JP5554224B2 - 複数条の円筒研削ウォームをドレッシングするための全プロファイルドレッシングロール - Google Patents

Description

本発明は、連続生成研削プロセスによる小モジュールギアの研削のための、複数条の円筒研削ウォームをドレッシングする全プロファイルドレッシングロールに関する。研削ウォームのねじプロファイルは、研削ウォームの外周でドレッシングロールの溝プロファイルを再生することにより作りだされる。

セラミックボンドを有するドレッシング可能な円筒研削ウォームは、特に、連続生成研削プロセスにおいて、２ｍｍ以下のモジュール幅の範囲内で歯体側面の最終硬質加工で用いられる。上記研削ウォームは、モジュールと、グラウンドされる加工対象物の歯数に応じて８条又はそれ以上を有する。このような研削ウォームは、ドレッシングの間アクティブな外側包絡表面を硬質材料砥粒でコーティングされたプロファイル溝を有する「全プロファイルドレッシングロール」の手段でドレッシングされることが多い。また、ドレッシングされる、いくつかの条又は好ましくは全ての条の研削ウォームねじプロファイルを含んでいる。結果として、高精度、短ドレッシング時間で、従って効率的なドレッシング処理が実現できる。

このようなツールは，例えば、独国特許出願公開第１０２００４０２０９４７号Ａ１明細書から知られている。ここでは、硬質材料砥粒でコーティングされた全プロファイルドレッシングロールが２条研削ウォームに係合して図１に概略的に示されている。小モジュールギアの歯体側面の研削用の円筒状研削ウォームのドレッシング又は調整のための全プロファイルドレッシングロールを用いた構成及び方法が詳細に記載され、従ってこれはより詳細に論ずる必要はない。

独国特許出願公開第１０２００４０２０９４７号Ａ１明細書で述べられたように、これらの全プロファイルドレッシングロールは今日まで、側面形状を修正し、グラウンドギアの適切な表面品質を保証するために硬質材料コーティングを技術的に作り変えることができなかったという欠点がある。その理由から、上記全プロファイルドレッシングロールは、既知の時間のかかるネガティブ処理に従い生成されなければならない。ネガティブ又は逆処理の原理は、例えば、独国特許出願公開第３３０８１０７号明細書及びスイス国特許第６８４２４９号明細書から知られている。

これらの全プロファイルドレッシングロールのさらなる既知の欠点は、ドレッシングロールの半径方向の送りこみによる研削ウォームねじの生成の間、溝プロファイルの先端で及び底で周囲に位置する硬質材料砥粒が高負荷にさらされ、従って溝プロファイルの側面にある砥粒よりも大きな摩耗の対象になるということである。さらに、幾何学的理由により、溝の先端に位置する硬質材料砥粒が、メタルボンドで軽く固定されている。両者の結果、ドレッシングコーティングの残りの砥粒がまだ切断可能な状態にあるときに、溝の先端に位置する硬質材料砥粒は早期の砥粒の脱落と、砥粒の脱落によるドレッシングロール先端の耐用年数とについて、より大きなリスクにさらされる。結果として、費用のかかるツールの性能能力の多くの割合が無駄にされ使用されていない。

早期の鈍化と、より高い圧力にさらされる領域での砥粒の脱落、特にこのようなドレッシングツールの先端領域での砥粒の脱落を防ぐために、これらの領域を特別な対策により強化することが試みられている。独国特許第１９８４９２５９号明細書でこれがなされており、例えばドレッシングディスクにおいて、外側外周ゾーンに具体的に設定され、特別にとめられた細長いダイヤモンドの手段によりなされている。しかし、関連するかなりの仕事量とアクセス性が限定されているとの理由から、この対策は、複数溝のドレッシングロールには適していない。

研削本体を回転するプロファイルされたドレッシングツールが、独国特許出願公開第３５０３９１４号Ａ１明細書で提案されている。ドレッシングツールのアクティブ表面が硬質材料砥粒から構成され、プロファイル切断された人工ダイヤモンドのプロファイルされた硬質セグメントがアクティブ表面に埋め込まれている。上記セグメントは硬質材料砥粒の最も外側の刃先の包絡表面にそれらのプロファイルとともに位置し、それらのプロファイルの断面で硬質材料砥粒の最も外側の包絡表面を超えて延びている。２つ以上のセグメントが、長手方向に間に間隔をあけて互いに隣りあって配置され、動作方向で上記セグメントの前又は後ろに位置するセグメントが、重なるようにずらして配置される。

