TWI714444B - 一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法及以其得到的砂輪 - Google Patents

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一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法，先提供一待成形砂輪；接著，根據一曲率半徑將一待修整斜面修整為一圓弧面，該曲率半徑的取得包括：定義一起始邊界、一第一終止邊界和一第二終止邊界；接著，根據該起始邊界及該第二終止邊界得到該起始邊界及該第二終止邊界之間在該待修整斜面上的一距離；然後，根據該起始邊界、該第一終止邊界和該第二終止邊界所形成的一第一假想三角形，以及該起始邊界、該第二終止邊界和該弧長對應的一假想圓心所形成的一第二假想三角形，取得該起始邊界和該假想圓心之間的該曲率半徑。

Description

一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法及以其得到的砂輪
本發明關於一種砂輪成形方法，尤指一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法及以其得到的砂輪。
螺旋滾齒刀廣泛用於切削和加工齒輪的領域中，常見的螺旋滾齒刀可見於中國新型專利公告第CN207386732U號揭示的滾齒刀，包括滾齒刀盤、第一裝配法蘭柱、第二裝配法蘭柱、螺杆、刀片和限位杆；所述第一裝配法蘭柱、滾齒刀盤和第二裝配法蘭柱貼合設置，並通過螺杆穿設連接，螺杆兩端用螺母鎖緊；第一裝配法蘭柱、滾齒刀盤和第二裝配法蘭柱中心均設有通孔，通孔內用限位杆穿設限位；滾齒刀盤包括若干單片刀盤，單片刀盤依次沿軸線方向疊設，單片刀盤上設有刀片，刀片通過螺釘固定。
在生產螺旋滾齒刀的過程中，需要使用砂輪來磨銳螺旋滾齒刀的螺旋刃面，即以盤型砂輪逐齒研磨。通常採用單面斜形的盤型砂輪，可參見中國發明專利公告第CN101108432B號，描述採用盤型砂輪的研磨工具來磨銳滾齒刀。單面斜形盤型砂輪用於磨銳螺旋滾齒刀的加工面為一曲面，該曲面為對應至螺旋刃面的輪廓，而在習知技術中，該曲面為一非圓弧面，此造成加工上複雜度的增加，且需要使用高成本的多軸加工設備，才能成形出該砂輪。
本發明的主要目的在於解決現有用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法，由於盤型砂輪的加工面為非圓弧面，尤其是用以磨銳高硬度或超高硬度材質(如碳化鎢)的螺旋滾齒刀的砂輪在製造上難度增加的問題。
為達上述目的，本發明提供一種磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法，包括以下步驟：
步驟1：提供一待成形砂輪，該待成形砂輪包含一上周緣、一下周緣以及一位於該上周緣和該下周緣之間的待修整斜面；以及
步驟2：根據一曲率半徑將該待修整斜面修整為一圓弧面，該曲率半徑的取得包括以下步驟：
步驟2-1：定義出一起始邊界、一第一終止邊界和一第二終止邊界，該起始邊界位於該待修整斜面上且和該第一終止邊界相隔該圓弧面的一弧長，該第二終止邊界為該第一終止邊界在該待修整斜面上一投影位置；
步驟2-2：根據該起始邊界以及該第二終止邊界的座標計算得到該起始邊界以及該第二終止邊界之間在該待修整斜面上的一距離；以及
步驟2-3：根據該起始邊界、該第一終止邊界和該第二終止邊界所形成的一第一假想三角形，以及該起始邊界、該第二終止邊界和該弧長對應的一假想圓心所形成的一第二假想三角形，取得該起始邊界和該假想圓心之間的該曲率半徑。
為達上述目的，本發明還提供一種磨銳螺旋滾齒刀之砂輪，係以前述方法得到。
