KR102593364B1 - 대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법에 관한 것으로, 워크피스는 툴의 롤오프에 의해 기어 치 기계 가공을 받게 되고, 툴의 축방향 이송은 기계 가공하는 동안 툴의 축방향 이송 및 워크피스의 축방향 이송 사이의 비에 의해 제공되는 대각비로 발생한다. 본 발명에 따르면, 대각비는 워크피스의 기계 가공의 과정 중에 변경된다.

Description

대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE GEAR MANUFACTURING MACHINING OF A WORKPIECE BY A DIAGONAL GENERATING METHOD}
본 발명은 대각 창성 방법(diagonal generating method)에 의한 워크피스(workpiece)의 기어 제조 기계 가공(machining)을 위한 방법에 관한 것이다. 그와 같은 대각 창성 방법에서, 워크피스는 툴(tool)의 롤오프(roll-off)에 의해 기계 가공되는 기어 치(gear tooth)이다.
본 발명은 기계 가공 동안 툴의 축방향 이송(axial feed) 및 워크피스의 축방향 이송 사이의 비(ratio)에 의해 제공되는 대각비를 가지는 툴의 축방향 이송이 발생하는 대각 창성 방법에 관한 것이다. 이 점에서, 용어 "툴의 축방향 이송"은 툴의 워크피스로의 툴의 축방향으로의 상대적 이동(relative movement)을 의미한다. 용어 "워크피스의 축방향 이송"은 툴의 워크피스로의 워크피스의 축방향으로의 상대적 이동을 의미한다. 본 발명에 따른 방법이 수행되는 기어 제조 기계 가공 기계의 실시예에 따라, 툴의 축방향 이송 및 워크피스의 축방향 이송을 일으키는 데 상이한 기계 축들이 사용될 수 있다. 단지 툴만이 예를 들어 자신의 축의 방향 그리고 워크피스의 축의 방향 모두로 이동될 수 있다. 이것이 창성 공정이므로, 툴 및 워크피스의 회전 이동(rotational movement)들은 더우기 결합된다. 워크피스는 특히 기어일 수 있다.
툴의 상이한 영역들은 또한 시프팅(shifting)으로 칭해지는 툴의 축방향 이송으로 인해 대각 창성 방법에서 기어 제조 기계 가공 동안 계속해서 워크피스와 접촉하게 된다. 그와 같은 대각 창성 방법들은 전형적으로 툴 면의 가능한 한 일정한 마모를 달성하기 위하여 사용된다.
대각 창성 방법은 EP 1 995 010 B1으로부터 공지되어 있고, 여기서 크라우닝(crowning)을 위해 정정된 기어 치 기하구조(tooth geometry)를 가지는 툴은 크라운(crown) 수정된 워크피스를 제작하는 데 사용된다. 이 목적을 위해, 툴을 워크피스로 운반하는 것도 마찬가지로 기계 가공 공정 중에 크라우닝 방식으로 변경된다. 이 점에서, 기계 가공 중에 툴의 축방향으로 그리고 워크피스의 축방향으로 커버되는 경로들의 비로서 규정되는 대각비(diagonal ratio)는 희망하는 비틀림(twist)이 생성되도록 세팅된다.
더구나 DE 10 2012 015 846 A1으로부터, 대각 창성 방법에서 자신의 면 기하구조에서 수정된 툴이 사용되는 방법이 공지되어 있고, 여기서 이 면 기하구조는 창성 패턴(generating pattern)에서 적어도 부분적으로 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연정되는 제 2 방향으로 함수 f(x)에 의해 제공된다. 이 툴의 수정은 대응하는 워크피스의 면 기하구조의 수정으로 이어진다. 이 점에서, 기계 가공에 사용되는 대각비는 그 중에서도 툴의 수정이 워크피스의 희망하는 수정을 제작하도록 선택된다.
본 발명의 목적은 종래 기술로부터 공지되어 있는 대각 창성 방법을 더 발전시키고 개선하는 것이다. 본 발명의 가능한 목적은 특히 제작될 수 있는 수정들에 관하여 기계 가공 공정의 유연성을 개선하는 것일 수 있다. 본 발명의 다른 목적은 연삭 툴들의 이용 가능한 연삭 영역들을 더 양호하게 사용할 수 있는 것일 수 있다.
이 발명은 본 발명에 따르면 본 출원의 독립 청구항들에 의해 달성된다. 본 발명의 이로운 실시예들은 종속 청구항들의 대상을 형성한다.
본 발명은 워크피스가 툴의 롤오프에 의해 기어 치 기계 가공되는 대각 창성 방법에 의해서 워크피스를 기어 제조 기계 가공하는 방법을 보인다. 워크피스의 기계 가공 중에, 툴의 축방향 이송 및 워크피스의 축방향 이송 사이의 비(ratio)에 의해 제공되는 대각비를 가지는 툴의 축방향 이송이 발생한다. 본 발명에 따르면, 대각비는 워크피스의 기계 가공의 일부로서 변경된다. 기어 치 기계 가공을 위한 본 발명에 따른 방법은 특히 경 미세 기계 가공(hard fine machining)을 위한 방법 및/또는 연삭 방법일 수 있다. 워크피스는 바람직하게는 기어 휠이다. 연삭 웜(grinding worm)은 더욱이 바람직하게는 툴로서 사용된다.
본 발명에 따른 방법은 특히 원통형 또는 원추형 워크피스들 또는 기어 치들의 기계 가공을 위해 사용될 수 있다. 기어 치들은 대칭 또는 비대칭일 수 있다.
인정컨대 종래 기술로부터 공지되어 있는 대각 창성 방법들에서는 상기 방법의 수행 전에 특정한 대각비를 선택하고 나서 이 대각비로 기어 제조 기계 가공이 일어날 수 있음이 공지되었다. 그러나, 워크피스 자체의 기계 가공 동안 일정한 대각비로 작업이 수행되었다. 본 발명의 발병자는 이제 워크피스의 기계 가공의 일부로서 대각비를 변경함으로써 다양한 새로운 가능성들이 개척되는 것을 인식하였다.
본 발명에 따른 대각비의 변경은 바람직하게는 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제조를 위한 방법의 프레임워크(framework) 내에서 발생하고, 이 방법에서 대응하는 수정은 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해서 그리고 대각 창성 방법에 의해 그리고 대각비에 따라 제작되는 툴의 면을 워크피스의 면 상으로 매핑하는 것에 의해서 워크피스의 면상에서 제작된다. 대각비는 특히 수정들의 제작에 추가 변경 가능성들을 제공하기 위하여 특히 그와 같은 공정의 일부로서 변경될 수 있다.
워크피스의 수정된 면 기하구조를 제작하기 위한 그와 같은 방법의 일부로서, 툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 드레싱(dressing) 동안 드레서(dresser)의 툴에 대한 위이가 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작될 수 있다. 이에 의해 결과적으로 툴의 면 기하구조의 수정들을 제작할 가능성이 특히 단순해진다.
드레싱은 하나의 플랭크(flank) 또는 2개의 플랭크들 상에서 일어날 수 있다. 드레싱은 더구나 하나의 행정에서 또는 복수의 행정들에서 일어날 수 있다.
프로파일 롤러 드레서(profile roller dresser)는 특히 수정이 하나의 행정에서 총 치 깊이에 걸쳐 일어나도록 툴의 치와 드레싱 동안 근 영역(root region)부터 선단 영역(tip region)까지 접촉될 수 있다.
프로파일 롤러 드레서는 대안으로 수정이 복수의 행정들에서 치 깊이에 걸쳐 일어나도록 드레싱 동안 단지 툴의 치와 기저부 및 선단 사이의 부분 영역에서 접촉될 수 있다.
치 선단의 드레싱은 선단 드레싱 툴을 통해 일어날 수 있다.
본 발명은 이론상 또한 비 드레싱 가능 툴(non-dressalble tool)들과 함께 사용된다. 이 경우에, 툴의 수정들은 툴들의 제조 중에 이미 제작되고 워크피스의 기계 가공 공정 중에 변경될 수 없다.
비 드레싱 가능 연삭 툴의 경우에, 본 발명의 면 기하구조의 수정은 제조 공정 중에 드레싱 가능 툴(dressing tool)들에 대해 이후에 설명되는 것과 정확히 동일한 방식으로 제작될 수 있고, 여기서 유일한 변화는 드레싱 툴 대신, 대응하는 제조 툴, 예를 들어, 롤링 다이(rolling die)가 사용되는 것이다.
툴이 호빙 커터(hobbing cutter)인 경우에, 툴은 호빙 커터의 포위 몸체가 본 발명에 의해 제공되는 수정을 가지는 그러한 방식으로 제조되어야 한다. 호빙 커터와 관련하여, 본 발명의 상황에서 사용되는 바의 용어 "툴의 면 기하구조의 수정"은 호빙 커터의 포위 몸체의 면 기하구조의 수정으로 이해될 수 있다.
본 발명은 그러나 바람직하게는 드레싱 가능 툴과 함께 사용된다. 특히, 툴의 면 기하구조의 수정은 드레싱 단계 중에 제작될 수 있다.
치 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 수정은 바람직하게는 창성 패턴에서 적어도 제 1 영역에서 그리고/또는 국지적으로 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지지만, 반면에 이 수정은 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공된다.
워크피스의 면 기하구조의 수정을 제작하기 위해 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 더욱이 창성 패턴에서 적어도 제 1 영역에서 그리고/또는 국지적으로 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공된다. 툴에 대한 함수(FFt1)는 바람직하게는 워크피스에 대한 함수(FFt2)와 동일한 함수이지만, 선택사양으로 인수에 의해 선형으로 압축된다. 선형 압축은 함수의 인수(argument) 및/또는 함수의 크기와 관련될 수 있다. 워크피스 상에서의 수정은 자연적으로 툴 상에서의 수정과 반대 부호를 가지는데 왜냐하면 툴 면 상의 상승 부분들은 워크피스 면 상에 오목 부분들을 만들고 이 역도 마찬가지이기 때문이다. 법선 절단면(normal section)에서, 특히 이 점에서 FFt1(x) = - FFt2 (cx)가 적용되는, 즉 인수에 대한 압축만이 존재하고; 대조적으로 추가 상수 인자 k는 함수의 크기에 대한 횡절면(transverse section)에 존재할 수 있는, 즉 FFt1(x) = - k * FFt2 (cx)이다. 인자 k 및 c는 특정 조건들에 따라 1보다 더 크거나 1보다 더 작을 수 있다.
본 발명에 따르면, 이 점에서, 툴의 매크로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선(line of action) 및/또는 대각비 및/또는 압축 인자는 워크피스의 기계 가공 시에 툴 상에서 접촉점이 이동하는 제 1 라인을 따른 툴의 수정이 워크피스 상에서 접촉점이 이동하는 제 2 라인을 따른 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택될 수 있다. 파라미터들은 특히 워크피스 상에서 희망하는 수정이 툴 상에서 제작되는 수정에 의해 제작되도록 선택된다.
그러나 본 발명에 따른 대각비의 변경은 단지 정정된 기어 치 기하구조를 가지는 워크피스의 제조를 위한 그와 같은 공정들에서뿐만 아니라 비 수정 툴들이 사용되고/사용되거나 워크피스들이 수정되지 않는 대각 창성 방법에서도 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 인볼루트(involute) 기어 치들이 제작된다. 본 발명에 따라 명시되는 수정들은 인볼루트 기어 치들에 의해 제공되는 면 기하 구조에 대한 수정에 관한 것이다. 이 점에서, 유리하게는 선택사양으로 대응하여 수정되는 인볼루트 치들이 사용된다.
본 발명의 제 1 변형에 따르면, 작업은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 상이한 대각비들로 실행될 수 있다. 대각비는 특히 워크피스가 툴과 접촉되고 툴에 의해 기어 치 기계 가공되는 동안, 즉 진행 중인 기계 가공 단계 중에 그와 같은 공정에서 변경될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 기계 가공 단계의 실행 중에 툴의 이송에 대해 사용되는 대각비들은 기계 가공 동안 커버되는 툴 및/또는 워크피스의 축방향 이송의 적어도 두 지점들에서 상이하다. 이 점에서, 대각비는 특히 기계 가공 단계의 일부로서 기어 치들의 너비에 걸쳐 이동되는 동안 변경될 수 있다.
가능한 실시예에서 제 1 변형과 결합되는 제 2 변형에서, 작업은 툴의 상이한 영역들을 사용하면 상이한 대각비들로 수행될 수 있다.
한편으로는, 그러나, 워크피스를 기계 가공하기 위한 기계 가공 단계 동안에 사용되는 연속 기계 가공 영역에 속하는 툴의 상이한 영역들을 사용하면, 작업은 상이한 대각비들로 수행될 수 있다. 그와 같은 절차는 제 1 변형에 따라 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위하여 작업이 상이한 대각비들로 수행될 때, 워크피스의 상이한 영역들이 기계 가공 단계 동안 툴의 상이한 영역들과 함께 기계 가공되는 본 발명에 따른 대각 피드 연삭 공정에 의해서 자동으로 생성된다.
그러나, 심지어 툴이 상이한 기계 가공 단계들에 대해 사용되는 2개의 별개의 영역들을 가지고 있을 때조차도, 작업은 또한 이 상이한 영역들에서 상이한 대각비들로 수행될 수 있다. 이 경우에, 툴의 2개의 상이한 영역들은 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 양 변형들에서, 작업은 본 발명의 가능한 실시예에서 각각의 영역들 내에서 일정한 대각비로 수행될 수 있다. 이 점에서, 일정한 대각비를 사용하여 각각 작업이 수행되는 둘 이상의 영역들이 특히 제공되고, 여기서 적어도 2개의 영역들의 대각비들은 상이하다.
이에 대한 대안으로, 대각비는 워크피스의 기계 가공 중에 툴의 축방향 이송에 따라 변경될 수 있다. 이 점에서, 대각비는 축방향 이송의 적어도 한 영역에서 이 축방향 이송의 비 상수 및 선택사양으로 정상 함수로서 제공될 수 있다. 대각비는 특히 축방향 이송에 따라 자유로이 사전 규정될 수 있다.
이미 위에서 제시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대각비의 변경은 워크피스의 수정된 면들을 제작하기 위한 상술한 방법에서 본 발명에 따라 발생하는 수정들에 영향을 미치는 데 사용될 수 있다. 이 점에서, 대각비의 변경은 특히 워크피스 상에서의 결과적인 수정들의 방위를 변경하는 데 사용될 수 있다.
이 점에서, 수정된 대각 창성 방법에서, 툴의 수정된 면은 워크리스의 면 상으로 매핑되고, 여기서 이 매핑은 선택된 대각비에 좌우된다. 수정이 일정한 툴의 제 1 방향이 매핑되는 워크피스의 제 1 방향은 특히 선택된 대각비에 좌우된다. 워크피스의 상이한 영역들에서의 수정의 상이한 방위는 그러므로 워크피스의 이 상이한 영역들의 기계 가공 동안 대각비의 변경에 의해 달성될 수 있다.
작업이 둘 이상의 영역들에서 각각의 경우에 일정하지만 다른 대각비로 수행되면, 이에 따라 수정들의 방위들은 결과적으로 상이하지만, 영역들 내에서는 일정하다. 대조적으로, 대각비가 영역 내에서 변경되면, 방위는 결과적으로 대응하여 변경된다. 대각비가 정상의(steady), 비 상수 함수(non-constant function)에 의해 제공되는 수정의 방위는 이에 따라 결과적으로 지속적으로 변경된다.
본 발명의 가능한 실시예에서, 일정한 수정의 적어도 하나의 라인의 범위(extent)는 사전 규정될 수 있고 대각비의 변경은 이것으로부터 축방향 이송 및 특히 축방향 이송에 의해 제공되는 비 상수 함수에 따라 결정될 수 있다. 창성도에서 직선을 형성하지 않는 일정한 수정의 라인은 특히 이 점에서 결과적으로 비 상수 함수를 발생시킨다. 일정한 수정의 적어도 하나의 라인의 범위는 바람직하게는 적어도 특정한 조건들 내에서 자유로이 사전 규정될 수 있다.
이 점에서, 축방향 이송에 따라 대각비를 기술하는 함수는 정상의 비 일정 범위를 가지는 적어도 하나의 영역을 가질 수 있다. 이것은 일정한 수정의 라인의 정상의 곡률에 대응할 것이다.
워크피스의 수정 영역을 넘어서 지나갈 때의 대각비의 변동은 바람직하게는 수정의 방위가 이 영역에서 바뀌도록 발생한다.
본 발명에 따른 대각비의 변경은 원통형 툴을 사용할 때 그리고 원추형 툴을 사용할 때 사용될 수 있다. 이 점에서, 워크피스의 수정은 양 경우들에서 대각비의 변경에 의해 영향을 받을 수 있다.
원추형 툴, 즉 원추의 기초 형상을 가지는 툴은 바람직하게는 툴이 워크피스를 따라 폭 방향으로 유도되는 동안 대각비의 변경이 일어나는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해 사용될 수 있다. 대각비의 변경의 결과로 발생하는 수정들은 이에 의해 추가적으로 툴 또는 기계 가공 공정의 특정한 파라미터들을 세팅함으로써 명시적으로 영향을 받을 수 있다. 이 점에서, 원추형 툴은 바람직하게는 대각비가, 정상의 비 상수 함수로서 제공될 때 사용될 수 있다.
원추형 기초 형상을 가지는 본 발명에 따른 툴은 바람직하게는 인볼루트 기어 치들을 가지지만, 이 기어 치들은 그러나 선택적으로 수정들을 가질 수 있다. 인볼루트 기어 치들은 실린더 및 랙(rack) 사이에서 창성 기계 가공 단계에 의해 제작되는 기하구조를 가진다. 원추형 기초 형상은 실린더의 회전축이 이 창성 기계 가공 단계의 과정 중에 랙의 주 평면 쪽으로 경사짐으로 해서 제작된다.
바람직한 실시예에 따르면, 툴의 원추각은 1'보다 더 크고, 더 바람직하게는 30'보다 더 크고, 더 바람직하게는 1°보다 더 크다. 그러나 툴의 원추각은 바람직하게는 50°보다 더 작고, 바람직하게는 20°보다 더 작고, 더 바람직하게는 10°보다 더 작다.
대각비의 변경에 의해 달성될 수 있는 수정들은 특히 구체적으로 원추형 툴의 사용 중에 기계 가공 공정의 그리고/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나의, 그리고 바람직하게는 복수의 파라미터들, 특히 축방향 교차각 및/또는 축방향 간격 및/또는 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각의 적절한 선택에 의해 영향을 받을 수 있다.
한편으로는, 좌 및 우 치 플랭크들 상에서의 수정의 희망하는 방위는 이에 의해 달성될 수 있다. 본 방법은 특히 좌 및 우 치 플랭크들 상에서의 수정의 희망하는 정렬을 사전 규정하고 이에 적합한 파라미터 및/또는 기계 가공 공정 및/또는 이에 적합한 툴의 매크로 기하구조의 파라미터들의 결합을 결정하는 단계를 포함한다.
그와 같은 치 플랭크 상에서의 수정은 게다가 또한 기계 가공 공정의 그리고/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나 및 바람직하게는 복수의 파라미터들의 적절한 선택에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 점에서, 수정의 방위 및/또는 피치(pitch)는 특히 치 플랭크의 상이한 영역들에서 영향을 받을 수 있다.
워크피스가 원추형 기어 치들을 가지면, 그리고 실제로 원추형 및 원통형 툴 모두를 사용하면 동일한 가능성들이 결과적으로 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 툴은 제 1 변형에서 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역을 가질 수 있다. 이 점에서, 툴은 바람직하게는 사이에 비수정 영역이 놓여 있는 2개의 수정 영역들을 가진다. 2개의 수정 영역들이 제공되면, 수정들의 방위 및 특히 수정들의 제 1 방향은 이 영역들에서 동일할 수 있다. 이에 의해 결과적으로 드레싱 거동이 특히 단순해진다. 그러한 경우에 작업은 바람직하게는 이에 의해 워크피스 상에서 수정의 상이한 방위를 달성하기 위하여 2개의 수정 영역들에서 상이한 대각비들로 수행된다.
제 2 변형에서, 툴은 상이한 수정들을 가지는 2개의 영역들을 가질 수 있다. 수정들은 특히 상이한 방위들, 특히 상이한 제 1 방향들을 가질 수 있다. 이에 의해 훨씬 더 큰 자유도도 인해 결과적으로 워크피스 상에 상이한 방위의 수정들이 제작된다.
제 2 변형은 게다가 또한 상이한 수정들을 가지는 2개의 영역들 외에도, 특히 2개의 수정 영역들 사이에서 배열될 수 있는 비 수정 영역이 제공됨으로써 제 1 변형과 결합될 수 있다.
복수의 수정 영역들이 제공되면, 두 영역들에서의 수정들은 제 2 방향으로의 수정의 형태 FFt에 대하여 상이할 수 있다.
본 발명에 따라 수정되는 툴들은 특히 예를 들어 상부 에지(edge) 및 하부 에지에 상이한 릴리프(relief)들, 그리고 특히 방위가 상이한 릴리프들을 제작하기 위해 워크피스의 상이한 영역들 상에서 상이한 수정들을 수행하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 대안의 실시예에서, 툴은 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 연속해서 사용되는 적어도 2개의 영역들을 가질 수 있다. 2개의 영역들은 특히 거친 기계 가공 영역(rough machining region) 및 미세 기계 가공 영역(fine machining region)일 수 있다. 거친 기계 가공 영역은 더 작은 정확도로 더 큰 물질의 제거를 달성하는 데 사용된다. 대조적으로, 미세 기계 가공 영역은 거친 기계 가공 후에 면 기하구조의 질을 개선하는 데 사용된다.
이 점에서, 상이한 영역들에 있어서의 기계 가공 단계들은 유리하게는 상이한 대각비들로 수행된다. 작업은 특히 미세 기계 가공 단계에서보다는 거친 기계 가공 단계에서 상이한 대각비로 수행될 수 있다. 각각의 기계 가공 단계들 동안의 대각비들은 대조적으로 일정하게 유지될 수 있다.
2개의 툴 영역들에서 상이한 대각비들을 사용함으로써 제공된 툴 너비가 더 양호하게 사용되는 것이 가능하다. 이 점에서, 비록 이 2개의 영역이 동일한 워크피스를 기계 가공하기 위해 사용될지라도 특히 2개의 영역들 중 하나는 다른 영역보다 더 짧을 수 있다. 이에 따라, 단지 대각비만이 툴의 기계 가공 영역의 각각의 너비로 적응되어야 한다.
워크피스를 기계 가공하기 위해 사용되는 영역들은 바람직하게는 총 툴 너비를 사용한다.
그와 같은 절차는 작업이 수정된 툴로 실행되는지 또는 그렇지 않은지와는 관계 없이 장점이 된다.
그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 미세 기계 가공 영역이 특히 수정된다. 수정의 크기에 따라, 거친 기계 가공 영역은 대조적으로 반드시 수정되지 않아도 된다. 그러나 이는 마찬가지로 수정될 수 있다.
양 영역들 및 특히 거친 기계 가공 영역 및 미세 기계 가공 영역 모두가 이 점에서 수정되면, 수정들은 각각 가능한 실시예에서 상이한 방위를 가진다. 이 점에서, 2개의 영역들에 의해 워크피스 상에서 제작될 수 있는 수정은 자연적으로 각각의 경우에 동일하다. 그러나, 2개의 영역들에서의 동일한 수정들은 각각의 상이한 대각비들로 인해 워크피스에 상이하게 매핑될 것이다. 그러므로 수정들은 바람직하게는 이 수정들이 상이한 대각비를 고려하는 한 각각 워크피스 상에 동일한 방향으로 매핑되도록 두 영역들 내에서 방위가 상이할 수 있다. 이 점에서, 비 드레싱 가능 툴이 특히 사용될 수 있는데 왜냐하면 그와 같은 툴 상에 수정들을 제조하는 데 있어 더 큰 자유가 있기 때문이다. 대조적으로, 드레싱 가능 툴들에 있어서는, 드레서의 접촉 라인으로 인해 제약이 있을 수 있다.
