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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abrichtvorrichtung und ein Abrichtverfahren für ein Profilschleifrad („threaded grinding wheel“) und auf eine Zahnradschleifvorrichtung, welche das Profilschleifrad verwendet.
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Zahnräder können in unterschiedliche Arten gemäß ihrer Anwendung kategorisiert werden und detaillierte Profile sind für Zähne von Zahnrädern vorgegeben, um zu geeigneten Anwendungen und Anwendungsumgebungen zu passen. Beispielsweise hat ein Evolventen-Zahnprofil, das einer Evolventenkurve eines Eingriffswinkels θ (allgemein θ = 20°) in einer Zahnprofilrichtung folgt, Vorteile hinsichtlich der Anwendbarkeit, beispielsweise einen Vorteil dahingehend, dass aneinander angrenzende Zahnräder gleichmäßig rotieren, selbst wenn der Abstand zwischen den Mitten der Zahnräder sich einige Grad ändert. Außerdem kann ein Bruch eines Zahns und dergleichen aufgrund eines partiellen Kontakts einer Zahnfläche verhindert werden, indem eine Balligkeit („crowning“) an der Zahnfläche vorgesehen wird, in der ein Mittenabschnitt des Zahns in einer Zahn-Bahnrichtung vorgesehen ist und beide Endabschnitte des Zahns eine geringe Dicke haben.
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Detaillierte Profile wie die oben Beschriebenen können einfach für ein Zahnrad eingestellt werden, indem eine Zahnradschleifvorrichtung eingesetzt wird. Wenn jedoch detaillierte Profile wie die oben Beschriebenen kombiniert werden und das kombinierte Profil für ein Zahnrad eingestellt wird, beispielsweise in einem Fall, bei dem eine Balligkeit für das Evolventen-Zahnprofil gemäß obiger Beschreibung eingestellt wird, ist es schwierig, die Verzahnung sowohl mit der Evolventenkurve als auch mit der Balligkeit gleichmäßig zu bearbeiten. Das Vorsehen der Balligkeit bewirkt eine Variation der Evolventenkurve und des Eingriffswinkels θ in der Zahn-Bahnrichtung und die Zahnfläche wird verdreht.
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Eine solche Verdrehung der Zahnfläche wird „Bias“ genannt und der Grad der Verdrehung wird „Biasgröße“ genannt. Techniken zur Bias-Korrektur und zur Bias-Einstellung zum Einstellen der Biasgröße auf 0, um das Verdrehen der Zahnfläche zu beseitigen, werden häufig studiert.
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Die
JP 4648219 B ist ein Beispiel der zuvor genannten Technik zum Korrigieren eines Bias bei einem Zahnrad. Die Technik der
JP 4648219 B ist eine Technik, bei der ein Eingriffswinkel θ eines spiralförmigen Zahns, der an einer Umfangsfläche eines Profilschleifrads ausgebildet ist, so gestaltet wird, dass er sich in einer Zahn-Bahnrichtung verändert, indem ein Abrichten mit einem Abrichtwerkzeug ausgeführt wird, wobei das Profilschleifrad geneigt ist. Diese Technik kann eine solche Bias-Korrektur erreichen, dass der Eingriffswinkel θ einer Zahnfläche eines Schrägzahnrads sich allmählich von einer Endseite zu der anderen Endseite in der Zahn-Bahnrichtung gemäß der Änderung des Eingriffswinkels θ des Profilschleifrads ändert.
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Um den Eingriffswinkel θ eines Zahns durch Drehen des Profilschleifrads zu ändern, ist es jedoch notwendig, dass ein Mechanismus zum Drehen des Profilschleifrads eine hohe Steifigkeit besitzt und ein Positions-Erfassungssensor und dergleichen vorgesehen sind, um eine hochgenaue Drehoperation auszuführen. Die Technik der
JP 4648219 B bringt daher eine Erhöhung der Größe der Verzahnungsschleifvorrichtung und eine Erhöhung der Herstellungskosten mit sich.
