JP2017109298A - 修整済みギヤ歯形状を有するワークピースの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ワークピースの所望の歯形修整を指定する工程と、
上記ワークピースの所望の歯形修整を施すために必要な規定の接触パスに沿って、工具の修整を決定する工程と、
この方法で決定された修整に対応する工具の位相修整を、上記接触パスに沿って決定する工程、及び/又は、この方法で決定された修整に対応する位相修整を、上記接触パスに沿って決定するのに適した、工具のドレッシング中のドレッサの工具に対する位置の変化を決定する工程とを含む。
ワークピースの所望の歯形修整を指定する工程と、
ドレッシングプロセスの修整を行うことなく、上記所望の歯形修整からの偏差を最小とするドレッサと工具との組み合わせを、複数のドレッサと工具との組み合わせから選択する工程と、
前記偏差を補償するための工具の位相修整を施すために、前記ドレッサを線接触させて、前記工具を修整ドレッシング(modified dressing)する工程と、
機械加工ストローク中に変化しない接触パスを有する上記のドレッシングされた工具を使用して、ワークピースを創成機械加工し、所望の歯形修整を施す工程とを含む。
上記でより詳細に述べた通り、本発明の方法によれば、創成機械加工において、指定された初期シフト位置又はこの初期シフト位置により規定される接触パスを利用して、指定された歯形修整を実質的に正確に施すことができる。これとは対照的に、このような理想的な初期シフト位置又は理想的な接触パスに対してシフトされた初期シフト位置又は接触パスを利用すると、所望の歯形修整からの偏差が生じる。これは、位相修整は、1本の接触パス又は1つの初期シフト位置について、所望の形状を正確に有することができるに過ぎないからである。しかし、多くの場合、それを利用して所望の歯形修整を許容差範囲で施し得る、複数のシフトされた接触パス又は複数の初期シフト位置が存在する。これにより、工具又は工具幅を、よりよく利用できる。
a) 工具からのドレッサの中心距離を、工具の回転角度又は工具幅位置に応じて変化させること、すなわち、送り出しを工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させることと、
b) 工具又はドレッサの軸方向送り出しを、工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させること、すなわち、ドレッサ又は工具のシフト運動を工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させることと、
c) 工具及びドレッサの軸交差角を、工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させること、すなわち、工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて可変な、工具に対するドレッサの回動運動と、
d) 工具の速度を、工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させること
のうちの1つ以上を行って施され得る。
工具の回転角度は、典型的には工具幅位置に固定的に結びついているので、ドレッサによって工具に施される歯形を歯面に沿ってシフトさせる。したがって、工具の回転角度と工具幅位置との比を変化させることによって、修整を施すことができる。
さらに、所望の修整を施すためのドレッサと工具との相対位置決めの間、少なくとも3の自由度、好ましくは4あるいは5の自由度が用いられてもよい。好ましくは、これら自由度は、所望の修整を施すことを目的として、互いから独立して設定される。具体的には、工具の回転角度、工具の軸方向位置、ドレッサのy位置、中心距離、及び軸方向交差角の5のうちの少なくとも3、又は4、又は全てが使用できるのが好ましい。工具の軸方向位置、すなわち、工具幅位置は、好ましくは、ドレッサの接触線を変位させるのに使用される。残りの4の自由度のうちの2、又は3、又は4は、接触線に沿った特定の修整を施すために、互いから独立して設定され得る。
本発明は、ウォームをドレッシングし、対応のドレッシングされたウォームを使用して平歯車のギヤ歯を創成研削する方法に関する。本発明の方法により、時間のかかる外形ドレッサの使用をせずに、創成研削されたギヤ歯の歯形を所定のドレッサの一定の制限内で自由に指定できる。クラウニング又は歯元/歯先リリーフのような、自由な歯形修整は、具体的には、これらの修整を保存しない又は他の修整を保存するドレッサを使用して施すことができる。これらのギヤ歯は全て、創成可能な歯形、すなわち、ウォームを使用して研削可能な歯形を有する。これらのギヤ歯は、具体的には、インボリュート歯形を有し得る。これらのギヤ歯は、対称でも非対称でもよい。インボリュート歯形については、このことは、左右の歯面のプロファイル角及び/又は歯形修整も互いに異なり得ることを意味する。さらには、ウォームと機械加工されたワークピースの両方が、円柱形又は円錐形であってもよい。円錐形ウォーム又は円錐形ワークピースは、左右の歯面上の異なるリードにより特徴付けられる。円柱形の場合には、リードは両側で同じである。インボリュート円錐形ギヤ歯は、ベベロイドギヤとも呼ばれることも多い。
fFt1(wF1,zF1)=FFt1(wF1sinρF1+zF1cosρF1)=FFt1(XF1) ・・・(1)
wF1sinρF1+zF1cosρF1=XF1 ・・・(2)
であり、式中、XF1は同じ値を有する任意の実数である。したがって、それぞれのXF1は、座標wF1及びzF1における歯面上の直線を一義的に定義する。
