CN1727102A - 齿轮磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮磨床。为了修正被磨削的齿轮的齿形误差，通过由修整装置对螺纹砂轮进行修整而修改螺纹砂轮的轮角。为了修正被磨削齿轮的螺旋形式偏差，即为了修改齿轮的螺旋角，调整螺纹砂轮在Z方向上的移动运动和用于安装齿轮的工作台的旋转运动之间的同步性。当通过调整同步性而修正螺旋形式偏差时，不可避免地发生齿形变化。考虑到齿形变化，通过修整来进行齿形误差的修正。

Description

齿轮磨床
技术领域
本发明涉及一种齿轮磨床，其设置为使用螺纹砂轮进行磨削(齿轮加工)，并且配备有用于修整螺纹砂轮的修整装置。如果需要，该齿轮磨床可以容易地修正被磨削的齿轮中的误差(尺寸误差)。
背景技术
迄今已知这类齿轮磨床，其中齿轮形工件经过热处理之后，受“螺纹砂轮(threaded grinding wheel)”(一种齿轮磨削工具)磨削，以加工完成齿轮。螺纹砂轮是环状砂轮，具有在其外周表面上螺旋状地形成的螺纹(齿条)。通过对螺纹砂轮在正交坐标系统中的位置(X轴、Y轴和Z轴上的位置)，螺纹砂轮的转动速度以及其上安装有工件(齿轮)的工作台的转动速度进行数字控制，而进行磨削。
随着磨削的进行，螺纹砂轮产生磨损，并且其锋利程度降低。这样，在螺纹砂轮连续磨削许多齿轮之后，就需要通过修整装置来修整磨损的螺纹砂轮，以再生锋利的刀刃。
一些齿轮磨床配备有修整装置。在修整装置中存在一种旋转修整装置，其设置有受旋转驱动的盘状修整工具。利用该旋转修整装置，该盘状修整工具受到旋转驱动，并且与正在旋转的螺纹砂轮的螺纹的侧面相接触，从而进行修整。
如果被磨削的齿轮的形状不是目标形状，而存在形状误差，就需要修改齿轮磨床的动作。
此时，“齿轮形状误差”包括“齿形误差”和“螺旋形式偏差(helix formdeviation)”。
为了修正待磨削齿轮的“齿形误差”，即为了修改其齿形(齿形压力角)，就必须修改螺纹砂轮的轮压力角(wheel pressure angle)。螺纹砂轮的轮压力角的修改是通过修整装置修整螺纹砂轮而进行的。
为了修正待磨削齿轮的“螺旋形式偏差”，通常的实践是修改当螺纹砂轮磨削置于旋转工作台上的齿轮(工件)时所作的同步运动。也就是，在磨削过程中，螺旋形式偏差可以通过修改在Z轴方向(即垂直方向)上移动的螺纹砂轮的运动和其上置放工件的工作台的旋转运动之间的同步性而受到修正。
具体而言，减慢螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动，或者加快工作台的旋转运动，从而增大齿轮的螺旋角。另一方面，提高螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动，或者减慢工作台的旋转运动，从而降低齿轮的螺旋角。由此，螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性得以调整，从而可以任意设定并修改齿轮的螺旋角。通过如此调整同步性，待磨削齿轮的螺旋角可以得到修改，以修正螺旋形式偏差。
虽然稍后将对细节进行说明，但是用于修改轮压力角的方法之一是转动(绕垂直轴(Z轴)转动)与螺纹砂轮的螺纹接触的盘状修整工具。
因此，齿轮磨床中存在具有用于转动旋转修整装置的机构的类型的磨床。在齿轮磨床具有此类转动机构的情况下，操作者使用块规(block gauge)绕Z轴手动转动旋转修整装置(修整工具)，以修改轮压力角，其中块规是一种用于转动的工具。
当修改螺纹砂轮的轮压力角以修整齿形误差时，就可以修改齿形。齿形误差的此类修整不会影响齿线的形式。
另一方面，如果螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性得以修改以修正螺旋形式偏差，则齿线的形式也得以修改。螺旋形式偏差的此类修正不可避免地导致齿形的修改。如上所述，由于螺旋形式偏差的修正导致齿形的修改，就可能得到不希望的齿形。
考虑到早期技术存在的上述问题完成了本发明。本发明的目的在于提供一种齿轮磨床，如果存在齿形和齿线形式的误差或者偏差，该齿轮磨床可以预先根据螺旋形式偏差的修正对齿形进行改变而适当地修正齿形误差和螺旋形式偏差。
发明内容
本发明的一方面是一种齿轮磨床，其包括：
工作台，其上安装工件并且绕垂直轴旋转；
移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工作台前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置，并且用于控制工作台的旋转运动；以及
旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工作台所在的位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于NC装置具有
输入功能单元，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
螺旋角修改量计算功能单元，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元，用于调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量。
本发明的另一方面是一种齿轮磨床，其包括：
工作台，其上安装工件并且绕垂直轴旋转；
移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工作台前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置，并且用于数字控制工作台的旋转运动；以及旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工作台所在的位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于NC装置具有
输入功能单元，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
压力角修改量计算功能单元，用于得到修正压力角误差所必须的压力角修改量，
砂轮位置修正量计算功能单元，用于得到对应于压力角修改量的砂轮位置修正量，
螺旋角修改量计算功能单元，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元，用于调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量；并且用于通过调整螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置和在Y-Z平面内的转动位置同时使修整工具与螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触，而在齿形误差修正过程中将螺纹砂轮的位置改变砂轮位置修正量。
本发明的又一方面是一种齿轮磨床，其包括：
工作台，其上安装工件并且绕垂直轴旋转；
移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工作台前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置，并且用于数字控制工作台的旋转运动；以及
旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工作台所在的位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于NC装置具有
输入功能单元，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
压力角修改量计算功能单元，用于得到修正压力角误差所必须的压力角修改量，
导程修正量计算功能单元，用于得到对应于压力角修改量的导程修正量，
螺旋角修改量计算功能单元，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元，用于调整螺纹砂轮在Z轴方向上的移动运动和工作台的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量；并且用于对螺纹砂轮的每一转中螺纹砂轮在Y方向上的移动距离修改导程修正量，以调整螺纹砂轮的每一转中螺纹砂轮在Y方向上的移动距离。
附图说明
通过下文中给出的详细说明以及附图，本发明将得到更全面的理解，其中附图仅通过图示方式给出，并且从而并非本发明的限制，其中：
图1是示出齿轮磨床的透视图；
图2(a)至2(c)是示出齿轮磨床中相对立柱(counter column)周围的平面图；
图3是示出齿轮磨床中相对立柱周围的侧视图；
图4是示出磨削齿轮的状态的透视图；
图5是示出修整的状态的示意图；
图6(a)至6(c)是示出修整的状态的说明图；以及
图7是示出本发明实施例的计算功能的框图。
具体实施方式
首先，参考图1至5，将说明已经应用于本发明的齿轮磨床的特征和通常动作。
图1是根据本发明实施例的齿轮磨床的透视图，在该齿轮磨床上安装了螺纹砂轮(蜗杆砂轮)3。该图示出一种状态，其中螺纹砂轮3由设置在旋转修整装置10中的一对修整工具10a和10b进行修整(磨削再生)。环形螺纹砂轮3具有位于其外周表面上的齿条(螺旋丝)，这些齿条与工件(待磨削齿轮)W啮合，以进行齿轮磨削。