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Aus der
DE 10 2012 002 126 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung der Bewegung eines Abrichtwerkzeugs beim Abrichten von Verzahnungsschleifwerkzeugen einer Verzahnungsschleifmaschine und eine entsprechend ausgestattete Verzahnungsschleifmaschine bekannt. Die Verzahnungsschleifmaschine hat zwei Maschinentische, die um eine gemeinsame erste vertikale Drehachse schwenkbar sind, wobei das Abrichtwerkzeug für den Abrichtvorgang unmittelbar mittels einer Verschwenkung um die erste vertikale Drehachse positionierbar ist bzw. wird. Das Abrichtwerkzeug ist auch um eine erste horizontale Drehachse drehbar und das abzurichtende Schleifwerkzeug ist entlang einer X-Achse und entlang einer V-Achse (in axialer Richtung des Abrichtwerkzeugs) positionierbar ist und für den Abrichtvorgang ist eine Zusatzbewegung entlang der X-Achse und/oder V-Achse und/oder einer Z-Achse durchführbar.
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Aus der
US 2011 / 0 275 290 A1 ist eine Innenverzahnungsschleifmaschine zur Verwendung beim Schleifen eines Werkstücks durch synchrones Drehen des Werkstücks und einer tonnenförmigen Gewindeschleifscheibe in Eingriff miteinander um zueinander parallele Drehachsen bekannt. Die Innenverzahnungsschleifmaschine weist auch einen Scheibenabrichter auf, wobei zum Abrichten die Gewindeschleifscheibe und der Scheibenabrichter in Eingriff gebracht und in Abhängigkeit vom Schrägungswinkel und der Zylinderform der Gewindeschleifscheibe betrieben werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Einstellung einer Biasgröße bei einem Zahnrad zu ermöglichen, ohne dass das zu einer Erhöhung der Größe der Vorrichtung und zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.
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Eine Abrichtvorrichtung gemäß der Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme weist die Merkmale des Patentanspruches 1 auf und ein Abrichtverfahren weist die Merkmale des Patentanspruches 3 auf. Die Abrichtvorrichtung umfasst under anderem: eine Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel, durch die ein Profilschleifrad, das zum Bearbeiten eines Zahnrads verwendet wird, drehbar gelagert ist, und ein Abrichtwerkzeug, das parallel zu der Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel drehbar gelagert ist und das das Profilschleifrad abrichtet, wobei die Abrichtvorrichtung konfiguriert ist, um das Profilschleifrad abzurichten, indem: das Profilschleifrad zur Drehung angetrieben wird, das Profilschleifrad und das Abrichtwerkzeug in Kontakt miteinander gebracht werden, und das Profilschleifrad und/oder das Abrichtwerkzeug relativ zueinander in einer Axialrichtung des Profilschleifrads und des Abrichtwerkzeugs bewegt wird/werden, wobei ein Abrichtvorgang an dem Profilschleifrad so ausgeführt wird, dass ein Eingriffswinkel in einer Zahn-Bahnrichtung variiert, wobei der Abrichtvorgang ausgeführt wird durch: Verändern einer Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads, während das Profilschleifrad und/oder das Abrichtwerkzeug in der Axialrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird/werden, oder durch Verändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Profilschleifrads und/oder des Abrichtwerkzeugs in der Axialrichtung, während das Profilschleifrad mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht wird.
