用於修整多線磨削螺杆和用於磨削的方法及磨削螺杆的製作方法

2023-05-31 02:06:56

專利名稱：用於修整多線磨削螺杆和用於磨削的方法及磨削螺杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於修整多線磨削螺杆的方法，在該方法中藉助修整工具製造螺旋形平行地並排延伸的螺槽的側面輪廓。此外，本發明涉及一種用於磨削工件的方法和一種磨削螺杆。
現有技術在利用磨削螺杆磨削齒部和類似工件時，亦即以滾壓-磨削方法，必須在磨削之前修整螺杆，亦即，必須使螺槽的側面輪廓成型。為此可以使用金剛石修整輪，該金剛石修整輪以數控方式沿著側面輪廓移動並且因此製造所需的廓形。在這裡所謂的拓撲修整是可能的，如其例如在DE 10 2007 020 479 B4中有所描述。螺槽的側面輪廓這裡準點式地或者線式地產生，其中以一定數量的在磨削螺杆和修整輪之間的徑向進給構造側面廓形。類似的解決方案由DE 695 26 851 T2和由DE 10 2009 021 578 Al已知。全形修整(Vollformabrichten)也是可能的,在該全形修整中，具有成型廓形的修整工具插入到螺槽中並且在此將其形狀交給螺槽的側面。如果使用多線磨削螺杆，在該多線磨削螺杆中多條螺槽螺旋形地彼此平行延伸，那麼修整過程對於每條螺槽相繼地進行。在修整完一條螺槽之後，被「分開」並且為下一螺槽重複修整，直到以這種方式修整完所有螺槽。結果為，所有螺槽或者螺槽的側面輪廓不僅在其幾何結構方面、而且關於其表面結構得以相同地修整或構成。在此追求，側面輪廓的廓形可能在所有的螺槽中是相同的。如果特別是在拓撲修整時點式或者線式地構造側面輪廓，則修整工具必須在各個「行」中具有足夠的重疊，以便以高的精度在側面上構造廓形。為此，在行與行之間僅選擇小的徑向增量，這雖然保證了精確的輪廓，但是相對耗時。如果必須追求或實現足夠的磨削質量，則在拓撲修整時的修整時間因此由於高的重疊係數而相應長。對於每條槽的修整行程的數量因此必須選擇得足夠大，這是費時的。

發明內容
因此，本發明的目的在於，這樣改進一種同類型的用於修整磨削螺杆的方法，使得能以較小的時間耗費實現同樣良好的磨削結果或者說能以相同的時間耗費得到更好的磨削結果。為此也應當提出一種相應的磨削方法和一種相應的磨削螺杆。所述目的通過本發明的解決方案在一種用於修整多線磨削螺杆的方法中特徵在於，在至少兩條螺槽中製造在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓，其中，修整利用這樣的修整工具進行，該修整工具的切削區域僅僅在側面輪廓的整個徑向高度的一部分上延伸，亦即修整藉助拓撲修整進行，在多個修整子過程中製造整個側面輪廓，利用這些修整子過程分別製造側面輪廓的不同的徑向區段，其中，在至少兩條螺槽中各個徑向區段沿徑向彼此位錯地設置。與現有技術不同地因此規定，各個螺槽的側面輪廓的幾何結構有針對性地彼此不同或者在表面結構方面存在不同。在此優選在所有螺槽中製造在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓。修整子過程在此優選這樣進行，S卩，在磨削螺杆和修整工具之間的徑向間距恆定的情況下在磨削螺杆和修整工具之間進行軸向相對運動。在各條螺槽中的各個徑向區段之間的徑向位錯在此優選等距地分布。修整優選在使用盤形修整工具的情況下進行，該盤形修整工具在修整過程中圍繞轉動軸線旋轉。在這種情況下按照所提出的方法的一種特別的實施方案可以規定，各條螺槽的修整通過這樣的方式進行，即，在各條螺槽中在磨削螺杆和盤形修整工具之間選擇不同的軸線間距，其中在修整各條螺槽時使用在磨削螺杆的轉動軸線和盤形修整工具的轉動軸線之間的不同的擺動角度。所提到的各軸線在此便相對彼此傾斜地定向(即，各軸線不是平行的並且也不相交)。相對的擺動角度相應地在螺槽與螺槽之間變化，更確切地說在磨削螺杆與修整輪之間的徑向間距改變的情況下。由此可以有針對性地影響螺槽的側面的表面結構，因為在修整時在螺槽與螺槽之間存在不同的嚙合情況。一種改進方案規定，在磨削螺杆的軸向延伸尺寸上使至少兩個沿軸向彼此鄰接的區段形成廓形，其中，在一條螺槽中的沿軸向彼此鄰接的區段中的側面輪廓在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同。