JP2008272927A - 研削工具を整形するための方法および研削機械 - Google Patents

Abstract

【課題】より短い時間で同じ品質のまま研削工具のドレッシングを実現することが可能になるようにする。
【解決手段】少なくとも歯形２の高さＸの一部にわたって、ディスク状のドレッシング工具５を案内し、これによって、同時に、第１の研削面６を第１の側面３に接触させ、第２の研削面７を第２の側面４に接触させ、このために、ディスク状のドレッシング工具５および／または研削工具１を、該研削工具１の回転軸線Ｃに対して垂直に延びる軸線Ａを中心として互いに相対的に旋回させ、これによって、同時に両側面３，４をドレッシングするようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、研削工具を整形するための方法であって、研削工具が、軸方向断面図で見て、少なくとも１つの歯形を有しており、該歯形が、第１の側面と、該第１の側面と反対の側に位置する第２の側面とを有しており、両側面が、歯形の縁取り部を形成しており、この場合、研削工具の整形時に、第１の研削面と第２の研削面とを備えたディスク状のドレッシング工具を、研削面と歯形との間に相対速度を付与して、研削工具に対して相対的に案内し、これによって、側面の所望の形状を生ぜしめ、この場合、第１の研削面が、第１の側面に対応配置されており、第２の研削面が、第２の側面に対応配置されている形式のものに関する。

さらに、本発明は、このような方法を実施するための研削機械であって、当該研削機械が、研削ウォームとして形成された研削工具を有しており、該研削工具が、回転軸線を中心として回転させられる研削スピンドルに配置されており、当該研削機械が、ディスク状のドレッシング工具を有しており、該ドレッシング工具が、回転軸線を中心として回転させられるドレッシングスピンドルに配置されており、リニアガイドが配置されており、これによって、ドレッシング工具が、研削ウォームに対して相対的に軸方向に走行させられるようになっていて、軸線間隔に対して半径方向に送られるようになっている形式のものに関する。

歯車の製作時には、最後の加工プロセスに重要な意義がある。この加工プロセスでは、歯側面に研削作業が施される。この研削作業によって、歯側面が精密な輪郭にもたらされる。この場合、しばしば、歯列の運転特性に有利な影響を与えるために、歯列インボリュートを越えた補正が所望されている。

歯列の製作時の効率のよい方法形式は、研削ウォームによる転動研削である。この場合、加工したい歯車が研削ウォームに噛み合い、これにより、研削ウォームの研削材料によって、歯側面における過剰寸法を除去することができる。

歯列の十分な品質を達成するためには、研削ウォームの作業面（すなわち、研削ウォームの歯形）が、ある程度の個数のワークピースの研削後に新たに所望の形状にもたらされなければならない。このためには、ドレッシング過程が必要となる。このドレッシング過程のためには、歯形ドレッシング法または列ごとのドレッシング法が使用されてよい。歯形ドレッシングでは、ドレッシング工具が研削工具の歯形の側面に線接触するのに対して、列ごとのドレッシングでは、点状の接触が付与される。

確かに、列ごとのドレッシングには、歯形ドレッシングの事例よりも長いドレッシング時間が必要となる。しかし、列ごとのドレッシングの利点は、大きな手間なしに、歯形修正を実現することができることである。

硬質物質を備えた、特に軸方向断面図で見て円形のまたは円弧状の区分を有する適切なドレッシングディスクによって、歯形の側面の輪郭を列ごとに除去することが知られている。このことは、まず、一方の側面に対して行われなければならず、その後、反対の側に位置する他方の側面に対して行われなければならない。

このために、相応の時間が必要になり、これによって、研削過程が相応に高価となることが不利である。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法を改良して、より短い時間で同じ品質のまま研削工具のドレッシングを実現することが可能になるようにすることである。この場合、歯形修正に関してフレキシブルであるために、列ごとのドレッシングの原理が維持されることが望ましい。さらに、相応の研削機械が提案されることが望ましい。

この課題を解決するために本発明の方法では、少なくとも歯形の高さの一部にわたって、ディスク状のドレッシング工具を案内し、これによって、同時に、第１の研削面を第１の側面に接触させ、第２の研削面を第２の側面に接触させ、このために、ディスク状のドレッシング工具および／または研削工具を、該研削工具の回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心として互いに相対的に旋回させ、これによって、同時に両側面をドレッシングするようにした。