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Eine Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme weist die Merkmale des Patentanspruches 2 auf und umfasst: eine Zahnradwerkstückspindel, durch die ein Zahnradwerkstück drehbar gelagert ist, und eine Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel, durch die ein Profilschleifrad, das zum Schleifen des Zahnradwerkstücks ausgestaltet ist, drehbar gelagert ist und die parallel zu einer Richtung ist, die orthogonal zu der Zahnradwerkstückspindel ist, wobei die Zahnradschleifvorrichtung eingerichtet ist, um eine Bias-Einstellung des Zahnradwerkstücks auszuführen, indem das Profilschleifrad verwendet wird, wobei ein Werkzeug, bei welchem ein Eingriffswinkel in einer Zahn-Bahnrichtung variiert, als das Profilschleifrad verwendet wird, wobei das Zahnradwerkstück und das Profilschleifrad zur Drehung angetrieben werden und das Zahnradwerkstück und/oder das Profilschleifrad in einer Axialrichtung des Profilschleifrads so bewegt wird/werden, dass eine Zahnfläche des Profilschleifrads, in welcher der Eingriffswinkel variiert, in Kontakt mit einer Zahnfläche des Zahnradwerkstücks gelangt, und die Anzahl von Umdrehungen des Zahnradwerkstücks so gesteuert wird, dass sie einer Änderung einer Steigung („lead“) des Profilschleifrads entspricht.
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Bei der Abrichtvorrichtung und dem Abrichtverfahren gemäß der Erfindung kann der Abrichtvorgang an dem Profilschleifrad so ausgeführt werden, dass ein Eingriffswinkel in einer Zahn-Bahnrichtung variiert, ohne die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel und das Abrichtwerkzeug zu neigen, wobei der Abrichtvorgang ausgeführt wird durch: Verändern einer Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads während das Profilschleifrad und/oder das Abrichtwerkzeug in der Axialrichtung des Profilschleifrads und des Abrichtwerkzeugs mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird/werden, oder Verändern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Profilschleifrads und/oder des Abrichtwerkzeugs in der Axialrichtung des Profilschleifrads und des Abrichtwerkzeugs, während das Profilschleifrad mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht wird. Entsprechend besteht kein Bedarf an einem Mechanismus zum Neigen der Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel und des Abrichtwerkzeugs, an einem Sensor zum Messen der Neigung und dergleichen. Daher kann ein Anstieg der Fertigungskosten der Abrichtvorrichtung verringert sein.
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Bei der Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Erfindung werden das Zahnradwerkstück und das Profilschleifrad zur Drehung angetrieben und das Zahnradwerkstück und/oder das Profilschleifrad wird/werden in der Axialrichtung des Profilschleifrads so bewegt, dass die Zahnfläche des Profilschleifrads, in welcher der Eingriffswinkel variiert, in Kontakt mit der Zahnfläche des Zahnradwerkstücks gelangt, und die Anzahl der Umdrehungen des Zahnradwerkstücks wird so gesteuert, dass sie der Veränderung der Steigung („lead“) des Profilschleifrads entspricht. Damit kann ein Zahnradwerkstücks mit einer konstanten Steigung („lead“) in einer vorbestimmten Form ausgebildet werden und die Einstellung eines Bias ist vereinfacht.
- 1 ist ein schematisches Schaubild, das das Abrichten bei einer Zahnradschleifvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2 ist ein schematisches Schaubild, das das Zahnradschleifen bei der Zahnradschleifvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 3 ist ein schematisches Schaubild, das die Zahnradschleifvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
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Eine Ausführungsform einer Zahnradschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Eine Struktur der Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Die Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die eine Funktion des Schleifens eines Zahnrads und eine Funktion des Abrichtens eines Profilschleifrads („threaded grinding wheel“) aufweist und die, gemäß der Darstellung in 3, ein Bett 1, eine Säule 2, einen Tisch 3 und eine Gegensäule 4 aufweist. Die Säule 2 ist an dem Bett 1 so installiert, dass sie in einer Richtung (X-Richtung) bewegbar ist. Der Tisch 3 ist drehbar vor der Säule 2 in der Bewegungsrichtung derselben installiert, und die Gegensäule 4 ist noch weiter vor dem Tisch 3 installiert. Bei der Ausführungsform wird die Bewegungsrichtung der Säule 2 als X-Achse bezeichnet, eine vertikale Richtung orthogonal zu der X-Achse wird als Z-Achse bezeichnet, eine Richtung orthogonal zu der X-Achse und der Z-Achse wird als Y-Achse bezeichnet, eine Drehung um die X-Achse wird als eine A-Achsenrotation bezeichnet, eine Drehung um die Y-Achse wird als B-Achsenrotation bezeichnet, und eine Drehung um die Z-Achse wird als C-Achsenrotation bezeichnet.
