螺紋磨輪和用它修整和磨削工件的方法

專利名稱：螺紋磨輪和用它修整和磨削工件的方法
技術領域：
本發明涉及修整磨輪和用經修整的磨輪磨削工件。尤其是，本發明涉及螺紋磨輪的修整和用所述螺紋磨輪磨削正齒輪和螺旋齒輪。
背景技術：
用一種螺紋磨輪磨削正齒輪和螺旋齒輪在齒輪加工行業中是為大家所熟悉的。同樣為大家所熟悉的是需要通常采用一金剛石刀具定期地修整磨輪以去掉鈍的磨粒、清除磨輪的切屑負荷面或者將磨輪形成為一種特定的輪廓以產生一個所需要工件齒輪輪齒的齒形。
一個提供一種特定的磨削齒形的修整螺旋磨輪例子在批準給里肯曼恩(Richenmann)的美國專利第2,792,824中予以揭示。所揭示的方法采用一對金剛石的修整刀具，所述刀具在平行于螺紋磨輪的一個方向以多次橫向通過螺紋磨輪寬度加以修整。在每次橫向移動前，刀具沿著磨輪側面逐漸地被調整以改變在下一道修整過程中的刀具位置。
在按美國專利第2,792,824號修整用于磨削漸開線齒輪齒形的一個磨輪時，直線的側面輪廓最通常是被修整成可在工件齒輪上產生漸開線齒形的磨輪的磨削螺紋。然而，在磨削一種非漸開線齒輪齒形的那些例子中，對磨輪直線側面的修正被包括在修整加工中。樣規被用于使金剛石刀具偏離磨輪上的直線側面的修整。被修改的螺紋或肋完全是沿著輪寬被修整。因此，同樣的側面輪廓形狀沿著磨削螺紋的整個長度出現。
批準給奧斯帕萊克(Osplack)的美國專利第2,907,314號揭示了沿著螺紋作用線修整螺紋磨輪。修整刀具在沿著一旋轉著的磨輪的導軌形式的作用線作多道次的橫向來回移動。在刀具的每一次橫向往返移動前，刀具是在與作用線相垂直的方向上被遞增地調整以便用于下一個道次改變刀具位置。
存在這樣一些情形，即要加工具有偏離準確漸開線的修正齒形的一個齒輪，例如當由于重的工作負荷必須考慮變位(deflection)時。根據齒輪的旋轉方向一個牙齒的一個或兩個側面可以被修正。奧斯帕萊克揭示了磨輪側面的修正以實現一工件齒輪的齒側面的改變，其中一個滾輪和凸輪表面被用于控制修整刀具偏離一種直線的磨削齒形的量。
如同在美國專利第2,792,824的在先揭示那樣，將美國專利第2,907,314的方法用于磨削螺紋齒形的修正是沿著磨削螺紋的整個長度延伸。因此，在齒形上形成的任何接著發生的修正將沿著齒的整個長度形成。
批準給迪金等人的美國專利第3,568,655號還揭示了另一種方式，其中將齒側面的改變用于螺紋磨輪。當滑座運動以改變用于一個修整道次的修整刀具的位置時，具有一凸輪面的一塊板(安裝在一個或兩個滑座上)與桿嚙合以控制修整刀具在磨輪軸線的方向上的小量橫向運動。所述的小量運動代表離開直線的磨削齒形的偏移并產生沿著一工件齒輪的齒側面的整個長度方向離開準確的漸開線的偏移。
然而，所有上述的修整方法介紹了一種沿著磨削螺紋的整個長度的一種均勻的齒形改變因而產生沿著齒輪齒的整個長度的均勻修正的齒形。盡管在下述條件，例如負荷和磨損沿著齒輪牙齒長度不是不變的，但是要沿著齒長有區別地修正齒形是不可能的。
本發明的一個目的是通過控制在沿齒輪齒長度的不同位置上的齒形提供對牙齒的表面外形的良好控制。
本發明的另一個目的是提供修整一種螺紋磨輪的新穎方法，由此可以采用所述經修整的磨輪磨削沿著齒輪的齒長度形成的多個齒形區域(段)。發明概述本發明涉及修整一種螺紋磨輪的方法，所述螺紋磨輪具有一旋轉軸線、在所述旋轉軸線方向上延伸的一個寬度和至少一個螺紋狀磨削面，所述磨削面有兩個側面、一個頂面和一個根部。所述螺紋狀磨削面一般是繞磨輪螺旋形地布置并沿著寬度延伸。
所述方法包括沿著磨輪寬度分配預定數目的軸向段，所述的多個軸向段數目與經修整的螺紋磨削的橫越齒輪齒面布置的所需的相同的齒形面數目是相當的。