ηbF:独国特許出願公開第102012015846号明細書も参照のこと
sF:左右の両歯面についての方程式を簡潔な形式で記述するのに用いられ、以下のように規定される。
・Rχ(φ) χ軸周りの角度φの回転。y及びzに類似。
・Tχ(ν) χ方向へのパスνによる並進運動。y及びzに類似
・H(A1,・・・AN) N座標のA1からANまでの合計により同次変換行列で表記可能な一般変換
工具とワークピースとの相対的位置は、次の運動連鎖KRによって表される:
KR=Rz(−φ1)×Tz(−zV1)×Ty(d)×Ry(γ)×Tz(zV2)×Rz(φ2) ・・・(4)
・φ1:工具の回転角度
・φ2:ワークピースの回転角度
・zV1:工具の軸方向送り出し(シフト位置とも呼ばれる)
・zV2:ワークピースの軸方向送り出し
・d:中心間隔(工具/ワークピース)
・γ:軸交差角(工具/ワークピース)
工具とワークピースとの相対的位置は、次の運動連鎖KRによって表される:
KR=Rz(−φ1)×Ty(rw1)×Rx(VARθ1)×Tz(−zV1)×Ty(d)×Ry(γ)×Tz(zV2)×Rz(φ2) ・・・(5)
・φ1:工具の回転角度
・φ2:ワークピースの回転角度
・zV1:工具の送り出し(シフト位置とも呼ばれる)
・zV2:ワークピースの軸方向送り出し
・d:中心間隔の寸法(工具/ワークピース)
・γ:軸交差角(工具/ワークピース)
・VARθ1:工具の円錐角
・γw1:工具のピッチ円の半径
工具とワークピースとの相対的位置は、次の運動連鎖KRによって表される:
KR=Rz(−φ1)×Tz(−zV1)×Ty(d)×Ry(γ)×Tz(zV2)×Rx(−VARθ2)×Ty(−rw2)×Rz(φ2) ・・・(6)
・φ1:工具の回転角度
・φ2:ワークピースの回転角度
・zV1:工具の軸方向送り出し(シフト位置とも呼ばれる)
・zV2:ワークピースの送り出し
・d:中心間隔の寸法(工具/ワークピース)
・γ:軸交差角(工具/ワークピース)
・VARθ2:ワークピースの円錐角
・γw2:ワークピースのピッチ円の半径
工具とワークピースとの相対的位置は、次の運動連鎖KRによって表される:
KR=Rz(−φ1)×Ty(rw1)×Rx(VARθ1)×Tz(−zV1)×Ty(d)×Ry(γ)×Tz(zV2)×Rx(−VARθ2)×Ty(−rw2)×Rz(φ2) ・・・(7)
・φ1:工具の回転角度
・φ2:ワークピースの回転角度
・zV1:工具の送り出し(シフト位置とも呼ばれる)
・zV2:ワークピースの送り出し
・d:中心間隔の寸法(工具/ワークピース)
・γ:軸交差角(工具/ワークピース)
・VARθ1:工具の円錐角
・VARθ2:ワークピースの円錐角
・γw1:工具のピッチ円の半径
・γw2:ワークピースのピッチ円の半径
H(A1,・・・,ANs)(但し、Ns≧1) ・・・(8)
ここで、
H(A1,・・・,ANs)=KR ・・・(9)
である。座標A1,・・・ANsの計算は、座標変換によって行われ得る。
HBsp1=Rz(φB1)×Tz(−νV1)×Rx(90°−φA1)×Tz(−νZ1)×Tx(−νX1)×RZ(φC2) ・・・(10)
HBsp2=Rz(φB1)×Rx(90°−φA1)×Tz(−νY1)×Tz(−νZ1)×Tx(−νX1)×RZ(φC2) ・・・(11)
wF1sinρF1+zF1cosρF1=XF1 ・・・(12)
KBR=Rz(−φS)×Tz(−zS)×Rx(−γB)×Tx(−d)×Ty(yA)×Rz(φA) ・・・(13)
・φS:ウォームの回転角度
・φA:ドレッサの回転角度
・yA:ドレッサのy位置
・zS:ウォームの軸方向位置
・d:中心距離
・γB:軸交差角
H(B1,・・・,BNA)(但しNA≧1) ・・・(14)
ここで
H(B1,・・・,BNA)=KBR ・・・(15)
座標B1,・・・,BNAの計算は、座標変換によって行われ得る。
HBBsp1=Rz(−φB1)×Tz(−νV1)×Rx(−φA1)×Tx(−νX1)×Ty(νZ1)×Ry(φC5)×Rz(φB3) ・・・(16)
HBBsp2=Rz(−φB1)×Tz(−νV1)×Rx(−φA1)×Tx(−νX1)×Ty(νZ1)×Rz(φB3) ・・・(17)
・中心距離と、
・ウォームの軸方向位置と、
・ドレッサのy位置と、
・ウォームの回転角度と、
・ウォームの軸とドレッサの軸との軸交差角と、
のうちの少なくとも1つを、現在の接触線に沿ってコンスタント修整(constant modification)が施されるように、補正可能である。
この関係は、単歯面ドレッシングと両歯面ドレッシングとの両方で成り立つ。
ΔBi=ΔBi(ftl1,ftr1)(但し、1≦i≦NA) ・・・(19)
Bi=Bi(zS)(但し、1≦i≦NA) ・・・(20)
Bi=Bi(zS)+ΔBi(ftl1,ftr1)(但し、1≦i≦NA) ・・・(21)
XF1=XF1(zS,ΔB1,・・・,ΔBNA) ・・・(22)
XF1=XF1(zS,ΔB1(Ftl1(Xl1),Ftr1(Xr1)),・・・,ΔBNA(Ftl1(Xl1),Ftr1(Xr1))) ・・・(23)
zF1=bBRF1(γF1;zS,ΔKBR) 又は zF1=bBwF1(wF1;zS,ΔKBR) ・・・(24)
wF1sinρF1(ΔKBR)+zF1cosρF1(ΔKBR)=XF1(zS,ΔKBR) ・・・(25)
式中、ρF1(ΔKBR)は方向を表し、XF1(zS,ΔKBR)は直線の位置を表す。方向ρF1(ΔKBR)の補正ΔKBRへの依存は、ウォームの形状とドレッサの形状によってのみ得られる程度によく近似しており、方向を仮定できるほど、小さいものである。
γFA=γFA(γF1;ΔKBR) ・・・(26)