从上方观察，图2(a)至2(c)是相对立柱5周围的说明图，该相对立柱是用于支撑工件一端的尾架。图2(a)和2(b)示出用于将工件W搬入和搬出工作台4上一位置的动作。图2(c)示出修整的状态。
图3是相对立柱(尾架)5的侧视图。
图4是示出一种状态的透视图，其中螺纹砂轮3与所述工件W啮合，以进行齿轮磨削。
图5是示出修整的状态的示意图。
图1中，附图标记1是底座，2是立柱，3是用于磨削工件的螺纹砂轮，4是其上放置并支承工件的工作台，5是竖立在底座1上的相对立柱(尾架)，6是转动环(环形元件)，其可旋转地设置在相对立柱5下部的外周上，7和8是用于搬入和搬出工件的夹具，以及10是用于修整螺纹砂轮3的旋转修整装置。
工作台4设置于朝向立柱2的位置(即工件加工位置)，并且立柱2在底座1上朝向和远离图2(a)中所示的第一轴C1(工作台4)向前和向后移动(即，立柱2在X方向上滑动)。立柱2具有作为用于安装螺纹砂轮3的轮主轴的磨削主轴14。工作台4绕图2(a)中所示的第一轴C1在箭头C的方向上旋转(即，绕垂直轴旋转)。
相对立柱5具有从上挤压置于工作台4上的工件的功能，并且具有尾架装置(未示出)，该尾架装置在工作台4平面上方沿上下方向上升和下降，以从上挤压工件。
如图2(a)所示，转动环(环形元件)6由驱动装置(未示出)在箭头B(图1)的方向上绕第二轴O转动，该转动环设置于相对立柱5的外周上。一对夹具7和8以及旋转修整装置10设置于转动环6上，所述夹具是工件的支架。
相对于第二轴O对称设置该对夹具7和8，以将工件W搬入和搬出工作台4上的位置。夹具7和8具有以下机构，即一对打开和闭合的叉子7a，7a或者8a，8a从两侧夹持工件W，并且将其支承。
考虑到使夹具7和8易于将工件W搬入和搬出工作台4上的位置的高度，将转动环6适当地设置在相对立柱5下部的外周上。
将旋转修整装置10设置在夹具7和8之间，并且优选的是，以第二轴O为中心，设置在夹具7和8之间的中心(90°)位置。
旋转修整装置10装备有一对盘状修整工具10a和10b，它们绕修整器轴10c受到旋转驱动。
立柱2在其朝向工作台4的侧面(前表面)上具有：垂直滑板11，其可以平行于第一轴C1(即，沿着Z方向)滑动；多刀转架12，其可在垂直滑板11的前表面上沿着箭头A的方向轴向转动(即，可以绕X轴转动并且可以在Y-Z平面内转动)；以及磨削滑板13，其在多刀转架12的前表面上沿着垂直于第一轴C1的方向(即，沿着Y方向)滑动。上述沿着A方向的轴向转动意味着使磨削主轴14整体产生倾斜的运动。磨削主轴14绕砂轮轴3a旋转，从而使工件W可以由螺纹砂轮3磨削。
底座1、立柱2、垂直滑板11、多刀转架12、磨削滑板13以及磨削主轴14构成移动机构，并且该移动机构各部分的移动位置由NC装置100进行数字控制。
多刀转架12设置有冷却液喷嘴9，通过该冷却液喷嘴，从在工件W磨削过程中的磨削位置和螺纹砂轮3的上方喷出磨削液，以保证磨削的平稳性、去除磨削切屑并且冷却。
由NC装置100对上述移动机构沿X、Y、Z、A和C方向的移动、由磨削主轴14进行的螺纹砂轮3的旋转驱动以及工作台4的旋转驱动进行数字控制，从而螺纹砂轮3磨削工作台4上的工件W。
根据图2(a)、2(b)和2(c)，将说明对工件W的搬入、搬出和加工动作。
图2(a)是示出一种状态的视图，其中工件W在夹具7一侧被搬入工作台4上的位置，并且下一待磨削工件W1在夹具8一侧被夹持。
移动装置(未示出)将夹具7下降预定距离，以将工件W安装到工作台4上的工件安装装置(工作心轴)上。在释放夹具7的夹持后，工件W由夹紧装置(未示出)固定并且支撑在工作心轴上。然后，对移动机构在X、Y、Z、A和C方向上的移动，螺纹砂轮3的旋转驱动以及工作台4的旋转驱动进行数字控制，从而螺纹砂轮3磨削工件W以制造齿轮W2。图4示出在磨削过程中螺纹砂轮3与工件W彼此相关的状态。
此时，受到旋转驱动的螺纹砂轮3在Z轴方向上的移动运动和其上安装有工件(齿轮)W的工作台4的旋转运动之间的同步性受到调整，从而可以调整形成于工件(齿轮)W中的螺旋角(螺旋线(helix trace)的形式)。
然后，释放齿轮W2在工作心轴上受到的固定和支撑，并且由夹具7夹持齿轮W2。由移动装置将夹具7提升预定距离，以从工作心轴分离齿轮W2。然后，将转动环6顺时针(沿箭头D的方向)旋转180°，以到达图2(b)所示的状态。此时，夹具8夹持下一待磨削工件W1，并且夹具8将工件W1搬入工作台4上的位置，夹具7将加工完毕的齿轮W2搬出。
通过交替重复图2(a)和2(b)所示的动作，可连续加工数十个齿轮。然后，将转动环6沿箭头F的方向从图2(b)的状态顺时针转动90°，以到达图2(c)和图3所示的状态。也就是，使旋转修整装置10面向螺纹砂轮3。绕修整器轴10c旋转驱动修整工具10a，10b。此外，按照与用于加工工件W相同的方式，对X、Y、Z、A和C方向的移动以及螺纹砂轮3的旋转驱动进行数字控制，从而由修整装置10对螺纹砂轮3进行磨削，以进行再生。
