KR20190121244A - 기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기 - Google Patents

기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기 Download PDF

Info

Publication number
KR20190121244A
KR20190121244A KR1020190039355A KR20190039355A KR20190121244A KR 20190121244 A KR20190121244 A KR 20190121244A KR 1020190039355 A KR1020190039355 A KR 1020190039355A KR 20190039355 A KR20190039355 A KR 20190039355A KR 20190121244 A KR20190121244 A KR 20190121244A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grinding
worm
workpiece
grinding wheel
gear wheel
Prior art date
Application number
KR1020190039355A
Other languages
English (en)
Inventor
올라프 보겔
Original Assignee
클린게르베르크 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=66049063&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20190121244(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 클린게르베르크 게엠베하 filed Critical 클린게르베르크 게엠베하
Publication of KR20190121244A publication Critical patent/KR20190121244A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/02—Grinding discs; Grinding worms
    • B23F21/026—Grinding worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/006—Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F1/00—Making gear teeth by tools of which the profile matches the profile of the required surface
    • B23F1/02—Making gear teeth by tools of which the profile matches the profile of the required surface by grinding
    • B23F1/023—Making gear teeth by tools of which the profile matches the profile of the required surface by grinding the tool being a grinding worm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/08—Index mechanisms
    • B23F23/085—Index mechanisms of the continuous type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1218—Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/02—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding
    • B23F5/04—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding the tool being a grinding worm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/062—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels using rotary dressing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/075—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels for workpieces having a grooved profile, e.g. gears, splined shafts, threads, worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1225—Arrangements of abrasive wheel dressing devices on gear-cutting machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Gear Processing (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

드레싱 가능한 웜 연삭휠을 사용한 기어 휠 공작물(W1)의 생성연삭 방법으로서, 생성연삭 동안에, 웜 연삭휠(2)은 공구 회전축(B)을 중심으로 회전 구동되고, 기어 휠 공작물(W1)은 공작물 회전축(C)을 중심으로 회전 구동되며, 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 상대 이동이 수행되고, 또 회전 구동 가능한 드레싱유닛(4)에 의해 수행된 웜 연삭휠(2)의 드레싱 절차의 실행 이후에,
- 공구 회전축(B)에 평행하게 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 상대 시프트 이동을 수행하는 단계,
- 공작물 회전축(C)에 평행하거나 대각선 방향으로 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 축 방향으로 평행한 상대 이동을 수행하는 단계가 수행되고,
시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 가변적인 비율이 특정된다.

Description

기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기{METHOD FOR GENERATING GRINDING OF A GEAR WHEEL WORKPIECE AND GRINDING MACHINE HAVING A CONTROLLER FOR GENERATING GRINDING OF A GEAR WHEEL WORKPIECE}
본 발명의 주제는 기어 휠 공작물(workpiece)의 생성연삭(generating grinding) 방법이다. 특히, 본 발명은 여러 번 드레싱 가능한(dressable) 웜(worm) 연삭휠을 사용하여 기어 휠 공작물의 생성연삭을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 기어 휠 공작물의 생성연삭을 수행하기 위한 제어기를 갖는 연삭기에 관한 것이다.
예시적인 연삭기(100)의 구성 요소가 도 1에 도시되고, 오직 필수 구성요소 만이 도면에서 식별되며, 특히 이들은 연삭 공구(2)를 포함하는 공구 스핀들(1) 및 공작물(W1)을 갖는 공작물 스핀들(3)이다. 또한, 공작물(W1)의 생성연삭을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 축의 일부가 본 도면에 도시된다. 이들은 3개의 선형 축(X, Y, Z)이다. 또한, 연삭 공구(2)를 회전 구동할 수 있는 회전축(B)이 있다. 연삭 공구(2)를 포함하는 공구 스핀들(1)은 회동축(A)을 중심으로 회전할 수 있어서 웜 연삭휠(2)의 피치(pitch)를 공작물(W1)의 경사각에 대응시킨다. 나아가 서, 공작물(W1)을 회전 구동할 수 있는 회전축(C)(공작물 축이라고도 불림)이 있다. 도 1을 기초로 하여 보면, 연삭 공구(2)를 사용하여 공작물(W1)의 생성연삭을 수행할 수 있도록 조화된 선형, 회전 및 회동 운동의 전체 배열이 필요하다는 것을 알 수 있다.
이러한 연삭기(100)의 비용 유효성에 영향을 미치는 인자들 중 하나는 연삭 공구(2)(여기서는 웜 연삭휠 형태)의 수명이다. 공구(2)가 마모되는 속도가 빠를수록 공구(2)를 사용하여 가공될 수 있는 공작물(W1)의 수가 적어진다. 그러므로 웜 연삭휠(2)을 가능한한 비용 효과적으로 사용하는 다양한 전략이 있다.
특히, 다양한 시프트(shift) 전략이 사용된다. 연속적인 시프팅(shifting)(종종 대각선 시프팅이라고도 함)는 공작물(W1)에 대하여 웜 연삭휠(2)을 변위시키기 위하여 연삭기(100)가 Z 축에 평행한 연속적인 시프팅 이동을 수행하는 절차이다. 이러한 형태의 시프팅에 의해 새롭고 및/또는 충분히 절삭 마모성이 있는 입자를 갖는 웜 연삭휠(2)의 영역들이 사용되는 것이 보장된다. 시프팅에 의해 기어 휠 공작물(W1)의 기하학적 정확도가 보장될 뿐만 아니라 기어의 치면(tooth flanks) 상의 열 손상도 실질적으로 방지될 수 있다.
또한, 예컨대 공작물(W1)의 거친 가공 및 마무리 가공을 위해 상이한 영역으로 분할된 웜 연삭휠(2)을 기초로 한 비 연속적인 시프트 전략도 있다.
또한, 예컨대, 다음의 공작물을 가공하기 위하여 웜 연삭휠(2)의 다른 영역을 사용할 수 있도록, 공작물(W1)의 가공 후에 각각의 케이스 별로 시프팅이 발생하는 시프트 전략도 있다.
또한, 공작물(W1)을 그 전체의 치형(tooth) 폭(b2)에 걸쳐서 연삭 가능하게 하기 위해 필요한 연삭 스트로크(stroke)가 수행된다. 연삭 스트로크는 도 1에 도시된 바와 같이, 평 기어 치형의 평 기어(spur gear)(W1)의 경우에 연삭기(100)의 X 축에 평행한 웜 연삭휠(2)의 선형 운동을 포함한다.
연속적인 시프팅을 위한 시프트 전략은 전형적으로 종래 기술에 따라 스트로크 이동(stroke travel)에 대한 시프트 이동(shift travel)의 비율로 한정된다. 즉, 종래의 생성연삭에서, 웜 연삭휠(2)의 연속적인 오프셋의 절대값은 스트로크 이동에 대한 시프트 이동의 일정한 비율에 의해 한정되며, 이러한 한정은 스트로크에 의해 명확히 발생할 수 있다. 이러한 시프트 전략에서 시프트 이동은 웜 축(여기서 B 축이라 함)을 따라, 즉 웜 폭(b0)을 따른 길이이고, 또 스트로크 이동은 공작물 축(여기서 C 축이라 함)을 따른 길이이다.
