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JPH0751936A - 歯を精密加工する方法及び工作機械 - Google Patents

歯を精密加工する方法及び工作機械

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JPH0751936A
JPH0751936A JP6139269A JP13926994A JPH0751936A JP H0751936 A JPH0751936 A JP H0751936A JP 6139269 A JP6139269 A JP 6139269A JP 13926994 A JP13926994 A JP 13926994A JP H0751936 A JPH0751936 A JP H0751936A
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gear
rotation
axis
grinding tool
tool
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JP6139269A
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マンフレート・ローレンツ
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KAPP AND CO
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械で歯を精密加工する際，歯の誤差特
に合計ピツチ誤差をなくす。 【構成】 工作機械で歯を精密加工する際，加工すべき
歯車１をその回転軸線２の周りに回転させ，かつ回転軸
線４の周りに回転する研削工具３に係合させ，それによ
り歯車１の加工すべき歯面にある研削屑を除去し，歯車
１の回転軸線２の回転運動と研削工具３の回転軸線４の
回転運動とを電子的に連結する。本発明によれば，加工
の前に，一方の回転軸線を駆動し，他方の回転軸線を負
荷なしに一緒に回転させることによつて，工作物として
の歯車１に存在する歯切り誤差の測定を機械においてま
ず行う。続く加工過程において，工作物回転軸線２及び
工具回転軸線４の電子的連結の際，誤差値を″対抗″さ
せることにより，求められた誤差を考慮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，工作機械で歯を精密加
工する際，加工すべき歯車をその回転軸線の周りに回転
させ，かつ回転軸線の周りに回転する研削工具に係合さ
せ，それにより歯車の加工すべき歯面にある研削屑を除
去し，歯車の回転軸線の回転運動と研削工具の回転軸線
の回転運動とを電子的に連結する，歯を精密加工する方
法及び工作機械に関する。
【０００２】研削屑の除去は，通常は，工作物の回転軸
線と研削工具の回転軸線とがいわゆる軸線交差角をなす
ようにすることによつて，行われる。例外的な場合，研
削工具の軸線と工作物の軸線が平行でも，研削工具及び
工作物の相互転動の際のいわゆる高さ滑りにより研削屑
の除去を行うことができる。
【０００３】
【従来の技術】歯車の硬質加工のために種々の製造方法
が使用される。ホブ加工されかつ硬化される歯車は，し
はしば研削過程により精確な輪郭（インボリユート曲
線）を与えられる。研削後に残る歯切り誤差を少なくす
るため，研削加工の後に歯車のホーニングを行うことも
ある。ホーニングの利点は，その過程に比較的僅かな時
間しか必要とせず，従つて特に多量生産に適しているこ
とである。
【０００４】歯車のホーニングの際，加工すべき歯車が
その回転軸線の周りに回転する。その際歯車は，外歯を
加工する場合内歯環の形状を持つホーニング工具に係合
する。ホーニング工具も同様にその回転軸線の周りに回
転する。ホーニング工具の内歯は，所望の工作物歯形状
から幾何学的に導き出される。加工困難な歯車の材料除
去を行うため，ホーニング工具は砥粒から成ることもあ
る。例えば工作物を駆動し，工具を特定の引きずりトル
クで追従させることによつて，加工か行われる。回転方
向の変化により，両方の歯面（押し引き）が加工され
る。
【０００５】ホーニングの目的は，特に研削後残る歯切
り誤差を少なくすることである。歯切り誤差には同心
性，輪郭（所望の修正を含むインボリユート曲線）及び
歯面線の誤差が含まれる。更に歯車の騒音の少ない回転
のために，単一ピツチ誤差及び合計ピツチ誤差も特に重
要である。
【０００６】加工すべき歯車に対する高度の要求によ