在进行磨削之前，在齿轮磨床的NC装置100中预先设定由旋转修整装置10对螺纹砂轮3进行修整的时间安排，将螺纹砂轮3连续磨削的工件W的数量设定为预定数量。这样，交替重复图2(a)和2(b)所示的动作，从而螺纹砂轮3连续加工该预定数量的工件W。在连续加工完成该预定数量的工件W之后，转动环6被旋转并使其到达图2(c)的状态。其结果是，旋转修整装置10朝向螺纹砂轮3，使旋转修整装置10可以修整螺纹砂轮3。
通过绕修整器轴10c旋转驱动修整工具10a和10b并且对螺纹砂轮3在X、Y、Z、A和C方向上的移动以及螺纹砂轮3的旋转驱动进行数字控制，而进行修整。
以此方式，使正受到旋转驱动的盘状修整工具10a和10b接触正被转动的螺纹砂轮3的螺纹的侧面，从而可以完成对螺纹砂轮3的修整。
图5示意性示出一种状态，其中由修整工具10a，10b对螺纹砂轮3进行修整。
在图5中，假设修整工具10a可以绕位置P1转动(绕Z轴转动)，并且修整工具10b可以绕位置P2转动(绕Z轴转动)。在这种情况下，通过绕Z轴转动修整工具100a，10b，可以修改螺纹砂轮3的轮压力角。
在上述齿轮磨床具有块规的情况下，可以通过此类技术修改轮压力角。通过如此修改轮压力角，可以修改工件(齿轮)W的齿轮压力角(齿形)。
按照上述方式通过修改轮压力角而修正齿形误差的方法称为“第一齿形误差修正方法”。
或者，可以按照下述方式改变螺纹砂轮3的轮压力角，而无需绕Z轴转动修整工具10a，10b。
也就是说，在固定了旋转修整装置10(即修整工具10a，10b)的位置并且使修整工具10a，10b保持与螺纹砂轮3的螺纹的侧面接触的情况下，螺纹砂轮3位于正交坐标系统(沿着X轴和Z轴的方向)中的预定位置，并且将螺纹砂轮3沿着箭头A的方向转动预定角度。通过这些措施，可以改变将由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的轮压力角。
换句话说，“固定修整工具10a，10b的位置，同时改变螺纹砂轮3的正交坐标位置和箭头A方向上的转动角度”。这个过程实现了等同于“固定螺纹砂轮3的位置，同时绕Z轴转动修整工具10a，10b”的状态，以改变轮压力角。
按照上述方式通过修改轮压力角而修正齿形误差的方法称为“第二齿形误差修正方法”。
将参照图6(a)至6(c)对此目的的具体方法进行说明。
在进行通常的修整中，如图6(a)中所示，连接螺纹砂轮3的中心O1(砂轮轴3a的中心点)和修整工具10a，10b的中心O2(修整器轴10c的中心点)的直线是水平的。此时，中心距离，即中心O1和O2之间的距离为D。
为了改变螺纹砂轮3的轮压力角，将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置，并且将作为中心O1和O2之间距离的中心距离保持为D(也就是，使修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面保持接触)。在这些情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置，并且也改变螺纹砂轮3在A方向上的位置(其绕X轴的转动位置，即其在Y-Z平面内的转动位置)，例如，如图6(b)中所示。在图6(b)的示例中，螺纹砂轮3与修整工具10a，10b在螺纹砂轮3的螺纹的下半部分相接触。
从而，例如，由修整工具10a修整的螺纹砂轮3的右侧面RF(参见图5)上的轮压力角大，而由修整工具10b修整的螺纹砂轮3的左侧面LF(参见图5)上的轮压力角小，虽然这部分地取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。
此时，右侧面RF上轮压力角的增大(数值)等于左侧面LF上轮压力角的减小(数值)。
可以解析地发现为了使轮压力角产生预定角度的改变而使螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置移动多少距离。
当然，通过移动立柱2、垂直滑板11以及多刀转架12，同时通过NC装置100在NC模式中控制它们的位置，螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置被移动。
在进行修整中，螺纹砂轮3在X、Z和A方向上的位置被维持在图6(b)中所示的状态下，并且进行接触调整，直到修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面相接触(即在Y方向上移动螺纹砂轮3)。然后，根据在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程，在Y方向上对螺纹砂轮3进行连续地导程进给(lead-fed)。
