JP7394762B2 - 歯部を機械加工するための方法、ならびに歯付け機械 - Google Patents

Description

本発明は、その回転軸を中心に回転駆動され、かつ幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツールが使用される、歯部を機械加工するための方法であって、そのツール歯が、基材で作製され、かつ少なくとも歯元の面に耐摩耗性を高めるコーティングを備え、ならびに、ツールを再調整する過程で表面が随時再研削される、ツールの端面に面するすくい面を有する、方法に関する。

かかる方法は、例えば、パワースカイビングの切削条件および運動学に関して言及しているＥＰ２５３７６１５（Ａ１）に記載されているような、パワースカイビングによるものがよく知られている。

パワースカイビングは、機械加工速度に関して、効率的なホビングに近くなってきたが、一般に内歯を機械加工することもできるといった可能性などの、ツール形状および機械加工運動学に起因する利点を提供する、回転機械加工方法である。

使用されるスカイビングホイールのより長い耐久性のために、超硬合金（ＨＭ）または粉末金属高速度鋼（ＰＭ－ＨＳＳ）であり得るスカイビングホイールの基本的な材料は、例えば、摩耗耐性を高め、したがって、ツールの使用期間および寿命全体を延長する、コーティングを備える。

ワークピース、例えば大型のワークピース装填物を機械加工すると、ツールが摩耗し、よって、特定の時間の後にツールの交換が行われる。ＨＳＳツールの典型的な使用に際しては、機械加工される歯部の品質の低下またはツールへのさらなる損傷を防止するために、機械加工される材料に応じて、機械加工の３～１２時間後にツールの交換を行わなければならない。超硬合金ツールは、比較すると極めて長く、約２～３倍以上も長く持続する。

それぞれの機械加工について意図した摩耗限度に到達した場合、新しいツールを機械加工装置にクランプし、その後に、例えばより大型のワークピース装填物に対して、機械加工を継続することができる。しかしながら、使用したツールは、その最終摩耗限度にまだ到達していなければ、さらに使用するために再調整することができる。従来技術の再調整の場合は、摩耗を測定し（摩耗は、しばしばツールの歯の先端で最も大きくなるので、通常、ツールの歯の先端を半径方向に見て、軸方向に、すなわち歯末の面に向かって、ツールの歯の先端で測定される）、摩耗がもはや視認できなくなるまで、必要に応じて安全マージンを加えて、すくい面を研削し、その後に、ツールのコーティング剥離を行い、次いて、再コーティングする。次いで、機械操作者は、再コーティングされたツールを受け取るが、このツールは、再研削に起因して高さがより低くなっており、円錐形の歯末の面の場合は、それに応じて直径も小さくなっており、このツールをさらに使用するには、これらの変化を考慮する。

本発明は、特に手順全体への統合を向上させることを視野に入れて、上で述べた種類の方法をさらに発展させるといった目的に基づいている。

手順的な期間において、この問題は、基材から切れ刃に沿って任意の場合に形成されたすくい面の領域の少なくとも１つを再研削した後に、ツールの使用が再開および継続されるという点で、本発明によって解決される。

本発明は、好ましくはコーティングを全く有さず、したがって、より早く摩耗する切れ刃に少なくとも沿って機械加工を再開したときに、手順全体における利点によって、すくい面を補正すること、さらには上回ることができることから、一方では、寿命全体を低減させ、他方では、次の再研削までの使用期間を低減させるといった欠点を直接生じさせるという認識に基づいている。ツールは、再研削の後にもはや再コーティングされないので、ツールは、特に同じ歯付け機械で、より早く再度使用することができ、よって、機械の操作者が保有するべき追加的なツールの数を低減させることができる。加えて、すくい面領域またはすくい面のみを再研削することによって、ツールに対する影響がより少ないことに起因して、より少ない露出時間で機械加工を再開した後に、機械加工する歯部の品質を保証するための任意の必要な機械側の修正に対する基本的な必要条件が確立され、これは、任意の場合に再研削時間中に起こり得る、機械側の機械加工時間の損失を少なくとも部分的に補償することができる。

ツールは、好ましくはパワースカイビング用のスカイビングホイールまたは歯部のハードスカイビング用のスカイビングホイールであり得るが、また、歯部ホイールの歯車成形用のカッタホイールでもあり得る。基材は、すでに上で述べた材料、すなわち、超硬合金（ＨＭ）または粉末金属高速度鋼（ＰＭ－ＨＳＳ）のうちの１つとすることができるが、これらに限定されない。耐摩耗性を高めるコーティングは、例えばＡｌＣｒＮ、またはＴｉＮなどの、当業者によって一般的に使用されている任意の他のコーティングとすることができる。機械加工方法は、内歯付きおよび外歯付きの両方のワークピースに使用することができる（後者は、特に干渉輪郭部が存在する場合に好適である）。

ツールの製造後に初めて使用する場合、ツール歯の歯元の面は、好ましくはこの時点で、このコーティングで任意の場合にコーティングし、すなわち、新しいツールに関しては、すくい面もコーティングする。

再研削する際には、すくい面全体を再研削することが好ましく、これは、再研削手順を単純化する。任意の場合に、再研削は、切れ刃領域において、また、スカイビングホイールまたはカッタホイールの場合は、歯縁のすくい面領域において随時行われる。

再研削する際には、再研削後にすべての歯の摩耗跡が完全に取り除かれるような量の材料を研削することが望ましい。現在の従来技術の方法の経験則では、ＰＭ－ＨＳＳまたはＨＭツールは、摩耗跡の幅が０．２～０．３ｍｍまたは０．１～０．２ｍｍになるまで－または機械加工されたワークピースの品質が許容し難い悪化であると判断されるまで－のどちらかが最初に起こるまで使用される。

