CN103153514B - 齿轮磨削方法 - Google Patents

Abstract

提供一种齿轮磨削方法，能够通过简化加工动作，实现加工精度的提高，并且容易调整凸面形状。为此，使工件（W）和鼓形的齿轮状砂轮（11）以啮合成具有规定的轴交叉角（Σ）的状态同步旋转，同时在工件（W）和齿轮状砂轮（11）之间沿与工件旋转轴（C1）以规定的第一斜角（θ1）交叉的进给方向（D1）进行相对的进给，从而通过齿轮状砂轮（11）磨削该工件（W），以对工件（W）施行沿齿线方向的凸面加工，并根据工件（W）的凸面形状来设定对齿轮状砂轮（11）的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及第一斜角（θ1）。

Description

齿轮磨削方法

技术领域

本发明涉及一种在磨削齿轮的齿面时对齿轮的齿面施行凸面加工的齿轮磨削方法。

背景技术

齿轮作为传递驱动力的单元是极其一般的元件，但会因齿轮彼此啮合而产生齿轮噪音（噪音和振动）。

因此，一直以来，为了解决上述的问题，一般对齿轮的齿面进行凸面加工处理。凸面加工处理是指对齿轮的齿面以沿齿线方向的方式形成鼓成圆弧状的凸面的处理。这种凸面加工处理能够通过施行如下加工而进行：使齿厚随着从齿线方向中央部朝向齿线方向两端部而逐渐减少。而且，通过如此进行凸面加工处理，齿轮彼此的啮合变平滑，所以能够降低齿轮噪音。

并且，在对热处理后的齿轮施行凸面加工的情况下，一般在磨削加工时同时进行凸面加工处理。在这种磨削加工中，使砂轮以沿凸面形状的方式进行圆弧运动，该砂轮的圆弧运动能够通过根据凸面形状来调整齿轮和砂轮之间的轴间距离而进行。而且，如此对齿轮的齿面施行凸面加工的齿轮磨削方法公开于例如专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-290234号公报

发明内容

在上述过去的齿轮磨削方法中，使齿轮和鼓形工具以啮合成具有规定的轴交叉角的状态同步旋转，同时在它们之间调整斜角比，从而进行凸面加工处理。而且，在调整齿面的凸面形状的情况下，调整齿轮和鼓形工具之间的轴间距离。

由此，在过去的齿轮磨削方法中，需要在进行进给动作的同时，根据凸面形状来调整齿轮和鼓形工具之间的轴间距离。并且，在根据凸面形状来调整齿轮和鼓形工具之间的轴间距离的情况下，在圆弧运动的象限转换时（反转时），可能会产生起因于驱动力传递机构的齿隙等的、被称为象限突起的轨迹误差。

其结果是，不仅齿轮及鼓形工具的加工动作变复杂，而且象限突起对加工精度造成影响，所以可能会使包括齿轮的加工精度即凸面加工处理精度在内的磨削加工精度降低。

并且，一直以来，也提供了一种使用由修整齿轮修整后的砂轮对齿轮的齿面施行凸面加工的齿轮磨削方法。然而，在这种齿轮磨削方法中，在变更齿轮的凸面形状的情况下，需要调整修整齿轮的凸面形状，所以成为非常费事的调整作业。

因此，本发明是解决上述问题的发明，其目的在于提供一种齿轮磨削方法，能够通过简化加工动作，实现加工精度的提高，并且容易调整凸面形状。

解决上述课题的第一发明的齿轮磨削方法的特征在于，

使被加工齿轮和鼓形的齿轮状砂轮以啮合成具有规定的轴交叉角的状态同步旋转，同时，

在所述被加工齿轮和所述齿轮状砂轮之间沿与所述被加工齿轮的工件旋转轴以规定的第一斜角交叉的进给方向进行相对的进给，从而通过所述齿轮状砂轮磨削所述被加工齿轮，以对所述被加工齿轮施行沿齿向的凸面加工，

根据所述被加工齿轮的凸面形状来设定对所述齿轮状砂轮的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及所述第一斜角。

解决上述问题的第二发明的齿轮磨削方法的特征在于，

具备修整齿轮，该修整齿轮以在和所述齿轮状砂轮之间啮合成具有所述轴交叉角的状态与所述齿轮状砂轮同步旋转，同时在和所述齿轮状砂轮之间沿与所述修整齿轮的齿轮旋转轴以规定的第二斜角交叉的进给方向进行相对的进给，从而修整所述齿轮状砂轮，