本発明の有利な実施態様では、ディスク状のドレッシング工具を回転軸線を中心として回転させ、この場合、ディスク状のドレッシング工具および／または研削工具が旋回させられる軸線が位置する平面を、研削工具の回転軸線とドレッシング工具の回転軸線とが、まだ旋回させられていない状態で展開している。

本発明の有利な実施態様では、ディスク状のドレッシング工具を研削工具に対して相対的に旋回させる。

本発明の有利な実施態様では、研削工具をディスク状のドレッシング工具に対して相対的に旋回させる。

本発明の有利な実施態様では、研削工具が、歯車を転動研削法で研削するための一条のまたは多条の研削ウォームである。

本発明の有利な実施態様では、ドレッシング時に、研削工具の側面とドレッシング工具の研削面との間に、ほぼ点状の接触を付与する。

本発明の有利な実施態様では、ドレッシングを複数回のドレッシング行程の実施によって行い、該ドレッシング行程時に、ドレッシング工具を研削工具に対して相対的に軸方向に、その都度コンスタントな半径方向の送りと同時に走行させる。

本発明の有利な実施態様では、ディスク状のドレッシング工具をドレッシング過程時に回転軸線を中心として回転させる。

本発明の有利な実施態様では、当該方法を、すでに予め整形された研削ウォームで実施し、これによって、歯形修正を研削ウォームの側面に付与する。

本発明の有利な実施態様では、歯形の元領域および／または先領域も、研削工具の回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心としたドレッシング工具の旋回によって行う。

本発明の有利な実施態様では、歯形の先領域をドレッシングストレートエッジによってドレッシングする。

さらに、前述した課題を解決するために本発明の構成では、電動モータにより駆動される旋回手段が設けられており、これによって、ドレッシング工具および／または研削ウォームが、該研削ウォームの回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心として旋回させられるようになっており、旋回角が、機械制御装置によって少なくとも研削ウォームに対して相対的なドレッシング工具の半径方向の送りに関連して調整されるようになっているようにした。

本発明の有利な構成によれば、旋回手段が、ドレッシング工具および／または研削ウォームを、まだ旋回させられていない状態で、研削ウォームの回転軸線とディスク状のドレッシング工具の回転軸線とによって展開される平面に位置する軸線を中心として旋回させるようになっている。

本発明による前述した課題の解決手段は、方法に関して、少なくとも歯形の高さの一部、有利には歯形の全高さにわたって、ディスク状のドレッシング工具を案内し、これによって、同時に、第１の研削面を第１の側面に接触させ、第２の研削面を第２の側面に接触させ、このために、ディスク状のドレッシング工具および／または研削工具を、この研削工具の回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心として互いに相対的に旋回させ、これによって、同時に両側面をドレッシングすることによって特徴付けられている。

すなわち、本発明による思想は、ドレッシング工具が、「歯溝」内に位置して、横方向軸線を中心として回動させられ、これによって、同時にドレッシング接触がドレッシングホイールの前後の面で付与されることを目標としている。これによって、同時に歯形の両側面を整形することができる。このことは、著しくドレッシング時間を節約する。

有利には、ディスク状のドレッシング工具は回動軸線を中心として回転する。この場合、研削工具の回転軸線とドレッシング工具の回転軸線とは、研削工具に対するドレッシング工具の、まだ旋回させられていない状態で、ディスク状のドレッシング工具および／または研削工具が旋回させられる軸線が位置する平面を展開している。

この場合、ディスク状のドレッシング工具は、本発明の１つの構成によれば、研削工具（研削ウォーム）に対して旋回させられる。この研削工具は、確かに、回転させられるものの、旋回させられない。しかし、択一的には、研削ウォームがドレッシング工具に対して相対的に旋回することが提案されてもよい。

研削工具は、有利には、歯車を転動研削法で研削するための一条のまたは多条の研削ウォームである。

ドレッシング時には、研削工具の側面と、ドレッシング工具の研削面との間に、有利には、ほぼ点状の接触が付与される。この場合、ドレッシングが複数回のドレッシング行程の実施によって行われることが提案されていてよい。これらのドレッシング行程時には、ドレッシング工具が研削工具に対して相対的に軸方向に、その都度コンスタントな半径方向の送りと同時に走行させられる。

