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JPH10230460A - 斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方法、この方法を実施するためのディスク形状のプロフィール形成ツール、及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方法、この方法を実施するためのディスク形状のプロフィール形成ツール、及びこの方法を実施するための装置

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Publication number
JPH10230460A
JPH10230460A JP10040423A JP4042398A JPH10230460A JP H10230460 A JPH10230460 A JP H10230460A JP 10040423 A JP10040423 A JP 10040423A JP 4042398 A JP4042398 A JP 4042398A JP H10230460 A JPH10230460 A JP H10230460A
Authority
JP
Japan
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grinding
profile
grinding worm
worm
movement
Prior art date
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Granted
Application number
JP10040423A
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English (en)
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JP4099258B2 (ja
Inventor
Yankovskii Ralf
ヤンコウスキー ラルフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reishauer AG
Original Assignee
Reishauer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7821028&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH10230460(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Reishauer AG filed Critical Reishauer AG
Publication of JPH10230460A publication Critical patent/JPH10230460A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4099258B2 publication Critical patent/JP4099258B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/075—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels for workpieces having a grooved profile, e.g. gears, splined shafts, threads, worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単位時間当たりに大きな研削量を可能にする
と共に、μｍの範囲内で歯面修正を可能にする研削ウォ
ームを提供する。 【解決手段】 プロフィール形成ツール（１）が一つの
ストロークの間にウォームねじ（１６）の全高さにわた
りウォームねじとかみ合い、ストロークが行われている
ときにプロフィール形成ツールの回転軸（Ｅ）に垂直な
軸（Ｆ）の周りに回転運動を行う。ストローク運動の間
に行われる回転運動の大きさは、研削ウォームねじに対
するプロフィール形成ツールの相対位置の関数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本質的に連続斜め
ホブ研削の原理による歯面の研削のための一条ねじ又は
多条ねじ研削ウォームの創成方法ならびにこの方法を実
施するための装置であって、研削ウォームねじのフラン
クがウォーム幅の所定領域において修正されており、修
正研削ウォーム領域と無修正研削ウォーム領域との間の
関係が、ウォームをその全幅について利用するのに最適
である研削ウォームの創成方法及び装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】今日の歯車技術で使用されている平歯車
の大部分は、インボリュート歯面を有している。しかし
ながら、力の伝達に関しては、２つのインボリュート歯
車の噛み合いは、たいていの場合に最適な作動挙動を示