所述齿轮磨削方法调整所述第二斜角，而设定对所述齿轮状砂轮的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率。

发明效果

因此，根据本发明的齿轮磨削方法，在被加工齿轮和齿轮状砂轮之间向沿第一斜角的进给方向进行相对的进给时，根据被加工齿轮的凸面形状来设定对齿轮状砂轮的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及第一斜角。由此，能够简化加工动作，所以能够使被加工齿轮的加工精度提高，并且能够容易地调整被加工齿轮的凸面形状。

附图说明

图1表示了本发明的一实施例的齿轮磨削方法，是表示由齿轮状砂轮对工件进行磨削的状态的图。

图2是表示由修整齿轮对齿轮状砂轮进行修整的状态的图。

图3（a）～（c）是依次表示齿轮状砂轮磨削工件的状态的图。

图4是表示齿轮状砂轮沿进给方向移动时的状态的图。

图5（a）～（c）是依次表示修整齿轮修整齿轮状砂轮的状态的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的齿轮磨削方法进行详细说明。

实施例

如图1所示，采用了本发明的齿轮磨削方法的齿轮磨床（图示省略）通过鼓形的齿轮状砂轮11磨削斜齿轮即工件（被加工齿轮）W，同时对工件W的齿面施行凸面加工。而且，如图2所示，上述齿轮磨床具有如下修整功能：在该磨床上，通过修整齿轮12修整齿轮状砂轮11。

接着，使用图1及图2对齿轮磨床的磨削加工时及修整时的安装结构进行说明。

首先，如图1所示，在进行磨削加工时的齿轮磨床上，工件W设置成能够绕工件旋转轴C1旋转，该工件旋转轴C1沿垂直的Z轴方向延伸。该工件W为在切齿加工之后施行热处理后的元件，其工件宽度（齿宽）形成为bw。

并且，在进行磨削加工时的齿轮磨床上，齿轮状砂轮11设置成能够绕砂轮旋转轴B旋转，并且支承为能够沿下述方向移动：形成砂轮旋转轴B和工件旋转轴C1之间的轴间距离的水平的X轴方向（切入方向）、与X轴方向及Z轴方向正交的水平的Y轴方向、Z轴方向。

而且，齿轮状砂轮11设置成能够绕砂轮旋转轴A旋转，该砂轮旋转轴沿X轴方向延伸。如此，通过使齿轮状砂轮11绕砂轮旋转轴A旋转，能够根据工件W及齿轮状砂轮11的扭转角来调整砂轮旋转轴B和工件旋转轴C1之间的轴交叉角Σ。即，磨削加工时的轴交叉角Σ是在Y-Z平面内砂轮旋转轴B和工件旋转轴C1构成的角度，磨削加工时的齿轮状砂轮11在给予了与工件W及齿轮状砂轮11的扭转角对应的轴交叉角Σ的状态下绕砂轮旋转轴B旋转。

在此，齿轮状砂轮11形成为斜齿轮状，并且形成为如下鼓形：齿轮状砂轮11的外径尺寸随着从砂轮宽度方向（砂轮轴方向）中央部朝向砂轮宽度方向（砂轮轴方向）两端部而变大。即，表示齿轮状砂轮11的砂轮宽度方向的外形形状的鼓形由规定的曲率规定。并且，齿轮状砂轮11的砂轮宽度（刃宽）形成为bg（bg＜bw），其刃面遍及齿轮状砂轮11的砂轮宽度方向整个区域连续地扭转而形成。

如此，以齿轮状砂轮11的砂轮宽度方向的外形形状成为鼓形的方式形成齿轮状砂轮11，并且使砂轮宽度bg比工件宽度bw小，从而能够使该齿轮状砂轮11与工件W以其砂轮宽度方向整个区域与工件W进行线接触的方式啮合。

而且，齿轮状砂轮11从与工件W啮合的状态开始，在沿X轴方向进行切入之后沿进给方向D1进行进给，该进给方向是相对于工件旋转轴C1倾斜的方向。由此，在通过齿轮状砂轮11的刃面磨削工件W的齿面时，对工件W的齿面施行沿其齿线方向的凸面加工。

并且，进给方向D1是在Y-Z平面内与工件旋转轴C1以规定的斜角θ1交叉的方向。因此，工件W的齿面上的凸面形状（凸面加工附加量、凸面的齿线方向的曲率）能够通过调整对齿轮状砂轮11的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及斜角θ1而进行设定。