ディスク状のドレッシング工具は、ドレッシング過程時に、有利には１つの回転軸線を中心として回転する。

提案された方法は、歯形修正を研削ウォームの側面に付与するために、すでに予め整形された研削ウォームで実施されると特に経済的である。

歯形の元領域および／または先領域も、有利には、研削工具の回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心としたドレッシング工具の旋回によって実施される。択一的には、歯形の先領域がドレッシングストレートエッジによってドレッシングされることも可能である。

すなわち、研削ウォームの先領域は、位相幾何学的なドレッシング工具またはドレッシングストレートエッジによって加工することができる。研削したい歯列の歯元が加工されない場合には、研削ウォームを外径において真っ直ぐにドレッシングすることができる。この場合、有利には、全研削ウォーム幅が同時にドレッシングストレートエッジの形のドレッシング工具によってドレッシングされる。このことは、位相幾何学的なドレッシング工具に恐らく必要となる時間の数分の一の時間しか要求しない。

すなわち、研削ウォームの元領域および／または先領域のドレッシング時には、研削ウォームまたはドレッシング工具が、１つの可能な解決手段によれば、回転軸線を中心として、前述した形式で旋回させられる。その間、先領域のドレッシングは片側面で行うことができる。

当該方法を実施するための提案された研削機械は、研削ウォームとして形成された研削工具を有しており、この研削工具が、回転軸線を中心として回転させられる研削スピンドルに配置されており、当該研削機械が、ディスク状のドレッシング工具を有しており、このドレッシング工具が、回転軸線を中心として回転させられるドレッシングスピンドルに配置されており、リニアガイドが配置されており、これによって、ドレッシング工具が、研削ウォームに対して相対的に軸方向に走行させられるようになっていて、半径方向に送られるようになっている。本発明によれば、電動モータにより駆動される旋回手段が設けられており、これによって、ドレッシング工具および／または研削ウォームが、この研削ウォームの回転軸線に対して垂直に延びる軸線を中心として旋回させられるようになっており、旋回角が、機械制御装置によって少なくとも研削ウォームに対して相対的なドレッシング工具の（Ｘ方向での）目下の軸線間隔に関連して調整されるようになっていることが提案されている。

旋回手段は、ドレッシング工具および／または研削ウォームを、有利には、研削ウォームの回転軸線とディスク状のドレッシング工具の回転軸線とによって展開される平面に位置する軸線を中心として旋回させる。

提案された手段によって、ドレッシング過程を著しく短い時間で同じ品質のまま実施することが可能になる。なぜならば、少なくとも工具（研削ウォーム）の歯形の高さの一部にわたって、この歯形の、互いに反対の側に位置する両側面が同時にドレッシングされるからである。このことは、従来では不可能であった。

これによって、先端でドレッシング時間を半分だけ低減することができる。これによって、当該方法の経済性が著しく高められる。

本発明は、有利には、歯列を転動研削するための研削ウォームをドレッシングするために使用される。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、研削ウォームの形の研削工具１の自体公知の列ごとのドレッシングを見ることができる。研削ウォーム１は、軸方向断面図で見て、歯形２を有している。この歯形２は２つの側面３，４によって規定されるかもしくは仕切られる。第１の側面３だけでなく第２の側面４も、軸方向断面図で見て、ほぼ線形の形状を有している。しかし、ほぼ線形の経過には、完全に研削された歯車において相応の対応歯形を得るために、補正が重ねられている。両側面３，４は、明らかであるように、互いに反対の側に位置している。

歯形２が所望の正確な形状を有するように、ドレッシング過程が必要となる。このドレッシング過程のために、ディスク状のドレッシング工具５が設けられている。このドレッシング工具５は、軸方向断面図で見て、図１に示した形状、すなわち、第１の研削面６と第２の研削面７とを有している。両研削面６，７は、第１の側面３もしくは第２の側面４と協働するために設けられている。

ドレッシング時には、研削ウォーム１が回転軸線Ｃを中心として回転し、回転対称的なドレッシング工具５が回転軸線Ｂを中心として回転する。その後、両回転軸線Ｂ，Ｃを中心とした付与された回転時に、ドレッシング工具５の、研削面６，７を備えた作業領域が、研削ウォーム１の螺条内に「送り込まれる」。すなわち、研削ウォーム１のウォームピッチと回転数とに関連して、ドレッシング工具５が軸方向Ｙに移動させられる。この場合、列ごとに、まず、第１の側面３が整形され、その後、第２の側面４が整形される。これは、軸方向のその都度の通走後、歯形２が全高さにわたってドレッシングされているまで、ドレッシング工具５が研削ウォーム１に対して相対的に半径方向で送り座標Ｘの方向に送られることを意味している。