好ましい方法レイアウトでは、再研削が比較的より頻繁に行われることを前提としている。超硬合金ツールの場合、再研削は、好ましくは、摩耗跡の幅が０．０８ｍｍ、さらに好ましくは０．０６５ｍｍ、特に０．０５ｍｍに到達する前に、またはその時に行われる。ＰＭ－ＨＳＳツールの場合、摩耗跡の幅が１．６ｍｍもの狭さ、さらに好ましくは０．１３ｍｍの狭さ、特に０．１ｍｍの狭さで行われる。これは、再研削の判断が摩耗跡に基づく場合に好ましいが、指定されたワークピースの品質が事前にもはや達成されない場合に再研削を準備しなければならないことも前提とすることができる。少なくとも１回のツールの再研削中には、好ましくは複数の再研削手順中には、特にすべての再研削手順中には、ツールを再コーティングしないので、より頻繁な再研削によって受ける時間の損失を許容することができる。

これはまた、比較的に非常に早期である、ツールの再研削までにできる限り長く待たされる従来技術と比較して、コーティングまたは非コーティングのいかなる問題とも関係のない態様として本発明によっても考慮することができ、それに応じて、独立しているものとして、および独立して保護することができるものとして開示される。したがって、本発明は、幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツールが使用され、その回転軸を中心に回転駆動される、歯部を機械加工するための方法であって、そのツール歯が、随時再研削される、ツールの端面に面するすくい面を有し、再研削の後に、ツールの使用を再開および継続し、この方法は、再研削が、特にＰＭ－ＨＳＳツールの場合には、摩耗マーク幅が１．６ｍｍ、より好ましくは０．１３ｍｍ、特に０．１ｍｍに到達した時点で、またはその前に行われ、またより好ましくは、特にＨＭツールの場合には、摩耗マーク幅が好ましくは０．０８ｍｍ、より好ましくは０．０６５ｍｍ、特に０．０５ｍｍに到達した時点で、またはその前に行われることを実質的に特徴とする、独立して保護可能な方法を明らかにする。この態様は、以前に、および後で言及される他の本発明の態様と組み合わせることができる。したがって、また、特にハードスカイビングの機械加工方法では、ツールのすでに小さい摩耗に起因して機械加工中にツールの変位が発生する場合があり、この過程において、不必要なずれが発生する場合があることが、本発明の範囲内であることも認識された。これは、より高い頻度の再研削によって対処することができる。この目的のためには、例えば少量だけ送り込むことによって、少量だけ再研削すれば十分であり得る。

しかしながら、従来技術における以前の場合のようにツールをその寿命全体を通じて１回以上再コーティングすること、さらには、再調整過程において部分的または完全に再コーティングすることもまた本発明の範囲内で前提とされる。これは、再研削手順中に歯元の面および／または歯末の面も再研削する場合に特に好ましい。

特に好ましい実施形態では、ツールは、再研削前の使用として、同じ歯付け機械での継続使用が行われることを前提としている。再研削に起因して必要となった、機械軸の調整に対する変更とは別に、このツールに対してすでに設定されている機械軸の調整を使用することができる。よって、新しい機械は、このツールについて設定する必要がない。

特に好適な構成では、機械制御部は、継続使用のために、特に、再研削中に、材料の除去深さに関する情報を自動的に受信しなければならないことが意図される。これは、（例えばツールの高さまたは直径の変化に起因する）機械軸の調整に対する必要な変更に関する鍵となる情報が、機械制御部ですでに利用可能であることを意味する。

この文脈では、再開後に、最初に再加工した歯車装置の中間測定を伴うことなく、継続して機械加工が行われるレイアウトが可能である。コーティング剥離／再コーティング手順が行われないことに起因して、従来技術と比較して、再調整中のツールへの影響が少ないので、正しい機械軸の調整をすでに伴った継続使用は、許容可能な機械加工品質につながる。

再研削後のツールの再測定は、もはや絶対に必要でなくなり、意図的に省略することができ、よって、関連する追加的な時間を節約する可能性が存在する。

再研削を行う場所については、複数の変形例が考えられる。したがって、ツールは、原則として、機械加工位置およびクランプの外側に位置付けられ、さらには加工していた歯付け機械からツールがかなり離れている場合がある。

可能な変形例において、ツールは、再研削の前に、ツールチェンジャを介して交換され、再研削は、特にツールチェンジャを介してまたはツールチェンジャに連結された再研削ステーションで行われる。変形例はまた、ツールが以前に使用したツールクランプに残ったままであるが、再研削が、例えばツールヘッドまたはそれを支持しているメインカラムをスイベルまたは移動させることによって、使用と同じ機械加工領域においてではなく、隣接する再研削領域において行われる場合も前提とする。よって、ツールヘッドの軸だけでなく別個の軸、また、これらの組み合わせ、さらには対角線軸も考えられる、研削ストロークを具現化するための広範囲にわたる可能性が存在する。

好適な変形例は、再研削が、歯付け機械のツールクランプで、または以前のおよび／もしくは継続使用が行われた機械加工中心の延長線上で行われるものである。特に、再研削は、歯部を機械加工する機械加工領域において行うことができ、すでにツールが利用できる機械軸は、当然ながら、再研削に使用することができ、また、好ましくは、位置決め軸として、または再研削中に制御される軸としても使用することができる。また、機械加工ツールが、その寿命全体の終わりに到達するまで、または設計されたワークピース（ワークピース装填物）の種類が変更されるまで、同じ歯付け機械にクランプされたままであることも前提とすることができる。

