齿轮磨削方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201180026685.1 | 申请日 | 2011-06-13 | 公开(公告)号 | CN102917827A | 公开(公告)日 | 2013-02-06 |
| 申请人 | 三菱重工业株式会社; | 发明人 | 柳濑吉言; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种通过适当地设定 砂轮 的初次切入 位置 ，而能够实现加工 精度 的提高的 齿轮 磨削方法。因此，在控制 工件 (W)的围绕工件旋 转轴 (C)的旋转、砂轮(15)的向X轴方向的切入及向Z轴方向的进给，由此利用砂轮(15)来磨削该工件(W)的齿轮磨削方法中，在工件(W)的规定的齿(Wa)的左 齿面 (WL)上及右齿面(WR)上呈格子状地设定测定点(P1～P9)，检测测定点(P1～P9)的围绕工件 旋转轴 (C)的旋转 相位 ，基于检测到的所述旋转相位，求出基准渐开线左右两齿面与测定点(P1～P9)、及基准渐开线左右两齿面与和该测定点(P1～P9)对应的对应点(Q1～Q9)之间的齿厚的偏差量(e)，基于最大的偏差量(e)，设定砂轮(15)的初次切入位置(X1)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种齿轮磨削方法，控制被加工齿轮的围绕工件旋转轴的旋转、砂轮的向被加工齿轮的径向的切入及向工件旋转轴方向的进给，由此利用所述砂轮来磨削该被加工齿轮，其特征在于， |
||||||
| 说明书全文 | 齿轮磨削方法技术领域背景技术[0002] 以往，作为对齿轮进行磨削精加工的方法，提供了一种利用砂轮以成形的方式对齿轮的齿面精加工的成形磨削法。在这种成形磨削中，首先，使在与齿轮之间进行了齿对合后的砂轮沿着齿轮的径向移动，定位在初次切入位置上设定的加工开始位置，接着，使该砂轮沿着齿轮的旋转轴方向(初次切入位置上)移动，对齿轮的1齿或1槽进行磨削。然后，当初次(第一周)的全部齿或全部槽的磨削完成时，使砂轮从初次切入位置向齿轮的径向内侧移动规定的切入量，之后，再次对齿轮的1齿或1槽进行磨削。接下来，重复进行这种磨削动作，将齿轮磨削至最终切入位置，由此磨削精加工出齿轮。 [0003] 另外，作为对齿轮进行磨削精加工的方法，提供一种利用螺纹状砂轮对齿轮的齿面进行精加工的展成磨削法。在这种展成磨削中，在使螺纹状砂轮与齿轮啮合的状态下，通过使它们同步旋转，而磨削精加工出齿轮。 [0005] 【在先技术文献】 [0006] 【专利文献】 [0007] 【专利文献1】日本特开2008-110445号公报 [0008] 【发明的概要】 [0009] 【发明要解决的课题】 [0010] 在上述以往的齿轮磨削方法中，在使齿轮旋转的状态下，检测其全部齿的左右两齿面的旋转相位，基于它们的检测结果进行齿对合，将螺纹状砂轮定位在初次切入位置上的加工开始位置。 [0011] 通常，对齿轮实施热处理时，该齿轮会因其热应力而产生变形。因此，根据砂轮的初次切入位置的不同，与成形磨削及展成磨削无关地，砂轮在加工刚开始之后，由于齿轮的变形的影响而有时会向其齿面切入过深。如此，当砂轮的切入过大时，砂轮容易引起磨削烧伤，可能会导致加工精度的下降。 [0012] 另外，为了避免砂轮切入过深，也考虑了设定其初次切入位置的情况，但当齿轮的变形变大时，在成形磨削的情况下，在初次切入位置上进行磨削的砂轮有时会成为与齿面不接触的落空(气割)状态。由此，砂轮落空的量的磨削动作变得浪费，可能会导致加工时间的损失。 发明内容[0013] 因此，本发明解决上述课题，目的在于提供一种通过适当地设定砂轮的初次切入位置，而能够实现加工精度的提高的齿轮磨削方法。 [0014] 【用于解决课题的手段】 [0016] 在被加工齿轮的规定的齿的左右两齿面上设定测定点， [0017] 检测所述测定点的围绕工件旋转轴的旋转相位， [0018] 基于检测到的所述旋转相位，求出预先设定的基准渐开线齿面与、所述测定点及所述规定的齿以外的其他全部的齿的左右两齿面上的与所述测定点对应的对应点之间的齿厚的偏差量， [0019] 基于最大的所述偏差量，设定所述砂轮的初次切入位置。 [0020] 解决上述课题的第二发明的齿轮磨削方法的特征在于， [0021] 基于从所述初次切入位置到阶段性地切入的最终切入位置为止的各切入位置和所述偏差量，按照所述各切入位置，判定所述砂轮与所述左齿面及所述右齿面是否接触，[0022] 在被判定为所述各切入位置上与所述砂轮未接触的所述左齿面及所述右齿面的该各切入位置处，对于所述砂轮未赋予向工件旋转轴方向的进给。 [0023] 解决上述课题的第三发明的齿轮磨削方法的特征在于，所述规定的齿是沿着被加工齿轮的周向以等角度间隔配置的齿。 [0024] 解决上述课题的第四发明的齿轮磨削方法的特征在于，所述测定点是在所述规定的齿的左右两齿面上的齿高方向中央部的齿宽方向中央部及齿宽方向两侧部上设定的三个点。 [0025] 解决上述课题的第五发明的齿轮磨削方法的特征在于，所述测定点是在所述规定的齿的左右两齿面上呈格子状设定的九个点。 [0026] 【发明效果】 [0027] 因此，根据本发明的齿轮磨削方法，基于距预先设定的基准渐开线齿面的被加工齿轮的齿厚的偏差量，设定砂轮的初次切入位置，由此加工刚开始之后的砂轮的切入不会变得过大，能够防止该砂轮的磨削烧伤，因此能够实现加工精度的提高。附图说明 [0028] 图1是适用本发明的一实施例的齿轮磨削方法的齿轮磨削盘的概略图。 [0029] 图2是表示在规定的工件左右两齿面上分别呈格子状设定的测定点的图。 [0030] 图3是表示按照各测定点及与之对应的对应点的偏差量近似曲线的图。 具体实施方式[0031] 以下，使用附图，详细说明本发明的齿轮磨削方法。 [0032] 【实施例】 [0033] 如图1所示，旋转工作台21围绕铅垂的工件旋转轴C能够旋转地支承在齿轮磨削盘1上。并且，在该旋转工作台21的上表面安装有可拆装的工件(被测定齿轮、被加工齿轮)W。因此，通过驱动旋转工作台21，而能够使工件W围绕工件旋转轴C旋转。 [0034] 另外，砂轮头11以与旋转工作台21对置的方式设置在齿轮磨削盘1上。并且，该砂轮头11被支承为沿着表示前后、左右、上下的正交三轴方向的X轴、Y轴、Z轴方向能够移动，且围绕水平的砂轮回旋轴A能够回旋。 [0035] 在砂轮头11的正面设有砂轮驱动用马达12及心轴支承部13，砂轮心轴14以围绕砂轮旋转轴B能够旋转的方式支承在所述砂轮驱动用马达12与心轴支承部13之间。并且，在砂轮心轴14的外周部以可拆装的方式装配有用于磨削工件W的成形磨削用的砂轮15。 [0037] 因此，通过驱动砂轮头11，而能够使砂轮15沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动并围绕砂轮回旋轴A回旋。即，通过使砂轮头11围绕砂轮回旋轴A回旋，而能够根据工件W的扭转角来调整砂轮15的安装位置(安装角度)。而且，通过驱动砂轮驱动用马达12，而能够使砂轮15围绕砂轮旋转轴B旋转。 [0038] 而且，通过驱动测定头16，能够使测头17在与砂轮头11的正面对置的退避位置和从砂轮头11的正面向前方远离的测定位置之间转动。并且，在将测头17配置在测定位置的状态下，通过驱动砂轮头11，而能够使该测头17沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动。即，通过驱动砂轮头11，能够使测头17与工件W的齿Wa的左齿面WL及右齿面WR接触(参照图2)。 [0039] 并且，在齿轮磨削盘1设有对该齿轮磨削盘1整体进行综合控制的NC装置30。该NC装置30例如与砂轮头11、砂轮驱动用马达12、测定头16、旋转工作台21等连接。 [0040] 由此，在NC装置30中，基于输入的工件(齿轮)各种因素、加工(磨削)条件，来控制工件W的围绕工件旋转轴C的旋转和砂轮15的向X轴方向(工件W的径向)的切入及向Z轴方向(工件旋转轴C方向)的进给，由此能够进行砂轮15对工件W的磨削。 [0041] 需要说明的是，虽然详细情况后述，但如图2及图3所示，在上述的磨削加工前的NC装置30中，在工件W的规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上分别设定了测定点(P1～P9)之后，基于这些测定点的围绕工件旋转轴C的旋转相位，求出规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上设定的测定点、及规定的齿Wa以外的其他全部的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上的与测定点对应的对应点(Q1～Q9)的、距基准渐开线齿面的齿厚的偏差量e。然后，根据测定点及对应点的齿厚的偏差量e中的最大的偏差量e，设定砂轮15的X轴方向的初次切入位置X1。 [0042] 在此，使测头17接触的规定的齿Wa不是全部的齿Wa而是沿着工件W的周向以等角度间隔配置的多个齿Wa。在本实施方式中，在工件W的周向90°间隔配置的4个齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上分别设定测定点，并使测头17与这些测定点接触。而且，考虑到后述的偏差量近似曲线的近似精度时，使测头17接触的规定的齿Wa优选设为沿着工件W的周向以等角度间隔配置的至少4个以上的齿Wa。 [0043] 另外，测定点设为规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上的齿高方向中央部且齿宽方向中央部设定的测定点P5这一个点。需要说明的是，考虑齿Wa的变形程度，在想要进一步提高初次切入位置X1的设定精度时，可以设定多个测定点。 [0044] 即，尤其在考虑到齿Wa的齿宽方向(齿向)的变形程度时，例如，测定点设为规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上的齿高方向中央部的齿宽方向中央部及齿宽方向两侧部设定的测定点P2、P5、P8这三个点。 [0045] 而且，尤其在考虑到齿Wa的齿宽方向(齿向)及齿高方向(齿形方向)的变形程度时，例如，测定点设为规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上的齿高方向中央部、齿高方向齿顶部、齿高方向齿根部的各自的齿宽方向中央部及齿宽方向两侧部呈格子状设定的测定点P1～P9这九个点。 [0046] 需要说明的是，测定点P1～P9对应于根据工件(齿轮)各种因素而求出的基准渐开线齿面上的基准点(未图示)，对应点Q1～Q9还对应于该测定点。在以下的说明中，详细说明测定点为P1～P9这九个点且对应点为与该P1～P9对应的Q1～Q9的情况。 [0047] 接下来，使用图1至图3，详细说明齿轮磨削盘1的动作。 [0048] 首先，如图1所示，将齿切后实施了热处理的工件W安装于旋转工作台21，并驱动测定头16，使该测头17向测定位置转动。 [0049] 接着，如图2所示，使测头17沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动，并使工件W围绕工件旋转轴C旋转，使该测头17与作为测定用的4个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P1～P9接触。由此，检测各测定点P1～P9的围绕工件旋转轴C的旋转相位。 [0050] 同样地，使测头17沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动，并使工件W围绕工件旋转轴C旋转，使该测头17与在前面的测定中使用的4个齿Wa的左齿面WL上设定的测定点P1～P9接触。由此，检测各测定点P1～P9的围绕工件旋转轴C的旋转相位。 [0051] 需要说明的是，如上所述，测定点P1～P9预先设定为格子状，在齿宽方向及齿高方向上，分别等间隔地配置。由此，能够在大范围内捕获左齿面WL及右齿面WR的变形程度。 [0052] 并且，使用由测头17检测到的4个左齿面WL上及右齿面WR上设定的测定点P1～P9的旋转相位，进行次数解析(例如，傅立叶变换等)。由此，求出预先设定的加工目标值的基准渐开线左右两齿面(在此，相当于图3所示的最终切入位置Xn)与4个齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上设定的测定点P1～P9、及预先设定的加工目标值的基准渐开线左右两齿面(在此，相当于图3所示的最终切入位置Xn)与所述4个齿Wa以外的非测定用的其他全部的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上的和测定点P1～P9对应的对应点Q1～Q9之间的齿厚的偏差量e。 [0053] 其结果是，按照各测定点P1～P9及与该测定点P1～P9对应的对应点Q1～Q9，能够利用曲线来近似它们的偏差量e。即，按照4个左齿面WL上设定的测定点P1～P9及与之对应的对应点Q1～Q9得到9个，同样地，按照4个右齿面WR上设定的测定点P1～P9及与之对应的对应点Q1～Q9得到9个，总共能够得到18个图3所示的偏差量近似曲线。 [0054] 需要说明的是，图3所示的偏差量近似曲线以全部的齿Wa的右齿面WR上的测定点P5及对应点Q5构成的情况为代表来表示。其中，横轴的N表示齿Wa的齿数，测定用的4个齿Wa是第r1个、第r2个、第r3个、第r4个齿，r1＜r2＜r3＜r4，r1、r2、r3、r4是超过1的正整数。 [0055] 另外，第r1个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5的偏差量为e(r1-p5)，第r2个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5的偏差量为e(r2-p5)，第r3个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5的偏差量为e(r3-p5)，第r4个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5的偏差量为e(r4-p5)。 [0056] 接着，根据18个全部的偏差量近似曲线，从测定点P1～P9及对应点Q1～Q9中选择了偏差量e最大的偏差量近似曲线之后(在此，为图3所示的第r1个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5)，将该第r1个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5的偏差量e(r1-p5)换算为砂轮15的X轴方向的移动量。 [0057] 然后，基于所述移动量及最终切入位置Xn，求出砂轮15的X轴方向的切入开始位置Xo。而且，基于所述移动量及最终切入位置Xn及每1次的切入量ΔX(可以是切入开始位置Xo及切入量ΔX)，求出切入次数、初次切入位置X1、第二次的切入位置X2、这以后的切入位置。 [0058] 即，切入开始位置Xo是在使砂轮15与工件W之间进行齿对合时，该砂轮15在X轴方向上定位的位置，是其刃面与第r1个齿Wa的右齿面WR上设定的测定点P5接触的位置。而且，砂轮15从初次切入位置X1，阶段性以每次规定的切入量ΔX进行X轴方向的切入，最终使切入进行至最终切入位置Xn，在各切入位置X1，X2，...，Xn上，被赋予向Z轴方向的进给。 [0059] 接着，使用18个全部的偏差量近似曲线及各切入位置X1，X2，...，Xn，对将偏差量e换算为X轴方向的位置与各切入位置X1，X2，...，Xn进行比较，按照各切入位置X1，X2，...，Xn，判定与砂轮15未接触的左齿面WL及右齿面WR是否存在。此时，在各切入位置X1，X2，...，Xn上，判定为与砂轮15未接触的左齿面WL及右齿面WR在同一齿槽内对置时，存储该对置的左齿面WL及右齿面WR为第几个齿Wa，或该对置的左齿面WL及右齿面WR、它们的齿槽的旋转相位。 [0060] 即，在各切入位置X1，X2，...，Xn处判定为与砂轮15未接触且在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR是即使对砂轮15赋予向Z轴方向的进给也不与该砂轮15接触的齿面。因此，在这种切入位置X1，X2，...，Xn处，对于砂轮15未赋予向Z轴方向的进给(中止砂轮15的磨削动作)。 [0061] 并且，当测头17进行的检测完成时，驱动测定头16，使该测头17转动到退避位置。 [0062] 接着，使砂轮15沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动，并使工件W围绕工件旋转轴C旋转，进行砂轮15与工件W之间的齿对合。由此，砂轮15在X轴方向上被定位在切入开始位置Xo。 [0063] 然后，使位于切入开始位置Xo的砂轮15沿着X轴方向移动切入量ΔX，定位在初次切入位置X1上设定的加工开始位置，之后，使其沿着Z轴方向移动。由此，配置在加工开始位置上的砂轮15在初次切入位置X1上移动，对在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR进行磨削。而且，使工件W围绕工件旋转轴C每次转位1齿(1槽)量，并同时对于各齿槽内的初次切入位置X1上定位的砂轮15赋予向Z轴方向的进给，由此进行第一周的磨削。 [0064] 此时，初次切入位置X1基于最大的偏差量e(r1-p5)而设定，因此砂轮15不会发生受到工件W的变形的影响而向其左齿面WL及右齿面WR切入过深的情况。而且，对于在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR中的、存储为在初次切入位置X1上与砂轮15未接触的左齿面WL及右齿面WR，不进行砂轮15的磨削动作，该砂轮15跳到下一齿槽内。 [0065] 接着，使砂轮15从第一周磨削时的初次切入位置X1沿着X轴方向再移动切入量ΔX，定位在第二次的切入位置X2上，之后，使其沿着Z轴方向移动。由此，砂轮15在第二次的切入位置X2上移动，对在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR再次进行磨削。而且，使工件W围绕工件旋转轴C每次转位1齿(1槽)量，并同时对于各齿槽内的第二次的切入位置X2上定位的砂轮15赋予向Z轴方向的进给，由此进行第二周的磨削。 [0066] 并且，上述那样的动作在砂轮15到达最终切入位置Xn之前反复进行，但对于在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR中的、存储为在各切入位置X2，...，Xn上与砂轮15未接触的左齿面WL及右齿面WR，不进行砂轮15的磨削动作，该砂轮15跳到下一齿槽内。 [0067] 需要说明的是，在本实施方式中，将本发明的齿轮磨削方法适用于使用了圆盘状的砂轮15的成形磨削，但也可以适用于使用了螺纹状砂轮的展成磨削。而且，在上述的说明中，将测定点P1～P9及对应点Q1～Q9的齿厚的偏差量e作为相对于基准渐开线齿面的偏差量，但例如也可以将测定点P5作为基准点，将测定点P1～P4、P6～P9及对应点Q1～Q9的齿厚的偏差量作为相对于测定点P5的偏差量。 [0068] 因此，根据本发明的齿轮磨削方法，基于工件W的规定的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上设定的测定点P1～P9的旋转相位，求出作为加工目标位置的最终切入位置Xn与测定点P1～P9、及作为加工目标位置的最终切入位置Xn与和该测定点P1～P9对应的对应点Q1～Q9之间的齿厚的偏差量e，基于最大的偏差量e，设定砂轮15的初次切入位置X1，由此，加工刚开始之后的砂轮15的切入不会变得过大，能够防止该砂轮15的磨削烧伤，因此能够实现加工精度的提高。 [0069] 另外，在各切入位置X1，X2，...，Xn处，在同一齿槽内对置的左齿面WL及右齿面WR的各自的偏差量e未达到该各切入位置X1，X2，...，Xn时，不利用砂轮15对这些左齿面WL及右齿面WR进行磨削，由此能够消除砂轮15与左齿面WL及右齿面WR未接触的落空(气割)状态。其结果是，能够消除加工损失，因此能够实现加工时间的缩短。 [0070] 而且，如上所述，能够实现砂轮15的磨削烧伤的防止、砂轮15的加工时间的缩短，因此砂轮15的砂轮寿命提高，能够实现该砂轮15的修整间隔的长期化。 [0071] 另外，将测定用的齿Wa不设为全部的齿Wa，而设为沿着工件W的周向以等角度间隔配置的齿Wa，由此能够实现旋转相位检测处理及偏差量运算处理的简化。 [0072] 此外，在测定用的齿Wa的左齿面WL上及右齿面WR上设定的测定点P1～P9中，可以使用P5这一个点、P2、P5、P8这三个点、或P1～P9这九个点中的任一种，进行测定，因此能够根据齿Wa的变形程度而高精度且有效地设定初次切入位置X1。 [0073] 【工业实用性】 [0074] 本发明能够适用于防止砂轮对被加工齿轮的齿面的磨削不均的发生的齿轮磨削方法。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