將具有預加工齒的工件的齒隙對齊的方法和裝置的製作方法
2023-10-06 08:57:34
專利名稱：將具有預加工齒的工件的齒隙對齊的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對齊預加工工件齒隙的方法和裝置。
本發明特別地應用於將預加工工件的齒隙對齊加工工具，工件裝在齒輪精加工工具機的工作主軸上，用於進行精加工以及在加工作業之前對工件上的性能進行檢測，這些性能對工藝可靠性是重要的。
背景技術：
在齒輪驅動裝置中對齒輪運轉質量要求的提高，需要齒輪齒的精加工精度越來越高。在大多數情況下，預加工工件是表面硬化的，然後將其所有功能面精加工到最終尺寸。在這種工藝中，特別是齒腹的精加工複雜，耗費資源，因此是一項昂貴的作業。出於對經濟性製造的關注，而且為了避免必須提供不需要的大硬化深度，以及平衡和最小化精加工工具左右齒腹的磨損，就要努力保持材料的精加工餘量儘可能小。為了精加工齒，這實際上意味著每個齒腹去除材料的切削深度僅為百分之幾到至多十分之二毫米。如同一般情況，如果左右齒腹在相同操作中進行加工，就需要相對於精加工工具非常精確地對齊預加工的齒，從而使精加工工具精確地進入齒隙中心進行加工，以便實現從工件的左右齒腹均勻地去除材料。
實際上在齒輪精加工工具機上最常遇到的對齊方法中，非接觸功能測量探針，即對齊探針，位於工具機工作區的幾何學適合點上，靠近裝在工作主軸的工件預加工齒的外徑，所述探針的工作基於感應、光學或磁學原理。通過旋轉工作主軸，對所有齒腹的角位置進行測量，並計算齒隙中心線的平均值。這與工具機控制系統中存儲的理想值比較，並通過旋轉工作主軸使其與理想值相符。至於對齊本身，所述的測量過程同時允許相對於存在的齒隙以及指定的齒數檢測齒腹。
工業製造齒輪的經驗得到如下結論除了在進行所需和加工作業之前的齒數以及存在的預加工齒，為了保證所需的工藝可靠性，需要檢測齒腹的另外性能。這些包括預加工齒的徑向跳動狀態、齒腹加工餘量、螺旋角、以及在所有齒上在整個工件面寬上預加工作業的任何可能的不規則性。這些性能不能用目前公知的儀器檢測。因此，這些檢驗需要在另外的作業中用單獨的適合的測量儀器事先測量，或者用工具機工作區的另外測量儀器，但這由於空間限制難以安裝，並且增加成本。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種對齊預加工工件齒隙的方法和裝置，通過它並利用它不但可以就工件包括的齒數而言正確性檢測工件，而且在不明顯增大成本的情況下可以觀察所需質量，如徑向跳動質量、螺旋角和加工餘量，以及預加工過程存在的不規則性。
上述目的是通過一種具有權利要求1和3分別記載的所述特徵的方法和裝置實現。
根據本發明，具有同樣徑節(即，模數)的工件和引導齒輪(pilotgear)被帶入雙齒腹無間隙嚙合，並且在工件旋轉過程中同時測量引導齒輪齒腹的角位置和引導齒輪與工件之間的中心距。
其它有優勢的實施例形勢在相關的權利要求中描述。
下面通過附圖中所示的優選實施例詳細解釋本發明。在附圖中圖1是第一形式實施例中齒輪精加工工具機的示意圖；圖2是圖1所示工具機的第一局部平面圖；圖3是圖1所示工具機的第二局部平面圖；圖4是圖1所示工具機的第二形式實施例；以及圖5是根據本發明第三形式實施例的工具機的局部視圖。
具體實施例方式
圖1表示用於精加工齒輪毛坯齒腹的工具機的示意性前視圖，特別是工件1具有用工具2預加工的齒，工具2相對於所述工件1徑向和軸向移動。例如，工件1是研磨渦杆。
工具機具有工作主軸3，它位於床身4上旋轉。工件1可以夾持在工作主軸3上。
工具機還裝有對齊和檢測裝置5，通過它可以在進一步加工之前將工件1對齊並檢測。根據本發明，此對齊和檢測裝置5具有引導齒輪6，它與工件1具有相同的模數，但具有反手的螺旋角。
圖1表示測量位置，其中工件1和引導齒輪6是無間隙雙齒腹嚙合。
引導齒輪6裝在引導齒輪軸7上。優選地，該引導齒輪軸7位於引導齒輪支撐8上，繞著平行於工作主軸軸線9的引導齒輪軸線10旋轉。
引導齒輪支撐8通過引導齒輪支撐軸線12旋轉連接在支承臂11上，該支承臂軸線12同樣平行於工作主軸軸線9。支承臂11位於夾持軸14上，從而連接到樞軸15，樞軸15在可調節的鎖定位置。樞軸15位於床身4上繞樞軸軸線16可以轉動，優選地樞軸軸線16平行於工作主軸軸線，樞軸15軸向可以移動和鎖定。在引導齒輪支撐8與支承臂11之間的壓縮彈簧13保證對齊和檢測裝置5在測量位置時工件1和引導齒輪6是無間隙雙齒腹嚙合。
圖3表示對齊和檢測裝置5在轉動離開測量位置後處於其閒置位置。用於前進和後退對齊和檢測裝置5的各種其它裝置是相當可行的。
