CN1689760A - 用于连续滚磨齿轮的圆柱磨削蜗杆的修整方法和修整工具 - Google Patents

用于连续滚磨齿轮的圆柱磨削蜗杆的修整方法和修整工具 Download PDF

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Abstract

用于多头圆柱磨削蜗杆的具有研磨颗粒的修整工具(2)，用于通过连续滚磨方法对小模数齿轮进行磨削，所述工具具有一个剥离区域(6)、一个预成形区域(7)以及一个最终成形区域(8)。在围绕着相对于修整工具的旋转轴线呈直角的一个旋转轴线(F)被转到修整位置的时候，成形区域一个接一个地开始与磨削蜗杆(4)啮合。在预成形区域和最终成形区域的成形肋的数量与磨削蜗杆上的螺纹头数相等或者更大。

Description

用于连续滚磨齿轮的圆柱磨削蜗杆 的修整方法和修整工具
技术领域
本发明涉及一种修整方法和修整工具。更具体地是涉及多头圆柱磨削蜗杆，最好是具有烧结的磨削蜗杆的修整，用于借助一个旋转的盘形的具有研磨涂层的修整工具来连续产生处理，从而对齿轮，尤其是小模数齿轮的齿侧面进行磨削。修整包含磨削蜗杆螺纹的预成形和最终成形或校准的功能，最好还包括磨削蜗杆外围的清理。
背景技术
为了对模数范围在1到3mm的齿轮连续产生磨削而对圆柱磨削蜗杆进行修整，经常使用组合辊子或者全成形辊子，这些辊子包含期望的超过一个或更多螺纹的磨削蜗杆轮廓。这种工具之一是已知的，比如CH686171A5，这种工具通过特殊的结构允许用于对双头圆柱磨削蜗杆的两个螺纹都进行修整的具有金刚石表层的复合金刚石修整器进行再加工。
然而，特别是在工件具有小于1mm模数的情况下，具有3到5个成形肋的所谓的全成形辊子就被使用，这与螺纹修整辊子的方式一样，同时包含整个磨削蜗杆轮廓的3到5个邻近的螺纹。这种成形辊子同一个磨削蜗杆一起在图1中以网格线展示。
这些全成形辊子的一个缺点在于，为了修正齿侧的几何尺寸并保证基础齿轮适当的表面质量而对研磨表层的再加工至今仍然在技术上是无法实现的，而且因此必须通过非常昂贵且费时间的反向或逆处理来产生它们。这意味着在修整处理即将结束时，为了将磨削蜗杆侧面的有效粗糙度深度减小到可允许的值并“校准”轮廓，磨削蜗杆螺纹必须在没有进一步的修整横向进给的情况下一个接一个地与修整工具的几个不同的成形肋开始啮合。
为了对模数达到1mm的精齿和超精齿进行连续滚磨，通常使用具有超过5个头数的多头磨削蜗杆。对于这种磨削蜗杆，上面提到的公知的全成形辊子的可用来对所有磨削蜗杆螺纹同时成形，也就是在同一的修整行程下的成形肋的数量是不够的。因为这个原因，为了在预成形时产生这些磨削蜗杆的所有磨削蜗杆螺纹，成形辊子必须几次轴向移置开始工作。图2展示了在具有导程H的一个五起始磨削蜗杆第一、第二(Y1’)和第三(Y1”)磨削蜗杆旋转的一个第一轴向修整位置Y1的一个三成形肋成形辊子2，用来产生五个磨削蜗杆螺纹的前三个螺纹。为了预成形两个剩余磨削蜗杆螺纹，成形辊子2设置在第二修整位置Y2和Y2’，这是通过两个成形肋相对于第一修正位置Y1、Y1’、Y1”轴向移置。因为磨削蜗杆头数和在成形辊子上的成形肋的数量并不是整数比率，所以修整工具的成形肋侧面由于不相等的使用而承受不相等的磨损，这造成了在随后的最终成形时精确度有损失。
成形肋的数量少于磨削蜗杆起始的数量的另一个缺点在于修整工具上的成形肋必须不仅实现预成形，而且要实现最终成形。这意味着由于在预成形期间研磨表层的过度磨损而使最终成形的质量，也就是校准质量受到削弱。
上面提到的缺点很明显使得已知的具有3到5个成形肋的全成形棍子不适合对多头小模数修整蜗杆进行成形。