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Die in der X-Achsenrichtung auf dem Bett 1 bewegbare Säule 2 ist mit einer Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 mit einem Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 5, der in der Z-Achsenrichtung bewegbar ist, und mit einem Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 6, der in der Y-Achsenrichtung bewegbar ist, versehen, die dazwischen vorgesehen sind, und ein Profilschleifrad 10, das ein Schleifenwerkzeug für ein Zahnrad ist, ist drehbar durch die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 gelagert.
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Das Profilschleifrad 10, das zum Schleifen eines Zahnrads in der Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird, ist in einer gegenüber einer herkömmlichen Form unterschiedlichen Form durch einen später beschriebenen Abrichtvorgang des Profilschleifrads 10 abgerichtet. Ein spiralförmiger Zahn ist in dem Profilschleifrad 10 vorgesehen und besitzt ein Profil, bei dem die Steigung („lead“) des Zahns allmählich von einer Endseite zu der anderen Endseite des Profilschleifrads 10 in einer Axialrichtung desselben abnimmt, und bei dem der Eingriffswinkel θ des Zahns allmählich von einer Endseite zu der anderen Endseite des Profilschleifrads 10 in einer Zahn-Bahnrichtung („tooth trace direction“) desselben ansteigt. Das Variieren des Eingriffswinkels θ in der Zahn-Bahnrichtung gemäß obiger Beschreibung ermöglicht eine Einstellung einer Biasgröße beim Schleifen eines Zahnradwerkstücks 20 durch das Profilschleifrad 10.
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Die Gegensäule 4 ist mit einem Drehring 8 versehen, der um einen Außenumfang der Gegensäule 4 drehbar ist. Das Zahnradwerkstück 20 wird durch eine nicht dargestellte Greifeinrichtung gegriffen, die an dem Drehring 8 vorgesehen ist. Laden und Entladen des Zahnradwerkstücks 20 an und von dem Tisch 4 wird durch Drehen des Drehrings 8 ausgeführt. Wenn das Zahnradwerkstück auf den Tisch 4 geladen und daran befestigt ist, kann das Profilschleifrad 10 das Schleifen des Zahnradwerkstücks 20 ausführen (siehe 2).
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Beim Schleifen des Zahnradwerkstücks 20 durch das Profilschleifrad 10 wird die Säule 2 in der X-Achsenrichtung bewegt, um das Profilschleifrad 10, das eine B-Achsenrotation ausführt, nahe an das Zahnradwerkstück 20 zu bringen, welches die C-Achsenrotation ausführt, und das Profilschleifrad 10 wird in der Z-Achsenrichtung durch den Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 5 der Säule 2 bewegt und wird außerdem in der Y-Achsenrichtung durch den Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 6 der Säule 2 bewegt.
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Eine Abrichteinheit 9, die zum Abrichten des Profilschleifrads 10 ausgestaltet ist, ist an dem Drehring 8 an einer Position vorgesehen, die von der der nichtdargestellten Greifeinrichtung unterschiedlich ist, und ein Abrichtwerkzeug 30 ist an der Abrichteinheit 9 befestigt. Das Drehen des Drehrings 8 bewirkt, dass sich die Abrichteinheit 9 nahe zu dem Profilschleifrad 10 und von diesem weg bewegt. Das Abrichten des Profilschleifrads 10 durch das Abrichtwerkzeug 30 kann ausgeführt werden, indem die Abrichteinheit 9 nahe an das Profilschleifrad 10 gebracht wird (siehe 1).
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Beim Abrichten des Profilschleifrads 10 durch das Abrichtwerkzeug 30 drückt ein nicht dargestellter Pressmechanismus das Abrichtwerkzeug 30 gegen das Profilschleifrad 10, das die B-Achsenrotation ausführt, und das Profilschleifrad 10 wird durch den Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 6 der Säule 2 in der Y-Achsenrichtung bewegt.
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Als nächstes wird der Abrichtvorgang in der Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Ausführungsform mit Bezug auf die 1 und 3 beschrieben.
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Das Zahnradwerkstück 20 wird in einen von dem Tisch 3 entfernbaren Zustand eingestellt und wird durch die nicht dargestellte Greifeinrichtung, die an der Gegensäule 4 vorgesehen ist, gegriffen. Die Gegensäule 4 wird gedreht, während die nicht dargestellte Greifeinrichtung das Zahnradwerkstücks 20 greift, um das Zahnradwerkstück 20 von dem Tisch zu entfernen und um außerdem die Abrichteinheit 9 nahe an das Profilschleifrad 10 zu bringen. Das Abrichten wird ausgeführt, indem die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 und das Profilschleifrad 10 angetrieben werden und indem der nicht dargestellte Pressmechanismus veranlasst wird, das Abrichtwerkzeug 30 gegen das Profilschleifrad 10 zu drücken.
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Um das Profilschleifrad 10 mit dem einen Zahn, dessen Eingriffswinkel θ in der Zahn-Bahnrichtung variiert, zu bilden, bewegt der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 6 der Säule 2 das Profilschleifrad 10 mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Y-Richtung und die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 ändert die Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10. Das Ändern der Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 unter Beibehaltung einer konstanten Y-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 kann eine Variation der Steigung („lead“) des Profilschleifrads 10 in der Axialrichtung bewirken und ermöglicht die Ausbildung des einen Zahns, dessen Eingriffswinkel θ in der Zahn-Bahnrichtung variiert.
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Bei der Ausführungsform wird die Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 von einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit zu einer hohen Rotationsgeschwindigkeit bei konstanter Y-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 geändert, während eine Position, an der das Abrichtwerkzeug 30 gegen das Profilschleifrad 10 gedrückt wird, sich von der einen Endseite zu der anderen Endseite des Profilschleifrads 10 bewegt. Im direkten Vergleich ist bei dem Profilschleifrad 10 die Steigung an der einen Endseite groß und die Steigung an der anderen Endseite ist klein. Außerdem variiert der Eingriffswinkel θ des Zahns bei dem Profilschleifrad 10 mit der Variation der Steigung des Zahns bei dem Profilschleifrad 10. Im direkten Vergleich ist bei dem Profilschleifrad 10 der Eingriffswinkel θ des Zahns an der einen Endseite klein und der Eingriffswinkel θ an dem Zahn an der anderen Endseite ist groß.
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Selbstverständlich ist das Profil des Zahns bei dem Profilschleifrad 10 nicht auf dasjenige bei der Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise wird beim Abrichten des Profilschleifrads 10 die Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 von einer hohen Rotationsgeschwindigkeit zu einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit von der einen Endseite zu einem Mittelabschnitt des Profilschleifrads 10 geändert, und sie wird von einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit zu einer hohen Rotationsgeschwindigkeit von dem Mittelabschnitt zu der anderen Endseite des Profilschleifrads 10 geändert. Dadurch kann das Profilschleifrad 10 gebildet werden, bei dem der Eingriffswinkel θ nahe den beiden Enden groß ist während der Eingriffswinkel θ nahe der Mitte klein ist.
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Um das Profilschleifrad 10 mit dem einen Zahn zu bilden, dessen Eingriffswinkel θ in der Zahn-Bahnrichtung variiert, rotiert alternativ die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 das Profilschleifrad 10 mit einer konstanten Geschwindigkeit und der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 6 der Säule 2 ändert die Bewegungsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 in der Y-Achsenrichtung. Eine Veränderung der Y-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 unter Beibehaltung der konstanten Rotationsgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 kann die Steigung des Profilschleifrads 10 in der Axialrichtung variieren und ermöglicht eine Ausbildung des einen Zahns, dessen Eingriffswinkel θ in der Zahn-Bahnrichtung variiert.
