磨削圆柱形齿轮的方法及保持恒定磨削过程的方法 |
|||||||
申请号 | CN200780018893.0 | 申请日 | 2007-05-16 | 公开(公告)号 | CN101454103B | 公开(公告)日 | 2012-07-04 |
申请人 | 格里森工场; | 发明人 | B·J·鲍尔德克; P·E·查宾; | ||||
摘要 | 一种用 螺纹 磨削轮磨削圆柱形 齿轮 的方法,其中在移动过程中所使用的磨削轮材料的量在例如由于磨光而磨削轮直径减小时磨削保持恒定。当磨削轮直径减小时调节磨削轮移动的量。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用具有旋转轴线的螺纹磨削轮磨削圆柱形齿轮的方法,所述磨削包括在所述磨削的至少一部分期间使所述齿轮相对于所述磨削轮沿所述旋转轴线的方向移动,所述方法包括: |
||||||
说明书全文 | 磨削圆柱形齿轮的方法及保持恒定磨削过程的方法技术领域背景技术[0002] 在用螺纹磨削轮磨削圆柱形(例如直齿轮或螺旋状)齿轮时,通常沿磨削轮旋转轴线方向相对于磨削轮迁移或“移动”工件。在齿轮磨削过程中可能发生移动(称为连续移动),即在磨削轮沿齿轮齿的长度的往复运动的同时发生移动,因此产生磨削轮和工件之间的对角运动。 [0003] 在两冲程之间(诸如在粗磨和精磨冲程之间)或最终磨削冲程之后(例如精磨冲程之后)也可能发生磨削轮轴线方向的移动。称为增量移动的移动类型通常往往将工件定位在诸如精磨之类的磨削轮上的另一位置处,或将磨削轮从一个工件的精磨位置再定位到用于下一工件的开始位置。沿磨削轮轴线的任一方向会发生任何冲程或所有冲程之间的增量移动。 [0004] 移动使磨损沿磨削轮的长度均匀分布并使磨削轮的较新部分与工件接触,这能够在短时间内去除最大量的金属而磨削轮不会加载且齿轮不会燃烧。磨削轮加载理解为金属颗粒附着到磨削轮,由此填充磨削轮上的小孔的情况,这会引起磨削轮上增加负载或吸收磨削轮上的动力。齿轮燃烧理解为在磨削工艺期间产生足够的热量以使齿轮齿面的金属回火的情况。可用肉眼观察到剧烈的燃烧,但是在大多数情况下,则必须使用专用探测方法来确定齿轮是否已燃烧。齿轮加载也可引起齿轮燃烧。 [0005] 在沿磨削轮的轴线从开始位置移动到终止位置时,使用相应量的磨削螺纹表面区域。螺纹表面面积的量取决于连续移动(CS)的量、磨削轮的直径(或半径)和磨削螺纹的螺纹升角(λ)。 [0006] 但是,当使用磨削轮时,磨削螺纹磨损,且因此磨削轮必须定期敷料以将磨削螺纹恢复到其所要求的形式。由于每次磨光,磨削轮的直径减小。当磨削轮的直径减小时,移动过程中使用的螺纹表面面积的量同样减小。因此,磨削过程不恒定且每次移动螺纹表面面积的减小量会增加磨削轮加载和/或齿轮燃烧的可能性,这会影响所要生产的齿轮的质量。 发明内容[0007] 本发明针对一种通过在磨削轮的直径减小时调节磨削轮移动的量来提供恒定磨削工艺的方法。 [0008] 本发明的第一方面涉及一种用具有旋转轴线的螺纹磨削轮磨削圆柱形齿轮的方法,所述磨削包括在所述磨削的至少一部分期间使所述齿轮相对于所述磨削轮沿所述旋转轴线的方向移动,所述方法包括:在所述磨削轮使用期间根据所述磨削轮的直径来改变移动的量以保持螺纹表面面积或螺纹体积的磨削量恒定的方法,其中在所述使用期间,所述磨削轮的直径从第一尺寸减小,且移动的量从第一量增加。 [0009] 本发明的第二方面涉及一种用于保持螺纹表面面积或螺纹体积的磨削量恒定的磨削过程的方法,其中,所述磨削过程包括用具有旋转轴线的螺纹磨削轮磨削圆柱形齿轮,磨削包括在所述磨削的至少一部分期间使所述齿轮相对于所述磨削轮沿所述旋转轴线的方向移动,所述恒定的磨削过程在所述螺纹磨削轮的使用期间延续,其中所述使用期间包括导致所述磨削轮直径减小的至少一次磨光操作,所述方法包括:在磨光后将移动量从磨光之前的第一量变化到第二增量,所述移动的增量根据所述磨削轮在所述磨削轮的所述使用期间的减小的直径限定,由此通过移动的增量来保持恒定的磨削过程。 [0010] 本发明的第三方面涉及一种用具有旋转轴线的螺纹磨削轮磨削圆柱形齿轮的方法,所述磨削包括在所述磨削的至少一部分期间使所述齿轮相对于所述磨削轮沿所述旋转轴线的方向移动,所述方法包括:在所述磨削轮使用期间根据所述磨削轮的减小的直径来改变移动的量,在所述期间包括至少一次磨光,其中在所述使用期间,由于所述磨削轮的直径从第一尺寸减小,且移动的量从 第一量增加,由此保持螺纹表面面积或螺纹体积的磨削量恒定的方法。附图说明 [0011] 图1示出磨削过程的两个运动分量。 [0012] 图2示出由图1的运动产生的对角运动。 [0013] 图3示出在工件磨削期间发生的移动顺序的实例。 具体实施方式[0014] 将参照仅想要示例地表示本发明的较佳实施例来对本发明进行讨论。 [0015] 图1示出用于圆柱形(例如直齿轮或螺旋形)齿轮的磨削过程的两个运动分量。第一分量Z表示磨削轮馈送运动,由此磨削轮W沿齿轮齿(未示出)的长度运动(即冲程)。 第二分量Y表示沿磨削轮旋转轴线方向移动。这些运动的组合产生跨越磨削轮的对角馈送运动D(图2)。应当理解,以上运动是磨削轮和工件之间的相对运动,而不只限于磨削轮的运动,它可通过工件的运动或通过磨削轮和工件两者的运动的结合来实现。 [0016] 如上所述,移动使磨损沿磨削轮的长度均匀分布并使磨削轮的较新部分与工件接触,这就能在短时间内去除最大量的金属而磨削轮不会加载且齿轮不会燃烧。但是,例如由于磨光,而磨削轮的直径减小时,移动过程中使用的螺纹表面面积的量也会减小。因此,由于螺纹表面面积减小,所以磨削过程不恒定,而正在磨削的齿轮的质量就降低。 [0017] 发明人已发现,当磨削轮的直径(或半径)减小时,通过调节移动量、较佳地至少是连续移动可将磨削过程保持为恒定过程,而使这种齿轮质量保持一致。这样,在磨削轮的整个使用寿命中,每次移动的螺纹表面面积的量保持在恒定量。 [0018] 在首次使用磨削轮时,确定初始移动量。这可通过很多方式来实现。例如,初始连续移动量可确定为工件的模数(齿距的直径/齿数)的百分比,例如模数的20%。因此,对于模数2.5的齿轮,初始连续移动量是0.50mm。对于增量移动的初始量,可使用等于模数(例如2.5mm)的量(mm),且可将增量向 后移动的初始量(mm)选择成例如模数的70%(1.75mm)。当然,还可通过数学关系或特定制造商或机器操作者的经验和/或偏好来确定任何类型移动的初始量。用于确定初始移动量的特定初始移动量(连续的或增量的)或特定方式既不是较佳的也不是实施本发明所要求的。 [0019] 图3中示出典型磨削和移动顺序的实例。将第一工件Part#1在磨削轮上的初始要求位置处与磨削轮接触,且磨削从第一粗磨路径(粗磨1)开始,接着是第二粗磨路径(粗磨2)。在每次粗磨路径期间,磨削轮相对于工件连续移动(CS)。在第二粗磨路径之后,发生增量移动(磨削轮和部件之间没有接触),这将工件再定位到沿发生精磨路径(精磨)的磨削轮的长度的另一位置(即新的或较少使用的位置)。在精磨路径期间,磨削轮再相对于工件连续移动(CS)。在完成对Part#1的磨削过程时,发生增量向后移动(IBS)(不与磨削轮接触)以形成用于下一工件(在该实例中为Part#2)的初始磨削位置。工件夹紧设备和/或磨削轮再定位成使得Part#2在由增量向后移动的量限定的位置处与磨削轮接触。由于向后移动沿与连续且增量的移动相反的方向进行,所以其移动的方向和量通常由负号(-)惯例表示。 [0020] 对每个新工件重复以上顺序直到将磨削轮磨光为止,并在Part#1的位置处或其它开始位置处(无论要求哪一个)再次开始磨削。应当理解,尽管图3中示出四个部件,但是示出部件的数量仅是为了说明目的,并不意味着表示在磨削轮磨光之间加工的部件的数量。此外,尽管示出部件(#1-#4)处于图3的磨削轮上的Z方向位置,这也是为了说明目的而并不表示本发明所要求的各种Z轴线开始位置。 [0021] 本发明包括保持恒定的磨削过程,其中移动的量调节成随着磨削轮的直径(或半径)减小而增加的量。