在所提出的用於利用帶有一定數量的螺槽的磨削螺杆磨削工件的方法中，該工件在其圓周上具有一定數量的齒或齒形凸起，其中使用上述的修整方法，所述方法的特徵在於，將齒或齒形凸起的數 量與螺槽的數量之間的比例選擇為非整數。由此實現這樣的效果，S卩，在使用多線滾壓螺杆的情況下在對齒輪或類似工件磨削加工時磨削螺杆的每條槽多次與每個齒隙嚙合。在工件給定的情況下相應地選擇磨削螺杆的線數。工件的齒數除以螺槽的數量因此便不允許是整數的。所提出的用於磨削具有齒形廓形的齒輪或轉子的多線磨削螺杆特徵在於，至少兩條螺槽具有在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓，其中，整個側面輪廓包括多個徑向區段並且在至少兩條螺槽中各個徑向區段沿徑向彼此位錯地設置。優選地，磨削螺杆的特徵在於，在磨削螺杆的軸向延伸尺寸上有至少兩個沿軸向彼此鄰接的區段，其中，在一條螺槽中的沿軸向彼此鄰接的區段中的側面輪廓在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同。所提出的方法或所提出的磨削螺杆可以用於對齒部和特殊廓形(例如轉子或擺線)進行硬質精加工。該方法不僅可以用在拓撲修整中，而且可以用在全形修整中。因此本發明與現有技術相比採用相反的途徑磨削螺杆的各條螺槽被有針對性地不同地修整，以便得到不同的表面結構或幾何結構。因此本發明規定，磨削螺杆至少局部地、亦即在限定的軸向區段上、可以說在限定的軸向位置處被如此修整，使得在所述的區段中或在所述的軸向位置處在不同的槽中存在不同的廓形幾何結構或表面結構。在磨削螺杆的軸向延伸尺寸上，在一條螺槽中廓形幾何結構或表面結構可以改變。於是在磨削時可以給磨削螺杆的不同廓形的軸向區域分配工件的不同的軸向區域，以便在工件上產生有針對性的廓形修改。關於該方法，明確參閱DE 695 26 851 T2，在那裡詳細描述了該工作方法。如果在磨削工件時工具的每條螺槽多次與每個工件隙嚙合，則各條螺槽完整地傳遞到工件上。由此可以影響工件的表面結構和幾何結構。磨削螺杆的修整因此可以在較短的時間內實現和/或工件的加工質量因此可以提聞。利用所提出的方法可以實現不同的設定目標首先可以在拓撲修整時提高重疊係數。在拓撲修整時，如上面提到地，在修整工具和要修整的滾壓螺杆的螺槽側面之間似乎存在點接觸。所希望的廓形通過修整個別「軌跡」或「線」被施加到工具上。所提到的「軌跡」或「線」的間距對於後續的磨削結果是決定性的。如果各個軌跡的間距等於修整工具的有效寬度(或有效高度)，則得到的重疊係數為I。這在理論上符合最小可能的重疊並且因而符合利用最小數量的單個軌跡的修整。不過出於質量原因，在實踐中選擇明顯更大的重疊係數，這相應地決定了更長的修整時間。如上面闡述地，在這方面本發明構思的一種非常有利的改進方案在於，所提到的各軌跡沿徑向位錯地施加到磨削螺杆的不同螺槽上並且因而實現理論上更高的重疊係數。所提出的方法的另一優點在於影響結構的可能性。每條單個的螺槽在這裡例如以略微不同的在修整工具和磨削螺杆之間的軸線間距被修整。各條槽的由此改變的幾何結構通過修整輪的和磨削螺杆的軸線的擺動角度的修正在修整時得到修正，從而所有側面輪廓從幾何結構方面雖然相同，但這些側面輪廓在其表面結構方面不同。在這裡目的是，在磨削時獲得斷開的表面結構，該表面結構積極地作用於工件的在後來運行中的、例如在變速器中的噪聲性能。此外，可以追求影響幾何結構。如果各個螺槽在其幾何結構方面被不同地修整，則可能的是，由此在磨削時影響工件的幾何結構，為此在磨削時進行移位運動(沿磨削螺杆的轉動軸線方向的運動)。


在附圖中示出本發明的實施例。圖中圖1以側視圖示意地示出一個三線磨削螺杆，該磨削螺杆被修整工具修整，圖2示出按照圖1的磨削螺杆的局部的徑向剖視圖，其中說明了按照現有技術的修整方式，圖3示出按照圖1的磨削螺杆的局部的徑向剖視圖，其中說明了按照本發明的修整方式，圖4以放大圖示出按照圖3的磨削螺杆的三個相鄰的側面，和圖5以側視圖示意地示出一個磨削螺杆，其中標出了磨削螺杆的多個軸向區域。
具體實施方式