また、位置決めに、および場合により再研削ツールの研削ストロークに必要とされる軸移動は、再研削ツールを能動的に移動させる移動軸によっても行うことができる。研削ストロークの具体的な具現化は、好ましくは、利用可能な空間条件に依存し、さらには、（例えば、ステップカットに）使用される機械加工ツールの形態に依存し、ならびに、再研削ツールの種類（円筒または円錐の研削外側面を有するカップホイールまたはディスク／研削回転体）に依存する。研削ストロークは、水平方向とすることができるが、そうする必要はない。例えば、円筒または円錐の研削ツールの外側面を伴うステップカット（図２を参照されたい）によるツールの再研削が考えられる。この場合、ストローク移動は、斜めに設定された接線軸（図１のＹ１）によって行われ得る。また、機械加工されるワークピースの回転軸に平行な、機械加工ツールの横断移動（図１の軸Ｚ１）のための軸などの、別の軸を研削ストローク移動するための移動軸を重ね合わせることも考えられる。

好適な変形例では、再研削ツールが、歯部機械加工の半径方向の送り込み移動に対する接線方向から送られることを前提としている。このコンステレーションは、空間および部屋の状況の好ましい利用につながる。この位置送り軸はまた、研削ストロークを具現化するために使用することもできる。しかしながら、機械加工ツールの移動軸が研削ストロークに使用される変形例も好ましい。

再研削されるツールの配置に応じて、連続再研削の変形例が考えられるが、連続加工方法も考えられ、これらでは、個々の歯のすくい面が次々に再研削され、かかる２つの機械加工の間に、ツールをその回転軸を中心に回転させる。これらの断続方法では、ねじれによって次のすくい面までずれさせることが好ましく、すくい面は、再研削ツールの摩耗サインまたは温度の変化が、ツール円周方向における影響を増加させずに、ツール円周を通じて分散されるシーケンスで研削される。

再研削ツールの配置に応じて、必要な場合に、特に研削面が機械加工係合中にすくい面を完全に覆う場合に、いかなる研削ストローク移動も必要としないことを前提とすることができる。他の好ましい実施形態では、研削ストローク移動の実行の下ですくい面が再研削されることが前提とされ、後者は特に水平方向であり得る。

可能な方法レイアウトにおいて、ツール軸配向のスイベル角度は、機械加工中と再研削中との使用の間で変更されないままである。このようにして、提供されたスイベル角度にわたってこのツール軸の配向が変化することによる、任意の精度の低下が回避される。

好ましい実施形態において、ツールは、非ゼロの先端すくい角を有し、ツール軸配向のためのスイベル角度は、再研削のための先端すくい角に設定される。これは、単純な再研削移動を可能にする。しかしながら、下で説明するように、スイベル角度調整の代わりに重畳された移動による、研削位置のオフセットの調整も可能である。

１つの可能な構成では、再研削の前に、ツールのプロービングが、再研削ツールによって特に半自動的または自動的に行われる。これは、高さ方向（軸方向）における、および／またはツールの歯または歯間隙の回転位置に対する、再研削ツールおよび再研削されるツールの正確な相対的位置付けのために使用される。

すでに上で述べたように、機械制御部は、好ましくは再研削手順に関する情報を含む。特に好適な構成において、機械制御部は、以前の機械加工と比較した再研削によって生じるツールの高さおよび／または直径の変化に起因して、継続使用に必要とされる機械軸の調整の適合量を独立して計算しなければならない（次いで、それに応じて、機械軸調整を適応させなければならない）ことが前提とされる。この目的のために、機械制御部は、ツールの通常の設計データ（高さ、直径、テーパを含む）を有する。

好適な変形例において、ツールは、ステップカットを有する。また、このツールレイアウトについて良好な結果も達成され、これは、複数の歯にわたるプランシップを設計することを不可能にする。

ステップカット（図２を参照されたい）によるツールのこの再研削は、例えば、カップホイールで行うことができる。しかしながら、円筒または円錐の再研削ツールの外側面によって行われる再研削の機械加工係合のための、同程度に好適な変形例も提供される。この態様は、機械加工のツールクランプにおいてそのクランプ状態での機械加工ツールの再研削に関連して、また、機械加工ツールがコーティングされているかどうかにかかわらず、有利であると考えられ、それに応じて、独立したかつ保護に値するものとして開示される。

しかしながら、また、ツール軸の周囲の外周円に属するすくい面の一部分がツールの回転軸に対して同じ軸方向高さにあり、したがって、ステップカットを有しないツールによる加工も意図している。

好ましい実施形態では、再研削ツールの研削面に対する法線ベクトルが、再研削ツールの回転軸に対して主に半径方向に通っていることを前提とする。特に、ここでは、再研削ツールの外側面に位置する研削面を有する、回転対称の研削ホイールおよび研削ディスクが考えられる。これは、円筒形または円錐形に設計することができる。

別の同様に好ましい実施形態では、研削面に対する法線ベクトルが再研削ツールの回転軸に主に平行である再研削ツールも考えられる。この目的のための好適なツールは、特に、ムーンディスクタイプのツールを含む、カップホイールタイプのツールである。

好ましい構成において、再研削ツールを能動的に移動させる少なくとも１つの機械軸は、再研削されるツールに対する再研削ツールの相対的位置付けのために使用される。

機械加工インサートのツールクランプツールにおいて行われる再研削と組み合わせたかかる配設が有利であると考えられ、また、ツールコーティングの問題と切り離される。

したがって、本発明はまた、幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツールが使用され、その回転軸を中心に回転駆動される、歯部を機械加工するための方法であって、そのツール歯が、ツールを再調整する範囲内で随時再研削される、ツールの端面に面するすくい面を有し、再研削が、再研削の後にこのツールの従来のおよび／または継続使用を行う、歯付け機械のツールクランプにおいて行われることを実質的に特徴とし、再研削ツールを能動的に移動させている少なくとも１つの機械軸は、再研削されるツールに対する再研削ツールの相対的位置付けのために使用される。

しかしながら、好ましくは、追加的または代替的に、再研削されるツールを能動的に移動させる少なくとも１つの機械軸が、再研削ツールとツールとの相対的位置付けに使用されることを前提とする。