さないので、歯面はインボリュートから設計計算により
歯高方向及び歯幅方向に修正される。このような修正の
大きさは、ほとんどμｍの範囲内にあるので、修正歯面
の創成において、研削過程が重要な役割を有している。
【０００３】歯面の簡単な修正としては、とくに高さ又
は幅のクラウニング、歯末又は歯元の歯高方向の逃げな
らびに端部の歯幅方向の逃げがある。歯面の２つの方向
（歯高及び歯幅）における歯面の変化に関してこの修正
を注目すると、歯面の修正は必ず一方の歯面方向にのみ
変化し、第２の歯面方向は一定のままであることがわか
る。歯面の修正は、連続ホブ研削では、特殊なプロフィ
ール形成ツールを用いた研削ツールのプロフィール形成
（概して歯高方向における修正）又は機械の適切な運動
（概して歯幅方向における修正）のいずれかにより達成
することができる。この場合、これらの追加の軸運動が
連続ホブ研削において歯面プロフィールの望ましくない
ひずみを形成することがしばしばある。
【０００４】これに対し、複雑な歯面修正には、多くの
正面切削及び／又は多くの円筒においてその創成のため
に種々の要求がある。極端な場合には、歯面の各点が異
なる修正値（プロフィール形状のインボリュートからの
偏差）を有する。連続ホブ研削によるこのタイプの歯車
の創成は特殊な技術手順を必要とする。
【０００５】解決手段を見いだすためには、研削ウォー
ムのプロフィール形成における従来技術が重要である。
これに関する既知の方法（図８）において、たいていの
場合、ディスク形状のプロフィール形成ツール１が使用
される。このプロフィール形成ツールは、回転研削ウォ
ーム２に対するストローク運動３により移動され、研削
ウォームねじ４の一方又は両方のフランクの歯末、側面
及び／又は歯元底と接触する。プロフィール形成ツール
１のストローク運動３及び研削ウォーム２の回転運動５
は相互に正確に同調され、これにより、ウォームが１回
転した後にプロフィールツールはＰＩ×モジュール×条
数に対応するストロークを行う。これに関して使用され
ている種々の方法仕様の中から２つの一般原理が知られ
ている。
【０００６】プロフィールロール（図８ａ）を用いてプ
ロフィール形成を行う場合には、ディスク形状のプロフ
ィール形成ツール１の能動領域６は一条円錐ねじ又は二
条円錐ねじプロフィールを有している。プロフィール形
成工程の間、このプロフィール形状は、プロフィール形
成ツール１と研削ウォームねじ４の軸方向断面との間に
線接触を形成する。このような線接触は、プロフィール
形成ツール１又は研削ウォーム２の１回のストローク運
動により、研削ウォームの全幅ｂS にわたり、歯元及び
歯末領域を含むウォームねじの全高さｈについてプロフ
ィールを形成できるという利点を有している。この結
果、プロフィール形成時間を短くすることができる。こ
の方法原理においては、常に、ウォームねじの軸方向断
面の大きなフランク高さ領域（概してプロフィール全
体）がかみ合っているので、以下、この方法原理をプロ
フィールドレッシングと呼ぶことにする。
【０００７】型ロール（図８ｂ）を用いたプロフィール
形成は、能動領域６内にたとえば半径プロフィールを有
するディスク形状のプロフィール形成ツールを使用して
いる。このツールでは、プロフィール形成ツール１とウ
ォームねじ４との間の接触がほぼ点形状である。したが
って、研削ウォーム幅ｂS にわたるストローク運動３の
間、常に、ウォームねじ高さｈのうちの限定された狭い
領域のみがプロフィール形成される。ウォームねじ全体
をプロフィール形成するためには、複数回のプロフィー
ル形成ストロークが必要である。この場合、プロフィー
ル形成ツールには、各ストロークごとにウォームねじの
高さに沿って所定量ΔＵだけ送りが与えられる。とくに
モジュールの大きい研削ウォームに対しては、このプロ
フィール形成原理は長いプロフィール形成時間を必要と
する。一方、この方法は、かみ合い領域で点形状の接触
をすることから、ウォームねじの高さに対しほぼ任意の
修正を創成するのにきわめて有利である。この方法原理
は、以下、ラインごとのプロフィール形成と呼ぶことに
する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ホブ研削において複雑
な歯面修正を創成する方法として、研削ストロークの間
に研削ツールを歯車に対する接線方向に移動（シフト又
は斜めホブ研削）するものが知られている（ドイツ特許
公開第３７０４６０７号）。このホブ研削方法の優れた
特徴は、研削ストローク中の接線方向移動により、各歯
車垂直断面に、常に歯車と研削ウォームとの間の新しい
かみ合いラインを割り当てることができることである。
その全能動領域にわたり連続的に変化するフランク圧力
角を備えた研削ウォームねじを有する研削ウォームを使
用することにより、上記の方法を用いて、研削過程に基
づく歯面のひずみが補正される。このひずみは、はすば
平歯車の連続ホブ研削において、研削ストロークの間に
加工物とツールとの間の軸間隔が変化したとき（たとえ
ば幅クラウニングの創成のとき）発生する。この方法に
おいては、研削ウォームがその全能動領域に沿って変化
する圧力角（修正）を有し、このために通常の研削材に
