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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schab-Bearbeitungsverfahren und auf einen Schab-Bearbeitungsapparat für ein Zahnrad.
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[Stand der Technik]
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Die Patentliteratur 1 offenbart ein Nachschneide- bzw. Schab-Bearbeitungsverfahren für ein Endbearbeiten bzw. Fertigstellen einer Zahnoberfläche eines Zahnrads bzw. Ritzels durch ein Verwenden eines Schabrads bzw. einer Schabschneideinrichtung.
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[Literaturliste]
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[Patentliteratur]
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[Patentliteratur 1]
JP 2004-154 873 A -
In diesem Schab-Bearbeitungsverfahren sind bzw. werden das Zahnrad und das Schabrad in einem Zustand angeordnet, in welchem sie miteinander in Eingriff stehen bzw. gelangen, so dass eine Achse des Zahnrads und eine Achse des Schabrads einander bei bzw. unter einem vorbestimmten Schnitt- bzw. Kreuzungswinkel schneiden bzw. kreuzen, und es wird das Schabrad gedreht, wodurch ein Fertigstellungsbearbeiten der Zahnoberfläche durchgeführt wird. Jedoch steigt, wenn zu der Zeit eines Fertigstellungs- bzw. Endbearbeitens ein vorher bestimmtes Schneidausmaß der Zahnoberfläche in einem einmaligen Bearbeiten insgesamt geschnitten wird, die Bearbeitungslast bzw. -belastung an, wodurch leicht ein Fehler bewirkt wird. Dieser Fehler bewirkt einen Übertragungsfehler in einem Rotationswinkel des in Eingriff befindlichen Zahnrads und ein erhöhter Getriebe- bzw. Übertragungsfehler kann eine Vibration und ein Geräusch bewirken.
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Problem, welches durch die Erfindung zu lösen ist]
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Derart hat die Erfindung der vorliegenden Anmeldung ein Ziel bzw. einen Gegenstand, ein Schab- bzw. Nachschneide-Bearbeitungsverfahren und einen Schab- bzw. Nachschneide-Bearbeitungsapparat für ein Zahnrad bzw. Ritzel zur Verfügung zu stellen, welche eine Bearbeitungslast bzw. -belastung zu der Zeit eines Bearbeitens einer Zahnoberfläche reduzieren und dadurch einen Übertragungsfehler des Zahnrads reduzieren.
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[Mittel für ein Lösen des Problems]
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Dieser Gegenstand wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erzielt bzw. erhalten. Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein Schab-Bearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
- ein Schab-Bearbeitungsverfahren für, in einem Zustand, wo ein Zahnrad, welches ein Paar von Endoberflächen umfasst, welche zueinander in einer Zahnbreitenrichtung gerichtet sind, und ein Schabrad miteinander in Eingriff stehen, ein Rotieren des Schabrads bzw. der Schabschneideinrichtung, wodurch eine Zahnoberfläche des Zahnrads fertiggestellt wird, und
- weist einen ersten Nachschneide- bzw. Schabschritt eines Bearbeitens der Zahnoberfläche, so dass sich eine Bearbeitungsregion zunehmend von einer Endoberfläche des Paars von Endoberflächen in Richtung zu der anderen Endoberfläche aufweitet bzw. ausbreitet, und
- einen zweiten Schabschritt eines Bearbeitens der Zahnoberfläche auf, so dass sich eine Bearbeitungsregion zunehmend von der anderen Endoberfläche des Paars von Endoberflächen in Richtung zu der einen Endoberfläche aufweitet bzw. erweitert.
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Das „Zahnrad“ kann ein mit Zähnen versehenes Zahnrad für ein Getriebe sein, ein Zahnritzel oder ein Getrieberad sein. Das Zahnrad weist eine kreisförmige Form bzw. Gestalt auf, welche Zähne an einem äußeren Umfang davon aufweist, und kann um eine zentrale Achse gedreht bzw. rotiert werden, so dass sich die Zähne entlang eines kreisförmigen Wegs bzw. Pfads bewegen. Eine Endoberfläche des Paars von Endoberflächen ist auf einer Seite entlang der zentralen Achse positioniert und die andere Endoberfläche ist auf der gegenüberliegenden Seite entlang der zentralen Achse des Zahnrads angeordnet.
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Ein Kreuzungs- bzw. Schnittwinkel zwischen der zentralen Achse des Zahnrads und einer zentralen Achse des Schabrads kann auf einen ersten Schnittwinkel in dem ersten Schabschritt und auf einen zweiten Schnittwinkel in dem zweiten Schabschritt eingestellt sein bzw. werden, wobei der erste Schnittwinkel größer als der zweite Schnittwinkel ist und der zweite Schnittwinkel einer Endbearbeitungsbedingung der Zahnoberfläche entspricht.
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Weiters kann ein Schnittwinkel zwischen einer zentralen Achse einer Welle, welche das Zahnrad abstützt, und einer zentralen Achse einer Welle, welche das Schabrad abstützt, auf den ersten Schnittwinkel in dem ersten Schabschritt und auf den zweiten Schnittwinkel in dem zweiten Schabschritt eingestellt werden.