在圖1中首先可一般地看出，藉助修整工具2如何修整磨削螺杆I。修整工具在這裡構成為修整輪，該修整輪在修整時圍繞一條轉動軸線a旋轉。磨削螺杆I在修整時圍繞其轉動軸線A旋轉。磨削螺杆I當前構成為三線的，亦即，三條螺槽6、7和8螺旋形平行地並排圍繞轉動軸線A延伸。如在現有技術中常見的修整過程在圖2中說明。這裡可看出，修整工具2以其各切削麵線式或行式地在限定的半徑上沿軸向方向被引導，以便相繼地製造螺槽6的側面輪廓3』和3」、螺槽7的側面輪廓4』和4」以及螺槽8的側面輪廓5』和5」(拓撲修整)。修整工具2在此在每條線或行中切入側面中一段徑向區段9。在修整完一行之後，使磨削工具2相對於磨削螺杆I徑向進給，更確切地說以例如與徑向區段9的徑向高度相等的量。據此，按照現有技術的磨削螺杆突出之處在於，在所有螺槽6、7、8中的所有修整線位於同一半徑上，這在圖2中以水平的虛線示出。與此相對地，圖3以及圖4以放大圖對應地(對於圖3中的這三個側面輪廓3』、4』、5』 )示出另一種工作方法，如其在本發明中應用時這裡以具體的實施例產生也行式或線式地進行修整(拓撲修整)。對於第一螺槽5，這如對於圖2情況下的螺槽5那樣進行。修整工具2對於徑向區段9』將其廓形留在側面輪廓3』上。該徑向區段9』基本上與修整工具2的切削區域的徑向高度h相等。據此立即顯而易見的是，需要一定數量的修整行程(行)，以便利用修整工具2的切削區域的徑向高度h覆蓋側面輪廓3、4、5的整個徑向高度H。不過接下去的螺槽7或側面輪廓4』不是以在修整工具2和磨削螺杆I之間的同一徑向間距修整，而是徑向間距減`小了一徑向位錯AR。側面輪廓4』因此相對於側面輪廓3』在幾何結構方面改變。在修整側面輪廓5』時相應地進行操作。在這裡，在修整工具2和磨削螺杆I之間的徑向間距也減小了徑向位錯AR，因此相應的「線」相對於第一螺槽6的線沿徑向位移了2 AR。據此，這三個彼此相繼的螺槽6、7和8的徑向區段9』、9」和9」』分別相對彼此位錯了徑向位錯AR。如在圖4中可看出，螺槽與螺槽之間的徑向位錯AR選擇成均勻的(等距的)。當前，徑向位錯Λ R為徑向區段9』、9」或9』 』 』的三分之一或者修整工具2的切削區域的徑向
高度h的三分之一。如果在磨削時螺槽的數量這樣選擇，使得齒輪的齒數量(Zw)和磨削螺杆的螺槽的數量(Zs)之商不是整數，則齒輪的所有齒在磨削時逐漸地進入到所有螺槽中，因此實現磨削圖的均勻。這以這樣的方式產生，S卩，在圖4中強烈誇張示出的在側面上的「尖端」在磨削齒輪時在其作用方面被減小。在圖5中示意地示出，磨削螺杆I總共具有這樣的軸向延伸尺寸B,該軸向延伸尺寸分成三個軸向區段、即分成一個第一軸向區段B1、一個第二軸向區段B2和一個第三軸向區段B3。在這三個軸向區段B2和B3中，螺槽和螺槽之間的廓形(如所闡述的那樣)不僅設有徑向位錯△! ，而且側面輪廓的廓形即使在一條螺槽內在磨削螺杆I的軸向延伸尺寸上也不同。因此可以通過這樣的方式產生要磨削的齒部的廓形修改，即，在磨削齒部時給不同的軸向區段B1、B2、B3分配工件的不同的寬度區域。附圖標記列表I磨削螺杆2修整工具3』、3」側面輪廓4』、4」側面輪廓5』、5」側面輪廓6螺槽7螺槽8螺槽9徑向區段9』徑向區段9」徑向區段9」』徑向區段 h切削區域的徑向高度H側面輪廓的徑向高度AR徑向位錯a修整工具的轉動軸線A磨削螺杆的轉動軸線Zff齒或齒形凸起的數量Zs螺槽的數量B磨削螺杆的軸向延伸尺寸B1磨削螺杆的第一軸向區段B2磨削螺杆的第二軸向區段B3磨削螺杆的第三軸向區段
權利要求
1.用於修整多線磨削螺杆(I)的方法，其中，藉助修整工具(2)製造螺旋形平行地並排延伸的螺槽(6、7、8)的側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)，其特徵在於，在至少兩條螺槽(6、7、8 )中製造在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓(3，、3，，、4，、4，，、5，、5，，)，其中，修整利用這樣的修整工具(2)進行，該修整工具的切削區域僅僅在側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)的整個徑向高度(H)的一部分(h)上延伸，在多個修整子過程中製造整個側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)，利用這些修整子過程分別製造側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)的不同的徑向區段(9』、9」、9』」)，其中，在至少兩條螺槽(6、7、8)中各個徑向區段(9 』、9 」、9 