よる研削ウォームを使用したときに研削領域内に著しい
摩耗が発生し、単位時間当たり多量の研削量で研削され
るという欠点がある。一方、超硬化研削材を有するプロ
フィール形成が不可能な研削ウォームを使用したとき、
新たな圧力角変化を有する研削ウォームのフレキシブル
なプロフィール形成（修正）ができない。
【０００９】ラインごとのプロフィール形成に関して
は、研削ウォームが創成すべき歯面修正から出発して種
々の幅領域において異なる修正を含むプロフィール形成
方法がしられている（国際出願公開第９５／２４９８９
号）。これらの個々の幅領域には、研削ウォームのライ
ンごとのプロフィール形成を使用して、ウォームねじの
高さに沿って、領域ごとには異なるが１つの領域内では
常に一定である修正が与えられている。研削ウォームの
個々の幅領域の間に移行領域が形成され、これらの移行
領域において１つの幅領域のウォームねじ高さ修正から
次の領域のウォームねじ高さ修正への移行が行われる。
ウォーム幅方向、したがって同様に歯面幅方向における
連続フランク修正の創成はこの方法ではできない。
【００１０】このような従来技術には以下のような課題
がある。すなわち、研削過程において、一方で短時間に
大きい研削量を可能にし、他方でμｍの範囲内で歯面修
正の創成を可能にするような形状及び歯面トポロジーを
有する研削ウォームを提供することである。また、修正
された研削ウォームねじフランクを有する研削ウォーム
のフレキシブルなプロフィール形成を可能にする方法又
はこれらの方法の組合せを提供することが本発明の他の
課題である。この場合、研削すべき歯車の品質維持を考
慮しかつプロフィール形成時間の短縮を目的として、い
かなるプロフィール形成方法ないしプロフィール形成方
法のいかなる組合せを用いてウォームねじのフランクの
いかなる修正が創成されるべきかという問題が解明され
なければならない。最終的に、それを用いてプロフィー
ル形成過程ないしプロフィール形成過程の組合せが行わ
れる装置が提供されなければならない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題の解決手段は、
研削ウォームのプロフィール形成のための既知の２つの
基本的な方法原理、すなわちプロフィールドレッシング
及びラインごとのドレッシング、ならびに歯切りにおけ
る斜めホブ研削を基礎としている。
【００１２】以下に本発明を図面に示す実施態様により
詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】修正なしにインボリュート歯面を
創成するために、図１に示すように、ツールプロフィー
ル（基準プロフィール）として、基本的に、プロフィー
ルラインに対し歯切り圧力角αだけ傾斜した直線歯面７
を備えたラック４が使用される。創成すべきインボリュ
ートプロフィール８と基準プロフィール（ラック）４と
の間でかみ合うときに形成される右フランク及び左フラ
ンクに関する接触ライン９、１０（図１ａ）ならびに斜
めホブ研削において追加的に発生するシフト運動１１
（図１ｂ）を考慮して、適当な近似による変換計算を行
うことにより、歯面上の任意の各点に対し研削ウォーム
ねじの対応する垂直断面（基準プロフィール）上の接触
点１２を割り当てることができる。シフト送り及び歯切
り幅から、研削ウォームの軸方向に、研削ストロークの
間にかみ合い部分が通過するシフト領域ｂSS h が与えら
れる。上記変換計算を歯面点のネットワーク全体につい
て行うことにより、特定の歯面点に対応するウォームね
じフランクの接触点の修正値（歯面プロフィールのイン
ボリュートからの符号（＋／−）を付けた偏差）を得る
ことができる。これにより、研削ウォームの所定の幅方
向位置Ｖj における研削ウォームねじの垂直断面に対し
て、たとえばねじ高さｈに関し、図２に示した基準プロ
フィールに対する修正量Ｍi,j （ウォームねじフランク
プロフィールのインボリュート基準プロフィールからの
符号（＋／−）を付けた偏差）を得ることができる。
【００１４】したがって、第１のステップにおいて、歯
面の希望の修正が研削ウォームねじのフランクに変換さ
れる。この場合、鏡像原理により、変換計算において修
正の符号が逆になることに注意すべきである。歯面と接
触しない研削ウォームねじのフランク上の点には、修正
値０が割り当てられる。変換計算の結果、ウォームの幅
方向の任意の位置について、修正すべき研削ウォームね
じのフランクの目標プロフィールが得られる。
【００１５】修正すべきウォームねじフランクの目標プ
ロフィールの創成は、プロフィールドレッシングにより
時間効率よくなされる。このように時間効率よく行われ
るのは、基本的に、ウォームの幅方向の所定位置Ｖj に
おける研削ウォームねじ４の基準断面の両方のフランク
７についての補正計算により、修正値Ｍi,j とウォーム
ねじ高さ位置ｈi との間の関係が得られているからであ
る（図２）。この場合、補正関数として任意の定常関数
式を選択してよい。ただし、一度選択された式は、ウォ
ームねじのその他の基準断面についての計算でも使用さ
れなければならない。補正関数としてたとえば線形関数
が選択された場合には、計算された補正直線１３の勾配
は角度ΔＦを示す。つまり、対応する研削ウォームの幅