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Vorzugsweise wird in dem ersten Nachschneide- bzw. Schabschritt ein erstes Schabrad, welches einen ersten Schneidzahn umfasst, welcher sich in einer Richtung entsprechend dem ersten Schnittwinkel erstreckt, verwendet, und
es wird in dem zweiten Schabschritt ein zweites Schabrad, welches einen zweiten Schneidzahn umfasst, welcher sich in einer Richtung entsprechend dem zweiten Schnittwinkel erstreckt, verwendet.
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Weiters bevorzugt wird eine Rotationsrichtung des Schabrads zu einer entgegengesetzten Richtung während des zweiten Schabschritts umgeschaltet (umgekehrt).
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Darüber hinaus ist ein Nachschneide- bzw. Schab-Bearbeitungsapparat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ein Schab-Bearbeitungsapparat, welcher, in einem Zustand, wo ein Zahnrad, welches ein Paar von Endoberflächen umfasst, welche zueinander in einer Zahnbreitenrichtung gerichtet sind, und ein Schabrad in Eingriff miteinander stehen, das Schabrad dreht, wodurch eine Zahnoberfläche des Zahnrads fertiggestellt bzw. endbearbeitet wird, und
ist gekennzeichnet durch ein Beinhalten eines Schnittwinkel-Einstellmechanismus, welcher einen Schnittwinkel zwischen einer zentralen Achse des Zahnrads und einer zentralen Achse des Schabrads auf einen ersten Schnittwinkel und auf einen zweiten Schnittwinkel entsprechend einer Endbearbeitungsbedingung der Zahnoberfläche einstellt.
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Vorzugsweise umfasst der Schab-Bearbeitungsapparat darüber hinaus ein erstes Schabrad, welches einen ersten Schneidzahn aufweist, welcher sich in einer Richtung entsprechend dem ersten Schnittwinkel erstreckt, und
ein zweites Schabrad, welches einen zweiten Schneidzahn aufweist, welcher sich in einer Richtung entsprechend dem zweiten Schnittwinkel erstreckt.
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Weiters bevorzugt ist eine Rotationsrichtung des Schabrads zu einer entgegengesetzten Richtung umkehrbar.
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[Vorteilhafter Effekt der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fertigstellungs- bzw. Endbearbeiten des Zahnrads in den ersten Schab- bzw. Nachschneideschritt und den zweiten Schab- bzw. Nachschneideschritt unterteilt, welche durchzuführen sind. Der erste Schabschritt und der zweite Schabschritt bearbeiten beide die Zahnoberfläche, um zunehmend bzw. schrittweise die Bearbeitungsregionen aufzuweiten bzw. zu erweitern. Zu dieser Zeit steigt eine Bearbeitungslast bzw. -belastung sanft an, so dass die gesamte Bearbeitungslast reduziert ist bzw. wird. Als ein Resultat wird ein Fehler unterdrückt bzw. reduziert und es kann ein Zahnrad bzw. Ritzel mit einem reduzierten Übertragungs- bzw. Getriebefehler erhalten werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration eines Schab-Bearbeitungsapparats gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine Draufsicht, in welcher ein Schabrad bzw. eine Schabschneideinrichtung und ein Zahnrad des Schab-Bearbeitungsapparats, welcher in 1 gezeigt ist, von oben gesehen bzw. betrachtet werden.
- 3 ist eine schematische Ansicht für ein Beschreiben eines Nachschneide- bzw. Schab-Bearbeitungsverfahrens, welches durch den Schab-Bearbeitungsapparat durchgeführt wird, welcher in 1 gezeigt ist.
- 4 ist eine schematische Ansicht eines Zustands, wo das Schabrad und das Zahnrad miteinander in dem Schab-Bearbeitungsverfahren in Eingriff stehen, welches in 3 gezeigt ist.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Zahnoberfläche des Zahnrads, welches in 4 gezeigt ist.
- 6 ist ein Graph für ein Beschreiben einer Beziehung bzw. eines Zusammenhangs zwischen einer Position des Schabrads bzw. der Schneideinrichtung und einer Bearbeitungslast in dem Schab-Bearbeitungsverfahren, welches in 3 gezeigt ist.
- 7 ist ein Graph für ein Beschreiben einer Beziehung zwischen einer Position einer Schneideinrichtung und einer Bearbeitungslast in einem konventionellen Schab-Bearbeitungsverfahren.
- 8 ist ein Graph eines Übertragungs- bzw. Getriebefehlers des Zahnrads, welches durch das Schab-Bearbeitungsverfahren erhalten wird, welches in 3 gezeigt ist.
- 9 ist eine schematische Ansicht der Schneideinrichtung bzw. des Rads, welche(s) in dem Schab-Bearbeitungsverfahren verwendet wird, welches in einer anderen Ausführungsform gezeigt ist.
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[Modus für ein Ausführen der Erfindung]
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Nachschneide- bzw. Schab-Bearbeitungsapparats und eines Nachschneide- bzw. Schab-Bearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben werden. Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass der Schab-Bearbeitungsapparat und das Schab-Bearbeitungsverfahren der Ausführungsform, welche unten beschrieben werden, ein Einstech- bzw. Tiefschleif-Schabverfahren verwenden, in welchem ein Schabrad bzw. eine Schabschneideinrichtung veranlasst wird, sich einem Werkstückzahnrad anzunähern, um dadurch das Werkstückzahnrad zu bearbeiten, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt sind.