磨輪繞其旋轉軸線旋轉以及使一旋轉的修整刀具與磨削螺紋的兩個側面之一的側面上的一點相接觸。在橫向移動過程中修整刀具然后沿著磨輪的寬度橫向移過所述的軸向段，所述修整刀具保持在觸點上的接觸且沿著磨削螺紋長度的側面的所述點上去掉坯料。
所述修整方法包括在磨輪的各軸向段的接觸點上橫向移動過程中控制由修整刀具去掉的坯料數量，由此可以在所述點的各軸向段上去掉不同數量的坯料從而改變在特定點的各段上的磨削齒形。
在修整刀具橫向移過磨輪寬度后，使修整刀具與在磨削側面上的下一個接斷點接觸，并且修整刀具再橫向移過所述寬度，同時修整刀具在各軸向段上受到控制以在其接觸點的各特定段上去掉所要求數量的坯料。接觸、橫向移動和控制的這些步驟可沿著磨削螺紋的側面的各相斷接觸點重復地進行，由此在磨輪的每個軸向段上形成一特定的磨削側的齒形面。
在完成修整磨輪的一側面時，這些接觸、橫向移動和控制的步驟對其它的磨削側面重復進行。
或者，修整刀具可以在磨削側面之一上的一個接觸點橫向旋轉磨輪的寬度，然后改變磨輪的轉向以及在另一磨削側面上的一個接觸點上的修整可以通過在與第一側面的方向相反的方向上橫向移動修整刀具來進行。然后改變磨輪旋轉的轉向，并且該工序的重得次數與在磨輪的側面上存在的接觸點數一樣多。
本發明還包括按上述磨輪齒形加工方法用修整或加工的一個磨輪來磨削正齒輪和螺旋齒輪的方法。
所述磨輪包括多個磨削段，它們沿著具有所述各段的寬度布置，在各自段的磨削螺紋面的側面上形成有一特定的磨削齒形。除了磨輪是由上述修整方法形成的一種修整型式外，磨輪還可以是具有采用本發明的磨削螺紋的非修整的形式。
所述磨輪和工件齒輪以一種同步的方式旋轉而工件齒輪以相對磨輪旋轉軸線的一個角度切向地橫向移過磨輪的寬度，由此，在橫向移動過程中，在所述磨削面與工件齒輪的齒面間的接觸沿著齒面的長度移動。
接觸的移動允許沿著齒面的相繼部分當工件齒輪橫向移過磨輪的各軸向段時按分別磨削出一種不同的磨削齒形。因此形成的齒面包括沿著齒面長度布置的多個側面齒形面。在工件齒輪齒面上的側面齒形面的數目等于在磨輪的軸向段的數目。
附圖簡要說明

圖1示出具有用本發明的磨削方法形成的不同側面齒形的一個工件齒輪；圖2示出用于圖1的側面齒形的齒形檢查圖表；圖3示出螺紋磨輪的一個橫截面和按本發明的一種修整磨輪的方法；
圖4示出本發明的一個磨輪的橫截面，它包括在磨削段之間的過渡區；圖5示出在一磨削段上的多個點與其相鄰磨削段的多個對應點之間的過渡情況；圖6示出使一工件齒輪橫向移過本發明的一個磨輪；圖7a、7b和7c示出用圖6的方法磨削的在一工件齒輪上的不同的側面齒形區域；圖8示意地圖示出一個用于實現本發明的修整和磨削方法的機床。
較佳實施例的詳細說明下面將參照附圖來說明本發明。
圖1示出具有齒4的一個齒輪2的部分視圖。每個齒4有一對齒面(其中的一個以標號6示出)和一個頂面8。在相繼齒4之間的是一個根部10。
本發明提供沿著一加工的正齒輪或螺旋齒輪的齒面長度布置的多個齒形偏離的結構。在圖1中的齒輪包括三個以P1、P2和P3表示的這種齒形偏離。應予以理解的是齒形偏離的數目并不限于3而是沿著齒面長度可以布置任何數目的所要求的齒形偏離(在磨輪修整機構的實際限制范圍內)。
圖2用圖示方法表示出沿著一個如圖1所示的工件齒輪齒的長度布置的三個齒形偏離的齒形檢查圖表的一個例子。以“O”表示的垂直線代表準確的漸開線齒側面齒形形式而字母A至J代表沿齒4的從根部10至頂部8的側面齒形設置的10個點。雖然已選定沿著齒側面的10個點，但本發明并不限于這樣。可以選擇任何數目的點以說明所需要的側面齒形面。
可以在圖2中看到，段P1描述了一個表面，該表面在根部10附近的A點離開漸開線一個-0.0003英寸(-0.00762毫米)的數量。在P1段上，所需要表面的齒形漸漸地逼近一根漸開線，直至點H，在此點上齒形與漸開線面相一致。從點H側面齒形再離開一漸開線達到在頂部8上的J點，在此點上齒形離開漸開線表面-0.0008英寸(-0.2032毫米)。