り，効率のよい硬質加工方法が必要になつた。歯車ホー
ニングに関して考慮された方策では，工具及び工作物の
両方の回転軸線がもはや互いに無関係に動作するのでは
なく，両方の回転軸線が所定の連結手段により連結され
ている。この連結手段は，数値制御技術により電子的に
行われる（″電子軸″）。
【０００７】この手段の目的は，ホーニング過程により
歯切り誤差を平均化し，従つて誤差の少ないホーニング
工具による転動研削の範曲内で少なくするたけでなく，
回転軸線の強制連結によりなくすことである。
【０００８】広範な実験の結果，公知のホーニング方法
により，実際に特定の歯切り誤差即ち歯の同心性誤差，
歯面形状誤差及び単一ピツチ誤差を非常に小さくできる
ことがわかつた。
【０００９】しかし″電子軸″を使用しても，特に歯の
合計ピツチ誤差はホーニング過程後また大きすぎ，一般
に許容公差外にあることもわかつた。
【００１０】利用可能な制御装置（″電子軸″）は，工
作物及びホーンの非常に高い回転速度のため，回転語差
即ち理想回転からのμ範囲内でのみ変化する回転偏差を
適時に検出しかつ必要な逆変化を開始して，研削過程の
適当な修正を行うことができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従つて本発明の基礎に
なつている課題は，危険な合計ピツチ誤差を著しく減少
して，高品質の歯を得ることができる歯の新しい精密加
工方法を提供することである。しかし本発明による目的
は，硬質加工ができるだけ短い時間に行われ，従つてホ
ーニング過程から出発するという副次的条件下で達せら
れるようにする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発開によれば加工を次の動作段階で行う ａ）歯車をその回転軸線の周りに少なくとも１つの完全
な回転だけ回転させ，その際歯単を研削工具に係合さ
せ，研削工具を歯車の歯面に接触させながら負荷なしに
一緒に回転させ，歯車の完全な回転にわたつて，歯切り
誤差の存在のため歯車と研削工具との間に生ずる理想回
転からの回転偏差を測定しかつ記憶し， ｂ）歯車を研削工具で加工し，その際歯車の回転軸線の
回転運動と研削工具の回転軸線の回転運動とを電子的に
連結し，両方の回転軸線の回転運動を連結する際，電子
制御装置により，動作段階ａ）において測定されかつ記
憶される回転偏差を考慮して，制御すべき回転軸線の角
度位置の目標値規定の際，これらの回転偏差を逆の符号
で加算する。
【００１３】動作段階ａ）で検出される理想回転からの
回転偏差（これは存在する誤差用の″テイーチーイン″
と称することができる）は，測定される誤差が異なる符
号で″対抗″せしめられ，こうして最も多く材料を除去
せねばならない個所で特に多くの材料研削が行われるよ
うに，動作段階ｂ）において使用される。この場合選択
の制御技術的手段は，既に印刷，製紙及び繊維の機械製
造において電子的軸連結装置として使用されている，い
わゆる″電子カム″である。
【００１４】
【発明の効果】本発開による特徴によつて，利用可能な
制御装置によつても，歯切り誤差特に合計ピツチ誤差の
著しい減少を行うことができる。なせならば，誤差のた
め″逆に制御″せねばならない偏差が生ずる時点を制御
装置が適時に″知る″からである。研削過程後の結果，
すべての誤差基準でも許容公差内にある申し分のない歯
車が得られる。
【００１５】
【実施態様】歯車の周囲にわたつて見て最も危険な誤差
個所が除去されていると，修正をされない角度位置で
（従つて修正されない精確な回転連結で）ホーニング過
程を続行するのが有利である。そうしないと，前もつて
優先的に除去せねばならなかつた個所に，修正のため″
穴″が生ずるおそれがある。従つて本発明の別の特徴に
よれは，請求項１による加工に続いて，工作物の再度の
測定が行われる。
【００１６】最大の誤差が既に除去されていることがわ
かると，修正されない角度位置でホーニング過程が続行
される。最大誤差が除去されていない場合，続行値で加
工が行われるが，新たに求められる値に基いて加工が行
われるのがよい。
【００１７】加工−測定−加工の順序は，測定される回
転偏差が所定の値を下回るまで，修正される角度位置で
続行するのが有利である。それから，修正されない角度
位置（理想的回転連結）で加工を続行することができ
る。
【００１８】歯の合計ピツチ誤差において典型的である
ように，例えば周囲の１個所又は少数個所においてのみ
大きい除去が必要な場合，請求項１の動作段階ａ）後，
検出される偏差を歯の全周にわたつて考慮することは，
必ずしも必要でない。従つて本発明の展開において，理