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[Konfiguration eines Schab-Bearbeitungsapparats]
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1 zeigt eine Zusammenfassung des Schab-Bearbeitungsapparats gemäß der Ausführungsform. Die Größe des illustrierten Apparats bzw. Geräts und die Größe und Form bzw. Gestalt von jedem von Abschnitten, welche den Apparat darstellen bzw. ausbilden, sind in einer übertriebenen Weise gezeigt und unterscheiden sich von den tatsächlichen.
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Ein Schab-Bearbeitungsapparat (nachfolgend als ein „Bearbeitungsapparat“ bezeichnet) 100, welcher in 1 gezeigt ist, weist einen Werkstückzahnrad-Abstützmechanismus bzw. einen ein Werkstückzahnrad abstützenden Mechanismus 10 auf. Der das Werkstückzahnrad abstützende Mechanismus 10 weist eine das Zahnrad bzw. Ritzel abstützende Welle bzw. Zahnrad-Abstützwelle 12 auf, welche lösbar ein Werkstückzahnrad 11 trägt bzw. abstützt. In der Ausführungsform erstreckt sich die das Zahnrad abstützende Welle 12 in der Links-Rechts-Richtung der Zeichnung. Eine zentrale bzw. mittige Achse 13 des Werkstückzahnrads 11 und eine zentrale bzw. mittige Achse 14 der das Zahnrad abstützenden Welle 12 fallen miteinander in einem Zustand zusammen, wo das Werkstückzahnrad 11 durch die das Zahnrad abstützende Welle 12 abgestützt wird. Nachfolgend wird die Richtung der zentralen Achse 14 der das Zahnrad abstützenden Welle 12 als eine „x Richtung“; die Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Zeichnung, welche orthogonal auf die x Richtung ist, als eine „y Richtung“; die Aufwärts-Abwärts-Richtung der Zeichnung, welche orthogonal auf die x Richtung und die y Richtung ist, als eine „z Richtung“ bezeichnet.
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[Werkstückzahnrad abstützender Mechanismus]
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Die das Zahnrad abstützende Welle 12 ist bzw. wird durch eine fixierte Basis 15 abgestützt bzw. getragen. Die das Zahnrad abstützende Welle 12 kann rotierbar an der fixierten Basis 15 fixiert sein oder kann nicht-rotierbar an der fixierten Basis 15 fixiert sein. Wenn die das Zahnrad abstützende Welle 12 rotierbar an der fixierten Basis 15 fixiert bzw. festgelegt ist, kann das Werkstückzahnrad 11 relativ zu der das Zahnrad abstützenden Welle 12 rotierbar oder nicht-rotierbar sein. Wenn die das Zahnrad abstützende Welle 12 nicht-rotierbar an der fixierten Basis 15 fixiert ist, ist das Werkstückzahnrad 11 relativ zu der das Zahnrad abstützenden Welle 12 rotierbar.
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[Rad- bzw. Schneideinrichtungs-Antriebseinheit]
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Der Bearbeitungsapparat 100 weist auch eine Rad- bzw. Schneideinrichtungs-Antriebseinheit 20 bzw. eine das Rad bzw. die Schneideinrichtung antreibende Einheit auf. Die Rad-Antriebseinheit 20 weist eine Rad-Abstützwelle bzw. eine das Rad abstützende Welle 22 auf, welche lösbar ein Schabrad 21 abstützt bzw. trägt (nachfolgend als ein „Rad“ bzw. eine „Schneideinrichtung“ bezeichnet). Eine zentrale Achse 23 des Rads 21 und eine zentrale Achse 24 der Rad-Abstützwelle 22 fallen miteinander in einem Zustand zusammen, wo das Rad 21 durch die das Rad abstützende Welle 22 abgestützt wird. Die das Rad abstützende Welle 22 wird derart gehalten, dass die zentrale Achse 23 des Rads 21 und die zentrale Achse 24 der das Rad abstützenden Welle 22 auf einer Oberfläche parallel zu einer xy Ebene positioniert sind bzw. werden, welche die x Richtung und die y Richtung enthält.
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[Rad- bzw. Schneideinrichtungs-Rotationsmechanismus]
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Die das Rad abstützende Welle 22 wird durch einen Rad- bzw. Schneideinrichtungs-Rotationsmechanismus 31 bzw. einen das Rad rotierenden Mechanismus abgestützt bzw. getragen. Der Rad-Rotationsmechanismus 31 weist einen das Rad drehenden Motor 32 auf, es ist bzw. wird der das Rad drehende Motor 32 antreibend mit der das Rad abstützenden Welle 22 verbunden, und es ist die das Rad abstützende Welle 22 konfiguriert, um basierend auf einem Antreiben des das Rad rotierenden Motors 32 zu rotieren.