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Wie beschrieben kann ein Zahn, dessen Eingriffswinkel θ in der Zahn-Bahnrichtung variiert, an dem Profilschleifrad 10 ausgebildet werden, ohne die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 und das Abrichtwerkzeug 30 zu neigen. Entsprechend besteht keine Notwendigkeit, einen Mechanismus zum Neigen der Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 und des Abrichtwerkzeugs 30, einen Sensor zum Messen der Neigung und dergleichen vorzusehen. Daher kann ein Anstieg der Herstellungskosten der Zahnradschleifvorrichtung unterbunden werden.
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Als nächstes wird der Zahnradschleifbetrieb bei der Zahnradschleifvorrichtung gemäß der Ausführungsform mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
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Bei der Ausführungsform wird das Zahnradwerkstück 20 so geschliffen, dass Zähne des Zahnradwerkstücks 20 ballig („crowned“) ausgebildet sind und der Eingriffswinkel θ bei jedem Zahn in der Zahn-Bahnrichtung konstant ist. Anders ausgedrückt wird das Zahnradwerkstück 20 hergestellt, bei dem die Biasgröße 0 beträgt.
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Nach dem zuvor beschriebenen Abrichtvorgang des Profilschleifrads 10 in der Zahnradschleifvorrichtung greift die nicht dargestellte Greifeinrichtung an der Gegensäule 4 das rohe Zahnradwerkstück 20, um das rohe Zahnradwerkstück 20 auf den Tisch 3 zu laden. Die Gegensäule 4 wird gedreht, während die Greifeinrichtung das Zahnradwerkstück 20 greift, um das Abrichtwerkzeug 30 von dem Profilschleifrad 10 zu entfernen und um außerdem das Zahnradwerkstück 20 auf den Tisch 3 zu laden. Das Zahnradwerkstück 20 wird an dem Tisch 3 befestigt.
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Bei einem Fall des kontinuierlichen Ausführens des Zahnradschleifvorgangs der Zahnradwerkstücke 20 ohne Ausführen des Abrichtvorgangs des Profilschleifrads 10 wird die Gegensäule 4 gedreht, um das bearbeitete Zahnradwerkstück 20 gegen das rohe Zahnradwerkstück 20 auszutauschen. Man beachte, dass eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung das rohe Zahnradwerkstück 20 zu der nicht dargestellten Greifeinrichtung weiterleitet und dass eine nicht dargestellte Liefereinrichtung das bearbeitete Zahnradwerkstück 20 von der nicht dargestellten Greifeinrichtung empfängt.
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Die Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel 7 und das Profilschleifrad 10 werden zum Schleifen des Zahnradwerkstücks 20 zur Drehung angetrieben. Das Schleifen des Zahnradwerkstücks 20 wird ausgeführt, während es gemäß folgender Beschreibung durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung gesteuert wird.
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Da der Eingriffswinkel θ und die Steigung bei einem konventionellen Profilschleifrad konstant sind, wird das Schleifen des Zahnradwerkstücks ausgeführt, während die Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks und die Rotationsgeschwindigkeit und die Z-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads konstant sind. Bei der Ausführungsform wird aber das Zahnradwerkstück 20 in eine vorbestimmte Form geschliffen, indem die Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks 20 und die Rotationsgeschwindigkeit und die Z-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 geändert werden, weil der Eingriffswinkel θ und die Steigung bei dem Profilschleifrad 10 nicht konstant sind sondern variieren.
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Man beachte, dass hinsichtlich der Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks 20 und der Rotationsgeschwindigkeit und der Z-Achsen-Vorschubgeschwindigkeit des Profilschleifrads 10 die nicht dargestellte Steuereinrichtung die Werte der jeweiligen Geschwindigkeiten berechnet und eine Antriebssteuerung der Rotation des Zahnradwerkstücks 20 und der Rotation und des Z-Achsen-Vorschubs des Profilschleifrads 10 auf der Basis der berechneten Werte ausführt.