好ましい実施形態では、ツールの主に半径方向に通る研削溝を生成するために、ツールおよび再研削ツールの回転移動が互いに調整されることを前提とする。接線配向またはランダム配向の研削溝と比較して、主に半径方向に通る研削溝が有利であると考えられる。この文脈では、研削移動の主な方向成分および研削係合の領域における研削ストローク移動が一致することを確実にすることが好ましい。

さらにまた、ツールディスク平面に投影して見たときに、再研削されるツールおよび再研削ツールが２つの非連続領域において重なることを前提とすることができ、領域は、特に、複数のツール歯が重なる分離領域によって分離される（すなわち、領域は、単に歯間隙が存在するというだけで、互いに分離されない）。接線配向またはランダム配向の研削溝と比較して、主に半径方向に通る研削溝が有利であると考えられる。それは、良好な研削方向条件を可能にする。

しかしながら、特に、非連続領域の一方の領域では研削し、他方の領域では摺動接触を不要とすることを前提とし得る。これは、例えば、再研削ツールの研削平面が、スイベル軸によって、ツールの平面との平行度を保持する場合に達成することができる。これは、極めて小さくなる場合があり、例えば０．０１°～０．０３°のスイベル角度に対応する角度で表され、よって、摺動接触を伴う領域における平行度からのずれは、最小量のみである。

その幾つかを上ですでに部分的に説明した、研削方向の態様もまた、任意のコーティングの問題と切り離されて、本発明によって有利であると考えられる。それに応じて、本発明は、その回転軸を中心に回転可能に駆動され、かつ幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツール、特に、ステップカットで歯付けされたツールが使用され、それのツール歯が、ツールを再調整する範囲内で随時再研削される、ツールの端面に面するすくい面を有し、研削接触領域において、ツールのディスク平面に投影して見たときに、再研削に使用される再研削ツールの回転研削移動の主な接線方向成分が、再研削されるツールの回転軸に対して半径方向に平行に通ることを実質的に特徴とする、独立した、および独立して保護可能な方法を明らかにする。

また、この独立したレイアウトは、上で述べた他の態様と組み合わせることもできる。

本発明はまた、歯付け機械の機械制御部で実行したときに、上で述べた態様のうちの１つに従って方法を行うように歯付け機械を制御する、制御プログラムの形態でも保護される。

さらにまた、本発明は、歯部を担持するワークピースを回転可能かつ駆動可能に支持するためのワークピーススピンドルと、幾何学的に画定された切れ刃を有し、かつツールおよびワークピースの相対的位置付けのための機械軸を有する、ディスク形状の歯付きツールを回転可能かつ駆動可能に支持するためのツールスピンドルと、ツールによって行われる歯部の機械加工を制御するための機械制御部と、を有し、機械制御部が、上記の制御プログラムおよび／または作動させたときに、ツール歯のすくい面を再研削するための再研削ツールをツールと研削係合させる移動手段を有することを実質的に特徴とする、歯付け機械によって保護される。

特に好ましくは、移動手段が、再研削ツールの回転軸の場所または配向を変更可能に調整することができる、少なくとも１つの機械軸を有することを前提とする。

また、本発明による再研削解決策を実施するための、当業者に知られているピックアップ解決策も計画される。再研削ツールを担持するピックアップスピンドルを、ピックアップスピンドルとして設計されたワークピーススピンドルが、機械加工手順中にワークピースを担持する位置に移動させることができることが前提とされ得る。しかしながら、ツールを一方の機械加工位置から再研削位置に、およびその逆に（すなわち、２つのスピンドルの間で）移動させるための相対移動が、ツールヘッドのアクティブな移動によって達成される解決策も考えられる。

本発明のさらなる特徴、詳細、および利点は、添付図面を参照しながら以下の説明に見出すことができる。

統合した再研削配設を有する歯付け機械を示す図である。 ステップカットにおいてスカイビングホイールの形態で再研削されるツールを示す図である。 ステップカットに整合する再研削係合を概略的に示す図である。 非ゼロの先端すくい角に好適な係合を概略的に示す図である。 まだ係合範囲外にある、位置決め配設および研削ストロークの可能性を示す図である。 図５の係合時を表す変形例を表す図である。 図５に対する代替的な配設の可能性を示す図である。 別の異なる配設の可能性を示す図である。 ツールのステップカットを伴わない機械加工に関する概略的な配設を示す図である。 ピックアップ解決策の変形例における配設の可能性を表す図である。

図１に示されるツール機械は、１つのスカイビングホイールＳによるスカイビング機械加工用に設計された機械１００である。ワークピース側で、機械１００は、機械ベッド９０において回転可能に駆動されるツールテーブル８０を有し、機械加工されるワークピースは、図１に示されていないが、例えば機械加工される内部歯部を有し、回転Ｃ１のワークピース側の機械軸の周囲で回転可能にクランプすることができる。

ツール側で、機械１００は、ワークピースに対するツールの半径方向の位置決め移動のための直線機械軸Ｘ１と、テーブル軸Ｃ１の軸方向に沿ったツールの移動のための軸Ｚ１と、ツールとワークピースとの接線相対移動のための軸Ｙ１と、を有する。これらの直線軸Ｘ１、Ｚ１は、互いに対して垂直であり、また、スライド配設７０によって具現化され、Ｘ１移動のための直線スライド７２は、Ｚ１移動のための垂直スライド７４を担持する。ツールＳを担持するツールヘッド７８は、この実施形態では回転軸Ｂ１を有するツール回転のための直接駆動としてＣＮＣ駆動装置も担持し、接線移動Ｙ１のための直線スライド７６とともに移動可能である。しかしながら、接線スライド７６は、スイベル軸Ａ１によって垂直スライド７４に回転可能に取り付けられ、よって、そのスライド移動は、図１に示される設定では水平方向のみであり、別様には、調整されたスイベル角度Ａ１だけＺ１軸に対して傾斜する。