簡言之，本發明提供的方法係根據欲磨銳的該螺旋滾齒刀所需的一螺旋刃面的一廓形以及該待成形砂輪的一原始錐面(即該待修整斜面)，找出一通過該原始錐面的邊界的成形後圓弧，該圓弧乃對應該螺旋刃面的該廓形，且由於該圓弧為一圓弧面，故加工上可較為便利，也能配合低成本的設備成形製造。進一步來說，傳統的成形方法必須求出該起始邊界至該第二終止邊界之間所有的點，然後再根據連接該些點的線段來得到完整的砂輪輪廓，如此一來，修砂時需要命令機台執行許多段的直線運動(即工具機的G01指令)，且需要將所有的修砂點資料傳入機台，然而，大部份的機台由於傳輸界面或記憶體的問題而沒辦法接收如此多的資料，因而造成加工上的問題；反觀，本發明中，該起始邊界可以由該待成形砂輪的安裝角設定，即讓該待成形砂輪處於該螺旋滾齒刀的外徑，而該起始邊界即該待成形砂輪的輪廓的最內側，該第二終止邊界則是由嚙合理論求出來，該第一終止邊界即該待成形砂輪的輪廓的最外側，利用本發明的方法求得該起始邊界和該第二終止邊界之間的一圓弧，在修砂時只需要用機台內建的圓弧運動(即工具機的G02或G03指令)，就可以直接修砂。
本發明為一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法，有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：
請參閱『圖1』及『圖2』，本發明的成形方法乃應用於成形一砂輪10，該砂輪10裝設於一軸桿30上而用於磨銳一螺旋滾齒刀20，該螺旋滾齒刀20具有一螺旋刃面21，該螺旋刃面21上形成一廓形。
本發明的成形方法包括以下步驟：
步驟1：請參閱『圖3』，顯示一待成形砂輪40的部分剖面示意圖，先提供該待成形砂輪40，該待成形砂輪40包含一上周緣41、一下周緣42以及一待修整斜面43，該待修整斜面43係一由上至下漸寬的錐面，位於該上周緣41和該下周緣42之間。
步驟2：請參閱『圖4』，根據一曲率半徑
Figure 02_image001
將該待修整斜面43修整為一圓弧面44，該曲率半徑
Figure 02_image001
的取得包括以下步驟：
步驟2-1：先定義出一起始邊界T、一第一終止邊界Q1和一第二終止邊界Q2，其中，該起始邊界T和該第二終止邊界Q2分別對應用以磨銳該螺旋滾齒刀20的該螺旋刃面21的該廓形的邊界，其中，該起始邊界T及該第二終止邊界Q2皆可利用齒輪嚙合理論求得。該起始邊界T位於該待修整斜面43上且和該第二終止邊界Q2相隔該圓弧面44的一弧長45，該弧長45為自該起始邊界T的一切線方向延伸至該第二終止邊界Q2，該第一終止邊界Q1為該第二終止邊界Q2在該待修整斜面43上的一軸向投影位置。
步驟2-2：根據該起始邊界T以及該第二終止邊界Q2的座標計算得到位於該待修整斜面43上的一長度
Figure 02_image003
，該長度
Figure 02_image003
係該起始邊界T和該第二終止邊界Q2之間投影在該待修整斜面43上的距離，換言之，即該起始邊界T和該第一終止邊界Q1之間的距離。
步驟2-3：該起始邊界T、該第一終止邊界Q1和該第二終止邊界Q2形成一第一假想三角形46，該起始邊界T、該第二終止邊界Q2和該弧長45對應的一假想圓心O形成一第二假想三角形47，其中，該第二假想三角形47包括兩個直角三角形471、472。根據該第一假想三角形46以及該第二假想三角形47的幾何關係，取得該起始邊界T和該假想圓心O之間的該曲率半徑
Figure 02_image001
，從而做為將該待修整斜面43修整為該圓弧面44的依據。
進一步地說明，根據本發明的一實施例，該曲率半徑
Figure 02_image001
的取得包括以下步驟：
將該起始邊界T以及該第二終止邊界Q2的座標代入(式1)得到
Figure 02_image005
。
Figure 02_image007
(式1)
Figure 02_image005
為該起始邊界T以及該第二終止邊界Q2之間的一徑向距離，
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
為該第二終止邊界Q2的徑向座標，
Figure 02_image013
和
Figure 02_image015
為該起始邊界T的徑向座標。
然後，將
Figure 02_image005
代入(式2)得到
Figure 02_image017
。
Figure 02_image019
(式2)
Figure 02_image017
為該起始邊界T以及該第一終止邊界Q1之間的一軸向距離，
Figure 02_image021
為該第一假想三角形46的一第一股邊46b和一軸向Y g之間的夾角，也等於
Figure 02_image017
和
Figure 02_image003
之間的夾角。
接著，將
Figure 02_image017
代入(式3)得到