fFn=fFt×cosβbF ・・・(27)
円柱形工具と円柱形ワークピースとの組み合わせにおいて、式(1)の修整を有するウォームを使用して、軸方向創成研削で歯形のみの修整を施す方法を以下に説明する。この目的のために、最初に、ワークピースとウォームとの接触点の経路を軸方向送り出しzV1及びzV2に関連して説明する。この経路は、ワークピースとウォームの基礎円半径と基礎円筒ねじれ角、並びに、中心距離d及び軸交差角γに依存する。この考察において、ウォームに対するワークピースの相対位置は、式(4)で表される。この経路は、数学的には、幅線方向(zF)における位置と、ウォーム(指数1)及びワークピース(指数2)の創成パス(wF)との関係(R6)として、次式のように表せる:
zF1=CFw1×wF1−zV1+CFc1 ・・・(28)
zF2=CFw2×wF2−zV2+CFc2 ・・・(29)
CFw1=CFw1(βbF1) ・・・(30)
CFc1=CFc1(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ) ・・・(31)
CFw2=CFw2(βbF2) ・・・(32)
CFc2=CFc2(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ) ・・・(33)
と、ワークピース上のこれら全ての点は、この結果である創成パスwF1を有する点とのみ接触する。
ウォーム上の接触点の創成パスとワークピース上の接触点の創成パスとの関係(R7)は、以下の
ように表せる:
zF1−CFW1×wF1=const ・・・(39)
この式は、ウォーム上の接触パスが、1回のストロークの間にはシフトされないことに相当する。
今日の創成研削は、円柱形ウォームを使用するもののみが知られている。しかし、円錐形ウォームを工具として使用することも可能である。このプロセス運動は、円錐形ホイール及び円柱形ホイールを有する連続的創成研削ギヤ列により説明可能である。この運動は、式(5)により表される運動連鎖により説明される。2つの円柱形ホイールを有する連続的創成研削ギヤ列の場合と同様に、両ホイールの間にも理論上の点接触が存在する。これにより円柱形工具のものと同じ手法が使用できる。すなわち、式(1)の修整を有するウォームを、斜め創成法に使用して、ワークピースに同じく式(1)の修整を施す。ワークピースとウォームとの接触点の経路は、数学的に次式により表される。
zF2=CFw2×wF2+CFzV12×zV1−zV2+CFc2 ・・・(41)
ここで、式中の係数CFw1,CFc1,CFw2,CFzV11,CFzV12,及びCFc2には次の依存関係がある:
CFw1=CFw1(βbF1) ・・・(42)
CFc1=CFc1(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ1) ・・・(43)
CFw2=CFw2(βbF2) ・・・(44)
CFc2=CFc2(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ1) ・・・(45)
CFzV11=CFzV11(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ1) ・・・(46)
CFzV12=CFzV12(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ1) ・・・(47)
式(34)は次式と置換される:
本明細書に記載の方法は、円錐形ワークピースの創成研削に転用できる。ここでの研削は、概して、斜め創成法により行われなければならない。最初に、式(1)の修整を有する円柱形ウォームの場合について検討する。ここでも、ウォームとワークピースとは、連続創成ギヤ列を形成し、このギヤ列運動は式(6)により表される。また、ここでもウォームとワークピースとの間には、理論上の点接触がある。ウォームとワークピースとの接触点の経路は、数学的に次式により表される。
zF2=CFw2×wF2+CFzV22×zV2+CFc2 ・・・(54)
ここで、式中の係数CFw1,CFc1,CFw2,CFzV22,CFzV21及びCFc2には、次の依存関係がある:
CFw1=CFw1(βbF1) ・・・(55)
CFc1=CFc1(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ2) ・・・(56)
CFw2=CFw2(βbF2) ・・・(57)
CFc2=CFc2(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ2) ・・・(58)
CFzV22=CFzV22(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ2) ・・・(59)
CFzV21=CFzV21(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ2)・・・(60)
式(34)は次式により置換される:
zV1(zV2)=KzV1×zV2+zV01 ・・・(66)
円錐形工具と円錐形ワークピースのとの組み合わせの計算は、上述の組み合わせの場合と類似の方法で行える。ここでも、ウォームとワークピースとは連続創成ギヤ列を形成し、このギヤ列運動は式(7)により表される。また、ここでもウォームとワークピースとの間には、理論上の点接触がある。ウォームとワークピースとの接触点の経路は、数学的に次式により表される。
zF2=CFw2×wF2+CFzV12×zV1+CFzV22×zV2+CFc2 ・・・(68)
ここで、式中の係数CFw1,CFc1,CFw2,CFzV22,CFzV21,CFzV12,CFzV11及びCFc2には、次の依存関係がある:
CFw1=CFw1(βbF1) ・・・(69)
CFc1=CFc1(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(70)
CFw2=CFw2(βbF2) ・・・(71)
CFc2=CFc2(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(72)
CFzV22=CFzV22(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(73)
CFzV21=CFzV21(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(74)
CFzV12=CFzV12(βbF1,βbF2,γbF2,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(75)
CFzV11=CFzV11(βbF1,βbF2,γbF1,d,γ,VARθ1,VARθ2) ・・・(76)
式(34)は、次式に置き換えられる:
送り出しに応じて、上記で用いた接触パスを計算可能な計算アプローチを、以下に示す。2つの理論ラック(基本ラックとも呼ばれる)を用いて、ワークピースと工具との接触を算出する。2つの理論ラックのうち一方はワークピース用、もう一方は工具用であり、それぞれ、概して非対称の台形の歯形を有し、これら歯形により、ギヤ歯が創成され得る。工具及びワークピースの両方がインボリュートギヤ歯であるので、この観察結果は、工具とワークピースとを入れ替えをしても、対称である。
mbF1×cosβbF1=mbF2×cosβbF2 ・・・(83)
従来技術から公知の修整は、本明細書に記載された方法を用いて施し得る歯形のみの修整に対して干渉することなく、付加的に重畳され得る。一方で、これらの修整は、使用されるドレッサに保存可能な、さらなる歯形のみの修整である。よって、本明細書に記載された方法によって、一定の範囲内で、歯形修整を保存するドレッサを使って、ウォームに、したがってワークピースに、別の自由歯形修整を施すことも可能である。この目的のために、所望の歯形修整との差異、及びドレッサに保存された歯形修整との差異のみが、本明細書に記載された方法によって、施されなければならない。したがって、例えば、歯形クラウニングのみを変更又は形成が可能である一方、歯先リリーフ及び/又は歯底リリーフを、ドレッサにこれらが既に保存されているかどうかに関わらず又はこれらの量や長さに関わらず、自由に創成することも可能である。
fKFt(wF,zF)=FKFt(wFtanρKF+zF) ・・・(84)
本明細書に記載の方法でワークピースを研削するためには、ウォーム上に一定の幅を有する領域が必要である。軸方向創成研削において一般的なように、この幅は、歯面あたり、接触パス22のウォームの幅方向における範囲に相当する。本方法を円錐形ワークピースに適用する場合は、研削が斜めであることは明白であるが、接触パスはシフトされない。よって、ウォーム上の実際に使用されている領域の幅は、軸方向創成研削におけるそれに相当する。ウォームを最適に利用するために、複数のこのような領域をウォームに適用してもよい。しかし、これらの領域のそれぞれには、歯形修整を正確に施すのに利用される接触パスは1本のみ存在するので、ウォームの表面のうち狭い部分のみが使用され得る。ウォームをより効率的に使用するためには、ウォームをシフトさせることによって、理想的な接触パスに対してわずかにシフトされた接触パスを利用することも可能である。円錐形ワークピース及びこれに必要な斜め創成研削の場合、上記のようにシフトさせることは固定オフセット(zV01)の変更に相当する。図3において、符号23は、理想的接触パス22に対してオフセットされた、そのような接触パスを示す。これを研削に使用する場合は、歯形修整のシフトの結果は、ワークピースの歯先の方向に現れる。すなわち、図示の例では、リリーフの始点が、より外側にシフトする。許容誤差範囲の枠組み内でこれが可能なら、このような接触パスもここで利用可能となる。ウォームが荒加工と仕上げ加工とに用いられる場合、オフセット接触パスを荒加工のみに使用し、理想的接触パスを仕上げ加工に使用することも可能である。又は、理想的接触パスに加えて、少しだけシフトされた接触パスを仕上げ加工に使用し、より大きくシフトされた接触パスを荒加工に使用する。これにより、一領域あたりにより広い帯状部分を使用でき、よって、ウォームの噛み合い表面をより大きくすることが可能となる。ウォームの一部を非修整の方法でドレッシングして、この領域を荒加工に使用することも可能である。
理想的接触パスに対して接触パスがシフトしたときに発生する、所望の修整に対する偏差(ズレ)を抑制するため、ドレッサとウォームとの接触線に沿った修整が一定でないことが好適であり得る。ウォームをドレッシングする際に全ての利用可能な自由度を利用することによって、wにおいて少なくとも近似的に一次的又は二次的である修整を施すことができる。したがって、ウォームの位相修整は、少なくとも近似的に次式で表され得る。