而且，在与大模数工件的磨削相对的精齿的磨削中，当改变成一个新的工件的时候，通常把不再需要的磨削蜗杆轮廓移除，并且全新地对磨削蜗杆进行成形。因为已知的成形辊子的研磨轮廓不适于清理或移除不再需要的磨削蜗轮轮廓，所以适合于这个目的的一个单独的工具就必须提供在机床上，或者磨削蜗杆必须从机床上移开以进行清理，这使得工作中止并且必须全新的装配。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种多头圆柱磨削蜗杆的修整方法，用于对齿轮，尤其是小模数齿轮的齿侧进行磨削，通过连续滚磨方法以及一个修整工具，磨削蜗杆可以高精度地预成形，或者具有一个新的磨削蜗杆轮廓。
这个目的是通过具有权利要求1和6所分别提出的特征的一种方法和一种修整工具所实现的。
根据本发明，一种新的修整好的磨削蜗杆轮廓的产生是通过一种修整工具来实现的，所述修整工具具有一个预成形区域和一个最终成形或者校准区域。它们在所述磨削蜗杆和所述修整工具仅一次装配时在单独的连续加工操作下开始同所述磨削蜗杆啮合。
优选地，所述预成形区域至少具有一个修整轮廓，所述修整轮廓包含所述磨削蜗杆轮廓超过至少所述磨削蜗杆螺纹的整个导程。
本发明的另一个目的是提供一种多头圆柱磨削蜗杆的修整方法和修整工具，用于对齿轮，尤其是小模数齿轮的齿侧进行磨削，通过连续滚磨方法，不再需要的磨削蜗杆轮廓可以在可能的最短时间内被一个新的轮廓替代。
这个目的是通过具有权利要求2和8所分别提出的特征的一种方法和一种修整工具所实现的。
根据本发明，不再需要的磨削蜗杆轮廓的清理是通过上面提到的所述修整工具来实现的，所述修整工具额外具有一个剥离区域。所述剥离区域、预成形区域和最终成形或者校准区域连续地开始同所述磨削蜗杆啮合。
因为所述磨削蜗杆和所述修整工具的装配在从清理转变到预成形或者从预成形转变到最终成形的时候都不需要改变，所以所述磨削蜗杆能以两倍快的时间内被清理和成形。当转变到一个新的工件的时候所述磨削蜗杆的交换就不再是必须的。不再需要的磨削蜗杆轮廓仍然可以被移除，并且为每个工件产生并校准一个新的轮廓。
根据本发明的所述方法和根据本发明的所述装置尤其适于具有烧结的磨削蜗杆和/或小模数齿轮，也就是低于1mm模数的齿轮。
通过相关权利要求可以明确本发明的进一步的有益特征。
附图说明
随后本发明通过一些优选实施例而详细解释，这些实施例在附图中被阐释。附图描述了：
图1一个成形辊子与根据本发明背景技术的一个磨削蜗杆相啮合的视图，
图2在根据本发明背景技术的修整过程中一个磨削蜗杆的不同啮合位置的部分视图，
图3根据本发明第一实施例的一个成形辊子的视图，以及
图4根据本发明第二实施例的一个成形辊子的视图
具体实施方式
图1展示了装配在一个旋转的修整轴1上的一个三成形肋的、具有抛光粉涂层的修整或成形辊子2的图示，所述辊子2与装配在一个旋转磨削轴3上的一个圆柱磨削蜗杆4相啮合。磨削蜗杆外形，更确切地说是蜗杆螺纹外形9的修整，通过成形辊子2在平行于磨削蜗杆4的旋转轴线5的行程方向Y的几次修整行程而发生。
如上面已经提到的，图2部分地展示了在具有导程H的一个五头磨削蜗杆4第一、第二(Y1’)和第三(Y1”)磨削蜗杆旋转的一个第一轴向修整位置Y1的一个三成形肋成形辊子2，用来产生五个磨削蜗杆螺纹的前三个螺纹。为了预成形两个剩余磨削蜗杆螺纹，成形辊子2设置在第二修整位置Y2和Y2’，这是通过两个成形肋相对于第一修正位置Y1、Y1’、Y1”轴向移置的。因此，在两个修正位置，磨削蜗杆螺纹之一的再成形已经预先发生了，这导致了螺距的差异。
图3所示的是根据本发明的修整或成形辊子的第一实施例，用于修整一个圆柱磨削蜗杆，以便对精细和超精细轮齿进行连续滚磨。这也产生了成形肋外形，所述成形肋外形在磨削蜗杆4上再造。成形肋外形可以连接到修整轴1上，且可以围绕其旋转轴线12旋转。
根据本发明的技术方案的基础是通过对连续产生磨削的圆柱磨削蜗杆的已知成形方法，并且通过在低于1的模数范围内的精细轮齿的制造中的特殊需要来表现的，所述制造是通过多头磨削蜗杆来完成的。