为了在与图6(b)所示方向相对的方向上改变螺纹砂轮3的轮压力角，将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置，并且将作为中心O1和O2之间距离的中心距离保持为D。在这些情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置，并且也改变螺纹砂轮3在A方向上的位置(其绕X轴的转动位置，即其在Y-Z平面内的转动位置)，例如，如图6(c)中所示。在图6(c)的示例中，螺纹砂轮3与修整工具10a，10b在螺纹砂轮3的螺纹的上半部分相接触。
从而，例如，由修整工具10a修整的螺纹砂轮3的右侧面RF(参见图5)上的轮压力角小，而由修整工具10b修整的螺纹砂轮3的左侧面LF(参见图5)上的轮压力角大，虽然这部分地取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。
此时，右侧面RF上轮压力角的减小(数值)等于左侧面LF上的轮压力角的增大(数值)。
可以解析地发现为了使轮压力角产生预定角度的改变而使螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置移动多少距离。
当然，通过移动立柱2、垂直滑板11以及多刀转架12，同时通过NC装置100在NC模式中控制它们的位置，螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置被移动。
在进行修整中，螺纹砂轮3在X、Z和A方向上的位置被维持在图6(c)中所示的状态下，并且进行接触调整，直到修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面相接触(即在Y方向上移动螺纹砂轮3)。然后，根据在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程，在Y方向上对螺纹砂轮3进行连续地导程进给。
以此方式，螺纹砂轮3在右侧面上的轮压力角和在左侧面上的轮压力角可以对于右侧面和左侧面中的一个增大，而对于另一个减小。此外，可以使轮压力角的增大和减小(数值)彼此相等。
在图6(a)至6(c)中，如果在右侧面RF上增大(减小)轮压力角，则在左侧面LF上减小(增大)轮压力角。根据以下“第三齿形误差修正方法”，在右侧面和左侧面上的轮压力角均增大，或者均减小。
在通常的修整过程中，螺纹砂轮3在Y方向上连续移动的距离(每一转在Y方向上的移动距离)等于形成于螺纹砂轮3中的螺纹的导程。相反地，根据第三齿形误差修正方法，在修整过程中螺纹砂轮3在Y方向上连续移动的距离(每一转在Y方向上的移动距离)比在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程稍长或稍短。
迄今众所周知的，例如，如果螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离比螺纹砂轮3的螺纹的导程更长，则由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角均减小相同角度(数值)，虽然这也取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。另一方面，例如，如果螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离比螺纹砂轮3的螺纹的导程更短，则由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角均增大相同角度(数值)，虽然这也取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。
此外，可以组合第二齿形误差修正方法和第三齿形误差修正方法。
也就是说，
(1)调整螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离；并且
(2)在将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置并且将作为中心O1和O2之间距离的中心距离保持为D的情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置。
通过采用这些措施，可以将右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角增大或者减小到任意角度。
实施例：
在本发明的实施例中，如果对已借助图1所示齿轮磨床进行磨削而加工出来的齿轮的尺寸进行测量显示出齿轮形状误差，则按照下述方式通过NC装置100的修改和计算功能单元对齿轮磨床的动作进行修改。