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[Rad-Anhebe- und -Absenkmechanismus]
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Der das Rad drehende Mechanismus 31 ist bzw. wird derart abgestützt, um zu einem Anheben und Absenken durch einen das Rad anhebenden und absenkenden Mechanismus bzw. Rad-Anhebe- und -Absenkmechanismus 33 fähig zu sein, welcher den das Rad drehenden Mechanismus 31 in der z Richtung bewegt oder anhebt und absenkt. In der Ausführungsform beinhaltet der das Rad anhebende und absenkende Mechanismus 33 einen das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34, eine Rotationsachse (nicht illustriert) des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34 ist antreibend mit dem das Rad drehenden Mechanismus 31 verbunden, und der das Rad drehende Mechanismus 31 ist konfiguriert, um sich in der z Richtung basierend auf einem Antreiben des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34 zu bewegen oder anzuheben und abzusenken.
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[Rad-Schwenkmechanismus]
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Der das Rad anhebende und absenkende Mechanismus 33 ist bzw. wird durch einen Rad-Schwenkmechanismus (Schnitt- bzw. Kreuzungswinkel-Einstellmechanismus) 35 abgestützt bzw. getragen. In der Ausführungsform beinhaltet der das Rad wendende bzw. verschwenkende Mechanismus bzw. Rad-Schwenkmechanismus 35 einen das Rad wendenden bzw. verschwenkenden Motor 36, und es sind der das Rad drehende Mechanismus 31 und der das Rad anhebende und absenkende Mechanismus 33 derart konfiguriert, um sich integral bzw. einstückig basierend auf einem Antreiben des das Rad schwenkenden Motors 36 in einem Zustand zu wenden bzw. zu verschwenken und zu bewegen, wo ein Zentrum 39 des Rads bzw. der Schneideinrichtung 21 an einer Referenz- bzw. Bezugslinie 38 in der z Richtung positioniert ist, welche durch ein Zentrum 37 des Werkstückzahnrads 11 hindurchtritt, welches durch die das Zahnrad abstützende Welle 12 des das Werkstückzahnrad abstützenden Mechanismus 10 abgestützt ist bzw. wird.
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Der das Rad rotierende Motor 32, der das Rad anhebende und absenkende Motor 34 und der das Rad schwenkende Motor 36 sind in Vorwärts- und Rückwärts-Richtungen drehbar. Alternativ kann ein Mechanismus, welcher die Rotationsrichtung umkehrt, in einem Mechanismus vorgesehen sein, welcher das Antreiben von jedem der Motoren überträgt, so dass dieser umkehrende Mechanismus die Rotationsrichtung und Bewegungsrichtung (anhebende und absenkende Richtung und Wende- bzw. Schwenkrichtung) des Rads bzw. der Schneideinrichtung umschaltet.
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Es ist bevorzugt, dass der das Rad anhebende und absenkende Motor 34 und der das Rad schwenkende Motor 36 einen Schrittmotor verwenden, um fähig zu sein, strikt bzw. genau ein Anhebe- und Absenkausmaß und ein Wende- bzw. Schwenkausmaß (Schwenkwinkel) einzustellen.
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[Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. Controller]
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Der das Rad drehende Motor 32, der das Rad anhebende und absenkende Motor 34 und der das Rad verschwenkende Motor 36 sind mit einer Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einem Controller 40 verbunden und derart konfiguriert, dass während eines Schabbearbeitens das Antreiben basierend auf einer Instruktion bzw. Anweisung geregelt bzw. gesteuert wird, welche von der Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 ausgegeben wird. Spezifisch ist ein Programm, welches für ein Durchführen eines Schabbearbeitens erforderlich ist, welches unten beschrieben ist, in der Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 gespeichert, und basierend auf diesem Programm wird das Antreiben der Motoren 32, 34 und 36 geregelt bzw. gesteuert.
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[Schab- bzw. Nachschneidebearbeiten]
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Die Ausführungsform wird beschrieben werden, in welcher der Bearbeitungsapparat 100, welcher die obigen Konfigurationen beinhaltet, verwendet wird, und eine Zahnoberfläche des Werkstückzahnrads 11 einem Nachschneide- bzw. Schabbearbeiten unterworfen wird.
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[Werkstückzahnrad]
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In der Ausführungsform ist das Werkstückzahnrad 11 ein Stirnrad und weist eine innere Umfangsoberfläche und eine äußere Umfangsoberfläche, welche auf der zentralen Achse 13 zentriert sind, und ein Paar von Endoberflächen 111 und 112 auf, welche zueinander in der Richtung der zentralen Achse 13 (Zahnbreitenrichtung) gerichtet sind, und auf der äußeren Umfangsoberfläche ist ein Zahn (Werkstückzahn) 113 (siehe 4) ausgebildet, welcher sich im Wesentlichen parallel zu der zentralen Achse 13 bei einem konstanten Intervall bzw. Abstand in der Umfangsrichtung erstreckt.
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In einem Zustand, wo das Zentrum 37 des Werkstückzahnrads 11 mit der Bezugslinie 38 zusammenfällt, ist bzw. wird das Werkstückzahnrad 11 lösbar an der das Zahnrad abstützenden Welle 12 fixiert, um relativ zu der das Zahnrad abstützenden Welle 12 rotierbar zu sein oder gemeinsam mit der das Zahnrad abstützenden Welle 12 rotierbar bzw. drehbar zu sein.