方向位置Ｖj において修正基準プロフィールの圧力角
は、無修正基準プロフィールフランク７の圧力角から角
度ΔＦだけの偏差を有している。選択された関数式を用
いたこの補正計算が、ウォームの幅ｂS の全体につい
て、多数のウォームねじ基準断面に関して行えば、全体
として勾配値、すなわち、角度ΔＦと研削ウォームの幅
方向位置Ｖj との関数関係が得られる。
【００１６】さらに、プロフィールドレッシング（図８
ａ）を考慮して、選択された補正関数の具体例としてプ
ロフィール形成ツール１のフランクプロフィール６（た
とえば直線）が使用された場合には、補正関数の勾配値
の和は、研削ウォーム幅ｂS、つまり、プロフィール形
成ストロークにわたり、回転軸Ｆの回りについてのプロ
フィール形成ツールの一定の回転に関するガイド値を与
える。プロフィール形成ツールを回転させるのに利用で
きる回転軸Ｆが存在しない場合には、回転軸Ｃの回りに
研削ウォームを回転させることでも同じ効果が得られ
る。
【００１７】第２のステップでは、プロフィール形成ツ
ールの回転に関し、次の関係を得る。 ΔＦ＝ｆ（Ｖ） また、研削ウォームの回転に関しては、 ΔＣ＝ｆ（Ｘ） なる関係を得る。
【００１８】図３ａ及び３ｂより明らかなように、回転
点Ｐr（回転軸Ｆ）の回りに回転運動を行うと、研削ウ
ォームねじ４のフランク７に対するプロフィール形成ツ
ール１の送り位置（Ｕ軸）及びストローク位置（Ｖ軸）
に関してプロフィール形成ツール１の歯面が好ましい位
置から外れる。したがって、プロフィール形成ツールを
Ｕ及びＶ方向に同時にΔＵ及びΔＶだけ移動することに
より（図３ｂ及び３ｃ）、並びに／又は、研削ウォーム
をＸ及びＹ方向に同時にΔＸ及びΔＹだけ移動すること
により、プロフィール形成ツール１の回転運動の結果生
じた位置偏差を補正しなければならない。これらの補正
運動の大きさは、本質的に、回転角ΔＦの大きさ、なら
びにプロフィール形成におけるプロフィール形成ツール
のフランク上の理想的な回転点Ｐiに対するＦ軸の実際
の回転点Ｐrの相対位置に依存する。この補正運動は次
式より計算できる。
【００１９】ΔＶ＝ｆ（ΔＦ，Ｕrel，Ｖrel） ΔＵ＝ｆ（ΔＦ，Ｕrel，Ｖrel） 同様のことは、研削ウォームを回転軸Ｃ（図４）の周り
に回転させることでもなされる。このとき、補正運動は
次式から得られる。
【００２０】ΔＹ＝ｆ（ΔＣ，Ｘrel，Ｙrel） ΔＸ＝ｆ（ΔＣ，Ｘrel，Ｙrel） 提案されたプロフィール形成方法は、図４に示す装置を
用いて行うことができる。図に示されているのは、プロ
フィール形成ツールが、ストローク運動、送り運動及び
回転運動を行う装置である。なお、研削ウォームが、ス
トローク運動、送り運動及び回転運動を行うことであっ
てもよく、あるいは、これらの運動の他の組み合わせが
なされることであってもよい。
【００２１】図示の装置は、加工物側において、ベース
プレート１４上に水平に設けられた、モータで駆動され
るスピンドルユニット１５を有する。スピンドルユニッ
ト１５上には、軸Ｂの周りに回転可能な、プロフィール
加工すべき研削ウォーム１６が装着されている。スピン
ドルユニット１５は、回転軸Ｃの周りに回転可能であ
る。軸Ｅの周りに回転可能なディスク形状のプロフィー
ル形成ツール１は、研削ウォームスピンドルに平行に設
けられたモータで駆動可能なスピンドルユニット１７上
に固定されており、サーボ駆動されたストローク往復台
１８により回転研削ウォーム１６に沿ってＶ方向に移動
される。ストローク終端位置では、送り往復台１９によ
りＵ方向の送り運動が行われる。このために、送り往復
台１９それ自身はベースプレート１４上で加工物軸に垂
直な方向に移動可能となっている。送り往復台１９上に
ストローク往復台１８が設けられている。プロフィール
形成ツール１のストローク運動及び研削ウォーム１６の
回転運動は、制御ユニット２２により、制御信号２０及
び２１を介して、ウォームが１回転した後にプロフィー
ル形成ツールがＰＩ×モジュール×条数に対応するスト
ロークを行うように同調されている。提案されたプロフ
ィール形成方法を行うために、装着されたプロフィール
形成ツールを備えたスピンドルユニットは、ストローク
往復台１８上に設けられた回転テーブルにより、プロフ
ィール形成スピンドルに垂直かつ送り運動に垂直な軸Ｆ
の周りに回転可能となっている。回転運動及び補正運動
は、制御ユニット２２及び制御信号２０，２４及び２５
により、プロフィール形成ツールの研削ウォーム１６に
対する相対位置に従って行われる。このために、送り方
向における補正運動は往復台１９により送り運動に重ね
られ、ストローク方向における補正運動は往復台１８に
よりストローク運動に重ねられる。
【００２２】上記の方法によりかつ上記の装置を使用し
て研削ウォームねじのプロフィール形成を行うことによ
り研削ウォームねじが形成される。得られた研削ウォー
ムねじのフランクの圧力角は研削ウォーム幅の領域に沿
って連続的に変化し、したがってウォームねじフランク
の実際の修正を形成する。
【００２３】上記のように、プロフィール形成スピンド
ルユニットにおけるＦ軸の回転角度位置、又は研削ウォ
ームスピンドルユニットにおけるＣ軸の回転角度位置