加えて、機械１００は、再研削ツールＮをツールヘッド７８のツールクランプツールでクランプされるスカイビングホイールＳとの再研削機械加工係合させることができる、さらなる移動システムを有し、ツール側の直線軸および回転軸はまた、再研削係合を生成するために使用することもできる。表される例示的な実施形態において、再研削ツールＮは、この例示的な実施形態においてカップホイールの形態であり、Ｘ１－Ｚ１平面に対して直角の接線方向Ｙに移動可能である。したがって、再研削ツールは、半径方向Ｘ１に対して横方向に機械加工領域の中へ導入することができる。このＹ方向における可動性は、二重スライド４１、４２によって具現化され、それらのうち、下側スライド４１は、軸Ｙ３による位置決めを意図し、一方で、上側スライド４２は、研削ストローク移動を意図する。加えて、再研削スピンドル４４は、再研削ツールＮを担持し、かつ軸Ｄ１を中心に駆動し、Ｙ方向（スイベル軸は、Ａ２で示す）に対して直角の平面に枢動可能に配置され、よって、回転軸Ｄ１の軸方向と軸Ｚ１（Ｃ１）との角度ξを、Ｘ１－Ｚ１平面に平行な平面において調整することができる。

また、ツールヘッド７８の（場合によりＺ１と組み合わせた）Ｙ１軸は、研削ストローク移動のために使用され、必要な場合にＹ２などの研削ヘッドの軸が省略される、変形例も考えられる。また、Ｘ１方向に平行な研削ヘッドの追加的な軸Ｘ２を有することも考えられる。

そのコーティングされた歯を有するスカイビングホイールＳが、この時点で、ワークピースの機械加工に起因して特定の摩耗に到達した場合に、スカイビングホイールＳのすくい面を再研削する。

これは、スカイビングホイールＳについて下で説明するが、ステップカットで研削され（図２も参照されたい）、非ゼロの先端すくい角を有する。この場合、再研削ツールＮは、スイベル軸Ａ２を有するスカイビングホイールＳのステップ切削角度までスイベルされる。スカイビングホイールＳのスイベル軸Ａ１は、スカイビングホイールＳの先端すくい角までスイベルされる。この調整において、（割り出し方法で）再研削されるすくい面５の中心線は、半径方向軸Ｘ１に対して９０°位置に水平方向であり、再研削ツールＮの表面に面する。よって、研削ストローク移動（軸Ｙ２、図５、図６も参照されたい）において、機械加工領域は、検索ストローク中にすくい面５に沿って移動し、カップホイールＮの研削領域の配向は、意図する除去量だけすくい面５を研削することができるように、すくい面５の配向と一致する。スカイビングホイールＳのＺ１軸は、機械加工係合および送り込みの高さ調整に使用することができ、一方で、ＸＹ機械軸は、位置決めに使用されることが理解される。すくい面５に加えて、図２に示されるようにツールＳを使用すると、その側面６も再研削することができる。

半径方向軸Ｘ１に対する再研削ツールＮの横方向送りに起因して、機械側の空間要件の競合が回避される。加えて、研削ストロークおよび追跡ツールの送り方向の平行度に起因して、再研削中の振動が大幅に回避される。このようにして、すべてのすくい面５が割り出し機械加工で順々に再研削されると、再研削ツールＮを後退させ、スカイビングホイールＳによる歯部の機械加工を再開および継続することができる。

再研削により生じたスカイビングホイール形状の変化（より小さい直径、より低い高さ）に起因する、さらなる機械加工に必要とされる機械軸調整の変更は、機械制御部によって自動的に計算される。機械制御部は、そこに記憶したツールレイアウトからのこれに関する必要な情報、およびこれに使用される機械軸の軸位置に関する、再研削中に行われる除去の知識を有する。

しかしながら、代替の実施形態において、例えば、再研削が、主機械カラム（７０）に最も近い（０°位置、例えば、内側歯部の場合）または最も遠い（１８０°位置、例えば、外側歯部の場合）ツールの表面で行われる場合、研削ストロークは、Ｘ１機械方向（図７も参照されたい）でも行われ得る。この場合、機械加工軸の交差角度に調整されたツールヘッド７８のスイベル軸調整を省略することが好ましい。例えば、ワークピースの機械加工が、内側歯部の機械加工であり、加工が０°位置、１８０°位置で行われる場合、操作者は、反対の軸交差角を２回調整して、すくい面５を水平に設定することができる。しかしながら、このようにして軸交差角を変化させないこと、または軸交差角を機械加工のための位置のままにしておくことも考えられる。よって、研削ヘッド（４４）がさらなるスイベル軸を備えることを前提とすることができる。また、カップホイールとして構成されない研削ディスクの強円錐外側面を使用することも考えられる。先端すくい角を有しない場合は、次いで、半径方向に水平に通るすくい面を再研削しなければならない。先端すくい角を利用できる場合、再研削の接触は、例えば、機械軸Ｚ１の追加的な移動によって維持することができる。この目的のために、カップホイールを使用する場合、軸Ａ２（図１）を先端すくい角までスイベルさせることができ、この場合、再研削ヘッドのスイベル軸Ａ２は、研削機械加工係合において研削する表面の同じ配向を調整する。

この変形例では、ワークピーステーブル８０との空間的な競合を回避するために、主機械カラム（スライド配設７０）に最も近いツールＳの表面の再研削を行うことが好ましい。この場合、ツールヘッド７８のスイベル軸Ａ１を介してスイベルさせる必要がないので、これは、内側歯部を機械加工するときに特に重要である。外側歯部の場合、自分がスイベル軸Ａ１を介してスイベルさせることを望まないのであれば、再研削は、１８０°位置において行わなければならなくなる。１８０°位置では、利用可能な設置空間のより良好な条件が、しばしば存在する。特に、スカイビングホイールＳが先端すくい角を有しない場合、（図１の機械テーブル８０に類似するコンステレーションにおいて）機械加工中にワークピースを担持するスピンドルを介して再研削ツールＮの回転移動を描くこと、および半径方向軸Ｘ１を介して研削ストロークを行うことも考慮することができる。この変形例はまた、研削ストロークのための半径方向軸Ｘ１を利用することによって、および重畳した移動Ｙ１およびＺ１によって（０°位置に対する）係合領域の調整したオフセットを利用することによって、ゼロではないヘッド角度を有することも考えられる。