上述のような方法は、非インボリュートギヤ歯又は歯形にも直接展開可能である。非インボリュートギヤ歯又は歯形においても、ギヤ歯は、非対称及び/又は円錐形であり得る。ここで、インボリュートギヤ歯について上記した線形関係は、概して線形ではない。ここでは、パラメータwFは、インボリュートギヤ歯から既知の創成パスには相当せず、より一般的な観点からは、ギヤ歯の歯形をパラメータ化するパラメータに相当する。しかし、接触パスの決定の代替としての上記のシミュレーション、及び、ウォーム上の点のワークピースの点へのマッピングを用いて、非インボリュート歯形についてもこれらを決定することができる。ドレッサとウォームとの接触線、及び、ウォームに施される修整は、ドレッシング中の軸補正に応じて、上記のドレッシングシミュレーションにより同様に決定できる。しかし、ここでは概して、式(24)で表される接触線の経路についてのwF1とzF1との間に非線形関係が発生する。インボリュート歯形については、ここでは、パラメータXF1も導入できる。これは、ウォームの幅に沿って、関数bXを介して、接触線の位置を暗黙的に表す。
この式は、式(25)の一般化を表す。ウォームに適用された法線方向の位相修整は、式(1)の一般化により表すことができる。
fFn1(wF1,zF1)=FFn1(bX(wF1,zF1))=FFn1(XF1) ・・・(87)
FFn1(XF1)=−fFn2(wF2) ・・・(88)
1つのドレッサは、常に、1つのウォームの形状に、数学的に正確に整合するのみである。ウォームのマクロ形状、特にネジ山の数及び/又は直径が変化すると、ドレッサは正確に整合しなくなり、ドレッシング中に望ましくない歯形誤差が発生する。プロファイル角のみの誤差は、従来技術に従ってドレッサを内方に回動させることで補正できるが、その他の歯形誤差は補正できない。例えば、インボリュートギヤ歯においては、とりわけドレッサがドレッシング対象のウォームに正確に整合しないときに、歯形クラウニングが発生する。以前は、このような歯形誤差の補正は不可能であり、整合しないドレッサは使用できなかった。しかし、本明細書に記載の方法を用いれば、整合しないドレッサに起因する歯形誤差を補正することができる。この目的のために、所望の歯形修整と、整合しないドレッサに起因する歯形誤差との差異の結果である歯形修整が、本発明の方法を用いて施される。したがって、既存の利用可能なドレッサをより頻繁に使用することが可能となり、新しいドレッサのための投資コスト、及び、ドレッサの引き渡しまでの待ち時間の両方が省かれる。
Claims (23)
- 修整済みのギヤ歯形状を有するワークピースを創成法により製造する方法であって、
前記ワークピースは、修整済みのギヤ歯形状を有する工具による少なくとも1回の機械加工ストロークで創成機械加工され、前記工具は位相修整を有し、
前記ワークピースとの接触パスは、前記機械加工ストローク中に、前記工具上でシフトされない
ことを特徴とする方法。 - 請求項1において、
円柱形のワークピースが機械加工され、前記機械加工が軸方向創成法により実施される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1において、
円錐形のワークピースが機械加工され、前記機械加工が斜め創成法により実施され、
前記機械加工ストローク中に前記工具上の前記接触パスがシフトしないように、対角比が選択され、
好ましくは、円柱形の基本形状を有する工具が使用され、前記機械加工が1つの歯面に行われ、又は
好ましくは、円錐形の基本形状を有する工具が使用され、前記機械加工が2つの歯面に行われ、
さらに好ましくは、両歯面機械加工の間、左右の歯面上で前記接触パスがシフトしないように、前記工具の円錐角と前記対角比とが選択される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つにおいて、
前記工具の表面形状の前記位相修整は、前記工具の第1の方向においては創成パターン内で少なくとも局所的に一定値を有するとともに、前記第1の方向に垂直に延びる前記工具の第2の方向においては、関数FFt1により表され、及び/又は
前記工具の第1の方向における創成パターン内の前記工具の前記表面形状の前記位相修整は、一次又は二次の定数関数により少なくとも近似的に表され、前記一次又は二次の定数関数の前記工具の幅方向における係数は、定数部分については係数関数FFtC,1により表され、一次部分については係数関数FFtL,1により表され、及び/又は、二次部分については係数関数FFtQ,1により表され、
前記第1の方向が、好ましくは、ドレッシング中のドレッサの作用線の方向である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜4のいずれか1つにおいて、
前記ワークピースの所望の歯形修整が指定され、創成機械加工により前記ワークピースに施され、
前記所望の歯形修整及び/又は前記所望の歯形修整の特性が、一定の条件下で自由に指定可能であり、及び/又は
前記歯形修整の前記特性である、
クラウニングと、
プロファイル角偏差と、
歯先リリーフと
歯底リリーフと
のうちの1つ、好ましくは複数、さらに好ましくは全てを指定可能であり、
好ましくは、
前記クラウニングの大きさと、
前記プロファイル角偏差の大きさと、
前記歯先リリーフの量及び位置と、
前記歯底リリーフの量及び位置と
のデータを指定可能であり、
さらに好ましくは、前記特性及び/又はそのデータのうちの少なくとも1つのための入力ボックスを有する少なくとも1つの入力マスクが設けられ、及び/又は、
前記所望の歯形修整は、連続修整として及び/又は複数のロール角において自由に指定可能である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜5のいずれか1つにおいて、
前記工具の前記位相修整は、ドレッシング中に、前記工具に対するドレッサの位置を、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させることにより施される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜6のいずれか1つにおいて、
前記創成法が、工具上の規定の接触パスを利用して行われ、