このように硬質セグメントで提供されるドレッシングツールは、硬質材料砥粒だけで覆われたドレッシングツールよりも耐用年数が長い。ドレッシングツールのアクティブ表面を形成する硬質材料砥粒１６は、摩耗と脱落から守られる。しかし、ドレッシングされる砥石車の表面は、同時に又は主に、プロファイル切断された人工ダイヤモンドのプロファイルされたセグメントによりドレッシングされるという既知の欠点がある。硬質セグメントの刃先が硬質材料砥粒の最も外側の縁の包絡表面に位置するという事実により、ドレッシングツールの動作表面に不均一性が生じ、研削ツールのドレス表面における不均一性として再現される。この不均一性は、グラウンド加工対象物の品質を損なうことがある。これは特に歯体側面を研削するときの例であり、その間、グラウンド歯体側面表面での形状及び構造に発生する最も小さく周期的な変化であっても、ノイズ問題につながることがあり、従って避けられなければならない。また、複数条の研削ウォームのねじプロファイルの生成の間、生成された研削ウォームプロファイルピッチ精度は、軸方向に互いにずらして列設された複数のプロファイルされた硬質材料セグメントの位置決めの間の不正確さにより、リスクにさらされる。これらの理由で、独国特許出願公開第３５０３９１４号Ａ１明細書によるドレッシングツールは、小モジュールギアを研削するために用いられるような、複数条の研削ウォームのドレッシングには適していない。

独国特許出願公開第１０２００４０２０９４７号Ａ１明細書 独国特許出願公開第３３０８１０７号明細書 スイス国特許第６８４２４９号明細書 独国特許第１９８４９２５９号明細書 独国特許出願公開第３５０３９１４号Ａ１明細書

本発明の目的は、小モジュールギアの生成研削のための複数条の研削ウォームをドレッシングする全プロファイルドレッシングロールであって、硬質材料砥粒で覆われた、外側包絡表面の溝形状軸断面プロファイルと、この包絡表面に埋め込まれたプロファイル切断された硬質材料セグメントとを備えた全プロファイルドレッシングロールを提案し、大きな圧力のかかるプロファイル領域を強化する既知の解決策の欠点を避けることである。この目的は、請求項１の特徴を有するドレッシングツールにより達成される。本発明の実施例は従属請求項の主題である。

本発明の実施例によると、全プロファイルロールの外側包絡表面に埋め込まれた硬質材料セグメントは、０．１５から３ｍｍの厚さのプロファイルくしであり、それは、高精度でプロファイル切断され、人工ダイヤモンド又は高精度で加工できる他の適切な硬質材料、又は硬質材料で覆われた適切な基礎材料で作られ、複数波型のラック歯プロファイルを有し、その長さはドレッシングロールの回転軸の方向にその全体幅にわたって延び、その歯間隔は全プロファイルロールのものとちょうど一致する。

すでに述べたように、プロファイルドレッシングロールの溝プロファイルの側面の硬質材料砥粒でのコーティングは、溝プロファイルの外側包絡表面に触れるプロファイルされた硬質材料セグメントにより妨げられてはならない。というのは、これが研削ウォーム側面の均質性をリスクにさらし、従って、グラウンドされる歯車の歯体側面でのグラウンドパターンの質をリスクにさらすためである。この理由から、好ましくは、プロファイルドレッシングロールの外側包絡表面に埋め込まれたプロファイルくしが、加工対象物の歯体側面の生成に加わらないプロファイル領域でのみ上記包絡表面に触れる、という方法で歯くしのプロファイルが設計される。これらは先端の領域であり、ここは、ドレッシングの間、特に高い圧力がかかる対象であり、従って、摩耗と砥粒脱落の危険性がある。また、必要であれば、危険性のより少ないドレッシングロールの溝プロファイルの底領域である。プロファイルくしのプロファイルは、どのプロファイル断面においても溝プロファイルの外側包絡表面から突出しない。

これは本発明の実施例により実現され、そこではプロファイルくしのプロファイルは、ドレッシングロールの溝プロファイルと頂点領域と必要であれば底領域とでちょうど一致するけれども、ドレッシングロールのプロファイル溝の側面領域における硬質材料砥粒のサイズの１０から４０％の割合で設定される。これは、例えば、ドレッシングロールの溝プロファイルの側面角と比べてわずかに小さくされた、プロファイルくしの側面角により、又は、側面の領域で小さくされたプロファイル幅の形で他の方法で設定されたプロファイルくしの刃先により実現される。