修整工具2的轮廓包括至少两个，这里是三个不同的轮廓区域6、7、8，通过没有成形肋的区域彼此之间分离。这些轮廓区域6、7、8可以在没有其它区域相抵触的情况下以任意期望的顺序分别开始与磨削蜗杆啮合，成形辊子2首先围绕相对于其旋转轴线12呈直角的一个旋转轴线F旋转，并且然后进给到横向进给方向X。
轮廓区域7、8用于对磨削蜗杆螺纹连续地预成形和最终成形。另外的轮廓区域6是可选择的，且用于对磨削蜗杆轮廓清理。这个剥离区域6具有截锥形，具有通常的直的或者冕状的，也就是说弯曲的包络面10和导棱11。预成形区域7，同截锥形式一样，并且优选的圆柱体最终成形区域8具有磨削蜗杆4的相反轮廓。在预成形区域7的成形肋的数量与磨削蜗杆上的头数相对应。在最终成形区域，也就是校准区域8的成形肋的数量可以少于磨削蜗杆的头数。然而，优选地，数量应当相等或者数量比头数多。
磨削蜗杆的螺纹的最终成形，也就是校准，是以已知的方式完成的，最终成形区域8的成形肋在不同时间里相继设置在单独的磨削蜗杆螺纹上，而没有或者只有最小的进一步修整横向进给，使得每个磨削蜗杆螺纹被几个成形肋最终修整。为了将必需的最终成形行程数量最小化，在最终成形区域8的成形肋的数量最好比磨削蜗杆头数再多几个校准成形肋。在每次最终成形也就是校准修整行程中，所有的磨削蜗杆螺纹都是一起被校准的，磨削蜗杆4的预期有效粗糙深度因此就以最有效的方式获得了。
成形区域6、7、8可以在单独一个刀具上结合，或者最好由单独的砂轮结合来构成，以形成一个组合刀具，它们的研磨表层相对于以下特征的至少一个不同，尤其是在合成设计的情况下，这些特征是：类型、粒度、表层样式、密度和粘结剂。为了相应的操作目的，这些特征被优化调整。
在根据本发明的修整工具的第二实施例中，也就是在图4所示的成形辊子2中，预成形区域7和最终成形或者校准区域8以同样的旋转角度排列。在这里所示的这个实施例的第一变化中，这两个成形区域7、8排列在具有相同直径的修整工具的同轴圆柱表面上。因此，最终成形在没有新的径向修整横向进给的情况下作为校准专门发生。
在第二变化中，最终成形区域8具有比预成形区域7大的直径。优选地，其直径大于预成形区域7直径的量至少是理想的最终成形横向进给深度量的两倍。此时，最终成形在具有相当于成形区域7、8之间直径差异的一半的横向进给深度的情况下发生。在这两种情况下，必须确保在修整和磨削蜗杆4的时候，预成形区域7总是在最终成形区域8前面运转。因此，通过成形辊子2的这两个变化，可以仅仅在两个修整行程方向Y之一的方向上实现成形。将预成形区域7分离的这两个实施例的第三个变化是在最终成形区域8的两侧。因此，成形可以在两个修整行程方向Y上都发生。
在根据图4的实施例以及上述变化中，可以选择性地提供剥离区域6。这个剥离区域6以相对于成形区域7、8具有一个角度地排列，这使得在没有磨削蜗杆与其它成形区域冲突的情况下磨削蜗杆轮廓发生剥离。然而，剥离区域6也可以作为单独的工具排列在一个附加的修整轴上。
在上述所有实施例中，预成形区域7和最终成形区域8，如果有的话还有剥离区域6，每个都彼此具有一个锥角并彼此间隔，角度和间隔值使得这些区域6、7、8的每一个都能在没有任何其它这些区域冲突的情况下开始同磨削蜗杆啮合。
参考标号列表
1 修整轴
2 成形辊子
3 磨削轴
4 磨削蜗杆
5 磨削蜗杆的旋转轴线
6 剥离区域
7 预成形区域
8 最终成形区域
9 磨削蜗杆轮廓
10 包络面
11 导棱
12 成形辊子的旋转轴线
F 旋转轴线
H 磨削蜗杆导程
Y 修整行程方向
Y1 第一轴向修整位置
Y1’ 在第二磨削蜗杆旋转的第一轴向修整位置
Y1” 在第三磨削蜗杆旋转的第一轴向修整位置
Y2 第二轴向修整位置
Y2’ 在第二磨削蜗杆旋转的第二轴向修整位置
X 横向进给方向

