用于精细加工调整齿轮的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于精细加工调整齿轮的方法和设备，该方法特别通过精细加工，特别是通过产生磨削或珩磨来制造具有校正的齿轮几何形状和/或调整的表面结构的工件。在这方面进行了规定，通过直接产生工具的摆动运动和/或偏心来实现，在所加工的工件的有效表面上产工具轮廓波度和/或定义的周期侧翼波度。

【技术实现步骤摘要】
用于精细加工调整齿轮的方法和设备
本专利技术涉及一种制造具有校正的齿轮几何形状和调整的表面结构的工件的方法。
技术介绍
在具有临界噪声的重型传输应用中，越来越多地使用在齿轮表面结构中进行调整的拓扑校正齿轮。已知变速器的噪声行为受来自所提供的齿轮的激发(excitation)决定性地影响。齿轮几何形状对激发行为的这种影响由具体的主要几何特征(诸如轮廓和重合度(overlapratio))以及齿侧翼拓扑结构的形状进行说明。此外，任何即使只有来自固定齿侧翼几何形状的轻微生产偏差也可对激发行为具有负面影响。目前正在努力通过具体的侧翼校正来优化激发行为，从而提高某些类型的传输的噪声行为。通过具有临界噪声的齿轮，波度(waviness)在这方面可以具体是齿面上所需的，以减少或防止齿轮配对的噪声激发行为。
技术实现思路
本专利技术的目的是为本领域技术人员提供一种用于制造具有调整的表面结构和校正的齿轮几何形状的工件的方法，该方法在加工的工件的有效表面上产生调整，特别是轮廓调整或轮廓波度和/或定义的周期侧翼波度，或者调整或防止不期望的侧翼波度。在这方面，本专利技术包括一种用于特别通过产生磨削或齿轮珩磨来制造工件的方法，其中，通过磨削工具或珩磨工具的摆动运动和/或偏心来实现，其中在磨削或珩磨的工件的有效表面上产生调整，特别是轮廓调整或轮廓波度和/或定义的周期侧翼波度。根据本专利技术的轮廓调整可以特别被用来在工件的有效表面上产生所需的侧翼波度。然而，根据本专利技术的轮廓调整同样地能够测量成品工件上的周期侧翼波度，并通过根据根据本专利技术的方法的相反定向校正来补偿，以在其它工件的加工中修正和/或提供这些校正。根据本专利技术，在这方面，在用于制造具有校正的齿轮几何形状和调整的表面结构的工件的第一实施例中，提出了一种方法，用于通过工具平衡或工具不平衡的具体设定来平衡相应的磨削工具，其中，在磨削工件的有效表面上产生周期侧翼波度。所加工的工件的表面几何形状由此与所得到的要求相匹配。替换地，工具的修整机可以被控制，使磨削工具或珩磨工具的工具表面被赋予相应结构，该结构在随后的加工过程中在所加工的工件上产生可比较的表面几何形状。在精细加工工具的修整和仿形中，修整工具可特别被控制，使得在工具的表面上产生优选的周期侧翼波度，这进而在磨削/珩磨的工件的有效表面上产生可比较的周期侧翼波度。对平衡/不平衡和/或表面结构进行调整的工具特别适合于具有校正的齿轮几何形状和/或调整的表面结构的磨削或珩磨圆柱正齿轮传动装置或螺旋齿轮传动装置。这些校正可以在校正运动上叠加，如对应于现有技术的齿轮的精细加工。这也适用于例如球形或锥形齿轮，诸如斜面体齿轮。该工具原则上是蜗杆磨轮或珩磨环或外齿珩磨工具，利用现有技术的方法修整和调整该工具的表面结构。首先，磨削工具的不平衡可有多种原因。因此，也产生多种可能性来直接设定或产生平衡/不平衡。不平衡的可能原因例如是工具附件、工具设计或其配置和/或工具侧翼中的密度差异。此外，不平衡可在工具中或在冷却不同地分布在周边的润滑剂的接收能力的应用中具有原因。作为一项规则，这些工具在新状态下在外部平衡机上被静态和动态地平衡。为此，横向安装为邻近工具的平衡配重被取代了很久，直到实现所需的平衡质量。这种平衡可以根据工具尺寸在一个或两个平面上发生。此外，在所定义数量的工件由工具加工且因此工具必须被再次修整之后，工具后来在操作中被周期性修整。为此，平衡头安装在齿轮切割机中或工具座中，其可使用NC控制器进行调节，从而在机器内进行精细平衡。可以对平衡质量发生影响或对设定根据本专利技术的工具的平衡质量有意义的不同时间点由这两种平衡方法/平衡过程造成。通过新工具，刀具不平衡的原因也在于偏离中心的工具附件，原因是因为工具的孔通常相对于接收心轴具有间隙，即使是小孔。该附件的偏心主要具有静态不平衡的效果。由对准状态引起的圆跳动误差在机器中的随后第一修整中被消除。由于这进而具有对平衡质量的影响，所以这种不平衡优选地在外部平衡机上被校正，且仅在根据本专利技术的平衡设定的例外情况下利用。这种情况与磨削工具配置的不平衡不同。在本文中有更好的可能性来直接设定平衡/不平衡。磨削工具上的齿围绕工具轴线以螺旋形式延伸。工具节距依赖于工具宽度和工具模块在蜗杆磨轮的外径中以偏移角结束。如果节距结束偏移零度，则会产生动态不平衡；以180度的偏移，其结果是静态不平衡。如果蜗杆节距在中间角位置结束，则产生静态和动态不平衡结果的组合。这种影响只适用于单节距蜗杆磨轮。到目前为止，圆柱蜗杆磨轮侧翼的有用蜗杆宽度通常已选择成使得由节距几何形状引起的动态不平衡变为最小。然而，根据本专利技术，现在也可以在制造新工具时直接选择宽度，使得蜗杆磨轮的节距被布置在工具外径的不同角度位置，从而使磨削工具具有系统中固有的所定义的动态基本平衡/不平衡。可替代地或附加地可提供：工具在磨床上被平衡，以提供所需的定义不平衡。为此，平衡头有利地安装在磨床或工具座中，且可通过NC控制器进行调节，从而在机器内进行精细平衡。在这方面，机器上的不平衡设定有利地在磨削操作期间周期性地发生。在这方面，这是明智的，原因是工具通过周期修整过程不断地变化且平衡也在磨削过程中通过冷却润滑剂的接收受影响，所以再平衡将始终是必要的。工具配置的影响可特别通过附加动态的“改变/调整基本平衡/不平衡”而在磨床上的再平衡中被直接放大或缩小。在加工的工件中产生周期侧翼波度的另一种可能性包括在修整和仿形过程期间直接调整工具的表面，以便在加工的工件中产生所需的表面几何形状或防止现有的不必要表面几何形状。代替或除了工具的摆动运动之外，还可以执行该调整。在下式中，适用下标1＝工具下标2＝工件。齿轮侧翼上的工件的表面几何形状的所需调整可特别至少局部地在工件的第一方向上GC2上在产生图案中具有恒定值，并可以在垂直于第一方向GC2延伸的工件的第二方向上由函数f(x)给出。在这方面，可特别预定义第一方向GC2和函数f(x)，例如，用于限定了所需调整或用于补偿所测的不需要的调整。在这种情况下，根据本专利技术，工具的表面几何形状的调整可用于产生工件的表面几何形状的这种调整，这同样在工件的第一方向上GC1上至少局部地在产生图案中具有恒定值。优选地利用工具的表面几何形状的调整，这通过相同的功能被至少局部地给定，在垂直于第一方向GC1延伸的工具的第二方向上由因子c、f(x)任选地线性压缩。在这方面，产生图案针对第一实施例中的工件和工具的几何形状不仅能仅被局部和/或在产生图案的部分区域中描述，而且也可由上面给出的公式全面地描述。在这种情况下，每条线(沿线的调整具有恒定值)都在整个产生图案上形成直线，或可以由该小的差异近似。然而，可替代地提供：线(沿线的调整具有恒定值)在工件和/或工具中不形成直线，而是被弯曲和/或具有相对于彼此不在直线中延伸的多个部分区域。然而，在这种情况下，产生图案可由上述公式局部地在至少一个点根据本专利技术被近似，并优选地沿线或在部分区域中优选地由上述公式局部地在每种情况下被近似。任选地，在这方面，函数f()分别具有沿着这样一条线的用于不同区域的不同形式。产生图案然后任选地必须由根据本专利技术的公式所描述的多个部分区域组成。表面几何形状的调整优选地由下式定义：f(2*pi/lambda2*cos(p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有校正的齿轮几何形状和/或调整的表面结构的工件的方法，特别地通过精细加工过程，特别是通过产生磨削或珩磨来制造，其特征在于通过直接产生工具的摆动运动和/或偏心来实现，在所加工的工件的有效表面上产生调整，特别是轮廓调整或轮廓波度和/或定义的周期侧翼波度。

【技术特征摘要】
2012.04.17 DE 1020120076878;2012.08.08 DE 10201201.一种用于制造具有校正的齿轮几何形状和/或调整的表面结构的工件的方法，通过产生磨削或珩磨来制造，其特征在于通过直接产生工具的摆动运动和/或偏心来实现，在所加工的工件的有效表面上产生调整，其中，为了产生特定偏心，所述工具在修整和/或仿形期间被修整失圆；其中，所述工具的偏心修整发生，使得相对于传统修整运动学进行轴向运动的一个或多个以下校正：a)依赖于所述工具的旋转角度或工具宽度，修整机与所述工具的轴向间距的变化，b)依赖于所述工具的旋转角度或工具宽度，所述工具或所述修整机的轴向进给的变化，c)依赖于所述工具的旋转角度或工具宽度，所述工具和所述修整机的交叉轴角度的变化，d)依赖于所述工具的旋转角度或工具宽度，工具速度的变化，和/或其中，所述工具的偏心修整发生，使得所述修整机依赖于所述工具的角位置而被进给或所述工具依赖于其角度位置朝向所述修整机而被进给，或所述修整机依赖于所述工具的角位置而被进给或所述工具依赖于其角度位置朝向所述修整机而被进给，使得所述工具的偏心修整发生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整是轮廓波度和/或定义的周期侧翼波度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在制造蜗杆磨轮时确定蜗杆磨轮宽度，使得蜗杆节距在所述蜗杆磨轮的两端处的节距端被布置在外周上的不同角度位置，并因此直接导致所定义的不平衡；和/或，在对磨削工具进行平衡时，在磨床上进行平衡时，直接设定某种不平衡，使得通过这种平衡方法产生所述磨轮的特定摆动运动和/或偏心运动，在磨削的工件的有效表面上实现定义的周期侧翼波度。4.根据权利要求1所述的方法，通过所述工具的所述特定偏心实现，在对角产生磨削过程中在所加工的工件的有效表面上产生所定义的调整。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过成形辊使所述工具修整失圆；其中，所述成形辊在修整时从基区到波峰区进一步与所述工具的齿接触，使得所述偏心调整发生在整个齿高上的一个冲程中；或替换地，所述成形辊在修整时仅在基区和波峰之间的部分区域中与所述工具的齿接触，使得所述偏心调整发生在整个齿高上的多个冲程中且处于各自不同的相对定位中。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述齿轮的侧翼上的所述工件的表面几何形状的所需调整至少局部地在所述工件的第一方向(GC2)上具有恒定值，并在所述工件的垂直于所述工件的第一方向(GC2)延伸的第二方向上由函数f(x)给出；并且其中，用于制造所述工件的表面几何形状调整的所述工具的表面几何形状的这种调整至少局部地在所述工具的第一方向(GC1)上具有恒定值，并进一步在所述工件的垂直于所述工具的第一方向(GC1)延伸的第二方向上由相同函数f(cx)给出，该函数以因子c线性压缩。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述齿轮侧翼上的所述工件的表面几何形状的所需调整由下式在产生长度位置(L2)和齿宽位置(b2)上以产生图案至少局部地定义：f(2*pi/lambda2*cos(psi2)*L2-2*pi/lambda2*sin(psi2)*b2)其中，角度psi2表示所述齿轮侧翼上的方向(GC2)，所述调整在该方向上具有恒定值，而每个其它方向上的调整具有f()的形式，其中lambda2以超过2*pi的f()周期定义在垂直于所述工件的第一方向(GC2)的方向上的调整的波长，以及其中在用于此目的的所述产生图案中的所述工具的所述表面几何形状的调整由下式在纵向产生位置(L1)和在齿宽位置(b1)至少局部地定义：f(2*pi/lambda1*cos(psi1)*L1-2*pi/lambda1*sin(psi1)*b1)其中，角度psi1表示所述齿轮侧翼上的方向(GC1)，所述调整在该方向上具有恒定值，而每个其它方向上的所述调整具有f()的形式，其中lambda1以超过2*pi的f()周期定义在垂直于所述工具的第一方向(GC1)的方向上的调整的波长，和/或其中，在修整期间用所述工具使所述调整具有恒定值的所述工具的所述工具的第一方向(GC1)对应于所述修整机，其中该方向由一直线G1至少局部地近似。8.根据权利要求4所述的方法，其中，选择所述工具和/或修整工具的宏观几何形状和/或所述修整工具的啮合线和/或工具的轴向进给和/或所述工具的移位运动和/或压缩因子c，使得所述工具沿线G...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯约尔格·盖泽，罗伯特·维费尔，
申请(专利权)人：利勃海尔齿轮技术有限责任公司，
类型：发明
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