図１に表される配設の既存の機械軸を介して、一方ではスカイビングホイールＳについて、他方では再研削ツールＮについて、研削ストロークを対角線方向に行う（すなわち、ＸおよびＹ方向成分を有する）、重畳した変形例も設計することができる。この場合、スカイビングホイールＳのスイベル角度（Ａ１軸）は、好ましくは、研削ストローク方向および再研削ツールＮのために調整した角度ξに応じて、所望の先端すくい角に整合するように調整される。

使用される再研削ツールＮの寸法に応じて、すなわち、すくい面５がすでに完全に覆われている場合に、研削ストロークの具現化を完全に省略することも可能である。よって、再研削は、プランジカット研削である。

スカイビングホイールＳと再研削ツールＮとの相対位置の正確な決定について、正確な相対的高さ位置ならびに研削ツールＮに対するツールＳの歯の相対的角度位置を確立するために、軸方向ならびに円周方向においてスカイビングホイールＳと再研削ツールＮとを接触させることが可能である。これは、特に、機械加工ツールＳおよび／または再研削ツールＮを交換した後に指示される。これは、研削先端７８をスイベルさせることが、ツールＳを機械加工軸の交差角のままにするからである。しかしながら、ツール歯４の角度位置は、先行する機械加工および機械軸Ｂ１を監視することに起因して、すでに分かっている。接触の検出について、ノイズの検出、ならびに、例えばツールまたはワークピーススピンドル（Ｂ１／Ｃ１）のトルクを変化させることによる、機械軸の監視を考慮することができる。また、火花などの視覚的な認識方法も使用することができる。

この種類のプロービングはまた、再研削ツールＮ自体が引き抜き処置を受けた場合にも好ましい。これは、完全に自動的に動作させることができ、すなわち、機械１００は、独立して、またはオペレータによる大まかな事前の位置決めの下で半自動的に、もしくはオペレータが機械制御パネルを介してプロービングを制御する場合は代替的にソフトウェア誘導で、プロービングを行う。また、手動制御を使用した、軸移動を通したプロービングによる完全に手動の変形例も考えられる。

例えば、ステップカットを有しないスカイビングホイールによって加工する場合は、断続方法に加えて、連続方法を再研削に使用することができる。例えば再研削ツールとしてのカップホイールによって具現化された場合、スカイビングホイールは、０°の角度（Ａ１）にスイベルされる、すなわち、実質的に水平方向のすくい面用に調整されるか、またはそのようなすでに調整した調整状態のままにすることになる。スカイビングホイールの連続回転は、軸Ｂ１を介して具現化される。カップホイールを使用する場合、好適なレイアウト（図９を参照されたい）は、スカイビングホイールの２つの非連続領域の重なり領域をもたらす。ここでは、再研削ツールの研削面とスカイビングホイールの研削面との平行度のずれを最小にすることが、非連続領域のうちの一方（ＫＢ）のみにおいて研削機械加工が起こることを確実にし、一方で、他方の領域（ＮＫＢ）では、このわずかなずれに起因して、いかなる接触も存在しない（例えば、再研削ツールが、０から１００分の数度（例えば、０．０１～０．０３°）の程度でずれて研削されるので、他方の重なり領域ＮＫＢでは、再研削ツールとスカイビングホイールとの間にリフトオフが存在し、したがって、それ以上いかなる接触も起こらない）ことが好ましい。また、２つの平面の平行度のこのわずかなずれは、スカイビングホイールのスイベル軸（Ａ１）を介して達成することもできる。この場合、Ｃ１ワークピーススピンドルを介して再研削ツールの回転移動を提供することが同じく可能である。別様には、再研削ツールのスイベル軸Ａ２を介して、非平行に調整することもできる。

このようにして、２つの重なり領域のうちの１つのみ（ＫＢ）において再研削を行うことを確実にした場合、有利であると考えられる、実質的に半径方向の研削溝を生成することができる。

具体的な例（ここでは、先端すくい角０）では、カップホイールの切削速度が３０ｍ／ｓであり得、スカイビングホイールの回転速度が毎秒１回転で、例えばスカイビングホイールの直径が２００ｍｍであり、その結果、スカイビングホイールの周速が０．６３ｍ／ｓである場合、研削溝が半径方向（スカイビングホイールの中心を有するスカイビングホイール系）から数度だけのずれ、具体的な計算では１．２°だけのずれを達成することができる。すでに上で述べたように、カップホイールの直径に応じて、±０．０１～０．０３°の範囲のスイベル角度の調整で十分であり得る。研削方向は、好ましくは、再研削されるツールの中心に向かうべきである。

非ゼロ度の先端すくい角を生成する場合、すくい面もまた、縁なし帽の形態であるが、半径方向にわずかに湾曲表面を伴って研削され得る。上で述べた整合に代わるものとして、図１に示されないツールヘッド７８の追加的なスイベル軸もまた、０度ではない先端すくい角を生成するように達成することができる。

原則として、比較的平坦なカップもまた、これらのカップホイールとして、さらにはムーンディスクとして使用することができる。完全な円筒のディスクと比較して、狭い領域のみがカップホイールによって使用され、よって、それに応じてドレッシングがより容易かつ正確になり、再研削ツールをドレッシングする際の利点をもたらす。