또한, 송입(infeed) 이동이 실행되어 웜 연삭휠(2)의 치형이 기어 휠 공작물(W1)의 치형 틈새(gap) 내로 최후 깊이까지 침투하게 한다. 송입 이동은 도 1의 예에서 연삭기(100)의 Y 축에 평행하게 일어난다.
웜 연삭휠을 사용하여 생성연삭을 더욱 최적화할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 연삭 가공의 재현성 있게 높은 정밀도를 갖고 그럼에도 불구하고 높은 효율을 갖는 기어 휠의 생성연삭 가공을 위한 연삭기용 제어기 또는 소프트웨어를 개발하는 것이다. 또한, 효율을 개선하는 데 기여하는 적절한 방법이 제공되어야 한다.
특히, 이는 평 기어의 생성연삭을 위한 연삭기의 제공에 관한 것으로, 일련의 공작물의 연삭 가공을 균일하게 높은 정밀도로 가능하게 한다.
발명의 대응하는 방법은 청구항 제1항의 특징에 의해 구별된다. 발명의 대응하는 연삭기는 제11항의 특징에 의해 구별된다.
기어 휠 공작물의 생성연삭 방법은 기어 휠 공작물이 공작물 회전축을 중심으로 회전 구동하는 동안에 공구 회전축을 중심으로 회전 구동되는 드레싱 가능한 웜 연삭휠을 사용한다. 또한, 웜 연삭휠은 생성연삭 동안에 기어 휠 공작물에 대하여 생성연삭 이동을 실행한다. 웜 연삭휠은 수시로 또는 필요에 따라 드레싱 절차를 거치게 된다. 웜 연삭휠을 드레싱하기 위하여 이용되는 드레싱 절차 이후, 기어 휠 공작물의 생성연삭을 위해 다음과 같은 이동이 이루어진다.
- 공구 회전축에 평행하게 기어 휠 공작물에 대한 웜 연삭휠의 시프팅(shifting),
- 바람직하게는 공구 회전축에 수직 또는 대각선 방향인, 공작물 회전축에 평행하거나 대각선 방향인 축 방향으로 평행한 상대 이동(relative movement),
여기서 시프팅과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율은 특정되는바, 이는 가변적이어서, 드레싱 절차 후의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안에는, 드레싱 절차 전의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안보다 다른 비율이 사용된다.
비율의 변경은 드레싱 전, 드레싱 도중, 또는 드레싱 후에 수행될 수 있어서, 후속하는 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안에 유효하다.
실시예의 적어도 일부에서, 생성연삭은 각각의 경우에서 일정한 비율로 수행된다.
실시예의 적어도 일부에서, "가변"이라는 단어는 언급된 비율이 일정하지 않다는 것을 특정하기 위해 사용된다.
실시예의 적어도 일부에서, "가변"이라는 단어는 언급된 비율이 바람직하게는, 웜 연삭휠의 각각의 드레싱 후의 각각의 경우에 단계적으로 조정된다는 것을 특정하기 위해 사용된다.
실시예의 적어도 일부는, 드레싱 절차를 수행한 후에 다수의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안에 실행되는 특별한 형태의 시프팅을 포함한다.
실시예의 적어도 일부에서, 여러 번 드레싱 될 수 있는 드레싱 가능한 웜 연삭휠이 사용되고, 웜 연삭휠의 직경은 드레싱에 의해 감소되며, 연삭휠의 직경이 작아짐에 따라 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율이 변화된다. 즉, 이러한 실시예에서, 스트로크 이동에 대한 시프트 이동의 고정된 비율은 사용되지 않지만, 오히려 이러한 비율은 의도적으로 단계적으로 조정된다. "스트로크 이동"이라는 용어는 기술 문헌에서 흔히 사용되기 때문에 본 명세서에서 종종 사용된다. 이는 웜 연삭휠과 기어 휠 공작물 사이 상대 이동을 의미하고, 공작물 회전축에 대해 축 방향으로 평행하거나 대각선 방향으로 연장한다. 이러한 축 방향으로 평행한 상대 이동은, 예컨대 단일의 선형 축(종종 스트로크 축이라고도 함)을 활성화하거나 하나의 기계에서 다수의 이동을 중첩함으로써 생성될 수 있다.
실시예의 적어도 일부에서, 시프팅과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율의 변화는 맞물림 밀도(engagement density)에 기초하여 공작물의 회전축에 평행하게 또는 대각선 방향으로 수행되고, 맞물림 밀도는 공구 특이성(tool- specific) 변수이다. 비율의 이러한 변화는 생성연삭 동안에 연속적으로 수행되는 것이 아니고, 오히려 예컨대, 각각의 드레싱 절차 후에 또는 다수의 드레싱 절차 후에, 불연속적으로(단계적인 의미로) 수행된다.
실시예의 적어도 일부에서, 시프팅과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율의 변화는 공구 특이성 변수인 맞물림 밀도에 기초하여 공작물의 회전축에 평행하게 또는 대각선 방향으로 수행되고, 시프팅과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율의 변화는 기어 휠 공작물의 실제 생성연삭 동안에 일정하게 또는 거의 일정하게 유지될 수 있는 방식으로 수행된다.
실시예의 적어도 일부에서, 웜 연삭휠을 수용하고 또 회전 구동하는 적어도 하나의 스핀들, 기어 휠 공작물을 수용하고 또 회전 구동하는 하나의 스핀들, 및 생성연삭을 위해 기어 휠 공작물에 대하여 웜 연삭휠의 상대 이동을 실행하도록 설계된 다수의 NC 제어된 축을 포함하는 연삭기가 사용된다. 또한, 연삭기는 드레싱 장치와, 드레싱 절차 후에 절차가 수행될 수 있는 방식으로 연삭기에 연결된 제어기를 포함하고, 연삭기는 웜 연삭휠과 기어 휠 공작물 사이에 상대적인, 축 방향으로 평행한 상대 운동을 포함하고, 공작물 회전축에 대해 축 방향으로 평행하게 또는 대각선 방향으로 연장되며, 또 웜 연삭휠과 기어 휠 공작물 사이의 상대 시프트이동을 포함하며, 시프팅 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율은 미리 한정할 수 있고 또 가변적이다.
실시예의 적어도 일부에서, 제어기는 각각의 드레싱 절차 후에 또는 2회 또는 2회 이상의 드레싱 절차 후에 본 발명 방법의 단계를 실행할 수 있는 방식으로 설계되거나 프로그래밍 될 수 있다.
본 발명은 무엇보다도 평 기어 치형의 평 기어 및 헬리컬 치형의 평 기어에 적용될 수 있다. 본 발명은 예컨대, 베벨로이드(beveloid)(즉, 원추형 기어 치형을 갖는 기어 휠)에 적용될 수 있다.
실시예의 적어도 일부는 바람직하기에는 여러 번 드레싱된 웜 연삭휠의 가장 작은 직경에서 여전히 신뢰할 수 있는 것으로 입증된 조건 또는 기술적 가능성을 지향한다. 즉, 예컨대, 실제로 자체적으로 입증된 공구별 성능 변수(performance variable)로부터 진행할 수 있다. 이러한 성능 변수는 웜 연삭휠이 여러 번의 드레싱 때문에 최소 허용 가능한 직경에 도달했을 때 웜 연삭휠의 연삭 성능의 측정이다. 웜 연삭휠이 최소 허용 가능한 직경에 도달했음에도 여전히 양호하고 신뢰할 수 있는 연삭 성능을 제공하는 경험치를 알고 있기 때문에, 이러한 알려진 연삭 성능을 기초로하여 변화된 시프트 전략에 대한 추정을 수행할 수 있다.
