TWI374068B - - Google Patents

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1374068 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 _ 本發明是關於在硏磨時或修整時螺旋狀砂輪和 齒輪或碟形修整器的咬合之前，先進行螺旋狀砂輪 被加工齒輪或碟形修整器之相位對準的螺旋狀砂輪 對準裝置。 φ 【先前技術】 先前以來，提供有對熱處理後的被加工齒輪即 使用硏磨工具即砂輪進行硏磨，能夠效率良好精加 工件齒面的齒輪磨床。上述齒輪磨床是以砂輪和工 合的狀態，使該等同步旋轉進行工件的硏磨，因此 精度不足，恐怕工件的齒面會產生硏磨不均，或會 . 大的負荷施加在砂輪’減少砂輪壽命。 於是，針對此種的齒輪磨床，爲了高精度進行 φ 工件的咬合，在硏磨時的咬合之前，先進行兩者相 的相位對準，使砂輪的切削刃（凹凸）和工件的齒 凸）成爲適當的相位關係。如上述，進行砂輪和工 : 位對準的裝置，例如是揭示在專利文獻1。 〔先行技術文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開平5-138438號公報 【發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 被加工 相對於 之相位 工件， 工修整 件已咬 若咬合 造成過 砂輪和 位定位 槽（凹 件的相 -5- 上述先前的相位對準裝置是將砂輪在工件上朝其軸方 向滑動，由AE感測器對砂輪越過工件螺紋溝槽時的接觸 瞬間及非接觸瞬間進行檢測，在根據該檢測結果所算出的 螺紋溝槽中間位置，使砂輪成相向地將工件朝其軸方向移 動，藉此進行砂輪和工件的相位對準。 然而，上述的先前構成中，砂輪對工件的接觸及非接 觸是由AE感測器對接觸時的工件振動進行檢測加以判定 ，所以針對砂輪在機上可進行修整的齒輪磨床，就需要另 外設置可對砂輪和修整器相位進行對準的AE感測器。如 此一來，恐怕會導致裝置複雜化。 因此，本發明是爲了解決上述課題所硏創而成的發明 ，目的是提供一種以簡樸構成就能夠精密進行螺旋狀砂輪 相對於被加工齒輪或修整器之相位對準的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置。 〔用以解決課題之手段〕 用以解決上述課題之第1發明相關的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置是一種硏磨時或修整時在進行螺旋狀砂輪和被 加工齒輪或修整器的咬合之前，先進行上述螺旋狀砂輪相 對於被加工齒輪或上述修整器之相位對準的螺旋狀砂輪之 相位對準裝置，其特徵爲，具備： 設置在'可使上述螺旋狀砂輪支撐成旋轉的砂輪頭，對 上述螺旋狀砂輪是否接觸被加工齒輪或上述修整器進行檢 測的檢測手段；及 -6 - nm极---------- 〔發明之最佳實施形態〕 以下，使用圖面對本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對 準裝置進行詳細說明。 〔實施例〕 應用本發明相關螺旋狀砂輪之相位對準裝置的齒輪磨 床1，如第2圖所示利用桶形的螺旋狀砂輪14對內齒輪素 材的工件（被加工齒輪）W進行硏磨，再加上，如第1圖 所示，其又具有可利用碟形修整器32對該螺旋狀砂輪14 進行修整的修整功能。 如第1圖至第3圖所示，齒輪磨床1支撐有可移動並 且可旋繞的砂輪頭11。該砂輪頭11可旋轉地支撐有主軸 12，該主軸12的前端形成有砂輪心軸13。接著，砂輪心 軸13的前端可裝脫地安裝有螺旋狀砂輪14。即，藉由驅 動砂輪頭11，就可透過主軸12的砂輪心軸13旋轉驅動螺 旋狀砂輪14。 砂輪頭11的正面可旋轉地支撐有旋轉平台21，該旋 轉平台21的上面，透過未圖示的安裝固定具可裝脫地安 裝有工件W。