專利名稱：保持恒定磨削過(guò)程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)用螺紋磨削輪磨削圓柱形齒輪，其中在移動(dòng)過(guò)程中所使用的磨
削輪材料的量例如由于磨光(dressing)而磨削輪直徑減小時(shí)磨削保持恒定。
背景技術(shù)：
在用螺紋磨削輪磨削圓柱形(例如直齒輪或螺旋狀〉齒輪時(shí)，通常沿磨削 輪旋轉(zhuǎn)軸線方向相對(duì)于磨削輪遷移或"移動(dòng)"工件。在齒輪磨削過(guò)程中可能發(fā)生 移動(dòng)(稱為連續(xù)移動(dòng))，即在磨削輪沿齒輪齒的長(zhǎng)度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)發(fā)生移 動(dòng)，因此產(chǎn)生磨削輪和工件之間的對(duì)角運(yùn)動(dòng)。
在兩沖程之間(諸如在粗磨和精磨沖程之間)或最終磨削沖程之后(例如 精磨沖程之后)也可能發(fā)生磨削輪軸線方向的移動(dòng)。稱為增量移動(dòng)的移動(dòng)類型 通常往往將工件定位在諸如精磨之類的磨削輪上的另一位置處，或?qū)⒛ハ鬏啅?一個(gè)工件的精磨位置再定位到用于下一工件的開(kāi)始位置。沿磨削輪軸線的任一 方向會(huì)發(fā)生任何沖程或所有沖程之間的增量移動(dòng)。
移動(dòng)使磨損沿磨削輪的長(zhǎng)度均勻分布并使磨削輪的較新部分與工件接觸， 這能夠在短時(shí)間內(nèi)去除最大量的金屬而磨削輪不會(huì)加載且齒輪不會(huì)燃燒。磨削 輪加載理解為金屬顆粒附著到磨削輪，由此填充磨削輪上的小孔的情況，這會(huì) 引起磨削輪上增加負(fù)載或吸收磨削輪上的動(dòng)力。齒輪燃燒理解為在磨削工藝期 間產(chǎn)生足夠的熱量以使齒輪齒面的金屬回火的情況?？捎萌庋塾^察到劇烈的燃 燒，但是在大多數(shù)情況下，則必須使用專用探測(cè)方法來(lái)確定齒輪是否已燃燒。 齒輪加載也可引起齒輪燃燒。
在沿磨削輪的軸線從開(kāi)始位置移動(dòng)到終止位置時(shí)，使用相應(yīng)量的磨削螺紋 表面區(qū)域。螺紋表面面積的量取決于連續(xù)移動(dòng)(CS)的量、磨削輪的直徑(或
半徑)和磨削螺紋的螺紋升角a)。但是，當(dāng)使用磨削輪時(shí)，磨削螺紋磨損，且因此磨削輪必須定期敷料以將 磨削螺紋恢復(fù)到其所要求的形式。由于每次磨光，磨削輪的直徑減小。當(dāng)磨削 輪的直徑減小時(shí)，移動(dòng)過(guò)程中使用的螺紋表面面積的量同樣減小。因此，磨削 過(guò)程不恒定且每次移動(dòng)螺紋表面面積的減小量會(huì)增加磨削輪加載和/或齒輪燃 燒的可能性，這會(huì)影響所要生產(chǎn)的齒輪的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種通過(guò)在磨削輪的直徑減小時(shí)調(diào)節(jié)磨削輪移動(dòng)的量來(lái)提供 恒定磨削工藝的方法。


圖1示出磨削過(guò)程的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分量。 圖2示出由圖1的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的對(duì)角運(yùn)動(dòng)。
圖3示出在工件磨削期間發(fā)生的移動(dòng)順序的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
將參照僅想要示例地表示本發(fā)明的較佳實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行討論。 圖1示出用于圓柱形(例如直齒輪或螺旋形)齒輪的磨削過(guò)程的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)
分量。第一分量Z表示磨削輪饋送運(yùn)動(dòng)，由此磨削輪W沿齒輪齒(未示出) 的長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)(即沖程)。第二分量Y表示沿磨削輪旋轉(zhuǎn)軸線方向移動(dòng)。這些運(yùn) 動(dòng)的組合產(chǎn)生跨越磨削輪的對(duì)角饋送運(yùn)動(dòng)D (圖2)。應(yīng)當(dāng)理解，以上運(yùn)動(dòng)是 磨削輪和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不只限于磨削輪的運(yùn)動(dòng)，它可通過(guò)工件的運(yùn) 動(dòng)或通過(guò)磨削輪和工件兩者的運(yùn)動(dòng)的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如上所述，移動(dòng)使磨損沿磨削輪的長(zhǎng)度均勻分布并使磨削輪的較新部分與 工件接觸，這就能在短時(shí)間內(nèi)去除最大量的金屬而磨削輪不會(huì)加載且齒輪不會(huì) 燃燒。