대안의 실시예들에서, 양 영역들 및 특히 거친 기계 가공 영역 및 미세 기계 가공 영역들 모두는 수정될 수 있고 동일한 수정들의 방위를 가질 수 있다. 그와 같은 툴들은 상술한 드레싱 공정에 의해 더 용이하게 제조될 수 있는데 왜냐하면 드레서의 툴로의 작용선 및 따라서 툴 상에서의 수정의 “‡향이 거의 변경될 수 없기 때문이다. 이것은 인정컨대 2개의 영역들에서의 상이한 대각비들로 인해 결과적으로 툴 상의 수정의 방위가 상이해진다. 그러나, 거친 기계 가공 영역이 아무튼 단지 거친 기계 가공에 대해서만 사용되고 최종 면 형상은 단지 미세 기계 가공 단계에 의해서 제작되므로, 이것은 일부 경우들에서 수용될 수 있다.
이 경우에, 거친 기계 가공 영역의 수정은 기어 치들 상에 희망하는 수정을 단지 근사적으로 제작하는데, 그러나 여기서 실제 수정은 허용된 공차 범위 내에 있다. 미세 기계 가공 단계에 대한 대각비는 이 대각비가 결과적으로 희망하는 방위가 되도록 선택된다. 대조적으로, 거친 기계 가공 단계에 대한 대각비는 바람직하게는 실제 수정이 허용된 공차 범위 내에 있도록 선택된다. 이 점에서, 수정들의 형상, 특히 함수(FFt1)는 미세 기계 가공 영역을 넘는 거친 기계 가공 영역에서 변경될 수 있다.
본 발명에 따르면, 수정은 또한 일반적으로 툴의 적어도 하나의 영역에서, 특히 거친 기계 가공 영역에서 사용되는 대각비에 의해 기어 치들 상에 원하는 수정을 단지 근사적으로 제작할 수 있다. 수정의 형태 및 대각비는 유리하게는 실제 수정이 허용되는 공차 범위 내에 있도록 선택된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 툴은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 연속해서 사용되는 적어도 2개의 영역들을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 이 점에서, 하나의 영역에서의 기계 가공은 다른 영역에서와는 상이한 대각비로 발생할 수 있다.
그와 같은 절차는 또한 비수정 툴들에 있어서 예를 들어, 툴의 특정한 영역이 기계 가공 동안 다른 영역보다 더 큰 부하를 받아야 하는 경우 유리하다. 이 점에서, 작업은 바람직하게는 툴의 부하가 더 크면 더 큰 대각비로 그리고 이에 따라 툴의 더 빠른 축방향 이송으로 수행되고 그리고 워크피스의 부하가 더 적은 영역들에서는 더 작은 대각비로 수행된다. 더 큰 부하는 특히 다른 영역들에서보다 더 많은 물질이 제거되어야 하는 결과를 초래할 수 있다. 드레싱이 더 적게 수행되어야만 하도록 그와 같은 절차에 의한 결과로서 툴 너비에 걸쳐 툴이 더 일정하게 마모된다. 대안으로 또는 추가로, 워크피스 면의 기하구조에 대하여 더 작은 공차들이 허용되는 영역들에서, 작업은 툴이 이 영역에서 더 적게 마모되도록 더 큰 대각비로 수행될 수 있다.
그러나, 추가 변형에서, 툴은 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 용역을 가질 수 있고, 이 영역들에서 작업은 상이한 대각비들로 수행된다.
이 점에서, 비수정 영역에서의 대각비는 툴의 너비를 줄이기 위하여 수정 영역보다 더 작은 것으로 선택될 수 있는데 왜냐하면 비수정 영역은 따라서 워크피스의 더 큰 영역을 기계 가공하기 위해 사용될 수 있고 일정한 대각비를 가지는 것보다 더 짧을 수 있기 때문이다. 수정 영역에서의 더 큰 대각비는 대조적으로 치 플랭크 상에서의 수정의 희망하는 방위 또는 제 2 방향으로의 희망하는 분해(resolution)에 의해 결정될 수 있다. 다른 변형에서, 비수정 영역에서의 대각비는 이 영역에서의 툴에 대한 부하를 줄이기 위해 수정 영역에서보다 더 클 수 있다. 그와 같은 절차는 특히 비수정 영역이 수정 영역보다 더 많은 물질을 제거해야만 할 때 타당하다.
본 발명에 따르면, 워크피스의 상위 또는 하위 영역을 기계 가공하는 데 사용되는 영역에서는 워크피스의 중간 영역을 기계 가공하기 위해 사용되는 영역에서보다 더 작은 대각비로 작업하는 것이 가능하다. 워크피스의 상위 및 하위 영역을 기계 가공할 때의 경우, 부하들이 워크피스에서 더 낮도록 전체 툴이 아직 워크피스 내로 들어가지 않는다.
본 발명의 추가 변형에서, 툴은 사이에 비수정 영역이 놓여 있는 2개의 수정 영역들을 가질 수 있고, 이 영역들은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해서 연속해서 사용된다. 이 점에서, 작업은 바람직하게는 2개의 수정 영역들에서 상이한 대각비들로 수행된다. 상이한 수정들 및 특히 상이한 방위들을 가지고 그리고 특히 상이한 제 1 방향들을 가지는 수정들은 특히 이에 의해 워크피스의 각각의 영역들에서 제작될 수 있다. 툴의 2개의 수정 영역들은 동일한 수정의 방위를 가질 수 있다. 그러나, 대안으로, 여기서 상이한 수정의 방위들이 또한 선택될 수 있다. 2개의 수정 영역들은 특히 워크피스의 하위 또는 상위 에지(edge)를 기계 가공하기 위한 영역들일 수 있다.
수정 영역들 및 비수정 영역들은 바람직하게는 툴 및 워크피스 사이의 접촉점의 범위가 비수정 영역에서 기계 가공 중에 적어도 하나의 연삭 위치에서 완전하도록 배열된다. 이에 의해 대각비가 변경되더라도 워크피스 상의 기어 치들의 기하구조에 영향을 미치지 않고 변경될 수 있는 위치가 이용 가능한 것이 보장된다. 이것은 여기에서 대각비에 의해 영향을 받을 수도 있을 수정이 존재하지 않도록 툴 및 워크피스 사이의 접촉점이 단지 툴의 비수정 영역을 넘어 지나가는 연삭 위치에서 대각비가 변경되는 것으로 인하여 달성된다. 이 점에서, 작업은 각각의 경우에 양 수정 영역들에서 일정한 대각비로 수행될 수 있다. 이 경우에, 대각비는 바람직하게는 툴 및 워크피스 사이의 접촉점이 수정 영역들 중 하나를 통하여 연장되는 한 일정하게 유지된다.
그러나, 그와 같은 절차 외에 대각비가 예를 들어 수정 영역 및 비수정 영역 사이의 전이 영역에서 꾸준히 변하는 것이 착상 가능하다. 그러나 수정이 일정한 제 1 방향들은 이에 의해 이 전이 영역에서 더 이상 서로 평행하게 연장되지 않는다.
본 발명에 따른 방법 외에, 본 발명은 더욱이 상술한 바와 같은 방법을 수행하기 위한 툴을 포함한다. 툴은 특히 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 계속해서 사용될 수 있는 적어도 2개의 영역들을 가지고, 여기서 이 2개의 영역들은 상이한 너비를 가진다. 이 점에서, 2개의 영역들의 폭은 각각의 대각비에 적응된다. 2개의 영역들은 특히 거치 기계 가공 영역들 및 미세 기계 가공 영역들일 수 있다.
적어도 2개의 영역들은 바람직하게는 툴의 총 너비를 차지한다.
대안으로 또는 추가로, 툴은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 계속해서 사용될 수 있는 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 툴은 사이에 비수정 영역이 놓여 있고 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 계속해서 사용될 수 있는 2개의 수정 영역들을 가질 수 있다. 본 발명의 가능한 실시예에서, 툴의 2개의 수정 영역들은 상이하게 수정될 수 있고 특히 상이한 방위들을 가지는 수정들을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 툴은 바람직하게는 이미 위에서 더 상세하게 밝힌 바와 같이 구성된다.
툴은 가능한 실시예에서 원추의 기본 형상을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 툴의 원추각은 1'보다 더 크고, 더 바람직하게는 30'보다 더 크고, 그리고 더 바람직하게는 1°보다 더 크다. 그러나, 툴의 원추각은 바람직하게는 50°보다 더 작고, 바람직하게는 20°보다 더 작고, 그리고 더 바람직하게는 10°보다 더 작다.
본 발명은 더욱이 워크피스를 기계 가공하기 위해 상술한 바와 같은 또는 본 발명에 따른 방법에서 사용될 수 있는 바와 같은 툴을 제공하기 위해 툴을 드레싱하는 방법을 포함한다. 이 점에서, 본 발명에 따르면, 툴의 희망하는 수정은 드레싱 공정 중에 기계 키네마틱스(kinematics)의 변동에 의해 제작된다. 이 점에서, 드레서의 툴에 대한 위치는 특히 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경될 수 있다.
이 점에서, 툴은 자체의 총 활성면에 걸쳐 동일한 방위를 가지는 수정을 가질 수 있다. 그러나, 바람직하게는 적어도 하나의 수정 영역 및 적어도 하나의 비수정 영역 및/또는 상이한 수정들을 가지는 적어도 2개의 영역들이 제작된다. 이미 상술한 바와 같은 수정 툴은 더 바람직하게는 이 점에서 제작된다.
본 발명은 게다가 본 발명에 따른 기계 가공 방법을 수행하기 위해 그리고/또는 위에서 더 상세하게 기술된 바와 같은 본 발명에 따른 드레싱 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계를 포함한다. 기어 제조 기계는 유리하게는 상이한 대각비들 및/또는 가변의 대각비가 사전 규정되고/사전 규정되거나 결정될 수 있는 계산 기능 및/또는 입력 기능을 가진다. 입력 기능은 특히 상이한 대각비들이 상이한 영역들에서 사전 규정되고/사전 규정되거나 툴 너비에 걸쳐 가변되는 대각비를 사전 규정하는 것을 가능하게 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 입력 기능은 바람직한 수정의 입력을 가능하게 할 수 있고 그와 같은 수정을 제작하는 데 필요한 대각비들을 결정한다. 기어 제조 기계는 게다가 바람직하게는 워크피스의 기계 가공의 일부로서 대각비를 변경하는 제어 기능을 가진다. 제어 기능은 바람직하게는 자동화 방식으로 대각비를 변경한다.
본 발명에 따른 제어 기능은 계속해서 일어나고 툴의 각각의 다른 영역이 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 사용되는 적어도 2개의 기계 가공 단계들을 수행할 수 있다. 이 단계들은 특히 적어도 하나의 거친 기계 가공 단계 및 적어도 하나의 미세 기계 가공 단계일 수 있다.
본 발명의 가능한 실시예에서, 제어는 기계 가공 단계들이 상이한 대각비들을 사용하여 일어나도록 제어 기능에 의해 일어난다. 거친 기계 가공 단계 및 미세 기계 가공 단계는 특히 상이한 대각비들을 사용하여 수행될 수 있다. 비 드레싱 가능 툴은 특히 이 점에서 사용될 수 있다.
대안으로 또는 추가로, 제어 기능은 기계 가공 단계의 과정 중에 적어도 한번 대각비를 변경할 수 있다. 이 점에서, 제어 기능은 특히 툴이 기계 가공 단계에서 워크피스의 기어링(gearing)의 너비에 걸쳐 이동하는 동안 대각비를 변경할 수 있다. 제어 기능은 바람직하게는 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 상이한 대각비들로 작동된다. 이 점에서, 각각의 영역들 내에서 일정한 대각비로 작동되는 기능 변형이 제공될 수 있다. 이 경우에, 바람직하게는 영역들의 규정 및 거기에 제공되는 각각의 대각비들의 사전 규정을 가능하게 하는 입력 기능이 제공된다. 제어 기능은 대안으로 워크피스의 축방향 이송에 따른 워크피스의 기계 가공 동안 대각비를 변경할 수 있다. 이 변경은 특히 대각비가 적어도 축방향 이송의 영역에서 축방향 이송의 비 상수, 선택사양으로, 정상 함수로서 제공되도록 발생한다. 기어 제조 기계는 바람직하게는 비 상수 함수의 사전 규정을 가능하게 하는 입력 기능을 가진다.
기어 제조 기계는 더 바람직하게는 위에 더 상세하게 밝힌 상이한 입력 및/또는 제어 기능들 중 둘 이상이 선택될 수 있는 선택 옵션을 가진다.
본 발명에 따른 기어 제조 기계는 더 바람직하게는 기어 연삭 기계이다. 기어 연삭 기계는 바람직하게는 툴 스핀들(spindle), 워크피스 스핀들 및/또는 드레서, 특히 드레싱 휠을 수용하기 위한 스핀들, 그리고 본 발명에 따라 워크피스 및 툴 사이 그리고/또는 드레서 및 툴 사이에서 본 발명의 방법들에 따라 요구되는 상대적인 이동들을 수행하기 위한 기계 축들을 포함한다.
본 발명은 이제 실시예들 및 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도면들은 예로 원통형 기어 치들의 w-z 도들만을 도시한다. 원추 기어 치들의 w-z 도들은 창성 경로의 평가 영역이 기어 치 너비에 걸쳐 변하므로 일반적으로 직사각형이 아니고 전형적으로 사다리꼴이다.
도 1: 도 1은 식 (1)에 따라 수정되는 영역들(41 및 41') 및 수정되지 않은 영역들(42, 42' 및 42")을 포함하는 수정의 w-z 도를 도시하는 도면. 직선들(40 및 40')은 ρF2에 제공되는 방향으로 연장된다. 직선들(43 및 43')은 접촉점의 범위에 대응한다.
도 2: 도 2는 식 (1)에 따라 수정되는 영역들(51 및 51') 및 비 수정 영역들(52, 52' 및 52")을 포함하는 수정의 w-z 도를 도시하는 도면. 영역들(51 및 51')은 상이한 방향들 ρF2을 가지는 수정들을 가진다. 직선들(50 및 50')은 각각의 ρF2에 의해 제공되는 방향으로 연장된다. 직선들(53 및 53')은 접촉점의 범위에 대응한다.
도 3: 도 3a는 웜 상에서 직선으로 매핑되는 워크피크 상의 w-z 도에서의 지점들의 범위를 각각 기술하는 우측 4개의 곡선들(60 내지 63)로 경사지는 원통형 워크피스의 우 플랭크의 예를 도시하는 도면. 4개의 곡선들은 4개의 상이한 값들 XF1에 대응하고 그러므로 웜 상의 4개의 상이한 직선들에 대응한다. 곡선들은 평행한 직선들(65 및 66)을 따라 서로에 대하여 변위된다.
도 3b는 도 3a에 정합하게, ZV1의 ZV2에 대한 종속성을 기술하는 함수(FZV1(ZV2))를 도시하는 도면.
도 4: 도 4는 가변의 대각비들에 의해 수정이 적용되었던 좌로 경사지는 왼편의 원통형 워크피스의 우 플랭크의 w-z 도를 도시하는 도면. 라인(70)은 웜 상에서 XF1 = 0에 의해 규정되는 직선 상으로 매핑되는 지점들의 범위를 표시한다. 라인(71)은 웜 상에서 XF1 > 0에 의해 규정되는 직선 상으로 매핑되는 포인트들의 범위를 표시한다. 수정의 값은 각각의 범위들에 따라 일정하다.
도 5: 도 5a는 도 4의 예에서, 웜 상에서 XF1 = 0에 의해 규정되는 직선 상으로 매핑되는 워크피스 상의 지점들의 범위(70)를 도 3에서와 같은 개략도로 도시하는 도면. 직선들(75 및 76)은 상이한 XF1에 대한 범위들이 서로에 대하여 변위되는 방향을 규정한다.
도 5b는 도 4의 예에서 사용되고 ZV1의 ZV2에 대한 종속성을 기술하는 함수(FZV1(ZV2))를 도시하는 도면.
도 5c는 도 4에서 사용되고 식 (1)에 따라 웜 상에서의 수정을 규정하는 함수(FFt1(XF1))를 도시하는 도면.
도 6: 도 6은 자연적 비틀림 치 트레이스 크라우닝(natural twisted tooth trace crowning)의 w-z 도를 도시하는 도면. 라인(10)은 접촉 경로를 표시한다. 이것은 여기서 일정한 수정의 값을 가지는 라인에 대응한다.
도 7: 도 7은 순 치 트레이스 크라우닝의 w-z 도를 도시하는 도면. 라인(11)은 접촉 경로를 표시한다. 라인(12)은 일정한 수정의 값을 가지는 직선을 표시한다.
도 8: 도 8은 특정한 방향으로 연장되는 크라우닝의 w-z 도를 도시하는 도면. 라인(13)은 접촉 경로를 표시한다. 라인(14)은 일정한 수정의 값을 가지는 직선을 표시한다.
도 9: 도 9는 정정된 연삭 키네마틱스에 의한, 이전 기술에 따라 발생되는 것과 같은 전이 영역 없는 선형의 엔드 릴리프(end relief)(16)를 도시하는 도면. 라인(15)는 일정한 수정의 값을 가지는 직선에 동시에 대응하는 접촉 경로를 표시한다.
도 10: 도 10은 여기에서 기술되는 방법에 의해 발생될 수 있는 것과 같이 전이 영역 없는 선형의 엔드 릴리프(19)를 도시하는 도면. 라인(17)은 접촉 경로를 표시한다. 라인(18)은 일정한 수정의 값을 가지는 직선을 표시한다.
도 11: 도 11은 여기에서 기술되는 방법에 의해 발생될 수 있는 바와 같이 전이 영역이 없는 선형의 창성된 엔드 릴리프(22)를 도시하는 도면. 라인(20)은 접촉 경로를 표시한다. 라인(21)은 일정한 수정의 값을 가지는 직선을 표시한다.
도 12: 도 12는 공통 랙을 포함하는 연속 창성 기어열(gear train) 내의 2개의 기어 치 배열들 및 양 기어 치 배열들의 맞물림 평면들에 대한 표현을 도시하는 도면. 더 양호한 도시를 위해, 2개의 기어 치 배열들의 상대 위치는 연속 창성 기어열 내의 위치에 대응하지 않는다. 이 도는 또한 창성 랙에 대한 원통형 기어 치의 상대 위치를 도시한다(Niemann, G; Winter, H: Maschinenelemente[Machine Elements] Vol.3 2nd Edition, Berlin, Springer Verlaq, 1983년).
도 13: 도 13은 자신들을 창성하는 랙을 가지는 원추형 기어 치의 표현을 도시하는 도면. 랙은 나선각(helix angle) βκ=βω에 의해 피봇되고 원추 각 만큼 경사진다(Zierau, S: Die geometrische Auslegung konischer Zahnraeder und Paarungen mit parallelen Achsen [The Geometrical Design of Conical Gears and Pairs Having Parallel Axes] 리포트 번호 32, Institute For Construction Science, Braunschweig Technical University).
도 14: 도 14는 우 플랭크가 창성 비대칭 랙과 횡절면에서 맞물리는 것을 도시하는 도면. 횡절면에서의 프로파일 각 αtwr은 맞물림 평면들 Pr의 경사를 규정한다. 기어 치들은 회전각 φ만큼 회전된다.
도 15: 도 15는 전체 너비에 걸쳐 연삭되지 않은 워크피스에 대해 법선 방향으로의 벡터들로 워크피스 치의 플랭크의 구획(section)을 개략적으로 도시하는 도면. 벡터들의 수는 여기에서 시뮬레이션 계산에 비해 상당히 축소되었다. 여기서 개략적으로 도시되는 평면 4는 벡터들이 배치되는 비 수정된 워크피스의 전반적으로 곡선인 플랭크에 대응한다. 접촉 경로가 이미 백터들(1 및 1')을 지나서 나갔으므로 벡터들은 완전히 단축된다. 벡터들(2 및 2')은 이미 적어도 한번 단축되었지만 접촉 경로가 아직 지나서 나가지 않았다. 벡터들(3 및 3')은 아직 단축되지 않았으므로 여전히 선택된 공차(allowance)에 대응하는 길이를 가진다.
도 16: 도 16은 여기에서의 예들과 같이 기재되는 이동 장치를 가지는 기어 제조 기계를 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명은 원통형 및 원추형(베벨로이드(beveloid)) 인볼루트 기어 치들 모두의 치 플랭크들 상에서의 특정한 클래스의 위상학적 면 수정들을 발생시키는 방법을 기술한다. 기어 치들은 대칭 및 비대칭 모두일 수 있는 즉, 좌 및 우 플랭크들의 프로파일 각들은 상이할 수 있으나 반드시 상이할 필요는 없다. 상기 방법은 특히 다음의 제작 공정들에서 사용될 수 있다:
· 호빙(hobbing)
· 스카이빙 호빙(skiving hobbing)
· 쉐이빙(shaving)
· 창성 연삭(generating grinding)
· 호닝(hoing)
상기 방법이 창성 연삭에서 사용되면, 드레싱 가능 및 비 드레싱 가능 툴들 모두가 사용될 수 있다. 드레싱은 하나 또는 2개의 플랭크들 상에서 프로파일 롤러 드레서를 사용하여 일어날 수 있지만, 마찬가지로 하나 또는 2개의 플랭크들 상에서의 윤곽 드레싱에서 일어날 수 있다.
기계 가공 공정은 치 길이에 걸쳐 수정되고 공정 동안 축 방향으로 변위되는(대각 창성 방법) 툴을 사용하여 일어난다.
좌 및 우 플랭크들에 대해 상이하거나 상이할 수 있는 파라미터들에는 인덱스 F가 제공된다. F는 l(좌) 또는 r(우)일 수 있다. 인덱스 F가 발생하는 식들은 항상 좌 및 우 플랭크들에 적용된다. 여기에서 보이는 인볼루트 기어 치들은 기초 원 반경들(rbr,rbl) 및 기초 나선각들(βbr,βbl)에 따라 다음의 4개의 유형들로 나누어진다.
1. 원통형 대칭: rb := rbr = rbl 및 βb:=βbr=βbl
2. 원통형 비대칭: rbr ≠ rbl 및
3. 원추형 대칭: βbr ≠ βbl 및 rbrcosβbr = rblcosβbl
4. 원추형 비대칭: βbr ≠ βbl 및 rbrcosβbr ≠ rblcosβbl 및
여기에서 처음 설명된 방법을 사용하여 발생될 수 있는 위상학적 면 수정들의 클래스는 다음에 규정될 것이다. 첫째로, 위상학적 면 수정들에 대한 종래의 설명이 이 목적을 위해서 고찰될 것이다. 이것들은 함수 fFt(wF,zF)를 통해 설명되는데, 여기서 wF는 창성 경로이고 zF는 너비 라인 방향의 위치이다. 위상학적 면 수정은 함수 FFt가 존재할 때 여기에서 보이는 면 수정들의 클래스에 속하고,
(1)
이다.
