CN1721114A - 齿轮磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮磨床，其包括：移动机构(1，2，11，12，13，14)，其可旋转地安装有螺纹砂轮并且设置为沿X、Z和Y方向移动螺纹砂轮并在Y－Z平面内转动螺纹砂轮；用于控制螺纹砂轮位置的NC装置(20)；以及旋转修整装置(10)，其具有与螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受旋转驱动以进行修整的修整工具(10a，10b，10d)；并且其中NC装置数字控制移动机构，以调整螺纹砂轮在X、Z方向上的位置以及在Y－Z平面上的转动位置，同时使修整工具与螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触，从而修改螺纹砂轮的轮压力角。

Description

齿轮磨床

技术领域

本发明涉及一种齿轮磨床，其设置为使用螺纹砂轮进行磨削，并且配备有旋转修整装置。通过使用数字控制，所述齿轮磨床可以高精度地修改螺纹砂轮的轮压力角。

背景技术

迄今已知齿轮磨床，其中齿轮形工件经过热处理之后，受“螺纹砂轮(threaded grinding wheel)”(一种齿轮磨削工具)磨削，以加工完成齿轮。螺纹砂轮是环状砂轮，具有在其外周表面上螺旋状地形成的螺纹(齿条)。通过对螺纹砂轮在正交坐标***中的位置(X轴、Y轴和Z轴上的位置)以及螺纹砂轮的旋转速度进行数字控制，而进行磨削。

随着磨削的进行，螺纹砂轮产生磨损，并且其锋利程度降低。这样，在螺纹砂轮连续磨削许多齿轮之后，就需要通过修整装置来修整磨损的螺纹砂轮，以再生锋利的刀刃。

一些齿轮磨床配备有修整装置。在修整装置中存在一种旋转修整装置，其设置有受旋转驱动的盘状修整工具。利用该旋转修整装置，该盘状修整工具受到旋转驱动，并且与正在旋转的螺纹砂轮的螺纹的侧面相接触，从而进行修整。

为了修改待磨削齿轮的齿形压力角，必须修改螺纹砂轮的轮压力角(wheel pressure angle)。螺纹砂轮的轮压力角的修改是通过由修整装置修整螺纹砂轮来进行的。

尽管稍后将对细节进行说明，但是为了修改轮压力角，转动(绕垂直轴转动(Z轴))与螺纹砂轮的螺纹相接触的盘状修整工具就足够了。

因此，齿轮磨床中存在具有用于转动旋转修整装置的机构的类型的磨床。在齿轮磨床具有此类转动机构的情况下，操作者使用块规(block gauge)绕Z轴手动转动旋转修整装置(修整工具)，以修改轮压力角，其中块规是一种用于转动的工具。

然而，为了修改轮压力角而必须由操作人员手动工作以转动旋转修整装置(修整工具)，可能导致低的精度。

此外，不能转动旋转修整装置的此类齿轮磨床至今依然不能修改轮压力角。

考虑到早期技术存在的上述问题完成了本发明。本发明的目的在于提供一种齿轮磨床，该齿轮磨床可以通过移动螺纹砂轮的位置至预定位置同时固定旋转修整装置的修整工具的位置，来修改螺纹砂轮的轮压力角。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种齿轮磨床，包括：

移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工件加工位置前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；

NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置；以及

旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工件加工位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且

其中该NC装置具有数字控制该移动机构的控制功能，以调整该螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在Y-Z平面上的转动位置，同时使该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触状态，从而修改该螺纹砂轮的轮压力角。

本发明的另一方面在于提供一种齿轮磨床，包括：

移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工件加工位置前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；

NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置；以及

旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工件加工位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且

其中该NC装置具有数字控制该移动机构的控制功能，以调整该螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在Y-Z平面上的转动位置，同时使该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触状态；并且具有数字控制在该螺纹砂轮的每一转中该螺纹砂轮在Y方向上的移动距离的控制功能，从而修改该螺纹砂轮的轮压力角。