Figure 02_image003
。
Figure 02_image023
(式3)
Figure 02_image003
為該起始邊界T以及該第二終止邊界Q2之間投影該待修整斜面43上的距離，即該起始邊界T以及該第一終止邊界Q1之間的距離。
將該起始邊界T以及該第二終止邊界Q2的座標代入(式4)得到
Figure 02_image025
。
Figure 02_image027
(式4)
Figure 02_image025
為該第一終止邊界Q1和該第二終止邊界Q2之間的一軸向距離，
Figure 02_image029
和
Figure 02_image031
分別為該起始邊界T和該第二終止邊界Q2的徑向座標。
將
Figure 02_image025
代入(式5)得到
Figure 02_image033
，再將
Figure 02_image033
代入(式6)得到
Figure 02_image035
。
Figure 02_image037
(式5)
Figure 02_image039
(式6)
Figure 02_image033
為該第一假想三角形46的該第一股邊46b的長度，
Figure 02_image035
為該第一假想三角形46的一第二股邊46c減去
Figure 02_image003
的長度。
將
Figure 02_image003
、
Figure 02_image033
以及
Figure 02_image035
代入(式7)得到
Figure 02_image041
，並代入(式8)得到
Figure 02_image043
。
Figure 02_image045
(式7)
Figure 02_image047
(式8)
Figure 02_image041
為該第一假想三角形46的一斜邊46a的長度，
Figure 02_image043
為該直角三角形472遠離該假想圓心O的一內角。將
Figure 02_image041
和
Figure 02_image043
代入(式9)得到
Figure 02_image001
。
Figure 02_image049
(式9)
Figure 02_image001
為該曲率半徑，據此，得到該曲率半徑
Figure 02_image001
後，即可根據該曲率半徑
Figure 02_image001
磨銳該螺旋滾齒刀。
本發明提供的方法係根據欲磨銳的該螺旋滾齒刀所需的一螺旋刃面的一廓形以及該待成形砂輪的一原始錐面(即該待修整斜面)，找出一通過該原始錐面的邊界的成形後圓弧，該圓弧乃對應該螺旋刃面的該廓形，且由於該圓弧為一圓弧面，故加工上可較為便利，也能配合低成本的設備成形製造。進一步來說，傳統的成形方法必須求出該起始邊界至該第二終止邊界之間所有的點，然後再根據連接該些點的線段來得到完整的砂輪輪廓，如此一來，修砂時需要命令機台執行許多段的直線運動(即工具機的G01指令)，且需要將所有的修砂點資料傳入機台，然而，大部份的機台由於傳輸界面或記憶體的問題而沒辦法接收如此多的資料，因而造成加工上的問題；反觀，本發明中，該起始邊界可以由該待成形砂輪的安裝角設定，即讓該待成形砂輪處於該螺旋滾齒刀的外徑，而該起始邊界即該待成形砂輪的輪廓的最內側，該第二終止邊界則是由嚙合理論求出來，該第一終止邊界即該待成形砂輪的輪廓的最外側，利用本發明的方法求得該起始邊界和該第二終止邊界之間的一圓弧，在修砂時只需要用機台內建的圓弧運動(即工具機的G02或G03指令)，就可以直接修砂。
10:砂輪 20:螺旋滾齒刀 21:螺旋刃面 30:軸桿 40:待成形砂輪 41:上周緣 42:下周緣 43:待修整斜面 44:圓弧面 45:弧長 46:第一假想三角形 46a:斜邊 46b:第一股邊 46c:第二股邊 47:第二假想三角形 471:直角三角形 472:直角三角形 O:假想圓心 T:起始邊界 Q1:第一終止邊界 Q2:第二終止邊界 Yg:軸向 l 0:徑向距離 l 1:長度 l 2:長度 l 3:長度 δ 0:軸向距離 δ 1:長度 δ 2:長度 ρ:曲率半徑 θ c:內角 θ g:夾角 ρ:曲率半徑
『圖1』，為本發明一實施例中，該砂輪磨銳螺旋滾齒刀的立體示意圖。 『圖2』，為本發明一實施例中，該砂輪磨銳螺旋滾齒刀的側視示意圖。 『圖3』，為本發明一實施例中，該砂輪的部分剖面示意圖。 『圖4』，為本發明一實施例中，計算該砂輪的該圓弧面的示意圖。
