JP2008519699A - Grinding equipment - Google Patents
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Abstract
正面歯車を研削するための精密研削装置は中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、また中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面内で移動できる歯車テーブル部分を有する。装置は更に歯車テーブル部分に装着された、表面を硬化された正面歯車を有する。装置に装着された研削ホイールは、中心軸線Cのまわりで制御された駆動回転を行い、所定の形状の研削表面を具備する。研削ホイールは送り軸線Vに沿って制御された態様で歯車に対して進退運動を行うことができ、研削ホイールは歯車に関して接線方向に及び接線方向の送り軸線に沿って送り軸線に直交する方向に、制御された態様で移動でき、C、V、TF軸線における研削ホイールの運動及びB、W軸線における歯車の運動は中央制御手段により制御される。
【選択図】図9A precision grinding apparatus for grinding a front gear is driven in a controlled state so as to rotate around a central axis, and is controlled in a controlled state so as to rotate around a central axis. And a gear table portion movable in a vertical plane along the axis. The apparatus further includes a face-hardened front gear mounted to the gear table portion. The grinding wheel mounted on the apparatus performs a controlled rotation around the central axis C and has a grinding surface of a predetermined shape. The grinding wheel can move back and forth with respect to the gear in a controlled manner along the feed axis V, the grinding wheel being tangential to the gear and along the tangential feed axis in a direction perpendicular to the feed axis. The movement of the grinding wheel in the C, V, TF axes and the movement of the gears in the B, W axes are controlled by the central control means.
[Selection] Figure 9
Description
本発明は一般に正面歯車の開発のための方法及び装置に関し、特に、高動力伝達に適する正面歯車の開発のための方法及び装置に関する。 The present invention relates generally to a method and apparatus for the development of a face gear, and more particularly to a method and apparatus for the development of a face gear suitable for high power transmission.
高動力伝達のための正面歯車の開発は比較的近年のものである。歴史的には、正面歯車セットを介しての動力の伝達は次の2つの因子のため比較的低レベルに制限されていた。これらの因子とは、1)番い合う歯車の歯形がシェーパー切削により得られること及び2)許容できる歯形を形成することができるが、シェーピング加工により作成した歯は硬い表面を有しないことである。シェーピング加工により作成した歯形は結果としての正面歯車セットをほぼ完全な整合状態に維持することを必要とした。従来は、シェーピング加工された歯の表面を硬化させるために正面歯車セットに対して遂行する任意の作業は硬化作業中に正面歯車セットの形を歪める傾向を有していた。 The development of front gears for high power transmission is relatively recent. Historically, power transmission through a front gear set has been limited to a relatively low level due to two factors: These factors are 1) that the tooth profile of the gears that mesh with each other can be obtained by shaper cutting, and 2) that an acceptable tooth profile can be formed, but that the teeth created by shaping do not have a hard surface. . The tooth profile created by shaping required the resulting front gear set to be kept in almost perfect alignment. In the past, any work performed on the front gear set to harden the shaped tooth surface has tended to distort the shape of the front gear set during the hardening operation.
正面歯車の以前の製造方法はフェローズ社(Fellows Corporation)により開発されていた。方法は歯車シェーパー装置を使用し、仕上がった製品は低動力の用途に使用できる。
本出願人は高動力伝達用途に適する正面歯車セットを製造する新規な方法及び装置を先に開発し、その方法及び装置は米国特許第6,390,894号明細書に記載されている。この文献は参照のためにその全体をここに組み込む。
The Applicant has previously developed a new method and apparatus for producing a face gear set suitable for high power transmission applications, which method and apparatus are described in US Pat. No. 6,390,894. This document is hereby incorporated by reference in its entirety.
フェローズ社の方法は正面歯車の歯をシェーピングするための金属切削プロセスを使用する。このプロセスは適当な硬度及び金属切削特性を有する材料にのみ適用することができる。材料が硬過ぎる場合、シェーパー工具は有効に切削を行うことができない。このシェーピングプロセスは低動力用途に適する金属から歯車歯を仕上げ切削するためにのみ有効に使用することができる。このプロセスは高動力用途に必要な精度及び表面仕上げを与えない。 The Fellows method uses a metal cutting process to shape the teeth of the front gear. This process can only be applied to materials with suitable hardness and metal cutting properties. If the material is too hard, the shaper tool cannot cut effectively. This shaping process can only be used effectively to finish cut gear teeth from metal suitable for low power applications. This process does not provide the accuracy and surface finish required for high power applications.