실시예의 적어도 일부에서, 본 발명은 웜 연삭휠의 연삭 능력 측정을 사용하고 이러한 측정에 기초하여 상대적인 시프트 이동과 스트로크 이동(즉, 공작물 회전축에 평행하거나 대가선 방향인 축방향으로 평행한 상대 이동)을 조정한다.
실시예의 적어도 일부에서, 시프팅과 축방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율은 공작물 회전축에 평행하게 또는 대각선 방향으로 특정되고 또 가변적이다.
이러한 가변성을 기술적으로 합리적인 방식으로 사용 가능하게 하기 위하여, 본 명세서에서 예컨대, 맞물림 밀도(engagement density)로 불리는 공정 변수가 한정될 수 있다. 대응하는 실시예에서, 시프트 전략은 맞물림 밀도에 따라 적용된다.
실시예의 적어도 일부에서, 허용 가능한 최소 직경을 갖는 웜 연삭휠의 사용 도중에 자체 증명된 상한값에 대한 측정으로서 맞물림 밀도로부터 진행한다. 상한값보다 더 큰 유효 맞물림 밀도는 웜 연삭휠의 임의의 다른 영역에서는 발생할 수 없음이, 웜 연삭휠을 사용하는 동안의 기술적 측정에 의하여 보증된다.
실시예의 적어도 일부에서, 연삭기는 컴퓨터 또는 (외부)컴퓨터에 연결하기위한 인터페이스를 포함하며, 컴퓨터는 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율을 특정하도록 설계된다.
실시예의 적어도 일부에서, 연삭기는 컴퓨터 또는 (외부)컴퓨터에 연결하기위한 인터페이스를 포함하고, 컴퓨터는 예비적인 방법 단계에서, 웜 연삭휠의 치면 (tooth flanks)상의 접촉 라인(contact lines)의 프로파일을 결정할 수 있도록 설계되며, 접촉 라인은 생성연삭 동안에 기어 휠 공작물과 웜 연삭휠 사이의 접촉으로부터 발생하고, 적어도 2개의 인접한 접촉 라인 사이의 상호 간격이 결정 가능하고, 그로부터 단위 길이당 접촉점(contact points)의 수로서 맞물림 밀도의 계산을 가능하게 한다.
실시예의 적어도 일부에서, 예컨대 내부 또는 외부 네트워크를 통해 연삭기의 인터페이스에 연결될 수 있는 외부 컴퓨터는, 예컨대 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동의 비율을 특정하기 위하여 및/또는 소프트웨어 또는 소프트웨어 모듈에 의해 연삭기에 대한 비율의 변화를 위한 대응하는 사양을 전달하기 위하여 사용될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예는 각각의 종속항으로부터 유추될 수 있다.
본 발명의 추가적인 상세 및 이점들은 예시적인 실시예에 기초하여 그리고 도면들을 참조하여 이하에서 기재된다.
도 1은 연삭 공구를 사용하여 공작물의 연삭 가공을 수행하도록 설계된 연삭기의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 2a는 예시적인 평 기어 치형의 평 기어의 개략적인 측면도를 도시하고, 기본 용어는 본 도면에 기초하여 한정된다;
도 2b는 도 2a의 평 기어의 치형 갭의 개략적인 투영을 확대도로 도시한 것으로, 평 기어를 연삭하기 위해 웜 연삭휠이 스트로크 이동 없이 사용되었을 때의 접촉 라인이 도시된다;
도 2c는 도 2a의 평 기어의 치형 갭의 개략적인 투영을 확대도로 도시한 것으로, 평 기어를 연삭하기 위해 웜 연삭휠이 스트로크 이동을 갖고 사용되었을 때의 다수의 접촉 라인이 도시된다;
도 3a는 예시적인 웜 연삭휠의 개략적인 측면도를 도시하고, 추가적인 기본 용어는 본 도면에 기초하여 한정된다;
도 3b는 도 3a의 웜 연삭휠의 치형 갭의 개략적인 투영을 확대도로 도시한 것으로, 웜 연삭휠이 평 기어를 연삭하기 위하여 사용될 때 발생하는 다수의 접촉 라인이 도시된다;
도 3c는 도 3a의 웜 연삭휠의 치형 갭의 개략적인 풀림(unwinding)을 확대도로 도시한 것으로, 단지 하나의 접촉 라인만이 개략적인 형태로 표시되어있다.
도 3d는 도 3a의 웜 연삭휠의 단일의 웜 치면(flank)의 개략적인 풀림 (unwinding)을 확대도로 도시한 것으로, 다수의 접촉 라인이 개략적인 형태로 표시된다.
관련 간행물 및 특허에서도 사용되는 용어가 본 설명과 관련하여 사용된다. 그러나 이러한 용어의 사용은 단지 더 나은 이해를 돕기 위해 사용된 것임에 유의해야 한다. 발명적 개념 및 청구범위의 보호 범위는 용어의 특정한 선택에 의한 해석에 제한되어서는 안 된다. 발명은 다른 용어의 시스템 및/또는 기술 분야로 쉽게 이송될 수있다. 용어는 다른 기술 분야에서 적절히 적용되어야 한다.
도 2a는 예시적인 평 기어 치형의 평 기어(W1)의 개략적인 측면도를 도시하며, 기본 용어는 본 도면에 기초하여 한정된다. 평 기어(W1)는 치형 폭(b2)을 갖고 또 축(C)을 중심으로 회전 가능하게 배치된다. 치형 베이스(ZG)는 도 2a의 중간에 회색으로 도시된다. 여기서 치형 베이스(ZG)의 좌측에 위치한 직사각형 영역은 좌측 치면(left tooth flank: LF)을 나타낸다. 여기에서 치형 베이스(ZG)의 우측에 위치한 직사각형 영역은 우측 치면(RF)을 나타낸다.
도 2b는 평 기어(W1)의 단일의 치형 갭(11)의 개략적인 투영을 확대도로 도시한다. 이러한 개략적인 투영에서, 각각의 치면(flank)은 개별적으로 투영되고 여기서 회색으로 표시된 치형 베이스(ZG)가 개략적으로 보완되었다. 이러한 투영의 특별한 형태에서, 치형 갭(11)의 좌우의 치형의 높이(h2)는 치형 베이스(ZG)에서의 갭 폭보다 상당히 크다. 또한, 본 투영도에서 치면(LF, RF) 및 치형 베이스(ZG)는 직사각형 영역으로 나타낼 수 있다. 치형 헤드는 각각 치면(LF, RF)에 인접하여 좌우에 배열된다(도 2b에 도시 안 됨).
예컨대, 스트로크 이동 없이(즉, 공작물 회전축(C)에 축 방향으로 평행한 상대 이동없이) 연삭휠을 사용하여 평 기어 치형의 평 기어의 치형 갭(11)을 연삭하여 기계 가공하고자 한다면, 선형 라인의 열(linear line rain)은 접촉 라인(BL)으로 된다. 이 경우, 접촉 라인(BL)은 연삭휠이 공구(회전) 축(B)를 중심으로 회전할 때 접촉점을 이동시킴으로써 얻어진다. 그러나 만일 공작물 축(C)에 평행한 상대 스트로크 이동이 없는 경우, 즉 연삭휠이 공작물(W1)에 대해 움직이지 않는 경우에 만, 선형 라인의 열이 발생한다.