圖2的P2段描述在圖1齒輪的齒長度的中央部分上的所需要的側面齒形表面。在根部10附近的點A上，側面齒形的表面離開漸開線-0.0005英寸(-0.01270毫米)的一個數量。然而，在C點至G點上，遵循著漸開線的曲線而從G點至在齒形的頂部上的J點，所需要的齒側面再漸漸地離開一漸開線，在點J上被去掉的坯料數量是-0.0004英寸(-0.01016毫米)，該數量大于形成漸開線面所需要加以去掉的坯料量。
請看第三個所需要的齒形側表面P3，可以看出齒形的兩個極值點(端點)，即點A和J都離開一漸開線-0.0006英寸(-0.01524毫米)的數量。所需要的表面在D和F點上接近一漸開線的表面，并且與在點D和F之間的一條漸開線相一致。
在圖2中所示的所有點是處在代表一準確漸開線的零“0”直線1上，或者是負值，所述負值表示要去掉比準確的漸開線所需去掉的材料多的材料量。然而，本發明還考慮到為沿著齒側面的點需要正的位置的那些齒面，這些點指示出被留在齒面上的附加材料。在例如這種情形時，從齒面去掉的材料要比形成一準確的漸開線齒面所需要去掉的材料的要少。
一旦已知側面齒形段的數目并且與一特定的工件齒輪相一致，例如如在圖2中所示，則修整一個螺紋磨輪以在工件齒輪的齒上加工出所需要的側面齒形段。
圖3示出一個螺紋磨輪20的部分剖面，所述螺紋磨輪20包括一根旋轉軸線22和至少一個磨削螺紋或肋24，它們基本螺旋形地繞著磨削輪20布置并且使磨輪的寬度擴展在兩端26和28之間。所述磨削螺紋24包括兩個磨削側面30和32、頂面34和根部36。頂面34和根部36也可以是磨削面。磨輪20可以是用任何合適的可修整的材料，例如通常用的氧化鋁、日膠(seeded-gel)或陶瓷結合劑(粘土燒結)立方晶一氮化硼(CBN)(Vitrified-bond cubic boronnitride)。
所述磨輪20被分配成具有與在工件齒輪的齒上的所需要的側面齒形偏離數目相對應的一個軸向磨削段的數目。在圖3的磨輪的例子中，三個段Q1、Q2和Q3被分配并分別對應于圖1的齒輪的P1、P2和P3段。較為理想是，沿著磨輪寬度的各磨削段的寬度與沿著齒輪齒長的各側面齒形段的寬度成正比。然而，各磨削段的寬度可以以任何合適的方式被確定。各磨削段的磨削面齒形與一相鄰磨削段的磨削面齒形相比是不同的。
所述磨輪20是通過使它繞旋轉軸線22旋轉并用一個與磨削螺紋24的一側表面30、32接觸的旋轉的修整刀具40進行修整的，所述修整刀具40具有一個最好敷涂金剛石的倒成圓弧的刃面42。修整刀具40的位置被控制在各磨削輪段上，由此形成所需要的側面齒形段的那一段通過修整過的磨輪沿著一工件齒輪的齒面長度而進行磨削。
使所述的旋轉刃面42與在磨輪一端的磨削側面之一上的第一點A接觸。在圖3中，為說明起見選擇在端26上開始的側面32的修整。修整刀具40在箭頭44的方向上橫向移過磨輪20的寬度，而同時沿著整個寬度在A點保持與磨輪的接觸。
在磨輪的Q1段上，在接著的磨削加工過程中足夠的坯料被去離A點處的磨削面以便可以形成工件齒輪的齒長段P1的A點。在圖2中可以看出在齒段P1上，在A點齒面從一漸開線面中去除0.0003英寸(-0.00762毫米)。這意味著由于額外的坯料從這點的齒面中去掉，額外的坯料狀就必須留在磨輪段Q1的A點的磨削面上。
當修整刀具在A點處沿著磨輪寬度橫向移動并從Q1段行進到Q2段中時，在A點改變由修整刀具去掉的坯料量以便當工件齒輪被磨削時，在齒長段P2(圖2)上的A點就可以形成。