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[Rad bzw. Schneideinrichtung]
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Das Rad bzw. die Schneideinrichtung 21 weist eine innere Umfangsoberfläche und eine äußere Umfangsoberfläche, welche auf der zentralen Achse 23 zentriert sind, und ein Paar von Endoberflächen 211 und 212 auf, welche zueinander und im Wesentlichen orthogonal zu der zentralen Achse 23 gerichtet sind, und auf der äußeren Umfangsoberfläche ist ein schneidender bzw. Schneidzahn 213 ausgebildet, welcher sich in einer schraubenartigen Form bei einem konstanten Intervall bzw. Abstand in der Umfangsrichtung erstreckt (nämlich bzw. insbesondere ist das Rad 21 der Ausführungsform von einem Typ eines spiral- bzw. schraubenförmigen Zahnrads) . Wie dies in 2 gezeigt ist, ist eine Länge (im Wesentlichen entsprechend einem Abstand des Paars von Endoberflächen, welche zueinander gerichtet bzw. einander zugewandt sind) 214 (siehe 2) des Schneidzahns 213, welche sich auf die Richtung der zentralen Achse 23 des Rads bzw. der Schneideinrichtung 21 bezieht, ausreichend größer als eine Länge 114 des Werkstückzahns 113, welche sich auf die Richtung der zentralen Achse 13 des Werkstückzahnrads 11 bezieht und derart bestimmt wird, dass in einem Schab-Bearbeitungszustand, wo die zentrale Achse 23 des Rads 21 unter einem vorbestimmten Winkel (Schnitt- bzw. Kreuzungswinkeln θ1 und θ2, welche später beschrieben werden) relativ zu der zentralen Achse 13 des Werkstückzahnrads 11 geneigt ist bzw. wird, um diese zu kreuzen bzw. zu schneiden, der Schneidzahn 213 des Rads 21 mit dem entsprechenden Werkstückzahn 113 des Werkstückzahnrads 11 über die gesamte Länge des Werkstückzahns 113 in Eingriff steht bzw. gelangt (siehe 2).
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In einem Zustand, wo das Zentrum 39 des Rads 21 mit der Bezugslinie 38 zusammenfällt, ist bzw. wird das Rad 21 lösbar an der das Rad abstützenden Welle 22 fixiert bzw. festgelegt.
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Obwohl in 1 das Werkstück 11 und das Rad 21 in einem Zustand dargestellt sind, in welchem sie in Eingriff miteinander stehen, sind in einem Zustand vor einem Bearbeiten das Werkstückzahnrad 11 und das Rad bzw. die Schneideinrichtung 21 voneinander in der z Richtung beabstandet. Eine Position des Rads 21 zu dieser Zeit ist eine „ursprüngliche bzw. Ausgangsposition“ des Rads 21 (eine Position P0 in 6(a)),. und ein Schabbearbeiten, welches unten beschrieben wird, startet von dieser ursprünglichen Position.
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[Erster Schabschritt]
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Das Schabbearbeiten wird schematisch in einen ersten Schab- bzw. Nachschneideschritt und einen zweiten Schab- bzw. Nachschneideschritt unterteilt. In dem ersten Schabschritt treibt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 den das Rad wendenden bzw. verschwenkenden Motor 36 an, um einen Schnitt- bzw. Kreuzungswinkel (einen Schnittwinkel, wie von der z Richtung gesehen bzw. betrachtet) der zentralen Achse 24 der das Rad abstützenden Welle 22 relativ zu der zentralen Achse 14 der das Zahnrad abstützenden Welle 12 auf den ersten Schnittwinkel θ1 einzustellen bzw. festzulegen (siehe 2(a)). Der erste Schnittwinkel θ1 ist größer als ein Schnittwinkel (zweiter Schnittwinkel θ2) entsprechend einer Fertigstellungs- bzw. Endbearbeitungsbedingung für ein Erhalten einer Zahnoberflächenform des Werkstückzahnrads 11, welche abschließend erhalten werden kann.
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Die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 treibt als nächstes den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 für eine vorbestimmte Zeit (von einer Zeit T0 bis zu einer Zeit T1 in 6 (a)) an, um zu bewirken, dass sich der Schneidzahn 213 des Rads 21 einer Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11 annähert (eine Rad- bzw. Schneideinrichtungsposition P1 nach der Annäherung).
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Nachfolgend treibt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40, während sie den das Rad drehenden Motor 32 antreibt und dadurch das Rad 21 dreht, den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 an, um zu bewirken, dass der Schneidzahn 213 des Rads 21 in Anlage gegen die Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11 gelangt, wodurch die Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11 geschabt bzw. nachgeschnitten wird. Eine Zeit, zu welcher das Rad 21 das Werkstückzahnrad 11 kontaktiert, ist eine Zeit T12 in 6(b). Wie dies in 6 (b) gezeigt ist, steigt, wenn bzw. da das Schaben des Rads 21 ansteigt, eine Last bzw. Belastung, welche auf das Rad 21 aufgebracht bzw. ausgeübt wird, zunehmend an. Diese Last, welche auf das Rad 21 ausgeübt wird, wird konstant, unmittelbar bevor das Schaben bzw. Nachschneiden des Rads 21 eine vorbestimmte Größe erreicht (eine Radposition P2 in 6(a)). Wenn das vorbestimmte Ausmaß bzw. die vorbestimmte Größe des Schabens endet, stoppt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 das Antreiben des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34 (eine Zeit T2 und die Radposition P2 in 6(a)).