만일 웜 연삭휠(2)이 사용되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 단일의 접촉 라인 (BL)만이 발생하고, 이러한 접촉 라인(BL)은 웜 연삭휠(2)의 연속적인 맞물림 동안에 여러 번 통과된다.
도 2b에 도시된 경우는 특별한 경우인바, 왜냐하면 전체의 치형 폭(b2)을 따라 치면(LF, RF)의 생성연삭 가공을 위하여, 공작물 축(C)에 평행한 축 방향 이송이 필요하기 때문이다. 이러한 축 방향 이송은 여기서 상대 스트로크 이동으로 지칭되고, 보다 일반적으로 공작물 회전축(C)에 축 방향으로 평행한 상대 이동으로도 불린다.
도 2c는 도 2a의 평 기어(W1)의 동일한 치형 갭(11)의 개략적인 투영을 확대 도를 도시한 것으로, 여기서 다수의 접촉 라인(BL)이 도시된다. 이러한 접촉 라인 (BL)은 웜 연삭휠(2)이 공작물의 축(C)에 평행한 상대 이동을 수행하여 평 기어 (W1)를 연삭하기 위해 사용될 때 발생하여, 치형 폭(b2) 전체를 연삭으로 기계가공할 수 있게 한다. 여기서 도면을 복잡하지 않게 하기 위하여 단지 5개의 접촉 라인(BL) 만이 도시된다. 실제로, 접촉 라인(BL)은 전체 치형 폭(b2)을 따라 형성된다.
공작물 축(C)에 평행한 상대 이동이 특정되기 때문에, 접촉점은 치면(LF, RF)을 따른 평면 내에서 이동하지만, 접촉 라인(BL)은 선택된 축 방향 이송(feed)이 커질수록 점점 더 대각선 방향으로 연장한다. 도 2c의 예시에서, 공작물 회전 당 현재의 축 방향 이송(Δx)은, 도 2c에 도시된 바와 같이 2개의 인접한 접촉 라인(BL)의 간격에 기초하여 판독될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c의 예시는 평 기어 치형의 평 기어(W1)에 관한 것이다. 연삭 공구로서 사용되는 웜 연삭휠(2) 상의 상황을 관찰하면, 대응하는 접촉 라인 (kBL)이 그 위에 한정될 수 있다. 그러나 이러한 대응하는 접촉 라인(kBL)은 상당히 상이한 형상을 갖는다. 여기서, 대응하는 접촉 라인(kBL)의 정의에서, 웜(worm)으로서의 웜 연삭휠(2)은 큰 경사각(90°에 가까운) 또는 작은 리드각(lead angle)(0°에 가까운)을 각각 갖는 헬리컬 기어 치형에 수학적으로 대응한다고 가정한다. 예시적인 웜 연삭휠(2)이 도 3a에 측면도로 도시된다. 웜 연삭휠(2)은 폭(b0) 및 직경(d0)을 갖는다. 공구(회전)축에는 참조 부호(B)가 제공된다.
도 3b는 웜 연삭휠(2)의 치형 갭의 투영을 확대도로 도시한다. 이러한 투영은 원칙적으로도 2b 및 도 2c의 투영과 대등하지만, 치형의 높이에 대한 치형의 폭의 비율이 상당히 더 크다. 도 3b의 도면은 축척으로 도시된 것이 아니다. 2개의 치면(LF, RF) 및 치형 베이스(ZG)가 이러한 반경 방향 투영에서 다시 확인될 수 있다. 치면(LF, RF)과 치형 헤드(치면(LF, RF)에 인접한 좌측 및 우측 상에)는 여기에는 볼 수 없지만 연마 입자로 덮여 있다. 치면(LF, RF)의 길이는 웜 폭(b0)으로, 치면(LF, RF)의 높이는 치형 높이(h0)로 지칭한다.
도 3b에서, 2개의 인접한 접촉 라인(kBL)의 간격에 기초하여, 공구 회전 당 (per tool revolution) 즉, 웜 연삭휠(2)의 회전 당) 웜 연삭휠(2)의 현재의 축 방향 이송(Δz)을 판독할 수 있다. 축 방향 이송(Δz)은 공구 회전 당 시프트 이동에 대응한다,
큰 경사각 또는 작은 피치 때문에, 도 3b의 투영은 연삭을 위해 실제로 사용 가능한 치면 영역의 심하게 왜곡된 이미지만을 나타낸다. 따라서, 웜 치면의 풀림이 도 3c에서 개략적이고 매우 단순화된 도면으로 도시된다.
치면의 풀림(unwinding)은, 예컨대 웜 연삭휠(2)의 중심 실린더를 관찰함으로써 얻어진다. 이러한 중심 실린더는 헬리컬 라인(수정된 웜 연삭휠(2)에서, 일반적으로 단지 거의 나선형이다)으로 치면(LF, RF)의 치면 영역과 교차한다. 이러한 헬리컬 라인의 길이는 각 경우에 웜 폭(b0)과 중심 실린더(실린더의 직경)에서 치면(LF, RF)의 각각의 리드각의 사인의 지수(quotient)로 나타난다. 실린더의 직경이 커지면, 헬리컬 라인의 길이가 증가한다. 즉, 헬리컬 라인의 길이는 헤드 실린더에서 가장 크다. 치형 높이(h0)가 웜 폭(b0)에 비해 상대적으로 작기 때문에, 헬리컬 길이에 대한 치형 헤드 및 치형 베이스에서의 헬리컬 라인의 길이 사이의 차이는 작다.
조합된 기준 헬리컬 라인 및 기준 헬리컬 길이(l0*)를 갖는 기준 직경은 다음과 같이 한정될 수 있다:
Figure pat00001
[식 1]
γ0 *는 웜 연삭휠(2)의 기준 직경에서의 리드각이다. 도 3의 확대도는 이러한 변환으로부터 얻어지고, 도 3b의 예시는 원칙적으로 계수 1/sin(γ0*)에 의해 연장된다. 도 3c에 도시된 접촉 라인(kBL)은 사실에 더욱 대응하도록 실제로 훨씬 더 연장되어야 함을 주목해야 한다. 또한, 전체 치면(LF, RF)이 그러한 접촉 라인 (kBL)으로 덮여야 하지만, 단지 하나의 접촉 라인(kBL)만이 도 3c에 도시된다.
이제, 단일의 웜 치면(치면(RF))의 풀림이 도 3d에 개략적인 형태로 도시된다. 다수의 접촉 라인(kBL)은 여기에서 서로에 대해 오프셋된 것으로 도시되고, 단순화를 위해 동일한 것으로 선택되었다. 인접한 2개의 접촉 라인(kBL)의 간격에 기초하여, 도 3d에서 공구 회전 당 나선 이동(helix travel)을 판독할 수 있다. 이 러한 나선 이동은, 공구 회전 당 시프트 이동(Δs)을 리드각(γ0*)의 사인으로 나눈 값에 해당합니다. 도 3d에 도시된 접촉 라인(kBL)은 측면 길이(h0)(치형 높이) 및 l0*(기준 헬리컬 라인 길이)을 갖는 직사각형상의 롤링 라인(rolling line)이다. 이러한 풀림에서 접촉 라인(kBL)의 간격은 공구(회전)축(B)을 중심으로 공구 회전 당 나선 이동에 해당한다. 이러한 나선 이동은 공구 회전 당 시프트 이동(Δs)으로부터 상기 식[1]에 따라 얻어진다.