具体而言，由于齿轮状砂轮11形成为鼓形，所以随着斜角θ1变大，该齿轮状砂轮11对工件W的凸面加工附加量也随着齿轮状砂轮11向进给方向D1的移动而变大。另一方面，由于齿轮状砂轮11形成为鼓形，所以随着斜角θ1变小，该齿轮状砂轮11对工件W的凸面加工附加量也随着齿轮状砂轮11向进给方向D1的移动而变小。

并且，如图2所示，在进行修整时的齿轮磨床上，修整齿轮12设置成能够绕齿轮旋转轴C2旋转，该齿轮旋转轴C2配置于与工件旋转轴C1相同的轴上。该修整齿轮12具有与工件W的齿轮规格相同的齿轮规格，并能够与齿轮状砂轮11啮合。

即，通过使齿轮状砂轮11绕砂轮旋转轴A旋转，能够根据齿轮状砂轮11及修整齿轮12的扭转角来调整砂轮旋转轴B和齿轮旋转轴C2之间的轴交叉角Σ。并且，修整时的轴交叉角Σ是在Y-Z平面内砂轮旋转轴B和齿轮旋转轴C2构成的角度，修整时的齿轮状砂轮11在形成了与该齿轮状砂轮11及修整齿轮12的扭转角对应的轴交叉角Σ的状态下绕砂轮旋转轴B旋转。此外，将磨削加工时的轴交叉角Σ和修整时的轴交叉角Σ设定为相同的角度。

而且，齿轮状砂轮11从与修整齿轮12啮合的状态开始，在沿X轴方向进行切入之后沿进给方向D2进行进给，该进给方向是相对于齿轮旋转轴C2倾斜的方向。由此，在通过修整齿轮12的齿面（刃面）修整齿轮状砂轮11的刃面时，能够将齿轮状砂轮11的砂轮宽度方向的外形形状成形为鼓形。

并且，进给方向D2是在Y-Z平面内与齿轮旋转轴C2以规定的斜角θ2交叉的方向。因此，齿轮状砂轮11的鼓形的曲率能够通过调整斜角θ2而进行设定。

具体而言，若使斜角θ2变大，则能够使齿轮状砂轮11的鼓形的曲率变小。另一方面，若使斜角θ2变小，则能够使齿轮状砂轮11的鼓形的曲率变大。

接着，使用图3至图5对齿轮磨床的磨削加工时及修整时的动作进行说明。

在通过齿轮状砂轮11磨削工件W的情况下，首先，设定相对于工件W的齿面的期望的凸面形状。伴随于此，预先使齿轮状砂轮11的砂轮宽度方向的外形形状以与该凸面形状对应的规定的曲率形成为鼓形。并且，斜角θ1也预先设定成与该凸面形状对应的规定的角度。

随后，如图3（a）所示，使齿轮状砂轮11沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，并且使其绕砂轮旋转轴A旋转，在形成了轴交叉角Σ的状态下与工件W的齿宽方向上端部啮合。

而且，从上述啮合状态开始，在使齿轮状砂轮11沿X轴方向进行切入之后，使齿轮状砂轮11绕砂轮旋转轴B旋转，并且使工件W绕工件旋转轴C1旋转。

随后，使齿轮状砂轮11通过Y轴、Z轴方向的移动，向沿斜角θ1的进给方向D1进行进给。由此，如图3（a）～（c）所示，齿轮状砂轮11从工件W的齿宽方向上端部经由工件的齿宽方向中央部到工件的齿宽方向下端部，使砂轮宽度方向整个区域始终进行线接触并移动。

其结果是，通过齿轮状砂轮11和工件W之间的同步旋转及轴交叉角Σ，齿轮状砂轮11的刃面和工件W的齿面之间产生滑动，所以由齿轮状砂轮11的刃面对工件W的齿面进行微细磨削。

并且，若进行上述的那种磨削动作，则齿轮状砂轮11形成为鼓形，所以随着该齿轮状砂轮11向工件W的齿宽方向上端部侧及齿宽方向下端部侧移动，齿轮状砂轮11对工件W的干涉量变大。由此，对工件W的齿面施行使其齿线方向中央部缓慢鼓起的期望的凸面加工。

而且，如上述，通过调整齿轮状砂轮11的鼓形的曲率及斜角θ1，能够设定工件W的齿面的凸面量。此时，如图4所示，随着使斜角θ1变大，能够使齿轮状砂轮11在进给方向D1的行程量变小。

