齿轮加工方法 |
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| 申请号 | CN201080064980.1 | 申请日 | 2010-04-16 | 公开(公告)号 | CN102781615B | 公开(公告)日 | 2014-11-26 |
| 申请人 | 三菱重工业株式会社; | 发明人 | 增尾光一; | ||||
| 摘要 | 提供一种能够高 精度 地对偏心安装的被加工 齿轮 进行齿轮加工的齿轮加工方法。因此，基于 工件 (W)的各种因素，设定旋转 工作台 (16)的目标工作台旋转 相位 (Co)及 滚刀 (15)的目标切入量(Xo)，基于工件(W)相对于旋转工作台(16)的工件偏心量(δ)及工件偏心旋转相位求出工作台旋转相位修正量(ΔC)，以向目标工作台旋转相位(Co)加入了工作台旋转相位修正量(ΔC)而得到的实际工作台旋转相位(Ct)来使旋转工作台(16)旋转，并基于工件偏心量(δ)，工件偏心旋转相位及实际工作台旋转相位(Ct)，求出切入修正量(ΔX)，以向目标切入量(Xo)加入了切入修正量(ΔX)而得到的实际切入量(Xh)来使滚刀(15)向工件(W)切入。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种齿轮加工方法，使旋转工具与被加工齿轮啮合，并使它们同步旋转，由此对被加工齿轮进行齿轮加工，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 齿轮加工方法技术领域背景技术[0002] 以往，作为利用旋转工具对被加工齿轮的工件进行齿轮加工的设备，提供有一种齿轮加工机械。在这种齿轮加工机械中，有像滚齿机或齿轮磨床那样利用滚刀或螺杆状砂轮等旋转工具，对工件进行展成加工的设备。并且，在进行齿轮加工时，在使旋转工具及工件绕各自的轴心旋转的状态下，使旋转工具向工件切入，由此利用旋转工具的刃部将工件的外周削去，从而在该工件上形成有齿形。 [0003] 这里，工件绕其轴心的旋转通过使安装有工件的旋转工作台绕着其轴心周旋转来进行。即，工件在旋转工作台上必须安装成与该旋转工作台同轴。 [0004] 通常，在旋转工作台上安装有安装夹具，工件经由该安装夹具而安装于旋转工作台。然而，由于它们的加工误差或组装误差等主要原因，难以将工件高精度地安装成与旋转工作台同轴。尤其是在直径为几m且重量为几吨那样的大工件中，这种工件的定心作业更加困难。 [0005] 对于旋转工作台而偏心地安装工件时，不仅会产生切入量(径向)的误差，而且也会产生齿轮的累积齿距(周向)的误差。虽然仅修正切入量的误差的情况容易，但是进行也包括齿轮的累积齿距误差的修正的话，计算式变得复杂，因此并不容易。 [0007] 【在先技术文献】 [0008] 【专利文献】 [0009] 【专利文献1】日本特开2003-191131号公报 [0010] 在上述的以往的齿轮加工方法中，根据工件相对于旋转工作台的偏心量及旋转相位差，来算出旋转工作台的工作台旋转相位修正量，然后，使用该工作台旋转相位修正量，算出滚刀的切入修正量。并且，将工作台旋转相位修正量向预先设定的目标工作台旋转相位加入，使旋转工作台旋转，并将切入修正量向预先设定的目标切入量加入，使旋转工具切入，由此，即使工件偏心安装，也能进行齿轮加工。 [0011] 然而，在以往的齿轮加工方法中，算出的工作台旋转相位修正量的中心未必与旋转工作台的轴心一致，有时设定在从旋转工作台的旋转轴偏离的位置。而且，在切入修正量的算出中，若无法使用加入了工作台旋转相位修正量的修正后的实际工作台旋转相位，则不管旋转工具是否进行准确的切入，都使用修正前的目标工作台旋转相位。由此，在以往的齿轮加工方法中，难以高精度地加工偏心安装的工件。 发明内容[0012] 因此，本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够高精度地对偏心安装的被加工齿轮进行齿轮加工的齿轮加工方法。 [0013] 解决上述课题的本发明的齿轮加工方法使旋转工具与被加工齿轮啮合，并使它们同步旋转，由此对被加工齿轮进行齿轮加工，其特征在于， [0014] 基于被加工齿轮的各种因素，设定使被加工齿轮旋转的旋转工作台的目标工作台旋转相位、及与该目标工作台旋转相位对应的所述旋转工具的向被加工齿轮的目标切入量， [0015] 基于被加工齿轮相对于所述旋转工作台的偏心量及旋转相位差，求出所述旋转工作台的工作台旋转相位修正量，以向所述目标工作台旋转相位加入了所述工作台旋转相位修正量而得到的实际工作台旋转相位来使所述旋转工作台旋转， [0016] 基于所述偏心量、所述旋转相位差、及所述实际工作台旋转相位，求出所述旋转工具的切入修正量，以向所述目标切入量加入了所述切入修正量而得到的实际切入量来使所述旋转工具向被加工齿轮切入。 [0017] 【发明效果】 [0019] 图1是适用本发明的一实施例的齿轮加工方法的滚齿机的侧视图。 [0020] 图2是图1的主要部分放大图。 [0021] 图3是表示对偏心安装的工件进行齿轮加工时的情况的简要俯视图。 具体实施方式[0022] 以下，使用附图，详细说明本发明的齿轮加工方法。 [0023] 【实施例】 [0024] 如图1所示，在滚齿机1的机床11上支承有能够沿着水平的X轴方向移动的柱12。在柱12的前表面支承有沿着铅垂的Z轴方向升降的滚刀座13、在该滚刀座13上支承有能够绕着水平的A轴回旋且能够沿着水平的Y轴方向移动的滚刀架14。在滚刀架14上安装有可拆装的滚刀(旋转工具)15，该滚刀15通过安装于滚刀架14，而能够绕着水平的B轴旋转。 [0025] 另外，如图1及图2所示，在机床11上的柱12的正面支承有能够绕着铅垂的C轴旋转的旋转工作台16。在旋转工作台16的上表面安装有可拆装的安装夹具17，在该安装夹具17安装有作为齿轮原料的可拆装的工件(被加工齿轮)W。需要说明的是，在图1中，未进行工件W的向安装夹具17的安装。 [0026] 而且，在机床11上的隔着旋转工作台16的与柱12相反侧竖立设置有支柱18。在支柱18的前表面上支承有能够沿着Z轴方向升降的升降头19，在该升降头19的前端设有支承中心20。需要说明的是，支承中心20以其轴心与C轴一致的方式配置。即，通过升降头19使支承中心20下降，由此在安装夹具17与支承中心20之间将工件W支承为能够旋转，在该状态下，通过使旋转工作台16旋转，而使工件W绕着C轴旋转。 [0027] 并且，在滚齿机1上设有对该滚齿机1整体进行统一控制的NC装置21。该NC装置21例如与柱12、滚刀座13、滚刀架14、旋转工作台16、升降头19等连接，基于输入的加工条件和工件(齿轮)各种因素，来控制滚刀15的向X轴、Y轴、Z轴方向的移动、绕A轴的回旋、绕B轴的旋转、或工件W的绕C轴的旋转。 [0028] 因此，在使用滚齿机1对工件W进行齿轮加工时，首先，将工件W安装在安装夹具17上，然后，使支承中心20下降，在安装夹具17与支承中心20之间将工件W支承为能够旋转。接下来，对柱12、滚刀座13、滚刀架14进行驱动，由此使滚刀15沿着X、Y、Z轴方向移动，并对应于工件W的扭转角而绕着A轴回旋，并与工件W啮合。然后，使滚刀15绕着B轴旋转，并使旋转工作台16绕着C轴旋转，然后，从该状态开始，使柱12沿着X轴方向移动，使滚刀15向工件W切入。由此，工件W的外周由滚刀15的刃部削掉，从而在该工件W上展成有齿形。 [0029] 这里，在滚齿机等的齿轮加工机械中，对大型的工件进行加工时，难以高精度地将工件安装成与旋转工作台同轴。由此，工件相对于旋转工作台偏心，因此可能会导致切入量误差或齿轮的累积齿距误差等的齿轮加工精度的下降。 [0030] 因此，在滚齿机1的NC装置21中，即使在未充分地进行上述那样的工件定心作业的情况下，也以消除工件W相对于旋转工作台16的偏心量的方式，对于旋转工作台16的旋转相位(后述的目标工作台旋转相位Co)和滚刀15的切入量(柱12的X轴方向的移动量，即后述的目标切入量Xo)进行修正。 [0031] 接下来，使用图3，详细说明这种NC装置21进行的工件偏心修正处理。 [0032] 首先，在使滚刀15向工件W切入之前，计测旋转工作台16的中心Ot与工件W的中心Ow之间的距离(以下，称为工件偏心量δ)、及工件W相对于旋转工作台16的旋转相位差(以下，称为工件偏心旋转相位 )，并将所述工件偏心量δ及工件偏心旋转相位 向NC装置21输入。而且，在NC装置21中，基于用于将预先输入的工件W加工成规定的齿形形状的工件各种因素，来设定滚刀15及旋转工作台16的转速、旋转工作台16达到规定的旋转相位(以下，称为目标工作台旋转相位Co)时的滚刀15的切入量(以下，称为目标切入量Xo)。 [0033] 并且，NC装置21使用工件偏心量δ及工件偏心旋转相位 算出向目标工作台旋转相位Co加入的修正量即工作台旋转相位修正量ΔC。该工作台旋转相位修正量ΔC通过下述表示的式(1)来算出。 [0034] [0035] 需要说明的是，Dp是工件各种因素的一要素即工件节圆直径。而且，δx表示工件偏心量δ的X轴方向分量，成为 [0036] 接下来，向目标工作台旋转相位Co加入算出的工作台旋转相位修正量ΔC，由此算出成为旋转工作台16的实际的旋转相位的实际工作台旋转相位Ct。该实际工作台旋转相位Ct通过下述表示的式(2)来算出。 [0037] Ct＝Co+ΔC…(2) [0038] 而且，NC装置21使用上述算出的实际工作台旋转相位Ct，算出向目标切入量Xo加入的修正量即切入修正量ΔX。该切入修正量ΔX通过下述表示的式(3)来算出。 [0039] [0040] 接下来，向目标切入量Xo加入算出的切入修正量ΔX，由此算出成为滚刀15的实际的切入量的实际切入量Xh。该实际切入量Xh通过下述表示的式(4)来算出。 [0041] Xh＝Xo+ΔX…(4) [0042] 因此，向旋转工作台16的目标工作台旋转相位Co加入以该旋转工作台16的中心Ot(C轴)为中心的工作台旋转相位修正量ΔC，并向滚刀15的目标切入量Xo加入根据修正后的实际工作台旋转相位Ct而求出的切入修正量ΔX，由此，工件W的外周始终与滚刀15的轴向中央部接触，因此在外观上将工件W的工件偏心量δ消除而在其外周展成齿形。 由此，即使工件W相对于旋转工作台16偏心安装，也能够高精度地对该工件W进行齿轮加工。 [0043] 需要说明的是，在本实施例中，将本发明的齿轮加工方法适用于利用滚齿机的滚刀对工件进行滚切的滚齿加工方法，但也可以适用于利用齿轮刨床的刀具对工件进行刨削(剃削)的刨削加工方法、利用齿轮磨床的螺杆状砂轮对工件进行磨削的磨削加工方法。 [0044] 【工业实用性】 [0045] 本发明可以适用于能够防止由工件偏心安装引起的旋转工具或工件的破损的齿轮加工方法。 |
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