原則として、主に接線方向における研削溝の生成も考えられるが、これは、主に半径方向で動作する研削溝を有する変形例に対して、あまり好ましくない。しかしながら、かかる変形例は、連続方法に従って、研削ディスク（この目的のために、スカイビングホイールは、ステップカットを有しない）の外側面による複数の歯にわたる再研削も可能にする。この場合は、スカイビングホイールのＡ１スイベル軸を、対応する角度に調整して、ゼロからずらしたすくい角を達成することができ、再研削ホイールは、９０°の角度にスイベルされ、（Ａ２軸によってではなく、再研削ツールの回転軸Ｄ１が水平にかつＹ２方向に平行にスイベルされる、追加的なスイベル軸によるものである。よって、ゼロではない先端すくい角は、この軸を介して、または代替的にＡ１軸を介して設定することができる）、Ｚ１軸は、高さの調整および送り込みに使用され、相互の位置決めのためのＺ１方向に対して直角の利用可能な直線軸である。

図２は、図１に表される機械１００で使用することができるスカイビングホイールＳの形状を示す。ステップカットで形成されたツール歯４の設計は、ステップカットで形成されたすくい面５を明確に認識することができる。図２に示されるツールＳはまた、非ゼロの先端すくい角５も有し、すくい面は、半径方向に対しても傾斜している。例えば、図１に示される利用可能な機械軸に起因して、例えば、すくい面５の配向を調整して、カップ形状の研削ディスクの研削領域に整合させることが可能である。

図３は、カップ形状の研削ホイールの形態の再研削ツールＮ３によって切削ホイールＳ３を再研削するときの係合状況を明らかにする。切削ホイールＳ３および再研削ツールＮ３の回転軸を、互いに対してスイベルさせて、右側切削レイアウトについて１回および左側切削レイアウトについて１回、ステップ切削角度αに整合させる。

図４は、ステップカットを備えない切削ホイールＳ４が回転円筒状研削ディスクＮ４によって再研削される変形例を概略的に示す。ここでは、それぞれの回転軸の相対的な角度位置をどのように設定して、切削ホイールＳ４の先端すくい角に整合させるのかが分かる。研削ストロークの移動は、両矢印によって示される。しかしながら、例えば、切削ホイール軸の方向に補正移動を行って、これを研削ストロークに連結することも考慮することができる。Ｎ４などの円筒再研削ツールもまた、ステップカットに使用することができるが、図４に示される再研削位置においてではなく、場合によりオフセットを伴って、切削ホイール軸に対して９０°回転させた位置である（スカイビング先端に近い０°位置と、スカイビング先端から遠い１８０°位置との間の中間の位置である）。

図５の概略図は、図１に示される機械または対応する移動軸を有する他の機械の位置決めおよび研削ストロークの変形例を示す。ここで、歯付け機械の半径方向の送り込み軸Ｘ１に対して垂直な研削ストローク移動が提供される。次いで、図６は、カップ形状の研削ディスクＮ５がどのようにすくい面５’のほぼ全体を覆うのかを示す。両方向矢印によって示される研削ストロークの範囲内で、すくい面全体５’全体が再研削される。さらにまた、再研削ツールＮ５の回転方向が示される。研削係合領域において、回転研削移動は、すくい面５’に対して（切削ホイールの回転軸に対して）主に半径方向にその方向から動き、ツールの中心に向かう研削方向を有することを認識することができる。

図７（半径方向および軸Ｘ１の方向）および図８（対角）は、切削ホイールに対する再研削ツールの代替的な研削ストローク方向または位置決めを示す。切削ホイールの中心を通過するストローク方向Ｈに平行な領域内にあるすくい面５’が（まだ）再研削されている。ここでも、回転研削移動の主な成分は、すくい面の半径方向に平行な５’であり、研削方向は、ツールの中心に向かう好適な成形に従っている。

再研削ツールが機械テーブル（Ｃ１）にクランプされている場合であっても、異なる方向の、単軸（例えば、Ｘ１またはＹ１）の、または例えば対角に重畳した（Ｘ１およびＹ１）、研削ストロークが考えられる。

図９は、切削ホイールＳ９がステップカットを有しない状況を示す。ここでは、再研削は、切削ホイールＳ９およびカップ形状の再研削ツールＮ９によって、図９に表される位置において、連続方法で行われる。２つの領域、ＫＢおよびＮＫＢを見ることができ、この位置決めに起因する重なりが存在する。しかしながら、示される例示的な実施形態において、領域ＫＢおよびＮＫＢは、どちらも再研削されず、切削ホイールＳ９およびカップホイールＮ９のホイール平面のわずかな傾斜に起因して、研削接触は、領域ＫＢ内にのみ存在する。それぞれの回転速度は、ツールの回転軸に関する主な方向成分を有する任意の場合に本質的にすくい面を半径方向に通る研削溝が、接点領域ＫＢに生成されるような方法で互いに協調される。ここではまた、研削方向は、ツールの中心に向かっても方向付けられる。

図１０は、ピックアップ解決策を概略的に例示する。ワークピースＷＳの内歯部を切削するスカイビングホイールＳ１０を表す。ワークピースは、ピックアップスピンドルＰ１にクランプされる。再研削ツールＮ１０は、別のピックアップスピンドルＰ２にクランプされ、切削ホイールＷ１０を再研削するために使用される。これは、Ｙ軸に沿って位置決めすることによって行われる。

上記から分かるように、本発明は、上記の例において特に表されているような具現化に限定されない。むしろ、上記の説明ならびに下記の特許請求の範囲の個々の特徴は、個々に、および組み合わせて、その異なる実施形態における本発明の具現化に必須であり得る。

Claims (22)