は、補正計算から求められる。補正計算は、多数の研削
ウォーム幅位置Ｖj に対して行われる。補正関数の係数
により、プロフィール形成のときに実際に形成される実
際修正値を計算することができる。これらの値は、補正
計算のために、所定の目標修正値からは多少の偏差を有
している。したがって、偏差マトリックス（ウォーム幅
及びウォームねじ高さにわたる残存誤差）を求めるため
に、所定の目標修正値について補正関数により実際修正
値を計算することが有効である。上記のプロフィール形
成方法を有効に利用するためには、求められた偏差マト
リックスのすべての値があらかじめ定められた制限値よ
り小さくなければならない。値が制限値より大きい場合
には、ウォームねじフランクの修正を行うために提案さ
れた研削が迅速なプロフィールドレッシング（図８ａ）
を使用することはできない。この場合には、ウォームね
じフランクとプロフィール形成ツールとの間におけるウ
ォームねじの全高さに沿っての線接触が要求された修正
品質を与えないほど、ウォームねじの軸方向断面におけ
る隣接するフランク点の修正値の間の相対誤差が大きく
なる。
【００２４】さらに、偏差マトリックスは、残存誤差の
値が研削ウォームねじの全高さに沿って許容できないほ
ど大きいか又は一部分でだけ許容できないほど大きいか
を調べるためにある。ウォームねじの全高さに沿ってき
わめて大きい残存誤差がある場合、以下に提案される第
２のプロフィール形成方法が実行されなければならな
い。この方法は、もっぱらウォームねじのラインごとの
プロフィール形成を行うもので、研削ウォームねじフラ
ンクの修正の創成に関してはきわめてフレキシブルなも
のである。これに対し、残存誤差がたとえば研削ウォー
ムねじの歯末領域及び／又は歯元領域においてのみきわ
めて大きい場合には、プロフィールドレッシングの方法
とラインごとのプロフィール形成との組合せが可能であ
る。
【００２５】一方、ラインごとのプロフィール形成を行
うための出発点は、上記の変換計算を含み、研削ウォー
ムねじのフランク上の接触点に歯面座標を正確に割り当
てることにある。ウォームねじのラインごとのプロフィ
ール形成を考慮して、各プロフィール形成ラインｉある
いは各ウォームねじ高さ座標Ｕi に対して変換計算を行
った後、ウォームねじフランクの修正値Ｍi とウォーム
の幅方向位置Ｖj との間の関係を得ることができる（図
５）。この結果、次の関係が得られる。 Ｍi,j ＝ｆ（Ｕi ，Ｖj ）
【００２６】ここで、プロフィールロール１をウォーム
ねじ４の所定の高さｈ1 又はＵ1 に位置決めし、かつプ
ロフィール形成ストローク運動を、ウォーム幅ｂS に沿
って、ウォームねじ４の基本リードｐS の関数としての
みでなく、このウォームねじ高さｈ1 の修正値Ｍ1,j の
関数として制御すると、高さｈ1 におけるプロフィール
形成ラインに対し希望の修正が創成される。したがっ
て、修正のラインごとのプロフィール形成において、プ
ロフィール形成ツール１のストローク運動及び研削ウォ
ームの回転運動５は、研削ウォームの基本リードｐS の
関数ばかりでなく、さらに、ウォーム幅にわたり各プロ
フィール形成ラインごとに変換計算から求められる修正
値Ｍi,j の関数でもある。
【００２７】研削ウォームねじ４の高さｈに沿った完全
なプロフィール形成のために必要なすべてのプロフィー
ル形成ラインｉにこの方法を使用すれば、歯面の修正
を、ウォームねじフランクの対応する接触点に極めて正
確に移すことができる。このように修正された研削ウォ
ーム領域において、全体として、プロフィール形成ライ
ンから次のプロフィール形成ラインへ連続的に変化する
ばかりでなく（ウォーム幅にわたり）プロフィール形成
ラインに沿って連続的に変化するウォームねじ４のリー
ドが得られる。提案された第１のプロフィール形成方法
のときと同様に、修正される研削ウォーム領域にわたる
斜めホブ研削により歯面修正の創成が行われる。
【００２８】前述したように、要求された修正精度を保
持するために、ウォームねじの全高さｈに沿ったライン
ごとのプロフィール形成が多くの場合に必要ではないこ
とを研削ウォームねじの高さについてなされた実験が示
している。とくに（ウォームねじ高さに沿って見た）中
央フランク領域の修正の変化はきわめて小さいので、プ
ロフィールドレッシングもまた可能である。これに対
し、ウォームねじの歯末領域及び歯元領域の修正値は、
たいがいラインごとのプロフィール形成を必要とする。
したがって、研削ウォームねじの所定の目標プロフィー
ルを創成するための他の方法として、上記の２つのプロ
フィール形成方法を組み合わせるというものがある。概
して修正値の大きな変化を特徴とする研削ウォームねじ
の歯元領域及び歯末領域は、修正の創成のための連続リ
ード変化を含むラインごとのプロフィール形成によりプ
ロフィール形成される。これに対し、中央領域は、ウォ
ームねじフランクの修正を創成するために、上記の回転
運動を使用して、要求された修正の精度を保持しなが
ら、研削が迅速なプロフィールドレッシングによりプロ
フィール形成される。このようにして、修正の品質とプ
ロフィール形成における量との２つの目標値の間の妥協
点が得られる。
【００２９】ウォームねじのラインごとのプロフィール