前記接触パスに沿った前記工具の前記位相修整の形状が、前記ワークピースに所望の歯形修整を施すような形状となるように、前記位相修整及び/又は前記接触パスが選択され、
前記接触パスに沿った前記工具の前記位相修整の形状が、前記ワークピースに所望の歯形修整を施すような形状となるように、前記位相修整が前記接触パスに応じて選択されることが好ましく、又は、前記接触パスが前記位相修整に応じて選択されることが好ましく、及び/又は
好ましくは、規定の接触パスを利用した前記機械加工が、前記工具の規定の初期シフト位置を利用した機械加工を含み、
円柱形のワークピースの機械加工時には、前記初期シフト位置が維持されることがより好ましく、及び/又は
円錐形のワークピースの機械加工時には、前記接触パスがシフトしないような対角比分だけ、前記工具が前記初期シフト位置を始点としてシフトされる
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜7のいずれか1つにおいて、
前記ワークピースの所望の歯形修整を指定する工程と、
前記ワークピースに前記所望の歯形修整を施すために必要な規定の接触パスに沿った、前記工具の前記位相修整を決定する工程と、
前記工程で決定された前記歯形修整に対応する工具の位相修整を、前記接触パスに沿って決定する工程、及び/又は、前記工程で決定された前記歯形修整に対応する位相修整を、前記接触パスに沿って決定するのに適した、前記工具のドレッシング中のドレッサの前記工具に対する位置の変化を決定する工程と、を含む方法であって、
ドレッシング中に、前記工具からの前記ドレッサの位置を、前記工具の回転角度及び/又は工具の幅位置に応じて変化させて、前記位相修整が施されることが好ましく、
前記工具の特定の回転角度及び/又は特定の工具幅位置によりそれぞれ表される、前記工具に対する前記ドレッサの作用線と前記ワークピースに対する前記工具の前記接触パスとの交点において、前記特定の修整が施されるように、前記の変化が起こるか又は決定されるのが好ましく、
好ましくは、前記規定の接触パスは、規定の最初のシフト位置により指定される
ことを特徴とする方法。 - 請求項8において、
前記ワークピースに前記所望の歯形修整を施すのに適した接触パスに沿った、前記工具の前記修整を決定するために、接触パスを形成する前記ワークピースと前記工具との接触点が創成機械加工中に最初に決定され、及び/又は、
位相修整を施すのに適した、前記工具に対する前記ドレッサの位置の変化を決定するために、前記工具に入り込んだ前記ドレッサの作用線が、前記工具の回転角度及び/又は前記工具幅位置に応じて決定され、
好ましくは、前記作用線の方向が、特にインボリュートギヤ歯については、一定であると仮定され、又は
特に非インボリュートギヤ歯については、前記作用線の方向に対する影響が考慮される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜9のいずれか1つにおいて、
上記創成法の枠組み内で機械加工運動が修整され、前記機械加工運動の修整により施された修整が、前記工具の前記位相修整により施された前記ワークピースの歯形修整に重畳される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜10のいずれか1つにおいて、
前記工具のドレッシングに、修整済みドレッサが使用され、
前記ドレッサの修整により施された前記工具の修整には、位相修整が重畳され、
前記位相修整は、ドレッシング中に前記工具に対する前記ドレッサの位置を、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させることにより、施され、
前記ワークピースとの選択された接触パスに沿った、前記工具への前記修整の重畳が、前記ワークピースに所望の歯形修整を施すために必要な前記接触パスに沿った修整に一致するように、位相変化が選択される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜11のいずれか1つにおいて、
異なるマクロ形状を有する工具、具体的には、直径及び/又はネジ山の数が異なる工具のために設計された工具のドレッシングに、ドレッサが使用され、
前記ワークピースとの選択された接触パスにおける、整合しないドレッサにより施された前記工具の表面形状の修整が、ドレッシング中に工具に対するドレッサの位置を前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて適切に変化させることにより補償され、
前記創成機械加工が、好ましくは、前記選択された接触パスを利用して実施される
ことを特徴とする方法。 - 適切にドレッシングされた工具により、所望のギヤ歯形状を有するワークピースを製造するための、特に、請求項1〜12のいずれか1つに記載の方法であって、
前記ワークピースの所望の歯形修整を指定する工程と、
ドレッシングプロセスの修整を行うことなく、前記所望の歯形修整からの偏差を最小とするドレッサと工具との組み合わせを、複数の組み合わせから選択する工程と、
前記偏差を補償するための工具の位相修整を施すために、前記ドレッサを線接触させて、前記工具を修整ドレッシングする工程と、
機械加工ストローク中に変化しない接触パスを有する前記ドレッシングされた工具を使用して、ワークピースを機械加工し、前記所望の歯形修整を施す工程とを含み、
好ましくは、前記ドレッサ及び/又は前記工具は、少なくとも部分的に指定された種類又は既存の種類である
ことを特徴とする方法。 - 適切にドレッシングされた工具により、所望のギヤ歯形状を有する1つ以上のワークピースを製造するための、特に、請求項1〜13のいずれか1つに記載の方法であって、