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Wie dies oben beschrieben ist, ist bzw. wird in dem ersten Schabschritt der Schnittwinkel der zentralen Achse 24 der das Rad abstützenden Welle 22 relativ zu der zentralen Achse 14 der das Zahnrad abstützenden Welle 12 auf den ersten Schnittwinkel θ1 eingestellt bzw. festgelegt, welcher größer als der zweite Schnittwinkel θ2 gemäß einer abschließenden bzw. endgültigen Form bzw. Gestalt der Zahnoberfläche 115 ist.
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Demgemäß startet, wie dies in 3 gezeigt ist, beispielsweise an der Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11, welche eine antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 215 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, das Schaben bzw. Nachschneiden von einem Zahnoberflächenabschnitt 117 nahe zu einer Endoberfläche 111 des Werkstückzahnrads 11, und die schabende bzw. nachschneidende Region (bearbeitende bzw. Bearbeitungsregion) erweitert sich schrittweise bzw. zunehmend in Richtung zu einem Zahnoberflächenabschnitt 118 nahe zu der anderen Endoberfläche 112. Demgegenüber startet an einer Zahnoberfläche 116 des Werkstückzahnrads 11, welche eine antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 216 (siehe 4) des Rads bzw. der Schneideinrichtung 21 kontaktiert, das Schaben von einem Zahnoberflächenabschnitt 118' nahe zu der anderen Endoberfläche 112 des Werkstückzahnrads 11, und die schabende Region (bearbeitende Region) erweitert sich zunehmend in Richtung zu einem Zahnoberflächenabschnitt 117' nahe zu der einen Endoberfläche 111 bzw. weitet bzw. breitet sich aus. Daher steigt, wie dies in 6(b) gezeigt ist, die Last bzw. Belastung an dem Rad 21 mit einem Anstieg in dem geschnittenen Ausmaß bzw. der geschnittenen Menge bzw. Größe an.
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Darüber hinaus wird, wie dies in 3 gezeigt ist, an der Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11, welche die antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 215 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, der Zahnoberflächenabschnitt 117 nahe zu der einen Endoberfläche 111 des Werkstückzahnrads 11 tiefer als der Zahnoberflächenabschnitt 118 nahe zu der anderen Endoberfläche 112 geschabt, und es wird an der Zahnoberfläche 116 des Werkstückzahnrads 11, welche die antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 216 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, beispielsweise der Zahnoberflächenabschnitt 118' nahe zu der anderen Endoberfläche 112 des Werkstückzahnrads 11 tiefer als der Zahnoberflächenabschnitt 117' nahe zu der einen Endoberfläche 111 geschabt.
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Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass, wie dies in 3 gezeigt ist, in dem ersten Schabschritt eine maximale geschabte Menge der tief geschabten Zahnoberfläche nicht eine abschließende bearbeitende bzw. Bearbeitungszahnoberfläche (eine Zahnoberfläche 119 nach dem zweiten Bearbeiten) erreicht.
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Als nächstes behält die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 in einem Zustand eines Stoppens bzw. Anhaltens des Antreibens des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34 und eines Beibehaltens des Rads 21 im Wesentlichen an derselben Position (der Radposition P2 in 6 (a)) das Antreiben des das Rad drehenden Motors 32 bei und führt ein erstes Verweilen für eine vorbestimmte Zeit (von der Zeit T2 bis zu einer Zeit T3) aus. Wie dies in 6(b) gezeigt ist, nimmt während dieses ersten Verweilens die Last bzw. Belastung, welche auf das Rad 21 ausgeübt wird, ab.
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Wenn das erste Verweilen endet (die Zeit T3 in 6(a)), treibt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 an, um geringfügig das Rad 21 von dem Werkstückzahnrad 11 zurückzuziehen (eine Radposition P3 in 6(a)).
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Ein Zustand, wo das Rad 21 von dem Werkstückzahnrad 11 zurückgezogen ist, wird für eine vorbestimmte Zeit (von der Zeit T3 bis zu einer Zeit T4 in 6(a)) beibehalten. Mittlerweile bzw. demgegenüber treibt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 den das Rad verschwenkenden Motor 36 an, um den Schnitt- bzw. Kreuzungswinkel der zentralen Achse 24 der das Rad abstützenden Welle 22 relativ zu der zentralen Achse 14 der das Zahnrad abstützenden Welle 12 auf den zweiten Schnittwinkel θ2 einzustellen bzw. festzulegen, welcher kleiner als der erste Schnittwinkel θ1 ist.
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[Zweiter Schabschritt]
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Als nächstes startet der zweite Schab- bzw. Nachschneideschritt, und die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 treibt, während sie den das Rad drehenden Motor 32 antreibt, den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 an (die Zeit T4 und eine Radposition P4 [= P3] in 6(a)), um zu veranlassen, dass sich das Rad 21 dem Werkstückzahnrad 11 annähert, und um zu bewirken, dass der Schneidzahn 213 des Rads bzw. der Schneideinrichtung 21 gegen die Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11 anliegt bzw. in Anlage gelangt, wodurch die Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11 geschabt bzw. nachgeschnitten wird. Eine Zeit, zu welcher das Rad 21 das Werkstückzahnrad 11 kontaktiert, ist eine Zeit T45 in 6(b).