Claims (18)

1.多头圆柱磨削蜗杆(4)的修整方法，用于通过连续滚磨方法对齿侧进行磨削，藉此，通过在所述磨削蜗杆上的一个修整工具(2)的一个成形肋轮廓的再造，产生了一个磨削蜗杆轮廓(9)，其中，所述磨削蜗杆轮廓的产生在于，所述磨削蜗杆(4)通过所述修整工具(2)的一个预成形区域(7)来预成形，并且在所述磨削蜗杆(4)和所述修整工具(2)同一装配时，所述磨削蜗杆(4)通过所述修整工具(2)的一个最终成形区域(8)来最终成形，预成形在一个第一加工操作中完成，并且最终成形在一个第二加工操作中完成，并且这些加工操作一个接一个地单独完成。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在所述磨削蜗杆(4)和所述修整工具(2)同一装配时，在所述磨削蜗杆(4)上不再需要的一个磨削蜗杆轮廓(9)通过所述修整工具(2)的一个剥离区域(6)被清除。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于：首先的清理和随后的预成形以及最终成形被完成，这三个加工操作一个接一个地被单独实现。
4.根据权利要求1到3中任意的方法，其中，所述磨削蜗杆(4)和所述修整工具(2)的相对位置以轴向平行预成形行程和最终成形行程的形式改变，并且至少在每个预成型行程中，所述磨削蜗杆(4)的所有蜗杆螺纹在同一修整行程中被成形。
5.根据权利要求1到4中任意的方法，其特征在于：所述修整工具(2)围绕相对于所述修整工具(2)和所述预成形区域(7)以及所述最终成形区域(8)的旋转轴线呈直角的一个轴线(F)旋转，并且如果应用，所述剥离区域(6)就通过这个旋转运动开始进入修整位置。
6.多头圆柱磨削蜗杆(4)的修整工具，用于通过所述连续滚磨方法对所述齿侧进行磨削，其中，所述工具的外周具有用于对所述磨削蜗杆(4)进行预成形的一个预成形区域(7)以及用于对所述磨削蜗杆(4)进行最终成形的一个最终成形区域(8)，这两个成形区域(7、8)可以在单独的连续加工操作中同所述磨削蜗杆开始啮合。
7.根据权利要求6的修整工具，其特征在于：所述修整工具具有一个旋转轴线(12)，所述预成形区域(7)和所述最终成形区域(8)沿着这个旋转轴线(12)一个接一个地排列。
8.根据权利要求6的修整工具，其特征在于：所述修整工具(2)的外周具有用于清理所述磨削蜗杆(4)的一个剥离区域(6)，其中，所述剥离区域(6)、所述预成形区域(7)以及所述最终成形区域(8)可以在连续的加工操作中开始同所述磨削蜗杆(4)相啮合。
9.根据权利要求7和8的修整工具，其特征在于：所述剥离区域(6)在所述旋转轴线(12)方向上与所述预成形区域和最终成形区域(7、8)并排地布置。
10.根据权利要求8或9的修整工具，其特征在于：所述剥离区域(6)具有一个直的或者弯曲的包络面(10)以及导棱(11)。
11.根据权利要求6到10中任意的修整工具，其特征在于：所述预成形区域(7)具有成形肋的数量至少与磨削蜗杆头数相等。
12.根据权利要求6到11中任意的修整工具，其特征在于：所述最终成形区域(8)具有成形肋的数量至少与磨削蜗杆头数相等或者更多。
13.根据权利要求6到12中任意的修整工具，其特征在于：所述修整工具具有一个包络面，并且所述预成形区域(7)、所述最终成形区域(8)，如果可以应用的话还有所述剥离区域(6)被排列在这个包络面上，其中，这些区域(6、7、8)每个都彼此具有一个锥角且彼此间隔，所述角度和间隔值使得这些区域(6、7、8)的每一个都能在没有任何其它这些区域(6、7、8)冲突的情况下开始同所述磨削蜗杆(4)啮合。
14.根据权利要求6到13中任意的修整工具，其特征在于：所述修整工具可以围绕一个旋转轴线(F)旋转，所述旋转轴线(F)相对于所述工具的修整轴(1)的轴线(12)成直角，并且所述预成形区域(7)、所述最终成形区域(8)，如果有的话还有所述剥离区域(6)可以通过所述旋转动作开始进入修整位置。
15.根据权利要求6到14中任意的修整工具，其特征在于：所述预成形区域(7)和所述最终成形区域(8)排列在具有相同直径的所述修整工具(2)的同轴圆柱表面上。
16.根据权利要求6到14中任意的修整工具，其特征在于：所述预成形区域(7)和所述最终成形区域(8)排列在所述修整工具(2)的同轴圆柱表面上，其中，所述最终成形区域(8)的直径比所述预成形区域(7)的直径大的数量是期望的最终成形横向进给深度的两倍。
17.根据权利要求6到16中任意的修整工具，其特征在于：所述修整工具(2)制成一个工件或者几个部分。
18.根据权利要求6到17中任意的修整工具，其特征在于：所述预成形区域(7)、所述最终成形区域(8)，如果有的话还有所述剥离区域(6)的研磨表层在下面的特征的至少一个上彼此不同：研磨剂类型、粒度、表层样式、密度和粘结剂。
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