1つ以上の機械加工工程を実行した後、同じワークピース又は別のワークピースにさらなる機械加工工程を行う前に、前記工具がそれぞれドレッシングされ、
後続のドレッシングプロセスにおいて、先行するドレッシングプロセスとは異なる位相修整が前記工具に施される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜14のいずれか1つにおいて、
1つ以上のワークピースの機械加工中、前記工具の第1の初期シフト位置及び/又は第1の接触パスを利用して、少なくとも1回のストロークが実行され、
前記工具の第2のシフトされた初期シフト位置及び/又は第2のシフトされた接触パスを利用して、少なくとも1回の第2のストロークが実行され、
理想的な初期シフト位置及び/又は理想的な接触パスに対して、前記第1の初期シフト位置及び/又は前記第1の接触パスは、好ましくは、第2の初期シフト位置及び/又は第2の接触パスよりも少なくシフトされており、
前記第1の初期シフト位置は、好ましくは、前記理想的なシフト位置に一致し、及び/又は、前記第1の接触パスは前記理想的な接触パスに一致し、及び/又は、
好ましくは、荒加工工程が、前記第2の初期シフト位置及び/又は前記第2の接触パスを利用して行われ、仕上げ加工工程が、前記第1の初期シフト位置及び/又は前記第1の接触パスを利用して行われる
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜15のいずれか1つにおいて、
前記工具の修整を、前記工具の創成パターン内で、第1の方向において少なくとも局所的に、一次及び/又は二次関数によって少なくとも近似的に表すことができ、
前記一次及び/又は二次関数の係数は、前記第1の方向に垂直に延びる上記工具の第2の方向において、定数部分については係数関数FFtC,1,により、一次部分については係数関数FFtL,1により,及び/又は二次部分についてはFFtQ,1により構成され、
前記定数部分の前記係数関数FFtC,1,は、所望の歯形修整が、創成機械加工において、指定されたシフト位置において、及び/又は、指定された接触パスを利用して、正確に施されるように決定され、
前記一次部分の係数関数FFtL,1及び/又は前記二次部分の係数関数FFtQ,1は、少なくとも1つのシフトされた初期シフト位置及び/又は少なくとも1つの接触パスを利用した、及び/又は、複数の初期シフト位置及び/又は複数の接触パスの少なくとも1つの帯状部分又は少なくとも1つの範囲を利用した創成機械加工時にワークピースに生じる、所望の歯形修整からの偏差が最小となるよう決定され、
好ましくは、前記の決定が曲線適合により行われ、及び/又は、
好ましくは、歯形に沿った異なる許容差範囲を考慮するために、前記偏差が創成パスに応じて様々に加重され、及び/又は、
前記複数のシフトされた初期シフト位置及び/又は前記複数の接触パスの間隔、又は、帯状部分の幅は、前記ワークピースに生じる前記偏差が、全ての接触パスにおいて、規定の許容差範囲内に収まるように、繰返し決定されることが好ましい
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜16のいずれか1つにおいて、
前記工具は、第1の位相修整を有する少なくとも1つの第1の領域と、第2の位相修整を有する第2の領域とを備え、
第1の初期シフト位置における前記ワークピースとの接触パスに沿った前記第1の位相修整は、第2の初期のシフト位置における前記ワークピースとの接触パスに沿った前記第2の位相修整と同一であり、
1つ以上のワークピースの機械加工中に、前記工具の前記第1の初期シフト位置を利用して、少なくとも1回のストロークが行われ、前記工具の前記第2の初期シフト位置を利用して、少なくとも1回の第2のストロークが行われ、及び/又は、
好ましくは、前記第1の初期シフト位置における前記第1の領域、及び、前記第2の初期シフト位置における前記第2の領域は、好ましくは、それぞれ、前記ワークピースとの完全な接触パスを含み、及び/又は
前記第1の位相修整は、前記第2の位相修整と同一である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜17のいずれか1つにおいて、
前記ワークピースの所望の歯形修整が指定され、この所望の修整を施すのに適した前記工具の修整、及び/又は、前記工具に対するドレッサの位置の適切な変化が、ドレッシング中に、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて決定され、
前記工具の特定の接触パス及び具体的には特定の初期シフト位置を利用した創成研削中の、前記ワークピースの表面への前記工具の表面のマッピングを表す関連付関数の反転を介して、前記工具の修整が、前記ワークピースの前記所望の歯形修整から、前記工具と前記ワークピースとの間の接触線に沿って決定されることが好ましく、
前記決定が、好ましくは、創成研削時のワークピースの表面への工具の表面のマッピングを解析的に表す関数を使用して行われる
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜18のいずれか1つにおいて、
前記工具は、歯形ローラドレッサ及び/又はフォームローラドレッサによって、修整済みの方法でドレッシングされ、
前記ドレッシングは、好ましくは、前記工具と線接触した状態で実施され、及び/又は、
より好ましくは、一回のストロークで歯たけ全体にわたって修整が生じるように、前記歯形ローラドレッサ及び/又は前記フォームローラドレッサは、前記ドレッシング中、前記工具の歯の歯元の領域から歯先の領域にわたって接触し、
あるいは代替的に、
