转换。然而，此外，还有待确定接触线BL的实际倾斜且将其考虑在内。
以此方式，获得稍微更精确的方程式，其在所有实施例中可在修整之后使用以用于调整移位行程与轴向平行移动的比率。
代替执行移位行程与轴向平行相对移动的比率的线性调整，在所有实施例中也可在修整之后非线性地执行此调整。
代替执行移位行程与轴向平行相对移动的比率的线性调整，在所有实施例中也可通过从数据库读出先前所存储的值(例如，通过表查询)而在修整之后执行此调整。在这些实施例中，接着应用移位行程与轴向平行相对移动的比率的一步一步(局部的)调整。
本发明的磨削机100可例如配备有工具主轴1，所述工具主轴用于接纳和围绕工具旋转轴B(也被简称为工具轴)旋转地驱动磨削工具2。此外，磨削机100可包括例如用于接纳工件W1的工件主轴3。此外，磨削机100包括具有修整单元4的修整装置112且磨削机100被设计成使得修整程序可借助于修整单元4执行而无需重新卡紧磨削工具2。磨削工具2使用修整单元4的修整在图1中的快照中示出。
此外，磨削机100包括控制器110。在图1中，此控制器110仅由椭圆指示，所述控制器具有与磨削机100和/或与修整装置112的永久的或根据需要的通信连接。通信连接设置有附图标记111。
在实施例的一部分中，控制器110在每种情况下承担在蜗杆磨轮2的修整之后的移位行程与冲程行程的比率的线性或非线性调整。
磨削机100的轴的布置和设计仅被理解为实例。存在众多其它轴构型，其也是合适的。这里所描述的相对移动也未必由单个轴(例如，冲程轴X)的移动执行。所述移动中的每一个也可通过两个或多于两个的轴向移动的叠加生成。
优选地，在蜗杆磨轮2的每次修整之后执行所提及的比率的调整。也可例如仅在每两次修整之后或以另一间隔执行所提及的比率的调整。
“在修整之后”的调整还包括可仅紧接在进一步使用先前所修整的蜗杆磨轮2以用于展成磨削之前发生的调整。
所提及的比率的调整可以小步长发生。如果例如总共2000个工件W1可使用具体蜗杆磨轮2磨削且如果啮合密度EgD介于0.01与0.03之间，那么可将0.03与0.01之间的差除以2000。因此获得各自为0.00001mm/mm的2000个微步长。在此情况下，控制器110在每个修整程序之后一步一步执行比率的小改变。
附图标记的列表
Figure GDA0003026385340000151
Figure GDA0003026385340000161

Claims (18)

1.一种用于使用可修整蜗杆磨轮(2)进行齿轮工件(W1)的展成磨削的方法，其中在所述展成磨削期间，所述蜗杆磨轮(2)围绕工具旋转轴(B)旋转地驱动，且所述齿轮工件(W1)围绕工件旋转轴(C)旋转地驱动，且在所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间执行相对移动，且其中在借助于可旋转地驱动的修整单元(4)执行所述蜗杆磨轮(2)的修整程序之后，执行以下步骤：
-在所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间执行与所述工具旋转轴(B)平行的相对移位移动，
-在所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间执行与所述工件旋转轴(C)平行或对角的轴向平行相对移动，
其中所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的可变的比率被指定，以使得在所述修整程序之后的齿轮工件的展成磨削期间使用与在所述修整程序之前的齿轮工件的展成磨削期间不同的比率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过每个修整程序减小所述蜗杆磨轮(2)的直径(d0)，且其中所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率发生改变。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过每个修整程序减小所述蜗杆磨轮(2)的直径(d0)，且其中所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率在每个修整程序之后增加。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于工具特定的啮合密度(EgD)来执行所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率的改变。