在A點繼續修整從而沿著寬度從磨輪的Q2段進入Q3段。在A點處再次改變去除磨削面的坯料數量，由此，在磨削工件齒輪時形成齒長段P3(圖3)的A點。
在磨輪的A點上的橫向修整的終點，修整刀具可以退離磨輪，并通過返回行程移回到末端26，在此末端上，修整刀具的改變位置是在Q1段的B點上以便在工件齒輪齒長表面的P1段產生B點所必需形成的所要求的磨削面。修整刀具在B點上橫向通過磨輪的寬度，從而當修整刀具穿過磨輪的Q2段和Q3段時，改變被去掉的坯料量以形成各自的工件齒輪的P2段和P3段的B點處的所需要的表面。
上面有關A點和B點所概括的步驟對在磨輪齒形面上的各剩下點C-J重復進行。在修整刀具橫向移動結束后，磨削螺紋側面32便完全地形成帶有各具有特定齒形廓的磨削段Q1、Q2和Q3的磨削面以使所要求的齒面偏移P1、P2和P3可以沿著工件齒輪2的齒面長度形成。
較理想是，從一磨削段至一相繼段的過渡可以不是突然驟變的。這就是，例如，在從磨輪Q1段進入Q2段時，修整刀具可以不是立刻從在Q1段上的點A移向在Q2段上的點A。而是，從在一段上修整點向在下一段上同樣點的位置漸次過渡，較理想是線性地過渡的。在下一個磨削段上的該點位置應是在修整刀具進入下一段時剛好到達的過渡。當然，如果在一段上的一點位置和在下一相鄰段(例如在圖2的P2和P3上的點D、E或F)上的點位置未加以改變則對這些特定點點就無需任何過渡。
從一磨削段向下一磨削段的上述的過渡在圖4和圖5中示出。在圖4中可以看出，過渡區T1和T2分別位于磨削段Q1與Q2之間和磨削段Q2與Q3之間。在這些區域內，從在一磨削段上修整點向在下一磨削段上的待修整點是以線性過渡方式產生。一過渡區的寬度可程序控制并可以按應用的要求變化。
圖5示出通過過渡區T1從磨削段Q1向磨削段Q2的過渡。為圖示的目的雖選定三個點(A、C和J)，但是過渡適用于所有點。在圖5中，左垂線代表齒長部P1的漸開線偏移而右垂線代表齒長部P2的漸開線偏移。水平線代表在磨削段Q1的終點和磨削段Q2的始點之間的沿磨輪的寬度延伸的過渡區T1。
在工件齒輪的P1段(見圖2)，點A是從一準確的漸開線去掉-0.0003英寸(-0.00762毫米)而在工件齒輪齒部P2上的A點是從一準確的漸開線去掉-0.0005英寸(-0.01270毫米)。為了使在各自磨輪段Q1和Q2上的點A形成在P1和P2上的對應點A，接著就要產生一個從在Q1的點A處的修整刀具位置向在Q2的A點處的修整刀具位置的過渡。圖5示出較理想的過渡，在此，在過渡區T2內，修整刀具從形成P1內的A點的Q1內的A點向形成P2內A點的Q2內的A點線性地改變位置。
用這種方法在過渡區內改變修整刀具的位置實現在磨輪上的磨削段，Q1、Q2等之間的光滑過渡，因此沿著工件齒輪齒的長度在側面偏移，P1、P2等之間形成光滑過渡。雖然一種線性過渡較為理想，由于任何所需要的過渡路徑都可以遵循，因此本發明并不限于線性的過渡。
有關A點的上述同樣方式中，修整刀具可在所有剩下的點(其中圖示點C和J)的過渡區T1內改變位置。修整刀具從在Q1內的C點向在Q2內的C點線性地改變位置，所述的Q1內的C點形成在P1內位于偏移準確漸開線面一0.000214英寸(-0.00544毫米)處的C點，而所述在Q2內的C點形成在P2內位于準確漸開線面上的C點(見圖2)。對于J點，修整刀具是從在Q1內的J點向在Q2內的J點線性地改變位置，所述的在Q1內的J點形成在P1內位于偏移準確漸開線-0.0008英寸(-0.02032毫米)處的J點，而所述在Q2內的J點形成在P2內位于偏移準確漸開線-0.0004英寸(-0.01016毫米)的J點。
另一個磨削面30的修整也可以按上述本發明方法用沿著在修整磨削齒形面30中所采用的表面輪廓的相同或不同數目的點來完成。