形成と連続リード変化とによるウォームねじフランクの
修正の創成において要する大きなプロフィール形成時間
を低減するための他の方法には、図６に示すプロフィー
ル形成ツール１の使用がある。このプロフィール形成ツ
ール１は、その能動領域内に歯先半径２６を有し、ま
た、歯先半径に続いて２つのフランク側にフランク半径
２７を有している。このプロフィール形成ツールの特徴
は、フランク半径２７が歯先半径２６より極めて大きい
こと、好ましくは少なくとも１０倍は大きいことであ
る。このプロフィール形成ツールは、ウォームねじフラ
ンクの要求目標修正の創成のために、プロフィール形成
ツール１の比較的大きい半径２７を用いてラインごとの
プロフィール形成を行うと同時に、たとえば歯先丸み半
径２８及びフランク逃げ２９のような曲率の大きいウォ
ームねじ領域をプロフィール形成するときにとくに使用
される。曲率の小さいウォームねじ領域においては、図
６に示すプロフィール形成ツールの小さい歯先半径２６
を用いてプロフィール形成が行われる。プロフィール形
成ツールの好ましい位置決めのために、場合によって
は、上記の回転軸Ｆ又はＣの周りのプロフィール形成ツ
ール又は研削ウォームの回転が必要となることがある。
一方、（修正のために）比較的小さい曲率を有するウォ
ームねじのフランク領域は、プロフィール形成ツールの
フランク半径２７を用いてプロフィール形成される。大
きなフランク半径は、プロフィールラインから次のプロ
フィールラインへ大きな送りを選択することを可能とす
る。したがって、歯切りのホブ研削において、プロフィ
ールラインの形状偏差に悪影響を与えることなくプロフ
ィール形成時間が低減される。
【００３０】上記のすべてのプロフィール形成方法は、
研削ウォームの全幅ｂS にわたり又は所定の幅領域のみ
について研削ウォームねじのフランクの修正を創成する
のに有効である。しかしながら、研削ウォームの全幅を
最適に利用するために、次の方法が有利である。
【００３１】斜めホブ研削において、修正すべき研削ウ
ォーム領域の大きさは、とくに歯切り加工物と研削ウォ
ームとの間の接触ライン９及び１０の長さならびにシフ
ト送り１１に影響される（図１ａ及び１ｂ）。一方、シ
フト領域の大きさは、研削ウォームの軸方向における修
正値の変化の大きさに影響を与える。シフト送りが大き
いとき、ウォームの軸方向における修正が拡大され、シ
フト送りが小さいとき縮小される。このように、ウォー
ムねじフランクに沿った修正値の分配、そして回転可能
なプロフィール形成ツール又は回転可能な研削ウォーム
を用いたプロフィールドレッシングにおける残存誤差の
目的どおりの調整が可能である。さらに、修正されるウ
ォーム領域の拡大は、この領域によりウォームねじが摩
耗するまで品質を損なうことなく斜め研削方法において
ホブ研削が可能な加工物の数量を増大させることにな
る。
【００３２】これに対して、修正されるウォーム幅領域
が拡大したとき、修正されない研削ウォーム領域が縮小
されることに注意しなければならない。しかしながら、
単位時間当たりの研削量を大きくしたとき、修正された
研削ウォーム領域は急速に摩耗されるので、これは必要
となる。したがって、以下に記載のように研削ウォーム
を２つの領域又はセグメントに分割することが有効であ
る。
【００３３】領域Ｉ又はセグメントＩは修正されないま
まであり、連続ホブ研削において従来行われてきた通常
のシフト方法において使用される。これに対し、領域Ｉ
Ｉ又はセグメントＩＩには歯面修正の創成のために必要
なウォームねじのフランク修正が行われている。ウォー
ムねじの修正セグメントと無修正セグメントとの間に移
行領域ｂSUe が形成されている。移行領域ｂSUe 内にお
いて修正の創成のために必要な個々の機械の軸が０の位
置から修正セグメントの第１の必要な位置まで移動し、
又は修正セグメントの最終位置から０位置に逆方向に移
動する。品質基準を保持するために、両方の領域の幅
は、それらがほぼ同じ寿命で摩耗されるかあるいは消耗
されるように選択されるべきである。このようにして、
研削摩耗領域の修正領域及び無修正領域の最適な分割が
得られる。図７はたとえば幅方向に無修正セグメントｂ
SI、修正セグメントｂSII 及びその中間に存在する移行
領域ｂSUe に分割された研削ウォーム１６を示してい
る。
【００３４】これに関する他の重要な特徴は、研削ウォ
ームねじの高さに対するプロフィール形成ツールと研削
ウォームねじとの間の接触領域が狭いラインごとのプロ
フィール形成において、領域ないしセグメントが相互に
交差してもよいことである。無修正領域と修正領域との
間の移行は、各プロフィール形成ラインについて接触ラ
イン９及び１０（図１ａ）の位置の関数として別々に決
定できる。これにより、さらに好ましい研削ツールの使
用が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａは連続ホブ研削の間の接触関係を示す図
であり、図１ｂは連続斜めホブ研削の間のシフト経路を
示す図である。
【図２】研削ウォームねじの直角断面に対するウォーム
ねじ高さに沿ったウォームねじフランクの修正を示す図
である。
【図３】プロフィールドレッシングによるウォームねじ