但是，例如由于磨光，而磨削輪的直徑減小時(shí)，移動(dòng)過(guò)程中使用的螺紋 表面面積的量也會(huì)減小。因此，由于螺紋表面面積減小，所以磨削過(guò)程不恒定， 而正在磨削的齒輪的質(zhì)量就降低。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磨削輪的直徑(或半徑)減小時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)移動(dòng)量、較 佳地至少是連續(xù)移動(dòng)可將磨削過(guò)程保持為恒定過(guò)程，而使這種齒輪質(zhì)量保持一 致。這樣，在磨削輪的整個(gè)使用壽命中，每次移動(dòng)的螺紋表面面積的量保持在 恒定量。
在首次使用磨削輪時(shí)，確定初始移動(dòng)量。這可通過(guò)很多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如， 初始連續(xù)移動(dòng)量可確定為工件的模數(shù)(齒距的直徑/齒數(shù))的百分比，例如模數(shù)
的20%。因此，對(duì)于模數(shù)2.5的齒輪，初始連續(xù)移動(dòng)量是0.50mm。對(duì)于增量 移動(dòng)的初始量，可使用等于模數(shù)(例如2.5mm)的量(mm)，且可將增量向 后移動(dòng)的初始量(mm)選擇成例如模數(shù)的70% (1.75mm)。當(dāng)然，還可通過(guò) 數(shù)學(xué)關(guān)系或特定制造商或機(jī)器操作者的經(jīng)驗(yàn)和/或偏好來(lái)確定任何類型移動(dòng)的 初始量。用于確定初始移動(dòng)量的特定初始移動(dòng)量(連續(xù)的或增量的)或特定方 式既不是較佳的也不是實(shí)施本發(fā)明所要求的。
圖3中示出典型磨削和移動(dòng)順序的實(shí)例。將第一工件Part #1在磨削輪上 的初始要求位置處與磨削輪接觸，且磨削從第一粗磨路徑(粗磨1)開(kāi)始，接 著是第二粗磨路徑(粗磨2)。在每次粗磨路徑期間，磨削輪相對(duì)于工件連續(xù) 移動(dòng)(CS)。在第二粗磨路徑之后，發(fā)生增量移動(dòng)(磨削輪和部件之間沒(méi)有接 觸)，這將工件再定位到沿發(fā)生精磨路徑(精磨)的磨削輪的長(zhǎng)度的另一位置 (即新的或較少使用的位置)。在精磨路徑期間，磨削輪再相對(duì)于工件連續(xù)移 動(dòng)(CS)。在完成對(duì)PartW的磨削過(guò)程時(shí)，發(fā)生增量向后移動(dòng)(IBS)(不與 磨削輪接觸)以形成用于下一工件(在該實(shí)例中為Part弁2)的初始磨削位置。 工件夾緊設(shè)備和/或磨削輪再定位成使得Part #2在由增量向后移動(dòng)的量限定的 位置處與磨削輪接觸。由于向后移動(dòng)沿與連續(xù)且增量的移動(dòng)相反的方向進(jìn)行， 所以其移動(dòng)的方向和量通常由負(fù)號(hào)(-)慣例表示。
對(duì)每個(gè)新工件重復(fù)以上順序直到將磨削輪磨光為止，并在Part #1的位置 處或其它開(kāi)始位置處(無(wú)論要求哪一個(gè))再次開(kāi)始磨削。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖3 中示出四個(gè)部件，但是示出部件的數(shù)量?jī)H是為了說(shuō)明目的，并不意味著表示在 磨削輪磨光之間加工的部件的數(shù)量。此外，盡管示出部件(#1-#4)處于圖3 的磨削輪上的Z方向位置，這也是為了說(shuō)明目的而并不表示本發(fā)明所要求的各
6種Z軸線開(kāi)始位置。 _
本發(fā)明包括保持恒定的磨削過(guò)程，其中移動(dòng)的量調(diào)節(jié)成隨著磨削輪的直徑 (或半徑)減小而增加的量。較佳的是，移動(dòng)(連續(xù)和/或增量)和磨削輪直徑 之間的關(guān)系通常用下式表達(dá)
其中SA-新調(diào)節(jié)的移動(dòng)量 S, -初始移動(dòng)量 d,=初始磨削輪直徑 dc-當(dāng)前(新磨光的)磨削輪直徑 當(dāng)然，顯然以上關(guān)系可同樣表達(dá)為變動(dòng)的磨削輪半徑的函數(shù)。換言之:
「c (2)
其中SA-新調(diào)節(jié)的移動(dòng)量 S,=初始移動(dòng)量
n^4刀始磨削輪半徑.
&=當(dāng)前(新磨光的)磨削輪半徑
例如，對(duì)于模數(shù)為2.95的齒輪，可使用以上討論的百分比關(guān)系來(lái)確定以
下初始移動(dòng)量:
初始連續(xù)移動(dòng)量(模數(shù)的205^) =0.590mm 初始增量移動(dòng)量(等于模數(shù))=2.950 mm 初始增量向后移動(dòng)量(模數(shù)的70%) =-2.065 mm 初始磨削輪直徑(d》=220mm。
對(duì)于該實(shí)例，選擇l卯mm的當(dāng)前(新磨削的)磨削輪直徑(dc)。使用 方程(2)的關(guān)系，可以看出當(dāng)磨削輪的直徑為190mm時(shí)，移動(dòng)量調(diào)節(jié)或修正 如下連續(xù)移動(dòng)(CS):
CSa4(CSJ (3) dc
CSA = 220/190 (0.590 mm) = 0.683 mm 增量移動(dòng)(IS):
ISa4(IS，) (4) dc
ISA = 220/190 (2.950 mm) = 3.416 mm 增量向后移動(dòng)(IBS):
舊Sa-^(舊S》
dc (5)
IBSA = 220/190 (- 2.065 mm) = - 2.391 mm
當(dāng)磨削輪的直徑減小時(shí)，移動(dòng)量增加。這樣，當(dāng)磨削輪的直徑變化時(shí)與每 次移動(dòng)量相關(guān)的螺紋表面面積保持恒定。因此，磨削過(guò)程在磨削輪的整個(gè)使用 壽命中保持恒定，且這樣，齒輪質(zhì)量在磨削輪的整個(gè)使用壽命中保持一致。盡 管己討論了在移動(dòng)期間保持恒定量的螺紋表面面積，但是只要磨光深度保持恒 定，磨削螺紋體積量也就保持恒定。
較佳的是，在磨削輪每次磨光之后，對(duì)一次或多次連續(xù)移動(dòng)、增量移動(dòng)和 向后移動(dòng)，最佳地對(duì)至少連續(xù)移動(dòng)，根據(jù)磨光之后存在的磨削輪直徑(即"當(dāng) 前、新磨光的"磨削輪直徑)來(lái)確定可調(diào)節(jié)移動(dòng)量。這樣，在相應(yīng)移動(dòng)中所使 用的磨削輪材料的量就保持恒定，且磨削部件的質(zhì)量保持一致。但是，盡管最 好如此，并不要求在每次磨光之后調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)量。例如，可在每?jī)纱?磨光或每三次磨光時(shí)確定移動(dòng)量調(diào)節(jié)。
盡管根據(jù)當(dāng)前新磨光的磨削輪直徑dc、初始磨削輪直徑山和初始移動(dòng)量 的關(guān)系來(lái)表達(dá)以上實(shí)例，本發(fā)明還可根據(jù)當(dāng)前(新磨光的)磨削輪直徑dc
和緊接的先前磨削輪直徑dw以及緊接的先前移動(dòng)量SA.,的關(guān)系來(lái)表達(dá)，如下ac (6)
其中SA-新調(diào)節(jié)的移動(dòng)量
SA =緊接的先前移動(dòng)量 dc.,^緊接的先前磨削輪直徑 &=當(dāng)前(新磨光的)磨削輪直徑 還應(yīng)當(dāng)注意，盡管已參照?qǐng)A柱形磨削輪討論了本方法，但在適于工件移動(dòng) 的情況下，本方法同樣可適用于在任何類型的螺紋磨削輪(包括稱為中空冠形 (凹陷)和筒冠(凸出)磨削輪)上進(jìn)行的磨削工藝。本發(fā)明還適用于具有多 個(gè)起點(diǎn)的磨削輪。
盡管己就磨削輪直徑減小(這由于周期性磨光而很可能會(huì)發(fā)生)時(shí)調(diào)節(jié)移 動(dòng)量討論了本發(fā)明方法但該方法也可適用于相反情況。例如，如果在以上實(shí)例
中，當(dāng)前使用的磨削輪(dl二220mm)磨光到其最小可工作直徑，例如160mm， 可調(diào)節(jié)連續(xù)移動(dòng)量CSA在新磨光直徑為160mm時(shí)為0.811mm (見(jiàn)以上方程 (3))。利用在該最小直徑時(shí)(或在任何其它選擇的直徑時(shí))的信息，可確 定用于該齒輪的下一新磨削輪(例如直徑-240mm)的初始移動(dòng)的量。在該情 況(對(duì)于連續(xù)移動(dòng))下
di (7)
其中CS,-新磨削輪的初始移動(dòng)量
CSc =當(dāng)前磨削輪的當(dāng)前移動(dòng)量 d^新磨削輪的直徑
d(;-當(dāng)前磨削輪的當(dāng)前直徑
因此，根據(jù)以上參數(shù)，用于直徑240mm的新磨削輪的初始移動(dòng)量是 CS' = 160/240 (0.811 mm) = 0.541 mm
當(dāng)然，方程(7)中表達(dá)的關(guān)系也可應(yīng)用于確定下一磨削輪的增量移動(dòng)(IS)盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不 限于其特定形式。本發(fā)明意指包括對(duì)本主題所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn) 的各種更改，而不偏離所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用螺紋磨削輪磨削圓柱形齒輪的方法，所述磨削包括在所述磨削的至少一部分期間使所述齒輪相對(duì)于所述磨削輪移動(dòng)，所述方法包括在所述磨削輪使用期間根據(jù)所述磨削輪的直徑來(lái)改變移動(dòng)的量以保持恒定的磨削方法，其中在所述使用期間，所述磨削輪的直徑從第一尺寸減小，且移動(dòng)的量從第一量增加。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動(dòng)包括連續(xù)移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨削包括粗磨和精磨中的 至少一種，且在粗磨和精磨的所述至少一種期間所述齒輪相對(duì)于所述磨削輪連 續(xù)移動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括粗磨和精磨，所述粗磨和所述精磨在沿所述磨削輪長(zhǎng)度的非相鄰位置進(jìn)行，所述非相鄰位置之間的距離 由長(zhǎng)度的增量限定，所述齒輪沿所述增量相對(duì)于所述磨削輪移動(dòng)，在沿所述增 量的所述移動(dòng)期間，所述齒輪不與所述磨削輪接觸。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括精磨第一齒輪接著粗磨第 二齒輪，其中所述精磨和所述粗磨在沿所述磨削輪長(zhǎng)度的非相鄰位置進(jìn)行，所 述非相鄰位置之間的距離由長(zhǎng)度的增量限定，所述磨削輪沿所述增量相對(duì)于所 述第一或第二齒輪的工件夾緊設(shè)備移動(dòng)，在沿所述增量的所述移動(dòng)期間，所述 齒輪不與所述磨削輪接觸。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，保持恒定的磨削方法包括在所 述移動(dòng)期間保持恒定量的磨削輪螺紋表面面積。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，保持恒定的磨削方法包括在所 述移動(dòng)期間保持恒定量的磨削輪螺紋體積。
8. —種用于保持恒定的磨削過(guò)程的方法，其中，所述磨削過(guò)程包括用螺紋 磨削輪磨削圓柱形齒輪，磨削包括在所述磨削的至少一部分期間使所述齒輪相 對(duì)于所述磨削輪移動(dòng)，所述恒定的磨削過(guò)程在使用所述螺紋磨削輪的期間延續(xù)，其中所述時(shí)段包括導(dǎo)致所述磨削輪直徑減小的至少一次磨光操作，所述方 法包括-在磨光后將移動(dòng)量從磨光之前的第一量變化到第二增量，所述移動(dòng)的增量 根據(jù)所述磨削輪在所述磨削輪的所述使用期間的減小的直徑限定， 由此通過(guò)移動(dòng)的增量來(lái)保持恒定的磨削過(guò)程。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，保持恒定的磨削方法包括在所 述移動(dòng)期間保持恒定量的磨削輪螺紋表面面積。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，保持恒定的磨削方法包括在 所述移動(dòng)期間保持恒定量的磨削輪螺紋體積。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于.，所述移動(dòng)的增量根據(jù)緊接在 磨光之前所述磨削輪的直徑和緊接在所述磨光之后所述磨削輪的減小的直徑 來(lái)確定。
12. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述移動(dòng)的增量根據(jù)任何磨 光之前所述磨削輪的直徑和緊接在最近磨光之后所述磨削輪的減小的直徑來(lái) 確定。
13. —種用螺紋磨削輪磨削圓柱形齒輪的方法，所述磨削包括在所述磨削 的至少一部分期間使所述齒輪相對(duì)于所述磨削輪移動(dòng)，所述方法包括在所述磨削輪使用期間根據(jù)所述磨削輪的減小的直徑來(lái)改變移動(dòng)的量，在 所述期間包括至少一次磨光，其中在所述使用期間，由于所述磨削輪的直徑從第一尺寸減小，且移動(dòng)的 量從第一量增加，由此保持恒定的磨削方法。
全文摘要
一種用螺紋磨削輪磨削圓柱形齒輪的方法，其中在移動(dòng)過(guò)程中所使用的磨削輪材料的量在例如由于磨光而磨削輪直徑減小時(shí)磨削保持恒定。當(dāng)磨削輪直徑減小時(shí)調(diào)節(jié)磨削輪移動(dòng)的量。
文檔編號(hào)B23F5/00GK101454103SQ200780018893
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者B·J·鮑爾德克, P·E·查賓 申請(qǐng)人:格里森工場(chǎng)