或者，在一個修整的橫向移動后，不是一個返回行程和在沿著磨削面齒形的下一點上改變修整刀具位置，磨輪旋轉的方向可以改變以及另一磨削面側面的修整可以在與前述橫向移動方向相反的方向上進行。
例如，當修整刀具在側面32的A點上通過磨輪的寬度(在箭頭44的方向上)橫向移動后，不是在一向端26的返回行程和對在側面32的B點改變位置，磨輪的旋轉方向可以加以改變并且在另一側面30上的一點可以按與箭頭44方向相反的橫移方向予以修整。當然可以看出對于這種方法，用于修整在側面30的一點的橫向移動的軸向段的順序也可以與修整側面32的順序相反。即磨削段Q3可以首先被修整，接著是Q2和Q1。
一旦在磨削齒形面30上的該點沿著磨輪寬度被修整，修整刀具就被置于端26上以及修整磨輪旋轉方向可以再次加以改變并且修整刀具在磨削面32的B點的位置上按箭頭44的方向進行修整。來回地或雙向修整磨削齒形面32和30兩個面去掉了伴隨單向修整的返回行程并可以完全地減少修整磨輪所必需的時間。雙向修整在采用約50至250轉/(分(RPM)的修整轉速時可能是有利的。如果采用利用顯地高于250轉/分(RPM)的修整轉速，使磨輪停止旋轉、改變其旋轉方向以及使磨輪回到合適的修整轉速要費相當多的時間。在這種情況時，單向修整可能具有優點，因為完成一個返回行程可以比改變磨輪旋轉方向花費的時間較少。
應看到，本發明的修整方法可以在螺紋磨輪的一個或兩個磨削側面上進行。如果被磨削的齒輪只要有在一個齒側面上的齒廓偏移，可能就必需只對螺紋磨輪的一側面修整。這種情況下的一個例子，是當齒輪將始終以同樣的方向旋轉時因而齒側之一將始終是齒的驅動側，而另一齒側將始終是不工作側。所述不工作齒側的磨削側面可以沿著磨輪寬度用一直線壓力角的齒形修整以提供在不工作側的工件齒輪的齒側面上的漸開線面。當然，在一磨削段上的磨削面的兩側面還可以用同樣的齒形形狀加以修整。
本發明還考慮到在磨削螺紋的一側面上修整所需要數目的磨削段和在磨削螺紋的另一側面上修整的不同數目的磨削段。當用于一工件齒輪齒的每一側面要求不同數目的齒長的齒形偏移或如果在相對側面上需要不同長度的偏移，則以這種方式修整一螺紋磨輪就是必需的。
如果磨削螺紋的兩側面的磨削段數目和寬度是相同的，則不管修整方向如何可以采用相同的過渡區域。然而，如果磨削螺紋側面采用不同數目或寬度的磨削段，則每個磨削螺紋側面需要建立不同的過渡區。
應理解到，如果工件齒輪的齒根和/或齒頂要進行磨削，則磨輪20的頂面34和根部36可以按已確定的已有技術的通常方法用修整刀具40沿著磨輪的寬度予均勻地修整。
然而，本發明的方法的原理以與關于齒形面32和30所說明的同樣方式可應用于頂部34和根部36。例如，頂面34可以被修整以沿著工件齒輪的齒長提供不同的齒根圓角半徑，或者，根部36可以被修整以沿著工件齒輪的齒長度提供齒端修圓或在工件齒輪的齒的各端上提供不同的齒尖寬度。沿著磨削螺紋的根部或頂部的多個相繼的點各自在被限定的磨輪軸向段上加以修整(如上所述)以在工件齒輪中加工產生所需要的頂面和根面從而提供所需的磨削面。
圖6示出用如上述經修整的一個螺紋磨輪20磨削一個齒輪2的情況。所述磨輪20和工件齒輪2以同步方式繞著它們的各自軸線旋轉。工件齒輪2然后以相對于磨輪的軸線22成一個θ角度沿著路徑46切向地橫向移過磨輪的寬度。所述θ取決于磨輪導角、工件齒輪螺旋角、工件齒輪面寬和磨輪的寬度。
盡管本發明的磨輪是按它作為可以修整的磨輪予以了討論，但是在不需修整的那些型式的磨輪上也可以形成本發明的軸向磨削段。一種形式的不可修整磨輪是鍍有立方晶氮化硼(鍍CBN)，其中一種鋼形式所需要的磨輪，包含鍍有一種CBN晶粒的任何數目的軸向磨削段。