附图说明

通过下文中给出的详细说明以及附图，本发明将得到更全面的理解，其中附图仅通过图示方式给出，并且从而并非本发明的限制，其中：

图1是示出齿轮磨床的透视图；

图2(a)至2(c)是示出齿轮磨床中相对立柱(counter column)周围的平面图；

图3是示出齿轮磨床中相对立柱周围的侧视图；

图4是示出磨削齿轮的状态的透视图；

图5(a)和5(b)是示出修整的状态的示意图；

图6(a)至6(c)是示出本发明实施例的状态的说明图；

图7是示出螺纹砂轮和旋转修整装置之间的位置关系的说明图；

图8是示出螺纹砂轮和旋转修整装置之间的位置关系的说明图；以及

图9是示出螺纹砂轮和旋转修整装置之间的位置关系的说明图。

具体实施方式

首先，参考图1至5(a)、5(b)，将说明已经应用了本发明的齿轮磨床的特征和通常动作。

图1是根据本发明实施例的齿轮磨床的透视图，在该齿轮磨床上安装了螺纹砂轮(蜗杆砂轮)3。该图示出一种状态，其中螺纹砂轮3由设置在旋转修整装置10中的一对修整工具10a和10b进行修整(磨削再生)。环形螺纹砂轮3具有位于其外周表面上的齿条(螺旋丝)，这些齿条与工件W(待磨削齿轮)啮合，以进行齿轮磨削。

从上方观察，图2(a)至2(c)是相对立柱5周围的说明图，该相对立柱是用于支撑工件一端的尾架。图2(a)和2(b)示出用于将工件搬入和搬出工作台4上一位置的动作。图2(c)示出修整的状态。

图3是相对立柱(尾架)5的侧视图。

图4是示出一种状态的透视图，其中螺纹砂轮3与所述工件W啮合，以进行齿轮磨削。

图5(a)和5(b)是示出修整的状态的示意图。

图1中，附图标记1是底座，2是立柱，3是用于磨削工件的螺纹砂轮，4是其上置放并支承工件的工作台，5是竖立在底座1上的相对立柱(尾架)，6是转动环(环形元件)，其可旋转地设置在相对立柱5下部的外周上，7和8是用于搬入和搬出工件的夹具，以及10是用于修整螺纹砂轮3的旋转修整装置。

工作台4设置于朝向立柱2的位置(即工件加工位置)，并且立柱2在底座1上朝向和远离图2(a)中所示的第一轴C1(工作台4)向前和向后移动(即，立柱2在X方向上滑动)。立柱2具有作为用于安装螺纹砂轮3的砂轮轴的磨削主轴14。工作台4绕图2(a)中所示的第一轴C1在箭头C的方向上旋转。

相对立柱5具有从上挤压置于工作台4上的工件的功能，并且具有尾架装置(未示出)，该尾架装置在工作台4平面上方沿上下方向上升和下降，以从上挤压工件。

如图2(a)所示，转动环(环形元件)6由驱动装置(未示出)在箭头B(图1)的方向上绕第二轴O转动，该转动环设置于相对立柱5的外周上。一对夹具7和8以及旋转修整装置10设置于转动环6上，所述夹具是工件的支架。

相对于第二轴O对称设置该对夹具7和8，以将工件W搬入和搬出工作台4上的位置。夹具7和8具有以下机构，即一对打开和闭合的叉子7a，7a或者8a，8a从两侧夹持工件W，并且将其支承。

考虑到使夹具7和8易于将工件W搬入和搬出工作台4上的位置的高度，将转动环6适当地设置在相对立柱5下部的外周上。

将旋转修整装置10设置在夹具7和8之间，并且优选的是，以第一轴O为中心，设置在夹具7和8之间的中心(90°)位置。

旋转修整装置10装备有一对盘状修整工具10a和10b，它们绕修整器轴10c受到旋转驱动。在以下说明中，可以由符号“1”表示修整器轴10c。

立柱2在其朝向工作台4的侧面(前表面)上具有：垂直滑板11，其可以平行于第一轴C1(即，沿着Z方向)滑动；多刀转架12，其可在垂直滑板11的前表面上沿着箭头A的方向轴向转动(即，可以绕X轴转动并且可以在Y-Z平面内转动)；以及磨削滑板13，其在多刀转架12的前表面上沿着垂直于第一轴C1的方向(即，沿着Y方向)滑动。上述沿着A方向的轴向转动意味着使磨削主轴14整体产生倾斜的运动。磨削主轴14绕砂轮轴3a旋转，从而使工件W可以受到螺纹砂轮3磨削。在以下说明中，可以由符号“m”表示砂轮轴3a。