想回転からの測定回転偏差が所定の値を超過する角度範
囲に，制御すべき回転軸線の角度位置の修正を限定す
る。
【００１９】動作段階ａ）により誤差を求める際，歯車
の代りに研削工具を回転させ，歯車を研削工具の歯面に
接触させながら負荷なしに一緒に回転させることも可能
である。これも本発明の対象の展開である。
【００２０】方法の精度を高めるため，たとえ僅かでも
存在する工具の誤差をなくすのがよい。これを行うため
本発明によれば，工具の誤差が例えば別個の測定機械で
測定される。修正される角度位置の計算の際，また修正
なしに回転連結が行われる場合にも，求められる工具誤
差が″対抗″せしめられ，それにより工具の誤差の影響
が除去される。
【００２１】
【実施例】図面に本発明の実施例が示されている。
【００２２】図１において加工すべき工作物としての歯
車１は回転軸線２を持ち，ホーニング加工過程中この回
転軸線の周りに工作物１が回転する（回転方向Ａ）。こ
の工作物１に係合する研削工具３は，その回転軸線４の
周りに回転することができる（回転方向Ｂ）。図には，
回転軸線２に対して平行に延びる歯（直線歯）を持つ平
歯車の加工の最も簡単な場合が示されている。しかし本
発明は，はす歯及び内歯にも適用される。その場合工具
はもちろん外歯平歯車の形状を持つ（この場合図１にお
いて工具は符号１で，工作物は符号３で示すものとな
る）。簡単にするため図１では互いに平行に延びるよう
に示されている回転軸線２及び４は，所望の研削屑除去
を行うため，通常は鋭角いわゆる軸線交差角をなしてい
る。
【００２３】研削工具（ホーニング車）３は工作物１の
反対輪郭を持ち，工具３及び工作物１の転動の際，工具
３が工作物１に所望の輪郭形状を精確に創成する。工作
物１と工具３との間の接触面が工具側に研削材料を備え
ていることにより，材料除去（研削）が行われる。全体
が目直し可能な研削材から成り例えばダイヤモンドを取
付けたゲージ歯車により所望の輪郭形状を与えられた工
具を使用することができる。しかし工具は，等間隔で小
さい形状となるように既に製造されかつ必要とされる精
確な工具形状を生ずる超硬質材料（例えば立方晶窒化ほ
う素）から成る層で被覆される金属本体からも構成する
ことができる。
【００２４】回転軸線２及び４の回転運動（回転方向Ａ
及びＢ）は電子的に連結されている（″電子軸″）。即
ち工作物軸線の各角度位置に，制御技術的に精確に対応
しかつ位置きめされる工具軸線の角度位置が一致してい
る。
【００２５】本発明によれば，加工の前に，加工すべき
工作物１が完全な１回転だけ回転され，この回転は図示
しない機械制御装置により自動的に行われる。その際工
具３は，図１のように工作物１に係合している。その際
工作物１の歯面５と工具３の歯面６との接触が確実に行
われる。もちろん具体的な事例では，工具３を駆動し，
工作物１を一緒に回転させるのが一層簡単である。しか
しこの事例も本発明の構成部分である。
【００２６】工作物１の回転中に，一緒に回転する工具
３において回転運動が測定され，特に工作物１に存在す
る歯切り誤差のため生ずる理想回転からの回転偏差が，
測定されかつ記憶される。図２にこれが概略的に示され
ている。完全な１回転（２π）にわたつて，そのつど測
定される合計ピツチ誤差ＦＰが求められている。今や各
角度位置に対して修正値ΔＦＰを回転連結の基礎とする
ことができ，それにより最も強く除去せねばならない個
所で，増大した材料除去が行われる。
【００２７】続いてホーニング加工過程が始まる。工作
物１の回転と工具３の回転は今や電子的に連結されてい
る（″電子軸″）。しかし測定された回転偏差ΔＦ
Ｐは，両方の回転軸線の連結の際電子制御装置により″
対抗″せしめられ，即ち具体的な各角度位置用の機械制
御装置が，前もつて測定されかつ記憶されている誤差だ
け修正される値を目標値として規定し，所望の目標値と
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工過程中に係合する工作物及び工具の斜視図
である。
【図２】工作物の回転角に関して合計ピツチ誤差の推移
を示す線図である。
【符号の説明】
１ 歯車（工作物） ２，４ 回転軸線 ３ 研削工具 ５，６ 歯面

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械で歯を精密加工する際，加工す
    べき歯車（１）をその回転軸線（２）の周りに回転さ
    せ，かつ回転軸線（４）の周りに回転する研削工具
    （３）に係合させ，それにより歯車（１）の加工すべき
    歯面にある研削屑を除去し，歯車（１）の回転軸線