드레싱 절차 후에, 시프팅과 축 방향으로 평행한 이동 사이의 비율을 조정함으로써, 연마 입자를 더 양호하게 사용할 수 있다는 것이 이제 도출될 수 있다. 따라서, 실시예의 적어도 일부에서, 이러한 비율은 하나의 드레싱 절차 후에 또는 다수의 드레싱 절차 후에 조정된다. 환언하면, 드레싱에 의해 유효 직경(d0)이 더 작아진 웜 연삭휠(2)을 사용한 연삭 동안 보다는, 큰 직경(d1)을 갖는 웜 연삭휠(2)을 사용한 생성연삭 동안에, 공작물의 회전축(C)에 대해 축 방향으로 평행하게 또는 대각선 방향으로의 상대 이동의 시프트 이동에 대한 상이한 비율이 사용된다.
"맞물림 밀도(EgD)"의 개념이 이하에서 도입된다. 헬리컬 라인 또는 치형 길이 방향을 따라 관찰된 이러한 맞물림 밀도(EgD)는 공구 회전 당 나선 이동에 대한 역수 값(reciprocal value)으로 한정된다. 다음 식이 도 3b와 관련하여 적용된다.
Figure pat00002
[식 2]
다음 식이 도 3d와 관련하여 적용된다.
Figure pat00003
[식 3]
즉, 맞물림 밀도(EgD)는 나선 이동 당 맞물림의 수를 한정한다. 맞물림 밀도(EgD)는 최소 웜 연삭휠 직경(d0min)에서 보다 최대 웜 연삭휠 직경(d0max)에서 현저하게 더 적다(축 방향으로 평행한 이동에 대한 시프트 이동의 비율이 일정하게 유지된다면).
맞물림 밀도(EgD)의 정의에 의해 정량적인 설명이 처음으로 가능하게 된다. 연삭 전략은 웜 연삭휠(2)을 더 잘 사용할 수 있도록 이러한 정량적 설명에 기초하여 적용될 수 있다. 이는 후속적으로 이전보다 웜 연삭휠(2)을 사용하여 더 많은 공작물(W1)을 연삭할 수 있고, 새로운 연삭 전략(더 정확하게는 처리 전략)의 적용에 의해 연삭된 치면의 표면 품질의 악화가 야기되지 않는 결과를 갖는다.
새로운 취급 전략을 한정하기 위한 맞물림 밀도(EgD)의 조정이 수치 예에 기초하여 이하에서 설명된다.
예로써, 0.3 mm/공작물 회전의 축 방향 이송을 갖는 일정한 스트로크(즉, 공작물 회전축(C)에 평행한 또는 대각선 방향으로 일정한 축 방향으로 평행한 상대 이동)이 실시예(지금까지 선행 기술에서와 같은)로써 여기에서 가정된다. 또, 웜 연삭휠(2)은 250mm의 최대 직경(d0max)과 220mm 의 최소 직경(d0min)을 갖는다고 가정한다. 또한, 웜 연삭휠(2)은 5개의 기어 수(gear count)를 갖고, 공작물(W1)은 29개의 치형 수(tooth count)를 갖는 평 기어이다.
축 방향 이송은 다음과 같이 공구 회전으로 변환될 수 있다. 공구 회전으로 변환된 축 방향 이송은 공구 회전 당 스트로크 이동에 대응한다. 즉,
Figure pat00004
공구 회전(toolrevolution) 당 시프트 이동은 다음과 같이 웜 연삭휠(2)의 웜 치형의 맞물림 당 시프트 이동에 대응한다:
Figure pat00005
축 방향에서 시프트 이동 당 맞물림의 수는 그로부터 계산될 수 있고, 웜 폭의 밀리미터(mm) 당 769개의 간섭(intervention)이 얻어진다.
이들 변수는 모두 웜 연삭휠(2)의 유효 직경(d0)에 독립적이다. 반면에, 웜 폭(b0)을 따라 연마 입자로 덮인 치면을 관찰하면, 리드각이 중요한 역할을 한다. 350mm의 직경(d0max)에서 리드각은 단지 2.05°이다. 이에 반해, 반대로 220mm의 직경(d0min)에서 리드각은 3.26°이다.
공구 회전(toolrevolution) 당 나선 이동은 치면을 따른 이동에 대응한다. 직경(d0max)을 갖는 웜 연삭휠(2)에서, 공구 회전 당 나선 이동은 식 2로부터 다음과 같이 결정된다:
Figure pat00006
직경(d0min)을 갖는 웜 연삭휠(2)에서, 공구 회전 당 나선 이동은 식 2로부터 다음과 같이 결정된다:
Figure pat00007
따라서, 직경이 큰 웜 연삭휠(2)보다 작은 직경을 갖는 웜 연삭휠(2)에서 공구 회전 당 나선 이동이 상당히 적어진다. 따라서 드레싱에 의한 직경 변화로 인하여 나선 이동이 변화된다.
나선 이동 당 맞물림의 수(이러한 변수는 여기서 맞물림 밀도(EgD)로서 정의 된다)는, 직경(d0max)을 갖는 웜 연삭휠(2)에 대하여 mm당 EgD=27.5 간섭(치면을 따라)이 얻어진다. 직경(d0min)을 갖는 웜 연삭휠(2)에 대하여 나선 이동 당 간섭의 수는, mm당 EgD=43.7 간섭(치면을 따라)이다.
축 방향으로 평행한 이동에 대한 시프트 이동의 비율이 일정하게 유지된다면, 맞물림 밀도(EgD)는 최소 직경(d1min)에서 보다 최대 직경(d1max)에서 현저히 적다.
신규한 연삭 또는 취급 전략의 정의는 이제 이하의 접근 방식에 기초하여 실시예의 적어도 일부에서 수행될 수 있다. 웜 연삭휠(2)이 최소 직경(d0min)에 도달하더라도 여전히 신뢰성 있게 작동하고 또 양호한 연삭 결과를 제공하며, mm 당 맞물림 밀도(EgD)=43.7 간섭으로 진행되도록 개발되면, 연삭 또는 취급 전략의 적절한 수정은 다음과 같이 수행된다.
공구 회전 당 새로운 나선 이동은 식 2에 기초하여 반대로 수행하여 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure pat00008
즉, 공구 회전 당 나선 이동은 1.3㎛에서 0.82㎛로 감소 될 수 있다. 공구 회 전당 0.82μm의 나선 이동은 mm당 1222개의 간섭(웜 폭을 따라)의 시프트 이동 당 맞물림 밀도(나선 이동 당 맞물림 밀도(EgD) 대신에)에 해당한다. 이로부터 0.016mm/mm의 스트로크 이동 당 시프트 이동이 계산될 수 있다(일반적으로 이 비율은 여기서는 공작물 회전축(C)에 대하여 축 방향으로 평행한 또는 대각선 방향의 이동에 대한 시프트 이동의 비율이라고도 불린다). 이는 관찰된 스트로크에 대해 필요한 시프트 이동의 36%의 절감에 해당한다. 이러한 관찰은 특정한 축 방향 이송과는 무관하므로 마무리 및 황삭 스트로크에 대하여 적용된다.