图7示出从NC装置100的计算功能单元中抽取出来的修改和计算功能单元。不必说，NC装置100进行通常的数字控制，即对移动机构在X、Y、Z、A和C方向上的移动，由磨削主轴14对螺纹砂轮3的旋转驱动以及工作台4的旋转驱动进行的数字控制。然而，没有示出此类通常的NC功能单元。
根据本实施例，通过磨削制造的齿轮的尺寸由测量装置等进行测量。如果测量显示出齿轮形状误差(齿形误差、螺旋形式偏差)，操作者就通过NC装置100的输入单元101将齿轮形状误差输入NC装置100的修改和计算功能单元中。
具体而言，输入左侧齿面的齿形误差(数据)xμm、右侧齿面的齿形误差(数据)yμm和螺旋形式偏差(数据)zμm。
齿形变形量计算单元102得到齿形变形量wμm，其中该变形量已经生成于通过预设运算表达式修改同步性(螺纹砂轮3在Z轴方向上的移动运动和其上安装工件的工作台4的旋转运动之间的同步性)以消除螺旋形式偏差zμm之时。
加法单元103将以上齿形变形量wμm添加给各个所输入的齿形误差xμm和yμm，以获得总齿形误差x′μm和y′μm。也就是，x′＝x+w，y′＝y+w。
压力角误差计算单元104得到对应于总齿形误差x′μm和y′μm的压力角误差ΔαL度和ΔαR度。
压力角误差ΔαL度和ΔαR度显示于显示单元105中。操作者看见显示单元105中显示的压力角误差ΔαL度和ΔαR度，为了消除这些压力角误差ΔαL度和ΔαR度，而根据“第一齿形误差修正方法”绕z轴转动修整工具10a，10b，以改变螺纹砂轮3的轮压力角。其结果是，可以消除压力角误差ΔαL度和ΔαR度。
压力角修改量计算单元106得到压力角修改量Δα1度，在采用“第三齿形误差修正方法”时对其进行使用，“第三齿形误差修正方法”通过修改螺纹砂轮3的每一转中螺纹砂轮3在Y方向(导程)上的移动距离而修改压力角。此时，Δα1＝(ΔαL+ΔαR)/2。
导程修正量计算单元107得到对应于压力角修改量Δα1度的导程修正量Lwmm。
当通过“第三齿形修正方法”进行齿形误差修正时，NC控制单元108进行导程进给(1ead-feed)数字控制，从而在螺纹砂轮3的修整过程中，对螺纹砂轮3在Y方向(导程)上的移动距离修正导程修正量LWmm。
压力角修改量计算单元109得到右侧齿面上的压力角修改量Δα2L度和左侧齿面上的压力角修改量Δα2R度，当采用“第二齿形误差修正方法”时对其进行使用，“第二齿形误差修正方法”通过修改螺纹砂轮3在X轴方向上的位置和在Z轴方向上的位置而修改压力角。此时，
Δα2L＝ΔαL-Δα1度
Δα2R＝ΔαR-Δα1度
此时，Δα2L＝-Δα2R
砂轮位置修正量计算单元110得到对应于压力角修改量Δα2L度和Δα2R度的砂轮位置修正量ΔXmm和ΔZmm。
当通过“第二齿形修正方法”对齿形误差进行修正时，NC控制单元108数字控制螺纹砂轮3的位置，从而在螺纹砂轮3的修整过程中，在由修整装置10对螺纹砂轮3进行修整的同时对螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置修正ΔXmm和ΔZmm。
在接收螺旋形式偏差zμm时，螺旋角修改量计算单元111得到为修正螺旋形式偏差zμm所必须的螺旋角修改量Δβ。
当NC控制单元108通过数字控制对螺纹砂轮3在Z轴方向上的移动运动和工作台4的旋转运动进行同步化以获得螺旋角β时，NC控制单元108通过数字控制修改螺纹砂轮3在Z轴方向上的移动运动和工作台4的旋转运动之间的同步性，从而螺旋角将变成β-Δβ。
按照上述方式，可以修正并消除螺旋形式偏差zμm，并且可以修正并消除齿形误差xμm和yμm。
如果当采用“第三齿形误差修正方法”时对螺旋形式偏差进行修正(即对螺旋角进行修改)，则作为螺旋形式偏差修正的结果，齿形误差就不可避免地会改变(压力角改变)，其中“第三齿形误差修正方法”通过修改螺纹砂轮3的每一转中螺纹砂轮3在Y方向(导程)上的移动距离而修改压力角。齿形误差改变的示例将通过数学表达式进行表示。
正常螺旋角             β1
正常压力角             αn1
正常横向压力角         αs1
正常节距圆直径         do1
正常基圆直径           dg1
正常导程               Lo1
螺旋角修改量           Δβ
修正后导程
           Lo1h＝π·do1/tan(β1+Δβ)
修正后螺旋角
          β1h＝sin-1(π·Mn1·z1/Lo1h)
其中Mn1是模数，z1是齿数
修正后横向压力角
          αs1h＝tan-1(tan(αn1)/cos(β1h))
修正后节距圆直径
          do1h＝Mn1·z1/cos(β1h)