即，藉由驅動旋轉平台21，就可旋轉驅動 工件W。 旋轉平台21的側方可移動地支撐有修整器驅動部31 ，該修整器驅動部31安裝有可旋轉並且可裝脫的碟形修 整器32。即，藉由驅動修整器驅動部31，就可旋轉驅動 碟形修整器3 2。 -8- 1374068 砂輪頭11的前端面透過托座41支撐有聲發射方式的 AE( Acoustic Emission)流體感測器（檢測手段、流體感 測器）42。該AE流體感測器42是透過所噴射的流體檢測 出材料中產生的振動或磨擦等造成的彈性波，將該彈性波 以AE訊號進行處理，其具有：可將做爲流體的冷卻液C 噴射在砂輪心軸1 3指定測定位置的噴射孔42a ;及從該測 定位置對經由冷卻液C所傳播的彈性波進行檢測的檢測部 φ 42b。再加上，AE流體感測器42的噴射孔42a連接有冷 卻液箱43，另一方面其檢測部42b連接有AE感測放大器 44 » 另，如第4圖所示，硏磨前在進行相對於工件W之 螺旋狀砂輪14的相位對準時，AE流體感測器42是設置 在從螺旋狀砂輪14和工件W的接觸位置朝該螺旋狀砂輪 14的圓周方向偏移90°相位的位置，構成從該狀態，朝砂 輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻液C。即，在進行相對 • 於工件W之螺旋狀砂輪14的相位對準時的AE流體感測 器42是構成爲從螺旋狀砂輪14和工件W的接觸位置朝 該螺旋狀砂輪14的圓周方向偏移90°相位的方向，往砂輪 心軸1 3的測定位置，噴射冷卻液C。接著，只要根據工 件W的右旋或左旋，決定好AE流體感測器42的設置位 置是要朝那個方向偏移，則在螺旋狀砂輪14和工件w的 咬合時，即使砂輪頭1 1 (螺旋狀砂輪1 4 )旋繞傾斜，AE 流體感測器42也不會干涉到工件W。 此外，如第5圖所示，修整前在進行相對於碟形修整 -9 - 器32之螺旋狀砂輪1 4的相位對準時，AE流體感測器42 是設置在從螺旋狀砂輪14和碟形修整器32的接觸位置朝 該螺旋狀砂輪14的周圍方向偏移90°相位的位置，構成爲 從該狀態，朝砂輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻液C。 即，在進行相對於碟形修整器32之螺旋狀砂輪14的相位 對準時的AE流體感測器42是構成從螺旋狀砂輪14和碟 形修整器32的接觸位置朝該螺旋狀砂輪14的周圍方向偏 移90°相位的方向，往砂輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻 液C。 接著，從冷卻液箱43供應至AE流體感測器42的冷 卻液C，例如是硏磨油，其冷卻液壓及噴射流量是可根據 AE流體感測器42和測定位置之間的距離進行調整》 即，AE流體感測器42是將冷卻液箱43所供應的冷 卻液C，從噴射孔42 a噴射至砂輪心軸1 3的測定位置， 藉此使產生的螺旋狀砂輪14彈性波，透過冷卻液C由檢 測部42b檢測出之後，將該所檢測的彈性波以AE訊號輸 入至AE感測放大器44。其次，如第6圖所示，AE感測 放大器44是將輸入的AE訊號轉換成電壓V，隨時顯示該 電壓V。 另外，齒輪磨床1設有NC裝置（砂輪相位控制手段 )50。該NC裝置50，例如是連接在砂輪頭1 1、旋轉平台 21、修整器驅動部31、AE感測放大器44等，構成爲根據 輸入的工件各種基本條件或加工條件，進行螺旋狀砂輪14 的工件W硏磨控制，或進行碟形修整器32的螺旋狀砂輪 -10- 軸13，該傳達至砂輪心軸13的彈性波是透過冷卻液C由 AE流體感測器42檢測出來。此時，如第6圖所示，AE 感測放大器44是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形 ，當該電壓V(Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝 置50就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪14，對此時的螺 旋狀砂輪1 4相位進行記憶。 