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Zu dieser Zeit startet, wie dies in 3 beispielsweise gezeigt ist, an der Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11, welche die antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 215 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, das Schaben von dem Zahnoberflächenabschnitt 118 nahe zu der anderen Endoberfläche 112 des Werkstückzahnrads 11, und die schabende Region (bearbeitende Region) erweitert sich zunehmend in Richtung zu dem Zahnoberflächenabschnitt 117 nahe zu der einen Endoberfläche 111. Demgegenüber startet an der Zahnoberfläche 116 des Werkstückzahnrads 11, welche die antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 216 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, das Schaben von dem Zahnoberflächenabschnitt 117' nahe zu der einen Endoberfläche 112 des Werkstückzahnrads 11, und die schabende Region (bearbeitende Region) erweitert sich zunehmend in Richtung zu dem Zahnoberflächenabschnitt 118' nahe zu der anderen Endoberfläche 111. Daher steigt, wie dies in 6(b) gezeigt ist, die Last an dem Rad 21 mit einem Anstieg in dem geschnittenen Ausmaß bzw. der geschnittenen Menge an. Diese Last, welche auf das Rad 21 ausgeübt bzw. aufgebracht wird, wird konstant, unmittelbar bevor das Schaben der Schneideinrichtung bzw. des Rads 21 endet (eine Radposition P5 in 6(a)).
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Darüber hinaus wird, wie dies in 3 gezeigt ist, an der Zahnoberfläche 115 des Werkstückzahnrads 11, welche die antriebsseitige Schneidzahnoberfläche 215 (siehe 4) des Rads 21 kontaktiert, der Zahnoberflächenabschnitt 118 nahe zu der anderen Endoberfläche 112 des Werkstückzahnrads 11 mehr als der Zahnoberflächenabschnitt 117 nahe zu der einen Endoberfläche 111 geschabt, und es wird die abschließende bzw. endgültige Zahnoberfläche (die Zahnoberfläche nach dem zweiten Bearbeiten) 119 fertiggestellt. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, sind bzw. werden in der abschließenden Zahnoberfläche 119 der Zahnoberflächenabschnitt 117 nahe zu der einen Endoberfläche 111 des Werkstückzahnrads 11 und der Zahnoberflächenabschnitt 118 nahe zu der anderen Endoberfläche 112 bis zu demselben Grad geschabt bzw. nachgeschnitten, und die abschließende Zahnoberfläche 119 ist links-rechts symmetrisch relativ zu einem Mittelpunkt zwischen den beiden Endoberflächen 111 und 112.
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Wenn die abschließende Zahnoberfläche 119 des Werkstückzahnrads 11 fertiggestellt ist (eine Zeit T5 und die Radposition P5 in 6), stoppt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 das Antreiben des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34.
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Während des zweiten Schabschritts kann die Rotationsrichtung des das Rad drehenden Motors 32 umgekehrt werden. Dadurch werden die linke und rechte Zahnoberfläche von jedem der Zähne des Werkstückzahnrads 11 gleichmäßiger bearbeitet.
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Als nächstes behält die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40, während das Antreiben des das Rad anhebenden und absenkenden Motors 34 gestoppt wird, das Antreiben des das Rad rotierenden Motors 32 bei und startet ein zweites Verweilen (die Zeit T5 und die Radposition P5). Das zweite Verweilen wird für eine vorbestimmte Zeit (von der Zeit T5 bis zu einer Zeit T6) fortgesetzt.
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Wie dies erforderlich ist, treibt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40, während das Antreiben des das Rad drehenden, Motors 32 beibehalten wird, den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 an, um geringfügig das Rad 21 von dem Werkstückzahnrad 11 (die Zeit T6 und eine Radposition P6) zurückzuziehen, und führt ein drittes Verweilen durch. Das dritte Verweilen wird für eine vorbestimmte Zeit (von der Zeit T6 bis zu einer Zeit T7) fortgesetzt.
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Schließlich stoppt die Regel- bzw. Steuereinrichtung 40 das Antreiben des das Rad drehenden Motors 32 und treibt den das Rad anhebenden und absenkenden Motor 34 an, um das Rad 21 zu der ursprünglichen Position zurückzuführen (die Zeit T7 und die Radposition P0).
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Wie dies oben beschrieben ist, wird in dem Schabapparat und dem Schabverfahren gemäß der Ausführungsform der Schabschritt in den ersten Schabschritt und den zweiten Schabschritt unterteilt. In dem ersten Schabschritt wird der Schnittwinkel zwischen der zentralen Achse des Zahnrads und der zentralen Achse des Rads bzw. der Schneideinrichtung auf den ersten Schnittwinkel θ1 eingestellt bzw. festgelegt, welcher größer als der zweite Schnittwinkel θ2 für ein abschließendes Fertigstellen bzw. Endbearbeiten ist, und es wird das vorbestimmte Ausmaß des Schabens durchgeführt, und in dem nachfolgenden zweiten Schabschritt wird der Schnittwinkel auf den zweiten Schnittwinkel θ2 für ein abschließendes Fertigstellen eingestellt bzw. festgelegt. Demgemäß wird in dem ersten und zweiten Schabschritt bei jedem der Zähne des Werkstückzahnrads eine Zahnoberfläche zunehmend von einer Endoberfläche in Richtung zu der anderen Endoberfläche geschabt bzw. nachgeschnitten, und es wird die andere Zahnoberfläche zunehmend von der anderen Endoberfläche in Richtung zu der einen Endoberfläche geschabt. Demgemäß ist, wie dies aus 6 ersichtlich ist, eine Last, welche das Rad durch das Schabverfahren der Ausführungsform empfängt bzw. erhält, geringer als eine Last, welche durch ein Rad bzw. eine Schneideinrichtung in einem konventionellen Schabverfahren empfangen bzw. erhalten wird (einem Verfahren, in welchem eine Beziehung zwischen einer geschnittenen Menge und einer Bearbeitungslast in 7 gezeigt ist), in welchem der Schnittwinkel auf einen Winkel für ein abschließendes Fertigstellen (den oben beschriebenen zweiten Schnittwinkel) eingestellt bzw. festgelegt wird und die gesamte Zahnoberfläche gleichmäßig geschabt wird.
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Darüber hinaus ist, da die Last bzw. Belastung, welche durch das Rad bzw. die Schneideinrichtung empfangen wird, reduziert ist, wie dies in 8 gezeigt ist, ein Übertragungs- bzw. Getriebefehler des Zahnrads, welches durch das Schabverfahren gemäß der Ausführungsform bearbeitet wird, kleiner als ein Übertragungsfehler eines Zahnrads, welches durch das konventionelle Schab-Bearbeitungsverfahren bearbeitet wird. Als ein Resultat weist das Zahnrad, welches durch das Schab-Bearbeitungsverfahren der Ausführungsform bearbeitet wird, darüber hinaus eine verbesserte Leistungsübertragungseffizienz und Haltbarkeit als das Zahnrad auf, welches durch das konventionelle Schab-Bearbeitungsverfahren bearbeitet wird, wobei ein Zahnrad- bzw. Getriebegeräusch reduziert wird.
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[Andere Ausführungsformen]
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Obwohl in der obigen Beschreibung der Bearbeitungsapparat mit dem den Schnittwinkel einstellenden Mechanismus (das Rad wendenden bzw. verschwenkenden Mechanismus) versehen ist und dadurch der Schnittwinkel eingestellt wird, kann der Schnittwinkel zwischen der zentralen Achse der das Werkstückzahnrad abstützenden Welle und der zentralen Achse der das Rad bzw. die Schneideinrichtung abstützenden Welle konstant beibehalten werden, und es können die Räder bzw. Schneideinrichtungen, welche in dem ersten Schabschritt und dem zweiten Schabschritt verwendet werden, umgeschaltet werden. Darüber hinaus kann der erste Schnittwinkel gemäß einem Torsionswinkel eines Schneidzahns eines Rads bzw. einer Schneideinrichtung 21' von Typ eines spiral- bzw. schraubenförmigen Zahnrads (siehe 9) eingestellt werden, welches in dem ersten Schabschritt verwendet wird, und es kann der zweite Schnittwinkel gemäß einem Torsionswinkel eines Schneidzahns eines Rads bzw. einer Schneideinrichtung 21" vom Typ eines spiral- bzw. schraubenförmigen Zahnrads eingestellt werden, welches in dem zweiten Schabschritt verwendet wird.
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Darüber hinaus kann, obwohl in der obigen Beschreibung die Ausführungsform beschrieben ist, in welcher der erste Schnittwinkel θ1 eingestellt bzw. festgelegt ist, um größer als der zweite Schnittwinkel θ2 zu sein, der erste Schnittwinkel eingestellt bzw. festgelegt werden, um kleiner als der zweite Schnittwinkel zu sein. In diesem Fall neigt sich die Zahnoberfläche nach dem ersten Bearbeiten in 3 in einer links und rechts umkehrenden Weise.
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Darüber hinaus ist, obwohl in der obigen Beschreibung die Ausführungsform beschrieben ist, in welcher das Werkstückzahnrad ein Stirnrad ist und das Rad ein Rad vom Typ eines spiral- bzw. schraubförmigen Zahnrads ist, die vorliegende Erfindung auch auf einen Bearbeitungsapparat und auf ein Bearbeitungsverfahren anwendbar, in welchem das Werkstückzahnrad ein schrauben- bzw. spiralförmiges Zahnrad ist und das Rad bzw. die Schneideinrichtung ein Rad bzw. eine Schneideinrichtung vom Typ eines Stirnrads ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Kombination anwendbar, in welcher das Werkstückzahnrad ein schrauben- bzw. spiralförmiges Zahnrad ist und das Rad bzw. die Schneideinrichtung ein Rad bzw. eine Schneideinrichtung vom Typ eines spiral- bzw. schraubenförmigen Zahnrads ist, oder auf eine Kombination eines Werkstücks in einer anderen Form bzw. Gestalt und eines Rads bzw. einer Schneideinrichtung in einer anderen Form bzw. Gestalt.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Zahnrad
- 21
- Schabrad bzw. Schabschneideinrichtung
- 100
- Schab-Bearbeitungsapparat
- 111
- eine Endoberfläche
- 112
- andere Endoberfläche
- 115
- Zahnoberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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