在轉動對齊和檢測裝置5到達圖2所示測量位置之後，工件1連續旋轉，利用牢固連接在引導齒輪支撐8的對齊探針17，以公知的方式測量引導齒輪齒腹的角位置。相對於通常測量工件齒腹的優點在於，研磨的引導齒輪齒腹有相當高的表面質量和均勻度，由此可以進行更準確的測量。同時，使用牢固連接在支承臂11的測量探針18可以測量工作主軸軸線9與引導齒輪軸線10之間的中心距。在工件轉過一圈的過程中這個尺寸的大小和隨時間的變化，給出有關預加工齒質量的信息，以及與加工餘量偏離公差、螺旋角和預加工作業的不規則性有關的信息。
除了測量引導齒輪6齒隙中心線角位置的對齊探針17外，也可以使用旋轉增量編碼器19，其軸與引導齒輪軸7正向反轉連接。這表示在圖4中。同樣，除了測量探針18外，可以使用樞軸軸線16上的旋轉增量編碼器20測量工件1和引導齒輪6之間的中心距，它測量引導齒輪支撐8相對於支承臂11的旋轉角。這個例子示於圖5。根據圖4和5的變化也可以綜合在一起。
除了將樞軸齒輪6位於旋轉引導齒輪支撐8上之外，在預選作用力下將引導齒輪壓向(保持在引導齒輪支撐上)被測齒輪齒也是可行的，從而引導齒輪和引導齒輪支撐必須相對於齒輪齒在圓周方向上保持絕對無間隙接觸。
通過在精加工作業之前對工件初步檢測，與徑向跳動、齒腹材料餘量、螺旋角以及預加工不規則性相關的超公差工件特徵可以及時檢測，並從製造工序中丟棄相應工件。按同樣的方式通過在工件1精加工之後重複檢測程序，可以檢測精加工後齒腹的任何輪廓偏差，例如由損壞的加工工具2引起的。因此，利用本發明的裝置，工藝可靠性增大，導致製造成本降低。
參考數字表1工件2加工工具3工作主軸4床身5對齊和檢測裝置6引導齒輪7引導齒輪軸8引導齒輪支撐
9工作主軸軸線10引導齒輪軸線11支承臂12引導齒輪支撐軸線13壓縮彈簧14夾持軸15樞軸16樞軸軸線17對齊探針18測量探針19旋轉增量編碼器20旋轉增量編碼器
權利要求
1.一種將具有預加工齒的工件的齒隙對齊的方法，所述工件裝在齒輪精加工工具機的工作主軸上，包括如下步驟使工件與引導齒輪進行無間隙雙齒腹嚙合，旋轉工件，並在此旋轉過程中測量引導齒輪齒隙中心線的角位置，以及引導齒輪與工件之間的中心距。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於對齊具有第一模數和第一齒螺旋角的工件，並使用具有第二模數和第二齒螺旋角的引導齒輪，並且第一和第二模數以及第一和第二齒螺旋角的大小一致，兩個齒螺旋角具有相反的代數符號。
3.執行如權利要求1所述方法的裝置，其特徵在於所述裝置具有工作主軸，工作主軸的定位用於旋轉並安裝工件，並且具有對齊和檢測裝置，所述對齊和檢測裝置能前進到工作主軸以及從工作主軸退回，其特徵在於對齊和檢測裝置具有可旋轉的引導齒輪軸，用於安裝可與工件無間隙雙齒腹嚙合的引導齒輪，並且設有用於同時測量齒隙中心線的角位置以及引導齒輪與工件之間的中心距的裝置。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於對齊和檢測裝置位於所述裝置的床身上。
5.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於所述裝置具有引導齒輪支撐，所述引導齒輪軸裝在其上面旋轉。
6.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述裝置具有支承臂，繞著位於床身上的樞軸可以樞軸轉動，並且引導齒輪支撐可旋轉地裝在支承臂上。
7.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述裝置具有對齊探針，用於測量引導齒輪齒隙中心線的角位置，該對齊探針牢固地裝在引導齒輪支撐上。
8.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於提供測量探針，用於測量工作主軸軸線與引導齒輪軸線之間的中心距。
9.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於旋轉增量編碼器裝在引導齒輪支撐上，用於測量引導齒輪的角位置，旋轉增量編碼器具有軸，該軸與引導齒輪軸正向反轉連接。
10.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於提供旋轉增量編碼器，用於測量工作主軸軸線與引導齒輪軸線之間的中心距。
全文摘要
在一種將具有預加工齒的工件的齒隙對齊的方法和裝置中，所述工件裝在齒輪精加工工具機的工作主軸上，工件(1)與引導齒輪(6)無間隙雙齒腹嚙合。工件(1)旋轉，在此旋轉過程中，測量引導齒輪(6)的齒隙中心線的角位置以及引導齒輪(6)與工件(1)之間的中心距。這使得在徑向跳動、齒腹材料餘量、螺旋角以及任何可能的不規則性方面檢測工件(1)。
文檔編號G01B5/14GK1660535SQ20051005096
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者W·維爾茨 申請人:雷肖爾股份公司