较佳的是,移动(连续和/或增量)和磨削轮直径之间的关系通常用下式表达: [0022] [0023] 其中:SA=新调节的移动量 [0024] S1=初始移动量 [0025] d1=初始磨削轮直径 [0026] dC=当前(新磨光的)磨削轮直径 [0027] 当然,显然以上关系可同样表达为变动的磨削轮半径的函数。换言之: [0028] [0029] 其中:SA=新调节的移动量 [0030] S1=初始移动量 [0031] r1=初始磨削轮半径 [0032] rC=当前(新磨光的)磨削轮半径 [0033] 例如,对于模数为2.95的齿轮,可使用以上讨论的百分比关系来确定以下初始移动量: [0034] 初始连续移动量(模数的20%)=0.590mm [0035] 初始增量移动量(等于模数)=2.950mm [0036] 初始增量向后移动量(模数的70%)=-2.065mm [0037] 初始磨削轮直径(d1)=220mm。 [0038] 对于该实例,选择190mm的当前(新磨削的)磨削轮直径(dC)。使用方程(2)的关系,可以看出当磨削轮的直径为190mm时,移动量调节或修正如下: [0039] 连续移动(CS): [0040] [0041] CSA=220/190(0.590mm)=0.683mm [0042] 增量移动(IS): [0043] [0044] ISA=220/190(2.950mm)=3.416mm [0045] 增量向后移动(IBS): [0046] [0047] IBSA=220/190(-2.065mm)=-2.391mm [0048] 当磨削轮的直径减小时,移动量增加。这样,当磨削轮的直径变化时与每次移动量相关的螺纹表面面积保持恒定。因此,磨削过程在磨削轮的整个使用寿命中保持恒定,且这样,齿轮质量在磨削轮的整个使用寿命中保持一致。尽管已讨论了在移动期间保持恒定量的螺纹表面面积,但是只要磨光深度保持恒定,磨削螺纹体积量也就保持恒定。 [0049] 较佳的是,在磨削轮每次磨光之后,对一次或多次连续移动、增量移动和向后移动,最佳地对至少连续移动,根据磨光之后存在的磨削轮直径(即“当前、新磨光的”磨削轮直径)来确定可调节移动量。这样,在相应移动中所使用的磨削轮材料的量就保持恒定,且磨削部件的质量保持一致。但是,尽管最好如此,并不要求在每次磨光之后调节一个或多个移动量。例如,可在每两次磨光或每三次磨光时确定移动量调节。 [0050] 尽管根据当前新磨光的磨削轮直径dC、初始磨削轮直径d1和初始移动量S1的关系来表达以上实例,本发明还可根据当前(新磨光的)磨削轮直径dC和紧接的先前磨削轮直径dC-1以及紧接的先前移动量SA-1的关系来表达,如下: [0051] [0052] 其中:SA=新调节的移动量 [0053] SA=紧接的先前移动量 [0054] dC-1=紧接的先前磨削轮直径 [0055] dC=当前(新磨光的)磨削轮直径 [0056] 还应当注意,尽管已参照圆柱形磨削轮讨论了本方法,但在适于工件移动的情况下,本方法同样可适用于在任何类型的螺纹磨削轮(包括称为中空冠形 (凹陷)和筒冠(凸出)磨削轮)上进行的磨削工艺。本发明还适用于具有多个起点的磨削轮。 [0057] 尽管已就磨削轮直径减小(这由于周期性磨光而很可能会发生)时调节移动量讨论了本发明方法但该方法也可适用于相反情况。例如,如果在以上实例中,当前使用的磨削轮(d1=220mm)磨光到其最小可工作直径,例如160mm,可调节连续移动量CSA在新磨光直径为160mm时为0.811mm(见以上方程(3))。利用在该最小直径时(或在任何其它选择的直径时)的信息,可确定用于该齿轮的下一新磨削轮(例如直径=240mm)的初始移动的量。在该情况(对于连续移动)下: [0058] [0059] 其中:CS1=新磨削轮的初始移动量 [0060] CSC=当前磨削轮的当前移动量 [0061] d1=新磨削轮的直径 [0062] dC=当前磨削轮的当前直径 [0063] 因此,根据以上参数,用于直径240mm的新磨削轮的初始移动量是: [0064] CS1=160/240(0.811mm)=0.541mm [0065] 当然,方程(7)中表达的关系也可应用于确定下一磨削轮的增量移动(IS)和增量向后移动(IBS)的初始量。 |