磨削齒輪的可變比方法技術

一種加工齒輪或者其它帶齒的機件的方法，其中工件的進給速率和／或刀具的移動是變化的，從而在齒面上產生一不規則的表面接觸斑跡，于是導致嚙合噪音的降低。本方法尤其可適用于借助于一磨削蝸桿來磨削正齒輪和／或斜齒輪。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術關于加工齒輪的方法，尤其是正齒輪和斜齒輪的磨削，以提高運行性能，諸如嚙合噪音的降低。
技術介紹
降低嚙合噪音是所有類型的齒輪(例如，正齒輪、斜齒輪、錐齒輪、準雙曲面齒輪、冕狀齒輪)制造業的一個不斷前進的目標。已經提出了利用包括在熱處理之后的一珩磨工藝在內的方法來降低齒輪嚙合運行中的噪音，如同在Praeg等人的美國專利2,942,389以及其它地方所揭示的那樣。在珩磨之后的一種進一步的拋光工序以提高表面光潔度已在Tersch的美國專利3,909,990中討論過。用不同的拋光工藝來拋光一個齒輪副的每個構件以降低齒輪噪音是由Klingelnberg的美國專利6,481,307揭示的，在那里在一嘗試中一個構件利用珩磨加以拋光，而其它的構件則利用磨削加以拋光，以便產生在各自的齒輪副構件的齒面上具有不同方位的類似擦傷的機械加工痕跡或微細條痕。德國專利號DE3826029類似地揭示了在通過磨削一齒輪副的一個構件然后磨其它構件以降低嚙合噪音的一嘗試中應避免相同的表面結構。
技術實現思路
本專利技術對準加工齒輪或其它有齒的機件的一種方法，其中，工件的進給速率和/或刀具的移動是有變化的，從而在導致降低嚙合噪音的情況下在齒面上產生一不規則的齒面接觸斑跡。附圖說明圖1用圖解的方法說明了可以在其上實施本專利技術方法的一種型式的磨床。圖2是可以改變的進給速率的一種圖示。圖3表示被分成多個部分的一行程長度。圖4用圖解說明在圖3中所示的磨削行程長度的連續部分中提供一不同的進給速率的一個實例。圖5用圖解說明改變圖3的每個部分中的進給速率，其中的改變利用一正弦波描述。圖6用圖解說明改變圖3的每個部分中的進給速率，其中的改變利用一斜坡函數(ramped function)描述。圖7用圖解說明改變圖3的每個部分中的進給速率，其中的改變利用一階躍函數(step function)加以描述。圖8用圖解說明改變圖3的每個部分中的進給速率，其中的改變利用每個部分中的一一不同的函數加以描述。圖9表示一可變的移動速率的圖示。圖10用圖解說明改變一砂輪移動范圍的每個部分中的移動速率的一個實例。具體實施方法現在就較佳的實施例來討論本專利技術，較佳的實施例只是通過舉例的方法來表示該專利技術。專利技術的工藝將根據借助于磨削蝸桿來磨削正齒輪和斜齒輪的較佳的實施例加以討論，盡管可以利用其它的加工方法以及可以根據本專利技術所描述的方面來加工各種類型齒輪的其它型式。加工齒輪的工藝，尤其是磨削工藝，有一種在齒側表面上產生一顯微鏡精度的有規則齒面接觸斑跡的傾向，通常在縱向上在一定的操作條件下據信是當這類齒輪在嚙合運行時產生噪音的原因。本專利技術的方法可以在能夠控制一刀具(例如，車有螺紋的砂輪也被稱為磨削蝸桿)橫過一工件的齒面的相對進給和/或一工件沿著砂輪的相對移動的一的任何機床上加以實施。這種型式的機床通過紐約的Gleason Works，Rochester，以及其它的供應商可以得到。在圖1中示出了這種型式的一種機床。圖1表示適用于磨削正齒輪和斜齒輪的一種機床并且包括一床身1，在其上配置了一可沿X方向移動的徑向滑座2移動以及一沿Y方向移動動的正切方向的滑座3。軸向滑座4可以沿Z方向移動。軸向滑座4通過其線性導板而與旋轉滑座5連接起來。軸向滑座4借助于這個旋轉滑座就能夠沿A方向旋轉，并且由于旋轉滑座5與正切方向的滑座3相連接因而能夠沿Y方向移動。工件主軸6及其傳動裝置被放置于軸向滑座4的內部。工件主軸6夾住一工件(未示出)。徑向滑座2攜帶刀具主軸(未示出)、作為一種圓筒狀的磨削蝸桿成為一體的刀具7以及刀具傳動裝置8。徑向滑座又攜帶底座以便接收一個傳統的修整裝置(dressing device)。這樣的一類修整裝置由例如一個或一個以上帶有軸承和傳動裝置的涂覆金剛石的修整盤(未示出)組成。有利地，修整盤的軸平行于磨削蝸桿7的旋轉軸運行。修整裝置利用一個U形滑座9可以沿U方向(平行于X)移動，以及利用V形滑座10沿V方向(平行于Y)移動。圖1中的機床包括一個計算機控制系統，該系統根據輸入至機床控制器內的指令來調節上述部件的操作，例如一計算機數字控制(CNC)系統，諸如160i-B型Fanuc(富士通)或者840D型Siemens(西門子)之類。圖2用圖解說明本專利技術的一個實施例，其中，當砂輪沿齒面的齒寬而過的時候，砂輪相對于工件的進給速率(進給方向沿著圖1中的Z軸)是沿著砂輪的行程方向而變化的。圖2用圖解說明一進給速率沿著行程長度的一種正弦曲線的描述，在那里對于一給定的齒輪來說在跟一正常的(恒定的)進給速率(水平線)比較時能夠看到它，發生改變的進給速率首先以改變量增加，接著以改變量減少。該正弦波的振幅和頻率可以沿著行程長度而發生變化。在圖2中示出了一單個波。這樣一種進給速率的作用在于磨削微細擦痕的間距將是沿著齒面的齒寬呈不規則的。應當理解該進給速率不局限于利用一正弦波加以描述，而是可以利用任何直線加以描述，這些直線在沿著行程長度相對于圖2中所示的水平的正常進給速率線的方位發生變化。本專利技術的另一個實施例包括將砂輪相對于齒寬的行程長度分成一預定數量(l至n)的諸部分，從而調節或改變每個部分中的進給速率(FR)。例如，在圖3中，行程長度已被分成為六個部分(FR1-FR6)。圖4用圖解說明一工藝，其中每個部分中的進給速率(FR1-FR6)是利用不同于前面部分的一量加以改變的。例如，部分FR1的進給速率在特定的作業中相對于一正常的恒定的進給速率FRc可以是+5％，在部分FR2中的進給速率可以被調節至FRc的-5％。接觸斑跡對于剩余的部分來說可以重復。但是，經過調節的進給速率不必遵循改變的一有規律的接觸斑跡。而該進給速率可以從一個部分至另一個部分增或減一任何的百分比。在圖5中示出了一個更佳的實施例，其中在每個部分中的進給速率FR是利用一個正弦波加以描述的。盡管示出了一些具有恒定振幅的正弦波(例如對于每個部分中的FRc為±5％)，在每個部分中的正弦波的振幅不必相等。如同關于整個齒寬的上述討論的情況(圖2)一樣，在每個部分中的進給速率不限于利用一正弦波加以描述，而是可以利用任何直線加以描述，這些直線在沿著每個部分中的行程長度相對于水平的正常的進給速率線FRc的方位上發生改變。圖6、7和8用圖解說明改變每個部分內的進給速率的補充實例。圖6表示對于每個部分中的FRc的最大/最小例如為+5％的情況下由斜坡函數描述的每個部分內的一進給速率。圖7用圖解說明由階躍函數描述的每個部分內的一進給速率(例如對于每個部分內的FRc為±5％)，而圖8則描述了一個過程，其中不同類型的改變進給速率被施加于每個部分。在所說明的圖8的實例中，階躍函數，正弦波以及斜坡函數適用于各自的連續部分從而在附加的部分內重復了接觸斑跡。此外，由例如一個或多個階躍函數、正弦波和斜坡函數所描述的一改變的進給速率可應用于作為一整體的整個齒寬表面范圍，即不是被分成若干部分的情況。本專利技術還打算在一工件的磨削過程中改變砂輪相對于該工件的移動速率(移動方向沿著圖1中的Y軸)。利用移動以便將一工件暴露至一砂輪的新的或較少被使用的部分，從而實現比較高的金屬排除率，因此達到比較快的加工循環時間。在移動過程中，根據上面關于改變進給速率所討論的那些變化能夠調節移動的速率。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加工一工件的方法，該工件具有至少一個齒面，其中，一刀具沿著一進給路徑相對于齒面移動，該進給路徑在沿著該工件的齒面的一方向上延伸，所述的方法包括：使齒面和刀具彼此接觸并且以一改變的進給速率按照沿著齒面的進給路徑的方向相對于工件來移 動刀具，從而加工的微細條痕的間距沿著齒面將呈不規則。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：BJ巴爾德克，
申請(專利權)人：格里森工場，
類型：發明
國別省市：US[美國]