    （２）の回転運動と研削工具（３）の回転軸線（４）の
    回転運動とを電子的に連結する精密加工方法において，
    加工を次の動作段階で行う ａ）（ｉ） 歯車（１）をその回転軸線（２）の周り
    に少なくとも１つの完全な回転だけ回転させ，（ｉｉ）
    その際歯車（１）を研削工具（３）に係合させ，（ｉ
    ｉｉ）研削工具（３）を歯車（１）の歯面に接触させな
    がら負荷なしに一緒に回転させ，（ｉｖ） 歯車（１）
    の完全な回転にわたつて，歯切り誤差の存在のため歯車
    （１）と研削工具（３）との間に生ずる理想回転からの
    回転偏差を測定しかつ記憶し， ｂ）（ｉ） 歯車（１）を研削工具（３）で加工し，
    （ｉｉ） その際歯車（１）の回転軸線（２）の回転運
    動と研削工具（３）の回転軸線（４）の回転運動とを電
    子的に連結し，（ｉｉｉ）両方の回転軸線（２，４）の
    回転運動を連結する際，電子制御装置により，動作段階
    ａ）において測定されかつ記憶される回転偏差を考慮し
    て，制御すべき回転軸線の角度位置の目標値規定の際，
    これらの回転偏差を逆の符号で加算することを特徴とす
    る，歯を精密加工する方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の動作階段ｂ）による加工に続
    いて，請求項１の動作段階ａ）による再度の測定を行う
    ことによつて，加工を拡大し，理想回転からの測定され
    る回転偏差が所定の最大値を下回ると，角度位置の修正
    なしに加工を続行し，測定される回転偏差が所定の最大
    値を下回らない場合には，請求項１の動作段階ｂ）によ
    る加工を続行し，その際新たに測定される回転偏差に基
    いて加工を続行することを特徴とする，請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 測定される回転偏差が所定の最大値を下
    回らない場合，この回転偏差が所定の最大値を下回るま
    で，請求項２による方法を繰返すことを特徴とする，請
    求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 理想回転からの測定される回転偏差が所
    定の値を超過する角度範囲に，制御すべき回転軸線の角
    度位置の修正を限定することを特徴とする，請求項１な
    いし３の１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 請求項１による動作段階ａ）を実施する
    ために研削工具（３）を回転させ，その際研削工具
    （３）を歯車（１）に接触させ，歯車（１）を研削工具
    （３）の歯面に接触させながら負荷なしに一緒に回転さ
    せることを特徴とする，請求項１ないし４の１つに記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 修正される角度位置の計算の際及び続行
    値なしの回転連結の際にも，請求項１による動作段階
    ｂ）（ｉｉｉ）に従つて，研削工具（３）に存在する歯
    切り誤差を考慮することを特徴とする，請求項１ないし
    ５の１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６の１つに記載の方法を
    実施するための工作機械。
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Publication Number Publication Date
JPH0751936A true JPH0751936A (ja) 1995-02-28
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JP (1) JP3671378B2 (ja)
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AT (1) ATE202223T1 (ja)
BR (1) BR9402076A (ja)
CA (1) CA2124270A1 (ja)
CZ (1) CZ284619B6 (ja)
DE (2) DE4317306C2 (ja)
ES (1) ES2159532T3 (ja)
RU (1) RU2128105C1 (ja)

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