실례의 측면에서 이것은 면 수정이 치 플랭크 상에서 모든 wF 및 zF에 대해 동일한 값을 가지는 것을 의미하고, 여기서
(2)
이고, XF는 임의의 희망하는 실수이다. 각각의 XF는 그러므로 좌표들 wF 및 zF에서 플랭크 상의 직선을 명확하게 규정한다. ρF = 0인 특수한 경우에, 면 수정은 순 면 라인 수정인, 즉 면 수정은 임의의 주어진 횡절면에서의 총 프로파일에 걸쳐 일정하다. 다음의 목록은 여기에서 보이는 면 수정들의 공지되어 있는 예들을 칭하고 이들 중 일부는 FVA 번호 609에서 상세하게 설명된다:
· 치 트레이스 엔드 릴리프
· 치 트레이스 크라우닝
· 창성 엔드 릴리프, 또한 삼각 엔드 릴리프로 칭해짐(선단, 근 또는 양 측들)
· 자유 치 트레이스 형상
고른 치들의 원통형 휠들에 의한 순 치 트레이스 수정을 제외하고, 여기에서 보이는 면 수정이 여기에서 보이는 제작 방법들 중 하나를 사용하여 편차 없이 발생될 수 있는 방법은 아직까지 공지되어 있지 않다. 면 수정들은 여기에서 편차 없이 발생될 수 있는 면 수정들이라는 의미이고, 이것은 이론적으로는 이송 마킹(feed marking)들 및 가능하다면 창성 컷들을 제외하고, 희망하는 수정으로부터 어떠한 이탈 없이 발생될 수 있다.
순 치 트레이스 수정들을 발생시키는 이전의 흔한 방법은 워크피스가 축방향으로 변위되고 있는 동안 툴 및 워크피스 사이의 축방향 간격을 변경하는 것을 포함한다. 그러나, 이 방법은 단지 고른 치의 원통형 휠들의 의해 희망하는 치 트레이스 수정을 제공하는데 왜냐하면 이후에 또한 접촉 경로로 칭해지는 툴 및 워크피스 사이에서의 접촉점의 범위는 단지 횡절면 평면에서의 양 플랭크들 상에서 이들 내에서 연장되고 축방향 간격 변경에 의해 발생되는 면 수정은 따라서 단지 하나의 횡절면 평면에서 영향을 미치기 때문이다. 모든 다른 기어 치들에서, 수정의 왜곡이 적어도 하나의 플랭크에서 발생하고; 이것은 본 발명의 설명의 추가 과정에서 상세하게 보일 것이다.
치 트레이스 크라우닝의 특수한 경우에, 비틀림으로 공지되어 있는 이 원치않는 왜곡은 오랫동안 공지되어 왔고 이를 어느 정도 보상하는 방법들이 있다.
DE 3704607(Sulzer)에서의 창성 연삭의 경우에는 대각 이송 창성 연삭을 맞물림 각이 웜 너비에 걸쳐 변하게 되는 웜과 함께 사용하는 것이 제안되고, 여기서 맞물림 각의 변경은 비틀림이 보상되도록 선택된다.
마찬가지로 EP 1 995 010(Faulstich)에서의 창성 연삭의 경우에는 광범위한 한도들 내에서 자유로이 크기조정 가능한 대각비를 가지는 대각 이송 창성 연삭을 이 한도들로 적응되는 (중공(hollow)의) 크라우닝 웜과 함께 사용하는 것이 제안된다.
이 두 방법들에서, 상위 및 하위 횡절면 평면에서의 프로파일 각 에러들(fH α)만이 보이고 비틀림은 이로부터 결정되거나 또는 비틀림은 희망하는 사전 규정된 값에 대응하도록 이 방식으로 세팅된다. 그러나, 단지 2개의 횡절면 평면들로 제한되는 본 관찰은 결과적으로 전형적인 비틀림 측정에서 검출되지 않는 플랭크 상의 형상 편차를 일으키지만, 위상학적 측정들에서 관찰 가능해진다. Sulzer에 따른 방법은 추가로 이것이 프로파일 크라우닝을 발생시키는 단점을 가진다. 후자는 인정컨대 드레서에서의 대응하는 공차에 의해 보상될 수 있지만, 이 공차는 그러한 경우에 특정한 치 트레이스 크라우닝에 대해서만 정합된다. 양 방법들은 더욱이 비대칭 및/또는 원추형 기어 치의 기계 가공 또는 2-플랭크 기계 가공에서의 비대칭 크라우닝들의 제작을 고려하지 않는다.
본 발명의 기저의 개념은 이후에 더 상세하게 고찰될 것이다. 이것은 창성 연삭의 예에 대해서 설명될 것이다; 그러나, 이것은 마찬가지로 여기에서 보이는 모든 제작 방법들의 유사성으로 인해 상기 모든 제작 방법들에 대해 사용될 수 있다. 마찬가지로 전체적으로 큰 나선각을 가지는 인볼루트 기어 치를 가지는 웜은 인볼루트 치들의 창성 연삭에 사용된다. 기어 치들의 단부 기하구조 및 웜 사이에서는 기계 가공 공정 동안 발생될 이론적인 점접촉이 있다. 치 플랭크들의 면들, 워크피스 및 툴의 모두는 전형적으로 창성 경로(wF) 및 너비 라인 방향(zF)에서의 위치에 대하여 파라미터화된다.
(3)
ηbF: 또한 출원 DE 10 2012 015 846 A1을 참조할 것
sF는 좌 및 우 플랭크들에 대한 식들을 컴팩트한 형태로 기록하는 역할을 하고:
에 의해 규정된다.
이 파라미터화는 툴 상에서 그리고 워크피스 상에서의 접촉점의 범위에 대해 단순한 관계들이 계산되는 것을 가능하게 한다. 이 범위는 워크피스의 축방향 이송 및 툴의 시프트 이동에 의해 워크피스 상 그리고 툴 상 모두에서 계속해서 변위된다. 이 범위들을 인지하면 워크피스 상의 지점을 툴 상의 지점과 분명하게 연관시키고 그리고 그 역으로 연관시키는 것이 가능해진다. 이후에 대각비로 칭해지는, 워크피스의 축방향 이송 및 툴의 시프트 이동 사이의 비와 툴 상의 면 수정는 워크피스 상에서 희망하는 수정이 제작되도록 이 연관에 의해 정합될 수 있다.
관계들을 수학적으로 공식화하는 다음의 정의들이 행해진다:
다음의 용어들은 변환에 사용된다:
- Rx(φ) x 축을 중심으로 각 φ만큼의 회전. y 및 z에 대해 유사
- Tx(v) x 방향으로의 경로 v에 의한 평행 이동. y 및 z에 대해 유사
- H(A1,...,AN) 총 N개의 좌표들(A1 내지 AN)을 가지는 동질의 매트릭스(matrix)에 의해 설명 가능한 일반 변환.
용어 "좌표들"은 여기에서는 일반화된, 그러나 반드시 독립적인 것이 아닌 좌표에 대해 사용된다.
자체의 휴지의 시스템에서의 기어링(gearing)의 회전축은 항상 z 축과 일치한다. 기어 치 중심은 z = 0에 있다.
게다가 관계들의 공식이 워크피스 및 툴 사이의 상대 위치들을 기술하는 키네마틱 연쇄(kinematic chain)들을 규정하는 것이 중요하다. 이것은 툴 또는 워크피스가 원통형인지 또는 원추형인지에 좌우된다. 여기서는 모든 4개의 가능한 결합들이 고찰될 것이다. 다음에, 툴과 관련되는 값들에는 인덱스 1이 제공되고 워크피스와 관련되는 값들에는 인덱스 2가 제공된다.
원통형 툴 및 원통형 워크피스에 대한 키네마틱 연쇄
툴 및 워크피스 사이의 상대적인 위치는 다음의 키네마틱 연쇄 KR에 의해 기술된다:
(4)
- 1: 툴 회전 각.
- 2: 워크피스 회전 각.
- zV1 : 툴의 축방향 이송(또한 시프트 위치로 칭해짐).
- zV2: 워크피스의 축방향 이송
- d: 축방향 간격(툴/워크피스)
- γ: 축방향 교차각(툴/워크피스)
원추형 툴 및 원통형 워크피스에 대한 키네마틱 연쇄
툴 및 워크피스 사이의 상대적인 위치는 다음의 키네마틱 연쇄 KR에 의해 기술된다:
(5)
- 1: 툴 회전 각.
- 2: 워크피스 회전 각.
- zV1 : 툴의 이송(또한 시프트 위치로 칭해짐).
- zV2: 워크피스의 축방향 이송
- d: 축방향 간격에 대한 치수(툴/워크피스)
- γ: 축방향 교차각(툴/워크피스)
- : 툴 원추 각
- : 툴의 피치 원 반경
원통형 툴 및 원추형 워크피스에 대한 키네마틱 연쇄
툴 및 워크피스 사이의 상대적인 위치는 다음의 키네마틱 연쇄 KR에 의해 기술된다:
(6)
- 1: 툴 회전 각.
- 2: 워크피스 회전 각.
- zV1 : 툴의 축방향 이송(또한 시프트 위치로 칭해짐).
- zV2: 워크피스의 이송
- d: 축방향 간격에 대한 치수(툴/워크피스)
- γ: 축방향 교차각(툴/워크피스)
- : 워크피스 원추 각
- : 워크피스의 피치 원 반경
원추형 툴 및 원추형 워크피스에 대한 키네마틱 연쇄
툴 및 워크피스 사이의 상대적인 위치는 다음의 키네마틱 연쇄 KR에 의해 기술된다:
(7)
- 1: 툴 회전 각.
- 2: 워크피스 회전 각.
- zV1 : 툴의 이송(또한 시프트 위치로 칭해짐).
- zV2: 워크피스의 이송
- d: 축방향 간격에 대한 치수(툴/워크피스)
- γ: 축방향 교차각(툴/워크피스)
- : 툴 원추 각
- : 워크피스 원추 각
- : 툴의 피치 원 반경
- : 워크피스의 피치 원 반경
이 키네마틱 연쇄들은 처음에는 먼저 다만 여기에서 기술되는 본 발명의 수학적 설명을 제공한다. 이것들은 본 발명이 사용되는 기계의 물리적 축들과 정합하지 않아도 된다. 기계가 변환식
H(), 여기서 NS≥1 (8)
에 따라 툴 및 워크피스 사이에서 상대 위치들을 가능하게 하는 이동 장치를 가지면, 본 발명은 방금 설명된 키네마틱 연쇄들로부터의 좌표들의 세트별로 좌표들()이 존재하고 본 발명에서 세트가 계산될 때 이 기계 상에서 사용될 수 있고, 여기서
H() = KR (9)
이다.
좌표들()의 계산은 좌표 변환에 의해 수행될 수 있다.
모든 필요한 상대 위치들을 가능하게 하는 전형적인 이동 장치는 예를 들어, 다음의 키네마틱 연쇄들에 의해 기술된다:
(10)
(11)
도 16은 에 의해 기술되는 이동 장치를 가지는 기어 제조 기계를 개략적으로 도시한다.
zV2 좌표는 기계 가공 공정 동안 이동되고 그러므로 워크피스의 이송이 구현된다. 원통형 휠들에 있어서, 이것은 축방향 이송이고; 원추형 휠들에 있어서, 이 이송은 축방향은 아니지만 기어 치들의 축에 대해 원추 각()만큼 경사진다.
작업이 대각 창성 방법으로 수행되면, zV1 좌표들은 추가로 이동되고, 이는 툴의 이송을 구현한다. 원통형 툴들에 있어서, 이는 축방향 이송이고; 원추형 휠들에 있어서, 이 이송은 축방향은 아니지만, 툴의 축에 대하여 원추각()만큼 경사진다.
그러나, 부가적인 과정에서, 용어 이송은 또한 원통형 툴들 또는 워크피스들의 경우 zV1 및 zV2에 대해 각각 사용된다.
연삭이 일정한 대각비로 수행되면, zV1은 zV2의 함수이고 다음의 관계식이 적용된다:
(12)
는 여기서 대각비이고 는 여기서 기술되는 수정들을 툴 상의 상이한 지점들 상에 정위시키거나 또는 사용되어야 하는 웜 상의 영역을 선택하는 것을 가능하게 하는 고정 오프셋(offset)이다. 이면, 대각 창성 방법을 칭한다.
기계 가공 동안 워크피스 및/또는 툴의 속도 및/또는 툴 및/또는 워크피스의 이송이 제시간에 그리고/또는 서로 상대적으로 거동하는 방식은 본 방법에서는 어떠한 역할도 하지 않는데 왜냐하면 zV1 및 zV2 사이의 결합만이 나타나기 때문이다. 속도들 및 이송들은 필요한 결합들이 관찰되는 한 기계 가공 동안 변경될 수 있다.
원통형 및/또는 원추형 툴들 및 워크피스들의 4개의 가능한 결합들은 개별적으로 살펴볼 것이다. 각 경우에서의 시작점은 창성 경로(w) 및 이송 위치들(zV1 및 zV2)에 따른 너비 라인 방향(z)에서의 위치 사이의 관계로서, 창성 연삭 시에 툴 및 워크피스 상의 접촉점의 범위에 대한 수학적 기술이다.
이에 대한 준비시에, 본 목적에 필요한 웜들 상에서의 수정들 및 드레싱에 의한 수정들의 발생이 먼저 논의될 것이다.
여기서 논의될 대칭 또는 비대칭 툴들, 원통형 및 원추형 웜들은 마찬가지로 식 (1)에 따른 수정을 가진다. 이 유형의 수정은 특히 드레싱 가능 연삭 웜들에 있어서 매우 유용한데 왜냐하면 이것은 드레싱 휠로 드레싱할 때 웜 상에서 용이하게 발생될 수 있기 때문이다. 드레싱 휠로 드레싱할 때, 드레싱 휠 및 웜의 플랭크들 사이에서는 선접촉이 있다. 이 접촉선이 양 플랭크들에 대해 wF1 및 zF1 사이의 관계로서 기술되면, 직선은 매우 양호한 근사로 획득되고:
(13)
에 의해 제공된다.
는 이 직선의 방향을 규정한다. 이는 스레드(thread)들의 수, 웜의 직경, 드레싱 휠의 직경, 웜의 프로파일 각 및 웜의 드레서에 대한 상대 위치에 의해 미세하게 영향을 받을 수 있다.
는 웜 상의 직선의 위치를 규정한다. 는 웜이 자체의 축을 따라 드레싱되는 동안 이에 따라 변경된다. 드레싱 공정 중에 웜 및 드레싱 휠 사이의 상대 위치에 대한 정정들이 수행되면, 웜에 수정들이 적용될 수 있다. 이 정정들은 항상 현재의 접촉선을 따라 영향을 미친다.
웜 및 드레서 사이의 상대 위치는 다음의 키네마틱 연쇄 KBR에 의해 기술된다:
(14)
- : 웜 회전각
- : 드레서 회전 각
- : 드레서의 y 위치
- : 웜의 축방향 위치
- d: 축방향 간격
- : 축방향 교차각
이 키네마틱 연쇄는 처음에는 먼저 여기서 기술되는 본 발명의 수학적 기술을 제공한다. 이것은 본 발명이 사용되는 기계의 물리적 축들과 정합하지 않아도 된다. 기계가 변환식
, 여기서 (15)
에 따라 웜 및 드레서 사이의 상대 위치들을 가능하게 하는 이동 장치를 가지면, 본 발명은 방금 설명된 키네마틱 연쇄들로부터의 좌표들의 세트별로 좌표들()이 존재하고 본 발명에서 세트가 계산될 때 이 기계 상에서 사용될 수 있고, 여기서
H() = KBR (16)
이다.
좌표들()의 계산은 좌표 변환에 의해 수행될 수 있다.
모든 필요한 상대 위치들을 가능하게 하는 전형적인 이동 장치는 예를 들어, 다음의 키네마틱 연쇄들에 의해 기술된다:
(17)
(18)
도 16은 및 에 의해 기술되는 이동 장치를 가지는 기어 제조 기계를 개략적으로 도시한다.
· 축방향 간격 및/또는
· 웜의 축방향 위치 및/또는
· 드레서의 y 위치 및/또는
· 웜의 회전 각 및/또는
· 웜 축 및 드레서 축 사이의 축방향 교차각
은 현재의 접촉선을 따라 일정한 수정이 제작되도록 정정될 수 있다. 웜이 비수정 상태에서 드레싱되면, 웜의 축방향 위치만이 웜의 피치 높이를 통해 결합되고, 웜의 회전각은 드레싱 공정 동안 변경된다. 이에 의해 접촉선은 나선 라인에 따라 웜 길이를 따라 이동되고 플랭크의 특정 영역까지 넘어 지나가며 이를 드레싱한다. XF1는 그러므로 웜의 축방향 위치의 함수이다.
(19)
이 관계는 단일 플랭크 드레싱 및 2-플랭크 드레싱 모두에 적용된다.
드레싱이 2개의 플랭크들 상에서 수행되면, 상대 위치의 정정들은 임의의 희망하는 일정한 수정들(ftl1 및 ftrl)이 특정한 한도들 내에서 서로에 독립적으로 웜의 양 플랭크들 상에서 현재의 접촉선들을 따라 좌로 그리고 우로 적용될 수 있도록 선택될 수 있다. 특정한 한도들 내에서 이 좌 및 우 플랭크들 상에서의 자유로운 수정들의 선택은 상술한 상대 위치에 대한 정정들이 모두 좌 및 우 플랭크들에서 동일하게 작용하지 않는다는 사실에 기인한다. 축방향 간격의 변화는 예를 들어, 결과적으로 좌 및 우 플랭크들 상에서의 수정이 동일한 싸인(sign)으로 발생하고; 대칭 원통형 웜의 경우에 또한 동일한 양으로 발생한다. 반대로, 웜의 회전 각의 변화는 결과적으로 좌 및 우 플랭크들 상에서의 수정이 상이한 싸인들로 발생하고; 대칭 원통형 웜의 경우에 동일한 양으로 발생한다. 웜의 회전각 및 축방향 간격은 그러므로 예를 들어, 희망하는 수정들(ftl1 및 ftrl)이 현재의 접촉선을 따라 달성되도록 세팅될 수 있다. 이것은 일반적으로 다음과 같이 기술될 수 있다: 드레싱 공정 중에 이용할 수 있고, 좌표들()을 가지며 그리고 좌 및 우 플랭크들 상의 수정들의 자유 선택이 가능한 웜 및 드레싱 휠 사이의 상대 위치의 정정들이 가능하도록 이 상대 위치를 변경할 수 있는 이동 장치를 기계가 가지고 있으면, 이 좌표들의 정정들()은 비 수정된 웜의 드레싱과 비교하여 ftl1 및 ftrl에 의존된다:
, 여기서 (20)
웜이 비수정된 상태로 드레싱되면, 웜의 축방향 위치(ZS)만이 상술한 바와 같이 변경된다. 이 위치는 그러므로 이 경우에 대한 zS의 함수:
, 여기서 (21)
인 좌표들()에 의해 세팅된다.
이는 여기에서 기술되는 수정들을 가지는 웜의 드레싱 시에 좌표들()에 대한 마지막 2개의 관계들로부터 도출된다.
, 여기서 (22)
좌표들의 정정들()은 일반적으로 또한 웜 상에서의 수정 이외에, 비 수정된 웜의 드레싱에 대한 현재의 접촉선의 위치의 미세한 변위를 발생시킨다. 식 (19)는 그러므로 수정된 웜들의 드레싱을 위해 의 종속성에 의해서 팽창되어야만 한다:
(23)
웜들은 여기에서 기술되는 방법을 위해 필요하고 이는 식 (1)에서 기술되는 바와 같은 수정을 가지며, 방향()은 드레싱 중의 접촉선의 방향()에 의해 사전 규정된다. 함수()는 그러나 특정한 한도들 내에서 자유로이 사전 규정될 수 있는 연속 함수이다. 위에 규정되는 수정들( 및 )은 특정한 접촉선의 위치(XF1)를 가지는 에 의해 규정되는 방향을 따라 일정한 수정을 기술하고 따라서 정확히 좌 및 우 플랭크들에 대한 함수들( 및 )에 대응한다.
수정들( 및 )이 공지되면, 이것들은 식 (23) 내의 식 (20)과 함께 사용될 수 있다:
(24)
접촉선의 위치들()은 이 식 시스템을 사용하여 웜의 주어진 축방향 위치(z)에서, 일반적으로 수치적으로 계산될 수 있다. 좌표들의 필요한 정정들()은 그 후에 식 (20)을 사용하여 결정될 수 있다. 이 계산은 좌 및 우 플랭크들 상에서의 접촉선들에 의해 드레싱될 웜의 부분까지 넘어 지나가는 데 필요한 모든 zS에 대하여 수행된다.
2-플랭크 드레싱에 대하여 여기서 제시되는 방법은 단일-플랭크 드레싱으로 바로 전환될 수 있다. 이 경우에, 좌 및 우 플랭크들에 대한 식들은 완전히 분리되고 계산은 각 플랭크에 대해 별개로 수행될 수 있다.
웜 스레드 면 상에서 법선 방향으로 규정되는, 웜 상의 포인트에서의 수정()은 결과적으로 워크피스의 대응하는 점에서, 치 플랭크 면 상에서의 법선 방향으로 규정되는 워크피스 상의 수정()을 일으킨다. 기어들 상에서의 수정들은 전형적으로 법선 방향()으로가 아닌, 횡절면()으로 규정된다. 그러나, 이 2개의 수정들의 규정들 사이에서 전환하는 것은 용이하다.
(25)
원통형 툴 및 원통형 워크피스
이후에 식 (1)에 따른 수정을 가지는 웜의 도움으로, 동일하지만, 특정한 한도들 내에서 자유로이 미리 선택 가능한 각()이 대각 이송 창성 연삭으로 발생될 수 있는 방법이 원통형 툴 및 원통형 워크피스의 경우에 대하여 도시된다. 이 목적을 위해, 워크피스 및 웜 사이의 접촉점(접촉 경로)의 범위가 먼저 축 이송들( 및 )에 따라 기술될 것이다. 이 범위는 기초 원 반경들 및 워크피스 및 웜의 기초 나선각들 그리고 축방향 간격(d) 및 축방향 교차 각()에 좌우될 수 있다. 워크피스 대 웜의 상대 위치는 본 관찰에서 식 (4)로 기술된다. 이 범위는 다음과 같이, 너비 라인 방향() 내의 위치 및 웜(인덱스 1)에 대한 그리고 워크피스(인덱스 2)에 대한 창성 경로() 사이의 관계(R6)로서 수학적으로 기술될 수 있다:
(26)
(27)
계수들(, , 및 )은 여기에서 다음의 종속성들을 가진다:
(28)
(29)
(30)
(31)
이 관계는 웜 및 워크피스 모두에 대해 선형 관계(, , 및 )가 있음을 나타내고 있다.
고정된 창성 경로()를 가지는 워크피스 상의 모든 지점들이 제작 공정에서 관찰되면, 웜 상의 모든 이 지점들은 단지 이 결과로 인한 창성 경로()를 가지는 지점들과만 접촉한다. 웜 및 워크피스 상의 지점들을 접촉시키는 창성 경로들 사이의 관계(R7)는:
Figure 112016007041182-pat00113
(32)
로 제공된다.
여기에서 도입되는 계수들(
Figure 112016007041182-pat00114
,
Figure 112016007041182-pat00115
및
Figure 112016007041182-pat00116
)은 다음의 종속성들을 가진다:
Figure 112016007041182-pat00117
(33)
Figure 112016007041182-pat00118
(34)
Figure 112016007041182-pat00119
(35)
방금 제시된 관계들은 식 (4)로부터의 키네마틱 연쇄에 따라 서로에 대하여 지향되는 2개의 인볼루트 기어 치 배열들의 접촉점들의 분석 계산으로부터 바로 도출된다.
웜 상의 지점들을 워크피스 상의 모든 지점과 연관시키기 위하여 상기 관계들을 식 (12)로부터의 일정한 대각비와 함께 사용하는 것이 이제 본 발명의 기본 개념이다. 웜이 특정한 한도들 내에서 임의로 바람직할 수 있는 식 (1)에 따른 수정을 가지고 수정이 주어진 함수() 및 주어진 각()을 가지는 동일한 식에 따라 워크피스 상에서 제작될 수 있다는 사실이 활용된다. 및 에 의해 제공되는 직선 상에 있는 웜 상의 지점들을 및 에 의해 제공되는 워크피스 상의 직선으로 매핑하는 것이 목적이다. 이 목적을 위해, 및 에 대한 식들 (26) 및 (27)이 구해지고 이 식들은 식 (12)에서 사용되고; 후속해서 식 (2)은 및 를 제거하기 위하여 워크피스 및 웜에 대해 사용되고 식 (32) 에 의해 대체된다. 이것은 결과적으로 이 형태의 관계를 도출한다:
(36)
이는 모든 에 적용되어야 한다. 는 그 중에서도 에 대한 존속성을 가진다. 는 대조적으로 및 에 대한 종속성을 추가로 가진다. 계수 비교의 도움으로, 따라서 이 관계로부터 를 좌 및 우 플랭크 모두에 대해 그리고 의 함수로서의 를 마찬가지로 좌 및 우 플랭크들에 대하여 계산하는 것이 가능하다. 식 (12)에서 규정되는 바와 같은 는 웜 상의 지점들을 워크피스 상의 지점들로 매핑하는 것이 에 의해 규정되는 방향을 따라 발생하도록 기계 가공 공정이 실행되어야 하는 대각비를 결정한다.
의 경우, 이 계산은 대칭 기어 치들에 있어서 좌 및 우 플랭크들에 대해 동일한 대각비들()을 산출한다. 그러므로 2-플랭크 무 편차 창성 연삭이 가능하다.
그러나, 이고/이거나 기어 치가 비대칭이면, 계산의 결과는 일반적으로 좌 및 우 플랭크들에 대해 상이한 대각비들()을 산출한다. 2-플랭크 무 편차 창성 연삭은 그러므로 원통형 툴의 경우에 일반적으로 더 이상 가능하지 않다.
그러나 단일 플랭크, 무 편차 창성 연삭은 가능한데, 여기서는 좌 및 우 플랭크들의 기계 가공에 대하여 상이한 대각비들()이 세팅되어야 한다. 각각의 공차로 창성 연삭할 때 좌 및 우 플랭크들 상에 제작되는 수정이 여전히 이 공차 내에 있도록, 대각비()가 존재하면, 2-플랭크 창성 연삭 또한 여전히 가능하지만, 더 이상 무 편차 연삭은 아니다. 이를 위해 선택되어야 할 대각비는 대체로 좌 및 우 플랭크들에 대하여 결정되는 대각비들 사이에 있다. 워크피스 상에서 발생되는 수정의 방향()은 2개의 플랭크들 중 적어도 하나 상에서의 희망하는 사전 규정된 값으로부터 벗어난다. 그러나, 이 희망하는 사전 규정된 값이 공차 내에 있으면, 특정한 경우들에서 양 방향들()이 공차 내에 있도록 대각비를 선택하는 것이 가능하다.
수정들이 2개의 프랭크들 상에서 창성 연삭되고 좌 및 우 플랭크들 및/또는 비대칭 기어 치들 상에서 상이한 방향들()에 대하여 무 편차일 수 있는 방법이 이후에 제시될 것이다. 원통형 툴은 이 목적을 위해 원추형 툴로 교체된다.
원추형 툴 및 원통형 워크피스
창성 연삭은 지금까지 단지 원통형 웜들에 의한 것만이 공지되어 있다. 그러나, 또한 원추형 웜들을 툴로서 사용하는 것이 가능하다. 이 공정의 키네마틱스는 원추형 및 원통형 휠을 가지는 연속 창성 기어열에 의해 기술될 수 있다. 이 키네마틱스들은 식 (5)에서 제공되는 키네마틱 연쇄에 의해 기술된다. 2개의 원통형 휠들을 포함하는 연속 창성 기어열에서와 같이, 또한 양 휠들 사이에서는 이론적인 지점 접촉이 있다. 이것으로 인해 원통형 툴들의 경우에서와 동일한 방법이 사용되는 것이 가능한, 즉, 식 (1)에 따른 수정을 가지는 웜은 마찬가지로 워크피스 상에 식 (1)에 따라 수정을 제작하기 위하여 대각 창성 방법에서 사용된다. 워크피스 및 웜 사이의 접촉점의 범위는 다음과 같이 수학적으로 기술될 수 있다.
(37)
(38)
여기에서 도입되는 계수들(, , , , 및 )은 다음의 종속성들을 가진다:
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)
(44)
식 (32)는:
Figure 112016007041182-pat00166
(45)
에 의해 대체된다.
여기에서 도입되는 계수들(
Figure 112016007041182-pat00167
,
Figure 112016007041182-pat00168
,
Figure 112016007041182-pat00169
및
Figure 112016007041182-pat00170
)은 다음의 종속성들을 가진다:
Figure 112016007041182-pat00171
(46)
Figure 112016007041182-pat00172
(47)
Figure 112016007041182-pat00173
(48)
Figure 112016007041182-pat00174
(49)
이 관계들을 인지하면, 웜 상의 지점들의 워크피스 상의 지점들로의 매핑은 원통형 툴들 및 워크피스들의 경우와 유사한 방식으로 계산될 수 있다. 식 (1)에 따른 웜 상에서의 수정이 다시 여기서 가정되면, 이는 결과적으로 식 (36)과 유사하지만 다른 계수들( 및 )을 가지는 관계를 산출할 수 있다. 이 계수들은 이제 추가로 에 좌우된다. 계수 비교는 또한 여기에서 다시 의 함수로서 의 계산 및 의 계산을 좌 및 우 플랭크들에 대하여 각각 가능하게 하지만, 이제 는 에 대한 종속성을 가진다. 웜 및 워크피스가 서로 맞물리는 것을 계속하고 이에 따라 웜 및 워크피스가 연속 창성 기어열을 형성할 수 있도록, 의 변경은 일반적으로 기초 원 반경들 및 웜의 기초 나선각들의 변경을 필요로 하는 것이 여기서 지적되어야 한다. 이것은 웜이 만큼 경사진 랙을 사용하여 창성될 수 있어야 하고 웜 및 워크피스가 서로 맞물려야만 하는 것을 의미한다. 및 그러므로 또한 기초 원 반경들 및 기초 나선 각들이 변경되면, 이 변경은 좌 및 우 플랭크들 상에서 에 대해 상이한 영향을 미친다. 이 상이하게 미치는 영향으로 가 좌 및 우 플랭크들에 대해 동일하도록 가 결정되는 것이 가능하다. 원추각() 외에, 웜을 창성하는 랙의 프로파일 각들 및 축방향 교차각() 또한 원추형 웜들에 의해서 값()에 영향을 미친다. 이 값들은 그러므로 좌 및 우 플랭크들에 대해 동일한 를 획득하기 위하여 원추각 이외에도 변경될 수 있다. 이 프로파일 각들의 변경은 마찬가지로 결과적으로 기초 원 반경들 및 웜의 기초 나선각들의 변경을 가져온다. 이 변경 가능성들로 인해 또한 기어 치들 및 희망하는 수정들에 대해, 2-플랭크, 무 편차 창성 연삭이 가능하고, 여기에서, 원통형 웜에 의한 2-플랭크 무 편차 창성 연삭은 가능하지 않을 것이다. 원추형 웜들로, 하나의 플랭크 상에서 연삭하는 것 그리고/또는 편차가 없는 수정을 제작하지 않는 대각비 및 웜을 선택하는 것 또한 가능하고; 즉 여기서 는 적어도 하나의 플랭크 상에서 희망하는 사전 규정된 값으로부터 벗어난다. 그와 같이 웜 및 대각비를 선택하는 것은 예를 들어, 이 둘 모두가 다른 사전 규정된 값들로 인해 자유로이 선택 가능하지 않을 때, 필요할 수 있다.
원통형 툴 및 원추형 워크피스
여기에서 설명되는 방법은 대각 창성 방법에서의 원추형 워크피스들의 창성 연삭으로 바로 전환될 수 있다. 식 (1)에 따른 수정이 있는 원통형 웜의 경우가 먼저 관찰된다. 웜 및 워크피스는 키네마틱스가 식 (6)에 의해 제공되는 연속 창성 기어열을 다시 형성한다. 다시 또한 웜 및 워크피스 사이에 이론적인 점접촉이 존재한다. 워크피스 및 웜 사이의 접촉점의 범위는 수학적으로 다음과 같이 기술될 수 있다:
(50)
(51)
여기에서 도입되는 계수들(, , , , 및 )은 다음의 종속성들을 가진다:
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
식 (32)는:
Figure 112016007041182-pat00208
(58)
에 의해 대체된다.
여기에서 도입되는 계수들(
Figure 112016007041182-pat00209
,
Figure 112016007041182-pat00210
,
Figure 112016007041182-pat00211
및
Figure 112016007041182-pat00212
)은 다음의 종속성들을 가진다:
Figure 112016007041182-pat00213
(59)
Figure 112016007041182-pat00214
(60)
Figure 112016007041182-pat00215
(61)
Figure 112016007041182-pat00216
(62)
공지되어 있는 수학적 방법은 또한 여기서 다시 결과적으로 식 (36)과 유사하지만, 다른 계수들( 및 )을 가지는 관계를 산출한다. 이 계수들은 이제 추가로 에 좌우된다. 계수 비교는 또한 여기서 다시 의 함수로서 의 계산 및 의 계산을 좌 및 우 플랭크들에 대해 각각 가능하게 하지만, 이제 는 추가로 에 대한 종속성을 가진다. 좌 및 우 플랭크들 상에서 에 의해 제공되는 수정의 방향을 동일하게 미리 결정하면, 의 계산은 일반적으로 좌 및 우 플랭크들에 대해 상이한 값들을 산출한다. 이것은 또한 일반적으로 대칭 워크피스들에 있어서 그러할 수 있다. 즉, 이것은 2-플랭크 연삭 시에, 수정의 방향()은 일반적으로 좌 및 우 플랭크들 상에서 상이하다는 것을 의미한다. 대각비()가 존재하면, 가 양 측들 상에 도달되거나 공차 내에 있을 수 있도록, 원통형 툴에 의해 2-플랭크 연삭이 가능하다. 그렇지 않으면 원통형 툴에 의해 단지 단일 플랭크 연삭만이 가능하다. 원통형 워크피스들에 있어서와 같이, 좌 및 우 플랭크들 상에서 독립적으로 사전 규정된 각들()을 가지는 원추형 툴을 사용함으로써 무 편차, 2-플랭크 연삭이 가능해질 수 있다.
원추형 툴 및 원추형 워크피스
원추형 툴 및 원추형 워크피스에 대한 계산은 이전에 논의되는 결합들과 유사하게 일어난다. 웜 및 워크피스는 키네마틱스가 식 (7)에 의해 제공되는 연속 창성 기어열을 다시 형성한다. 다시 또한 웜 및 워크피스 사이의 이론적인 점접촉이 존재한다. 워크피스 및 웜 사이의 접촉점의 범위는 수학적으로 다음과 같이 기술될 수 있다.
(63)
(64)
여기에서 도입되는 계수들(, , , , , , 및 )은 다음의 종속성들을 가진다:
(65)
(66)
(67)
(68)
(69)
(70)
(71)
(72)
식 (32)는:
Figure 112016007041182-pat00249
(73)
으로 대체된다.
여기에서 도입되는 계수들(
Figure 112016007041182-pat00250
,
Figure 112016007041182-pat00251
,
Figure 112016007041182-pat00252
,
Figure 112016007041182-pat00253
및
Figure 112016007041182-pat00254
)은 다음의 종속성들을 가진다:
Figure 112016007041182-pat00255
(74)
Figure 112016007041182-pat00256
(75)
Figure 112016007041182-pat00257
(76)
Figure 112016007041182-pat00258
(77)
Figure 112016007041182-pat00259
(78)
공지된 수학적 방법은 또한 여기에서 결과적으로 다시 식 (36)과 유사하지만, 다른 계수들( 및 )을 가지는 관계를 산출한다. 이 계수들은 이제 추가적으로 및 에 좌우된다. 계수 비교는 또한 여기에서 다시 의 함수로서 의 계산 및 의 계산을 좌 및 우 플랭크들에 대해 각각 가능하게 하지만, 이제 는 추가적으로 및 에 대한 종속성을 가진다. 원추형 웜에 의한 원통형 워크피스의 연삭과 유사하게, , 웜의 랙의 프로파일 각 및 축방향 교차 각 및 그러므로 또한 기초 원 반경들 및 기초 나선각의 변경은 좌 및 우 플랭크들 상에서 대각비()에 상이하게 영향을 미친다. 이것은, 희망하는 수정의 주어진 방향들()에 대하여, 가 좌 및 우 플랭크들에 대해 동일하고 그러므로 2-플랭크, 무 편차 연삭이 가능해지도록, , 웜의 랙의 프로파일 각 및 축방향 교차 각을 결정하는 것을 가능하게 한다.
여기에서 기술되는 모든 결합들에서, 웜 상에서 필요한 수정 은:
(79)에 의해 제공된다.
는 식 (1)에 따른 워크피스 상의 수정을 기술한다.
툴 및 워크피스 상의 접촉 경로들을 계산하는 계산 방법
다음에, 위에서 사용된 접촉 경로들이 이송들에 따라 계산될 수 있는 계산 방법이 도시될 것이다. 워크피스 및 툴 사이의 접촉의 이 계산은 2개의 이론적인 랙들(또한 기초 랙들로 칭해진다)의 도움으로 수행되고, 이 랙 각각은 워크피스 및 툴에 대한 것으로, 각각은 기어 치들을 창성할 수 있는 사다리꼴, 일반적으로 비대칭 프로파일들을 가진다. 툴 및 워크피스 이 둘 모두가 인볼루트 기어 치들이므로, 이 관찰은 툴 및 워크피스에 걸쳐 스왑(swap)하는 것에 대하여 대칭이다.
도 14는 횡절면에서 우 인볼루트 플랭크가 프로파일 각()으로 창성 랙과 접촉하는 것을 예로 도시한다. 기어 치들은 회전 각()에 의해 회전된다. 플랭크 및 랙 사이의 접촉은 만큼 경사진 맞물림 평면()에서 일어난다. 플랭크 및 랙 사이의 접촉점은 결과적으로 모든 회전각들()에 대해 플랭크 및 맞물림 평면 사이의 교차점으로서 일어난다. 기어 치들이 회전하는 동안, 랙은 반경()을 갖는 피치 원(pitch circle)을 미끌림(slippage) 없이 롤오프하기 위하여 수평으로 변위된다. 플랭크 및 랙은 이에 의해 접촉 상태로 유지된다. 기어 치들을 자체의 전체 너비로 기술하기 위하여, 랙 대 기어 치들의 상대 위치는 3D로 관찰되어야 한다. 이는 원통형 기어 치들에 대해 나선각()으로 피봇된다. 원추형 기어 치들의 경우에서, 랙 대 기어 치들의 위치는 (Zierau)([The Geometrical Design of Conical Gears and Pairs Having Parallel Axes], 보고서 번호 32, Institute For Construction Science, Braunschweig Technical University)에서 속속들이 기술된다. 나선각() 만큼의 피봇 외에, 원추각()만큼 경사가 일어난다(도 13을 참조할 것). 양 경우들에서, 랙은 법선 절단면에서 프로파일 각()을 가진다. 주어진 기어 치들을 제작하기 위해 각들(, 및 )뿐만 아니라 직각 모듈(normal module)() 및 정면 모듈(transverse module)()의 어떤 결합들이 가능한 것은 결과적으로 원통형 기어 치들에 대해서는 DIN 3960의 식의 세트로부터 그리고 원추 기어 치들에 대해서는 추가적으로 [Zierau]로부터의 식의 세트로부터 비롯된다. 이에 필요한 식들은 좌 및 우측들에 상이한 프로파일 각들을 도입함으로써 비대칭 기어 치들로 바로 전환될 수 있다.
랙 대 기어 치들의 상대 위치 및 기하구조가 공지되면, 임의의 희망하는 너비 위치들에 대해 횡절면들이 결정되고 이들 내에서 랙 및 플랭크 사이의 접촉점이 결정될 수 있다. 개별 횡절면들에서의 모든 이 접촉점들은 맞물림 평면에서 회전각()에 대해 직선(직선의 접촉선)을 형성한다. 이 접촉점들이 식 (3)에서의 파라미터화로부터 w 및 z에 의해 기술되면, w, z 및 사이의 선형 관계(R1)가 획득된다. 랙이 공간에서 고속으로 유지되면, 원통형 기어 치들의 경우 이것들을 축방향으로 변위시키는 것이 가능하다. 축방향 이송()은 전형적으로, 워크피스의 경우 워크피스를 총 치 너비에 걸쳐 기계 가공하도록 세팅되고 툴의 경우 대각비를 세팅하도록 세팅된다. 기어 치들이 2개의 플랭크들에서 대체적으로 랙과 접촉하는 것을 계속하도록, 기어 치들은 변위 이외에 자신들의 축을 중심으로 회전되어야 한다. 회전량은 기어 치들의 리드(lead)로부터 그리고 변위량으로부터 비롯되고, 회전 방향(rotatinal sense)은 스레드의 핸드(hand)로부터 비롯된다. 원추형 기어 치들의 경우, 이송()은 축방향으로는 일어나지 않지만, 오히려 이에 대하여 원추각()만큼 경사진다. 회전각의 정정을 계산하는 데 필요한 리드는 원통형 기어 치들의 경우와 동일한 식을 사용하여 및 로부터 계산된다. 횡절면들은 개별 횡절면들에서 접촉점들을 계산하기 위하여 축방향 이송 및 이에 대응하여 정정되는 회전 각들을 가지는 이송에 따라 관찰될 수 있다. , , 및 사이의 선형 관계(R2)는 접촉점들에 대해 설명하기 위해 (R1)으로부터 기원한다.
기어 치들의 2 세트들이 연속 창성 기어열에서 쌍을 이루고 있으면, 이들의 2개의 랙들은 도 12에 도시되는 바와 같이, 항상 합치되어야 한다. 이것은 프로파일 각들( )이 기어 치들의 양 세트들 모두에 대하여 동일해야 한다는 것을 암시한다. (R3)는 더욱이 이로부터 도출된다: . 이 조건으로 인하여 프로파일 각들이 두 랙들의 법선 절단면에서 또는 횡절면에서 서로 맞물릴 수 있는 2개의 주어진 기어 치들의 세트에 대해 주어진 축방향 교차 각으로부터 결정되는 것이 가능하다. 웜의 기초 나선각들 및 기초 원 반경들의 변경은 그러므로 프로파일 각 및/또는 원추각 및/또는 축방향 교차 각의 변경과 등가이다.
랙들이 항상 합치되도록, 결과적으로 두 이송들 및 두 회전각들 사이에는 선형 제약(R4)이 있다.
두 이송 및 두 회전각들이 공지되면, 두 기어 치들의 세트의 접촉점은 두 직선의 접촉선들이 교차하는 점을 계산함으로써 직접적으로 결정될 수 있다. 기어 치들(1) 또는 기어 치들(2) 상의 접촉점을 기술하는 파라미터들( 및 또는 및 )은 , , 및 (R5)에 선형으로 좌우된다. 이 관계들에서 회전각들이 제거되면, 구하고자 하는 접촉 경로들(R6)이 된다.
선형 관계(R7)는 , , 및 사이에서는 양 기어 치들의 세트들에 대한 (R4) 및 (R2)로부터 및 를 제거함으로써 도출되고, 이 선형 관계는 이송에 따라, 기어 세트 1 상의 어떤 창성 경로가 기어 세트 2 상의 어떤 창성 경로와 접촉하는지를 기술한다.
다음은 툴 및 워크피스가 서로 맞물리도록 적용되어야 한다:
(80)
방금 기술된 방법에 대한 대안으로, 시뮬레이션 계산의 도움으로 피치각들 사이의 관계(R7) 및 접촉 경로들(R6)을 수행하는 것이 또한 가능하다. 그와 같은 시뮬레이션들에 의해 주어진 툴로부터, 특히 웜으로부터, 그리고 주어진 키네마틱스로부터, 특히 툴 및 워크피스 사이의 주어진 상대 위치로부터 워크피스의 정확한 기하구조를 계산하는 것이 가능하다. 그와 같은 시뮬레이션들은 툴 및 워크피스의 이송에 따라, 툴 상의 어떤 지점이 워크피스 상의 어떤 지점을 만드는지를 결정하는 것이 또한 이 시뮬레이션들에 의해 가능하도록 확장될 수 있다. 이에 적합한 알고리즘이 다음에 설명될 것이다.
이 목적을 위해, 대체로 수정되지 않은 워크피스가 먼저 검토된다. 이전에 고정된 길이를 가지는 수직 방향으로의 벡터들은 이 워크피스의 치들 상의 좌표들()을 가지는 개별 지점들 상에 배치된다. 벡터들의 길이는 비수정된 워크피스에 대하여 연삭하기 이전의 워크피스의 공차에 대응한다. 이 공차는 전형적으로 아주 커서 이후에 기술되는 시뮬레이션 동안 각각의 벡터가 적어도 한번은 짧아지도록 선택된다. 치들 상의 지점들의 수는 이 결과를 정확도를 결정한다. 이 지점들은 바람직하게는 등거리로 선택된다. 워크피스 대 웜의 상대 위치는 예를 들어, 키네마틱 연쇄()에 의해 매번 사전 규정된다. 모든 벡터들의 구획은 이산의 시간들의 각 시간에서의 웜에 의해서 계산된다. 벡터가 웜과 교차하지 않으면, 벡터는 변하지 않고 유지된다. 그러나, 벡터가 웜과 교차하면, 교차점이 계산되고 벡터는 상당히 축소되어 이는 이 교차점에서 바로 종료된다. 교차점의 웜() 상에서의 반경인 웜 축으로부터의 교차점의 간격이 더 계산되어 방금 축소된 벡터에 대한 추가 정보로서 저장된다. 좌표들의 정정들이 여기에서 연삭 동안 변경되지 않으므로, 워크피스의 주어진 반경() 상의 또는 주어진 창성 경로() 상의 모든 벡터들은 시뮬레이션이 웜의 총 길이에 대해 수행된 후에 대략 동일한 길이를 가진다.
길이들에서의 미세한 차들은 여기에서 기술되는 알고리즘이 시간의 이산화(discretization)로 인하여, 호빙 동안의 창성 컷들과 유사하게, 마킹들을 일으킨다는 사실로부터 기인한다. 이 마킹들, 그리고 따라서 워크피스의 주어진 반경에서의 벡터들의 길이들의 차는 시간 단계들의 축소와 등가인 시간의 더 미세한 이산화에 의해 감소될 수 있다. 시뮬레이션이 워크피스의 총 너비에 걸쳐 수행되지 않고, 오히려 워크피스의 주어진 축방향 시프트 위치()에서 중단되면, 이미 접촉 경로가 지나간 벡터들만이 웜 상의 주어진 반경에 대해 대략 동일한 길이를 가진다. 남은 벡터들은 원래 선택된 길이를 가지거나 적어도 한번 이미 축소되었지만, 아직 최종 길이를 가지지 않는데 왜냐하면 이것들은 이후의 시간에 다시 축소될 것이기 때문이다(도 15를 참조할 것). 이 사실은 워크피스 및 웜의 현재의 이송들에 대한 접촉 경로를 대단히 정확하게 결정하는 데 사용될 수 있다. 워크피스 상의 주어진 반경() 및 창성 경로() 상의 모든 벡터들은 이 목적을 위해 관찰되고 어떤 너비 라인 위치들에서 대략 동일한 길이를 가지는 벡터들로부터 서로 상이한 길이를 가지는 벡터들로의 전이인지가 결정된다. 연속 창성 기어열이 워크피스 및 웜의 스왑에 대하여 대칭이므로, 웜 상의 접촉 경로는 동일한 방식으로 결정될 수 있다. 워크피스 및 웜이 원통형이면, 식 (26) 또는 식 (27)로부터의 계수들은 예를 들어, 이 방식으로 계산되는 접촉 경로 상의 지점들로부터의 곡선 적합(curve fitting)에 의해 결정될 수 있다. 벡터들이 어떤 접척 경로를 따라 연장되는지를 결정하면, 이전에 이들에 대해 저장된 웜 상의 반경들()이 판독될 수 있고 그러므로 이 워크피스가 웜 상의 각각의 반경() 별로 웜 상의 어떤 반경()에 의해 연삭되었는지가 결정될 수 있다. 이 반경들은 창성 경로들로 전환될 수 있다. 식 (32)로부터의 계수들은 예를 들어, 원통형 워크피스들 및 원통형 웜들에 대한 이 값 쌍들로부터의 곡선 적합에 의해 결정될 수 있다.
웜이 원추형이고 워크피스가 원통형이면, 적어도 2개의 상이한 이송들()에 대한 접촉 경로는 식 (37), 식 (38) 및 식 (45)에서 추가로 이전의 계수들을 결정하기 위하여 결정되어야만 한다. 유사한 방식에서, 워크피스가 원추형이고 웜이 원통형일 때 적어도 2개의 상이한 피드들()이 보여야 한다. 워크피스 및 웜이 원추형이면, 식 (63), 식 (64) 및 식 (73)로부터 모든 계수들을 결정하기 위하여 적어도 2개의 피드들() 및 적어도 2개의 피드들()에 대한 접촉 경로들이 고찰되야 한다.
웜의 매크로 기하구조의 선택
여기에서 계산되는 대각비는 또한 특히 웜의 매크로 기하구조에, 특히 스레드들의 수, 기초 나선각, 기초 원 반경들, 외부 직경(원추형 툴의 경우에 규정된 z 위치에서의), 그리고 선택적으로 원추각에 좌우된다. 이 값들은 그러므로 주어진 방향들()로 세팅되는 대각비에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 이것은 그러므로 또한 작업 영역을 연장하거나 축소하는 것을 가능하게 하고, 이는 툴 분할에 대한 장점이 될 수 있다. 대각비가 영향을 미치는 것은 또한 기술적인 이유들로 인해 감지 가능할 수 있다.
일정하지 않은 대각비
여기에서 이전에 기술된 방법에서는 기계 가공 공정이 일정하고 사전 규정된 대각비로 실행될 것을 요구한다. 오버런(overrun)을 포함하는 워크피스의 대각비 및 너비는 기계 가공에 필요한 워크피스의 이송을 결정한다. 툴 상에서의 접촉 경로의 연장과 함께, 이송은 또한 작업 영역으로 칭해지는, 기계 가공에 수반되는 툴의 부분의 길이를 결정한다. 작업 영역의 길이는 한편으로는 툴의 최소 길이를 결정하거나, 또는 짧은 작업 영역들 및 긴 툴들에 의해 웜 상에 배치될 수 있는 수정 영역들의 수를 결정한다. 양 경우들에서 작업 영역의 길이를 연장하거나 축소하는 것이 유용할 수 있다. 작업 영역의 길이를 변경할 가능성은 툴의 기하 구조, 특히 기초 원 반경들 및 기초 나선각들을 변경하는 것에 좌우된다. 그러나, 작업 영역의 길이에 대한 이 변형의 영향은 일반적으로 매우 작다. 작업 영역의 길이를 변경할 추가 가능성은 기계 가공 동안 대각비를 변경하는 것을 포함한다. 이것이 접촉점의 범위가 수정된 영역을 넘어서 지나가는 동안 행해지면, 이 결과로서 수정의 편차들이 일어난다. 편차가 그 후에 여전히 공차 내에 있으면, 대각비의 변경은 합리적으로 사용될 수 있다.
접촉점의 범위가 수정되지 않은 영역을 넘어 지나가도록 수정이 설계되면, 이 시점에서 맞물리는 웜의 부분들은 또한 수정되지 않는다. 이것은 이 영역을 넘어 지나가는 동안 대각비가 자유로이 선택되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 작업 영역의 길이를 최소화하기 위하여, 대각비는 0으로 세팅될 수 있다. 그러나, 대각비의 감소는 결과적으로 툴에 대한 부하가 더 커지게 되고, 이는 기술적 관찰이 필요하게 만든다. 비수정된 영역이 만들어지고 있는 동안 특히 연마 제거(stock removal)가 크면, 이 영역들에서 대각비를 증가시키는 것 또한 합리적일 수 있다.
비수정 영역을 포함하는 수정들에 대한 전형적인 예들은 엔드 릴리프 또는 삼각 엔드 릴리프들로 또한 칭해지는 창성 엔드 릴리프들이다.
도 1은 2개의 창성 엔드 릴리프들의 예에 대하여 수정(41 및 41') 그리고 비수정(42, 42', 42") 영역들로의 분할을 도시한다. 접촉점(43 또는 43')의 범위가 영역(42)을 넘어 지나가는 동안, 웜의 비수정 영역들만이 맞물리게 된다. 대각비는 이 영역에서 자유로이 선택될 수 있다. 43 위 또는 43' 아래의 영역을 넘어 지나가면, 접촉점은 적어도 부분적으로 수정된 영역에 이르게 된다. 계산되는 대각비가 여기에서는 편차들 없이 산출되는 것으로 관찰되어야만 한다. 그러나 대각비를 관찰하지 않고 편차들을 허용하는 것 또한 가능하다. 연삭이 2개의 플랭크들 상에서 수행되면, 이 관찰에서 양 플랭크들이 고려되어야만 한다. 무편차 수정이 제작되어야 하는 경우, 대각비는 단지 접촉 경로가 양 플랭크들 상의 비 수정 영역까지 넘어 지나가는 동안 자유로이 선택될 수 있다.
비 수정 영역들 및 상이한 방향들로 연장되는 수정들이 있는 영역들로 구성되는 수정들이 또한 가능하다. 수정된 영역들 사이의 접촉점의 범위가 수정되지 않은 영역까지 넘어 지나가도록 이 수정이 설계되면, 대각비는 다시 이 영역들에서 희망하는 바에 따라 선택될 수 있다. 수정된 영역들까지 넘어 지나가면, 대각비는 막 넘어 지나간 수정의 방향에 따라 세팅되어야만 한다. 비수정 영역들은 대각비를 하나의 수정된 영역에서 다음 영역으로 적응시키는 데 사용될 수 있다.
도 2는 상이한 방향들로 연장되는 2개의 창성 엔드 릴리프들의 예에 대하여 수정(51 및 51') 그리고 비수정(52, 52', 52") 영역들로의 분할을 도시한다. 식 (1)에 따른 수정들의 방향들()(50 및 50')은 수정된 영역들에서 상이하다. 상이한 대각비들은 그러므로 2개의 영역들의 기계 가공에 대해 세팅되어야만 한다. 접촉점(53 및 53')의 범위가 영역(52)까지 넘어 지나가는 동안, 대각비가 자유로이 선택될 수 있다. 편차들이 없는 수정을 제작하는 것이 가능하기 위하여 직선들(53 및 53')은 동일한 높이로 또는 53' 위에 53이 놓여야만 한다. 그러나, 만일, 53'이 53 위에 있으면, 접촉점은 상이한 대각비들이 세팅될 수 있는 영역(51) 위 그리고 영역(51') 위 모두까지 연장된다. 이것은 두 영역들 중 적어도 하나에서 편차를 발생시킨다. 두 플랭크들에서 연삭이 일어나면, 여기서 양 플랭크들의 관찰 또한 필요하다. 연삭이 무 편차들이어야 하면, 양 측들 상에서 동시에 연삭되는 영역들이 동일한 대각비를 필요로 하는 것이 주의되어야 한다. 만일 그러한 경우가 아니라면, 수정은 편차들을 가지고 제작된다.
그러나, 워크피스 상의 접촉 경로가 수정된 영역들까지 넘어 지나가는 동안 특히 대각비를 변경하는 것이 가능하다. 이것을 수학적으로 기술하기 위해 식 (12)는 일반적으로 비선형인 변형에 의해 대체된다.
(81)
이 점에서, 는 및 사이의 관계를 기술하는 임의의 희망하는 연속 함수이다. 대각비는 에서 까지의 유도에 의해 제공되고 그러므로 일반적으로 일정하지 않다. 가 선형이 아니면, w-z 도에서의 웜 상의 직선들은 더 이상 w-z 도에서의 워크피스 상의 직선들로 매핑되지 않는다. 에 의해 규정되는 웜 상의 직선 상으로 매핑되는, 워크피스 상의 w-z 도 내의 지점들의 범위를 기술하는 곡선은 함수 에 의해 기술될 수 있다. 원추형 워크피스 및 원추형 웜의 가장 일반적인 경우, 관계(R20)는 식 (63) 및 식 (64)로부터의 식 체계가 및 가 대하여 구해지므로, 두 이송들이 식 (81)로 삽입되므로 그리고 후속에서 및 가 식 (13) 및 식 (73)의 도움으로 대체되므로 , , 및 사이에서 획득된다. 에 의해 규정되는 웜 상의 직선 상으로 매핑되는 워크피스 플랭크 상의 지점들의 에 의해 기술되는 범위는 이 관계를 사용하여 모든 에 대한 주어진 함수 에 대하여 결정될 수 있다. 역으로, 함수 는 또한 에 대하여 제공되는 범위 로부터 결정될 수 있다. 더욱이, 함수 는 주어진 및 , 에 대한 어떤 함수를 가지는 관계(R20)로부터 결정될 수 있고, 그러므로 웜 상의 직선은 기어 치들 상의 지점이 어떤 직선 상으로 매핑되는지에 대하여 결정된다. 워크피스 및/또는 웜이 원통형인 경우들에 대해서 동일한 절차가 뒤따를 수 있다.
플랭크 상에, 즉, w-z 도 내에 있는 에 대하여 범위의 일부만이 보이는 경우, 이는 일반적으로 의 모든 값들에 대해 함수 를 규정하지 않는데, 왜냐하면, 워크피스의 다른 이송 위치들의 경우, 당시 범위의 일부들이 여전히 에 대한 도 외부에 있었던 플랭크까지 넘어 지나가기 때문이다. 도 3a는 원통형 워크피스에 대한 예로 이를 도시한다. 이는 상이한 에 대한 범위들로부터 구획식의(section-wise) 를 구성하거나 또는 규정 범위를 확장하는 데 사용될 수 있다. 대안으로 w-z 도의 한계들을 넘어 연속되는 에 대한 범위로부터 를 결정하는 것 또한 가능하다. 이 범위는 유리하게는 상기 범위가 w-z 도의 모든 부분을 넘어 지나가는 정도만큼 계속된다. 도 3a는 그와 같은 범위가 어느 정도로 선택될 수 있는지를 도시한다. 이 예에서, 함수 는 그런 경우에 네 범위들(60 내지 63) 중 하나로부터 결정될 수 있다.
특히 가 에 대한 하나의 범위의 연속성으로부터 결정될 수 있으면, 이 범위가 하나의 로부터 다른 까지 얼만큼 변하는지를 인지하는 것이 특히 중요하다. 이것은 단계들에 의해서 일반적인 경우에 대해 계산된다:
- 에 대한 범위로부터 의 계산
- 이전에 결정된 로부터 다른 에 대한 범위의 계산
기어 치들이 원통형이라면, 이 계산으로부터 범위 가 결과적으로 표시된 방향을 따른 변위에 의해서 다른 에 대한 범위로부터 기인한다는 결과가 나온다. 이 방향은 도 3에서 2개의 평행한 직선들(65 및 66)에 의해 도시된다. 웜이 원통형이라면, 이 직선의 방향은 웜의 기하구조와는 독립적이므로 단지 워크피스의 기하구조에만 좌우된다. 원추형 웜들은 이 직선의 방향에 영향을 미치고 따라서 훨씬 더 많은 가변성을 가지고 제작되는 수정들을 설계하는 데 사용될 수 있다. 이 방향은 원추형 웜( 또는 ) 및 축방향 교차각 및 축방향 간격의, 특히 원뿔각의 기하 구조를 통해 영향을 받을 수 있다.
기어 치들이 원추형이면, 하나의 로부터 다른 로의 범위의 변경은 웜의 기하 구조( 또는 , ) 및 축방향 교차 각을 통해, 원추형 및 원통형 웜들 모두에 대하여 영향을 받을 수 있다. 이 관계는 그러나 더 이상 용이하게 명확히 기술될 수 없고 상술한 단계들에 의해 결정되어야만 한다.
창성 연삭이 하나의 플랭크 상에서 일어나면, 및 따라서 그 범위는 각 플랭크 별로 별개로 사전 규정될 수 있다.
창성 연삭이 양 플랭크 상에서 일어나면, 하나의 는 양 플랭크들 상에서의 범위들에 영향을 미친다. 범위가 하나의 플랭크 1 상에서 사전 규정되면, 다른 플랭크 2 상에서 이로부터 발생되는 범위는 단계들에 의해 결정될 수 있다:
- 플랭크 1의 범위로부터 의 계산
- 로부터 플랭크 2의 범위의 계산
플랭크 1 상에서의 범위가 사전 규정되면 이로부터 발생되는 플랭크 2 상에서의 범위는 웜의 기하구조( 또는 , ) 및 축방향 교차 각 및 축방향 간격에 의해 영향을 받는다. 이 영향은 양 플랭크들 상에서의 범위들이 가능한 한 양호하게 희망하는 범위들에 대응하도록 , 웜의 기하구조 및 축방향 교차 각 및 축방향 간격을 조정하는 데 사용될 수 있다.
웜이 식 (1)에 따른 수정을 가지면, 범위 를 따른 워크피스 상에서의 수정의 값은:
(82)
와 동일하다.
수정의 값들이 워크피스 상의 모든 범위들에 대해 공지되어 있으면, 함수 는 결과적으로 웜 상에서의 수정을 규정하는 이로부터 도출된다. 및 에 대하여 파라미터화되면, 워크피스 상에서의 수정 는:
(83)
로 기록될 수 있다.
도 4에서는 특정 적용예가 도시된다. 수정은 이것이 창성 엔드 릴리프 및 치 트레이스 방향으로의 엔드 릴리프의 결합에 근접하도록 선택된다. 두 릴리프들의 시작부 사이의 전이는 여기에서 예로서 접하는 것으로 선택되고, 이에 의해 범위(70)는 미분될 수 있는 곡선에 의해서 제공된다. 70에 따른 수정의 값은 여기에서 0과 동일한 것으로 선택된다. 수정의 값은 범위(71)의 방향에서 내려간다. 70 및 71 사이의 간격은 창성 엔드 릴리프의 영역에서의 70 및 71 사이의 간격보다 치 트레이스 방향으로의 엔드 릴리프의 영역에서 더 작으므로, 엔드 릴리프의 영역에서의 수정의 피치는 창성 엔드 릴리프의 영역에서보다 치 트레이스 방향으로 더 크다. 이 두 피치들의 비는 결정적으로 범위들(75 및 76)의 변위의 방향에 의해 영향을 받는다. 이 방향은 원추형 웜들을 사용함으로써 그리고 웜의 적절한 기하구조를 선택함으로써 적응될 수 있다. 이 피치들 사이의 비는 그러므로 또한 희망하는 바대로 세팅될 수 있다.
다른 수정들과의 중첩
종래 기술로부터 공지되어 있는 수정들은 여기에서 기술된 방법을 사용하여 제작될 수 있는 수정들에 대한 간섭 없이 추가로 중첩될 수 있다. 이것들은 한편으로는 순 프로파일 수정들이다. 좌 및 우 플랭크들에 대해 별개로 사전 규정될 수 있는 그와 같은 수정들()은 단지 창성 경로에만 좌우되고 원통형 기어링들에 대한 z 위치에 좌우되지 않는다. 이는 다음의 식에 의해 수학적으로 기술될 수 있다:
(84.1)
순 프로파일 수정들은 프로파일 라인 방향으로 수정되는 툴에 의해 구현될 수 있다. 그와 같은 프로파일 라인 방향으로의 수정들은 식 (1)로부터의 수정들과 간섭 없이 추가로 중첩될 수 있다. 이 수정은 일반적으로 드레싱 가능 웜들을 사용하여 창성 연삭하는 중에 드레서에서 행해진다. 드레싱 공정은 그 후에 변경되지 않고 수행될 수 있고 프로파일 수정들은 희망하는 바대로 웜 상에서 형성되고 이후에 연삭 동안 워크피스 상에서 형성된다.
원추형 워크피스들의 경우, 프로파일 수정들은 z 방향에 좌우된다. w-z 도에서, 동일한 수정값을 가지는 지점들은 경사(m F )를 가지는 직선 상에 있을 것이다. 이 경사는 원통형 툴이 사용되는 경우 및 원추형 툴이 사용되는 경우 모두에 대해, 본원에 기술된 툴 상의 지점들을 워크피스 상의 지점으로 매핑하는 것으로부터 계산될 수 있다. 원추형 기어링들에 대해 는:
(84.2)
로 기록될 수 있다.
기어 치들 상에 수정들을 제작하는 종래 기술 DE10208531로부터 공지되는 추가 기술은 연삭 공정 동안 키네마틱스를 정정하는 것을 포함한다. 그와 같은 수정들은 예를 들어 축방향 간격을 변경함으로써 그리고/또는 회전각을 정정함으로써 그리고/또는 이송들을 정정함으로써 구현될 수 있다. 그와 같은 정정들은 항상 접촉 경로를 따라 영향을 미치고 이를 따라 동일한 값을 가진다. 이 방법에 의해 제작될 수 있는 수정들은 그러므로 또한 식 (1)에 의해 기술될 수 있다. 그러나, 에 의해 제공되는 방향은 이 방법에서 영향을 받지 않을 수 있는데 왜냐하면 이는 단지 워크피스의 기초 나선각에만 좌우되기 때문이다. 이 수정 은 다음과 같이 수학적으로 기술될 수 있다:
(85)
이 점에서, 함수들 은 임의의 희망하는 연속 함수들일 수 있다. 연삭 키네마틱스의 필요한 정정들은 좌 및 우 플랭크들에 대한 함수들 로부터 계산될 수 있다. 자연적으로 비틀린 크라우닝들 또는 또한 왜곡된 엔드 릴리프들은 예를 들어, 이 방법을 사용하여 만들어질 수 있다.
대각 시프팅과는 별개로, 본 출원의 기저의 본 발명에서는 연삭 키네마틱스의 정정이 필요하지 않으므로, 연삭 키네마틱스의 정정 및 이에 따른 식 (85)에 따른 수정은 간섭 없이 추가로 중첩될 수 있다.
요약하면, 제작될 수 있는 수정들 은 다음과 같이 기술될 수 있고:
(86)
여기서 , 및 는 양 플랭크들에 대해 자유로이 사전 규정 가능한 연속 함수들이고 각들()은 양 플랭크들에 대해 자유로이 규정 가능한 방향들을 규정한다. 함수들 , 및 중 적어도 하나가 상수, 특히 0인 특수한 경우들 또한 가능하다.
수정()이 제공되면, 이것은 일반적으로 예를 들어, 곡선 적합의 도움으로, 근사적으로, 개별 경우들에서는 또한 정확하게 식 (86)으로부터 세 개의 항들로 분해될 수 있다. 이 목적을 위해, 함수들 , 및 및 방향들()은 및 사이의 편차들이 최적, 특히 최소가 되도록 결정된다. 이 편차는 예를 들어, 이산의 지점들()에서 또는 전체 w-z 도에 걸쳐 연속해서 계산될 수 있다. 편차의 연속 계산은 예를 들어, w 및 z의 모든 값에 대한 거리 함수의 적분의 도움으로 수행될 수 있다. w-z 도에서의 지점들의 위치에 따라 가중되는 편차들을 계산하는 것 또한 가능하다. 이것은 관찰되는 공차가 어디에서나 동일하지 않을 때 특히 장점이 될 수 있다. 이 사전 규정들을 고려하면, 곡선 적합에 사용되는 거리 함수를 및 의 모든 값에 대해 동일한 것으로 선택하지 않는 것이 또한 하나의 확장으로서 가능하다. 곡선 적합의 전형적인 변형은 2-노름(norm)을 거리 함수로서 사용하는 최소 자승법이다.
희망하는 수정은 예를 들어, 연속 함수()에 의해, 산포도(scatter plot)()에 의해 또는 이 둘의 결합에 의해 제공될 수 있다. 함수들(, 및 )은 곡선 적합의 도움으로 연속 함수들로서 계산될 수 있다. 대안으로 또한 이산 지점들에서만 함수값들을 계산하는 것이 가능하다. 연속 함수들은 보간(interpolation)에 의해 이 이산 지점들로부터 계산될 수 있다.
선택사양으로 기술적 양태들이 또한 추가로 곡선 적합에서 고려될 수 있다. 예를 들어, 기술적인 이유들로 대각비들 그리고 따라서 방향들()을 제한하는 것은 유리할 수 있다. 곡선 적합에 사용되고 최소화될 거리 함수는 일반적으로 및 사이의 편차 외의 기술 파라미터들에 좌우될 수 있다.
이 방법이 일정하지 않은 대각비와 함께 사용되면, 식 (86)은 가 식 (83)에 따른 수정으로 대체될 수 있도록 수정되어야만 한다. 그와 같이 구성된 수정이 곡선 적합에 의해서 주어진 수정에 근접되거나 상기 주어진 수정이 그와 같은 수정으로 정확하게 구해져야 하면, 함수들 , , 및 및 웜의 매크로 기하구조, 특히 원추각 및 프로파일 각은 희망하는 수정으로부터의 간격이 최소가 되도록 결정될 수 있다. 원추형 웜에 의한 연삭의 선택사양이 고려되면, 웜의 기하구조, 특히 창성 랙의 원추각 및 프로파일 각뿐만 아니라 축방향 교차 각 또한 추가로 곡선 적합에서 최적화될 수 있다. 이것은 연삭이 2개의 플랭크들 상에서 일어나야 할 때 특히 유용하다. 이 경우에, 함수 는 좌 및 우 플랭크들에 대해 동일하다. 함수들 , 및 은 일반적으로 하나의 플랭크 상에서의 연삭 및 두 플랭크 상에서의 연삭 이 둘 모두의 경우에 좌 및 우 플랭크들에 대해 상이하다.
툴의 분리
기어 치들에 대한 기계 가공은 흔히 거친 기계 가공(rough machining) 단계들 및 마감(finishing) 또는 미세 기계 가공(fine machining) 단계들에서 일어난다. 이 상이한 기계 가공 단계들은 툴 상의 동일한 영역들 및 상이한 영역들 또는 상이한 툴들 모두와 함께 수행될 수 있다. 거친 기계 가공 단계들은 여기에서 기술된 방법을 사용하여 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 그러나 거친 기계 가공 단계들, 특히 0의 대각비를 갖거나 또는 매우 작은 기술 유도 대각비를 갖는 특정한 축방향 연삭에 대해 다른 방법들을 수행하는 것 또한 가능하다. 그와 같은 거친 기계 가공은 웜 상의 거친 기계 가공 영역 또는 영역들이 더 양호하게 사용되는 것을 가능하게 하지만 기어 치들 상에서의 희망하는 수정을 제작하지 않는다. 여기에서 기술되는 방법이 이미 거친 기계 가공 중에 사용되면, 마감 또는 미세 기계 가공의 시작 시의 공차는 더 균일하게 분배되고 미세 기계 가공 영역에 더 균일하게 로딩된다. 거친 기계 가공 시에 여기에서 기술된 방법을 사용하지만 많은 재료를 제거해야 하는 거친 기계 가공 영역의 영역들에서 웜에 과부하를 걸지 않기 위해 미세 기계 가공에 비해 양적으로 더 적은 수정을 선택하는 것이 또한 가능하다. 복수의 거친 기계 가공 단계들이 수행되면, 수정의 양은 단계에 따라 증가될 수 있다. 단지 거친 기계 가공 동안 기어 치들 상에서 제작되는 수정에 근접, 특히 에 의해 제공되는 방향에 근접하여 이에 의해 작업 영역을 연장하거나 축소하고 이에 따라 웜을 기술 양태로부터 최적의 방식으로 분할하는 것이 또한 가능하다. 거친 그리고 미세 기계 가공 영역들은 원통형 웜들 및 원추형 웜들 모두에 있어서 희망하는 바에 따라 웜 너비에 걸쳐 정위될 수 있다.
다른 제작 방법들로의 전환 가능성
본 발명의 기저의 방법은 드레싱 가능 툴들을 사용하여 창성 연삭하고 프로파일 롤러 드레서에 의해 드레싱하는 예에 대하여 이전에 기술되었다. 그러나, 비 드레싱 가능 툴들은 자신들이 식 (1)에 따른 수정을 가지는 한 동일하게 사용될 수 있다. 비 드레싱 가능 툴들이 제작되는 제조 방법에 따라, 차례차례로 창성 연삭 동안의 대각비 및 따라서 또한 작업 영역이 영향을 받을 수 있도록, 에 의해 제공되는 일정한 수정의 방향을 특정한 한도들 내에서 자유로이 또는 부분적으로 자유로이 선택하는 것이 가능하다. 이 의 자유 선택은 툴의 윤곽 드레싱에 의해 또한 가능하다.
방법은 또한 치형화된 툴 및 연속 창성 기여열의 키네마틱스를 사용하고 툴의 이송이 가능한 다른 제작 방법들에서 사용될 수 있다. 이 추가 제작 방법들은 예를 들어, 호빙, 스카이빙 호빙, 쉐이빙 및 호닝이다. 툴들은 마찬가지로 식 (1)에 따른 수정을 가져야만 한다. 툴 상의 의 자유 선택은 또한 툴의 제작 방법에 따라 여기에서 가능하다.
적용예들
다음에는 여기에서 기술된 본 발명의 장점이 종래 기술과 관련하여 도시되는 일부 적용예들이 기술될 것이다.
도 6은 단지 연삭 키네마틱스의 정정에 의해서만 제작될 수 있는 그러한 자연적 비틀림 치 트레이스 크라우닝을 도시한다. 제작된 수정이 일정한 방향은 접촉 경로(10)로 제공된다. 이 방향은 그러나 여기에서 기술되는 방법을 사용하여 자유로이 선택될 수 있다. 왜곡되지 않은 순 치 트레이스 크라우닝을 제작하기 위하여, 방향은 도 7에 도시되는 바와 같이, 일정한 수정을 가지는 라인(12)이 w 축과 평행하게 연장되도록 선택된다. 접촉 경로(11)를 따라 제작되는 수정은 일정한 값을 가진다. 일정한 수정의 방향은 그러나 또한 도 8에 도시되는 바와 같이, 특정한 방향으로 지나가는 크라우닝이 제작될 수 있도록 희망하는 바에 따라 선택될 수 있다. 그와 같은 크라운(crown)은 특정한 비틀림을 발생시키고 비틀림 없는 치 트레이스 크라우닝들과 같이, 형상 편차들에서 자유롭다.
추가 적용예는 엔드 릴리프들에 의해 표현된다. 종래 기술에 따르면, 이것들은 단지 도 9에 도시되는 바와 같이, 정정된 연삭 키네마틱스에 의해, 왜곡된 형태(16)로 제작될 수 있다. 일정한 수정 라인을 접촉 경로(15)를 따라 연장된다. 그러나, 이 라인의 범위는 도 10에서 18이 도시하는 바와 같이, w 축과 평행한 것이 바람직하고, 이는 여기에서 기술되는 방법에 의해 가능해진다. 이는 왜곡되지 않은 엔드 릴리프(19)를 제작한다. 엔드 릴리프의 변형은 도 11에 도시되는 바와 같이, 창성 엔드 릴리프들(22)에 의해 표현된다. 여기에서 일정한 수정의 라인(21)은 특히 사전 규정된 방향을, 전형적으로 기어 치들의 작용선(line of action)과 평행하게 연장된다. 여기에서 도시되는 엔드 릴리프들 및 창성 엔드 릴리프들은 전이 영역들 없이 선형 범위들을 가진다. 그러나, 원, 로그, 포물선 및 지수 범위들은 예를 들어 여기에서는 전이 영역들이 있거나 전이 영역들 없이 또는 임의의 다른 범위의 형태에 의해 가능하다.
자체가 보호 가치가 있는 양태들의 목록
본 발명의 중요한 양태들은 다음에 제시될 것이고, 이것들은 그 자체 및 서로의 결합으로 그리고 이전의 설명에서 제시되는 양태들과 결합하여 모두 본 출원의 특저 대상이다.
수정된 툴을 사용하는 대각 창성 방법에서의 기본 절차
1. 수정된 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제작을 위한 방법으로서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고, 창성 패턴의 특정한 수정은 툴의 제 1 방향으로 적어도 국지적으로 일정한 값을 갖고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고, 그리고/또는 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각에 따라 그리고/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되는 것에 의해 제작되고, 그리고
대각 창성 방법에 의한 툴의 특정한 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는 방법.
2. 양태 1에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정이 사전 규정되고 이 희망하는 수정의 제작에 필요한 툴의 면 기하구조의 수정이 결정되는 방법.
3. 양태 2에 있어서, 툴의 면 기하구조의 수정은 대각 이송 창성 연삭에서 툴의 면의 워크피스의 면 상으로의 매핑을 기술하는 연상 함수(association function)의 역(inversion)에 의해 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정으로부터 결정되고, 결정은 바람직하게는 대각 이송 창성 연삭에서 툴의 면의 워크피스의 면 상으로의 매핑을 분석적으로 기술하는 함수를 사용하여 일어나는 방법.
4. 양태 2 또는 양태 3에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 연속 함수로서 그리고/또는 산포도 상에서 사전 규정되고, 연속 함수는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면 상에서 규정되고 그리고/또는 산포도는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에 걸쳐 있는 방법.
5. 양태 2 내지 양태 4 중 하나에 있어서, 툴의 면 기하구조의 수정은 연속 함수로서 그리고/또는 산포도 상에서 결정되고, 연속 함수는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면 상에서 결정되고/결정되거나 산포도는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에 걸쳐 있는 방법.
6. 양태 2 내지 양태 5 중 하나에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 함수로서 사전 규정 가능하고, 함수(FFt2) 및/또는 제 2 방향은 바람직하게는 적어도 특정한 여건들 내에서 자유로이 사전 규정 가능한 방법.
7. 양태 2 내지 양태 5 중 하나에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 창성 패턴에서 적어도 부분적으로 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 수정으로서 사전 규정 가능하고, 함수(FFt2) 및/또는 제 1 방향은 바람직하게는 적어도 특정한 여건들 내에서 자유로이 사전 규정 가능한 방법.
8. 양태 1 내지 양태 7 중 하나에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 사전 규정되고, 툴의 면 기하구조의 수정 및/또는 드레싱 동안 드레서의 툴에 대한 작용 라인의 적절한 제 1 방향은 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정에 따라 결정되는 방법.
9. 양태 1 내지 양태 8 중 하나에 있어서, 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 사전 규정되고, 툴의 면 기하구조의 적절한 함수 FFt2는 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정에 따라 결정되고, 그리고/또는 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따른 드레싱 중의 드레서의 툴에 대한 위치의 적절한 변경은 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정에 따라 결정되는 방법.
10. 양태 8 또는 양태 9에 있어서, 기계 가공 공정을 위한 적절한 대각비는 추가로 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정에 따라 결정되는 방법.
11. 특히 경 미세 기계 가공 공정에 의해, 특히 창성 연삭 또는 호닝에 의한, 특히 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 따른 방법으로서, 수정은 툴의 면 기하구조가 툴에 의해 기계 가공되는 워크피스의 활성면 상에서 특정하게 수정하는 것에 의해 제작되고,
치 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되고,
그리고 워크피스의 면 기하구조의 이 수정을 제작하기 위해 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 인자에 의해 선택적으로 선형으로 압축되는 동일한 함수(FFt2)에 의해 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 제공되는 방법.
12. 양태 1 내지 양태 11 중 하나에 있어서, 툴은 드레싱 중에 특정한 수정을 제작하기 위하여 수정 방식으로 드레싱되고, 그리고/또는 유사 규정된 수정이 대각 창성 방법에서 이에 의해 기계 가공되는 워크피스의 활성면 상에서 제작되는 것이 툴의 면의 직접 수정에 의해 달성되고,
툴은 바람직하게는 폼 롤러 드레서에 의해 수정된 형태로 드레싱되고,
더 바람직하게는 폼 롤러 드레서는 수정이 하나의 행정에서 총 치 깊이에 걸쳐 일어나도록 특히 드레싱 동안 툴의 치와 근 영역에서 선단 영역까지 접촉되거나, 또는 대안으로
폼 롤러 드레서는 특정한 수정이 복수의 행정들에서 그리고 드레서의 각각의 상이한 상대적 측위(positioning)에서 총 치 깊이에 걸쳐 일어나도록 드레싱 동안 근 및 선단 사이의 부분 영역들에서만 툴의 치와 접촉되는 방법.
13. 양태 1 내지 양태 12 중 하나에 있어서, 특정한 수정의 제작은 다음의 축방향 이동들의 정정들:
a) 툴의 회전각 또는 툴의 너비에 따라 툴로부터의 드레서의 축방향 간격을 변경하고(이송),
b) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴 또는 드레서의 축방향 이송을 변경하고(시프트);
c) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴 및 드레서의 축방향 교차 각을 변경하고(피봇);
d) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴의 속도를 변경하는 것
중 하나 이상이 종래의 드레싱 키네마틱스에 대하여 수행되는 것으로 인해 툴 상에서 일어나고;
그리고/또는 툴의 수정 드레싱은 드레서가 툴의 각 위치에 따라 더 또는 덜 멀리 전달되는 것에 의해 또는 툴이 자체의 각 위치에 따라 드레서 상으로 더 또는 덜 멀리 공급되는 것에 의해, 또는 그 역에 의해 일어나는 방법.
14. 양태 1 내지 양태 13 중 하나에 있어서, 기어 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 적어도 국지적으로 기어 플랭크 상에서는 창성 패턴에서 공식:
FFt2(2*pi/lambda2*cos(psi2) * L2 - 2*pi/lambda2*sin(psi2) * b2 )
에 의해 롤링 경로 위치(L2)에서 그리고 치 너비 위치(b2)에서 규정되고,
각 psi2는 수정이 일정한 값을 가지는 기어 플랭크 상에서의 제 1 방향이고, 반면에 수정은 하나씩 거른 방향으로 FFt2의 형태를 가지고,
바람직하게는
여기에서 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 공식:
FFt1(2*pi/lambda1*cos(psi1) * L1 - 2*pi/lambda1*sin(psi1) * b1 )
에 의해 롤링 경로 위치(L1)에서 그리고 치 너비 위치(b1)에서 규정되고,
각 psi1은 수정이 일정한 값을 가지는 기어 플랭크 상에서의 제 1 방향이고, 반면에 수정은 하나씩 거른 방향으로 FFt1의 형태를 가지고,
그리고/또는 수정이 일정한 값을 가지는 툴의 제 1 방향은 바람직하게는 드레싱 동안 툴에 의해 드레싱 툴, 특히 폼 롤러 드레서의 작용선에 대응하고, 이 방향은 바람직하게는 적어도 국지적으로 직선에 의해 근접되는 방법.
15. 양태 1 내지 양태 14 중 하나에 있어서, 수정은 파상도(waviness)이고, 함수 FFt1 /2는 바람직하게는 주기적이고, 2*pi에 걸친 FFt21 /의 주기성에서의 lambda2는 바람직하게는 제 1 방향과 수직인 방향으로 수정의 파장을 규정하고, 그리고 더 바람직하게는 2*pi에 걸친 FFt1 /2의 주기성에서의 lambda1은 제 1 방향과 수직인 방향으로 수정의 파장을 규정하는 방법.
16. 양태 1 내지 양태 15 중 하나에 있어서, 툴의 매트로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 워크피스의 축방향 이송 및/또는 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 툴 상의 접촉점이 워크피스의 기계 가공 중에 이동하는 제 1 라인을 따르는 툴의 수정이 접촉점이 워크피스 상에서 이동하는 제 2 라인을 따라 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택될 수 있고,
바람직하게는,
툴의 사전 규정된 매크로 기하구조 및 드레싱 툴의 작용선에 있어서, 워크피스의 축방향 피드 및/또는 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 적절하게 선택되고,
더 바람직하게는, 워크피스의 사전 규정된 축방향 이송에 있어서, 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 적절히 선택되고,
바람직하게는,
툴의 매크로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 워크피스의 축방향 이송 및/또는 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 툴 및 워크피스의 수정들이 또한 기계 가공의 이후의 시점에서 툴의 동일한 스레드에 의한 워크피스의 동일한 치의 기계 가공 시에 접촉점들이 이동하는 제 3 및 제 4 라인들에 서로 대응하도록 선택되고, 여기서 이 라인들은 워크피스의 축방향 이송에 의해, 그리고 선택적으로 툴의 시프팅에 의해 제 1 및 제 2 라인들에 대하여 변위되고,
더 바람직하게는,
툴의 사전 규정된 매크로 기하구조 및 드레싱 툴의 작용선에 있어서, 워크피스의 축방향 이송 및/또는 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 적절히 선택되고,
더 바람직하게는, 워크피스의 사전 규정된 축방향 이송에 있어서, 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자는 적절히 선택되는 방법.
17. 양태 1 내지 양태 16 중 하나에 있어서, FFt1(x) = - FFt2 (cx)는 법선 절단면에서 적용되고, c는 상수 파라미터이고 그리고/또는 FFt1(x) = - k * FFt2 (cx)는 횡절면에서 적용되고, c 및 k는 상수 파라미터인 방법.
18. 양태 1 내지 양태 17 중 하나에 있어서, 상기 방법에 의해 제작되는 수정들은 워크피스의 면의 원치 않는 편차들 및/또는 파상도를 보상하는 데, 특히 기계 메커니즘의 부정확성들에 의해 그리고/또는 기계 역학(machine dynamics)에 의해 그리고/또는 불충분한 밸런스 품질에 의해 발생되는 워크피스의 면의 편차들 및/또는 파상도를 제거하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 양태 1 내지 양태 18 중 하나에 따른 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 경 미세 기계 가공을 위한 방법으로서,
희망하는 수정을 사전 규정하는 단계; 및 희망하는 플랭크 수정을 가지는 워크피스를 제작하기 위해 툴을 드레싱하는 동안 툴 수정을 특정하게 제작하는 단계를 포함하고
그리고/또는
수정의 희망하는 방위를 미리 교정하는 단계; 및 수정의 희망하는 방위를 획득하기 위해 툴을 워크피스의 축방향으로 계속 이동시키고/이동시키거나 툴을 워크피스에 접하여 시프팅하는 단계를 포함하는 방법.
20. 양태 1 내지 양태 19 중 하나에 따른 방법을 실행하기 위한 툴로서, 상기 툴은 적어도 하나의 영역에서 수정 방식으로 드레싱되고, 툴은 유리하게는 적어도 2개의 상이한 기계 가공 영역들, 특히 수정 방식으로 드레싱되는 적어도 하나의 미세 기계 가공 영역 및 적어도 하나의 거친 기계 가공 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 툴.
21. 양태 1 내지 양태 19 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계에 있어서, 기어 제조 기계는 유리하게는 희망하는 수정이 사전 규정 가능한 입력 기능 및 수정을 제공하는 데 필요한 툴 수정을 결정하고 툴 상에서의 드레싱 동안 이를 제작하는 제어 기능을 포함하고, 그리고/또는 수정 방식으로 드레싱되는 툴에 의해 워크피스의 희망하는 수정을 제작하는 기능을 가지는 기어 제조 기계.
22. 드레싱 툴을 가지는 연삭 웜을 드레싱하기 위한 기어 제조 기계, 특히 양태 1 내지 양태 21 중 하나에 따른 기어 제조 기계로서, 기어 제조 기계는 유리하게는 툴의 회전각에 따라 그리고/또는 툴 너비 위치에 따라 드레싱 동안 드레스의 툴에 대한 위치를 변경하는 연삭 웜의 수정 드레싱에 대한 기능을 가지고, 상기 기능은 바람직하게는 적어도 연삭 웜의 회전각에 따라 드레싱 툴의 연삭 웜으로의 맞물림 깊이를 세팅하는 것을 특징으로 하는 기어 제조 기계.
23. 양태 21 또는 양태 22에 있어서, 입력 기능은 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정을 연속 함수로서 그리고/또는 산포도 상에서 사전 규정하는 것을 허용하고, 연속 함수는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면 상에서 사전 규정될 수 있고/있거나 산포도는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에 걸쳐 있는 기어 제조 기계.
24. 양태 21 내지 양태 23 중 하나에 있어서, 기어 제조 기계는 툴의 면 기하구조의 수정들을 연속 함수로서 그리고/또는 산포도 상에서 결정하고, 그리고/또는 기어 제조 기계는 툴의 면 기하 구조의 수정들을 연속 함수로서 그리고/또는 산포도 상에서 사전 규정하는 것을 허용하고, 연속 함수는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에서 결정되고/결정되거나 사전 규정 가능하고 그리고/또는 산포도는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에 걸쳐 있는 기어 제조 기계.
25. 양태 21 내지 양태 24 중 하나에 있어서, 기어 제조 기계는 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정을, 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 함수로서 사전 규정하는 것을 허용하고, 함수(FFt2) 및/또는 제 2 방향은 적어도 특정한 여건들 하에서 자유로이 사전 규정 가능한 기어 제조 기계.
26. 양태 21 내지 양태 24 중 하나에 있어서, 기어 제조 기계는 워크피스의 면 기하구조의 원하는 수정을, 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 “‡항으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 함수로서 사전 규정하는 것을 허용하고, 함수(FFt2) 및/또는 제 1 방향은 바람직하게는 적어도 특정한 여건들 내에서 자유로이 사전 규정 가능한 기어 제조 기계.
27. 양태 21 내지 양태 24 중 하나에 있어서, 기어 제조 기계는 드레싱 공정에 의한 툴의 면 기하구조의 수정을, 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 함수로서 사전 규정 및/또는 결정하는 것을 허용하고, 함수(FFt2) 및/또는 제 1 방향은 바람직하게는 적어도 특정한 여건들 내에서 자유로이 사전 규정 가능한 기어 제조 기계.
28. 특히 기어 제조 기계 상에 설치하기 위한, 그리고/또는 기어 제조 기계 상에서 사용하기 위한 데이터에 대한 출력 기능을 가지고, 워크피스의 희망하는 수정에 대한 데이터를 입력하기 위한 입력 기능을 가지고, 그리고 워크피스의 기계 가공 시에 접촉점이 툴 상에서 이동하는 제 1 라인을 따르는 툴의 수정이 워크피스 상에서 접촉점이 이동하는 제 2 라인을 따르는 워크피스의 희망하는 수정에 대응하는 그러한 방식으로 툴의 매크로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 워크피스의 축방향 이송 및/또는 툴의 시프트 이동 및/또는 압축 인자를 결정하기 위한 기능을 가지는 컴퓨터 프로그램으로서, 이 기능들은 바람직하게는 이전의 양태들 중 하나에 따른 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램.
곡선 적합 및/또는 다른 수정들과의 결합
1. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스를 제작하기 위한 방법으로서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고, 창성 패턴에서의 특정한 수정은 적어도 국지적으로 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고, 그리고/또는 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되는 것에 의해 제작되고,
대각 창성 방법에 의한 툴의 특정한 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는, 방법에 있어서,
특정한 수정에 의해 제작되는 워크피스의 수정은 기계 가공 공정 중에 프로파일 수정 및/또는 기계 키네마틱스의 변동에 의해 발생되는 수정에 의해 중첩되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 양태 1에 있어서, 각각의 수정들의 형상 및/또는 부분들 및/또는 파라미터들은 곡선 적합에 의해 결정되는 방법.
3. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스를 제작하기 위한 방법으로서,
워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 사전 규정되고, 그리고
툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정에 기초하여 결정되고 희망하는 수정은 대각 창성 방법에 의해 워크피스의 면 상에 수정을 제작하는, 방법에 있어서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정의 형상 및/또는 기계 가공 공정 및/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나의 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들은 곡선 적합에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 양태 3에 있어서, 툴의 면 기하구조의 특정한 수정의 형상 및/또는 대각 창성 방법 중의 대각비 및/또는 축방향 교차각 및/또는 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각이 결정되고, 툴 너비에 걸쳐 일정한 대각비는 바람직하게는 결정되거나 대각비는 바람직하게는 이송 위치의 비 상수 함수로서 결정되고 그리고/또는 툴의 특정한 수정은 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직인 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고 그리고/또는 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴의 너비 위치에 따라 변경되는 것에 의해 제작되는 방법.
5. 수정 툴에 의해 수정된 면 구조를 가지고/가지거나 정정된 기어 치 기하구조를 가지는 워크피스를 제작하기 위한 방법으로서,
툴의 드레싱 공정 그리고/또는 툴을 드레싱하기 위해 사용되는 드레서 및/또는 워크피스의 기계 가공 공정의 수정에 의해 제작될 수 있는 적어도 2개의 상이한 수정들은 워크피스의 제작을 위해 중첩되는, 방법에 있어서,
워크피스의 희망하는 수정은 곡선 적합에 의해 적어도 근사적으로 워크피스의 적어도 2개의 상이한 수정들로 분해되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 양태 5에 있어서, 이 방식으로 결정되는 워크피스의 수정들로부터, 툴의 드레싱 공정 그리고/또는 툴을 드레싱하기 위해 사용되는 드레서 및/또는 워크피스의 기계 가공 공정의 수정이 결정되고, 이 수정은 자체의 제작을 위해 필요한 방법.
7. 양태 1 내지 양태 6 중 하나에 있어서, 다음 수정들:
- 결과적으로 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해 제작되고 그리고/또는 창성 패턴에서 적어도 국지적으로 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 워크피스의 면의 제 1 수정,
- 드레서의 프로파일 수정에 의해 제작되는 워크피스의 면의 제 2 수정, 그리고/또는
- 워크피스의 기계 가공 공정 동안 기계 키네마틱스의 변동에 의해 제작되는 워크피스의 면의 제 3 수정
중 적어도 2개는 중첩되고,
각각의 수정들의 형상 및/또는 부분들 및/또는 파라미터들은 사전 규정된, 희망하는 수정이 적어도 근사적으로 다음의 수정들:
- 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 제 1 수정,
- 순 프로파일 수정에 의해 제공되는 제 2 수정, 및/또는
- 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 3 방향으로 일정한 값을 가지고 제 3 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 4 방향으로 함수(FKFt)에 의해 제공되는 제 3 수정 중 적어도 2개로 분해되는 곡선 적합에 의해 결정되는 방법.
8. 양태 1 내지 양태 7 중 하나에 있어서, 희망하는 수정은 사전 규정되고 기계 가공 공정 및/또는 툴의 매크로 기하구조의 파라미터들 및/또는 툴의 면 기하구조의 방향 수정 및/또는 수정들의 결합은 희망하는 수정에 가능한 한 최적으로 근접하고/근접하거나 희망하는 수정을 정확하게 제작하는 곡선 적합에 의해 결정되고, 희망하는 수정은 바람직하게는 연속 함수 및/또는 산포도로서 사전 규정되고, 산포도는 바람직하게는 치 플랭크 상의 면에 걸쳐 있고 그리고/또는 수정의 그리고/또는 수정들의 형상은 바람직하게는 복수의 지점들에서 그리고/또는 연속 함수들로서 결정되는 방법.
9. 기어 치 기하구조 및/또는 면 구조의 희망하는 수정을 가지는 워크피스를 제작하는 데 필요한 수정들의 결합을 결정하기 위한 방법으로서,
적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 프로파일 수정과 그리고/또는 기계 가공 동안 기계 키네마틱스의 변동에 의해 발생되는 수정과 중첩되고, 희망하는 수정은 미리 규정되고 수정들의 결합은 희망하는 수정에 최적으로 근접하고 그리고/또는 희망하는 수정을 정확하게 제작하는 곡선 적합에 의해 결정되고,
그리고/또는
사전 규정된, 희망하는 수정은 적어도 근사적으로 다음의 수정들:
- 드레싱 동안 툴의 특정한 수정에 의해 제작될 수 있고 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 워크피스의 면 기하구조의 제 1 수정,
- 드레서의 형상에 의해 제작될 수 있는 제 2 순 프로파일 수정, 및/또는
- 기계 가공 공정 중에 기계 키네마틱스의 변동에 의해 제작될 수 있고 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 3 방향으로 일정한 값을 가지고 제 3 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 4 방향으로 함수(FKFt)에 의해 제공되는 제 3 수정
중 적어도 2개로 분해되는 방법.
10. 툴의 면 기하구조의 특정한 수정을 결정하기 위한 방법으로서, 툴은 이 목적을 위해 사용되고, 특정한 수정은 기어 치 기하구조 및/또는 면 구조의 희망하는 수정을 가지는 워크피스의 제작에 필요하고, 기계 가공 공정은 툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 워크피스의 면 기하구조의 수정을 제작하는 대각 창성 방법인, 방법에 있어서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정의 형상 및/또는 기계 가공 공정의 그리고/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나의 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들이 곡선 적합에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 있어서, 거리 함수는 툴의 특정한 수정에 의해 제작되는 워크피스의 면 상에서의 수정 또는 각각의 수정들의 합에 의해 제공되는 수정 및 희망하는 수정 사이의 차를 정량화하는 곡선 적합의 프레임워크(framework) 내에서 사용되고, 거리 함수는 바람직하게는 복수의 지점들 또는 총 창성 패턴에 걸쳐 평균값 형성을 수행하고, 그리고/또는 거리 함수(A(wF, zF))는 창성 경로(wF) 및 치 너비 위치(zF)에 좌우되는 곡선 적합의 프레임워크 내에서 사용되고 그리고/또는 가중 거리 함수는 곡선 적합의 프레임워크 내에서 사용되고, 워크피스의 특정한 영역들 내에서의 편차들은 바람직하게는 다른 지역들에서의 편차들보다 더 많이 가중되고,
그리고/또는
워크피스의 면 기하구조의 특정한 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되는 곡선 적합의 프레임워크 내에서 결정되고, 곡선 적합은 선택사양으로 적어도 하나의 추가 수정과 함께, 희망하는 수정에 최적으로 근접하고 그리고/또는 희망하는 수정을 정확하게 제작하고, 워크피스의 면 기하구조의 특정한 수정으로부터, 드레싱 동안 이 목적에 필요한 툴의 면 기하구조의 수정 및/또는 이 목적에 필요한 기계 키네마틱스가 결정되고,
그리고/또는
기계 가공 공정 및/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나의 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들 및/또는 가능한 수정들의 형상 및/또는 일부분 및/또는 적어도 하나 그리고 바람직하게는 2 또는 3개의 파라미터들은 희망하는 수정에 가능한 한 최적으로 근접하고 그리고/또는 희망하는 수정을 정확하게 제작하는 파라미터들 및/또는 수정 및/또는 수정들의 결합을 결정하기 위해 곡선 적합의 프레임워크 내에서 변경되고, 함수(FFt1 / 2)의 그리고/또는 함수(FKFt)의 그리고/또는 프로파일 수정의 형상 및/또는 제 1 방향은 바람직하게는 변경되고, 함수(FFt1 / 2)의 형태 및/또는 대각 창성 방법 동안 제 1 수정의 제 1 방향 및/또는 대각비 및/또는 축방향 교차각 및/또는 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각은 바람직하게는 변경되고, 툴 너비에 걸쳐 일정한 대각비는 바람직하게는 변경되거나 대각비는 바람직하게는 이송 위치의 비 상수 함수로서 변경되는 방법.
12. 양태 1 내지 양태 7 중 하나에 따른 방법을 위한 툴의 제공을 위해 툴을 드레싱하고/드레싱하거나 양태 8에 따른 방법에 의해 결정되는 결합을 구현하기 위한 방법으로서, 툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라, 특히 축방향 이동의 다음 정정들:
a) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴로부터 드레서의 축방향 간격을 변경하고(이송);
b) 툴의 회전각 및 툴 너비에 따라 툴의 또는 드레서의 축방향 이송을 변경하고(시프트);
c) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴의 그리고 드레서의 축방향 교차각을 변경하고(피봇);
d) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따라 툴의 속도를 변경하는 것
중 하나 이상이 종래의 드레싱 키네마틱스에 관하여 수행됨으로써 드레싱 공정 중에 기계 키네마틱스의 변동에 의해 제작되고,
수정된 드레싱 툴은 추가적으로 프로파일 수정을 제작하는 데 사용되는 방법.
13. 양태 1 내지 양태 11 중 하나에 따라 워크피스를 제작하기 위한 방법 및/또는 양태 12에 따라 툴을 드레싱하기 위한 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계로서, 기어 제조 기계는 유리하게는 기계 키네마틱스의 키네마틱 변동들이 기계 가공 공정 및/또는 드레싱 공정 중에 사전 규정되고/규정되거나 결정될 수 있는 계산 기능 및/또는 입력 기능, 및/또는 기계 가공 공정 및/또는 드레싱 공정 중에 기계 키네마틱스를 변동시키는 제어 기능을 가지고, 입력 기능을 바람직하게는 희망하는 수정의 입력을 가능하게 하고 계산 기능은 자체의 제작에 필요한 수정들 및/또는 기계 가공 공정 및/또는 드레싱 공정 중에 수정들의 제작에 필요한 기계 키네마틱스의 변동들을 결정하는 기어 제조 기계.
14. 희망하는 수정을 가지는 워크피스의 제작에 필요한 수정들의 결합의 결정을 위한 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램으로서, 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램은 희망하는 수정의 사전 규정을 위한 기능 및 곡선 적합 기능을 가지고,
곡선 적합 기능은 희망하는 수정에 가능한 한 최적으로 근접하고/근접하거나 희망하는 수정을 정확하게 결정하는 수정들의 결합을 결정하고,
곡선 적합 기능은 프로파일 수정 및/또는 기계 가공 공정 동안 기계 키네마틱스의 변동에 의해 발생되는 수정을 사용하여 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해 제작될 수 있는 워크피스의 수정의 이 목적에 적합한 결합을 결정하고,
그리고/또는 곡선 적합 기능은 워크피스의 사전 규정된, 희망하는 수정을 곡선 적합에 의해 적어도 근사적으로 워크피스의 2개의 상이한 수정들을 분해하고 2개의 상이한 수정들은 각각 툴의 드레싱 공정 및/또는 툴을 드레싱하기 위해 사용되는 드레서 및/또는 워크피스의 기계 가공 공정의 수정에 의해 제작될 수 있고,
그리고/또는 곡선 적합 기능은 툴의 면 기하구조의 특정한 수정의 형상 및/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나의 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들 및/또는 희망하는 수정이 이상적으로 근접되고/되거나 정확하게 제작될 수 있는 대각 창성 방법의 적어도 하나 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들을 결정하고,
그리고 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램은 바람직하게는 이 방식으로 결정되는 워크피스 및/또는 툴의 수정들로부터 툴의 드레싱 공정 및/또는 툴을 드레싱하기 위해 사용되는 드레서 및/또는 워크피스의 기계 가공 공정의 수정을 결정하는 계산 기능을 가지고,
더 바람직하게는 곡선 적합 기능은 사전 규정된 희망하는 수정을 적어도 근사적으로 다음의 수정들:
- 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt)에 의해 제공되는 제 1 수정,
- 순 프로파일 수정에 의해 제공되는 제 2 수정, 및/또는
- 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 3 방향으로 일정한 값을 가지고 제 3 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 4 방향으로 함수(FKFt)에 의해 제공되는 제 3 수정
중 적어도 2개로 분해하는 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램.
15. 양태 14에 있어서, 기계 가공 공정 및/또는 드레싱 공정 중의 기계 키나메틱스의 변동들이 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램에 의해 사전 규정되고/규정되거나 결정될 수 있도록, 양태 1 내지 양태 12 중 하나에 따른 방법의 계산 단계들을 구현하고 그리고/또는 양태 13에 따른 기어 제조 기계로의 인터페이스를 가지거나 또는 기어 제조 기계 상에 설치 가능한 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램.
제작 가능한 기하구조들
1. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제작을 위한 방법으로서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 상구 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되므로 제작되고 그리고/또는 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고,
대각 창성 방법에 의한 툴의 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는, 방법에 있어서,
워크피스의 면 상에서의 특정한 수정은 형상 편차들 없는 유향 크라우닝(directed crowning)인 것을 특징으로 하는 방법.
2. 양태 1에 있어서, 크라우닝은 비틀림이 없거나 또는 크라우닝은 치 플랭크 상에서 자유로이 사전 규정되는 방향을 가지는 비틀림을 가지고, 비틀림의 방향은 유리하게는 일정한 수정의 라인들이 60°보다 작은, 유리하게는 30°보다 작은, 더 유리하게는 10°보다 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치들의 작용선과 평행하게 연장되도록 선택되고, 그리고/또는 크라우닝의 사전 규정된 방향은 대각비 및 툴 상에서의 수정의 제 1 또는 제 2 방향들의 대응하는 선택에 의해 달성되고, 그리고/또는 크라우닝은 툴의 수정을 통해서만 그리고 워크피스의 기계 가공 동안 기계 키네마틱스의 어떠한 수정 없이 제작되고, 그리고/또는 크라우닝은 원 또는 포물선 또는 로그이거나 또는 복수의 원, 포물선 또는 로그 선분들로 구성되는 방법.
3. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제작을 위한 방법으로서,
툴의 면 기하 구조의 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작되고 그리고/또는 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고,
대각 창성 방법에 의한 툴의 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는, 방법에 있어서,
특정한 수정은 순 치 트레이스 수정을 표현하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 양태 3에 있어서, 치 트레이스 수정은 적어도 특정한 조건들 내에서 자유로이 사전 규정되고, 치 트레이스 수정은 바람직하게는 함수(FFt2)로서 사전 규정되고 그리고/또는 드레싱 동안 드레서의 툴에 대한 위치는 함수(FFt1)에 따르면 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되고 그리고/또는 대각비 및 툴의 수정의 제 1 또는 제 2 방향들은 제 1 방향이 워크피스의 횡절면 평면들 상으로 매핑되도록 선택되는 방법.
5. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제작을 위한 방법으로서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작되고 그리고/또는 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고,
대각 창성 방법에 의한 툴의 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는 방법에 있어서,
특정한 수정은 엔드 릴리프인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 양태 5에 있어서, 일정한 수정의 라인들은 60°보다 더 작은, 유리하게는 30°보다 더 작은, 더 유리하게는 10°보다 더 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치의 작용선과 평행하게 연장되고 그리고/또는 엔드 릴리프는 창성 엔드 릴리프이고, 일정한 수정의 라인들은 치 에지와 0이 아닌 각(α)을 가지는 방법.
7. 양태 5 또는 양태 6에 있어서, 일정한 수정의 라인들에 수직인 엔드 릴리프의 범위는 평면, 포물선, 부분 원의 형태, 로그, 지수 또는 타원이거나 또는 부분적으로 그와 같은 형상들로 구성되거나 또는 부분적으로 그와 같은 형상들 및 바람직하게는 접전이를 제공하는 전이 영역들을 포함하고, 일정한 수정의 라인들에 수직인 엔드 릴리프의, 특히 제 1 구획 내에서의 범위는 평면일 수 있고 전이 영역에서 비수정 구획 또는 다른 수정을 가지는 구획 내로 병합되고, 그리고/또는 대각비 및 툴의 수정의 제 1 또는 제 2 방향은 엔드 릴리프의 희망하는 방향에 따라 선택되는 방법.
8. 양태 5 내지 양태 7 중 하나에 있어서, 상위 에지에 그리고 하위 에지에 상이한 엔드 릴리프들이 제공되고, 그리고 특히 엔드 릴리프들은 일정한 수정의 라인들의 상이한 범위들을 가지고, 2개의 엔드 릴리프들을 기계 가공하기 위해 상이한 대각비들로 작업이 수행되고, 그리고/또는 툴은 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역 및/또는 상이한 수정들이 있는, 특히 상이한 방위 및 특히 상이한 제 1 방향을 가지는 수정들이 있는 적어도 2개의 영역들 및/또는 사이에 비수정 영역이 배치되는 2개의 수정 영역들을 가지고, 작업은 바람직하게는 적어도 2개의 영역들에서 상이한 대각비들로 수행되는 방법.
9. 수정 툴에 의한 대각 창성 방법에 의해 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제조를 위한 방법으로서,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되는 것에 의해 제작되고 그리고/또는 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정이 제작되고,
대각 창성 방법에 의한 툴의 수정은 워크피스의 면 상에 대응하는 수정을 제작하는, 방법에 있어서,
일정한 수정의 라인들은 워크피스 상에서 60°보다 더 작은, 유리하게는 30°보다 더 작은, 더 유리하게는 10°보다 더 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치의 작용선과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 양태 1 내지 양태 9 중 하나에 있어서, 치 기어 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 희망하는 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되고,
그리고 워크피스의 면 기하구조의 이 수정을 제작하기 위해 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 선택사양으로 인자에 의해 선형으로 압축되는 동일한 함수(FFt1)에 의해 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 제공되고,
툴의 매크로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 대각비 및/또는 압축 인자는 워크피스를 기계 가공할 때 툴 상에서 접촉점이 이동하는 제 1 라인을 따르는 툴의 수정이 워크피스 상에서 접촉점이 이동하는 제 2 라인을 따르는 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택되고,
그리고/또는 툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 드레싱 공정 중의 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따른 기계 키네마틱스의 변동에 의해, 특히 종래의 드레싱 키네마틱스에 대한 축방향 이동들의 다음의 정정들:
a) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따른 툴로부터의 드레서의 축방향 간격의 변경(이송),
b) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따른 툴의 또는 드레서의 축방향 이송의 변경(시프트)
c) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따른 툴의 그리고 드레서의 축방향 교차각의 변경(피봇),
d) 툴의 회전각 또는 툴 너비에 따른 툴의 속도의 변경
중 하나 이상이 실행되는 것에 의해 제작되는 방법.
11. 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계로서, 기어 제조 기계는 유리하게는 수정 및/또는 수정의 방위가 사전 규정되고/사전 규정되거나 결정될 수 있는 계산 기능 및/또는 입력 기능, 및/또는 워크피스의 기계 가공의 프레임워크 내에서 특정한 수정을 제작하는 제어 기능을 가지고, 입력 기능은 바람직하게는 희망하는 수정의 입력을 가능하게 하고 계산 기능은 기어의 제조에 필요한 수정들 및/또는 기계 가공 공정 중에 그리고/또는 선택사양으로 드레싱 공정 중에 수정들을 제작하는데 필요한 기계 키네마틱스의 변동들을 결정하고, 바람직하게는 기계 가공 공정 중에 그리고/또는 선택사양으로 드레싱 공정 중에 기계 키네마틱스를 대응하여 변경하는 제어 기능이 제공되는 기어 제조 기계.
12. 희망하는 수정을 가지는 워크피스의 제조에 필요한 툴의 수정들 그리고/또는 양태 1 내지 양태 11 중 하나에 따른 방법을 수행할 때 필요한 기계 가공 파라미터들을 결정하기 위한 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램으로서,
희망하는 수정을 입력하기 위한 기능을 가지고 그리고 워크피스의 희망하는 수정들로부터 희망하는 수정들의 제작에 필요한 워크피스의 기계 가공 공정의 파라미터들 및/또는 툴의 필요한 수정 및/또는 툴의 수정을 제공하기 위하여 필요한 툴의 드레싱 공정의 수정을 결정하는 계산 기능을 가지는 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램.
13. 양태 12에 있어서, 드레싱 공정 중의 기계 키네마틱스의 변동들 및/또는 기계 가공 공정 중의 파라미터들이 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램에 의해 사전 규정되고/사전 규정되거나 결정될 수 있도록 기어 제조 기계로의 인터페이스를 가지거나 또는 기어 제조 기계 상에 설치될 수 있는 컴퓨터 시스템 및/또는 소프트웨어 프로그램.
14. 크라우닝 수정된 치 플랭크를 가지는 기어링된 워크피스, 특히 기어 휠 및/또는 크라우닝 수정된 치 플랭크를 가지는 하나 이상의 기어링된 워크피스들을 가지는 변속기로서, 크라우닝은 형상 편차들이 없는 유향 크라우닝이고, 크라우닝은 바람직하게는 비틀림이 없거나; 또는 크라우닝은 일정한 수정의 라인들이 60°보다 더 작거나, 유리하게는 30°보다 더 작거나, 더 유리하게는 10°보다 더 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치 및/또는 나선의 치형화된 워크피스의 작용선과 평행하게 연장되도록 자체의 방향이 선택되는 비틀림을 가지는 것을 특징으로 하고, 특히 수정된 치 플랭크를 가지는 기어 휠 및/또는 수정된 치 플랭크를 가지는 하나 이상의 기어링된 워크피스들을 가지는 변속기는 수정이 순 치 트레이스 수정인 것을 특징으로 하는 기어링된 워크피스.
15. 적어도 하나의 엔드 릴리프를 가지는 기어링된 워크피스, 특히 기어 휠 및/또는 적어도 하나의 엔드 릴리프를 가지는 하나 이상의 기어링된 워크피스들을 가지는 변속기로서, 일정한 수정의 라인들은 60°보다 더 작은, 유리하게는 30°보다 더 작은, 더 유리하게는 10°보다 더 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치들의 작용선과 평행하게 연장되고, 그리고/또는 엔드 릴리프는 창성된 엔드 릴리프이고, 일정한 수정의 라인들은 치 에지와 0과 같지 않은 각(α)을 가지고, 그리고/또는 상위 에지에 그리고 하위 에지에 상이한 엔드 릴리프들, 그리고 특히 일정한 수정의 라인들의 상이한 범위들을 가지는 엔드 릴리프들을 제공하는 것을 특징으로 하고, 그리고/또는 수정된 치 플랭크를 가지는 기어링된 워크피스, 특히 기어 휠 및/또는 수정된 치 프랭크를 가지는 하나 이상의 기어링된 워크피스들을 가지는 변속기로서, 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되고, 일정한 수정의 라인들은 60°보다 작은, 유리하게는 30°보다 작은, 더 유리하게는 10°보다 더 작은 각으로, 더 바람직하게는 기어 치들의 작용선과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 기어링된 워크피스.
워크피스의 기계 가공 중의 대각비의 변경
1. 대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법으로서, 워크피스는 툴의 롤-오프에 의해 기어 치 기계 가공을 받게 되고, 툴의 축방향 이송은 기계 가공 동안 툴의 축방향 이송 및 워크피스의 축방향 이송 사이의 비에 의해 제공되는 대각비로 발생하는, 방법에 있어서,
대각비는 워크피스의 기계 가공 과정 내에서 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 양태 1에 있어서, 정정된 기어 치 기하구조를 가지고 그리고/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제작을 위하여, 대응하는 수정은 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해서, 그리고 툴의 면을 대각 창성 방법에 의해 그리고 대각비에 따라 제작되는 워크피스의 면 상으로 매핑하는 것에 의해서 워크피스의 면 상에 제작되고,
툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 바람직하게는 드레서의 툴에 대한 위치가 드레싱 동안 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작되고, 그리고/또는
치 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 그리고/또는 창성 패턴 내의 제 1 영역에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되고,
그리고/또는 워크피스의 면 기하구조의 수정의 제작을 위해 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 그리고/또는 창성 패턴 내의 제 1 영역에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고, 툴에 대한 함수는 바람직하게는 워크피스에 대한 함수와 동일하지만, 선택적으로 인자에 의해 선형으로 압축되는 함수이고,
툴의 매크로 기하구조 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 대각비 및/또는 압축 인자는 바람직하게는 워크피스의 기계 가공 중에 접촉점이 툴 상에서 이동하는 제 1 라인을 따른 툴의 수정이 접촉점이 워크피스 상에서 이동하는 제 2 라인을 따른 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택되는 방법.
3. 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 작업은 워크피스의 상이한 영역들의 기계 가공을 위해 그리고/또는 툴의 상이한 영역들의 사용 중에 상이한 대각비들로 수행되고, 그리고/또는 대각비는 기어 치 기계 가공 과정 내에서 기어 치의 너비에 걸쳐 이동되는 동안 변경되는 방법.
4. 양태 3에 있어서, 작업은 각각의 영역들 내에서 일정한 대각비로 수행되는 방법.
5. 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 대각비는 워크피스의 기계 가공 동안 워크피스 및/또는 툴의 축방향 이송에 따라 변경되고, 대각비는 바람직하게는 적어도 축방향 이송의 영역 내에서 축방향 이송의 비 상수 함수로서 제공되고, 그리고/또는 일정한 수정의 적어도 하나의 라인의 범위는 바람직하게는 사전 규정되고 대각비의 변경은 이로부터 축방향 이송 및 특히 축방향 이송에 의해 제공되는 비 상수 함수에 따라 결정되고, 함수는 바람직하게는 함수가 정상의 비 상수 범위를 가지는 적어도 하나의 영역을 가지고, 그리고/또는 대각비의 변경은 바람직하게는 워크피스의 수정 영역의 넘어 지나가는 중에 발생하는 방법.
6. 양태 1 내지 양태 5 중 하나에 있어서, 대각비의 변경은 툴이 너비 방향으로 워크피스를 따라 유도되는 동안 발생하고, 툴은 원추의 기초 형상이고, 대각비의 변경에 의해 달성될 수 있는 수정들은 바람직하게는 기계 가공 공정 및/또는 툴의 매크로 기하구조의 적어도 하나 및 바람직하게는 더 많은 파라미터들의, 특히 축방향 교차각의 그리고/또는 축 간격의 그리고/또는 툴의 프로파일 각 및/또는 원추각의 적절한 선택에 의해 명확하게 영향을 받는 방법.
7. 양태 1 내지 양태 6 중 하나에 있어서, 툴은 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역 및/또는 상이한 수정들을 가지는, 특히 상이한 방위들을 가지는 수정들을 가지는 적어도 2개의 영역들 및/또는 사이에 비수정 영역이 배치되는 2개의 수정 영역들을 가지고, 작업은 바람직하게는 적어도 2개의 영역들에서 상이한 대각비들로 수행되는 방법.
8. 양태 1 내지 양태 7 중 하나에 있어서, 툴은 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위하여 번갈아 사용되는 적어도 2개의 영역들, 특히 적어도 하나의 거친 기계 가공 영역 및 적어도 하나의 미세 기계 가공 영역을 가지고, 2개의 영역들에 있어서의 기계 가공 단계들, 특히 거친 기계 가공 단계 및 미세 기계 가공 단계는 상이한 대각비들로 발생하고, 기계 가공에 대해 사용되는 영역들은 바람직하게는 총 툴 너비를 활용하고, 그리고/또는 적어도 하나의 영역, 특히 미세 기계 가공 영역은 바람직하게는 수정되고, 양 영역들, 특히 거친 기계 가공 영역 및 미세 기계 가공 영역 모두가 수정되는 경우에 대해 수정은 각각 상이한 방위를 가지고, 그리고/또는 거친 기계 가공 영역 상에서의 수정은 단지 기어 치들 상에 희망하는 수정을 근사적으로 제작하는 방법.
9. 양태 1 내지 양태 8 중 하나에 있어서, 툴은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위하여 번갈아 사용되는 적어도 2개의 영역들을 가지고, 하나의 영역에서의 기계 가공은 다른 영역에서와는 상이한 대각비로 발생하고, 툴은 바람직하게는 수정 및 비수정 영역을 가지고, 대각비는 바람직하게는 툴의 너비를 줄이기 위해 수정 영역에서보다는 비수정 영역에서 더 작거나 또는 비수정 영역에서의 대각비는 수정 영역에서의 툴에 대한 부하를 줄이기 위해 수정 영역에서보다 더 큰 방법.
10. 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 있어서, 툴은 사이에 비수정 영역이 배치되고 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 번갈아 사용되는 2개의 수정 영역들을 가지고, 작업은 워크피스의 각각의 영역들에서, 상이한 수정들, 특히 상이한 방위들을 가지는 수정들을 제작하기 위해 수정 영역들에서 상이한 대각비들로 수행되고, 영역들은 바람직하게는 툴 및 워크피스 사이의 접촉점의 범위가 비수정 영역에서 적어도 하나의 연삭 위치에 완전하게 배치되도록 배열되는 방법.
11. 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 툴로서, 툴은 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 번갈아 사용될 수 있는 적어도 2개의 영역들을 가지고, 특히 적어도 하나는 거친 기계 가공 영역 및 적어도 하나는 미세 기계 가공 영역이고, 2개의 영역들은 상이한 너비를 가지고, 그리고/또는 툴은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 번갈아 사용될 수 있는 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역을 가지고, 그리고/또는 툴은 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 사이에 비수정 영역이 배치되어 있고 번갈아 사용될 수 있는 2개의 수정 영역들을 가지고, 툴의 2개의 수정 영역들은 바람직하게는 상이하게 수정되고 특히 상이한 방위를 가지는 수정들을 가지고, 그리고/또는 툴은 원추의 기초 형상을 가지고, 툴의 원추각은 1'보다 더 크고, 바람직하게는 30'보다 더 크고, 더 바람직하게는 1°보다 더 크고, 그리고/또는 툴의 원추각은 50°보다 더 작고, 바람직하게는 20°보다 더 작고, 더 바람직하게는 10°보다 더 작은 것을 특징으로 하는 툴.
12. 양태 1 내지 양태 9 중 하나에 따른 방법에 대한 툴을 제공하기 위한 그리고 양태 10에 따른 툴을 제공하기 위한 툴을 드레싱하기 위한 방법으로서, 툴의 희망하는 수정은 드레싱 공정 동안 기계 키네마틱스의 변동에 의해, 특히 툴에 대한 드레서의 위치가 툴의 회전각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작되고, 툴은 바람직하게는 자체의 총 활성면에 걸쳐 동일한 방위를 가지는 수정을 가지고 그리고/또는 적어도 하나의 수정 영역 및 적어도 하나의 비수정 영역 및/또는 상이한 수정들을 가지는 적어도 2개의 영역들이 제작되는 방법.
13. 양태 1 내지 양태 11 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계로서, 기어 제조 기계는 유리하게는 상이한 대각비들 및/또는 가변의 대각비가 사전 규정되고/사전 규정되거나 결정될 수 있는 계산 기능 및/또는 입력 기능 및/또는 워크피스의 기계 가공의 프레임워크 내에서 대각비를 변경하는 제어 기능을 가지는 기어 제조 기계.
14. 양태 13에 있어서, 제어 기능은 번갈아 발생하고 툴의 각각의 다른 영역이 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 사용되는 적어도 2개의 기계 가공 단계들, 특히 적어도 하나의 거친 기계 가공 단계 및 적어도 하나의 미세 기계 가공 단계를 수행하고, 기계 가공 단계들, 특히 거친 기계 가공 단계 및 미세 기계 가공 단계는 상이한 대각비들로 발생하는 기어 제조 기계.
15. 양태 13 또는 양태 14에 있어서, 제어 기능은 기계 가공 단계의 과정 중에 적어도 한번 대각비를 변경하고 그리고/또는 대각비는 기어 치 기계 가공의 과정 중에 기어 치의 너비에 걸쳐 이동하면서 변경되고, 제어 기능은 바람직하게는 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 상이한 대각비들로 작동되고 더 바람직하게는 각각의 영역들 내에서 일정한 대각비로 작동되고, 그리고/또는 제어 기능은 워크피스 및/또는 툴의 축방향 이송에 따라 워크피스의 기계 가공 동안 대각비를 변경하고, 대각비는 적어도 축방향 이송의 하나의 영역 내에서 축방향 이송의 비 상수 및 선택적으로 연속 함수로서 제공되는 기어 제조 기계.
가변의, 일정하지 않은 대각비
- 수정이 워크피스 상에서 특정하게 미리 규정된 범위를 따라 일정한 값을 가지도록, 웜 상의 직선들을 워크피스 상의 특정하게 미리 규정된 범위 상으로 매핑하기 위한 일정하지 않은 대각비로의 창성 연삭.
- 하나 또는 양 측들 상에서의 범위들의 변위에 영향을 미치기 위해 적절한 웜 기하구조, 특히 원추각, 프로파일 각 및 적절한 연삭 키네마틱스, 특히 축방향 교차각의 선택.
- 가능한 한 양호하게 수정에 근접하기 위하여 기계 가공 동안 , , 및 웜의 매크로 기하구조, 특히 원추각 및 프로파일 각뿐만 아니라 축방향 교차각을 결정하기 위한 곡선 적합.
- 상이한 에 대한, 특히 원추형 기어 치들이 이후에 중대하므로, 이에 대한 가능한 범위들 및 이 범위들의 변위/전개를 계산하기 위한 소프트웨어. 이 전개는 단지 원통형 기어 치들에 대한 변위이다. 연삭이 원추형 웜에 의해 일어나면, 변위가 실행되는 방향이 계산되어야 한다.
- 2-플랭크 연삭 동안 가능한 범위들을 계산하기 위한 소프트웨어, 이 경우에, 하나의 플랭크 상에서의 범위는 다른 플랭크 상에서의 범위에 영향을 미친다.
- 식 (83)에 따른 수정이 있는, 선택사양으로 연삭 키네마틱스로부터 추가로 중첩되는 수정들 및/또는 순 프로파일 수정이 있는 기어 치들.
원추의 기초 형상을 가지는 툴
1. 대각 창성 방법에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법으로서, 워크피스는 툴의 롤오프에 의해 기어 치 기계 가공을 받게 되고, 툴의 축방향 이송은 툴의 축방향 이송 및 워크피스의 축방향 이송 사이의 비에 의해 제공되는 대각비로 기계 가공하는 동안 일어나는, 방법에 있어서,
툴은 원추의 기초 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 양태 1에 있어서, 정정된 기어 치 기하구조 및/또는 수정된 면 구조를 가지는 워크피스의 제조를 위하여, 대응하는 수정은 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해서 그리고 대각 창성 방법에 의해 생성되는, 툴의 면의 워크피스의 면 상으로의 매핑에 의해서 워크피스의 면 상에 제작되고, 툴의 면 기하구조의 특정한 수정은 바람직하게는 드레싱 동안 드레서의 툴에 대한 위치가 원추각에 의해 요구되는 전달 이외에 툴의 회전 각 및/또는 툴 너비 위치에 따라 변경되는 것에 의해 제작되고, 그리고/또는
치 플랭크 상에서의 워크피스의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 제 1 방향에 수직으로 연장되는 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공되고,
그리고/또는 워크피스의 면 기하구조의 수정의 제작을 위해 사용되는 툴의 면 기하구조의 수정은 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고, 툴에 대한 함수는 바람직하게는 워크피스에 대한 함수와 동일하고, 인자에 의해 선택적으로 선형으로 압축되는 함수인 방법.
3. 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 워크피스의 좌 및 우 치 플랭크들 상에서 상이한 수정들, 특히 상이한 방위들을 가지는 수정들이 제작되는 방법.
4. 양태 1 내지 양태 3 중 하나에 있어서, 좌 및 우 치 플랭크들 상의 워크피스의 기어 치들은 비대칭인 방법.
5. 양태 1 내지 양태 4 중 하나에 있어서, 워크피스의 기계 가공은 2개의 플랭크들 상에서 일어나는 방법.
6. 양태 1 내지 양태 5 중 하나에 있어서, 워크피스는 원통의 또는 원추의 기초 형상을 가지는 방법.
7. 양태 1 내지 양태 6 중 하나에 있어서, 툴의 원추각은 1'보다 더 크고, 바람직하게는 30'보다 더 크고, 더 바람직하게는 1°보다 더 크고, 그리고/또는 툴의 원추각은 50°보다 더 작고, 바람직하게는 20°보다 더 작고, 더 바람직하게는 10°보다 더 작은 방법.
8. 양태 1 내지 양태 7 중 하나에 있어서, 수정들의 희망하는 방위는 좌 및 우 치 플랭크들 상에서 기계 가공 공정 및/또는 툴의 매크로 기하구조, 특히 연삭 동안 대각비 및/또는 축방향 교차 각 및/또는 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각 중 적어도 하나 그리고 바람직하게는 더 많은 파라미터들의 적절한 선택에 의해 달성되는 방법.
9. 양태 1 내지 양태 8 중 하나에 있어서, 툴의 축방향 이송은 툴의 워크피스로의 이송 운동과 중첩되고, 중첩되는 이동은 바람직하게는 원추 방향으로 일어나는 방법.
10. 양태 1 내지 양태 9 중 하나에 있어서, 툴의 매크로 기하구조, 특히 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각, 및/또는 드레싱 툴의 작용선 및/또는 대각비 및/또는 압축 인자는 워크피스의 기계 가공 중에 툴 상에서 접촉점이 이동하는 제 1 라인을 따르는 툴의 수정이 워크피스 상에서 접촉점이 이동하는 제 2 라인을 따르는 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택되는 방법.
11. 대각 창성 방법에 의한, 특히 연삭 웜에 의한 워크피스의 기어 제조 기계 가공을 위한 툴에 있어서,
툴은 원추의 기초 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 툴.
12. 양태 11에 있어서, 툴은 웜이고, 그리고/또는 툴의 원추각은 1'보다 더 크고, 바람직하게는 30'보다 더 크고, 더 바람직하게는 1°보다 더 크고, 그리고/또는 툴의 원추각은 50°보다 더 작고, 바람직하게는 20°보다 더 작고, 더 바람직하게는 10°보다 더 작은 툴.
13. 양태 11 또는 양태 12에 있어서, 툴은 대응하는 수정이 대각 창성 방법에 의해 제작되는 워크피스의 면 상으로의 툴의 면의 매핑을 통해 워크피스의 면 상에서 제작될 수 있도록 면 기하구조의 특정한 수정을 가지고, 툴의 면 기하구조의 수정은 바람직하게는 적어도 국지적으로 창성 패턴에서 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 더 바람직하게는 제 1 방향에 수직으로 연장되는 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공되고, 수정은 바람직하게는 좌 및 우 플랭크들 상에서 상이하고 그리고 바람직하게는 상이한 방위들을 가지고/가지거나 상이한 함수들(FFt1)에 의해 제공되는 툴.
14. 양태 1 내지 양태 10 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계로서, 기어 제조 기계는 유리하게는 툴 및/또는 워크피스의 원추각 및/또는 프로파일 각이 입력되고/입력되거나 사전 규정될 수 있는 입력 기능을 가지고/가지거나 유리하게는 원추의 기초 형상을 가지는 툴이 기계 가공 중의 대각 창성 공정 동안 툴을 롤오프하도록 기어 제조 기계의 NC 축들을 제어하는 제어 기능을 가지고, 툴의 축방향 이송은 바람직하게는 워크피스 쪽으로의 툴의 이송 운동과 중첩되고, 중첩된 이동은 바람직하게는 원추 방향으로 발생하고, 그리고/또는 기어 제조 기계는 드레서가 원추의 기초 형상을 가지는 툴의 드레싱 동안 드레서가 원추의 기초 향상을 따르도록 기어 제조 기계의 NC 축들을 제어하는 제어 기능을 가지고, 그리고/또는 기어 제조 기계는 워크피스의 희망하는 수정의 입력을 가능하게 하는 입력 기능 및 수정들을 제작하는 데 필요한 드레싱 공정 중의 기계 키네마틱스의 변경들 및/또는 툴의 원추각 및/또는 프로파일 각을 결정하는 계산 기능을 포함하고, 그리고/또는 기어 제조 기계는 툴의 희망하는 수정 및/또는 원추각 및/또는 프로파일 각 및/또는 이 수정들을 제작하는 데 필요한 기계 키네마틱스의 변동들이 드레싱 공정 중에 입력될 수 있는 입력 기능을 포함하고, 바람직하게는 기계 가공 공정 및/또는 드레싱 공정 중에 기계 키네마틱스들을 대응하여 변동하는 제어 기능이 제공되는 기어 제조 기계.
15. 양태 14에 있어서, 기어 제조 기계에는 양태 11 내지 양태 13 중 어느 하나에 따른 툴이 설비되는 기어 제조 기계.
다양한 양태들
- 식 에 따라 기어 치들 상에 수정을 제작하기 위한 대각 창성 방법에서 식 에 따른 수정을 가지는 툴을 사용하여 기어 치들을 기계 가공. 이 기계 가공은 예를 들어 다음
· 창성 연삭
· 호빙
· 스카이빙 호빙
· 쉐이빙
· 내부 및 외부 호닝
중 하나를 사용하여, 연속 창성 기어열의 키네마틱스 및 기어링된 툴을 활용하는 방법들을 사용하여 일어날 수 있다.
- 이 방법은 하나의 플랭크 상에서 그리고 2개의 플랭크 상에서 사용될 수 있다.
- 툴 및 워크피스는 모두 원추형이고 원통형일 수 있다.
- 방향() 및 형상()은 양 플랭크들 상에서 자유로이 사전 규정될 수 있다.
- 특수 적용 경우들: 자유 플랭크 형상, 엔드 릴리프, 창성된 엔드 릴리프, 치 트레이스 크라우닝, 희망하는 방향을 따르는 크라우닝
- 창성 연삭 동안, 드레싱 가능 그리고 비 드레싱 가능 툴들이 사용될 수 있다. 드레싱은 하나의 플랭크 상에서 또는 2개의 플랭크들 상에서, 각각의 경우에 프로파일 롤러 드레서를 총 프로파일에 걸친 선접촉으로 또는 윤곽 드레싱으로 사용하여 일어날 수 있다.
- 윤곽 드레싱에 있어서 또는 비 드레싱 가능 툴들에 있어서, 에 의해 제공되는 일정한 수정의 방향은 툴의 제작 방법에 따라 자유로이 선택될 수 있다.
- 툴을 거친 기계 가공 영역들 및 미세 기계 가공 영역들로 분리, 여기서 거친 기계 가공 영역들은 수정되고 수정되지 않을 수 있다.
- 예를 들어, 부하 또는 툴의 분리를 최적화하기 위하여, 거친 기계 가공 동안 기어 치들 상에서의 수정을 단지 근사적으로 제작.
- 툴의 분리를 최적화하기 위해 기어 치들 상에서의 수정을 단지 근사적으로 제작. 수정들과는 관계 없이 대각비를 세팅.
- 식 에 따른 기어 치들 상에서의 수정을 순 프로파일 수정 및/또는 특히 에 따라 정정된 기계 가공 키네마틱스의 수정과 중첩.
- 및 의 결정을 위한 곡선 적합
- 및 및/또는 및/또는 의 결정을 위한 곡선 적합
- 기술 양태들을 고려하는 동안 및 및/또는 및/또는 의 결정을 위한 곡선 적합
- 치 플랭크를 수정 및 비수정 영역들로 분리, 여기서 수정 영역들 상에서의 수정들은 상이한 에 의해 기술될 수 있다. 기계 가공 동안 상이한 대각비들을 세팅.
- · 여기에서 기술되는 방법에 따라 계산되는 대각비가 주어진 값을 채택하거나 주어진 범위 내에 있고/있거나
· 여기에서 기술되는 방법에 따라 계산되는 작업 영역이 주어진 값을 채택하거나 주어진 범위 내에 있도록
툴의 매크로 기하구조, 특히 개시들의 수 및/또는 기초 나선각 및/또는 기초 원 반경들 및/또는 외직경(규정된 z 위치에 대한 원추형 툴의 경우에)의, 그리고/또는 원추각의 선택.
- 또한 툴 또는 툴에 의해 수정되는 기어 치들이 수정되는지와는 관계없이 원추형 툴, 특히 원추형 인볼루트 툴을 사용하여 인볼루트 기어 치의 기계 가공.

Claims (15)

  1. 대각 창성 방법(diagonal generating method)에 의한 워크피스(workpiece)의 기어 제조 기계 가공을 위한 방법으로서, 상기 워크피스는 툴(tool)의 롤-오프(roll-off)에 의해 기어 치 기계 가공을 받게 되고, 상기 툴의 축방향 이송(axial feed)은 상기 기계 가공 동안 상기 툴의 상기 축방향 이송 및 상기 워크피스의 축방향 이송 사이의 비에 의해 제공되는 대각비(diagonal ratio)로 발생하는, 상기 방법에 있어서,
    상기 대각비는 상기 워크피스의 기계 가공 과정 내에서 변경되고, 상기 대각비의 변경은 상기 툴이 상기 워크피스의 너비 방향으로 상기 워크피스를 따라 유도되는 동안 상기 워크피스의 기계 가공 공정 중에 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수정된 면 기하구조를 가지는 워크피스의 제작을 위하여, 대응하는 수정은 상기 툴의 면 기하구조의 특정한 수정에 의해서, 그리고 상기 툴의 면을 상기 대각 창성 방법에 의해 그리고 상기 대각비에 따라 제작되는 상기 워크피스의 면 상으로 매핑(mapping)하는 것에 의해서 상기 워크피스의 상기 면 상에 제작되고,
    하기의 조건들 중 적어도 하나가 적용되는 방법:
    a) 상기 툴의 상기 면 기하구조의 특정한 수정은 드레싱(dressing) 동안 드레서(dresser)의 상기 툴에 대한 위치가 상기 툴의 회전각 또는 툴 너비 위치에 따라 변경됨으로써 제작된다.
    b) 치 플랭크(tooth flank) 상에서의 상기 워크피스의 상기 면 기하구조의 수정은 적어도 창성 패턴(generating pattern) 내의 제 1 영역에서 상기 워크피스의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 상기 제 1 방향에 수직으로 연장되는 상기 워크피스의 제 2 방향으로 함수(FFt2)에 의해 제공된다.
    c) 상기 워크피스의 상기 면 기하구조의 상기 수정의 제작을 위해 사용되는 상기 툴의 상기 면 기하구조의 상기 수정은 적어도 상기 창성 패턴 내의 제 1 영역에서 상기 툴의 제 1 방향으로 일정한 값을 가지고 상기 제 1 방향에 수직으로 연장되는 상기 툴의 제 2 방향으로 함수(FFt1)에 의해 제공된다.
    d) 상기 툴의 매크로 기하구조(macrogeometry), 드레싱 툴의 작용선(line of action), 상기 대각비 및 상기 압축 인자 중 적어도 하나는 상기 워크피스의 기계 가공 중에 접촉점이 상기 툴 상에서 이동하는 제 1 라인을 따른 상기 툴의 수정이 접촉점이 상기 워크피스 상에서 이동하는 제 2 라인을 따른 상기 워크피스의 희망하는 수정에 대응하도록 선택된다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하기의 조건들 중 적어도 하나가 적용되는 방법:
    a) 작업은 상기 워크피스의 상이한 영역들의 기계 가공 및 상기 툴의 상이한 영역들의 사용 중 적어도 하나에 대해 상이한 대각비들로 수행된다.
    b) 상기 대각비는 상기 기어 치 기계 가공 과정 내에서 상기 기어 치의 너비에 걸쳐 이동되는 동안 변경된다.
  4. 제 3 항에 있어서,
    작업은 상기 워크피스의 상이한 영역들 내에서 일정한 대각비로 수행되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대각비는 상기 워크피스의 기계 가공 동안 상기 워크피스 및 상기 툴의 상기 축방향 이송에 따라 변경되고, 상기 대각비는 적어도 상기 축방향 이송의 영역 내에서 상기 축방향 이송의 비 상수 함수로서 제공되고, 상기 함수는 상기 함수가 정상의 비 상수 범위를 가지는 적어도 하나의 영역을 가지고, 상기 대각비의 상기 변경은 상기 워크피스의 수정 영역의 넘어 지나가는 중에 발생하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 대각비의 변경은 상기 툴이 너비 방향으로 상기 워크피스를 따라 유도되는 동안 발생하고, 상기 툴은 원추의 기초 형상인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 툴은 적어도 하나의 수정 영역 및 하나의 비수정 영역 또는 상이한 수정들을 가지는 적어도 2개의 영역들을 가지는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 툴은 상기 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위하여 번갈아 사용되는 적어도 2개의 영역들을 가지고, 하나의 영역에서의 기계 가공은 다른 영역에서와는 상이한 대각비로 발생하고, 상기 적어도 2개의 영역들은 수정된 면 기하구조 및 비수정된 면 기하구조를 가지는 영역인 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 툴은 사이에 비수정 영역이 배치되고 상기 워크피스의 상이한 영역들을 기계 가공하기 위해 번갈아 사용되는 2개의 수정 영역들을 가지고, 작업은 상기 워크피스의 각각의 영역들에서, 상이한 수정들을 제작하기 위해 상기 수정 영역들에서 상이한 대각비들로 수행되고, 상기 영역들은 상기 툴 및 상기 워크피스 사이의 접촉점의 범위가 상기 비수정 영역에서 적어도 하나의 연삭 위치에 완전하게 배치되도록 배열되는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 및 제 9 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 기어 제조 기계로서, 상기 기어 제조 기계는 상이한 대각비들 또는 가변의 대각비가 사전 규정 및 결정 중 적어도 하나 이상 될 수 있는 입력 기능 및 계산 기능 중 적어도 하나 및 워크피스의 기계 가공의 프레임워크(framework) 내에서 상기 대각비를 변경하는 제어 기능을 가지는 기어 제조 기계.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 기능은 번갈아 발생하고 상기 툴의 각각의 다른 영역이 상기 워크피스의 동일한 영역을 기계 가공하기 위해 사용되는 적어도 2개의 기계 가공 단계들을 수행하고, 상기 기계 가공 단계들은 상이한 대각비들로 발생하는 기어 제조 기계.
  15. 제 14 항에 있어서,
    하기 중 적어도 하나가 적용되는 기어 제조 기계:
    a) 상기 제어 기능은 기계 가공 단계의 과정 중에 적어도 한번 상기 대각비를 변경하고, 상기 제어 기능은 상기 워크피스의 다른 영역을 가공하기 위해 다른 대각비로 작동하고 각각의 영역 내에서 일정한 대각비로 작동한다.
    b) 상기 대각비는 상기 기어 치 기계 가공의 과정 중에 기어 치의 너비에 걸쳐 이동하면서 변경되고, 상기 제어 기능은 상기 워크피스 및/또는 상기 툴의 축방향 이송에 따라 상기 워크피스의 기계 가공 동안 상기 대각비를 변경하고, 상기 대각비는 적어도 상기 축방향 이송의 하나의 영역 내에서 상기 축방향 이송의 비 상수 연속 함수로서 제공되는 기어 제조 기계.
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