複数回のストロークにより且つドレッサの異なる相対位置決めのそれぞれにおいて、具体的な前記修整が歯たけ全体にわたって生じるように、前記歯形ローラドレッサあるいは前記フォームローラドレッサは、前記ドレッシング中、前記歯元の領域と前記歯先の領域との間の一部領域のみで前記工具の歯と接触し、及び/又は
前記工具の前記位相修整は、従来のドレッシング運動に対する次の軸方向運動の補正、すなわち、
a) 前記工具からのドレッサの軸方向の間隔を、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて変化させる切り込みと、
b) 前記工具又は前記ドレッサの軸方向送り出しを、前記工具の回転角度及び/又は前記工具幅位置に応じて変化させるシフトと、
c) 前記工具及び前記ドレッサの軸交差角を、前記工具の回転角度及び/又は前記工具幅位置に応じて変化させる回動と、
d) 前記工具の速度を、前記工具の回転角度及び/又は前記工具幅位置に応じて変化させること
のうちの1つ以上を行って施され、及び/又は
前記工具の修整ドレッシングは、前記工具の角度位置及び/又は前記工具幅位置に応じて前記ドレッサの送り出しを増減させて、又は、前記工具の角度位置及び/又は前記工具幅位置に応じて前記ドレッサに対する前記工具の送り出し、又は、その逆の送り出しを増減させることにより行われ、及び/又は
所望の修整を施すための前記ドレッサと前記工具との相対位置決めの間、少なくとも3の自由度、好ましくは4又は5の自由度が用いられ、これら自由度は、好ましくは、前記所望の修整を施すことを目的として、互いから独立して設定可能であり、
好ましくは、前記自由度は、前記工具の回転角度と、前記工具の軸方向位置と、前記ドレッサのy位置と、中心距離及び/又は軸方向交差角の5のうちの少なくとも3、又は4、又は全てであり、
前記工具の軸方向位置、すなわち、前記工具幅位置は、好ましくは、前記ドレッサの接触線を変位させるのに使用され、
残りの4の自由度のうちの2、3、又は4は、前記接触線に沿って指定された前記修整を施すために、互いから独立して設定される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1〜19のうちのいずれか1つに記載の方法を実行するための工具であって、
前記工具は、第1の位相修整を有する少なくとも1つの第1の領域を備え、
前記工具は、好ましくは、第2の位相修整を有する第2の領域を備え、
第1の初期シフト位置における前記ワークピースとの接触パスに沿った前記第1の位相修整は、第2の初期シフト位置における前記ワークピースとの接触パスに沿った前記第2の位相修整と同一であり、
前記第1の初期シフト位置における前記第1の領域及び/又は前記ワークピースの前記第2の初期シフト位置における前記第2の領域は、好ましくは、前記ワークピースとの完全な接触パスを含み、及び/又は
好ましくは、前記第1の位相修整は、前記第2の位相修整と同一である
ことを特徴とする工具。 - 請求項1〜19のいずれか1つの方法を実施するためのギヤ製造機であって、
前記ギヤ製造機は、入力関数を有し、前記入力関数を介して、ワークピースの所望の修整を指定可能であり、
好ましくは、前記ギヤ製造機は決定関数を有し、前記決定関数により前記所望の修整を施すのに適した前記工具の修整が決定され、及び/又は、ドレッシング中の前記工具に対するドレッサの位置の適切な変化が、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて決定され、及び/又は
前記ギヤ製造機はドレッシング機能を備え、前記ドレッシング機能は、好ましくは前記工具のドレッシング中に、前記ワークピースの前記所望の修整を施すに適した前記工具の修整を施す
ことを特徴とするギヤ製造機。 - ギヤ製造機にインストールするための、及び/又は、ギヤ製造機において使用するデータのための出力関数を有するコンピュータプログラムであって、
ワークピースの所望の修整についてのデータを入力するための入力関数と、
前記所望の修整を施すのに適した工具の位相修整、及び/又は、機械加工ストローク中に変化しない接触パスを有する位相修整済みの前記工具を使用した創成機械加工により、前記ワークピースの前記所望の修整が施されるように、前記工具の回転角度及び/又は工具幅位置に応じて前記工具に対するドレッサの位置の適切な変化を決定するための関数とを備え、
好ましくは複数の前記関数が、請求項1〜19のうちの1つの方法を実行する
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項21のギヤ製造機、又は、請求項22のコンピュータプログラムであって、
前記入力関数により、前記ワークピースの前記所望の修整を指定可能であり、
前記所望の歯形修整及び/又は前記所望の歯形修整の特性が、好ましくは、一定の条件下で自由に指定可能であり、及び/又は
前記歯形修整の前記特性である、
クラウニングと、
プロファイル角偏差と、
歯先リリーフと
歯底リリーフと
のうちの少なくとも1つを指定可能であり、
好ましくは、
前記クラウニングの大きさと、
前記プロファイル角偏差の大きさと、
前記歯先リリーフの量及び位置と、
前記歯底リリーフの量及び位置と
のデータを指定可能であり、
さらに好ましくは、入力ボックスを有する少なくとも1つの入力マスクが、前記特徴及び/又はそのデータのうちの少なくとも1つのために設けられ、及び/又は、
前記所望の歯形修整は、連続修整として及び/又は複数のロール角において自由に指定可能である
ことを特徴とするギヤ製造機、又は、コンピュータプログラム。
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