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Die eine Endseite des Zahns des Profilschleifrads 10, die einen kleinen Eingriffswinkel θ besitzt, wird in Kontakt mit einem Abschnitt gebracht, der ansonsten so bearbeitet würde, dass er einen Eingriffswinkel θ besitzt, der größer ist als ein eingestellter Wert (im Folgenden als eine abfallende Zahnspitze („dropping tooth tip“) bezeichnet), und die andere Endseite des Zahns des Profilschleifrads 10, die einen großen Eingriffswinkel θ besitzt, wird in Kontakt mit einem Abschnitt gebracht, der ansonsten so bearbeitet würde, dass er einen Eingriffswinkel θ besitzt, der kleiner ist als ein eingestellter Wert (im Folgenden als eine ansteigende Zahnspitze („rising tooth tip“) bezeichnet).
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Bei der Ausführungsform tritt die abfallende Zahnspitze an dem Zahnradwerkstück 20 an der einen Endseite in der Zahn-Bahnrichtung auf und die ansteigende Zahnspitze tritt an der anderen Endseite in der Zahn-Bahnrichtung auf. Entsprechend wird die eine Endseite des Zahns des Profilschleifrads 10 in Kontakt mit der einen Endseite jedes Zahns des Zahnradwerkstücks 20 gebracht, und die andere Endseite des Zahns des Profilschleifrads 10 wird in Kontakt mit der anderen Endseite jedes Zahns des Zahnradwerkstücks 20 gebracht. Insbesondere wird der eine Zahn des Profilschleifrads 10 von der einen Endseite zu der anderen Endseite in Kontakt mit jedem Zahn des Zahnradwerkstücks 20 gebracht. Das Profilschleifrad 10 wird somit in starkem Maße relativ zu dem Zahnradwerkstück 20 in der Z-Achsenrichtung bewegt.
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Da die Steigung des Zahns bei dem Profilschleifrad 10 von der einen Endseite zu der anderen Endseite variiert, wird dabei die Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks 20 so geändert, dass sie der Variation der Steigung des Zahns in dem Profilschleifrad 10 entspricht. Wenn das Profilschleifrad 10 von der einen Endseite, wo die Steigung des Zahns groß ist, zu der anderen Endseite, wo die Steigung des Zahns klein ist, bewegt wird, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks 20 erhöht. Durch Ändern der Rotationsgeschwindigkeit des Zahnradwerkstücks 20 auf eine Weise, die der Variation der Steigung des Zahns in dem Profilschleifrad 10 gemäß obiger Beschreibung entspricht, kann das Zahnradwerkstück 20 mit einer konstanten Steigung in eine vorbestimmte Form umgearbeitet werden (eine Form, bei der die Biasgröße bei der Ausführungsform 0 beträgt).
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Selbstverständlich ist die Form des Zahnradwerkstücks 20 nicht auf diejenige bei der Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das Zahnradwerkstück 20 so ausgebildet werden, dass eine Einstellung im Hinblick auf einen vorbestimmten Bias erfolgt. Außerdem kann eine linke Zahnfläche und eine rechte Zahnfläche mit unterschiedlicher Balligkeit ausgeführt werden und eine Bias-Einstellung kann in geeigneter Weise für jede der Flächen ausgeführt werden.
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ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
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- 1
- Bett
- 2
- Säule
- 3
- Tisch
- 4
- Gegensäule
- 5
- Z-Achsen-Bewegungsmechanismus
- 6
- Y-Achsen-Bewegungsmechanismus
- 7
- Zahnrad-Schleifwerkzeugspindel
- 8
- Drehring
- 9
- Abrichteinheit
- 10
- Profilschleifrad („threaded grinding wheel“)
- 20
- Zahnradwerkstück
- 30
- Abrichtwerkzeug
