内齿轮加工方法及内齿轮加工机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080037684.2

申请日:

2010.08.06

公开号:

CN102481648A

公开日:

2012.05.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):B23F 5/04登记生效日:20160629变更事项:专利权人变更前权利人:三菱重工业株式会社变更后权利人:三菱重工工作机械株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京变更后权利人:日本滋贺县栗东市|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B23F 5/04申请日:20100806|||公开

IPC分类号:

B23F5/04

主分类号:

B23F5/04

申请人:

三菱重工业株式会社

发明人:

柳濑吉言; 越智政志

地址:

日本东京

优先权:

2009.08.24 JP 2009-192770

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司 11021

代理人:

雒运朴

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内容摘要

本发明的目的在于提供一种能够在使用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮的齿形实施磨削加工时修正齿形形状误差从而实现高精度的齿形磨削加工的内齿轮加工方法及内齿轮加工机。因此,作为内齿轮磨削盘(内齿轮加工机)的齿形形状误差修正机构发挥作用的NC装置(31)构成为,通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的工件(W)(内齿轮)的齿面的压力角误差(ΔfaL、ΔfaR)减少,通过修正螺旋运动而使计测到的工件(W)的齿面的齿向误差(ΔL)减少,通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使计测到的工件(W)的齿面的齿厚误差(Δth)减少。

权利要求书

1: 一种内齿轮加工方法, 通过使内齿轮与鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态 下啮合而同步旋转, 从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工, 其 特征在于, 通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的 齿面的压力角误差减少, 通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少, 通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚 误差减少。
2: 根据权利要求 1 所述的内齿轮加工方法, 其特征在于, 首先, 设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量, 接着, 设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量, 然后, 设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮 回旋角的修正量, 并且, 根据所述各修正量对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动进行修正。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的内齿轮加工方法, 其特征在于, 对所述压力角误差因径向位置误差、 砂轮横向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误 差受到的影响、 所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、 所述齿厚误差因径向位置 误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差受到的影响预先解析, 根据该解析结果分别设定使所 述压力角误差、 所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角的各修正量, 并根据所述各修正量对径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮 回旋角进行修正。
4: 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的内齿轮加工方法, 其特征在于, 在所述内齿轮为正齿轮的情况下, 使所述螺旋运动的修正量为 0。
5: 一种内齿轮加工机, 通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下 啮合而同步旋转, 从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工, 其特 征在于, 具备齿形形状误差修正机构, 其通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋 运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少, 通过修正螺旋运动而使计测到的 所述内齿轮的齿面的齿向误差减少, 通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动而使计测 到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。
6: 根据权利要求 5 所述的内齿轮加工机, 其特征在于, 所述齿形形状误差修正机构首先设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量, 接着 设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量, 然后设定使对称的所述压 力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量, 并根据所述各 修正量对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动进行修正。
7: 根据权利要求 5 或 6 所述的内齿轮加工机, 其特征在于, 所述齿形形状误差修正机构根据对所述压力角误差因径向位置误差、 砂轮横向位置误 差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差受到的影响、 所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的 影响、 所述齿厚误差因径向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差受到的影响预先解析 2 而得到的解析结果, 分别设定使所述压力角误差、 所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径 向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角的各修正量, 并根据所述各修正量对径向位 置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角进行修正。
8: 根据权利要求 5 至 7 中任一项所述的内齿轮加工机, 其特征在于, 在所述内齿轮为正齿轮的情况下, 所述齿形形状误差修正机构使所述螺旋运动的修正 量为 0。

说明书


内齿轮加工方法及内齿轮加工机

    【技术领域】
     本发明涉及通过鼓形螺旋状砂轮进行内齿轮的齿面的磨削加工 ( 齿形磨削加工 ) 的内齿轮加工方法及内齿轮加工机。背景技术
     一般而言, 在齿轮加工中, 通过对规定的齿轮原料进行切齿加工而形成齿轮, 在对 该加工后的齿轮进行热处理之后, 进行用于去除因该热处理造成的变形等的精加工 ( 齿形 磨削加工 )。 一直以来, 为了高效地对热处理后的齿轮的齿面进行精加工, 提供有通过 WA 系 砂轮或超磨粒 ( 金刚石, CBN 等 ) 砂轮等工具进行的各种的齿形磨削方法。另外, 对于在这 些方法中使用的工具的形状, 根据磨削的齿轮的形状也存在外齿轮形、 内齿轮形、 螺旋 ( 涡 轮 ) 形等。
     另一方面, 在齿轮中, 尤其是内齿轮多用于机动车用传动等, 近年来, 为了实现该 传动的低振动化及低噪音化, 要求提高其加工精度。
     因此, 作为热处理后的内齿轮的磨削方法之一, 提供有如下的内齿轮的方法, 即, 通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮以相互带有轴交叉角的状态啮合而进行同步旋转, 从而通 过所述鼓形螺旋状砂轮进行所述内齿轮的齿面的磨削加工。在该内齿轮加工方法中, 根据 所述内齿轮与所述鼓形螺旋状砂轮的啮合旋转和轴交叉角, 通过使所述内齿轮与所述鼓形 螺旋状砂轮之间产生滑动速度 ( 磨削速度 ), 从而能够利用所述鼓形螺旋状砂轮对所述内 齿轮的齿面进行磨削。
     【专利文献 1】 日本专利第 3986320 号公报
     在利用圆筒形的螺旋状砂轮对外齿轮的齿面进行磨削加工时, 即使螺旋状砂轮与 工件 ( 外齿轮 ) 的相对位置发生变化, 工件的齿形形状也不会变化 ( 但是齿厚发生变化 )。 另一方面, 如上述专利文献 1 记载的那样, 在利用成形砂轮 ( 砂轮机 ) 对外齿轮进行成形磨 削的情况下, 若砂轮与工件 ( 外齿轮 ) 的相对位置发生变化, 则工件的齿形形状发生变化。 即, 在工件上产生齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向误差、 齿厚误差 )。因此, 在上述专利文 献 1 中提出了对这些齿形形状误差进行修正而进行高精度的外齿轮的齿形磨削加工的方 法。
     在利用螺旋状砂轮对内齿轮进行展成磨削的情况下, 为了防止螺旋状砂轮与内齿 轮发生干涉, 螺旋状砂轮的形状优选形成为随着从其轴向两端部朝向中间部而其直径逐渐 增大的鼓形, 本申请的发明人等对通过该鼓形螺旋状砂轮进行的内齿轮的齿形磨削加工实 施了模拟 ( 数值计算 ) 和实验, 其结果获得了如下的新的发现, 在利用鼓形螺旋状砂轮对内 齿轮进行磨削的情况下, 与利用圆筒形螺旋状砂轮对外齿轮进行磨削的情况不同, 若鼓形 螺旋状砂轮与工件 ( 内齿轮 ) 的相对位置发生变化, 则工件 ( 内齿轮 ) 的齿形形状发生变 化, 即, 造成工件 ( 内齿轮 ) 上产生齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向误差、 齿厚误差 )。 发明内容因此, 本发明鉴于上述情况而完成, 其目的在于提供一种在利用鼓形螺旋状砂轮 实施内齿轮的齿形磨削加工时能够对鼓形螺旋状砂轮与工件 ( 内齿轮 ) 的相对位置进行修 正而减小工件的齿形形状误差从而能够实现高精度的齿形磨削加工的内齿轮加工方法及 内齿轮加工机。
     【用于解决问题的机构】
     如上所述, 本申请的发明人等通过利用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮进行齿形磨削加 工的模拟和实验, 得到了在鼓形螺旋状砂轮与内齿轮的相对位置发生变化时在内齿轮上产 生齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向误差、 齿厚误差 ) 这种新的发现。 此外, 本申请的发明人 等进一步通过所述模拟, 从而明确了各齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向误差、 齿厚误差 ) 与轴修正项目的关系 ( 参照图 7)。 本发明的内齿轮加工方法及内齿轮加工机是基于这种新 的发现而得到的, 其具有以下的特征。
     即, 关于用来解决上述问题的第一方案的内齿轮加工方法, 其通过使内齿轮和鼓 形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下啮合而同步旋转, 从而通过所述鼓形螺旋状砂 轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工, 其特征在于,
     通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动而使计测到的所述内齿 轮的齿面的压力角误差减少, 通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少,
     通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的 齿厚误差减少。
     另外, 在第一方案的内齿轮加工方法的基础上, 第二方案的内齿轮加工方法的特 征在于,
     首先, 设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,
     接着, 设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,
     然后, 设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和 砂轮回旋角的修正量,
     并且, 根据所述各修正量来修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动。
     另外, 在第一或第二方案的内齿轮加工方法的基础上, 第三方案的内齿轮加工方 法的特征在于,
     对所述压力角误差因径向位置误差、 砂轮横向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运 动误差受到的影响、 所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、 所述齿厚误差因径向 位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差受到的影响进行预先解析, 根据该解析结果分别 设定使所述压力角误差、 所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、 砂轮横向位置、 螺 旋运动、 砂轮回旋角的各修正量, 并根据所述各修正量修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋 运动、 砂轮回旋角。
     另外, 在第一~第三方案中的任意一个方案的内齿轮加工方法的基础上, 第四方 案的内齿轮加工方法的特征在于,
     在所述内齿轮为正齿轮的情况下, 使所述螺旋运动的修正量为 0。
     另外, 第五方案的内齿轮加工机通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交 叉角的状态下啮合而同步旋转, 从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨
     削加工, 其特征在于,
     具备齿形形状误差修正机构, 其通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少, 通过修正螺旋运动而使计测 到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少, 通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动而使 计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。
     另外, 在第五方案的内齿轮加工机的基础上, 第六方案的内齿轮加工机的特征在 于,
     所述齿形形状误差修正机构首先设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量, 接着设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量, 然后设定使对称的所 述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量, 并根据所 述各修正量对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动进行。
     另外, 在第五或第六方案的内齿轮加工机的基础上, 第七方案的内齿轮加工机的 特征在于,
     所述齿形形状误差修正机构根据对所述压力角误差因径向位置误差、 砂轮横向位 置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差而受到的影响、 所述齿向误差因所述螺旋运动误差 而受到的影响、 所述齿厚误差因径向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差而受到的影 响预先解析而得到的解析结果, 分别设定使所述压力角误差、 所述齿向误差及所述齿厚误 差减少的径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角的各修正量, 并根据所述各修正 量对径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角进行修正。
     另外, 在第五~第七方案中的任意一个方案的内齿轮加工机的基础上, 第八方案 的内齿轮加工机的特征在于,
     在所述内齿轮为正齿轮的情况下, 所述齿形形状误差修正机构使所述螺旋运动的 修正量成为 0。
     【发明效果】
     根据第一或第五方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机, 通过修正径向位置、 砂 轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动而使所述内齿轮的齿面的压力角误差减少, 通过修正螺 旋运动而使所述内齿轮的齿面的齿向误差, 减少, 通过修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋 运动而使所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少, 因此, 即使在通过鼓形螺旋状砂轮进行的内 齿轮的齿形磨削加工中产生齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向误差、 齿厚误差 ), 通过进行 与各齿形形状误差相适宜的轴修正项目 ( 径向位置误差、 砂轮横向位置误差、 砂轮回旋角 误差、 螺旋运动误差 ) 的修正, 从而能够可靠地修正 ( 减少 ) 各齿形形状误差。
     根据第二或六方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机, 首先设定使所述齿向误差 减少的螺旋运动的修正量, 接着设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修 正量, 然后设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮 回旋角的修正量,
     为了根据所述各修正量修正径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动, 能 够对与各齿形形状误差 ( 非对称的所述压力角误差、 对称的所述压力角误差、 齿向误差、 齿 厚误差 ) 相对应的各修正量 ( 径向位置误差的修正量、 砂轮横向位置误差的修正量、 砂轮回 旋角误差的修正量、 螺旋运动误差的修正量 ) 进行依次地适当设定, 从而能够完成修正。根据第三或七方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机, 预先对所述压力角误差因 径向位置误差、 砂轮横向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差受到的影响、 所述齿向 误差因所述螺旋运动误差受到的影响、 所述齿厚误差因径向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺 旋运动误差受到的影响进行预先解析, 根据该解析结果分别设定使所述压力角误差、 所述 齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角的各修正 量, 为了根据所述各修正量修正径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动、 砂轮回旋角, 考虑内齿 轮的压力角误差、 齿向误差及齿厚误差的相互影响度而求出径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮 回旋角、 螺旋运动 ( 径向位置误差、 砂轮横向位置误差、 砂轮回旋角误差、 螺旋运动误差 ) 的 各修正量, 从而能够早期地对进行高精度的对内齿轮的齿形形状误差的修正, 从而能提高 作业性。
     根据第四或第八发明的内齿轮加工方法或内齿轮加工机, 在所述内齿轮为正齿轮 的情况下, 由于使所述螺旋运动的修正量为 0, 所以能够适用于内齿轮为正齿轮的情况。 附图说明
     图 1 是表示本发明的实施例的内齿轮磨削盘的结构的立体图。图 2 是表示在所述内齿轮磨削盘中利用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮进行磨削的形 态的立体图。
     图 3 是所述鼓形螺旋状砂轮的纵剖视图。
     图 4 是所述鼓形螺旋状砂轮的立体图。
     图 5 是控制所述内齿轮磨削盘的 NC 控制装置的框图。
     图 6 是表示齿形形状测定的形态的图。
     图 7 是表示内齿轮的齿形形状误差与轴修正项目的关系的表。
     图 8(a) 是例示出非对称的压力角误差的图, 图 8(b) 是例示出对称的压力角误差 的图。
     图 9(a) 是用于说明齿形误差传播解析的渐开线齿形, 图 9(b) 及图 9(c) 是用于说 明齿形误差传播解析的齿形图表。
     图 10(a) 是表示修正前的齿形形状的齿形图表, 图 10(b) 是表示修正后的齿形形 状的齿形图表。 具体实施方式
     以下, 根据附图详细说明本发明的实施例。
     在图 1 中, Xw 轴、 Yw 轴、 Zw 轴是以工件 W 为基准的 ( 固定在工件 W 上的 ) 正交坐 标系 ( 基准坐标系 ) 的基准轴, Xm 轴、 Ym 轴、 Zm 轴是内齿轮磨削盘 ( 内齿轮加工机 )1 的移 动轴。Xw 轴和 Xm 轴是同一方向的水平的移动轴, Zw 轴和 Zm 轴是同一方向的铅垂的轴。另 一方面, 在图示例的情况下, Yw 轴为水平的移动轴, 而 Ym 轴是不仅在与 Yw 轴为同一方向的 水平状态下而且在回旋倾斜的状态下也能够成立的移动轴, 其详细内容将进行后述。需要 说明的是, 并不局限于此, 本发明在 Ym 轴不倾斜而始终为与 Yw 轴同一方向的水平的移动轴 的情况下也可以适用。
     如图 1 所示, 在内齿轮磨削盘 1 的机座 11 上柱 12 被支承成能够沿 Xm 轴 (Xw 轴 )方向移动。Xm 轴 (Xw 轴 ) 方向是以对砂轮旋转轴 B1 与工件旋转轴 C1 之间的距离进行调 整的方式使砂轮旋转轴 B1 移动的方向。在柱 12 上床鞍 13 被支承成能够沿 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向升降, 在该床鞍 13 上回旋头 14 被支承成能够围绕与 Xm 轴 (Xw 轴 ) 平行且水平的砂轮 回旋轴 A 回旋。在回旋头 14 上砂轮头 16 被支承成能够沿与砂轮旋转轴 B1 正交的 Ym 轴方 向移动。当回旋头 14 不回旋时 ( 砂轮旋转轴 B1 沿着 Zm 轴方向时 ), Ym 轴的方向与基准轴 的 Yw 轴方向一致, 另一方面, 通过回旋头 14 的回旋使砂轮旋转轴 B1 围绕砂轮回旋轴 A 回 旋, 当砂轮旋转轴 B1 相对于 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向倾斜时, Ym 轴方向相对于基准轴的 Yw 轴方 向倾斜。
     在砂轮头 16 上未图示的砂轮主轴及安装在该砂轮主轴上的砂轮轴 16a 被支承成 能够围绕砂轮旋转轴 B1 旋转, 螺旋状砂轮 17 以拆装自如的方式安装在砂轮轴 16a 的前端 部。
     在上述的轴结构的内齿轮磨削盘 1 中, 通过使柱 12 移动, 螺旋状砂轮 17 与该柱 12 及床鞍 13、 回旋头 14、 砂轮头 16( 砂轮轴 16a) 一同如箭头 a 所示那样向 Xm 轴 (Xw 轴 ) 方 向移动。另外, 通过使床鞍 13 移动, 螺旋状砂轮 17 与该床鞍 13 及回旋头 14、 砂轮头 16( 砂 轮轴 16a) 一同如箭头 b 所示那样向 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向 ( 内齿轮磨削盘 1 的上下方向 ) 移 动。另外, 通过使回旋头 14 回旋, 螺旋状砂轮 17 与该回旋头 14 及砂轮头 16( 砂轮轴 16a) 一同如箭头 c 所示那样围绕砂轮回旋轴 A 回旋。需要说明的是, 此时 Ym 轴方向 ( 砂轮头 16 的移动方向 ) 也成为与回旋头 14 一同围绕砂轮回旋轴 A 回旋的情况。通过使砂轮头 16 移 动, 螺旋状砂轮 17 与该砂轮头 16( 砂轮轴 16a) 一同如箭头 d 所示向 Ym 轴方向移动。 此外, 通过使砂轮头 16 内的砂轮主轴旋转, 螺旋状砂轮 17 与该砂轮主轴及砂轮轴 16a 一同如箭 头 e 所示围绕砂轮旋转轴 B1 旋转。 另外, 在机座 11 上, 旋转工作台 18 在柱 12 的正面上设置成能够围绕铅垂的工件 旋转轴 C1 旋转。在旋转工作台 18 的上表面设置有圆筒状的安装工具 19, 作为内齿轮的工 件 W 在该安装工具 19 的上端内周面安装成拆装自如。因此, 若使旋转工作台 18 旋转, 则工 件 W 与该旋转工作台 18 一同如箭头 i 所示那样围绕工件旋转轴 C1 旋转。
     另外, 在机座 11 上, 在旋转工作台 18 的侧方设置有修整装置 21。在修整装置 21 上以拆装自如的方式安装有用于对螺旋状砂轮 17 进行修整的圆盘状的盘修整器 22。修整 装置 21 具有设置在机座 11 上的基部 23 和设置在该基部 23 的上部的回旋部 24。回旋部 24 被基部 23 支承成能够围绕基端部的铅垂的修整器进退轴 C2( 如箭头 f 所示 ) 进行分度 回旋。修整器旋转驱动用电机 25 在回旋部 24 的前端部设置成能够围绕通过盘修整器 22 的刀尖 ( 刀刃面 ) 之间的水平的修整器回旋轴 B2( 如箭头 g 所示 ) 回旋。安装有盘修整器 22 的修整器旋转驱动用电机 25 的输出轴能够围绕与修整器回旋轴 B2 正交的修整器旋转轴 C3( 如箭头 h 所示 ) 旋转。
     为了通过以上那样结构的内齿轮磨削盘 1 进行工件 W 的齿形磨削加工, 首先, 将工 件 W 安装在安装工具 19 上。接着, 通过使柱 12、 床鞍 13、 回旋头 14、 砂轮头 16 移动及回旋, 螺旋状砂轮 17 围绕砂轮回旋轴 A 回旋而被设置成规定的角度, 从而成为与工件 W 的螺旋角 对应的轴交叉角∑, 然后螺旋状砂轮 17 向 Xm 轴 (Xw 轴 ) 方向、 Ym 轴 (Yw 轴 ) 方向及 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的规定位置移动而配置在工件 W 的内侧。然后, 进一步使螺旋状砂轮 17 向 Xm 轴 (Xw 轴 ) 方向移动而与工件 W 啮合。该螺旋状砂轮 17 与工件 W 啮合时的状态如图 2 所
     示。 如图 3 所示, 螺旋状砂轮 17 形成为随着从其轴向中间部朝向轴向两端部其直径逐 渐变小的鼓形。通过如此将螺旋状砂轮 17 形成为鼓形, 即使螺旋状砂轮 17 如图 2 所示以 轴交叉角∑相对于工件 W 倾斜, 螺旋状砂轮 17 也不会与工件 W 干涉, 能够使螺旋状砂轮 17 的刀刃与工件 W 的齿相啮合。使螺旋状砂轮 17 具备能够与具有规定的工件规格的工件 W 适当地啮合规定的砂轮规格。轴交叉角∑是工件旋转轴 C1 与砂轮旋转轴 B1 所成的角度, 可根据工件 W 的螺旋角和螺旋状砂轮 17 的螺旋角求出。
     在如图 2 所示那样使螺旋状砂轮 17 与工件 W 啮合后, 使砂轮旋转轴 B1( 螺旋状砂 轮 17) 和工件旋转轴 C1( 工件 W) 同步旋转。接下来, 边使螺旋状砂轮 17 向切入工件 W 的 方向 (Xm 轴方向 ) 移动到规定的位置, 边使其向 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向摆动 ( 升降 )。由此, 螺 旋状砂轮 17 切入工件 W, 从而能够利用螺旋状砂轮 17 的刀刃面对工件 W 的齿面进行磨削。
     需要说明的是, 该磨削加工时的螺旋状砂轮 17 的与工件 W 啮合的位置成为图 4 所 示那样的接触 ( 啮合 ) 线 17a。 即, 在螺旋状砂轮 17 对工件 W 的磨削加工中, 螺旋状砂轮 17 的多个刀刃面对工件 W 的多个齿面同时进行磨削。另外, 在进行该磨削加工时, 因为螺旋状 砂轮 17 围绕以轴交叉角∑与工件旋转轴 C1 交叉的砂轮旋转轴 B1 旋转, 因此, 如图 2 所示, 在螺旋状砂轮 17 与工件 W 之间产生滑动速度 ( 磨削速度 )V。该滑动速度 V 是螺旋状砂轮 17 的刀刃面与工件 W 的齿面的啮合位置的、 螺旋状砂轮 17 的旋转角速度 ω2 与工件 W 的旋 转角速度 ω1 的相对速度。通过产生这种滑动速度 V, 能够通过螺旋状砂轮 17 的刀刃面对 工件 W 的齿面进行可靠地磨削。
     当通过螺旋状砂轮 17 对规定数量的工件 W 实施磨削加工时, 由于螺旋状砂轮 17 的刀刃面磨损而造成锋利度降低, 通过定期使用修整装置 21 对螺旋状砂轮 17 进行修整, 能 够使螺旋状砂轮 17 的锋利度得到恢复, 在此省略其详细的说明。
     此外, 在本实施例中, 当利用内齿轮磨削盘 1 对上述的工件 W 进行齿形磨削加工 时, 如图 5 所示, 操作部 ( 个人计算机 )32 根据输入的螺旋状砂轮 17 和工件 W 的信息计算加 工目标值, NC( 数值控制 ) 装置 31 根据该加工目标值对内齿轮磨削盘 1 的各部分 ( 各轴 ) 进行驱动控制。
     然后, 当齿形磨削加工结束后, 在产生工件 W 的齿形形状误差 ( 压力角误差、 齿向 误差、 齿厚误差 ) 的情况下, 用于使齿形形状误差减少的必要信息被输入到也作为齿形形 状误差修正机构发挥作用的 NC 装置 31, 由此, 利用接下来的磨削加工进行各轴的配置 ( 定 位 )、 移动的修正的加工。
     即, 在齿形磨削加工结束后, 通过齿形形状计测机构计测磨削加工后的工件 W 的 齿面的左右的压力角、 齿向、 齿厚, 根据这些计测值算出压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth。然后, 被指示使这些压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth 减少的 NC 装置 31 相对于螺旋状砂轮 17 的位置误差算出砂轮径向 (Xw 轴方向 ) 位置 误差 ΔX、 砂轮横向 (Yw 轴方向 ) 位置误差 ΔY、 砂轮回旋角 (A 轴 ) 误差 Δ ∑, 进而, 算出 螺旋运动误差 ΔP, 确定相对于这些误差 ΔX、 ΔY、 Δ ∑、 ΔP 的内齿轮磨削盘 1 的螺旋状 砂轮 17 的 Xm 轴方向、 Ym 轴方向及 Zm 轴方向的移动 ( 位置 )、 围绕砂轮回旋轴 A 的回旋角 ( 轴交叉角∑ ) 及围绕工件旋转轴 C1 的旋转速度的修正量而进行修正, 从而进行接下来的 工件 W 的齿形磨削加工。
     径向位置误差 ΔX 是螺旋状砂轮 17 的 Xm 轴 (Xw 轴 ) 方向 ( 对工件 W 的切入方 向 ) 的位置误差。砂轮横向位置误差 ΔY 是 Yw 轴方向的螺旋状砂轮 17 的位置误差。需要 说明的是, 在齿形磨削加工时, 砂轮回旋轴 B1 相对于工件旋转轴 C1 以轴交叉角∑倾斜, 伴 随于此, Ym 轴也相对于基准轴的 Yw 轴倾斜。 为此, 为了对砂轮横向位置误差 ΔY 进行修正, 需要对应于 Ym 轴相对于 Yw 轴的倾斜角 ( 相当于轴交叉角∑ ) 将该砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量换算为 Ym 轴方向位置的修正量, 从而根据该修正量对 Ym 轴方向的位置进行修正。 需要说明的是, 在进行这种 Ym 轴方向的位置修正时, 由于 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的位置也发生 变化, 所以在螺旋状砂轮 17 的 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的加工开始位置等产生螺旋状砂轮 17 与 工件 W 的接触位置的偏差。因此, 在进行 Ym 轴方向的位置修正的情况下, 理想的是对 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的位置也进行修正, 从而不产生所述接触位置的偏差。因此, 在本实施例的内 齿轮磨削盘 1 中, 对该 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的位置也进行修正。需要说明的是, 关于 Xm 轴方 向的位置误差 ( 修正量 ), 其与 Xw 轴方向的位置误差 ( 修正量 ) 相同, 关于 Zm 轴方向位置 的修正量, 其与 Zw 轴方向位置的修正量相同。
     砂轮回旋角误差 Δ ∑是螺旋状砂轮 17 的围绕砂轮回旋轴 A 的回旋角误差即轴交 叉角∑的误差。螺旋运动误差 ΔP 是螺旋状砂轮 17 的 Zm 轴 (Zw 轴 ) 方向的摆动 ( 升降 ) 运动与工件 W 的围绕工件旋转轴 C1 的旋转运动的同步误差, 从而相对于螺旋状砂轮 17 的 围绕砂轮旋转轴 B1 的旋转运动与 Zm 轴方向的摆动 ( 升降 ) 运动的工件 W 的围绕工件旋转 轴 C1 的旋转运动得到修正。
     工件 W 的齿形形状测定是在例如每加工规定数量的内齿轮或螺旋状砂轮 17 刚被 替代为新品之后进行加工时等实施的。作为齿形形状测定机构, 可以是装备于内齿轮磨削 盘 1 的齿轮精度计测装置, 也可以是在内齿轮磨削盘 1 的外部设置的一般齿轮精度测定专 用的齿轮测定机 ( 即外部测定机 )。 在使用外部测定机的情况下, 通过将齿形磨削加工后的 工件 W 从内齿轮磨削盘 1 拆下而设置到外部测定机上, 从而进行该工件 W 的齿形形状测定。
     在图 6 中例示出通过装备在内齿轮磨削盘 1 中的齿轮精度计测装置 40( 参照图 5) 的测定元件 41 进行齿形磨削加工后的工件 W 的齿形测定的形态。如图 6 所示, 测定元件 41 通过依据加工目标值使测定元件 41 及工件 W 移动, 从而根据测定元件 41 的前端部与工件 W 的表面 ( 齿面 ) 的接触感觉能够测定工件 W 的齿面的左右的压力角、 齿向、 齿厚。此外, 能 够根据这些测定值算出压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth。在这种情 况下, 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 由 Xw 轴 -Yw 轴坐标上的最大为 100 点的点序列表示, 齿向误 差 ΔL 由 Zw 轴 -Yw 轴坐标上的最大为 100 点的点序列表示。然后, 测定元件 41 的测定结 果经由 NC 装置 31 向操作部 32 输出。需要说明的是, 利用 NC 装置 31 根据齿厚 th 算出齿 厚误差 Δth。
     在此, 对利用 NC 装置 31 算出相对于径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂 轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP 的内齿轮磨削盘 1 的各轴的各修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm 和 Zm 轴方向位置的修正量 ΔZm 的运算方法进行说明。
     如图 5 所示, 在齿轮精度计测装置 40 中, 将根据通过测定元件 41 测定的工件 W 的 齿面的左右的压力角及齿向算出的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿向误差 ΔL、 通过测定元件 41 测定的齿厚 th 向 NC 装置 31 的修正量运算部 33 输出。需要说明的是, 在使用外部测定 机的情况下, 将利用该外部测定机测定的工件 W 的左右的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL 和齿厚误差 Δth 直接或经由操作部 32 向 NC 装置 31 输入。
     修正量运算部 33 具有齿厚误差运算部 34、 工件旋转轴运动 ( 螺旋运动 ) 修正部 35、 砂轮位置修正部 36。在齿厚误差运算部 34, 根据目标齿厚和测定齿厚 th 算出齿厚误差 Δth。在工件旋转轴运动修正部 35, 根据压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL 和齿厚误 差 Δth, 设定螺旋运动误差 ( 工件旋转轴运动误差 )ΔP 的修正量 ΔPm。 在砂轮位置修正部 36, 根据压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿厚误差 Δth, 设定径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXm、 砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYm、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ m。另外, 在砂 轮位置修正部 36, 对 Zm 轴方向位置的修正量 ΔZm 也进行设定。
     在这种情况下, 在工件旋转轴运动修正部 35 及砂轮位置修正部 36, 对径向位置误 差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑及螺旋运动误差 ΔP 对压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth 带来的影响进行预先解析。 该解析通过计算微分 系数 ( 影响系数 ) 进行, 并还考虑工件 W( 内齿轮 ) 的工件规格而实施。另外, 通过齿形形 状计测机构 ( 齿轮精度计测装置 40) 对工件 W 的齿形形状误差 ( 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth) 也进行计测。
     然后, 根据该齿形形状误差的计测结果和上述的解析结果 ( 微分系数 ( 影响系 数 )), 首先以减小压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth 的方式 ( 成为最 小的方式 ) 算出关于工件基准的坐标轴的修正量, 即, 径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXw、 砂 轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w、 螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。ΔXw 是 Xw 轴方向位置的修正量, ΔYw 是 Yw 轴方向位置的修正量。
     接下来, 根据该算出的关于工件基准的坐标轴的修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw, 设定关于内齿轮磨削盘 1 的各轴的修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm。此时, 修正量 ΔXm、 Δ ∑ m、 ΔPm 设定成与修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw 相同的值。另一方面, 关于修正量 ΔYm, 以修正量 ΔYm 的 Yw 轴方向的成分与修正量 ΔYw 相同的方式, 根据 Ym 轴相对于 Yw 轴的倾斜角将修正量 ΔYw 换算为修正量 ΔYm 而进行设定。另外, 随着该修正量 ΔYm 的设 定, 为了使加工开始位置等的螺旋状砂轮 17 与工件 W 的接触位置的不产生偏差, 从而对 Zm 轴方向位置的修正量 ΔZm 也进行设定。
     需要说明的是, 图示例表示工件 W( 内齿轮 ) 为螺旋齿轮的情况, 但在工件 W( 内齿 轮 ) 为正齿轮的情况下, 只要螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw(ΔPm) 为 0( 没有 ) 即可。
     根据压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth 算出径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXw、 砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w、 螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw 的方法如下所述。
     本申请的发明人等首先通过鼓形螺旋状砂轮 17 进行齿形磨削加工的模拟 ( 数值 计算 ), 从而对使用鼓形螺旋状砂轮 17 对工件 W( 内齿轮 ) 进行齿形磨削加工时的、 径向位 置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑及螺旋运动误差 ΔP 对压力角误 差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth 带来的影响进行了调查。根据该模拟的结果 可知, 在利用鼓形螺旋状砂轮 17 对工件 W( 内齿轮 ) 磨削的情况下, 与利用圆筒形螺旋状砂 轮对外齿轮进行磨削的情况不同, 若鼓形螺旋状砂轮 17 和工件 W( 内齿轮 ) 的相对位置发 生变化, 则工件 W( 内齿轮 ) 的齿形形状也发生变化, 在工件 W( 内齿轮 ) 上产生齿形形状误 差 ( 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth)。更进一步而言, 根据所述模拟的结果可知, 如图 7 的表所示, 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 受到径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP 的全部项目的影响, 而齿向误差 ΔL 仅受到螺旋运动误差 ΔP 这一个项目的影响, 齿厚 误差 Δth 受到径向位置误差 ΔX、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP 这三个项目的 影响。
     另外, 根据所述模拟的结果可知, 对压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 带来的砂轮横向位置 误差 ΔY 的影响作为非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 来表示, 对压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 带来的径向位置误差 ΔX 及砂轮回旋角误差 Δ ∑的影响作为对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 来表示。需要说明的是, 非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 是指, 图 8(a) 所示那样的 工件 W 的齿的左右的齿面 Wa、 Wb 的压力角相对于实线所示的设计上 ( 目标 ) 的压力角成为 测定到的压力角由虚线表示的状态下的情况, 即, 相对于齿槽的中心线 j 产生左右非对称 的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 的情况。另外, 对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 是指, 图 8(b) 所 示那样的工件 W 的齿的左右的齿面 Wa、 Wb 的压力角相对于实线所示的设计上 ( 目标 ) 的压 力角成为测定到的压力角由虚线表示的状态下的情况, 即, 相对于齿槽的中心线 j 产生左 右对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 的情况。 接下来, 通过进行齿形误差传播解析, 对内齿轮磨削盘 1 的各误差 ( 径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP) 作为工件 W( 内齿 轮 ) 的齿形形状误差 ( 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaRL、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth) 如何传播 进行了解析。其结果是, 以如下方式获得了对各误差量的齿形误差传播式 (1) ~ (4)。需要 说明的是, 在工件 W( 内齿轮 ) 为正齿轮的情况下, 螺旋运动误差 ΔP 为 0( 没有 )。
     【式 1】
     径向位置误差 ΔX
     【式 2】
     螺旋运动误差 ΔP
     【式 3】
     砂轮回旋角误差 Δ ∑
     砂轮横向位置误差 ΔY根据这种解析结果, 用于修正 ( 减少 ) 齿形形状误差 ( 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 、 齿厚误差 Δth、 齿向误差 ΔL) 的各误差 ( 径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮 回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP) 的修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw 按照如下 (1) ~ (3) 的顺序进行修正。
     (1) 首先, 作为修正 ( 减少 ) 齿向误差 ΔL 的修正量, 求出相对于螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。在此求出的螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw 也作为用于修正压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 的修正量和用于修正 ( 减少 ) 齿厚误差 Δth 的修正量使用。
     (2) 接下来, 作为用于修正 ( 减少 ) 非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 的修正量, 求出对砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw。
     (3) 然后, 作为修正 ( 减少 ) 对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 和齿厚误差 Δth 的修 正量, 求出对径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXw 和对砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w。
     在此, 对各修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw 进行详细描述。根据上述的解析结果, 为了修正 ( 减少 ) 齿向误差 ΔL 而仅使用螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw, 首先利用二分 法根据测定的齿向误差 ΔL 首次算出螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。
     接下来, 考虑到该螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw, 利用滑降简化法等解决逆算 问题的最优化算法来算出修正 ( 减少 ) 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿厚误差 Δth 的径向位 置误差 ΔX 的修正量 ΔXw、 砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的 修正量 Δ ∑ w。 需要说明的是, 众所周知的逆算问题是指, 根据结果推出原因的问题。 在此, 通过使用解决该逆算问题的最优化算法, 根据作为结果的齿形形状误差推出成为原因的各 轴的误差 ( 修正量 )。
     在解决逆算问题的最优化算法 ( 滑降简化法等 ) 中, 关于非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR, 将左齿面的压力角误差 ΔfaL 的平方值与右齿面的压力角误差 ΔfaR 的平方 值的和作为评价函数, 从而求出该评价函数成为最小的砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw。另外, 在解决逆算问题的最优化算法 ( 滑降简化法等 ) 中, 关于对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿厚误差 Δth, 将左齿面的压力角误差 ΔfaL 的平方值、 右齿面的压力角误 差 ΔfaR 的平方值、 齿厚误差 Δth 的平方值的和作为评价函数, 从而求出该评价函数成为 最小的径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXw 及砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w。即, 求 出能够同时修正 ( 减少 ) 非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿厚误差 Δth 的径向位置误 差 ΔX 的修正量 ΔXw 及砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w。
     例如, 在工件 W( 内齿轮 ) 为螺旋齿轮的情况下, 首先, 为了修正 ( 使其减少 ) 齿向 误差 ΔL, 需要求出螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。在齿形误差传播解析中, 由于齿向误 差 ΔL 是在 Zw-Yw 坐标上表示的误差, 如图 6 所示那样求出齿宽方向的各端部的齿形曲线 ( 图 6 中由点划线表示 ), 求出各齿形曲线在节圆附近存在何种程度的误差而获得齿向图
     表, 从而求出齿向误差 ΔL。在此, 利用前述的 (2) 式求出产生螺旋运动误差 ΔP 时该齿向 图表如何变化。
     在齿形误差传播解析中, 渐开线齿形的点序列 (X0、 Y0) 如图 9(a) 所示, 在径向位置 误差 ΔX = 0、 砂轮横向位置误差 ΔY = 0 时, 成为与加工目标值一致的齿形图表。因此, 通 过输入与 (2) 式的螺旋运动误差 ΔP 向适宜的数值, 从而求出在齿宽方向的各端部的分别 如图 9(a) 所示的渐开线齿形的点序列 (X0′、 Y0′ )。在这种情况下,
     ΔX = X0′ -X0
     ΔY = Y0′ -Y0,
     根 据 ΔX、 ΔY 求 出 齿 宽 方 向 的 上 端 和 下 端 的 齿 向 误 差 ΔLT ′、 ΔLB ′, 这些 ΔLT′、 ΔLB′的合计值为节圆附近的齿向误差 ΔL′, 从而成为图 9(b) 所示的齿形图表。
     通过二分法根据如此求得的齿向误差 ΔL ′求出螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。即, 若该齿向误差 ΔL′与测定的齿向误差 ΔL 的差为 0, 则可正确地推定实际的螺 旋运动误差 ΔP, 从而求出实际上成为最小的螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw。
     若如此设定螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw, 接下来, 根据左右的齿面的压力角 误差 ΔfaL、 ΔfaR 及齿厚误差 Δth 求出砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw、 径向位置误 差 ΔX 的修正量 ΔXw、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w, 但是, 在这种情况下, 需要考 虑到螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw 对压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 和齿厚误差 Δth 的影响。 即, 使用前述的 (2) 式根据螺旋运动误差 ΔP 求出 ΔX0、 ΔY0。
     在齿形误差传播解析中, 渐开线齿形的点序列 (X0、 Y0) 如图 9(a) 所示, 径向位置误 差 (Xw 轴方向位置的误差 )ΔX = 0、 砂轮横向位置误差 ΔY = 0 时成为与加工目标值一致 的齿形图表, 其为压力角误差 ΔfaL = 0、 ΔfaR = 0。在此, 产生砂轮横向位置误差 ΔY 时, 利用前述的 (4) 式求出该齿形图表如何变化。即, 通过输入与该 (4) 式的 ΔY 适当的数值, 求出图 9(a) 所示的渐开线齿形的点序列 (X0′、 Y0′ )。在这种情况下,
     X0′= X0+ΔX
     Y0′= Y0+ΔY,
     向 X0 ′、 Y0 ′加上利用 (2) 式根据螺旋运动误差 ΔP 求出的 ΔX0、 ΔY0。如此, 根据所求出的数据 (X0′、 Y0′ ) 获得图 9(c) 所示的齿形图表, 从而能够求出压力角误差 ΔfaL′ (ΔfaR′ )。
     利用解决逆算问题的最优化算法 ( 滑降简化法等 ) 根据如此求出的压力角误差 ΔfaL′、 ΔfaR′求出砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw。这种情况下的评价函数 f 通 过如下数式提供。
     f = (ΔfaL′ -ΔfaL)2+(ΔfaR′ -ΔfaR)
     相对于利用该数式推定的砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw, 若评价函数 f 成 为 f = 0( 或者最小 ), 则可正确地推定实际的砂轮横向位置误差 ΔY, 从而求出评价函数 f 实际成为最小的砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYw。
     另外, 同样, 通过利用前述的 (1) 式输入与径向位置误差 ΔX 相适宜的数值, 从而 求出渐开线齿形的点序列 (X0′、 Y0′ ), 根据所求出的数据 (X0′、 Y0′ ) 获得齿形图表, 从 而求出压力角误差 ΔfaL′、 ΔfaR′。
     另外, 同样, 通过使用前述 (3) 式输入与砂轮回旋角误差 Δ ∑相适宜的数值, 从而求出渐开线齿形的点序列 (X0′、 Y0′ ), 根据所求出的数据 (X0′、 Y0′ ) 获得齿形图表, 从 而求出齿厚误差 Δth′。
     使用解决逆算问题的最优化算法 ( 滑降简化法等 ), 根据如此求出的压力角误差 ΔfaL′、 ΔfaR′及齿厚误差 Δth′求出径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXw 及砂轮回旋角误 差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ w。这种情况下的评价函数 f 通过如下数式提供。
     f = (ΔfaL′ -ΔfaL)2+(ΔfaR′ -ΔfaR)+(Δth′ -Δth)2
     相对于使用该数式推定的径向位置误差 ΔX 及砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 ΔXw、 Δ ∑ w, 若评价函数 f 成为 f = 0( 或者最小 ), 则可正确地推定出实际的径向位置误 差 ΔX、 砂轮回旋角误差 Δ ∑, 从而实际求出评价函数 f 成为最小的径向位置误差 ΔX 及砂 轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 ΔXw、 Δ ∑ w。
     然后, 根据如此求出的修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw, 设定关于内齿轮磨削盘 1 的各轴的修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm。此时, 修正量 ΔXm、 Δ ∑ m、 ΔPm 被设定成与 修正量 ΔXw、 ΔYw、 Δ ∑ w、 ΔPw 相同的值, 另一方面, 根据 Ym 轴相对于 Yw 轴的倾斜角将 修正量 ΔYw 换算为修正量 ΔYm 而设定修正量 ΔYm。另外, 随着该修正量 ΔYm 的设定, 为 了不使加工开始位置等的螺旋状砂轮 17 与工件 W 的接触位置产生偏差, 对 Zm 轴方向位置 的修正量 ΔZm 也进行设定。需要说明的是, 在工件 W( 内齿轮 ) 为正齿轮的情况下, 使螺旋 运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw(ΔPm) 为 0( 没有 ) 即可。
     这种运算通过图 5 所示的 NC 装置 31 进行。在 NC 装置 31 的显示部 37, 作为工件 W 的测定数据显示出左齿面的压力角误差 ΔfaL、 右齿面的压力角误差 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth。另外, 通过操作操作部 32, 利用 NC 装置 31 对径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXm、 砂轮横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYm、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ m、 螺旋 运动误差 ΔP 的修正量 ΔPw 及 Zm 轴方向位置的修正量 ΔZm 进行运算, 并在显示部 37 上 显示。因此, 在 NC 装置 31 中, 根据所述各修正量 ΔXm、 ΔYm、 ΔZm、 Δ ∑ m、 ΔPm, 对螺旋状 砂轮 17 的 Xm 轴方向的位置 ( 切入量 )、 Y 轴方向的位置、 Z 轴方向的位置及围绕砂轮回旋 轴 A 的回旋角 ( 轴交叉角∑ )、 工件 W 的围绕工件旋转轴 C1 的旋转速度进行修正, 由此, 例 如能够将工件 W 的齿形磨削加工成图 10(b) 所示的接近加工目标值的齿形形状。
     如上所述, 根据本实施例的内齿轮磨削盘 1, 通过对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮 回旋角、 螺旋运动进行修正, 从而使计测到的工件 W( 内齿轮 ) 的齿面的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 减少, 通过对螺旋运动进行修正, 从而使计测到的工件 W 的齿面的齿向误差 ΔL 减少, 通过对径向位置、 砂轮横向位置、 螺旋运动进行修正, 从而使计测到的工件 W 的齿面的齿厚 误差 Δth 减少, 在通过鼓形螺旋状砂轮 17 对工件 W 的齿形磨削加工中, 即使产生齿形形状 误差 ( 压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth), 通过对与各齿形形状误差 相适宜的轴修正项目 ( 径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP) 进行修正, 能够对各齿形形状误差进行可靠地修正 ( 使其减少 )。
     另外, 根据本实施例的内齿轮磨削盘 1, 首先, 对使齿向误差 ΔL 减少的螺旋运动 的修正量 ΔPm 进行设定, 随后, 对使非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 减少的砂轮横向位置 的修正量 ΔYm 进行设定, 接下来, 对使对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 和齿厚误差 Δth 减 少的径向位置的修正量 ΔXm 与砂轮回旋角的修正量 Δ ∑ m 进行设定, 为了根据所述各修 正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm 对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动进行修正,对与各齿形形状误差 ( 非对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 对称的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL、 齿厚误差 Δth) 相对应的各修正量 ( 径向位置误差 ΔX 的修正量 ΔXm、 砂轮 横向位置误差 ΔY 的修正量 ΔYm、 砂轮回旋角误差 Δ ∑的修正量 Δ ∑ m、 螺旋运动误差 ΔP 的修正量 ΔPm) 依次适当地进行设定, 从而能够完成修正。
     另外, 根据本实施例的内齿轮磨削盘 1, 对压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR 因径向位置误 差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP 所受到的影响、 齿 向误差 ΔL 因螺旋运动误差 ΔP 所受到的影响、 齿厚误差 Δth 因径向位置误差 ΔX、 砂轮回 旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP 所受到的影响进行预先解析, 根据该解析结果, 分别对压 力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL 及齿厚误差 Δth 减少的径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮 回旋角、 螺旋运动的各修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm 进行设定, 为了根据所述的各修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm 对径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动进行修正, 在考 虑工件 W( 内齿轮 ) 的压力角误差 ΔfaL、 ΔfaR、 齿向误差 ΔL 及齿厚误差 Δth 的相互的影 响度的情况下, 求出径向位置、 砂轮横向位置、 砂轮回旋角、 螺旋运动 ( 径向位置误差 ΔX、 砂轮横向位置误差 ΔY、 砂轮回旋角误差 Δ ∑、 螺旋运动误差 ΔP) 的各修正量 ΔXm、 ΔYm、 Δ ∑ m、 ΔPm, 从而能够早期地对高精度的工件 W 的齿形形状误差进行修正, 从而能够提高 作业性。 另外, 根据本实施例的内齿轮磨削盘 1, 在工件 W( 内齿轮 ) 为正齿轮的情况下, 通 过使螺旋运动的修正量 ΔPm 为 0, 从而工件 W( 内齿轮 ) 能够适用于正齿轮的情况。
     【工业上的可利用性】
     本发明涉及通过鼓形螺旋状砂轮进行内齿轮的齿面的磨削加工 ( 齿形磨削加工 ) 的内齿轮加工方法及内齿轮加工机, 其可有效适用于修正在内齿轮产生的齿形形状误差且 实现内齿轮的高精度齿形磨削加工的情况。
     【符号说明】
     1 内齿轮磨削盘 ( 内齿轮加工机 )、 11 机座、 12 柱、 13 床鞍、 14 回旋头、 16 砂轮头、 16a 砂轮轴、 17 螺旋状砂轮、 17a 接触 ( 啮合 ) 线、 18 旋转工作台、 19 安装工具、 21 修整装置、 22 盘修整器、 23 基部、 24 回旋部、 25 修整器旋转驱动用电机、 31NC 装置、 32 操作部 ( 个人计 算机 )、 33 修正量运算部、 34 误差运算部、 35 螺旋修正部、 36X·Y·Z·A 修正部、 37 显示部、 40 齿轮精度计测装置、 41 测定元件、 W 工件 ( 内齿轮 )、 Wa 左齿面、 Wb 右齿面
    

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1、(10)申请公布号 CN 102481648 A(43)申请公布日 2012.05.30CN102481648A*CN102481648A*(21)申请号 201080037684.2(22)申请日 2010.08.062009-192770 2009.08.24 JPB23F 5/04(2006.01)(71)申请人三菱重工业株式会社地址日本东京(72)发明人柳濑吉言 越智政志(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人雒运朴(54) 发明名称内齿轮加工方法及内齿轮加工机(57) 摘要本发明的目的在于提供一种能够在使用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮的齿形实施磨削加工时修正齿形形。

2、状误差从而实现高精度的齿形磨削加工的内齿轮加工方法及内齿轮加工机。因此,作为内齿轮磨削盘(内齿轮加工机)的齿形形状误差修正机构发挥作用的NC装置(31)构成为,通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的工件(W)(内齿轮)的齿面的压力角误差(faL、faR)减少,通过修正螺旋运动而使计测到的工件(W)的齿面的齿向误差(L)减少,通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使计测到的工件(W)的齿面的齿厚误差(th)减少。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.02.24(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/063351 2010.08.06(。

3、87)PCT申请的公布数据WO2011/024626 JA 2011.03.03(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书13页 附图7页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 13 页 附图 7 页1/2页21.一种内齿轮加工方法,通过使内齿轮与鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下啮合而同步旋转,从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工,其特征在于,通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少,通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少,通过修正径向位置、砂轮。

4、横向位置、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。2.根据权利要求1所述的内齿轮加工方法,其特征在于,首先,设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,接着,设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,然后,设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量,并且,根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动进行修正。3.根据权利要求1或2所述的内齿轮加工方法,其特征在于,对所述压力角误差因径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响、所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、所述齿厚误差因径向位。

5、置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响预先解析,根据该解析结果分别设定使所述压力角误差、所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角的各修正量,并根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角进行修正。4.根据权利要求1至3中任一项所述的内齿轮加工方法,其特征在于,在所述内齿轮为正齿轮的情况下,使所述螺旋运动的修正量为0。5.一种内齿轮加工机,通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下啮合而同步旋转,从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工,其特征在于,具备齿形形状误差修正机构,其通过修正径向位置、砂轮横向位置。

6、、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少,通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少,通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。6.根据权利要求5所述的内齿轮加工机,其特征在于,所述齿形形状误差修正机构首先设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,接着设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,然后设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量,并根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动进行修正。7.根据权利要求5或6所述的内齿轮加工机,其特。

7、征在于,所述齿形形状误差修正机构根据对所述压力角误差因径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响、所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、所述齿厚误差因径向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响预先解析权 利 要 求 书CN 102481648 A2/2页3而得到的解析结果,分别设定使所述压力角误差、所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角的各修正量,并根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角进行修正。8.根据权利要求5至7中任一项所述的内齿轮加工机,其特征在于,在所述内齿轮为正齿轮的情况下,所述。

8、齿形形状误差修正机构使所述螺旋运动的修正量为0。权 利 要 求 书CN 102481648 A1/13页4内齿轮加工方法及内齿轮加工机技术领域0001 本发明涉及通过鼓形螺旋状砂轮进行内齿轮的齿面的磨削加工(齿形磨削加工)的内齿轮加工方法及内齿轮加工机。背景技术0002 一般而言,在齿轮加工中,通过对规定的齿轮原料进行切齿加工而形成齿轮,在对该加工后的齿轮进行热处理之后,进行用于去除因该热处理造成的变形等的精加工(齿形磨削加工)。一直以来,为了高效地对热处理后的齿轮的齿面进行精加工,提供有通过WA系砂轮或超磨粒(金刚石,CBN等)砂轮等工具进行的各种的齿形磨削方法。另外,对于在这些方法中使用的。

9、工具的形状,根据磨削的齿轮的形状也存在外齿轮形、内齿轮形、螺旋(涡轮)形等。0003 另一方面,在齿轮中,尤其是内齿轮多用于机动车用传动等,近年来,为了实现该传动的低振动化及低噪音化,要求提高其加工精度。0004 因此,作为热处理后的内齿轮的磨削方法之一,提供有如下的内齿轮的方法,即,通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮以相互带有轴交叉角的状态啮合而进行同步旋转,从而通过所述鼓形螺旋状砂轮进行所述内齿轮的齿面的磨削加工。在该内齿轮加工方法中,根据所述内齿轮与所述鼓形螺旋状砂轮的啮合旋转和轴交叉角,通过使所述内齿轮与所述鼓形螺旋状砂轮之间产生滑动速度(磨削速度),从而能够利用所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿。

10、轮的齿面进行磨削。0005 【专利文献1】日本专利第3986320号公报0006 在利用圆筒形的螺旋状砂轮对外齿轮的齿面进行磨削加工时,即使螺旋状砂轮与工件(外齿轮)的相对位置发生变化,工件的齿形形状也不会变化(但是齿厚发生变化)。另一方面,如上述专利文献1记载的那样,在利用成形砂轮(砂轮机)对外齿轮进行成形磨削的情况下,若砂轮与工件(外齿轮)的相对位置发生变化,则工件的齿形形状发生变化。即,在工件上产生齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差)。因此,在上述专利文献1中提出了对这些齿形形状误差进行修正而进行高精度的外齿轮的齿形磨削加工的方法。0007 在利用螺旋状砂轮对内齿轮进行展成磨削。

11、的情况下,为了防止螺旋状砂轮与内齿轮发生干涉,螺旋状砂轮的形状优选形成为随着从其轴向两端部朝向中间部而其直径逐渐增大的鼓形,本申请的发明人等对通过该鼓形螺旋状砂轮进行的内齿轮的齿形磨削加工实施了模拟(数值计算)和实验,其结果获得了如下的新的发现,在利用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮进行磨削的情况下,与利用圆筒形螺旋状砂轮对外齿轮进行磨削的情况不同,若鼓形螺旋状砂轮与工件(内齿轮)的相对位置发生变化,则工件(内齿轮)的齿形形状发生变化,即,造成工件(内齿轮)上产生齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差)。发明内容说 明 书CN 102481648 A2/13页50008 因此,本发明鉴于上述情况而。

12、完成,其目的在于提供一种在利用鼓形螺旋状砂轮实施内齿轮的齿形磨削加工时能够对鼓形螺旋状砂轮与工件(内齿轮)的相对位置进行修正而减小工件的齿形形状误差从而能够实现高精度的齿形磨削加工的内齿轮加工方法及内齿轮加工机。0009 【用于解决问题的机构】0010 如上所述,本申请的发明人等通过利用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮进行齿形磨削加工的模拟和实验,得到了在鼓形螺旋状砂轮与内齿轮的相对位置发生变化时在内齿轮上产生齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差)这种新的发现。此外,本申请的发明人等进一步通过所述模拟,从而明确了各齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差)与轴修正项目的关系(参照图7)。本发。

13、明的内齿轮加工方法及内齿轮加工机是基于这种新的发现而得到的,其具有以下的特征。0011 即,关于用来解决上述问题的第一方案的内齿轮加工方法,其通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下啮合而同步旋转,从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行磨削加工,其特征在于,0012 通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少,0013 通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少,0014 通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。0015 另外,在第一方案的内齿轮加工方法的基。

14、础上,第二方案的内齿轮加工方法的特征在于,0016 首先,设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,0017 接着,设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,0018 然后,设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量,0019 并且,根据所述各修正量来修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动。0020 另外,在第一或第二方案的内齿轮加工方法的基础上,第三方案的内齿轮加工方法的特征在于,0021 对所述压力角误差因径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响、所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、所述齿厚。

15、误差因径向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响进行预先解析,根据该解析结果分别设定使所述压力角误差、所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角的各修正量,并根据所述各修正量修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角。0022 另外,在第一第三方案中的任意一个方案的内齿轮加工方法的基础上,第四方案的内齿轮加工方法的特征在于,0023 在所述内齿轮为正齿轮的情况下,使所述螺旋运动的修正量为0。0024 另外,第五方案的内齿轮加工机通过使内齿轮和鼓形螺旋状砂轮在彼此带有轴交叉角的状态下啮合而同步旋转,从而通过所述鼓形螺旋状砂轮对所述内齿轮的齿面进行。

16、磨说 明 书CN 102481648 A3/13页6削加工,其特征在于,0025 具备齿形形状误差修正机构,其通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的压力角误差减少,通过修正螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿向误差减少,通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使计测到的所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少。0026 另外,在第五方案的内齿轮加工机的基础上,第六方案的内齿轮加工机的特征在于,0027 所述齿形形状误差修正机构首先设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,接着设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,然后设定使对称的所述压力。

17、角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量,并根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动进行。0028 另外,在第五或第六方案的内齿轮加工机的基础上,第七方案的内齿轮加工机的特征在于,0029 所述齿形形状误差修正机构根据对所述压力角误差因径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差而受到的影响、所述齿向误差因所述螺旋运动误差而受到的影响、所述齿厚误差因径向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差而受到的影响预先解析而得到的解析结果,分别设定使所述压力角误差、所述齿向误差及所述齿厚误差减少的径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角的各修。

18、正量,并根据所述各修正量对径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角进行修正。0030 另外,在第五第七方案中的任意一个方案的内齿轮加工机的基础上,第八方案的内齿轮加工机的特征在于,0031 在所述内齿轮为正齿轮的情况下,所述齿形形状误差修正机构使所述螺旋运动的修正量成为0。0032 【发明效果】0033 根据第一或第五方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机,通过修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动而使所述内齿轮的齿面的压力角误差减少,通过修正螺旋运动而使所述内齿轮的齿面的齿向误差,减少,通过修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动而使所述内齿轮的齿面的齿厚误差减少,因此,即使在通过鼓形。

19、螺旋状砂轮进行的内齿轮的齿形磨削加工中产生齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差),通过进行与各齿形形状误差相适宜的轴修正项目(径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差)的修正,从而能够可靠地修正(减少)各齿形形状误差。0034 根据第二或六方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机,首先设定使所述齿向误差减少的螺旋运动的修正量,接着设定使非对称的所述压力角误差减少的砂轮横向位置的修正量,然后设定使对称的所述压力角误差和所述齿厚误差减少的径向位置的修正量和砂轮回旋角的修正量,0035 为了根据所述各修正量修正径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动,能够对与各齿形形状误差。

20、(非对称的所述压力角误差、对称的所述压力角误差、齿向误差、齿厚误差)相对应的各修正量(径向位置误差的修正量、砂轮横向位置误差的修正量、砂轮回旋角误差的修正量、螺旋运动误差的修正量)进行依次地适当设定,从而能够完成修正。说 明 书CN 102481648 A4/13页70036 根据第三或七方案的内齿轮加工方法或内齿轮加工机,预先对所述压力角误差因径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响、所述齿向误差因所述螺旋运动误差受到的影响、所述齿厚误差因径向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差受到的影响进行预先解析,根据该解析结果分别设定使所述压力角误差、所述齿向误差及所述。

21、齿厚误差减少的径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角的各修正量,为了根据所述各修正量修正径向位置、砂轮横向位置、螺旋运动、砂轮回旋角,考虑内齿轮的压力角误差、齿向误差及齿厚误差的相互影响度而求出径向位置、砂轮横向位置、砂轮回旋角、螺旋运动(径向位置误差、砂轮横向位置误差、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差)的各修正量,从而能够早期地对进行高精度的对内齿轮的齿形形状误差的修正,从而能提高作业性。0037 根据第四或第八发明的内齿轮加工方法或内齿轮加工机,在所述内齿轮为正齿轮的情况下,由于使所述螺旋运动的修正量为0,所以能够适用于内齿轮为正齿轮的情况。附图说明0038 图1是表示本发明的实施例的内。

22、齿轮磨削盘的结构的立体图。0039 图2是表示在所述内齿轮磨削盘中利用鼓形螺旋状砂轮对内齿轮进行磨削的形态的立体图。0040 图3是所述鼓形螺旋状砂轮的纵剖视图。0041 图4是所述鼓形螺旋状砂轮的立体图。0042 图5是控制所述内齿轮磨削盘的NC控制装置的框图。0043 图6是表示齿形形状测定的形态的图。0044 图7是表示内齿轮的齿形形状误差与轴修正项目的关系的表。0045 图8(a)是例示出非对称的压力角误差的图,图8(b)是例示出对称的压力角误差的图。0046 图9(a)是用于说明齿形误差传播解析的渐开线齿形,图9(b)及图9(c)是用于说明齿形误差传播解析的齿形图表。0047 图10。

23、(a)是表示修正前的齿形形状的齿形图表,图10(b)是表示修正后的齿形形状的齿形图表。具体实施方式0048 以下,根据附图详细说明本发明的实施例。0049 在图1中,Xw轴、Yw轴、Zw轴是以工件W为基准的(固定在工件W上的)正交坐标系(基准坐标系)的基准轴,Xm轴、Ym轴、Zm轴是内齿轮磨削盘(内齿轮加工机)1的移动轴。Xw轴和Xm轴是同一方向的水平的移动轴,Zw轴和Zm轴是同一方向的铅垂的轴。另一方面,在图示例的情况下,Yw轴为水平的移动轴,而Ym轴是不仅在与Yw轴为同一方向的水平状态下而且在回旋倾斜的状态下也能够成立的移动轴,其详细内容将进行后述。需要说明的是,并不局限于此,本发明在Ym。

24、轴不倾斜而始终为与Yw轴同一方向的水平的移动轴的情况下也可以适用。0050 如图1所示,在内齿轮磨削盘1的机座11上柱12被支承成能够沿Xm轴(Xw轴)说 明 书CN 102481648 A5/13页8方向移动。Xm轴(Xw轴)方向是以对砂轮旋转轴B1与工件旋转轴C1之间的距离进行调整的方式使砂轮旋转轴B1移动的方向。在柱12上床鞍13被支承成能够沿Zm轴(Zw轴)方向升降,在该床鞍13上回旋头14被支承成能够围绕与Xm轴(Xw轴)平行且水平的砂轮回旋轴A回旋。在回旋头14上砂轮头16被支承成能够沿与砂轮旋转轴B1正交的Ym轴方向移动。当回旋头14不回旋时(砂轮旋转轴B1沿着Zm轴方向时),Y。

25、m轴的方向与基准轴的Yw轴方向一致,另一方面,通过回旋头14的回旋使砂轮旋转轴B1围绕砂轮回旋轴A回旋,当砂轮旋转轴B1相对于Zm轴(Zw轴)方向倾斜时,Ym轴方向相对于基准轴的Yw轴方向倾斜。0051 在砂轮头16上未图示的砂轮主轴及安装在该砂轮主轴上的砂轮轴16a被支承成能够围绕砂轮旋转轴B1旋转,螺旋状砂轮17以拆装自如的方式安装在砂轮轴16a的前端部。0052 在上述的轴结构的内齿轮磨削盘1中,通过使柱12移动,螺旋状砂轮17与该柱12及床鞍13、回旋头14、砂轮头16(砂轮轴16a)一同如箭头a所示那样向Xm轴(Xw轴)方向移动。另外,通过使床鞍13移动,螺旋状砂轮17与该床鞍13及。

26、回旋头14、砂轮头16(砂轮轴16a)一同如箭头b所示那样向Zm轴(Zw轴)方向(内齿轮磨削盘1的上下方向)移动。另外,通过使回旋头14回旋,螺旋状砂轮17与该回旋头14及砂轮头16(砂轮轴16a)一同如箭头c所示那样围绕砂轮回旋轴A回旋。需要说明的是,此时Ym轴方向(砂轮头16的移动方向)也成为与回旋头14一同围绕砂轮回旋轴A回旋的情况。通过使砂轮头16移动,螺旋状砂轮17与该砂轮头16(砂轮轴16a)一同如箭头d所示向Ym轴方向移动。此外,通过使砂轮头16内的砂轮主轴旋转,螺旋状砂轮17与该砂轮主轴及砂轮轴16a一同如箭头e所示围绕砂轮旋转轴B1旋转。0053 另外,在机座11上,旋转工作。

27、台18在柱12的正面上设置成能够围绕铅垂的工件旋转轴C1旋转。在旋转工作台18的上表面设置有圆筒状的安装工具19,作为内齿轮的工件W在该安装工具19的上端内周面安装成拆装自如。因此,若使旋转工作台18旋转,则工件W与该旋转工作台18一同如箭头i所示那样围绕工件旋转轴C1旋转。0054 另外,在机座11上,在旋转工作台18的侧方设置有修整装置21。在修整装置21上以拆装自如的方式安装有用于对螺旋状砂轮17进行修整的圆盘状的盘修整器22。修整装置21具有设置在机座11上的基部23和设置在该基部23的上部的回旋部24。回旋部24被基部23支承成能够围绕基端部的铅垂的修整器进退轴C2(如箭头f所示)进。

28、行分度回旋。修整器旋转驱动用电机25在回旋部24的前端部设置成能够围绕通过盘修整器22的刀尖(刀刃面)之间的水平的修整器回旋轴B2(如箭头g所示)回旋。安装有盘修整器22的修整器旋转驱动用电机25的输出轴能够围绕与修整器回旋轴B2正交的修整器旋转轴C3(如箭头h所示)旋转。0055 为了通过以上那样结构的内齿轮磨削盘1进行工件W的齿形磨削加工,首先,将工件W安装在安装工具19上。接着,通过使柱12、床鞍13、回旋头14、砂轮头16移动及回旋,螺旋状砂轮17围绕砂轮回旋轴A回旋而被设置成规定的角度,从而成为与工件W的螺旋角对应的轴交叉角,然后螺旋状砂轮17向Xm轴(Xw轴)方向、Ym轴(Yw轴)。

29、方向及Zm轴(Zw轴)方向的规定位置移动而配置在工件W的内侧。然后,进一步使螺旋状砂轮17向Xm轴(Xw轴)方向移动而与工件W啮合。该螺旋状砂轮17与工件W啮合时的状态如图2所说 明 书CN 102481648 A6/13页9示。0056 如图3所示,螺旋状砂轮17形成为随着从其轴向中间部朝向轴向两端部其直径逐渐变小的鼓形。通过如此将螺旋状砂轮17形成为鼓形,即使螺旋状砂轮17如图2所示以轴交叉角相对于工件W倾斜,螺旋状砂轮17也不会与工件W干涉,能够使螺旋状砂轮17的刀刃与工件W的齿相啮合。使螺旋状砂轮17具备能够与具有规定的工件规格的工件W适当地啮合规定的砂轮规格。轴交叉角是工件旋转轴C1。

30、与砂轮旋转轴B1所成的角度,可根据工件W的螺旋角和螺旋状砂轮17的螺旋角求出。0057 在如图2所示那样使螺旋状砂轮17与工件W啮合后,使砂轮旋转轴B1(螺旋状砂轮17)和工件旋转轴C1(工件W)同步旋转。接下来,边使螺旋状砂轮17向切入工件W的方向(Xm轴方向)移动到规定的位置,边使其向Zm轴(Zw轴)方向摆动(升降)。由此,螺旋状砂轮17切入工件W,从而能够利用螺旋状砂轮17的刀刃面对工件W的齿面进行磨削。0058 需要说明的是,该磨削加工时的螺旋状砂轮17的与工件W啮合的位置成为图4所示那样的接触(啮合)线17a。即,在螺旋状砂轮17对工件W的磨削加工中,螺旋状砂轮17的多个刀刃面对工件。

31、W的多个齿面同时进行磨削。另外,在进行该磨削加工时,因为螺旋状砂轮17围绕以轴交叉角与工件旋转轴C1交叉的砂轮旋转轴B1旋转,因此,如图2所示,在螺旋状砂轮17与工件W之间产生滑动速度(磨削速度)V。该滑动速度V是螺旋状砂轮17的刀刃面与工件W的齿面的啮合位置的、螺旋状砂轮17的旋转角速度2与工件W的旋转角速度1的相对速度。通过产生这种滑动速度V,能够通过螺旋状砂轮17的刀刃面对工件W的齿面进行可靠地磨削。0059 当通过螺旋状砂轮17对规定数量的工件W实施磨削加工时,由于螺旋状砂轮17的刀刃面磨损而造成锋利度降低,通过定期使用修整装置21对螺旋状砂轮17进行修整,能够使螺旋状砂轮17的锋利度。

32、得到恢复,在此省略其详细的说明。0060 此外,在本实施例中,当利用内齿轮磨削盘1对上述的工件W进行齿形磨削加工时,如图5所示,操作部(个人计算机)32根据输入的螺旋状砂轮17和工件W的信息计算加工目标值,NC(数值控制)装置31根据该加工目标值对内齿轮磨削盘1的各部分(各轴)进行驱动控制。0061 然后,当齿形磨削加工结束后,在产生工件W的齿形形状误差(压力角误差、齿向误差、齿厚误差)的情况下,用于使齿形形状误差减少的必要信息被输入到也作为齿形形状误差修正机构发挥作用的NC装置31,由此,利用接下来的磨削加工进行各轴的配置(定位)、移动的修正的加工。0062 即,在齿形磨削加工结束后,通过齿。

33、形形状计测机构计测磨削加工后的工件W的齿面的左右的压力角、齿向、齿厚,根据这些计测值算出压力角误差faL、faR、齿向误差L、齿厚误差th。然后,被指示使这些压力角误差faL、faR、齿向误差L、齿厚误差th减少的NC装置31相对于螺旋状砂轮17的位置误差算出砂轮径向(Xw轴方向)位置误差X、砂轮横向(Yw轴方向)位置误差Y、砂轮回旋角(A轴)误差,进而,算出螺旋运动误差P,确定相对于这些误差X、Y、P的内齿轮磨削盘1的螺旋状砂轮17的Xm轴方向、Ym轴方向及Zm轴方向的移动(位置)、围绕砂轮回旋轴A的回旋角(轴交叉角)及围绕工件旋转轴C1的旋转速度的修正量而进行修正,从而进行接下来的工件W的。

34、齿形磨削加工。说 明 书CN 102481648 A7/13页100063 径向位置误差X是螺旋状砂轮17的Xm轴(Xw轴)方向(对工件W的切入方向)的位置误差。砂轮横向位置误差Y是Yw轴方向的螺旋状砂轮17的位置误差。需要说明的是,在齿形磨削加工时,砂轮回旋轴B1相对于工件旋转轴C1以轴交叉角倾斜,伴随于此,Ym轴也相对于基准轴的Yw轴倾斜。为此,为了对砂轮横向位置误差Y进行修正,需要对应于Ym轴相对于Yw轴的倾斜角(相当于轴交叉角)将该砂轮横向位置误差Y的修正量换算为Ym轴方向位置的修正量,从而根据该修正量对Ym轴方向的位置进行修正。需要说明的是,在进行这种Ym轴方向的位置修正时,由于Zm。

35、轴(Zw轴)方向的位置也发生变化,所以在螺旋状砂轮17的Zm轴(Zw轴)方向的加工开始位置等产生螺旋状砂轮17与工件W的接触位置的偏差。因此,在进行Ym轴方向的位置修正的情况下,理想的是对Zm轴(Zw轴)方向的位置也进行修正,从而不产生所述接触位置的偏差。因此,在本实施例的内齿轮磨削盘1中,对该Zm轴(Zw轴)方向的位置也进行修正。需要说明的是,关于Xm轴方向的位置误差(修正量),其与Xw轴方向的位置误差(修正量)相同,关于Zm轴方向位置的修正量,其与Zw轴方向位置的修正量相同。0064 砂轮回旋角误差是螺旋状砂轮17的围绕砂轮回旋轴A的回旋角误差即轴交叉角的误差。螺旋运动误差P是螺旋状砂轮1。

36、7的Zm轴(Zw轴)方向的摆动(升降)运动与工件W的围绕工件旋转轴C1的旋转运动的同步误差,从而相对于螺旋状砂轮17的围绕砂轮旋转轴B1的旋转运动与Zm轴方向的摆动(升降)运动的工件W的围绕工件旋转轴C1的旋转运动得到修正。0065 工件W的齿形形状测定是在例如每加工规定数量的内齿轮或螺旋状砂轮17刚被替代为新品之后进行加工时等实施的。作为齿形形状测定机构,可以是装备于内齿轮磨削盘1的齿轮精度计测装置,也可以是在内齿轮磨削盘1的外部设置的一般齿轮精度测定专用的齿轮测定机(即外部测定机)。在使用外部测定机的情况下,通过将齿形磨削加工后的工件W从内齿轮磨削盘1拆下而设置到外部测定机上,从而进行该工。

37、件W的齿形形状测定。0066 在图6中例示出通过装备在内齿轮磨削盘1中的齿轮精度计测装置40(参照图5)的测定元件41进行齿形磨削加工后的工件W的齿形测定的形态。如图6所示,测定元件41通过依据加工目标值使测定元件41及工件W移动,从而根据测定元件41的前端部与工件W的表面(齿面)的接触感觉能够测定工件W的齿面的左右的压力角、齿向、齿厚。此外,能够根据这些测定值算出压力角误差faL、faR、齿向误差L、齿厚误差th。在这种情况下,压力角误差faL、faR由Xw轴-Yw轴坐标上的最大为100点的点序列表示,齿向误差L由Zw轴-Yw轴坐标上的最大为100点的点序列表示。然后,测定元件41的测定结果。

38、经由NC装置31向操作部32输出。需要说明的是,利用NC装置31根据齿厚th算出齿厚误差th。0067 在此,对利用NC装置31算出相对于径向位置误差X、砂轮横向位置误差Y、砂轮回旋角误差、螺旋运动误差P的内齿轮磨削盘1的各轴的各修正量Xm、Ym、m、Pm和Zm轴方向位置的修正量Zm的运算方法进行说明。0068 如图5所示,在齿轮精度计测装置40中,将根据通过测定元件41测定的工件W的齿面的左右的压力角及齿向算出的压力角误差faL、faR及齿向误差L、通过测定元件41测定的齿厚th向NC装置31的修正量运算部33输出。需要说明的是,在使用外部测定机的情况下,将利用该外部测定机测定的工件W的左右的压力角误差faL、faR、齿向误说 明 书CN 102481648 A10。

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