即，若将齿轮状砂轮11在进给方向D1的行程量表示为S，则该行程量S能够用下述的式（1）表示。

S=bg×sinΣ/sinθ1…（1）

因此，从上述的式（1）能够明确理解到行程量S随着斜角θ1变大而变小。由此，通过使斜角θ1变大，齿轮状砂轮11的行程量S变小，所以能够实现加工时间的缩短。

并且进一步，使齿轮状砂轮11与工件W以其砂轮宽度方向整个区域进行线接触的方式啮合，而进行磨削动作，所以能够将齿轮状砂轮11的全部刃面作为磨削面使用。由此，能够使齿轮状砂轮11的磨削区域变大，所以能够实现砂轮寿命的延长。

在此，在使用齿轮状砂轮11对规定数量的工件W进行磨削时，由于刃面磨损而其锋利度降低，所以需要通过修整齿轮12对齿轮状砂轮11进行定期修整。

因此，在通过修整齿轮12对齿轮状砂轮11进行修整的情况下，首先，预先将斜角θ2设定成与齿轮状砂轮11的鼓形的曲率对应的规定的角度。

随后，如图5（a）所示，使齿轮状砂轮11沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，并且绕砂轮旋转轴A旋转，在形成了轴交叉角Σ的状态下与修整齿轮12的齿宽方向上端部啮合。

而且，从上述啮合状态开始，在使齿轮状砂轮11沿X轴方向进行切入之后，使齿轮状砂轮11绕砂轮旋转轴B旋转，并且使修整齿轮12绕齿轮旋转轴C2旋转。

随后，使齿轮状砂轮11通过Y轴、Z轴方向的移动，向沿斜角θ2的进给方向D2进行进给。由此，如图5（a）～（c）所示，齿轮状砂轮11从修整齿轮12的齿宽方向上端部经由修整齿轮的齿宽方向中央部到修整齿轮的齿宽方向下端部，使砂轮宽度方向整个区域始终进行线接触并移动。由此，通过修整齿轮12的齿面（刃面）对齿轮状砂轮11的刃面进行修整。

并且，如上述，通过调整斜角θ2，能够设定齿轮状砂轮11的鼓形的曲率。因此，在变更工件W的齿面的凸面形状的情况下，可以调整斜角θ2而设定齿轮状砂轮11的鼓形的曲率及斜角θ1。由此，在用于调整工件W的齿面的凸面形状的调整方法中，能够使凸面形状的调整自由度变大。

因此，根据本发明的齿轮磨削方法，在使鼓形的齿轮状砂轮11向沿斜角θ1的进给方向D1进行进给时，通过根据工件W的齿面的凸面形状来设定对齿轮状砂轮11的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及斜角θ1，而能够简化磨削动作，所以能够使工件W的包括凸面加工处理精度的磨削加工精度提高，并且能够容易地调整工件W的齿面的凸面形状。

并且，通过调整对齿轮状砂轮11进行修整时的斜角θ2而设定对齿轮状砂轮11的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率，而能够使凸面形状的调整自由度变大。

产业上的可利用性

本发明能够适用于以实现加工时间的缩短化为目的的齿轮磨削方法。

Claims (2)

1.一种齿轮磨削方法，其特征在于，

使被加工齿轮和鼓形的齿轮状砂轮以啮合成具有规定的轴交叉角的状态同步旋转，同时，

在所述被加工齿轮和所述齿轮状砂轮之间沿与所述被加工齿轮的工件旋转轴以规定的第一斜角交叉的进给方向进行相对的进给，从而通过所述齿轮状砂轮磨削所述被加工齿轮，以对所述被加工齿轮施行沿齿向的凸面加工，

根据所述被加工齿轮的凸面形状来设定对所述齿轮状砂轮的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率及所述第一斜角。

2.根据权利要求1所述的齿轮磨削方法，其特征在于，

具备修整齿轮，该修整齿轮以在和所述齿轮状砂轮之间啮合成具有所述轴交叉角的状态与所述齿轮状砂轮同步旋转，同时在和所述齿轮状砂轮之间沿与所述修整齿轮的齿轮旋转轴以规定的第二斜角交叉的进给方向进行相对的进给，从而修整所述齿轮状砂轮，

所述齿轮磨削方法调整所述第二斜角，而设定对所述齿轮状砂轮的鼓形进行规定的砂轮宽度方向的曲率。