另外，只要透過降低工件W的旋轉速度（旋轉速） ，錯開螺旋狀砂輪14和工件W的同步旋轉，使工件W另 —方的齒面接觸螺旋狀砂輪14另一方的刃面。如此~來 ，經由接觸產生的螺旋狀砂輪14的彈性波就會傳達至砂 輪心軸13，該傳達至砂輪心軸13的彈性波是透過冷卻液 C由AE流體感測器42檢測出來。此時，如第6圖所示， AE感測放大器44是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波 形，當該電壓V(Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC 裝置50就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪14，對此時的 螺旋狀砂輪1 4相位進行記憶。 接著，由NC裝置50從記憶的2個螺旋狀砂輪14相 位算出其中間的相位即中間相位後，就將螺旋狀砂輪14 的相位定位在該中間相位，藉此就能夠精密進行相位對準 (精密相位對準）。其次，以該精密相位對準狀態，使螺 旋狀砂輪14咬合工件W，然後進行該等同步旋轉，就能 夠使螺旋狀砂輪14的刃面硏磨工件W的齒面。 於此，當使用螺旋狀砂輪14對指定數量的工件W進 行硏磨時，其刃面會磨損導致硏磨效率降低，因此需要由 -12- 1374068 碟形修整器32定期進行螺旋狀砂輪14的修整。 於是，以碟形修整器32進行螺旋狀砂輪14的修整時 ，首先，如第1圖所示，將螺旋狀砂輪14移動至碟形修 整器32側之後，在該等咬合前，以先進行該等的大槪相 位對準（粗相位對準），避免螺旋狀砂輪1 4的刀尖和碟 形修整器3 2刀尖彼此干涉爲佳。接著，以該粗相位對準 狀態，在螺旋狀砂輪14旋轉停止狀態下，旋轉碟形修整 φ 器32的同時，從AE流體感測器42的噴射孔42a朝砂輪 心軸1 3的測定位置噴射冷卻液C，由其檢測部42b開始 進行螺旋狀砂輪1 4的彈性波檢測。 如上述，當AE流體感測器42開始檢測彈性波時，如 第6圖所示，AE感測放大器44是將輸入的該AE訊號轉 換成電壓V，以時間經過的同時顯示出該電壓的變化。另 ，在AE流體感測器42開始檢測彈性波的同時，電壓V 是以螺旋狀砂輪14非接觸時的最大電壓Vf被測出，同時 φ 自動設定有比該電壓Vf還大的臨界値Vo。該臨界値Vo 是在進行下述螺旋狀砂輪14的接觸判定時使用》 接著，將螺旋狀砂輪14正轉，使其一方的刃面接觸 碟形修整器32 —方的刃面。如此一來’經由接觸產生的 螺旋狀砂輪14的彈性波就會傳達至砂輪心軸13’該傳達 至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液C由AE流體感測 器42檢測出來。此時，如第6圖所示’ AE感測放大器44 是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形’當該電壓V( Vf)超過事先設定的臨界値Vo時’ NC裝置50就會判定 -13- 1374068" 螺旋狀砂輪Μ已接觸碟形修整器32，對此時的螺旋狀砂 輪1 4相位進行記憶。 其次，將螺旋狀砂輪14逆轉，使其另一方的刃面接 觸碟形修整器32另一方的刃面。如此一來，經由接觸產 生的螺旋狀砂輪14的彈性波就會傳達至砂輪心軸13，該 傳達至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液C由ΑΕ流體 感測器42檢測出來。此時，如第6圖所示，ΑΕ感測放大 器44是根據輸入的ΑΕ訊號改變電壓V的波形，當該電 壓V(Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝置50就 會判定螺旋狀砂輪14已接觸碟形修整器32，對此時的螺 旋狀砂輪1 4相位進行記憶。 