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在预备方法步骤中确定所述蜗杆磨轮(2)的齿面上的接触线(kBL)的轮廓，其中所述接触线(kBL)在所述展成磨削期间由所述齿轮工件(W1)与所述蜗杆磨轮(2)之间的接触产生，且其中确定至少两个相邻接触线(kBL)之间的相互间隔，以由此根据每单位长度的接触点的数目计算啮合密度(EgD)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述啮合密度(EgD)定义用于齿轮工件(W1)的展成磨削的磨削策略，其中所述磨削策略包括所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率的改变。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述啮合密度(EgD)定义所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率的改变被执行为使得虽然通过所述修整程序的执行来减小所述蜗杆磨轮(2)的直径(d0)，但所述啮合密度(EgD)在所述齿轮工件(W1)的展成磨削期间保持恒定或大致恒定。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，沿着所述蜗杆磨轮(2)的螺旋线或沿着所述蜗杆磨轮(2)的齿纵向方向定义所述啮合密度(EgD)。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述啮合密度(EgD)被定义为每工具周转的螺旋行程的倒数值。
11.一种磨削机(100)，其具有用于接纳和旋转地驱动蜗杆磨轮(2)的主轴(1)、具有用于接纳和旋转地驱动齿轮工件(W1)的主轴(3)、具有用于接纳和旋转地驱动修整单元(4)的修整装置(112)以及具有多个NC控制的轴，所述多个NC控制的轴被设计成执行所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间的相对移动以用于进行展成磨削，且执行所述蜗杆磨轮(2)与所述修整单元(4)之间的相对移动以用于进行修整，其中所述磨削机(100)包括控制器(100)，所述控制器能够连接到所述磨削机(100)，以使得：在所述修整之后，能够在所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间执行轴向平行相对移动，且能够在所述蜗杆磨轮(2)与所述齿轮工件(W1)之间执行相对移位移动，其中所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的可变的比率能够被指定，以使得在所述修整之后的齿轮工件的展成磨削期间使用与在所述修整之前的齿轮工件的展成磨削期间不同的比率。
12.根据权利要求11所述的磨削机(100)，其特征在于，所述磨削机(100)和/或所述控制器(110)被设计成使得能够在预备方法步骤中确定所述蜗杆磨轮(2)的齿面上的接触线(kBL)的轮廓，其中所述接触线(kBL)在所述展成磨削期间由所述齿轮工件(W1)与所述蜗杆磨轮(2)之间的接触产生，且其中能够确定至少两个相邻接触线(kBL)之间的相互间隔，以使得能够由此根据每单位长度的接触点的数目计算啮合密度(EgD)。
13.根据权利要求11或12所述的磨削机(100)，其特征在于，所述磨削机(100)和/或所述控制器(110)被设计成基于啮合密度(EgD)定义用于齿轮工件(W1)的展成磨削和修整的磨削策略，其中所述磨削策略包括定义所述比率。
14.根据权利要求11或12所述的磨削机(100)，其特征在于，所述磨削机(100)和/或所述控制器(110)被设计成基于啮合密度(EgD)定义所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率。
15.根据权利要求12所述的磨削机(100)，其特征在于，所述啮合密度(EgD)能够沿着所述蜗杆磨轮(2)的螺旋线或沿着所述蜗杆磨轮(2)的齿纵向方向定义。
16.根据权利要求12所述的磨削机(100)，其特征在于，所述啮合密度(EgD)能够被定义为每工具周转的螺旋行程的倒数值。
17.根据权利要求11所述的磨削机(100)，其特征在于，所述磨削机(100)包括计算机或用于连接到计算机的接口，其中所述计算机被设计成指定所述移位移动与所述轴向平行相对移动之间的所述比率。
18.根据权利要求11所述的磨削机(100)，其特征在于，所述磨削机(100)包括计算机或用于连接到计算机的接口，其中所述计算机被设计成使得能够在预备方法步骤中确定所述蜗杆磨轮(2)的齿面上的接触线(kBL)的轮廓，其中所述接触线(kBL)在所述展成磨削期间由所述齿轮工件(W1)与所述蜗杆磨轮(2)之间的接触产生，且其中能够确定至少两个相邻接触线(kBL)之间的相互间隔，以使得能够由此根据每单位长度的接触点的数目计算啮合密度(EgD)。
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