43:待修整斜面
45:弧長
46:第一假想三角形
46a:斜邊
46b:第一股邊
46c:第二股邊
47:第二假想三角形
471:直角三角形
472:直角三角形
O:假想圓心
T:起始邊界
Q1:第一終止邊界
Q2:第二終止邊界
Yg:軸向
l0:徑向距離
l1:長度
l2:長度
l3:長度
δ0:軸向距離
δ1:長度
δ2:長度
ρ:曲率半徑
θ c:內角
θ g:夾角

Claims (3)

  1. 一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪的成形方法，包括以下步驟：步驟1：提供一待成形砂輪，該待成形砂輪包含一上周緣、一下周緣以及一位於該上周緣和該下周緣之間的待修整斜面；以及步驟2：根據一曲率半徑將該待修整斜面修整為一圓弧面，該曲率半徑的取得包括以下步驟：步驟2-1：定義出一起始邊界、一第一終止邊界和一第二終止邊界，該起始邊界和該第一終止邊界位於該待修整斜面，該第二終止邊界和該起始邊界相隔該圓弧面的一弧長，該第一終止邊界為該第二終止邊界在該待修整斜面上一軸向投影位置；步驟2-2：根據該起始邊界以及該第二終止邊界的座標計算得到該起始邊界以及該第二終止邊界之間在該待修整斜面上的一距離；以及步驟2-3：根據該起始邊界、該第一終止邊界和該第二終止邊界所形成的一第一假想三角形，以及該起始邊界、該第二終止邊界和該弧長對應的一假想圓心所形成的一第二假想三角形，取得該起始邊界和該假想圓心之間的該曲率半徑；其中，步驟2-2更包括以下步驟：將該起始邊界以及該第二終止邊界的座標代入(式1)得到l 0，
    Figure 109102460-A0305-02-0011-1
     l 0為該起始邊界以及該第二終止邊界之間的一徑向距離，
    Figure 109102460-A0305-02-0011-7
    和
    Figure 109102460-A0305-02-0011-8
    為該起始邊界的徑向座標，
    Figure 109102460-A0305-02-0011-9
    和
    Figure 109102460-A0305-02-0011-10
    為該第二終止邊界的徑向座標；將l 0代入(式2)得到l 1，l 1=l 0 tan θ g (式2) l 1為該起始邊界以及該第二終止邊界之間的一軸向距離，θ g 為該第一假想三角形的一第一股邊和一軸向之間的夾角；以及將l 1代入(式3)得到l 2，l 2=l 1 cos θ g (式3)l 2為該起始邊界以及該第二終止邊界之間在該待修整斜面上的該距離。
  2. 如請求項1所述的成形方法，其中，步驟2-3包括以下步驟：將該起始邊界以及該第二終止邊界的座標代入(式4)得到δ 0，
    Figure 109102460-A0305-02-0012-2
     δ 0為該第一終止邊界和該第二終止邊界之間的一軸向距離，
    Figure 109102460-A0305-02-0012-11
    和
    Figure 109102460-A0305-02-0012-12
    為該起始邊界和該第二終止邊界的徑向座標；將δ 0代入(式5)得到δ 1，再將δ 1代入(式6)得到δ 2，δ 1=δ 0 cos θ g (式5) δ 2=δ 1 sin θ g (式6)將l 2、δ 1以及δ 2代入(式7)得到l 3，並代入(式8)得到θ c ，
    Figure 109102460-A0305-02-0012-3
    Figure 109102460-A0305-02-0012-5
     將l 3和θ c 代入(式9)得到ρ，
    Figure 109102460-A0305-02-0012-6
     ρ為該曲率半徑。
  3. 一種用於磨銳螺旋滾齒刀之砂輪，係以請求項1至2任一項的方法得到。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108698195A (zh) * 2016-02-26 2018-10-23 福吉米株式会社 抛光方法和抛光垫

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