底座1、立柱2、垂直滑板11、多刀转架12、磨削滑板13以及磨削主轴14构成移动机构，并且该移动机构各部分的移动部分由NC装置20进行数字控制。

多刀转架12设置有冷却液喷嘴9，通过该冷却液喷嘴，从在工件W磨削过程中的磨削位置和螺纹砂轮3的上方喷出磨削液，以保证磨削的平稳性、去除磨削切屑并且冷却。

由NC装置20对上述沿X、Y、Z、A和C方向的移动以及由磨削主轴14进行的螺纹砂轮3的旋转驱动进行数字控制，从而螺纹砂轮3磨削工作台4上的工件W。

根据图2(a)、2(b)和2(c)，将说明对工件W的搬入、搬出和加工动作。

图2(a)是示出一种状态的视图，其中工件W在夹具7一侧被搬入工作台4上的位置，并且下一待磨削工件W1在夹具8一侧被夹持。

移动装置(未示出)将夹具7下降预定距离，以将工件W安装到工作台4上的工件安装装置(工作心轴)上。在释放夹具7的夹持后，工件由夹紧装置(未示出)固定并且支撑在工作心轴上。然后，对X、Y、Z、A和C方向的移动以及螺纹砂轮3的旋转驱动进行数字控制，从而螺纹砂轮3磨削工件W以制造齿轮W2。图4示出在磨削过程中螺纹砂轮3与工件W彼此相关的状态。

然后，释放齿轮W2在工作心轴上受到的固定和支撑，并且由夹具7夹持齿轮W2。由移动装置将夹具7提升预定距离，以从工作心轴分离齿轮W2。然后，将转动环6顺时针(沿箭头D的方向)旋转180°，以到达图2(b)所示的状态。此时，夹具8夹持下一待磨削工件W1，并且夹具8将工件W1搬入工作台4上的位置，夹具7将加工完毕的齿轮W2搬出。

通过交替重复图2(a)和2(b)所示的动作，可连续加工数十个齿轮。然后，将转动环6沿箭头F的方向从图2(b)的状态顺时针转动90°，以到达图2(c)和图3所示的状态。也就是，使旋转修整装置10朝向螺纹砂轮3。绕修整器轴10c旋转驱动修整工具10a，10b。此外，按照与用于加工工件W相同的方式，对X、Y、Z、A和C方向的移动以及螺纹砂轮3的旋转驱动进行数字控制，从而由修整装置10对螺纹砂轮3进行磨削，以进行再生。

在进行磨削之前，在齿轮磨床的NC装置20中预先设定由旋转修整装置10对螺纹砂轮3进行修整的时间安排，将螺纹砂轮3连续磨削的工件W的数量设定为预定数量。这样，交替重复图2(a)和2(b)所示的动作，从而螺纹砂轮3连续加工该预定数量的工件W。在连续加工完成该预定数量的工件W之后，转动环6受到旋转并使其到达图2(c)的状态。其结果是，旋转修整装置10朝向螺纹砂轮3，使旋转修整装置10可以修整螺纹砂轮3。

通过绕修整器轴10c旋转驱动修整工具10a和10b并且对螺纹砂轮3的旋转驱动和在X、Y、Z、A和C方向上的移动进行数字控制，而进行修整。

以此方式，使正受到旋转驱动的盘状修整工具10a和10b接触正被转动的螺纹砂轮3的螺纹的侧面，从而可以完成对螺纹砂轮3的修整。

图5(a)示意性示出一种状态，其中由修整工具10a，10b对螺纹砂轮3进行修整。

在图5(a)中，假设修整工具10a可以绕位置P1转动(绕Z轴转动)，并且修整工具10b可以绕位置P2转动(绕Z轴转动)。在这种情况下，通过绕Z轴转动修整工具10a，10b，可以修改螺纹砂轮3的轮压力角。

上述齿轮磨床具有块规的情况下，可以通过此类技术修改轮压力角。

在本发明的实施例中，即使可以绕Z轴转动修整工具10a，10b，也可以不转动修整工具10a，10b，而修改螺纹砂轮3的轮压力角。此外，根据本发明的实施例，即使不能绕Z轴转动修整工具10a，10b，也可以修改螺纹砂轮3的轮压力角。

根据本发明的实施例，在固定修整装置10(即修整工具10a，10b)的位置并且使修整工具10a，10b保持与螺纹砂轮3的螺纹的侧面接触的情况下，螺纹砂轮3位于正交坐标***(沿着X轴和Z轴的方向)中的预定位置，并且将螺纹砂轮3沿着箭头A的方向转动预定角度。通过这些措施，可以改变将由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的轮压力角。

换句话说，“固定修整工具10a，10b的位置，同时改变螺旋砂轮3的正交坐标位置和箭头A方向上的转动角度”。这个过程实现了等同于“固定螺纹砂轮3的位置，同时绕Z轴转动修整工具10a，10b”的状态，以改变轮压力角。