本発明の実施例によると、複数のプロファイルくしが、ドレッシングロールの外周にわたり、均一な又は不均一な間隔で分布された方法で配置される。全プロファイルロールは、好ましくは、既知のネガティブ処理に従い金属付着により硬質材料砥粒の接着剤、及び、ドレッシングロールの外側包絡表面を補完する形状の内面を有するネガティブモールドにおけるプロファイルくしとして生成される。プロファイルくしは、精密に生成されたベアリング表面の手段によりネガティブモールドに正確に位置決めされる。

好ましい実施例を参照し、及び図面を用いて本発明を以下、より詳細に説明する。

ネガティブモールドの除去前の生成ステージにおける本発明の全プロファイルドレッシングロールの軸方向断面を概略的に示す。 ネガティブモールドが除去された、図１による本発明の全プロファイルドレッシングロールの軸方向断面を概略的に示す。 硬質材料砥粒がみられる、プロファイルくしのない軸方向断面における全プロファイルロールの軸方向断面を示す。

ここに選択された実施例は、ネガティブモールド１１に挿入され、長手方向断面にみられるプロファイルくし３が、ドレッシングロール１のネガティブモールド１１により予め定められる外側包絡表面２に、丸みを帯びた先端部５でのみ触れる例である。溝側面で、及びドレッシングロール１の底領域において、プロファイルくし３のプロファイル輪郭は、ドレッシングロールの外側包絡表面２に対して内方に設定される。これが研削ウォームねじの調整とドレッシングの期間における、研削ウォームの先端領域及び側面との接触を防止する。ここに示される例においては、これはドレッシングロール１の溝プロファイル２の側面角δに比べてわずかに小さくされたプロファイルくし３の側面角δ’によって達成される。

プロファイルくし３の溝間隔７は、硬質材料砥粒１６からなる、ドレッシングロール１の外側包絡表面２のプロファイル間隔とちょうど一致する。ベアリング表面１２、１２’の手段により、プロファイルくし３の外側端部に高精度で生成されると、上記プロファイルくし３は、電着メタルボンド１３で接着される前に、半径方向及び軸方向に正確に位置決めされ、接着手段により固定される。図１では、ネガティブモールドの内面に既知の手法でつける硬質材料砥粒１６は見られない。ドレッシングロール１の回転軸１５と同軸のメタルボンド１３の内部円筒回転の後で、かつ、基礎本体１４の挿入と内部円筒研削の後に、ネガティブモールド１１は取り除かれる。図２ａは、図１と同じ軸方向断面における、ネガティブモールド１１を取り除いた後の、全プロファイルドレッシングロール１を示す。図２ｂに示すのは、プロファイルくし３のない軸断面平面における全プロファイルドレッシングロール１の軸方向断面である。全プロファイルドレッシングロール１のプロファイル溝４のコーティングは硬質材料砥粒１６からなり、ここに見ることができる。

全プロファイルドレッシングロール１は、プロファイル切断された硬質材料セグメントを有する。上記セグメントはプロファイルくし３を形成し、これは複数波型のラック歯プロファイルを有する。プロファイルくし３のプロファイルは、ドレッシングロール１の外側包絡表面２に、ドレッシングロール１の軸断面プロファイルの選択された部分にだけ触れる。プロファイルは、どのプロファイル断面でもそこから突出していない。

１ ドレッシングロール
２ ドレッシングロールの外側包絡表面
３ プロファイルくし
４ プロファイル溝
５ 丸みを帯びた先端部
６ 基底部
７ 溝間隔
８ プロファイルくしのプロファイル高さ
９ ドレッシングロールのプロファイル高さ
１０ ドレッシングロールの幅
１１ ネガティブモールド
１２、１２’ ベアリング表面
１３ メタルボンド
１４ 基礎本体
１５ ドレッシングロールの回転軸
１６ 硬質材料砥粒
δ プロファイル溝の側面角
δ’ くしプロファイルの側面角

Claims (14)