これに対して、本発明による解決手段（図２参照）では、異なる手段が講じられる。列ごとにドレッシングされる原理、すなわち、方向Ｙでの軸方向のその都度の通走後、半径方向Ｘへの送りが行われるという原理は維持されたままである。

しかし、いま、別の回転軸線、つまり、軸線Ａが設けられている。この回転軸線Ａを中心として、ドレッシング工具５が研削ウォーム１に対して相対的に（または研削ウォーム１がドレッシング工具５に対して相対的に）旋回させられる。回転軸線Ａは、研削ウォーム１とドレッシング工具５との間の旋回がまだ付与されない限り、有利には、研削ウォーム１の回転軸線Ｃとドレッシング工具５の回転軸線Ｂとを通って、まだ旋回させられていない状態で展開される平面に位置しかつ回転軸線Ｃに対して垂直にもしくは回転軸線Ｃに対して平行な回転軸線Ｂに対して垂直に延びる回転軸線である。

具体的には、軸線Ａは、研削ウォーム１の回転軸線Ｃとドレッシング工具５の回転軸線Ｂとの間の最短の結合線（軸線間隔）を中心とした回転軸線である。

図２には、回転軸線Ｃ，Ｂが互いに平行に位置している、すなわち、まだ旋回が付与されていない場合のドレッシング工具５の軸方向断面図が実線で示してある。この場合、ドレッシング工具は、実線で記入した研削面６，７を有している。この研削面６，７は列ごとのドレッシングのために必要になる。

いま、回転軸線Ａを中心とした旋回は、規定された半径方向の送りＸに対して、第１の研削面６が第１の側面３に接触しかつ同時に第２の研削面７が第２の側面４に接触するように行われる。図２に見ることができるように、これによって、第１の研削面６と第１の側面３との間の第１の接触点Ｐ_１と同時に第２の研削面７と第２の側面４との間の第２の接触点Ｐ_２が付与される。ディスク状のドレッシング工具５は旋回角に基づき、図２に認めることができるように、楕円形になる。

すなわち、この状態を形成するために、半径方向の各位置Ｘに対して、回転軸線Ａを中心とした異なる旋回角が必要となる。このことは、形成したい歯形がメモリされた機械制御装置（図示せず）によって生ぜしめられる。

利点は、方向Ｙでの軸方向の通走ごとに、両側面３，４の高さがドレッシングされることである。すなわち、１回の通走後、歯形２が両側面３，４でドレッシングされている。これによって、ドレッシング時間のほぼ半分を節約することができる。これによって、ドレッシングプロセスが極めてかなり経済的となる。

ドレッシングストレートエッジによる歯形２の先領域の選択的なドレッシング時には、真っ直ぐなドレッシングエッジを装備したレールもしくはストレートエッジが、研削工具１の軸線に対して垂直なストレートエッジの送りによって１回のプロセスステップで先領域で完全にドレッシングされる。この場合、ストレートエッジは軸線Ｃに対して平行なままである。このためには、ストレートエッジの長さが、有利には少なくとも研削工具１の幅である。

公知先行技術によるドレッシング工具によるドレッシングの間の研削ウォーム１の軸方向断面図である。 本発明によるドレッシングを図１に対応して示す図である。

符号の説明

１ 研削工具、 ２ 歯形、 ３ 側面、 ４ 側面、 ５ ドレッシング工具、 ６ 研削面、 ７ 研削面、 Ａ 回転軸線、 Ｂ 回転軸線、 Ｃ 回転軸線、 Ｐ_１ 接触点、 Ｐ_２ 接触点、 Ｘ 方向、 Ｙ 方向

Claims (13)