1. 歯部を機械加工するための方法であって、その回転軸を中心に回転駆動され、幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツール（Ｓ）が使用され、そのツール歯（４）が、基材で作製され、かつ少なくとも歯元の面に耐摩耗性を高めるコーティングを備え、さらに、前記ツールを再調整する目的で随時再研削される、前記ツールの端面に面するすくい面（５、５’）も有し、
   少なくとも１回の再研削の後に、前記基材から前記切れ刃に沿って任意の場合に形成された前記すくい面の領域によって、前記ツールの使用を再開および継続し、
   前記再研削が、以前のおよび／または継続使用が行われた歯付け機械（１００）のツールクランプにおいて行われ、
   前記再研削において、再研削ツールが、前記歯部の機械加工の半径方向送り込み移動（Ｘ１）に対して垂直の方向（Ｙ）から送られ、
   再研削中にツールディスク平面に投影して見たときに、前記再研削されるツールおよび前記再研削ツールの研削領域が、２つの非連続領域（ＫＢ、ＮＫＢ）において重なることを特徴とする、歯部を機械加工するための方法。
2. 前記継続使用が、再研削前の使用と同じ歯付け機械（１００）で行われる、請求項１に記載の方法。
3. 継続使用のための機械制御部が、特に自動的に、再研削中の除去深さに関する情報を受信する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記継続使用が、再開後に機械加工される第１の歯部の中間測定を伴わずに行われる、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記再研削は、以前のまたは継続使用が行われた歯付け機械とツールチェンジャを介して連結された再研削ステーションで行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記すくい面が、特に水平研削ストローク移動（Ｈ）を行うことによって再研削される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ツールの前記回転軸配向のスイベル角度（Ａ１）が、機械加工での使用と再研削での使用との間で変化しないままである、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ツールが、非ゼロの先端すくい角を有し、前記ツールの前記回転軸配向のスイベル角度（Ａ１）が、再研削の前記先端すくい角に設定される、請求項７に記載の方法。
9. 再研削の前に、特に半自動的または自動的に前記再研削ツールによって前記ツールのプロービングを行う、請求項１に記載の方法。
10. 前記機械が複数の機械軸と機械制御部を備え、前記機械制御部が、以前の機械加工と比較して研削によって生じるツールの高さおよび／または直径の変化に起因する、継続使用に必要とされる前記機械軸の調整に対する適合量を独立して計算する、請求項２に記載の方法。
11. 前記ツールが、ステップカットを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記ツールの前記回転軸の周囲の外周円に属する前記すくい面の一部分が、前記ツールの前記回転軸に対して同じ軸方向高さにある、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記再研削ツールの研削面に対する法線ベクトルが、前記再研削ツールの前記回転軸に対して主に半径方向である、請求項１に記載の方法。
14. 前記再研削ツールの前記研削面に対する法線ベクトルが、前記再研削ツールの前記回転軸に対して主に平行である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記再研削ツールを能動的に移動させる少なくとも１つの機械軸（Ｙ３）を使用して、前記再研削されるツールに対する前記再研削ツールの相対的位置付けを行う、請求項１に記載の方法。
16. 前記再研削されるツールを能動的に移動させる少なくとも１つの機械軸（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）を使用して、前記再研削ツールと前記ツールとの相対的位置付けを行う、請求項１に記載の方法。
17. 主に半径方向に延在する研削溝が、前記ツール上に生成され、特に、前記ツールおよび再研削ツールの回転移動が、主に半径方向に延在する研削溝を前記ツール上に生成するように互いに整合される、請求項１に記載の方法。
18. 再研削中に、前記再研削ツールが前記非連続領域のうちの１つ（ＫＢ）のみとの研削接触を有するように、前記ツールの一方の端部平面および前記再研削ツールの研削平面の平行度をわずかに外れさせる、請求項１に記載の方法。
19. その回転軸を中心に回転駆動され、かつ幾何学的に画定された切れ刃を有する、ディスク形状の歯付きツールが使用される、歯部を機械加工するための、特に請求項１～１８のいずれかに記載の方法であって、そのツール歯が、随時再研削される、前記ツールの端面に面するすくい面を有し、再研削の後に、前記ツールの使用を再開および継続し、前記方法は、再研削が、ＰＭ－ＨＳＳツールの場合に、摩耗マーク幅が１．６ｍｍ、より好ましくは０．１３ｍｍ、特に０．１ｍｍに到達した時点で、またはその前に行われ、また、好ましくは、特にカーバイドツールの場合に、０．０８ｍｍ、より好ましくは０．０６５ｍｍ、特に０．０５ｍｍに到達した時点で、またはその前に行われることを実質的に特徴とする、方法。
20. 前記継続使用が、再研削前の使用と同じ歯付け機械（１００）で行われ、継続使用のための機械制御部が、特に自動的に、再研削中の除去深さに関する情報を受信し、前記歯付け機械の前記機械制御部で実行したときに、請求項１に記載の過程を行うように前記歯付け機械を制御する、歯付け機械のための制御プログラム。
21. 歯付け機械（１００）であって、歯部を担持するワークピースを回転可能かつ駆動可能に支持するためのワークピーススピンドル（Ｃ１）と、幾何学的に画定された切れ刃を有し、かつツールおよびワークピースの相対的位置付けのための機械軸（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）を有する、ディスク形状で歯付きのツールを回転可能かつ駆動可能に支持するための工具スピンドル（Ｂ１）と、前記ツールによって行われる前記歯部の機械加工を制御するための機械制御部と、を有し、
    前記機械制御部が、請求項２０に記載の制御プログラムを有すること、および／または作動させたときに、前記ツール歯（４）の前記すくい面（５）を再研削するための再研削ツールを前記ツールと研削係合させる移動手段（４１、４２、４４）を有することを特徴とする、歯付け機械。
22. 前記移動手段が、前記再研削ツールの回転軸の場所または配向を変更可能に調整することができる、少なくとも１つの機械軸（Ｙ２、Ｙ３）を有する、請求項２１に記載の歯付け機械。