本発明は正面歯車を研削するための精密研削装置に関し、この装置は、中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面内でも移動できる歯車テーブル部分を有する。装置は更に歯車テーブル部分に装着された表面を硬化された正面歯車を有する。装置に装着された研削ホイールは中心軸線Cのまわりで制御された回転駆動を行い、所定の形状の研削表面を具備する。研削ホイールは制御された態様で送り軸線Vに沿って歯車に対して進退運動でき、研削ホイールは接線方向の送り軸線TFに沿って送り軸線Vに垂直に接線方向において歯車に関して制御された態様で移動することができ、この場合、C、V、TF軸線における研削ホイールの運動及びB、W軸線における歯車の運動は中央制御手段により制御される。 The present invention relates to a precision grinding apparatus for grinding face gears, which is driven in a controlled manner to rotate about a central axis and moves in a controlled manner in a vertical plane along the axis. It has a gear table portion that can. The apparatus further includes a face-hardened front gear mounted to the gear table portion. A grinding wheel mounted on the apparatus is controlled to rotate around a central axis C and has a grinding surface of a predetermined shape. The grinding wheel can move back and forth with respect to the gear along the feed axis V in a controlled manner, and the grinding wheel can be controlled with respect to the gear in the tangential direction perpendicular to the feed axis V along the tangential feed axis TF. In this case, the movement of the grinding wheel in the C, V, TF axes and the movement of the gears in the B, W axes are controlled by the central control means.
本発明の代わりの実施の形態においては、装置は更に正面歯車上に歯を形成するための送り機構を有し、この送り機構は、正面歯車が正面歯車の歯面の全幅を横断するように、垂直及び水平の複合方向に正面歯車を移動させるようになっている。 In an alternative embodiment of the present invention, the apparatus further comprises a feed mechanism for forming teeth on the face gear, such that the face gear traverses the full width of the face face of the face gear. The front gear is moved in the vertical and horizontal compound directions.
更に別の実施の形態においては、本発明はテーパー付ピニオンギヤのための研削装置を提供し、この装置は、研磨により歯車に歯を形成するためのその上に装着された研削部分を備えたベースと、研削部分に対して並置しこれと共働するようにベースに装着された歯車駆動部分と、歯車駆動部分に装着され、所定の寸法及び形状の予め形成された歯を有する表面を硬化されたテーパー付ピニオンギヤとを有する。この実施の形態においては、歯車駆動部分はB1で示す中心軸線において第1のCNC制御部分により制御されるような態様でピニオンギヤを回転させる能力を有し、また、第2のCNC制御部分により制御されるような態様でWにて示す垂直軸線においてピニのギヤを上下に移動させる能力を有する。研削部分は、その上に研削表面を備え所定の形状のウオームを持つ研削ホイールを有し、Cで示す中心軸線において研削ホイールの回転を制御するように第3のCNC制御部分により回転駆動され、制御される。研削ホイールはまたV軸線に沿ってのピニオンギヤに対する研削ホイールの進退運動を制御するための第4のCNC制御部分と、TF軸線に沿ってV軸線に垂直にピニオンギヤに関して接線方向において研削ホイールの運動を制御するための第5のCNC制御部分とを有する。CNC制御部分は連続する研削作業において歯車に歯を形成するためにウオームをピニオンギヤの歯と噛み合わせるように一緒に共働する。 In yet another embodiment, the present invention provides a grinding apparatus for a tapered pinion gear, the apparatus comprising a base with a grinding portion mounted thereon for forming teeth on a gear by polishing. And a gear drive part mounted on the base so as to be juxtaposed to and co-operate with the grinding part, and a surface having pre-formed teeth of a predetermined size and shape attached to the gear drive part. And a tapered pinion gear. In this embodiment, the gear drive portion has the ability to rotate the pinion gear in such a manner that it is controlled by the first CNC control portion in the central axis indicated by B1, and is controlled by the second CNC control portion. In this manner, it has the ability to move the pinion gear up and down on the vertical axis indicated by W. The grinding part has a grinding wheel with a grinding surface with a grinding surface thereon and is rotationally driven by a third CNC control part so as to control the rotation of the grinding wheel in the central axis indicated by C, Be controlled. The grinding wheel also has a fourth CNC control part for controlling the advancing and retracting movement of the grinding wheel relative to the pinion gear along the V-axis, and the grinding wheel movement in the tangential direction with respect to the pinion gear perpendicular to the V-axis along the TF axis. And a fifth CNC control part for controlling. The CNC control parts work together to engage the worm with the teeth of the pinion gear to form teeth on the gears in successive grinding operations.