フランク修正の創成のためのプロフィール形成方法を示
す図である。
【図４】本発明に係るプロフィール形成方法を行うため
の装置を示す図である。
【図５】ラインごとのプロフィール形成によるウォーム
ねじフランク修正の創成のためのプロフィール形成方法
を示す図である。
【図６】フランクごとに２つのツール半径を有する特殊
プロフィール形成ツールを示す図である。
【図７】研削ウォームをプロフィール形成された種々の
領域に分割したことを示す図である。
【図８】図８ａは研削ウォームのプロフィールドレッシ
ングの原理図であり、図８ｂは研削ウォームのラインご
とのプロフィール形成の原理図である。
【符号の説明】
１ プロフィール形成ツール ２，１６ 研削ウォーム ３ ストローク運動（プロフィール形成ツール） ４ 研削ウォームねじ，ラック ５ 回転運動（研削ウォーム） ６ 能動領域（プロフィール形成ツール） ７ 無修正基準プロフィールフランク ８ インボリュートプロィール ９ 右フランクに対する接触ライン １０ 左フランクに対する接触ライン １１ シフト運動 １２ 接触点 １３ 補正直線 １４ ベースプレート １５ スピンドルユニット（研削ウォーム） １７ スピンドルユニット（プロフィール形成ツール） １８ ストローク往復台 １９ 送り往復台 ２０，２１，２４，２５ 制御信号 ２２ 制御ユニット ２３ 回転テーブル ２６ 歯先半径 ２７ フランク半径 ２８ 歯先丸み半径 ２９ フランク逃げ Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ 回転軸（研削ウォーム） α 圧力角

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転しているディスク形状のプロフィー
    ル形成ツールが回転している研削ウォームのウォームね
    じに沿って反復ストローク運動を行う又は回転している
    研削ウォームが回転しているプロフィール形成ツールに
    沿って反復ストローク運動を行う斜めホブ研削用研削ウ
    ォームのプロフィール形成方法において、 ディスク形状のプロフィール形成ツールが一つのストロ
    ークの間にウォームねじの全高さにわたりウォームねじ
    とかみ合い、かつストローク運動の範囲内でプロフィー
    ル形成ツールの回転軸（Ｅ）に垂直な第１の軸（Ｆ）の
    周りに連続回転運動の形の追加運動を行い、 ストローク運動の間に行われる回転運動の大きさが研削
    ウォームのウォームねじに対するプロフィール形成ツー
    ルの相対ストローク位置の関数であり、前記追加運動の
    結果として、研削ウォームねじのフランクが、直角圧力
    角から偏差をなしかつ少なくとも研削ウォーム幅の領域
    内で定常的に変化する圧力角を有し、前記圧力角がウォ
    ームねじフランクの所定の修正を近似的に行うことを特
    徴とする斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形
    成方法。
  2. 【請求項２】 回転しているディスク形状のプロフィー
    ル形成ツールが回転している研削ウォームのウォームね
    じに沿って反復ストローク運動を行う又は回転している
    研削ウォームが回転しているプロフィール形成ツールに
    沿って反復ストローク運動を行う斜めホブ研削用研削ウ
    ォームのプロフィール形成方法において、 プロフィール形成すべき研削ウォームのウォームねじが
    一つのストロークの間にウォームねじの全高さにわたり
    プロフィール形成ツールとかみ合い、かつ研削ウォーム
    がストローク運動の間に研削ウォームの回転軸（Ｂ）に
    垂直な第２の軸（Ｃ）の周りに連続回転運動の形の追加
    運動を行い、 ストローク運動の間に行われる回転運動の大きさが研削
    ウォームのウォームねじに対するプロフィール形成ツー
    ルの相対ストローク位置の関数であり、前記追加運動の
    結果として、研削ウォームねじのフランクが、直角圧力
    角から偏差をなしかつ少なくとも研削ウォーム幅の領域
    内で定常的に変化する圧力角を有し、前記圧力角がウォ
    ームねじフランクの希望の修正を近似的に行うことを特
    徴とする斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形
    成方法。
  3. 【請求項３】 研削ウォームの所定の幅位置に対し要求
    されかつ歯直角圧力角から偏差をなすウォームねじのフ
    ランクの圧力角が、研削ウォームの正確なこの幅位置に
    おける研削ウォームねじの高さに沿って目標修正値の補
    正計算により計算され、ここで、この補正計算に用いる
    式として定常関数が選択され、この関数の具体例として
    プロフィール形成ツールの軸方向断面プロフィールが使
    用されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
    の斜めボブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方