1. 研削工具（１）を整形するための方法であって、研削工具（１）が、軸方向断面図で見て、少なくとも１つの歯形（２）を有しており、該歯形（２）が、第１の側面（３）と、該第１の側面（３）と反対の側に位置する第２の側面（４）とを有しており、両側面（３，４）が、歯形（２）の縁取り部を形成しており、この場合、研削工具（２）の整形時に、第１の研削面（６）と第２の研削面（７）とを備えたディスク状のドレッシング工具（５）を、研削面（６，７）と歯形（２）との間に相対速度を付与して、研削工具（１）に対して相対的に案内し、これによって、側面（３，４）の所望の形状を生ぜしめ、この場合、第１の研削面（６）が、第１の側面（３）に対応配置されており、第２の研削面（７）が、第２の側面（４）に対応配置されている形式のものにおいて、
   少なくとも歯形（２）の高さ（Ｘ）の一部にわたって、ディスク状のドレッシング工具（５）を案内し、これによって、同時に、第１の研削面（６）を第１の側面（３）に接触させ、第２の研削面（７）を第２の側面（４）に接触させ、このために、ディスク状のドレッシング工具（５）および／または研削工具（１）を、該研削工具（１）の回転軸線（Ｃ）に対して垂直に延びる軸線（Ａ）を中心として互いに相対的に旋回させ、これによって、同時に両側面（３，４）をドレッシングすることを特徴とする、研削工具を整形するための方法。
2. ディスク状のドレッシング工具（５）を回転軸線（Ｂ）を中心として回転させ、この場合、ディスク状のドレッシング工具（５）および／または研削工具（１）が旋回させられる軸線（Ａ）が位置する平面を、研削工具（１）の回転軸線（Ｃ）とドレッシング工具（５）の回転軸線（Ｂ）とが、まだ旋回させられていない状態で展開している、請求項１記載の方法。
3. ディスク状のドレッシング工具（５）を研削工具（１）に対して相対的に旋回させる、請求項１または２記載の方法。
4. 研削工具（１）をディスク状のドレッシング工具（５）に対して相対的に旋回させる、請求項１または２記載の方法。
5. 研削工具（１）が、歯車を転動研削法で研削するための一条のまたは多条の研削ウォームである、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ドレッシング時に、研削工具（１）の側面（３，４）とドレッシング工具（５）の研削面（６，７）との間に、ほぼ点状の接触を付与する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ドレッシングを複数回のドレッシング行程の実施によって行い、該ドレッシング行程時に、ドレッシング工具（５）を研削工具（１）に対して相対的に軸方向（Ｙ）に、その都度コンスタントな半径方向の送り（Ｘ）と同時に走行させる、請求項６記載の方法。
8. ディスク状のドレッシング工具（５）をドレッシング過程時に回転軸線（Ｂ）を中心として回転させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 当該方法を、すでに予め整形された研削ウォームで実施し、これによって、歯形修正を研削ウォーム（１）の側面（３，４）に付与する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 歯形（２）の元領域および／または先領域も、研削工具（１）の回転軸線（Ｃ）に対して垂直に延びる軸線（Ａ）を中心としたドレッシング工具（５）の旋回によって行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 歯形（２）の先領域をドレッシングストレートエッジによってドレッシングする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法を実施するための研削機械であって、当該研削機械が、研削ウォームとして形成された研削工具（１）を有しており、該研削工具（１）が、回転軸線（Ｃ）を中心として回転させられる研削スピンドルに配置されており、当該研削機械が、ディスク状のドレッシング工具（５）を有しており、該ドレッシング工具（５）が、回転軸線（Ｂ）を中心として回転させられるドレッシングスピンドルに配置されており、リニアガイドが配置されており、これによって、ドレッシング工具（５）が、研削ウォーム（１）に対して相対的に軸方向（Ｙ）に走行させられるようになっていて、軸線間隔に対して半径方向に送られるようになっている形式のものにおいて、
    電動モータにより駆動される旋回手段が設けられており、これによって、ドレッシング工具（５）および／または研削ウォーム（１）が、該研削ウォーム（１）の回転軸線（Ｃ）に対して垂直に延びる軸線（Ａ）を中心として旋回させられるようになっており、旋回角が、機械制御装置（８）によって少なくとも研削ウォーム（１）に対して相対的なドレッシング工具（５）の半径方向の送り（Ｘ）に関連して調整されるようになっていることを特徴とする、研削機械。
13. 旋回手段が、ドレッシング工具（５）および／または研削ウォーム（１）を、まだ旋回させられていない状態で、研削ウォーム（１）の回転軸線（Ｃ）とディスク状のドレッシング工具（５）の回転軸線（Ｂ）とによって展開される平面に位置する軸線（Ａ）を中心として旋回させるようになっている、請求項１２記載の研削機械。

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