本発明の任意の上述の実施の形態は更に研削中に歯車歯の燃焼を阻止するために高圧温度冷却剤装置を有することができる。 Any of the above-described embodiments of the present invention can further include a high pressure temperature coolant device to prevent gear tooth combustion during grinding.
同様の部品を同様の符号で示す図に戻ると、符号10は従来の平歯車研削装置を全体的に示す。(部分的に示す)機械2は双頭矢印16で示すような直線運動を生じさせることのできる可動のキャリッジ14を具備する。キャリッジ14はリードシャフト20に接続された歯車駆動ヘッド18を具備する。駆動ヘッド18から遠い方のシャフト20の端部はシャフト20を安定させるために心押台22内でセンタリングされる。平歯車24はシャフト20に装着され、駆動ヘッド18により制御された状態で回転させられる。
Returning to the figures where like parts are indicated by like numerals,
平歯車研削ホイール26は平歯車24の周辺表面と係合した状態で示す。研削ホイール26は図3に示す研削ホイール36と同じ形をしており、双頭矢印8で示すように歯車24に対して進退運動できるようにしなければならない。研削ホイールの回転は平歯車の回転と調和して機能する。
Spur
研削された平歯車を製作するため、研削ホイール26は歯車24の方へ前進させられ、一方、研削ホイール26が平歯車の選択された領域内へ所望の深さまで前進するまで、歯車24は研削ホイール26における「ウオーム」プロフィールと同期して調歩的に回転させられる。このとき、平歯車は軸方向へ徐々に移動し、研削ホイール26が歯車の歯長に沿って研削を完了するのを許容する。歯の寸法及びプロフィールが達成されるまで、
このプロセスは増大する材料除去のために繰り返される。
To produce a ground spur gear, the
This process is repeated for increasing material removal.
図2は研削プロフィールを有するようにドレッシングされる前の従来の研削ホイール30を示す。
図3は(先に述べたような平歯車の歯を研削するために使用される)ウオームプロフィール38を含む研削ホイール36を示し、このプロフィールはウオームプロフィールを提供するために特殊な形状のドレッシングディスク42を担持するドレッシング工具40により形成される。研削ホイール36が回転するとき、ドレッシング工具40は研削ホイール36の表面を横切って移動する。所望の歯形状が達成されるまで、ディスク42はホイール36の表面内へ前進する。ホイール36の表面上のプロフィール38の形状は研削ディスク42のプロフィールの形状により形成される(すなわち、ディスク42の回転軸線はホイール36の回転軸線に普通平行である。)
図4は並みの正面歯車50及びこれと番い合うピニオン52を示す。正面歯車50上の歯54は半径方向に延び;ピニオン52上の歯56はピニオン52の回転軸線に平行である。
FIG. 2 shows a
FIG. 3 shows a
FIG. 4 shows a plain
図5は正面歯車50及びピニオンを断面で示す。歯54、56は噛み合った状態で示す。
図6はシェーパーカッタ60により正面歯車50の歯をシェーピングする従来の方法を示す。シェーパーカッタ60は(矢印62で示すように)軸方向で往復運動し、その間、正面歯車50及びシェーパーカッタ60は、所望の歯形状が得られるまで、シミュレートした噛み合い係合状態で絶えず移動する。
FIG. 5 shows the
FIG. 6 shows a conventional method of shaping the teeth of the
図7は本発明の教示に従って構成された正面歯車作業ヘッド68及び正面歯車研削ヘッド100を示す。図7に示す実施の形態は並の、凸状の又は凹状の正面歯車の歯を研削するために使用される。図では、凸状の正面歯車70は軸線74のまわりで回転するように制御可能な回転テーブル72に装着された状態で示す。回転テーブル72はCNC駆動モータ80に直接装着される。モータ80は回転テーブル72を駆動するように作用し、ベース76に直接装着される。正面歯車作業ヘッド68は旋回軸線78のまわりで旋回できる。正面歯車作業ヘッド68の旋回の度合いは図9に示す旋回セレクタ108により厳密に制御される。全体の回転する正面歯車ヘッド68は好ましくは、矢印90で示すように、歯の研削作業中垂直方向において制御された運動を行うことができる。CNC制御は垂直軸線での制御された運動を許容する。図示の例においては、歯車の回転軸線は研削中水平の方位に維持される。
FIG. 7 illustrates a face gear working head 68 and a face
研削ヘッド100はその上に回転自在に装着された研削ホイール102を有する。研削ヘッド100は正面歯車作業ヘッド68及び研削ホイール102に関して精確に位置決めされる。全体の研削ヘッド100は、矢印210で示すように、歯の研削作業中水平方向において制御された運動を行うことができるようにしなければならない。CNC制御は水平軸線における制御された運動を許容する。
The grinding