1. 小モジュールギアの生成研削のための複数条の研削ウォームをドレッシングする全プロファイルドレッシングロールであって、該ドレッシングロールは一つの回転軸（１５）を規定し、
   一つのメタルボンド（１３）；
   前記メタルボンド（１３）上の硬質材料砥粒（１６）のコーティング、該コーティングは前記ドレッシングロールの外側包絡表面（２）を規定し、該外側包絡表面（２）は、前記回転軸（１５）に沿った縦断面から見たとき溝形状の軸断面プロファイルを有し、該溝形状の軸断面プロファイルは側面部分で接続された丸みを帯びた先端部（５）と基底部（６）を有する；および
   プロファイルカット用の硬質材料からなるプロファイルくし（３）の形状を有する複数のセグメント、ここで各々の前記プロファイルくし（３）はメタルボンド（１３）の中に埋め込まれるとともに前記回転軸に平行に延在するものであり、前記回転軸（１５）に沿った縦断面から見たとき複数波形のラック歯プロファイルを有し、該ラック歯プロファイルは外側包絡表面（２）の選択された部分にのみ接触して、前記外側包絡表面（２）の残余の部分から後退しているため、前記ラック歯プロファイルが該ラック歯プロファイルのどの断面においても前記外側包絡表面（２）から突出しておらず、前記ラック歯プロファイルは少なくとも軸断面プロファイルの側面部分より後退して配置されている
   ことを特徴とするドレッシングロール。
2. 前記プロファイルくし（３）の前記ラック歯プロファイルは、前記ラック歯プロファイルが前記外側包絡表面（２）に触れる、それら前記外側包絡表面（２）にちょうど一致することを特徴とする請求項１に記載のドレッシングロール。
3. 前記プロファイルくし（３）によって接触される前記外側包絡表面（２）の前記選択された部分は、前記丸みを帯びた先端部（５）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドレッシングロール。
4. 前記プロファイルくし（３）の前記ラック歯プロファイルによって接触される前記外側包絡表面（２）の前記選択された部分は、丸みを帯びた先端部（５）および基底部（６）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドレッシングロール。
5. 前記プロファイルくし（３）が第１溝間隔（７）を有し、前記外側包絡表面（２）の前記溝形状の軸断面プロファイルが第２溝間隔を有し、前記第１溝間隔が前記第２溝間隔にちょうど一致することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のドレッシングロール。
6. 前記プロファイルくし（３）は第１のプロファイル高さ（８）を有し、前記外側包絡表面（２）の前記溝形状の軸断面プロファイルが第２のプロファイル高さ（９）を有し、かつ前記第１のプロファイル高さ（８）が前記第２のプロファイル高さ（９）と同じ高さ又はそれより大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のドレッシングロール。
7. 前記硬質材料砥粒の大きさは、前記プロファイルくし（３）の前記ラック歯プロファイルが前記硬質材料砥粒の大きさの１０から４０％だけ前記外側包絡表面の前記軸断面プロファイルの前記側面部から後退していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のドレッシングロール。
8. 前記プロファイルくし（３）が第１側面角（δ’）を規定し、前記外側包絡表面（２）の前記溝形状の軸断面プロファイルが第２側面角（δ）を規定するところ、前記第１側面角（δ’）は前記第２側面角（δ）よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のドレッシングロール。
9. 前記ドレッシングロールは、回転軸（１５）に沿った幅を有し、かつ前記プロファイルくし（３）は、前記ドレッシングロール（１）の回転軸（１５）に平行な方向に、前記ドレッシングロール（１）の全体幅（１０）にわたって延びることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のドレッシングロール。
10. 前記プロファイルくし（３）が、前記ドレッシングロール（１）の外周にわたり、均一な又は不均一な間隔で分布された方法で配置されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のドレッシングロール。
11. 前記プロファイルくし（３）は、プロファイル切断された人工ダイヤモンドで構成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のドレッシングロール。
12. 前記ドレッシングロール（１）は、一つのネガティブモールド（１１）内における金属堆積によって生成され、前記ネガティブモールド（１１）は、前記ドレッシングロールの前記外側包絡表面（２）に対して相補的な形状の内面を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のドレッシングロール。
13. 前記メタルボンド（１３）は、その端部で、前記ネガティブモールド（１１）における正確な半径方向及び軸方向の位置決めを確かにするベアリング表面（１２、１２’）を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のドレッシングロール。
14. 前記メタルボンド（１３）が筒形状を有するとともに、前記ドレッシングロールは、さらに前記メタルボンド（１３）の内部に同心円状に設置された一つの基礎本体（１４）から成ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のドレッシングロール。
    

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