예시적인 연삭 또는 취급 전략은 이제 예컨대, 다음과 같이 나타날 수 있다. 최소 직경(d0min)에 도달하면, 예컨대 0.025mm/mm의 스트로크 이동 당 시프트 이동 이 특정될 수 있다. 최대 직경(d0max)에 대응하는 직경을 갖는 웜 연삭휠(2)을 사용하여 연삭할 때, 예컨대 0.06 mm/mm의 스트로크 이동 당 시프트 이동이 특정될 수 있다. 새로운(아직 드레싱이 안 되었거나 단지 약간 드레싱된 웜 연삭휠(2)) 연삭 휠을 사용한 연삭은 0.016의 스트로크 이동에 대한 시프트 이동의 비율로 시작한다. 선형 관계를 가정하면 각각의 드레싱 이후에 스트로크 이동에 대한 시프트 이동의 비율을 0.016에서 0.025까지 선형적으로 단계적으로 변경할 수 있다.
이러한 접근은 매우 양호한 결과를 제공하는바, 왜냐하면 보다 정확한 연구는 웜 연삭휠 직경(d0)에 대한 맞물림 밀도(EgD)의 의존성이 거의 선형적으로 연장한다는 것을 보여 주었기 때문이다.
또한, 스트로크 이동에 대한 변위 이동의 일정 비율을 갖는 종래의 연속적인 시프트 변속 전략을 적용하면, 대략 270개의 가능한 드레싱 절차를 갖고서 드레싱 당 28개의 공작물(W1)이 가공될 수 있다고 가정하면, 이러한 종래의 전략을 사용하여 하나의 웜 연삭휠(2)을 사용해서 약 28 * 270 = 7560개의 공작물(W1)을 연삭할 수 있다.
28개의 공작물 대신에, 가변적인 비율을 제공하는 새로운 시프트 또는 취급 전략으로써, 최초의 드레싱 이전에 최대 직경(d0max)에서 약 43.5개의 공작물이 제조될 수 있다. 선형 관계를 가정하면, 웜 연삭휠(2)의 전체 직경 범위에 걸쳐 제조 가능한 공작물(W1)의 수는 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure pat00009
9652개의 공작물은 종래의 연속적인 시프트 전략을 사용하여 연삭될 수 있는 7560개보다 약 28% 많다. 즉, 각각의 드레싱 후에 스트로크 이동에 대한 시프트 이동 비율의 선형 조정에 의해 연삭 방법이 상당히 최적화될 수 있다.
축 방향으로 평행한 상대 이동에 대한 시프트 이동의 비율의 조정은 또한 웜 연삭휠(2)의 유효 직경(d0)의 함수로서 수행될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 드레싱한 후에 수행되는 연삭 절차에 대한 축 방향으로 평행한 이동에 대한 시프트 이동 비율을 특정하기 위하여, 유효 직경(d0)은 식을 사용하여 계산 방식으로 결정될 수 있다.
치형 높이(h0) 대신에, 치면에 대한 계산된 근사값에 대하여, 축척된 변수 (scaled variable) h0/cos(αn0)가 또한 사용될 수 있고, 여기서 αn0은 법선 (normal) 맞물림 각도이다. 이는 간략화를 위해(도 3d 참조) 상기 실시예에서는 맞물림 밀도 (EgD)가 나선 라인의 방향(치형 길이 방향)에서 관찰되었기 때문에, 여기서는 필요하지 않다.
접촉 라인(kBL) 사이의 간격의 더 정확한 관찰은, 예컨대 (도 3d에 도시된 바와 같이) 나선 라인을 따르는 것이 아니라 오히려 접촉 라인(kBL)에 수직으로 간격(Δs)를 측정하거나 계산함으로써 수행될 수 있다. 접촉 라인(kBL) 사이의 수직인 간격을 따라 대응하는 맞물림 밀도를 결정하기 위하여, 법선 맞물림 각도(αn0)를 사용하는 상기 언급된 변환이 수행되어야 한다. 그러나 추가로, 접촉 라인(BL)의 실제 경사는 결정되고 또 고려되어야 한다.
이러한 방식으로, 축 방향으로 평행한 이동에 대한 시프트 이동의 비율을 조정하기 위하여 드레싱 후에 모든 실시예에서 사용될 수 있는 다소 더 정확한 식이 얻어진다.
축 방향으로 평행한 상대 이동에 대한 시프트 이동의 비율의 선형 조정을 수행하는 대신에, 이러한 조정은 또한 드레싱 후에 모든 실시예에서 비선형적으로 수행될 수도 있다.
축 방향으로 평행한 상대 이동에 대한 시프트 이동의 비율의 선형 조정을 수행하는 대신에, 이러한 조정은 데이터 베이스(예를 들어, 테이블 조회에 의해)로부터 이전에 저장된 값을 판독함으로써 드레싱 후에 모든 실시예에서 수행될 수 있다. 이러한 실시예에서, 축 방향으로 평행한 상대 이동에 대한 시프트 이동의 비율의 단계적인(영역별) 조정이 그 다음에 적용된다.
본 발명의 연삭기(100)는, 예컨대 공구 회전축(간단히 공구 축으로도 불림) (B)을 중심으로 연삭 공구(2)를 수용하고 또 회전 구동하기 위하여 공구 스핀들(1)을 구비할 수 있다. 나아가서, 연삭기(100)는 예컨대, 공작물 (W1)을 수용하기 위한 공작물 스핀들(3)을 포함할 수 있다. 또한, 연삭기(100)는 드레싱 유닛(4)을 갖는 드레싱 장치(112)를 포함하고, 연삭기(100)는 연삭 공구(2)를 재결합하지 않고 드레싱 유닛(4)에 의해 드레싱 절차가 수행되도록 설계된다. 드레싱 유닛(4)을 사용하는 연삭 공구(2)의 드레싱은 도 1의 스냅 샷으로 도시된다.
또한, 제어기 (110)는 제어기(110)를 포함한다. 도 1에서, 이러한 제어기 (110)는 단지 타원형으로만 표시되고, 연삭기(100) 및/또는 드레싱 장치(112)에 영구적으로 또는 필요에 따라 통신 연결을 갖는다. 통신 연결은 참조 부호(111)로 표시된다.
실시예의 일부에서, 제어기(110)는 웜 연삭휠(2)의 드레싱 이후의 각각의 경우에, 스트로크 이동에 대한 시프트 이동의 비율의 선형 또는 비선형 조정을 가정한다.
연삭기(100)의 축의 배치 및 설계는 단지 예시로서 이해되어야 한다. 또한 적절한 수많은 다른 축 배열이 있다. 본 명세서에 기재된 상대 이동은 단일 축(예 컨대, 스트로크 축(X))의 이동에 의해 실행될 필요는 없다. 각각의 이동은 2개 또는 2개 이상의 축 방향 이동의 중첩에 의해 생성될 수도 있다.
언급된 비율의 조정은 바람직하게는 웜 연삭휠(2)의 각각의 드레싱 후에 수행된다. 언급된 비율의 조정은 또한 예컨대, 단지 두번째 드레싱 이후 마다 또는 다른 간격으로 수행될 수도 있다.