研削ホイール102は特殊なウオームプロフィール268(例えば、図10、15参照)を具備し、研削作業は、研削ホイールのプロフィール268及び正面歯車が精確に噛み合う(すなわち、研削ホイール102のウオームが正面歯車70の歯と噛み合うプロフィールを有する)ように、研削ホイール102を正面歯車70の方へ前進させることにより実行される。正面歯車70の歯を発生させるための送り機構は、研削ホイールが正面歯車70の歯面71の全体の幅を横断してしまうまで、垂直及び水平の複合方向へ正面歯車70をゆっくり移動させる。研削ホイール102は、所望の歯のプロフィールが得られるまで、各継続するパスにおいて正面歯車70の歯面71の表面内へ徐々に前進する。
The
図8は本発明が研削できる正面歯車の形状の例を示す。並みの正面歯車50、凸状の正面歯車70及び凹状の正面歯車106はすべて本発明の教示を使用して研削することができる。正面歯車の種類を決定するために使用される基準は歯車の歯面71と歯車の回転軸線82との間の角度測定を含む。本発明はまた、この図面には示さないが、後に詳細に説明するピニオンギヤを研削するようにすることもできる。
FIG. 8 shows an example of the shape of a front gear that can be ground by the present invention.
図9は本発明の教示に従って構成された完全な研削機械200を示す。ベース202が設けられ、正面歯車作業ヘッド68は所定の態様でベース上に装着することができる。この装置はその上に正面歯車70を装着した回転テーブル72をその軸線(「B」で示す軸線)のまわりで制御された態様で駆動する。回転テーブル72はCNC駆動モータ80に直接装着される。モータ80は回転テーブル72を駆動するようになっており、ベース76に直接装着される。ベース76は作業テーブル214に装着され、この作業テーブルは、正面歯車作業ヘッド68が作業テーブル214の装着地点のまわりで旋回することを許容する。これは、正面歯車が「WTS」軸線として示す手動で調整可能な角度旋回設定を行えるのを許容する。作業テーブル214は駆動モータ222によりレール216に沿って垂直面内で移動できるように強制される。この垂直軸線は「W」軸線として示す。
FIG. 9 shows a
その上に研削ホイール102を装着した研削ヘッド100は、研削ホイール102が正面歯車作業ヘッド68に対して進退運動でき、研削ホイール102が同様に作業ヘッド68に対して接線方向に移動できるような態様で、ベース202に装着される。研削ヘッド100は正面歯車作業ヘッド68に対するキャリッジ254の進退運動を生じさせるようにレール259に沿って移動できる。これは自由軸線であって、「V」軸線として示す。キャリッジ254はまた正面歯車70に関する接線方向への研削ホイール102の運動を生じさせるようにレール252に装着される。この軸線は「TF」軸線として示す。研削テーブル258は枢動軸線260のまわりでキャリッジ254を枢動させることができる。これは研削ホイール枢動軸線であって、「WT」軸線として示す。研削ホイール102は軸線「C」として示す軸線のまわりで回転し、キャリッジ254に一体的に装着されたモータ262により駆動される。研削ホイール102は図10に示すようなその表面上に描かれる所定のプロフィールを有する。図9の研削機械の他の図は図16、17で提供される。
The grinding
機械200の初期の組み立て中、軸線「TF」及び「WT」が設定され、正面歯車70上に既に存在する歯形状に関してロックされる。(正面歯車70は機械200に装着される前に歯シェーピング及び表面硬化作業を既に受けている。)正面歯車70に対する研削ホイール102の初期の接近中、モータ262は軸線「C」のまわりで研削ホイール102を回転させ、モータ80は軸線Bのまわりで正面歯車70を回転させる。軸線「C」及び「B」の回転は定められた同期する態様で行われる。所望の研削位置に達するまで、キャリッジ254は正面歯車70の方へ研削ホイール102を運ぶように「V」軸線に沿って送られる。研削中、正面歯車70の全体の歯面71が研削ホイール102により横断されるのに十分なほど研削ホイールが移動してしまうまで、正面歯車テーブル214は送り軸線「W」に沿った制御された運動を受け、研削ヘッド100は送り軸線「V」に沿った制御された運動を受ける。次いで、歯形及び形状の所望の深さが得られるまで、研削ホイール102はテーブル214の方へ僅かに移動し、検索作業が繰り返される。
During the initial assembly of the
回転ダイアモンドドレッシング工具組立体264はまたレール256に沿って研削テーブル258に装着される。組立体264はダイアモンドで含漬されたディスク280(図10参照)を回転させる回転装置266を有する。ディスク280は(研磨により)研削ホイール102に定められた形状を発生させるために使用される。装置266はこの装置266を装着したポスト270上及びそのまわりで高さ及び角度を調整できる。全体のドレッサ組立体264は3つの軸線において制御された運動を行えるようにテーブル258に装着される。第1の運動軸線は、送りテーブル274に装着されたドレッサ組立体がレール272に沿って研削ホイール102に対して前後に進退運動するのを許容する。この軸線は「Y」軸線として示す。
The rotating diamond
レール256に沿ったドレッシング工具組立体264の(研削ホイール102の軸線に平行な)並進態様の運動は「X」軸線として示す。ポスト270のまわりでのドレッサホイール280の角度的な態様の運動は角度軸線「A」を画定する。研削ホイールのプロフィールは、ドレッサ組立体264のディスク280が研削ホイール102のプロフィールと適正に噛み合うように、ドレッサ組立体264のための送りテーブル組立体274の運動が研削ホイール102の回転と同期することを要求する。
Translational movement of the dressing
部分的に完成し、表面を硬化された正面歯車70の研削作業は次の通りである:
回転テーブル72は所定の傾斜(WTT)及び旋回(WTS)設定となるように手動で設定され、これらの位置はロックされる。部分的に仕上がった歯車は軸線「B」上で所定の角度位置を有するように回転テーブル72に装着される。次いで、研削ホイールキャリッジ254が枢動軸線WT上で適当な角度に設定され、ロックされる。研削ホイール102が正面歯車70に関して「TF」軸線上の所定の位置に設定されるまで、キャリッジ254はレール252に沿って移動する。
The grinding operation of the partially completed and hardened face gear 70 is as follows:
The turntable 72 is manually set to have a predetermined tilt (WTT) and turn (WTS) setting, and these positions are locked. The partially finished gear is mounted on the rotary table 72 so as to have a predetermined angular position on the axis “B”. The grinding wheel carriage 254 is then set at an appropriate angle on the pivot axis WT and locked. The carriage 254 moves along the
このとき、回転する研削ホイール102は、水平方向において部分的に仕上がった回転する正面歯車70の方へ移動するように、「V」「送り」軸線に沿って移動させられる。次いで、回転する正面歯車70は垂直方向において回転する研削ホイールとの係合地点の方へ「W」「送り」軸線に沿って移動させられる。これらの直線軸線は初期の正面歯車研削位置を達成するようにCNC制御の下で独立に又は同時に移動することができる。
At this time, the
正面歯車70の研削を遂行し、研削ホイール102が歯車70の歯面71の全幅を横断するのを許容するため、作業テーブル214はこのときレール216に沿って垂直に移動する。この開示を読んだ当業者にとって明らかなように、「V」及び「W」送り軸線の組み合わさったCNC運動は、正面歯車製造装置が(凹状から凸状までの)種々の正面歯車形状を研削できるようにする。正面歯車70内に所望の寸法及び歯形状が得られるまで、このプロセスは一連の研削パスとして繰り返される。
The work table 214 then moves vertically along the
研削作業中、周期的に、研削ホイール102のプロフィールを回復させなければならない。これが必要になったときには、研削ホイール102は正面歯車70から引き戻され、ドレッサ組立体264は、研削ホイール102と係合し、ホイール102のプロフィールをその元のプロフィールに回復させるように、レール272、256上の適所に運ばれる。研削ディスク280はホイール102のプロフィール268を所要の寸法形状に回復させるために制御された態様で移動するようにCNC制御に従って研削ホイール102と係合させられる。
During the grinding operation, the profile of the
図14はピニオンギヤ300の仕上げ研削を許容するように修正された図9の装置を示す。この例では、ピニオン300はテーパー付平歯車である。ここでは、研削ホイール302は正面歯車研削のために研削ホイール102の表面に描かれたプロフィールとは大幅に異なるプロフィールを担持する。ホイール302の表面に描かれるプロフィールは図3に示すものと同様である。
FIG. 14 shows the apparatus of FIG. 9 modified to allow finish grinding of the
図9の正面歯車作業ヘッド68は、作業テーブル304に取って代えられ、作業テーブル304は研削中ピニオン300を支持し回転させる。
テーパー付ピニオン300は研削ホイール302と同期した角度運動で「B1」として示す軸線のまわりで回転する。作業テーブル組立体304は図9に関して既に述べたような「W」軸線として示すレール216に沿って垂直並進運動を行うことができる。「V」軸線に沿った研削ホイール302の運動は、「W」軸線に沿ったピニオン300の運動と同様に、CNC制御される。当業者なら明らかなように、「V」軸線における研削ホイール302の運動はテーパー付平歯車ピニオン300を生じさせるためにレール216に沿ったテーブル304の運動と注意深く連動させなければならない。
The front gear working head 68 of FIG. 9 is replaced by a work table 304, which supports and rotates the
研削ホイール302のためのドレッサ装置は先に述べたようにする必要があるが、図を明瞭にするため図14から省略する。
更に、本発明の任意の正面歯車研削装置は研削中の歯車の歯の燃焼を阻止するために高圧温度制御冷却剤装置を含むことができることが考えられる。
The dresser device for grinding
It is further contemplated that any front gear grinding apparatus of the present invention can include a high pressure temperature controlled coolant device to prevent burning of the gear teeth during grinding.
ここで定義される軸線は次の通りである: The axes defined here are:
正面歯車研削機械の基本的な作動
図11は本発明の教示に従って構成された正面歯車研削機械の平面図を提供する。機械200はCNC装置を利用し、この装置は、プログラムの一連のインストラクションを介して所定の態様でその制御の下に軸線を移動させることができる。歯車の異なる形状に対して機械200のドレッシングサイクル及び歯車研削サイクルを制御するために多数のプログラムを用いる。CNC制御は、ドレッシングサイクルと研削サイクルとが切り換わった場合でさえ、運動軸線を継続的に同期させることができる。
Basic Operation of a Face Gear Grinding Machine FIG. 11 provides a top view of a face gear grinding machine constructed in accordance with the teachings of the present invention. The
手動設定
作業テーブル212の旋回「WTS」は普通垂直位置で設定され、ここで述べた歯車のためにロックされる。この特徴は螺旋歯車形状の要求のために組み込まれる。研削ホイール102の傾斜「WT」は進み角補償のために設定される。研削ホイール接線送り「TF」は水平面において歯車の中心軸線に関してホイールを位置決めする。CNC制御される場合、この特徴は螺旋歯車形状の要求のために組み込まれる。ドレッサ回転装置266の傾斜は角度クリアランス「DT」及びダイアモンドディスク280研削ホイール102の中心線高さ「DH」のために設定される。
Manual setting The swivel “WTS” of the work table 212 is normally set in the vertical position and locked for the gears described here. This feature is incorporated for the requirement of a helical gear shape. The inclination “WT” of the
CNC制御される研削ホイールドレッシング
CNC制御のメモリー内に記憶されたCNCプログラムはこのプロセスを制御するために選択される。これらのプログラムは、研削ホイール上に所要の形状を発生させるように、定められた態様で、ドレッサ軸線X、Y、A及び研削ホイール102の軸線Cの運動を指令する。これらのプログラムはドレッサ組立体264の軸線X、Y、Aの運動速度及び方向に関する研削ホイール102の回転速度及び方向を制御する。
CNC controlled grinding wheel dressing A CNC program stored in a CNC controlled memory is selected to control this process. These programs command the movement of the dresser axes X, Y, A and the axis C of the
CNC及び選択されたプログラムを介して、研削中の歯車70の(軸線B)の回転速度に関する研削ホイール102(軸線C)の回転速度が制御される。この関係はCNCの特徴である電子歯車箱を介して制御される。研削ホイール102であるウオームギヤと仕上げ研削中の歯車である70の如き正面歯車との間の噛み合いをシミュレートする研削プロセスにとっては、これは重要な特徴である。また、プログラム及びCNCを介して、次の機能も制御される:
加工片(正面歯車70)に対する研削ホイール102の送り込みである切削(軸線V)の深さ;
研削ホイール102(軸線W)を横切る加工片の垂直送り;
加工片(正面歯車70)に対する研削ホイール102の位置決めである接線送り(TF);
ドレッサダイアモンドディスク280の速度;
研削ホイール102の初期の及び周期的な再ドレッシングのためのドレッサの運動のX、Y、A軸線の制御;
寸法的な片寄り及び調整;及び
冷却剤のオン/オフ及び機械の潤滑。
Via the CNC and the selected program, the rotational speed of the grinding wheel 102 (axis C) with respect to the rotational speed of the gear 70 (axis B) being ground is controlled. This relationship is controlled via an electronic gearbox, which is a feature of CNC. This is an important feature for a grinding process that simulates the meshing between a worm gear, which is the
The depth of cutting (axis V), which is the feeding of the
Vertical feed of the workpiece across the grinding wheel 102 (axis W);
Tangential feed (TF), which is the positioning of the
The speed of the
Control of the X, Y, A axes of the movement of the dresser for initial and periodic redressing of the
Dimensional offset and adjustment; and coolant on / off and machine lubrication.
本発明を実施するために首尾よく使用できる歯車70のための基本的な材料の組成の例は次の通りである:
(a)以下の成分を有するSAE9310
鉄 94.765%
ニッケル 3.25%
クロム 1.20%
マンガン 0.55%
モリブデン 0.11%
炭素 0.10%
ケイ素 最大0.045%;または
(b)以下の成分を有するPYROWEAR合金53
鉄 90.2%
モリブデン 3.25%
銅 2.00%
ニッケル 2.00%
クロム 1.00%
ケイ素 1.00%
炭素 0・1%
バナジウム 0.1%
本発明の実施の形態の上述の説明は図示及び記述のために提示されたものであり、本発明を余すことなく述べたものではなく、または、本発明を開示された精確な形状に限定するものでもない。記述は、他の当業者が種々の実施の形態として及び考えられる特定の使用に適するような修正を伴って本発明を最良に利用できるように、本発明の原理及びその原理の実践的な応用を最良に説明するために、選択された。本発明の要旨は明細書により限定されるものではなく、特許請求の範囲により規定されるものである。
Examples of basic material compositions for the gear 70 that can be successfully used to practice the present invention are as follows:
(A) SAE9310 having the following components
Iron 94.765%
Nickel 3.25%
Chrome 1.20%
Manganese 0.55%
Molybdenum 0.11%
Carbon 0.10%
PYROWEAR Alloy 53 with up to 0.045% silicon; or (b)
Iron 90.2%
Molybdenum 3.25%
Copper 2.00%
Nickel 2.00%
Chromium 1.00%
Silicon 1.00%
Carbon 0.1%
Vanadium 0.1%
The foregoing descriptions of the embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description, and are not exhaustive or limit the invention to the precise forms disclosed. Not a thing. The description is provided to illustrate the principles of the invention and the practical application of the principles so that others skilled in the art can best utilize the invention in various embodiments and with modifications suitable for a particular use. Was chosen to best explain. The gist of the present invention is not limited by the specification, but is defined by the claims.
Claims (18)
中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面V内で移動できる適当な歯車テーブル部分と;
上記歯車テーブル部分に装着され、その中に形成された一連の歯車歯を有する、表面を硬化された正面歯車と;
上記装置に装着され、中心軸線Cのまわりで制御された駆動回転を行い、所定の形状の研削表面を具備し、送り軸線Vに沿って制御された態様で上記歯車に対して進退運動を行うことができ、当該歯車に関して接線方向に同歯車の方へ及び接線方向の送り軸線TFに沿って上記送り軸線Vに直交する方向に、制御された態様で移動できる研削ホイールと;
を有し、
上記C、V、TF軸線における上記研削ホイールの運動及びB、W軸線における上記歯車の運動が中央制御手段により制御されることを特徴とする精密研削装置。 In precision grinding equipment for grinding front gears,
A suitable gear table portion which is driven in a controlled manner to rotate about a central axis and which can be moved in a controlled manner in the vertical plane V along the axis;
A face-hardened front gear mounted to the gear table portion and having a series of gear teeth formed therein;
It is mounted on the device, performs a controlled rotation around the central axis C, has a grinding surface of a predetermined shape, and moves forward and backward with respect to the gear in a controlled manner along the feed axis V. A grinding wheel capable of being moved in a controlled manner in a controlled manner in a direction tangentially towards the gear and with respect to the gear in the direction perpendicular to the feed axis V along the tangential feed axis TF;
Have
A precision grinding apparatus characterized in that the movement of the grinding wheel in the C, V and TF axes and the movement of the gear in the B and W axes are controlled by a central control means.
Y軸線に沿った上記研削ホイールの上記研削表面に対して進退する制御された運動のための第2の所定の形状を備えた被駆動研削ディスクを有し、同ディスクが、当該研削ホイールの上記C軸線に実質上平行な軸線Xに沿って運動するように、上記装置に装着され、
上記X軸線が上記Y軸線と直交しており、上記ディスクがまた中央のドレッシング軸線Aのまわりで角度運動を行うことができ、
上記X、Y、A軸線における上記運動が、上記研削ホイールの上記研削表面を生じさせ及び同表面を上記所定の形状に回復させるように、上記中央制御手段により及びその下で連動させられることを特徴とする請求項1に記載の精密研削装置。 A dressing device is mounted on the device in a predetermined relationship to the grinding wheel, the dressing device comprising:
A driven grinding disc having a second predetermined shape for controlled movement back and forth relative to the grinding surface of the grinding wheel along the Y axis, the disc being Mounted on the apparatus for movement along an axis X substantially parallel to the C axis;
The X axis is perpendicular to the Y axis, and the disk can also make an angular motion about a central dressing axis A;
The movement in the X, Y, A axes being interlocked by and below the central control means to produce the grinding surface of the grinding wheel and to restore the surface to the predetermined shape. The precision grinding apparatus according to claim 1, wherein the precision grinding apparatus is characterized.
研磨により歯車に歯を発生させるための、その上に装着された研削部分を有するベースと;
上記研削部分に並置して上記ベースに装着され、当該研削部分と共働する歯車駆動手段と;
上記歯車駆動部分に装着され、所定の寸法及び形状の予め形成された歯を有する、表面を硬化されたテーパー付ピニオンギヤと;
を有し、
上記歯車駆動部分がB1で示す中心軸線において第1のCNC制御部分により制御されるような態様で上記ピニオンギヤを回転させる能力を有し、当該歯車駆動部分がまた第2のCNC制御部分により制御されるような態様にてWで示す垂直軸線において当該ピニオンギヤを上下に移動させる能力を具備し、
上記研削部分が、所定の形状のウオームをその中に発生させる研削表面をその上に備えた研削ホイールを有し、上記研削ホイールがCで示すその中心軸線において当該研削ホイールの回転を制御するように第3のCNC制御部分により回転駆動され、制御されるようになっており、該研削ホイールが更に、X軸線に沿った上記ピニオンギヤに対する該研削ホイールの進退運動を制御するように、それに作動的に関連する第4のCNC制御部分を有し、該研削ホイールが更に、TF軸線に沿った当該ピニオンギヤに関して接線方向で上記V軸線に直交する方向において該研削ホイールの運動を制御するように、それに作動的に関連する第5のCNC制御部分を有し、
上記CNC制御部分が、連続的な研削作業において上記歯車内に歯を形成するために上記ウオームを上記ピニオンギヤの上記歯とかみ合わせるように、一緒に共働することを特徴とする研削装置。 In precision grinding equipment for tapered pinion gears,
A base having grinding portions mounted thereon for generating teeth on the gear by polishing;
A gear drive means mounted on the base in juxtaposition with the grinding part and cooperating with the grinding part;
A hardened surface tapered pinion gear mounted on the gear drive and having pre-formed teeth of a predetermined size and shape;
Have
The gear drive part has the ability to rotate the pinion gear in such a manner that it is controlled by the first CNC control part in the central axis indicated by B1, and the gear drive part is also controlled by the second CNC control part. In the vertical axis indicated by W in such a manner, the ability to move the pinion gear up and down,
The grinding part has a grinding wheel on it with a grinding surface on which a worm of a predetermined shape is generated, said grinding wheel controlling the rotation of the grinding wheel at its central axis indicated by C Is driven and controlled by a third CNC control portion, and the grinding wheel is further operative to control the forward and backward movement of the grinding wheel relative to the pinion gear along the X axis. A fourth CNC control portion associated with the grinding wheel, wherein the grinding wheel further controls movement of the grinding wheel in a direction tangential to the pinion gear along the TF axis and perpendicular to the V axis. A fifth CNC control portion operatively associated;
Grinding apparatus characterized in that the CNC control parts work together to engage the worm with the teeth of the pinion gear to form teeth in the gear in a continuous grinding operation.
Yで示す軸線に沿った上記研削表面に対する上記ドレッシング部分の進退運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第6のCNC制御部分と;
上記C軸線に実質上平行なXで示す軸線に沿った上記ドレッシング部分の運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第7のCNC制御部分と;
Aとして示す枢動軸線のまわりでの上記ドレッシング部分の角度運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第8のCNC制御部分と;
を有することを特徴とする請求項14に記載の研削装置。 The above three additional CNC control parts are:
A sixth CNC control portion operatively associated with the dressing portion to control the advancement and retraction of the dressing portion relative to the grinding surface along the axis indicated by Y;
A seventh CNC control portion operatively associated with the dressing portion to control movement of the dressing portion along an axis indicated by an X substantially parallel to the C axis;
An eighth CNC control portion operatively associated with the dressing portion to control the angular movement of the dressing portion about the pivot axis indicated as A;
The grinding apparatus according to claim 14, comprising:
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