用于对齿轮表面进行精加工的方法

申请号 CN201010156387.1 申请日 2010-03-30 公开(公告)号 CN101850445A 公开(公告)日 2010-10-06
申请人 通用汽车环球科技运作公司; 发明人 T·M·汤普森; J·R·李; S·D·杜布勒; R·弗里森;
摘要 本 发明 涉及用于对 齿轮 表面进行精加工的方法。具体地,提供了一种用于制造具有多个 轮齿 的齿轮的方法,该方法包括以下步骤:确定期望的精加工齿轮特性;确定齿轮上的参考特征以在该齿轮上建立原点;确定多个轮齿中至少一个的表面相对于该原点的未精加工的尺寸;估计将实现期望的精加工齿轮特性的期望的坯料去除量;使用精加工工具对齿轮进行精加工;确定多个轮齿中至少一个的表面相对于该原点的精加工的尺寸;通过对未精加工的尺寸和精加工的尺寸进行比较来确定实际坯料去除量;以及,将实际坯料去除量和期望的坯料去除量进行比较。
权利要求

1.一种用于制造具有多个轮齿齿轮的方法,所述方法包括:
确定期望的精加工齿轮特性;
确定所述齿轮上的参考特征,以在所述齿轮上建立原点;
确定所述多个轮齿中至少一个的表面相对于所述原点的未精加工的尺寸;
估计将实现所述期望的精加工齿轮特性的期望的坯料去除量;
使用精加工工具对所述齿轮进行精加工;
确定所述多个轮齿中至少一个的表面相对于所述原点的精加工的尺寸;
通过将所述未精加工的尺寸和所述精加工的尺寸进行比较来确定实际坯料去除量;以及
将所述实际坯料去除量和期望的坯料去除量进行比较。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述参考特征还包括对所述工件进行标记。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述参考特征还包括识别所述齿轮上预先存在的特征。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括调节所述精加工操作以在所述精加工操作期间实现所述期望的坯料去除量。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,调节所述精加工操作还包括改变所述精加工操作中产生的目标尺寸。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括通过比较所述多个轮齿的一对相邻表面的实际坯料去除量来确定所述实际坯料划分。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括调节所述精加工操作以在所述精加工操作中实现所述期望的坯料划分。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,调节所述精加工操作包括使用机械控制来补偿所述精加工工具的同步变化和偏转。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述未精加工的尺寸是未精加工的轮廓,而所述精加工的尺寸是精加工的轮廓,确定所述未精加工的轮廓和精加工的轮廓还包括从所述多个轮齿中至少一个的根部到其齿尖对所述表面进行追踪。
10.一种在粗加工工艺后对齿轮进行精加工的方法,所述方法包括:
确定期望的精加工齿轮特性;
确定所述齿轮上的参考特征以建立原点;
确定多个轮齿中至少一个的相对于所述原点的未精加工的表面尺寸;
估计从所述齿轮去掉的期望的坯料去除量,所述期望的坯料去除量将实现所述期望的精加工齿轮特性;
使用精加工工具对所述齿轮进行精加工;
确定所述多个轮齿中至少一个的相对于所述原点的精加工的表面尺寸;
通过将所述未精加工的尺寸和所述精加工的尺寸进行比较来确定所述精加工工艺中的实际坯料去除量;
将所述实际坯料去除量和所述期望的坯料去除量进行比较;以及
调节所述粗加工工艺和对所述齿轮进行精加工这两者中的至少一个,以通过对所述齿轮进行精加工来实现所述期望的坯料去除量。

说明书全文