修正后基圆直径
          dg1h＝do1h·cos(αs1h)
不改变导程(Lo1h)而得到与正常基圆(dg1)处压力角(αn1h)相等的压力角
修正后横向压力角
          αs1h＝cos-1(dg1·cos(β1h)/Mn1·z1)
修正后压力角
          αn1h＝tan-1(tan(αs1h)·cos(β1h))
压力角修正量
          Δαn1＝αn1h-αn1
导程修正后压力角改变量
          -Δαn1
从而，在改变导程之后相应改变压力角，螺旋角为-Δαn1。
齿形变形量计算单元102根据以上修正量-Δαn1而得到齿形误差，该齿形误差是在修正螺旋形状偏差zμm之时必然产生的。
如上所述，本发明可以应用于齿轮磨床，该齿轮磨床允许螺纹砂轮进行磨削，并且具有用于修整螺纹砂轮的旋转修整装置。如果需要，本发明可以用于修改齿轮磨床的动作以消除通过磨削制造的齿轮中的齿轮形状误差(如果有的话)。
此外，根据本发明，如果通过磨削制造的齿轮中存在螺旋形式偏差和齿形误差，不是简单地修改齿轮磨床的动作以修正螺旋形式偏差和齿形误差，而是考虑由修正螺旋形式偏差而必然产生的齿形变化量，来修改齿轮磨床的动作，从而修正齿形误差。从而，可以适当地修正螺旋形式偏差和齿形误差。
由此对本发明进行了说明，显而易见，可以按照多种方式对本发明进行改变。此类改变不被认为是脱离本发明的精神和范围，并且对本领域的技术人员显而易见的所有此类改变将涵盖于以下权利要求的范围之内。

Claims (3)

1.一种齿轮磨床，包括：
工作台(4)，其上安装工件(W)并且绕垂直轴(C1)旋转；
移动机构(1，2，11，12，13，14)，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮(3)，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮(3)并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮(3)，X方向是其中该螺纹砂轮(3)相对于工作台(4)前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置(100)，用于对该移动机构(1，2，11，12，13，14)的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构(1，2，11，12，13，14)上的螺纹砂轮(3)的位置，并且用于数字控制工作台(4)的旋转运动；以及
旋转修整装置(10)，该旋转修整装置具有盘状修整工具(10a，10b)；并且设置为当该旋转修整装置(10)被设定在工作台(4)所在的位置时，该修整工具(10a，10b)与该螺纹砂轮(3)的螺纹的侧面(LF，RF)接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于，NC装置(100)具有
输入功能单元(101)，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元(102)，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元(103)，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元(104)，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
螺旋角修改量计算功能单元(111)，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元(108)，用于调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量。
2.一种齿轮磨床，包括：
工作台(4)，其上安装工件(W)并且绕垂直轴(C1)旋转；
移动机构(1，2，11，12，13，14)，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮(3)，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮(3)并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮(3)，X方向是其中该螺纹砂轮(3)相对于工作台(4)前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置(100)，用于对该移动机构(1，2，11，12，13，14)的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构(1，2，11，12，13，14)上的螺纹砂轮(3)的位置，并且用于数字控制工作台(4)的旋转运动；以及