"드레싱 후"의 조정은 생성연삭을 위해 이전에 드레싱된 웜 연삭휠(2)의 추가 사용 직전에만 발생할 수 있는 조정을 또한 포함한다.
언급된 비율의 조정은 작은 단계에서 발생할 수 있다. 예컨대, 만일 특정한 웜 연삭휠(2)을 사용하여 총 2000개의 공작물(W1)이 연삭될 수 있고 또 만일 맞물림 밀도(EgD)가 0.01과 0.03 사이인 경우, 0.03과 0.01의 차이를 2000으로 나눌 수 있다. 따라서 2000 마이크로 스텝, 각각 0.00001mm/mm가 얻어진다. 이 경우, 제어기(110)는 각각의 드레싱 절차 후에 비율을 단계적으로 조금씩 변화시킨다.
1: 공구 스핀들 2: 연삭 공구
3: 제1 공작물 스핀들 4: 드레싱 유닛
11: 치형 갭 100: 연삭기
110: 제어기 111: 통신 연결
112: 드레싱 장치
A: 회동축 an0: 법선 맞물림 각도
C: 공작물 축 B; 공구(회전)축
BL: 접촉 라인 kBL: 대응하는 접촉라인
b0: 웜 폭 b2: 치형 폭
d0: 직경 domax: 웜 연삭휠 최대 직경
domin: 웜 연삭휠 최소 직경 Δs: 풀림/나선 라인을 따른 길이
Δx: 공작물 회전 당 축 방향 이송
Δz: 공구 회전(웜 회전) 당 웜 연삭휠의 축 방향 이송
EgD: 맞물림 밀도 h0: 치형 높이
Y0*: 기준 직경에서 리드각 LF: 좌측 치면
l0*: 기준 나선(라인) 길이 RF: 우측 치면
W1: (기어 휠) 공작물 X; 수직 축
Y: 수평 선형 축 Z: 수평 선형 축
ZG: 치형 베이스

Claims (20)

  1. 드레싱 가능한 웜 연삭휠을 사용한 기어 휠 공작물(W1)의 생성연삭 방법으로서, 생성연삭 동안에, 웜 연삭휠(2)은 공구 회전축(B)을 중심으로 회전 구동되고, 기어 휠 공작물(W1)은 공작물 회전축(C)을 중심으로 회전 구동되며, 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 상대 이동이 수행되고, 또 회전 구동 가능한 드레싱유닛(4)에 의해 수행된 웜 연삭휠(2)의 드레싱 절차의 실행 이후에,
    - 공구 회전축(B)에 평행하게 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 상대 시프트 이동을 수행하는 단계,
    - 공작물 회전축(C)에 평행하거나 대각선 방향으로 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물(W1) 사이에 축 방향으로 평행한 상대 이동을 수행하는 단계가 수행되고,
    시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 가변적인 비율이 특정되어, 드레싱 절차 후의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안에, 드레싱 절차 전의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안과는 다른 비율이 사용되는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    웜 연삭휠(2)의 직경(d0)은 각각의 드레싱 절차에 의해 감소되고, 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대적 이동 사이의 비율이 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    웜 연삭휠(2)의 직경(d0)은 각각의 드레싱 절차에 의해 감소되고, 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대적 이동 사이의 비율은 각각의 드레싱 절차 후에 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    공구 특이성인 맞물림 밀도(EgD)에 기초하여, 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율의 변화가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서,
    예비적인 방법 단계에서 웜 연삭휠(2)의 치면(tooth flank) 상의 접촉 라인 (kBL)의 프로파일이 결정되고, 접촉 라인(kBL)은 생성연삭 동안에 기어 휠 공작물(W1)과 웜 연삭휠(2) 사이의 접촉으로부터 발생하며, 적어도 2개의 인접한 접촉 라인(kBL) 사이의 상호 간격이 결정되어 단위 길이당 접촉점의 수로서 맞물림 밀도(EgD)를 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 맞물림 밀도(EgD)에 기초하여, 기어 휠 공작물(W1)의 생성연삭을 위한 연삭 전략이 한정되고, 연삭 전략은 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율의 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 맞물림 밀도(EgD)에 기초하여, 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율이 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    웜 연삭휠(2)의 직경(d0)이 드레싱 절차의 실행에 의해 감소되지만, 기어 휠 공작물(W1)의 생성연삭 동안에 맞물림 밀도(EgD)가 일정하거나 거의 일정하게 유지되도록 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대적 이동 사이의 비율의 변화가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 웜 연삭휠(2)의 나선 라인을 따라 또는 웜 연삭휠 (2)의 치형의 길이 방향을 따라 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 공구 회전 당 나선 이동에 대한 역수 값으로 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 웜 연삭휠(2)을 수용하고 회전 구동하는 스핀들(1)을 갖고, 기어 휠 공작물 (W1)을 수용하고 회전 구동하는 스핀들(3)을 갖고, 드레싱 유닛(4)을 수용하고 회전 구동하는 드레싱 장치(112)를 갖고, 및 생성연삭을 위해 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물 (W1) 사이의 상대 이동을 수행하고 또 드레싱을 위해 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물 (W1) 사이의 상대 이동을 수행하도록 설계된 다수의 NC 제어된 축을 포함하는 연삭기(100)로서,
    상기 연삭기(100)는, 드레싱 후에 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물 (W1) 사이에 축 방향으로 평행한 상대 이동이 수행될 수 있고 또 웜 연삭휠(2)과 기어 휠 공작물 (W1) 사이에 상대 시프트 이동이 수행될 수 있는 방식으로 연삭기(100)에 연결될 수 있는 제어기(110)를 포함하고,
    시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동의 비율은 특정될 수 있고, 가변적이어서, 드레싱 후의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안에, 드레싱 전의 기어 휠 공작물의 생성연삭 동안과는 다른 비율이 사용되는 연삭기(100).
  12. 제11항에 있어서,
    연삭기(100) 및/또는 제어기(110)는 예비적인 방법 단계에서, 웜 연삭휠(2)의 치면 상에 접촉 라인(kBL)의 프로파일을 결정할 수 있도록 설계되고, 접촉 라인(kBL)은 생성연삭 동안에 기어 휠 공작물 (W1)과 웜 연삭휠(2)의 접촉으로부터 발생하며, 적어도 2개의 인접한 접촉 라인(kBL) 사이의 상호 간격이 결정 가능하여 단위 길이당 접촉점의 수로서 맞물림 밀도(EgD)를 계산할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    연삭기(100) 및/또는 제어기(110)는 맞물림 밀도(EgD)에 기초하여, 기어 휠 공작물(W1)의 생성연삭 및 드레싱을 위한 연삭 전략을 한정하도록 설계되고, 연삭 전략은 상기 비율을 한정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    연삭기(100) 및/또는 제어기(110)는 맞물림 밀도(EgD)에 기초하여, 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율을 한정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 웜 연삭휠(2)의 나선 라인을 따라 또는 웜 연삭휠(2)의 치형의 길이 방향을 따라 한정 가능한 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  16. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 공구 회전 당 나선 이동에 대한 역수 값으로 한정되는 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  17. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 웜 연삭휠(2)의 나선 라인을 따라 또는 웜 연삭휠(2)의 치형의 길이 방향을 따라 한정 가능한 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  18. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    맞물림 밀도(EgD)는 공구 회전 당 나선 이동에 대한 역수 값으로 한정되는 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  19. 제11항에 있어서,
    연삭기(100)는 컴퓨터, 또는 컴퓨터에 연결하기 위한 인터페이스를 포함하고, 컴퓨터는 시프트 이동과 축 방향으로 평행한 상대 이동 사이의 비율을 특정하도록 설계된 것을 특징으로 하는 연삭기(100).