用于对齿轮表面进行精加工的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于对齿轮表面进行精加工的方法,更具体地,涉及一种通过确定实际坯料去除量和实际坯料划分(stock divide)来对齿轮表面进行精加工的方法。

背景技术

[0002] 本部分仅提供了与本发明相关的背景信息,并且可能构成或可能不构成现有技术
[0003] 在包括汽车变速器齿轮组在内的许多应用中,各独立的齿轮必须具有被精确地进行了精加工的轮齿。通常,在对给定齿轮的轮齿表面进行精加工前先估计给定齿轮的坯料去除量。目前还没有直接方法来验证在硬齿轮精加工部分上对坯料去除量和坯料划分的假定和计算是否正确。坯料划分是由根切尺寸推定,而坯料去除量则通过基于跨球(over balls)测量的计算推定,跨球测量在中间齿高的单个位置处进行。跨球测量和后续计算至多仅给出球与轮齿齿侧的接触点处的平均坯料去除量。因此,并不知道与齿轮齿侧的其它任意点处的坯料去除量有关的信息。另外,现有的测量不允许这样的验证,即在相同部件上坯料去除量在齿轮精加工机器和生产设施之间是共用的。而且,现有的测量不允许这样的验证,即硬齿面精加工操作正确地实施了左-右齿侧坯料划分。
[0004] 不正确的坯料去除量和坯料划分计算增加了成本并降低了精加工部件的耐用性。关于耐用性,量化/控制坯料去除量和坯料划分的能会影响与渗齿轮上的点蚀寿命直接相关的表面硬化层深度的一致性和残余压缩应力。关于成本,坯料去除量和坯料划分的优化减少了加工成本,从而降低了单件价格。因此,本领域中需要一种确定齿轮的坯料去除量和坯料划分的改进的方法。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种用于制造具有多个轮齿的齿轮的方法。该方法包括以下步骤:确定期望的精加工齿轮的特性;确定齿轮上的参考特征以在该齿轮上建立原点;确定多个轮齿中至少一个的表面相对于该原点的未精加工的尺寸;估计能实现期望的精加工齿轮特性的期望的坯料去除量;使用精加工工具对齿轮进行精加工;确定所述多个轮齿中至少一个的表面相对于该原点的精加工的尺寸;通过将未精加工的尺寸和精加工的尺寸进行比较来确定实际坯料去除量;以及,将实际坯料去除量和期望的坯料去除量进行比较。
[0006] 在本发明的另一方面,确定参考特征还包括对工件进行标记。
[0007] 在本发明的又一方面,确定参考特征还包括识别齿轮上预先存在的特征。
[0008] 在本发明的又一方面,该方法还包括调节精加工操作以在精加工操作期间实现所述期望的坯料去除量。
[0009] 在本发明的又一方面,调节精加工操作还包括改变在精加工操作中产生的目标尺寸。
[0010] 在本发明的又一方面,该方法还包括通过比较多个轮齿的一对相邻表面的实际坯料去除量来确定实际坯料划分。
[0011] 在本发明的又一方面,该方法还包括调节精加工操作以在精加工操作中实现期望的坯料划分。
[0012] 在本发明的又一方面,调节精加工操作包括使用机械控制来补偿精加工工具的同步变化和偏转。
[0013] 在本发明的又一方面,所述未精加工的尺寸是未精加工的轮廓,而所述精加工的尺寸是精加工的轮廓,确定所述未精加工的轮廓和精加工的轮廓还包括从所述多个轮齿中至少一个的根部到其齿尖对该表面进行追踪。
[0014] 在本发明的又一方面,该方法还包括确定多个轮齿中至少一个的表面的至少三个未精加工的表面轮廓和至少三个精加工的表面轮廓。
[0015] 在本发明的又一方面,该方法还包括对沿着多个轮齿中至少一个的长度对该表面进行追踪。
[0016] 在本发明的又一方面,该方法还包括基本确定多个轮齿中至少一个的整个表面形貌。
[0017] 在本发明的又一方面,该方法还包括基于所述实际坯料去除量来调节粗加工。
[0018] 在本发明的又一方面,该方法还包括基于所述实际坯料去除量来调节工艺参数。
[0019] 在本发明的又一方面,该方法还包括基于所述实际坯料去除量来对未精加工的齿轮的热处理进行调节。