』 」)沿徑向彼此位錯(AR)地設置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所有螺槽(6、7、8)中製造在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓(3 』、3 」、4 』、4 」、5 』、5 」)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，修整子過程通過這樣的方式進行，SP，在磨削螺杆(I)和修整工具(2)之間的徑向間距恆定的情況下在磨削螺杆(I)和修整工具(2)之間進行軸向相對運動。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，在各個螺槽(6、7、8)中的各個徑向區段(9 』、9 』 』、9 』 』 』)之間的徑向位錯(Λ R)等距地分布。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，修整在使用盤形修整工具(2)的情況下進行，該盤形修整工具在修整過程中圍繞轉動軸線(a)旋轉。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，各個螺槽(6、7、8)的修整通過這樣的方式進行，即，在各條螺槽(6、7、8)中在磨削螺杆(I)和盤形修整工具(2)之間選擇不同的軸線間距，其中在修整各條螺槽(6、7、8)時使用在磨削螺杆(I)的轉動軸線(A)和盤形修整工具(2)的轉動軸線(a)之間的不同的擺動角度。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，在磨削螺杆(I)的軸向延伸尺寸(B)上使至少兩個沿軸向彼此鄰接的區段(Bp B2, B3)形成廓形，其中，在一條螺槽(6、7、8)中的沿軸向彼此鄰接的區段(B1、B2、B3)中的側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同。
8.用於利用帶有一定數量(zs)的螺槽(6、7、8)的磨削螺杆(I)磨削工件的方法，該工件在其圓周上具有一定數量(zw)的齒或齒形凸起，其中，所述磨削螺杆(I)利用按照權利要求I至7中任一項所述的方法修整，其特徵在於，將齒或齒形凸起的數量(Zw)與螺槽(6、7、8)的數量(zs)之間的比例選擇為非整數。
9.用於磨削帶有齒形廓形的齒輪或轉子的磨削螺杆(1)，其中，該磨削螺杆(I)具有多條螺旋形平行地並排延伸的螺槽(6、7、8)，其特徵在於，至少兩條螺槽(6、7、8)具有在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)，其中，整個側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)包括多個徑向區段(9』、9』』、9』』』)並且在至少兩條螺槽(6、7、8 )中各個徑向區段(9 』、9 』 』、9 」』)沿徑向彼此位錯(AR)地設置。
10.根據權利要求9所述的磨削螺杆，其特徵在於，在磨削螺杆(I)的軸向延伸尺寸(B)上有至少兩個沿軸向彼此鄰接的區段％、B2、B3),其中，在一條螺槽(6、7、8)中的沿軸向彼此鄰接的區段汍為為彡中的側面輪廓(3，3『4，4』 5，5『)在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同。
全文摘要
本發明涉及一種用於修整多線磨削螺杆(1)的方法，在該方法中藉助修整工具(2)製造螺旋形平行地並排延伸的螺槽(6、7、8)的側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)。為了特別是在修整時間縮短的情況下實現改善的磨削結果，本發明規定，在至少兩條螺槽(6、7、8)中製造在幾何結構和/或在其表面結構方面彼此不同的側面輪廓(3』、3」、4』、4」、5』、5」)。此外本發明還涉及一種用於磨削工件的方法和一種磨削螺杆。
文檔編號B23F21/02GK103042469SQ20121038361
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者F·米勒 申請人:Kapp有限公司, 尼爾斯工具機械有限公司