    法。
  4. 【請求項４】 プロフィール形成ツールの第１の軸
    （Ｆ）の周りの回転運動又は研削ウォームの第２の軸
    （Ｃ）の周りの回転運動の結果として、及びこの軸（Ｆ
    又はＣ）の構造的位置のために、ストローク位置及び送
    り位置に関する、研削ウォームねじのフランクに対する
    プロフィール形成ツールのフランクの初期の相対位置
    が、前記第１及び第２の軸（Ｆ又はＣ）の一方の周りの
    回転のみによってはもはや保証されず、ストローク方向
    及び送り方向に補正運動が行われ、及び回転運動と同時
    に前記補正運動がストローク運動及び送り運動に重ねら
    れることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の斜
    めボブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方法。
  5. 【請求項５】 回転しているディスク形状のプロフィー
    ル形成ツールが回転している研削ウォームのウォームね
    じに沿って反復ストローク運動を行う又は回転している
    研削ウォームが回転しているプロフィール形成ツールに
    沿って反復ストローク運動を行い、ディスク形状のプロ
    フィール形成ツールが一つのストロークの間にウォーム
    ねじの狭い制限高さ領域内でのみ研削ウォームとかみ合
    う斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方法
    において、 研削ウォームねじの公称リードの関数であるストローク
    運動に、研削ウォームの修正すべき領域内において連続
    リード変化の形の追加運動が重ねられ、前記追加運動の
    大きさがプロフィール形成ツールと研削ウォームとの間
    の相対ストローク位置ならびにウォームねじフランクの
    所定の目標修正の関数であり、さらに、研削ウォームの
    修正領域と無修正領域との間の移行が、両方の領域の重
    なりが可能なように、研削ウォームねじの高さに関して
    種々のストローク位置で行うことができることを特徴と
    する斜めホブ研削用研削ウォームのプロフィール形成方
    法。
  6. 【請求項６】 能動領域の断面が歯先半径及び第２の半
    径領域を有し、第２の半径領域が歯先半径に直接接線方
    向に接続されかつ第２の半径領域の半径が歯先半径より
    少なくとも１０倍大きいことを特徴とする請求項５の方
    法を実施するためのディスク形状のプロフィール形成ツ
    ール。
  7. 【請求項７】 研削ウォームの無修正領域がプロフィー
    ル形成ツールないし研削ウォームの追加の回転運動のな
    いプロフィールドレッシングにより行われ、及び修正領
    域内では、ウォームねじの高さに関して、修正値の変化
    の大きいフランク領域が連続リード変化を有するライン
    ごとのプロフィール形成により、及び修正値の変化の小
    さいフランク領域がプロフィールドレッシング及びプロ
    フィール形成ツールないし研削ウォームの追加の回転運
    動によりプロフィール形成されることを特徴とする請求
    項１から請求項５までのそれぞれの項に記載された方法
    の組合せ。
  8. 【請求項８】 第１の駆動装置を備えた、第１の軸
    （Ｂ）の周りに回転可能に支持されかつプロフィール形
    成すべき研削ウォームをクランプするための加工物側の
    スピンドルと、制御ユニットにより第１の駆動装置に同
    期されている第２の駆動装置を有し、第２の軸（Ｅ）の
    周りに回転可能で、第１の軸（Ｂ）に垂直な第３の軸
    （Ｕ）により送り可能であり、プロフィール形成ツール
    をクランプするためのプロフィール形成スピンドルとを
    含む請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の
    方法を実施するための装置において、 運動中、プロフィール形成ツールがプロフィール形成す
    べき研削ウォームのウォームねじ内に係合し、このとき
    研削ウォームねじの１つ又は２つのフランクと接触し、
    かつ第４の軸（Ｖ）によりプロフィール形成すべき研削
    ウォームに沿って反復ストローク運動を行い、ならびに
    ストローク終端位置において第３の軸（Ｕ）により送り
    運動を行い、プロフィール形成スピンドルがさらに第２
    の軸（Ｅ）及び第３の軸（Ｕ）に垂直な第５の軸（Ｆ）
    の周りに回転可能であり、ストローク運動の間に第５の
    軸（Ｆ）により連続回転運動を行うとともに、同時に第
    ３及び第４の軸（Ｕ及びＶ）により補正運動を行うこと
    が可能であり、前記連続回転運動及び前記補正運動が制
    御ユニットにより第４の軸（Ｖ）の位置の関数として行
    われることを特徴とする斜めホブ研削用研削ウォームの
    プロフィール形成装置。
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