  20. 제11항에 있어서,
    연삭기(100)는 컴퓨터, 또는 컴퓨터에 연결하기 위한 인터페이스를 포함하고, 컴퓨터는 예비적인 방법 단계에서, 웜 연삭휠(2)의 치면(tooth flanks)상에서 접촉 라인(kBL)의 프로파일을 결정할 수 있도록 설계되고, 접촉 라인(kBL)은 생성연삭 동안에 기어 휠 공작물(W1)과 웜 연삭휠(2) 사이의 접촉으로부터 발생하며, 적어도 2개의 인접한 접촉 라인(kBL) 사이의 상호 간격이 결정 가능하여 단위 길이당 접촉점의 수로서 맞물림 밀도(EgD)의 계산이 가능하도록 된 연삭기(100).
KR1020190039355A 2018-04-17 2019-04-04 기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기 KR20190121244A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018109067.6A DE102018109067A1 (de) 2018-04-17 2018-04-17 Verfahren zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks und Schleifmaschine mit einer Steuerung zum Wälzschleifen eines Zahnrad-Werkstücks
DE102018109067.6 2018-04-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190121244A true KR20190121244A (ko) 2019-10-25

Family

ID=66049063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190039355A KR20190121244A (ko) 2018-04-17 2019-04-04 기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11559843B2 (ko)
EP (1) EP3556501B2 (ko)
JP (1) JP7430984B2 (ko)
KR (1) KR20190121244A (ko)
CN (1) CN110385605B (ko)
CA (1) CA3038931A1 (ko)
DE (1) DE102018109067A1 (ko)
MX (1) MX2019003394A (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114820A1 (de) 2018-06-20 2019-12-24 Klingelnberg Gmbh Verfahren zum topologischen Wälzschleifen von Zahnrad-Werkstücken und Schleifmaschine mit einer Steuerung zum topologischen Wälzschleifen von Zahnrad-Werkstücken
CH718158A1 (de) * 2020-12-15 2022-06-15 Reishauer Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks in einer Verzahnschleifmaschine unter Konditionierung eines superabrasiven Schleifwerkzeuges.
CN113400197B (zh) * 2021-06-23 2022-07-26 重庆大学 一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法
CN114483914B (zh) * 2021-10-27 2023-05-09 长安大学 一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法
CN114515872B (zh) * 2022-03-23 2023-12-08 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种抗扭曲磨齿加工的砂轮窜刀方法
CH719789B1 (de) * 2022-12-19 2023-12-29 Reishauer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer modifizierten Oberflächenstruktur auf einer Zahnflanke

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7682222B2 (en) * 2004-05-26 2010-03-23 The Gleason Works Variable rate method of machining gears
JP4202306B2 (ja) 2004-07-29 2008-12-24 三菱重工業株式会社 歯車研削盤
US8277285B2 (en) † 2006-05-24 2012-10-02 The Gleason Works Method of maintaining a constant grinding process
DE102011015447A1 (de) * 2011-03-29 2012-10-25 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verzahnmaschine
WO2013183094A1 (ja) * 2012-06-06 2013-12-12 アイシン・エーアイ株式会社 歯面加工装置及び歯車製造方法
DE102012017840B3 (de) * 2012-09-08 2013-12-12 Klingelnberg Gmbh Verzahnungsschleifmaschine mit einer Schleifeinheit und mit einer Abrichteinheit
DE102015000975A1 (de) * 2015-01-23 2016-07-28 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes mit korrigierter Verzahnungsgeometrie und/oder modifizierter Oberflächenstruktur
DE102015012308A1 (de) * 2015-09-23 2017-03-23 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes mit modifizierter Verzahnungsgeometrie
DE102016005257A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zur Verzahnbearbeitung eines Werkstückes
CN107552894A (zh) 2017-09-05 2018-01-09 盐城秦川华兴机床有限公司 立式数控车齿机
DE102018114820A1 (de) * 2018-06-20 2019-12-24 Klingelnberg Gmbh Verfahren zum topologischen Wälzschleifen von Zahnrad-Werkstücken und Schleifmaschine mit einer Steuerung zum topologischen Wälzschleifen von Zahnrad-Werkstücken

Also Published As

Publication number Publication date
EP3556501A1 (de) 2019-10-23
CA3038931A1 (en) 2019-10-17
US11559843B2 (en) 2023-01-24
US20190314913A1 (en) 2019-10-17
JP2019181688A (ja) 2019-10-24
DE102018109067A1 (de) 2019-10-17
EP3556501B1 (de) 2020-09-09
MX2019003394A (es) 2019-10-18
JP7430984B2 (ja) 2024-02-14
EP3556501B2 (de) 2024-01-10
CN110385605B (zh) 2022-10-14
CN110385605A (zh) 2019-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190121244A (ko) 기어 휠 공작물의 생성연삭 방법 및 기어 휠 공작물의 생성연삭용 제어기를 구비한 연삭기
CN107335868B (zh) 用于对工件进行齿加工的方法
US6602115B2 (en) Tool and method for precision grinding of a conical face gear that meshes with a conical involute pinion
US6302764B1 (en) Process and device for dressing high-speed grinding worms
US5175962A (en) Method of and apparatus for machining spur and helical gears
KR20160141760A (ko) 연삭 웜을 빠르고 유연하게 드레싱하기 위한 방법 및 장치
KR102599064B1 (ko) 기어 공작물의 위상 생산 연삭용 제어기를 구비한 연삭기 및 기어 공작물의 위상 생산 연삭 방법
CN112105482B (zh) 用于制作包括螺旋凹槽的工件的方法和研磨机
US10493546B2 (en) Method of producing a toothed workpiece having a modified surface geometry
US5139005A (en) Universal dressing roller and method and apparatus for dressing cup-shaped grinding wheels
CN110267766B (zh) 用于使用偏心运动的可修整的杯形砂轮来加工锥齿轮的方法
JP2017061028A (ja) 工具のドレッシング方法
JP6408485B2 (ja) 不等リードねじを有するロータを機械加工する方法
US10583508B2 (en) Method of producing a toothed workpiece having a modified surface geometry
US20220331891A1 (en) Method for producing a rotor of a screw compressor or a workpiece with a helical profile
JP7226818B2 (ja) ドレッシング工具のツルーイング方法、及びドレッシング工具のツルーイングプログラム
JP5751706B2 (ja) 歯車型被加工物の加工方法
RU2677553C1 (ru) Способ обработки зубьев зубчатых колес дисковым лезвийным инструментом
CN114173976A (zh) 用于对工件上两个齿圈进行硬精加工的方法，以及切齿机、控制程序、硬精加工组合工具及其传感器组件
JPH08252768A (ja) ハードギヤホーニングのドレス補正方法
EP1325792A1 (en) Tool and method for precision grinding of conical face gears
JP2024500629A (ja) 歯部を機械加工するための方法及びそのために設計された工具、並びにそのための制御プログラム及び歯ホーニング機械
JP2004154889A (ja) 研削方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal