精加工齿轮的方法和加工机技术

本发明专利技术涉及一个在加工机上精加工齿轮的方法，同时，待加工的齿轮围绕自己转轴旋转，并与一个绕自己转轴旋转的珩磨刀具相啮合，由此，涉及待加工齿轮之齿面上的切削量；而且，齿轮转轴的转动运动和珩磨刀具转轴的转动运动是电动连接的。在加工前，在机器中对齿轮存在的啮合误差进行测量，一个转轴被驱动，则另一个转轴是无载被拖动。在工件轴和刀具轴为电动连接转动情况下，误差值被“相反制约”。由此，啮合的总分度误差就特别被限制了。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个在加工机上精加工齿轮的方法和一个加工机，其中将加工齿轮围绕其转轴旋转并和一个绕自己轴转动的珩磨刀具相啮合，因此，涉及待加工齿轮之齿面上的切削量，而且，齿轮轴的转动运动和珩磨刀具轴的转动运动是电动连接。一般地，切削量是如此实现的，即一方面工件的转轴和另一方面珩磨刀具的转轴相互是在一个所谓的轴线交叉角下配置的。在例外情况下，还可以在刀具和工件平行时，基于在刀具和工件齿面的滚动情况下所谓的高度滑移来实现一个切削量。对于齿轮的硬性加工，可以应用不同的加工方法。通常，滚铣和淬火的齿轮通过一个磨削加工完成一个精确的型廓(渐开线)。有些情况，在磨削加工过程之后，续接一个齿轮珩磨工艺，以便将磨损以后仍存留的啮合误差减至最小。珩磨的优点是，该工艺过程只要求相对少的时间，因此特别适于大批量生产。在齿轮珩磨时，待加工的齿轮绕其转轴旋转。同时，与一个珩磨刀具啮合，它在待加工外齿轮情况下为一个内齿环的结构;该珩磨刀具同样围绕自己转轴旋转。该珩磨刀具的内齿结构几何形状是从希望的工件齿轮结构导出的。为实现将材料从硬的待加工齿轮上磨削掉，该珩磨刀具也由珩磨颗粒组成。加工时，例如该工件被驱动和刀具用一个适宜的拖拉力矩带动。通过改变转动方向、两个齿面(推和拉)得到加工。珩磨过程的目标是，将其中在磨削后保留的啮合误差减至最小。这些误差包括同心度误差和型面(渐开线包括希望的校正)以及齿面线的误差。此外，单个和总分度误差，对于密轮能否无噪声运转是有特别意义的。对待加工齿轮的高质量要求会导致必需高功率的硬性加工方法。就齿轮珩磨工艺而言，现有的解决方案是，刀具和工件的两个转轴不再相互独立地工作和只通过对不驱动部件的拖拉力矩来连接，而是，这两个转轴通过一个限定的连接相配合。这一点最好借助NC技术实施电动方案(“电动轴”)。这个措施的目标是，通过珩磨过程，不仅是“探索”啮合误差，亦即用无误差的珩磨刀具在滚切的范围内将啮合误差减至最小，而是通过转轴的强制连接，按规定消除这些啮合误差。无数的实验表明，用公知的珩磨方法，实际上可以将主要的啮合误差减至最小，特别指同心度误差，齿型误差和齿轮的单个分度误差。但是也表明，特别是齿轮的总分度误差在应用“电动轴”情况下即使在珩磨工艺以后仍是过大的并通常超出所允许的公差范围。公知的是，现有可用的控制装置(“电动轴”)由于工件和珩磨轮很高的转动速度而不能将转动误差，也就是说，将相对理想转动的并仅在微米范围内变化的偏差及时地检测出来和导入一个必要的反向运动，所以，也就不能在珩磨过程中进行一个相应的校正。由此本专利技术任务在于设置一个新型的齿轮精加工方法，它能将关键的总分度误差相应地减小和提供一个高级质量的齿轮结构。但是本专利技术目标还能在附加条件下实现，亦即在尽可能最短的时间内完成硬性加工，原因是基于珩磨工艺。这一任务的解决是通过本专利技术特征部分的内容实现的，即，该加工具有下列的工作步骤a)使齿轮(1)围绕其转轴至少旋转一个完整的回转;同时其与珩磨刀具(3)处于啮合;该珩磨刀具(3)无载随动而且和齿轮(1)的齿面接触;通过齿轮(1)完整的回转，就可测得在齿轮(1)和珩磨刀具(3)之间由于存在啮合误差而引起的并相对理想转动的转动偏差和被储存起来;b)用珩磨刀具(3)加工齿轮(1)，同时齿轮(1)的转轴(2)之转动运动和珩磨刀具(3)转轴(4)的转动运动，现在起是电动连接的;和在两个转轴(2，4)连接时，电动的控制应如此对在工作步骤a)中测得和贮存的转动偏差加以考虑，即将这些偏差，分别相应地置以相反的符号，再叠加到与待调节转轴的转角位置对应的额定规定值上。在工作步骤a)中确定的工件和理想转动的转动偏差(人们可以将其称为一个对于存在误差的“专题讨论”“Teach-in”)可如此应用在工作步骤b)中，即，将所测知的误差用另外的符号“相反制约”(gegengehalten)，以便刚好在那些必须将最多的材料磨削去的位置上安置一个特别高的材料珩磨。此外，关于控制技术上的装置选用是所谓的“电动曲线盘”，它作为电动的轴连接系统已被应用在印刷、造纸和纺织机械制造业中。通过本专利技术特征方案可以实现，仍用现有可用的控制系统，就能对啮合误差，首先是总分度误差达到一个决定性的减小，因为，该控制装置目前可以及时地“知道”，何时会出现一个误差引起的偏差，而其必须被“相反调制”。在珩磨程序后的结果就是一个毫无疑问的齿轮，即它的所有误差规范都处于允许的公差内。当大多数关键的误差位置(在齿轮的圆周上看)已被磨削时，可以完全有意义的是，用不修正的转角位置(亦即用精确地，未修正的转动连接)继续珩磨过程;否则也会存在危险，即在那些以前最好必须磨削的位置上，校正措施可能从现在起就处于“穷尽”(Loecher)了。按本专利技术另一个特征内容是，在按独立权利要求的加工程序中连接实施一个重新的工件测量。如果表明，最大的误差已被磨削掉，则珩磨过程以不修正的转角位置继续进行;此处，可以进一步用校正值加工，但同时现在最好将新检测出的值为基础。顺序为加工-测量-加工，按有利方式可以用修正的转角位置继续进行，直到所测知的转角偏差下降到低于一个规定值为止。然后，可以用不修正的转角位置(理想的转动连接)继续加工。不是绝对必要的是，一定要对齿轮全部圆圈上按权利要求1工作步骤α)确定的偏差加以考虑，由于此时例如只在圆周的一个或几个很少位置上要求特别高的加工量，正如在齿轮总分度误差情况下典型发生的一样。由此，作为本专利技术变型方案规定，待调节转轴转角位置的校正被限定在这些转角区域，此时，测得的相对理想转动的偏差超过一个确定的值。还可以表明，在按工作步骤α)检测误差时代替齿轮(1)而转动珩磨刀具(3);齿轮(1)无载但与珩磨刀具(3)的齿面接触和随动。这一点还是本专利技术构思的一个变型方案。为提高本方法的精确度，可以很有意义的是，消除这即使很小但总是存在的刀具误差。这一点本专利技术如此实现的，即，将刀具误差，例如在一个单独的测量机上进行检测。在计算修正的转角位置，但也可在无校正转动连接时，将检测出的刀具误差施以“相反制约”，因此消降刀具误差的影响。在附图中描述了一个实施例，借此可以说明本专利技术方法。它表示附图说明图1为加工过程中啮合的工件和刀具。图2为在齿轮转角范围内总分度误差FP的曲线。图1中可以看出，待中工的齿轮1具有一个转轴2，在珩磨加工过程中，齿轮1围绕轴2转动(旋转方向为A)。齿轮1与珩磨刀具3相啮合，刀具3可以围绕其转轴4转动(转动方向B)。所描述的是一个简单加工情况，即加工一个具有与转轴平行布置的齿(直齿)的正齿轮(圆柱齿轮)。但是，本专利技术还同样地适用于斜齿轮和待加工的内齿轮。这样，该刀具自然具有外齿的正齿轮形状(在图1中，编号1将变为刀具，编号3变为工件)。这在图1中为了简化而将相互平行布置和描述的转轴2和4、一般方式是配置成一个相互倾斜尖角的，亦即所谓的轴线交叉角，为的是产生希望的切削量。这种珩磨刀具(珩磨轮)3包含工件1的相反轮廓;在刀具3和工件1滚动情况下，该刀具3在工件1上精确地制造希望的型面结构。材料磨削(珩磨)的形成是因为在工件和刀具之间的接触表面上并在刀具一方设有珩磨材料。可以应用这样一个刀具，它完全由可整形的磨料构成并在其中，借助例如一个具有金刚石的样板齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在一个加工机器上精加工齿轮的方法，其中，待加工齿轮（１）围绕其转轴（２）转动并与一个围绕自己转轴（４）转动的珩磨刀具（３）相啮合，依此，涉及在待加工齿轮（１）之齿面上的切削量，同时，齿轮（１）转轴（２）的转动运动和珩磨刀具（３）转轴（４）的转动运动是电动连接的；其特征在于：该加工具有下面工作步骤：ａ）（１）使齿轮（１）围绕其转轴至少旋转一个完整的回转；（２）同时其与珩磨刀具（３）处于啮合；（３）该珩磨刀具（３）无载随动，而且和齿轮（１）的齿面接触； 和（４）通过齿轮（１）的完整的回转，就可测得在齿轮（１）和珩磨刀具（３）之间由于存在啮合误差而引起的并相对理想转动的转动偏差和被储存起来；ｂ）（１）用珩磨刀具（３）加工齿轮（１），（２）同时，齿轮（１）的转轴（２）之转动运动和珩 磨刀具（３）转轴（４）的转动运动，现在起是电动连接的；和（３）在两个转轴（２，４）连接时，电动的控制应如此考虑在工作步骤ａ）中测得和贮存的转动偏差，即，将这些偏差，分别相应地用相反的符号叠加到和待调节转轴的转角位置对应的额定规定值上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷特洛伦泽，
申请(专利权)人：卡伯股份公司及两合公司，工具机工厂，
类型：发明
国别省市：DE[德国]