圖7a、7b和7c示出當工件齒輪通過在圖6中所示的磨輪20的Q1、Q2和Q3段橫向移過其寬度時沿著工件齒輪的齒長度的接觸點的進展情況。各工件齒輪可以一次或一次以上的橫向移過-磨輪的寬度。圖7a顯示，在磨削段Q1內，磨削齒長度P1的第一部分。在P1內形成的面是與在上述的修整過程中的Q1段內的修整面互補的。
當工件齒輪沿著路徑46前進時，齒輪進入磨削段Q2，在此處使先前在中Q2段中修整過的磨削面磨削部分P2(圖7b)。最后，工件齒輪進入磨削段Q3，在此處使用在Q3段中的經修整的磨削面磨削齒總長度部分P3(圖7c)。
可以看到，采用本發明的磨削方法，在磨削面和齒面之間的觸點在齒輪切向地沿著路徑46橫向運動時沿著工件齒輪齒面的長度移動。當工件齒輪沿路徑46橫向移動時，這就可使在磨輪的軸和段內經修整的不同表面分別磨削齒長表面的各分開部分。磨削段Q1、Q2和Q3的每一段都可用合適表面予以修整以便沿著工件齒輪齒長度產生所需要的齒面齒形偏移。當工件齒輪切向地橫通過磨輪的寬度時，齒長度的P1、P2和P3段與相應的Q1、Q2和Q3段嚙合以形成沿著齒長的所需要的齒形偏移。
本發明的方法不可與稱為縱向鼓形齒修形的方法相混淆。在縱向鼓形齒加工中，工件齒輪的齒通常是通過在齒的兩端去掉更多的坯料以產生沿著輪齒長度的弧度由此使接觸點移離齒邊來予以修正的。然而，縱向鼓形齒修形(凸面修形)不產生齒面的齒形形狀。輪齒廓形的漸開線形狀沿著已經過縱向凸面修形的齒的整個長度存在。本發明的齒形偏離加工可以在經過給作凸面加工的齒面上進行，或者可以結合為產生在工件齒輪的齒上的縱向凸面加工所必需的那些機床運動來完成。
圖8示出用于實現本發明的修整和磨削方法的一個計算機控制的機床50。這種形式的機床是在技術中為大家所熟悉并且是容易獲得的。
該機床包括一底座52和一加工立柱54。一工作臺滑座56布置在所述加工立柱54上用于沿著一軸線(Z一軸線)方向直線運動。相對于工作臺滑座56而轉動設置的是工件支座58，所述支座可以使一軸線(A-軸線)旋轉以便調整為磨削一特定齒輪所需的螺旋角。一工件齒輪2通過合適的工件夾持設備安裝在工件支座58上以便繞工件齒輪軸線(C-軸線)旋轉。
也設置在底座52上的是一對刀具滑臺60和62。刀具滑臺60可實現刀具沿底座的長度(X-軸線)方向運動，而刀具滑臺62可實現刀具橫向通過底座寬度(Y-軸線)的運動。機床軸線X、Y和Z相互垂直。安裝在刀具滑臺62上的是刀具支架64，刀具20安裝在所述刀具支架上以繞一刀具軸線(S-軸線)旋轉。
一修整磨輪臺66設在刀具滑臺62上并可沿垂直的修整軸線(U軸線和V軸線)運動。一修整刀具支架68安裝在修整磨輪臺66上，而一旋轉的修整刀具40相對于修整刀具支架68而旋轉安裝的，修整刀具支架68在臺66上可作角度調整以將修整刀具40設置成磨輪20的導角。V-軸線向運動用于使修整刀具40沿著磨輪20的寬度橫向運動而U軸線向運動用于修整刀具的橫向進給以將修整刀具40定位在沿著磨削螺紋面的齒形的各接觸點上(例如，圖3中的A至J點)定位。
環繞著或沿著所述軸線的運動是由分開的驅動電動機(未圖示)傳動的。上面命名的可運動的機床零件可以彼此相對獨立運動并可以相互同時地運動。每一個相應的電動機與作為計算機數字控制(CNC)系統的一部分的一線性的或旋轉的編碼器(未圖示)有關，所述計算機數控系統根據輸入一計算機(未圖示)的指令控制驅動電動機的運行。所述的編碼器將有關各運動軸線實際位置的反饋信息提供給計算機。
本發明通過提供一修整螺紋磨輪的方法且通過沿磨輪的寬度控制磨削面齒形形狀實現一工件齒輪的齒面的加強控制，由此可在磨削過程中沿著工件齒輪的齒長方向形成任何數目的所需要的齒側面的齒形偏離。
雖然本發明已參照較佳實施例予以了說明，但要理解到，本發明并不限于這些實施例的細節。本發明的目的是包括不違背所附權利要求的精神和范圍的、對熟悉本主題有關的技術的人顯而易見的修改。