[0020] 在本发明的又一方面,未精加工的表面轮廓和精加工的表面轮廓在相同平面上。
[0021] 在本发明的又一方面,精加工步骤还包括齿轮珩磨工艺。
[0022] 在本发明的又一方面,对齿轮进行精加工还包括齿轮磨削工艺。
[0023] 在本发明的又一方面,对齿轮进行精加工还包括齿轮剃齿工艺。
[0024] 在本发明的又一方面,提供了一种在粗加工工艺后对齿轮进行精加工的方法。该方法包括以下步骤:确定期望的精加工齿轮特性;确定齿轮上的参考特征以建立原点;确定多个轮齿中至少一个的相对于该原点的未精加工的表面尺寸;估计从齿轮上去掉以便能实现期望的精加工齿轮特性的期望的坯料去除量;使用精加工工具对齿轮进行精加工;确定多个轮齿中至少一个相对于该原点的精加工的表面尺寸;通过将未精加工的尺寸和精加工的尺寸进行比较来确定精加工工艺中的实际坯料去除量;将实际坯料去除量和期望的坯料去除量进行比较;以及,调节粗加工工艺和对齿轮进行精加工两者中的至少一个,以通过对齿轮进行精加工来实现期望的坯料去除量。
[0025] 在本发明的又一方面,未精加工的表面尺寸是未精加工的表面轮廓,而所述精加工的表面尺寸是精加工的表面轮廓。
[0026] 在本发明的又一方面,未精加工的表面轮廓和精加工的表面轮廓在相同平面上。
[0027] 在本发明的又一方面,该方法还包括通过比较多个轮齿的一对相邻表面的实际坯料去除量来确定实际坯料划分。
[0028] 在本发明的又一方面,该方法还包括调节精加工操作以在精加工操作中实现期望的坯料划分。
[0029] 此外,本发明还提供了以下方案:
[0030] 方案1:一种用于制造具有多个轮齿的齿轮的方法,该方法包括:
[0031] 确定期望的精加工齿轮特性;
[0032] 确定所述齿轮上的参考特征,以在所述齿轮上建立原点;
[0033] 确定所述多个轮齿中至少一个的表面相对于所述原点的未精加工的尺寸;
[0034] 估计将实现所述期望的精加工齿轮特性的期望的坯料去除量;
[0035] 使用精加工工具对所述齿轮进行精加工;
[0036] 确定所述多个轮齿中至少一个的表面相对于所述原点的精加工的尺寸;
[0037] 通过将所述未精加工的尺寸和所述精加工的尺寸进行比较来确定实际坯料去除量;以及
[0038] 将所述实际坯料去除量和期望的坯料去除量进行比较。
[0039] 方案2:如方案1所述的方法,其特征在于,确定所述参考特征还包括对所述工件进行标记。
[0040] 方案3:如方案1所述的方法,其特征在于,确定所述参考特征还包括识别所述齿轮上预先存在的特征。
[0041] 方案4:如方案1所述的方法,其特征在于,进一步包括调节所述精加工操作以在所述精加工操作期间实现所述期望的坯料去除量。
[0042] 方案5:如方案4所述的方法,其特征在于,调节所述精加工操作还包括改变所述精加工操作中产生的目标尺寸。
[0043] 方案6:如方案1所述的方法,其特征在于,进一步包括通过比较所述多个轮齿的一对相邻表面的实际坯料去除量来确定所述实际坯料划分。
[0044] 方案7:如方案6所述的方法,其特征在于,进一步包括调节所述精加工操作以在所述精加工操作中实现所述期望的坯料划分。
[0045] 方案8:如方案7所述的方法,其特征在于,调节所述精加工操作包括使用机械控制来补偿所述精加工工具的同步变化和偏转。
[0046] 方案9:如方案1所述的方法,其特征在于,所述未精加工的尺寸是未精加工的轮廓,而所述精加工的尺寸是精加工的轮廓,确定所述未精加工的轮廓和精加工的轮廓还包括从所述多个轮齿中至少一个的根部到其齿尖对所述表面进行追踪。
[0047] 方案10:如方案9所述的方法,其特征在于,进一步包括确定所述多个轮齿中至少一个的表面的至少三个未精加工的表面轮廓和至少三个精加工的表面轮廓。
[0048] 方案11:如方案9所述的方法,其特征在于,进一步包括沿着所述多个轮齿中至少一个的长度对所述表面进行追踪。
[0049] 方案12:如方案11所述的方法,其特征在于,进一步包括基本确定所述多个轮齿中至少一个的整个表面形貌。
[0050] 方案13:如方案1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述实际坯料去除量调节粗加工。
[0051] 方案14:如方案1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述实际坯料去除量调节工艺参数。
[0052] 方案15:如方案1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述实际坯料去除量对未精加工齿轮的热处理进行调节。
[0053] 方案16:如方案1所述的方法,其特征在于,所述未精加工的表面轮廓和所述精加工的表面轮廓在相同平面上。
[0054] 方案17:如方案1所述的方法,其特征在于,所述精加工步骤还包括齿轮珩磨工艺。
[0055] 方案18:如方案1所述的方法,其特征在于,对所述齿轮进行精加工还包括齿轮磨削工艺。
[0056] 方案19:如方案1所述的方法,其特征在于,对所述齿轮进行精加工还包括齿轮剃齿工艺。
[0057] 方案20:一种在粗加工工艺后对齿轮进行精加工的方法,所述方法包括:
[0058] 确定期望的精加工齿轮特性;
[0059] 确定所述齿轮上的参考特征以建立原点;
[0060] 确定多个轮齿中至少一个的相对于所述原点的未精加工的表面尺寸;
[0061] 估计从所述齿轮去掉的期望的坯料去除量,所述期望的坯料去除量将实现所述期望的精加工齿轮特性;
[0062] 使用精加工工具对所述齿轮进行精加工;
[0063] 确定所述多个轮齿中至少一个的相对于所述原点的精加工的表面尺寸;
[0064] 通过将所述未精加工的尺寸和所述精加工的尺寸进行比较来确定所述精加工工艺中的实际坯料去除量;
[0065] 将所述实际坯料去除量和所述期望的坯料去除量进行比较;以及[0066] 调节所述粗加工工艺和对所述齿轮进行精加工这两者中的至少一个,以通过对所述齿轮进行精加工来实现所述期望的坯料去除量。
[0067] 方案21:如方案20所述的方法,其特征在于,所述未精加工的表面尺寸是未精加工的表面轮廓,而所述精加工的表面尺寸是精加工的表面轮廓。
[0068] 方案22:如方案21所述的方法,其特征在于,所述未精加工的表面轮廓和所述精加工的表面轮廓在相同平面上。
[0069] 方案23:如方案20所述的方法,其特征在于,进一步包括通过比较所述多个轮齿的一对相邻表面的实际坯料去除量来确定所述实际坯料划分。
[0070] 方案24:如方案18所述的方法,其特征在于,进一步包括调节所述精加工操作,以在所述精加工操作中实现所述期望的坯料划分。
[0071] 从本文提供的详细描述,本发明更多的应用领域将变得显而易见。应当理解的是,描述和具体例子仅旨在举例说明之目的,而并不旨在限制本发明的范围。附图说明
[0072] 本文描述的附图仅为了说明之目的,并不意图以任何方式限定本发明的范围。
[0073] 图1是根据本发明的原理制造的示例性齿轮的透视图;
[0074] 图2是图1中轮齿的截面图;以及
[0075] 图3是根据本发明的原理用于对图1和图2中示出的齿轮进行精加工的方法的流程图

具体实施方式

[0076] 以下描述本质上仅仅是示例性的,并不意图限定本发明、其应用或使用。
[0077] 参考图1,用于和本发明一起使用的示例性工件由附图标记10指示。在所提供的示例中,虽然工件10是圆柱齿轮,但是工件10也可以是其它类型的齿轮,而不脱离本发明的范围。工件10包括与第二侧面14相对设置的第一侧面12。工件10还包括内表面16和外表面18。多个轮齿20设置在外表面18上。每个轮齿20从第一侧面12延伸至第二侧面14。在所提供的示例中,轮齿20相对于第一侧面12和第二侧面14成一定度设置(即,轮齿20是螺旋轮齿)。然而,应当理解,轮齿20可以以其它配置和角度布置在外表面18或内表面16上,而不脱离本发明的范围。轮齿20通常与其它齿轮(未示出)上的其它轮齿协作以形成齿轮组,该齿轮组可操作以在其间传递扭矩。利用本发明的方法在第一侧面12上确定参考标记或参考特征22,如在图1A所示,并且像在下文中将更加具体描述得那样。
在所提供的示例中,参考特征22是设置在工件10的第一侧面12上的切口部分或凹口。参考特征22优选从内表面16延伸到外表面18,并且与多个轮齿20中的一个对齐。然而,参考特征22可以具有任何形状,可以位于工件10上的任何位置处,并且也可以是工件10上的预先存在的特征,只要参考特征22在精加工工艺前后能够识别出工件10的取向便可。
[0078] 现在参照图2,其中以沿线A-A剖取的截面图的形式示出了多个轮齿20中的一个。轮齿20具有与第二齿侧26相对设置的第一齿侧24。第一齿侧24位于齿尖28和根部30之间。在齿轮精加工工艺之前,第一齿侧24具有第一未精加工的表面轮廓32。未精加工的表面轮廓32表示在工件10的成形或滚铣后第一齿侧24的粗糙的未精加工的表面。应当理解,图2中示出的第一未精加工的表面轮廓32是示例性的,第一齿侧24可以具有任何未精加工的轮廓,而不脱离本发明的范围。在本发明的齿轮精加工工艺之后,第一齿侧24具有第一精加工的表面轮廓34。第一精加工的表面轮廓34表示在从工件10的第一齿侧24去除材料后第一齿侧24的光滑的精加工的表面。
[0079] 第二齿侧26也位于齿尖28和根部30之间。在齿轮精加工工艺之前,第二齿侧26具有第二未精加工的表面轮廓36。未精加工的表面轮廓36表示在工件10的成形或滚铣后第二齿侧26的粗糙的未精加工的表面。应当理解,图2中示出的第二未精加工的表面轮廓36是示例性的,第二齿侧26可以具有任何未精加工的轮廓,而不脱离本发明的范围。在本发明的齿轮精加工工艺之后,第二齿侧26具有第二精加工的表面轮廓38。第二精加工的表面轮廓38表示在从工件10的第二齿侧26去除材料后第二齿侧26的光滑的精加工的表面。
[0080] 第一齿侧24具有由附图标记40指示的第一平均的未精加工表面轮廓,第二齿侧26具有由附图标记42指示的第二平均的未精加工表面轮廓。在所提供的示例中,第一平均的未精加工表面轮廓40和第二平均的未精加工表面轮廓42是它们各自的未精加工轮廓的二阶回归线。然而,应当理解,也可以使用其它平均方法,而不脱离本发明的范围。
[0081] 第一齿侧24的坯料去除量限定为第一未精加工的表面轮廓32和第一精加工的表面轮廓34之间的面积。换句话说,坯料去除量是在表面精加工工艺期间从第一齿侧24去除的轮齿20的材料的量。第二齿侧26的坯料去除量限定为第二未精加工的表面轮廓36和第二精加工的表面轮廓38之间的面积。第一齿侧24的平均坯料去除量限定为第一平均的未精加工表面轮廓40和第一精加工的表面轮廓34之间的面积。第二齿侧26的平均坯料去除量限定为第二平均的未精加工表面轮廓42和第二精加工的表面轮廓38之间的面积。应当理解,还可以为除了整个轮廓之外的尺寸来计算坯料去除量,而不脱离本发明的范围。
[0082] 实际的坯料划分44是位于第一未精加工的表面轮廓32和第二未精加工的表面轮廓36之间的中线,并且是根据齿侧24和26的平均坯料去除量来计算的,正如下文中将更具体地描述得那样。当与精加工的表面轮廓34和38比较时,实际坯料划分44指示了精加工工具从多个轮齿20中的任何一个的齿侧24和26上去除坯料的均等程度。在精加工工艺期间使用了坯料去除量和坯料划分的计算,正如以下将更具体地描述那样。
[0083] 现在转向图3,并继续参照图1和图2,用于对工件10的外表面18进行精加工的方法总体由附图标记100指示。方法100开始于步骤102,在步骤102中确定工件的期望特性。该期望特性表示精加工操作后工件的最终特性。这些特性包括但不限于,齿轮形状、齿隙、和齿表面硬度。
[0084] 接着,在步骤104,提供未精加工的工件10。工件10具有轮齿20,每个轮齿20都具有未精加工的表面轮廓32和36。未精加工的工件10通常是用粗加工工具进行粗切削之后的齿轮。如上所述,图2所描述的未精加工的表面轮廓32和36是示例性的,并且在各独立的轮齿之间以及在各独立的工件10之间,未精加工的表面轮廓32和36可以不同。
[0085] 在步骤106,确定工件10上的参考特征22。参考特征22可以在工件10中切割而成,或可以在其它位置并用其它方法形成或应用,只要参考特征22能在精加工工艺之前和之后识别出工件10上的特定位置或工件10的特定取向。另外,参考特征22可以预先存在于工件10中。因此,参考特征22用作工件10上的原点特征以建立测量系统或坐标轴。
[0086] 接着,在步骤108,相对于参考特征22确定轮齿20的未精加工的表面尺寸。上述确定优选通过专用的齿轮测量机进行,例如由Gleason-M&M、Klingelnberg、Process Equipment公司、Wentzel和Zeiss制造的齿轮测量机。然而,也可以采用由许多其它制造商制造的齿轮测量机。齿轮测量机通常包括测量工具和控制器,用于确定包括有齿侧24和26的多个轮齿20中至少一个的尺寸。测量工具可以是物理追踪齿轮表面的装置,或者其也可以是非接触式测量装置。然而,应当理解,可以采用结合有其它测量装置的机器,而不脱离本发明的范围。控制器优选是这样的电子装置,其具有预编程的数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器和至少一个I/O外设。然而,也可以采用其它类型的控制器,而不脱离本发明的范围。在提供的示例中,齿轮测量机通过从多个轮齿20中至少一个的根部30到其齿尖28对工件10的表面轮廓32和36进行追踪或测量,从而确定多个尺寸。
在另一个示例中,还从第一侧面12到第二侧面14(即,沿着轮齿20的长度)来对轮齿20进行追踪。齿轮测量机沿着轮齿20长度在离散的平面处追踪表面轮廓32三次。将表面轮廓32的追踪与沿着轮齿长度对齿表面的追踪相结合,从而允许对整个表面形貌的插值。然而,本发明并不限于使用轮廓或形貌,本方法可以使用齿侧上尽可能小的单个点来确定尺寸,而不脱离本发明的范围。因此,应当理解,在不脱离本发明范围的情况下,可以使用其它确定轮齿表面尺寸的方法,例如,采用激光测量、采用表面上的离散点并推定出这些离散点间的表面轮廓,或采用更少或更多的数据点。
[0087] 在步骤110处,在步骤108中确定的未精加工的表面尺寸被存储在与齿轮测量机通信的计算机或其它控制器中。这些尺寸被存储为相对于参考特征22的位置。然而,应当理解,也可以采用其它坐标系统,只要它们基于参考特征22的位置是可识别的。如果需要最小和最大尺寸,那么可以基于所存储的数据计算得出该最小和最大尺寸。
[0088] 在步骤111中确定对期望的坯料去除量和期望的坯料划分的估计。期望的坯料去除量是在精加工工艺中为试图产生期望的齿轮特性而从齿侧24和26去除的材料的估计期望量。期望的坯料划分是为产生期望的齿轮特性,精加工工具在多个轮齿20之间的期望放置。在所提供的示例中,这些估计是基于工业公式,这些工业公式基于为获得未精加工的工件10所进行的粗加工和其它工艺用来确定预期的、平均的未精加工轮廓40和42。然而,所述估计可基于从步骤108所确定的实际的未精加工表面轮廓32和36。估计的坯料去除量和坯料划分被选用,以在多个轮齿20上产生与工件10的设计要求相符的精加工的表面轮廓。
[0089] 在步骤112,设定用于对工件10进行精加工的加工和机器,以便去除估计的坯料去除量并达到期望的坯料划分。所述设定通常包括诸如确定在操作中产生的目标尺寸和校正精加工机械以正确地划分坯料这样的操作。一旦设定完成,优选将工件10放入齿轮精加工机械中。
[0090] 在精加工工艺中将要去除理想量的坯料。所述理想量将会去除足够的坯料以对表面进行精加工,但其不会去除过多的坯料,因为这将使精加工工具更快地磨损,并减小在先前热处理工艺中产生的硬度。期望的坯料去除量和工具设定决定了在精加工工艺中与理想的坯料去除量和坯料划分的接近程度。
[0091] 在步骤114,在齿轮精加工操作中对工件10进行精加工。齿轮精加工操作可以包括齿轮珩磨、齿轮磨削、齿轮剃齿,或从工件10的外表面18去除材料的其它已知或未知的齿轮精加工操作。一旦精加工操作完成,工件10的轮齿20具有精加工的表面轮廓34和38。优选地,将硬齿轮精加工操作实施成像正常生产一样,而没有任何基于从步骤108所获得的测量结果的特别设定或周期。
[0092] 接着,在步骤116,相对于参考特征22确定工件10的精加工的表面尺寸。通过沿着轮齿的表面进行追踪来确定精加工的表面的尺寸,如同在步骤108中在未精加工的表面上所做的那样。在步骤108所测量的相同轮齿或多个轮齿20的相同齿侧24和26上,确定精加工的表面尺寸。精加工的表面尺寸的测量优选由与步骤108中相同的齿轮测量机进行。然而,应当理解,可以使用不同的齿轮测量机。在步骤118,来自步骤116的确定结果存储在与齿轮测量机通信的计算机或其它控制器中。该确定结果被存储为相对于参考特征22的位置。然而,应当理解,可以使用其它的坐标系,只要这些坐标系基于参考特征22的位置是可识别的便可。
[0093] 接着,在步骤120,将在步骤110中存储的未精加工的表面尺寸与在步骤118中存储的精加工的表面尺寸进行比较,以在步骤122处计算实际坯料去除量和在步骤124处计算实际坯料划分。更具体地,为了计算实际去除的坯料,控制器算出同一齿轮齿侧的未精加工的表面尺寸和精加工的表面尺寸之间的体积。在提供的示例中,通过算出平均的未精加工表面轮廓40并找到未精加工的平均表面轮廓40和精加工的表面轮廓34之间的面积,来计算轮廓的平均坯料去除量。然而,平均坯料去除量可以基于更少的独立数据点并且可以结合螺旋尺寸,而不脱离本发明的范围。通过首先找到精加工的表面轮廓34和38之间的精加工的齿中线43,从而计算出关于给定轮廓的实际坯料划分。然后根据平均的左齿侧坯料去除量和平均的右齿侧坯料去除量之间的差调来节精加工的齿中线43。调节后的线表示用于轮齿20的实际坯料划分44。实际坯料划分44代表精加工工艺从每个轮齿20的齿侧24和26去除坯料的均等程度。应当理解,可以采用通过利用上述的测量结果来找到实际坯料划分的其它方法,而不脱离本发明的范围。当需要多个轮齿20的多个尺寸时,步骤120至124可以重复,或者可以在计算中使用比全轮廓或整个表面形貌更少的轮廓或形貌来确定从轮齿20去除的坯料的总量。例如,在齿的齿侧的整个形貌测量结果上重复进行计算会得到齿轮齿侧的整个表面的坯料去除量。应当理解,如果仅需要步骤122和124的结果中的一个,那么可以仅执行步骤122和124中的一个而不执行其中的另一个。
[0094] 在步骤126,将在步骤122确定的实际坯料去除量和在步骤124确定的实际坯料划分与来自步骤102的估计的坯料去除量和期望的坯料划分进行比较。如果估计的坯料去除量和期望的坯料划分基本上与实际坯料去除量和实际坯料划分相同,那么估计的坯料去除量和坯料划分、以及由此机器设定都被确认是准确的,并且方法100结束。如果估计的坯料去除量和期望的坯料划分与实际坯料去除量和实际坯料划分不同,那么方法100行进到步骤128,在步骤128中对加工进行调节。因此,基于期望的坯料去除量和实际坯料去除量之间的差以及期望的坯料划分和实际坯料划分之间的差,来对用于精加工工件10的加工机器进行调节。对加工进行的导致修改的坯料去除量的调节包括改变在操作中产生的目标尺寸、更改在粗切削后对齿轮的热处理、和/或对粗加工的改变,该对粗加工的改变会修改粗糙的齿表面。对加工进行的导致修改的坯料划分的调节包括调节机械控制以更好地使工件和工具主轴同步。应当理解,可以基于实际坯料去除量和坯料划分数据来调节其它假定和计算,而不脱离本发明的范围。方法100可以在多个工件10上反复使用,以改进用于精加工工艺的估计的坯料去除量和坯料划分假定,和/或可以在每个精加工机器上使用一次以校正各独立的机器。
[0095] 本发明的描述本质上仅是示例性的,并且那些不脱离本发明基本构思的变型也被认为是在本发明的范围内。这些变型不被认为是脱离了本发明的精神和范围。
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