旋转修整装置(10)，该旋转修整装置具有盘状修整工具(10a，10b)；并且设置为当该旋转修整装置(10)被设定在工作台(4)所在的位置时，该修整工具(10a，10b)与该螺纹砂轮(3)的螺纹的侧面(LF，RF)接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于，NC装置(100)具有
输入功能单元(101)，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元(102)，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元(103)，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元(104)，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
压力角修改量计算功能单元(109)，用于得到修正压力角误差所必须的压力角修改量，
砂轮位置修正量计算功能单元(110)，用于得到对应于压力角修改量的砂轮位置修正量，
螺旋角修改量计算功能单元(111)，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元(108)，用于调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量；并且用于通过调整螺纹砂轮(3)在X方向上的位置、在Z方向上的位置和在Y-Z平面内的转动位置同时使修整工具(10a，10b)与螺纹砂轮(3)的螺纹的侧面(LF，RF)保持接触，而在齿形误差修正过程中将螺纹砂轮(3)的位置改变砂轮位置修正量。
3.一种齿轮磨床，包括：
工作台(4)，其上安装工件(W)并且绕垂直轴(C1)旋转；
移动机构(1，2，11，12，13，14)，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮(3)，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮(3)并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮(3)，X方向是其中该螺纹砂轮(3)相对于工作台(4)前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；
NC装置(100)，用于对该移动机构(1，2，11，12，13，14)的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构(1，2，11，12，13，14)上的螺纹砂轮(3)的位置，并且用于数字控制工作台(4)的旋转运动；以及
旋转修整装置(10)，该旋转修整装置具有盘状修整工具(10a，10b)；并且设置为当该旋转修整装置(10)被设定在工作台(4)所在的位置时，该修整工具(10a，10b)与该螺纹砂轮(3)的螺纹的侧面(LF，RF)接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且
其特征在于，NC装置(100)具有
输入功能单元(101)，用于输入表示由齿轮磨床加工的齿轮的尺寸误差的齿形误差和螺旋形式偏差，
齿形变形量计算功能单元(102)，用于得到齿形变形量，该齿形变形量是当调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性以修正螺旋形式偏差之时在齿轮中产生的，
加法功能单元(103)，用于将所输入的齿形误差和齿形变形量相加，以得到总齿形误差，
压力角误差计算功能单元(104)，用于得到对应于总齿形误差的压力角误差，
压力角修改量计算功能单元(106)，用于得到修正压力角误差所必须的压力角修改量，
导程修正量计算功能单元(107)，用于得到对应于压力角修改量的导程修正量，
螺旋角修改量计算功能单元(111)，用于得到修正所输入的螺旋形式偏差所必须的螺旋角修改量，以及
NC控制功能单元(108)，用于调整螺纹砂轮(3)在Z轴方向上的移动运动和工作台(4)的旋转运动之间的同步性，从而使在工件中形成的螺旋角改变螺旋角修改量；并且用于对螺纹砂轮(3)的每一转中螺纹砂轮(3)在Y方向上的移动距离修改导程修正量，以调整螺纹砂轮(3)的每一转中螺纹砂轮(3)在Y方向上的移动距离。
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