權利要求
1.一種修整螺紋磨輪的方法，所述磨輪包括一轉動軸線，在所述轉動軸線方向上延伸的一個寬度和至少一個螺紋狀的磨削面，所述螺紋狀磨削面具有兩個側面、一個頂面和一個根部，所述螺紋狀磨削面基本螺旋形地繞所述磨輪布置并沿著所述寬度延伸，所述方法包括沿著所述磨輪的寬度分配多個軸向段；使所述磨輪繞所述轉動軸線旋轉；使在所述至少一根磨削螺紋的一側面上的一點與一旋轉的修整刀具相接觸；使所述修整刀具沿所述磨輪的寬度橫向通過所述軸向段，在所述橫向運動過程中，所述修整刀具保持與所述點的接觸且沿著磨輪寬度的所述側面的所述點上的去掉坯料；控制在所述橫向運動過程中在各所述軸向段的所述點上被去掉的坯料的量，由此，可以在所述點的各所述軸向段內去掉不同數量的坯料。
2.如權利要求1所述的方法，它還包括對沿著所述磨削螺紋的所述側面的相繼點重復進行所述的接觸、橫向運動和控制的步驟，由此，在各所述軸向段內形成一特定的磨削側面的齒形面。
3.如權利要求2所述的方法，它還包括，對所述磨削面的兩側面的另一個進行接觸、橫向運動、控制和重復步驟。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的磨削面的兩個側面齒形是相同的。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的磨削面的側面齒形是不同的。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括改變所述磨輪的轉動方向；對在另一個磨削面的側面上的一點完成接觸、橫向運動和控制的步驟，其中用于所述另一側面的橫向運動方向是與所述一側面的運動方向相反的。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，沿所述一磨削側面和所有另一磨削側面的所有相繼點是通過接觸、橫向運動和控制的步驟而予以修整的，而所述磨輪的旋轉方向和所述修整刀具的橫向運動的方向相對于所述修整刀具沿著所述磨輪的寬度的每一次橫向運動是反向的。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的磨削面的兩個側面齒形是相同的。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的磨削面的側面齒形是不同的。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的修整刀具是帶有預定刃邊半徑的基本盤形的刀具。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的刀具鍍有金剛石。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述軸向段的數目與通過已修整螺紋磨輪磨削的橫過齒輪齒面布置的所需要的齒形面的相同數目對應。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，隨著在相鄰的軸向段內的所述點上去掉不同數量的坯料，改變所述修整刀具的位置以在各相鄰軸向段內的所述點上去掉預定數量的坯料，所述的改變位置是在位于相鄰軸向段間的一個過渡區內實現，由此在所述修整刀具橫穿所述過渡區時改變修整刀具從一軸向段內所述點移到下一軸向段內的所述點的位置。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述的改變位置在所述過渡區域內以一種線性方式實現。