接著’由NC裝置50從記憶的2個螺旋狀砂輪14相 位算出其中間的相位即中間相位後，就將螺旋狀砂輪14 的相位定位在該中間相位，藉此就能夠精密進行相位對準 (精密相位對準）。其次，以該精密相位對準狀態，使螺 旋狀砂輪14咬合碟形修整器32，然後旋轉碟形修整器32 就能夠使碟形修整器32的刃面修整螺旋狀砂輪14的刃面 〇 另，本實施例是採用內齒輪素材的工件W，但也可採 用外齒輪素材的工件W。此外，螺旋狀砂輪14和工件w 或碟形修整器32的接觸判定所使用的電壓臨界値是共同 的臨界値Vo，但也可使用各不相同的値，該等臨界値是 可根據各材質或加工條件等加以設定。 因此，根據本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對準裝置 -14- 1374068 時’在硏磨時或修整時螺旋狀砂輪14和工件W或碟形修 整器32的咬合之前，先在進行螺旋狀砂輪14相對於工件 W或碟形修整器3 2的相位對準時，利用可使螺旋狀砂輪 14支撐成旋轉的砂輪頭11上所設置的AE流體感測器42 ，對螺旋狀砂輪14是否已接觸工件W或碟形修整器32 進行檢測，根據檢測到接觸時的螺旋狀砂輪1 4相位，使 該螺旋狀砂輪1 4定位在可咬合的相位。如此一來，以簡 φ 樸構成就能夠精密進行螺旋狀砂輪14相對於工件W或碟 形修整器3 2的相位對準。 床 磨 輪 齒 的 間 時 Η 加 非 縮 3 短 性要 用在 利用 可應 之可 上是 業明 產發 t 本 明 說 Dml 骂 簡 式 圖 第1圖爲本發明一實施例相關的螺旋狀砂輪之相位對 Φ 準裝置槪略構成圖’是表示利用碟形修整器對螺旋狀砂輪 進行修整時的狀態圖° 第2圖爲表示利用螺旋狀砂輪對工件進行硏磨時的狀 態圖。 第3圖爲表示AE流體感測器的安裝構造圖。 第4圖爲表示硏磨時相對於螺旋狀砂輪之AE流體感 測器的設置位置圖。 第5圖爲表示修整時相對於螺旋狀砂輪之AE流體感 測器的設置位置圖° -15- 1374068 第6圖爲表示AE流體感測器檢測出螺旋狀砂輪彈性 波時的電壓變化圖。 【主要元件符號說明】 1 ·’齒輪磨床 1 1 :砂輪頭 1 2 :主軸 1 3 :砂輪心軸 φ 1 4 :螺旋狀砂輪 2 1 :旋轉平台 3 1 :修整器驅動部 3 2 :碟形修整器 41 :托座 42 : AE流體感測器 42a :噴射孔 42b :檢測部 φ 43 :冷卻液箱 44 : AE感測放大器 50 : NC裝置 W :工件 C :冷卻液 V :測定電壓 Vo :電壓臨界値 Vf :非接觸時的最大電壓 -16-

Claims (1)

1374068 第098132721號專利申請案中文申請專利範圍修正本 曰修正 民國101年5月16 七、申請專利範圍：

1. 一種螺旋狀砂輪之相位對準裝置，其是硏磨或修 整時在進行螺旋狀砂輪和被加工齒輪或修整器的咬合之前 ’先進行上述螺旋狀砂輪相對於被加工齒輪或上述修整器 之相位對準的螺旋狀砂輪之相位對準裝置，其特徵爲，具 備： 設置在可使上述螺旋狀砂輪支撐成旋轉的砂輪頭，對 上述螺旋狀砂輪是否接觸被加工齒輪或上述修整器進行檢 測的檢測手段.；及 根據上述檢測手段檢測出接觸時的上述螺旋狀砂輪的 相位，使上述螺旋狀砂輪定位在可咬合之相位的砂輪相位 控制手段，

上述檢測手段是一種可透過噴射在上述螺旋狀砂輪附 近的流體對因振動或摩擦產生的上述螺旋狀砂輪彈性波進 行檢測的聲發射方式流體感測器， 構成爲根據所檢測的彈性波判定上述螺旋狀砂輪是否 已經接觸被加工齒輪或上述修整器》 2 ·如申請專利範圍第1項所記載的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置，其中， · 上述流體感測器是從上述螺旋狀砂輪和被加工齒輪或 上述修整器的接觸位置朝上述螺旋狀砂輪的周圍方向偏移 90°相位的方向噴射流體。