15.一種用螺紋磨輪磨削正齒輪和螺旋齒輪的方法，所述螺紋磨輪有一轉動軸線、在所述軸線的方向上延伸的一個寬度，和至少一個螺紋狀磨削面，所述磨削面有兩側面、一頂面和一根部，所述螺紋狀磨削基本螺旋形地繞著所述磨輪布置并沿所述寬度延伸，所述方法包括提供給所述磨輪多個沿著所述寬度布置的磨削段，每個所述磨削段包括在各自段內的磨削面的兩側面上形成的一特定的磨削齒形；以一種同步方式使所述磨輪和工件齒輪旋轉；以相對于所述磨輪的旋轉軸線的一個角度使所述工件齒輪切向地橫向移過所述磨輪的寬度，由此，在所述橫向運動過程中，使所述磨削面與工件齒輪的齒面之間的接觸點沿著所述齒面長度移動，從而當所述工件齒輪橫向移動過磨輪的各磨削段時通過不同磨削齒形分別提供沿著所述齒面長度磨削的相繼部分，從而產生包括有多個沿著所述齒面的長度布置的側面齒形面的齒面。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，至少所述多個側面齒形面中的一些偏離一漸開線齒形。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述工件齒輪橫向通過所述磨輪一次或一次以上。
18.如權利要求15所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的所述磨削側面具有相同的表面齒形。
19.如權利要求15所述的方法，其特征在于，在一軸向段內的所述磨削側面有不同的表面齒形。
20.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述磨削段的數目與橫越所述工件齒輪的齒面長度布置的所述需要的齒形面的同樣數目相對應。
21.如權利要求15所述的方法，其特征在于，它包括使所述工件齒輪橫向通過位于所述磨削度之間的過渡區域。
22.一種用權利要求15所述的方法加工的齒輪。
23.一種螺紋磨輪，它包括一轉動軸線和沿著所述轉動軸線延伸的一個寬度，所述磨輪包括至少一個具有兩側面的螺紋狀磨削面，一頂面和一根部，所述螺紋狀磨削面基本螺旋形地繞所述磨輪布置并沿所述寬度延伸，所述磨輪包括沿所述磨輪的寬度設置的多個軸向段，每個所述軸向段包括用于沿著一工件齒輪齒面長度磨削一個所需齒形面的特定磨削面齒形。
24.如權利要求23所述的磨輪，其特征在于，在一軸向段內的所述磨削側面具有相同的表面齒形。
25.如權利要求23所述的磨輪，其特征在于，在一軸向段內的磨削側面具有不同的表面齒形。
26.如權利要求23所述的磨輪，其特征在于，它還包括位于各所述軸向段之間的一個過渡區域，由此提供在所述軸向段之間的一個光滑過渡。
27.如權利要求23所述的磨輪，其特征在于，所述的磨輪是不可修整的。
28.一種包括多個齒的齒輪，每個所述齒有一對齒側面，所述齒輪包括至少所述一對齒側面之一，它具有沿至少一個側表面的長度布置的多個齒形偏離部分；沿著在所述至少一部分上的至少部分齒形偏離一漸開線的至少一個所述部分。
全文摘要
一種修整螺紋磨輪的方法，包括使磨輪和修整修刀具繞它們各自軸線旋轉和使所述刀具與在磨削螺紋一側面上的一點接觸。所述修整刀具沿所述磨輪的寬度橫向運動，而在所述橫向運動過程中，所述修整刀具保持與所述點接觸以去掉沿磨輪寬度的側面上的所述點上的坯料。所述方法包括控制在此點上的橫向運動過程中被修整刀具去掉的坯料量，由此可以在所述點沿磨輪寬度的不同軸向段上去掉不同數量的坯料，因而使在此接觸點的各段的磨削齒形改變。所述刀具沿磨削螺紋齒形在相繼點上作橫向運動以在磨輪的各段上產生不同的磨削齒形。還揭示一種磨削正齒輪和螺旋齒輪的方法。
文檔編號B24B53/06GK1143341SQ95191957
公開日1997年2月19日 申請日期1995年3月10日 優先權日1994年3月16日
發明者羅曼麥科伍斯基 申請人:格里森工場