可以采用图5(b)中所示的单一修整工具10d。在与螺纹砂轮3的右侧面和左侧面RF和LF接触时，修整工具10d可以进行修整，如同一对修整工具10a，10b一样。

实施例1：

参照图6(a)至6(c)，将对应用于图1至图5(a)、5(b)所示齿轮磨床的本发明的实施例1进行说明。

在进行常规修整中，如图6(a)中所示，连接螺纹砂轮3的中心O₁(砂轮轴3a(m)的中心点)和修整工具10a，10b的中心O₂(修整器轴10c(l)的中心点)的直线是水平的。此时，中心距离，即中心O₁和O₂之间的距离为D。

为了改变螺纹砂轮3的轮压力角，将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置，并且将作为中心O₁和O₂之间距离的中心距离保持为D(也就是，使修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面保持接触)。在这些情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置，并且也改变螺纹砂轮3在A方向上的位置(其绕X轴的转动位置，即其在Y-Z平面内的转动位置)，例如，如图6(b)中所示。在图6(b)的示例中，螺纹砂轮3与修整工具10a，10b在螺纹砂轮3的下半部分相接触。

从而，例如，由修整工具10a修整的螺纹砂轮3的右侧面RF(参见图5(a))上的轮压力角大，而由修整工具10b修整的螺纹砂轮3的左侧面LF(参见图5(a))上的轮压力角小，虽然这部分地取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。

此时，右侧面RF上轮压力角的增大(数值)等于左侧面LF上轮压力角的减小(数值)。

稍后将说明对以下情况进行分析的结果，即为了使轮压力角产生预定角度的改变而使螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置移动多少距离。

当然，通过移动立柱2、垂直滑板11以及多刀转架12，同时通过NC装置20在NC模式中控制它们的位置，螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置被移动。

在进行修整中，螺纹砂轮3在X、Z和A方向上的位置被维持在图6(b)中所示的状态下，并且进行接触调整，直到修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面相接触(即在Y方向上移动螺纹砂轮3)。然后，根据在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程，在Y方向上对螺纹砂轮3进行连续地导程进给(lead-fed)。

为了在与图6(b)所示方向相对的方向上改变螺纹砂轮3的轮压力角，将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置，并且将作为中心O₁和O₂之间距离的中心距离保持为D。在这些情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置，并且也改变螺纹砂轮3在A方向上的位置(其绕X轴的转动位置，即其在Y-Z平面内的转动位置)，例如，如图6(c)中所示。在图6(c)的示例中，螺纹砂轮3与修整工具10a，10b在螺纹砂轮3的上半部分相接触。

从而，例如，由修整工具10a修整的螺纹砂轮3的右侧面RF(参见图5(a))上的轮压力角小，而由修整工具10b修整的螺纹砂轮3的左侧面LF(参见图5(a))上的轮压力角大，虽然这部分地取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。

此时，右侧面RF上轮压力角的减小(数值)等于左侧面LF上的轮压力角的增大(数值)。

稍后将说明对以下情况进行分析的结构，即为了使轮压力角产生预定角度的改变而使螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置移动多少距离。

当然，通过移动立柱2、垂直滑板11以及多刀转架12，同时通过NC装置20在NC模式中控制它们的位置，螺纹砂轮3沿着其在X、Z和A方向上的位置被移动。

在进行修整中，螺纹砂轮3在X、Z和A方向上的位置被维持在图6(c)中所示的状态下，并且进行接触调整，直到修整工具10a，10b与螺纹砂轮3的螺纹的侧面相接触(即在Y方向上移动螺纹砂轮3)。然后，根据在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程，在Y方向上对螺纹砂轮3进行连续地导程进给。

以此方式，螺纹砂轮3在右侧面上的轮压力角和在左侧面上的轮压力角可以对于右侧面和左侧面之一增大，而对于另一个减小。此外，可以使轮压力角的增大和减小(数值)彼此相等。

实施例2：

在实施例1中，使在右侧面RF上的轮压力角(数值)的增大(减小)和在左侧面上LF上的轮压力角(数值)的减小(增大)相等。另一方面，在实施例2中，使在右侧面和左侧面上的轮压力角(数值)的增大和减小不相等。

从而，在实施例1中，在修整过程中螺纹砂轮3在Y方向上连续移动的距离(每一转在Y方向上的移动距离)等于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程。相反地，在实施例2中，在修整过程中螺纹砂轮3在Y方向上连续移动的距离(每一转在Y方向上的移动距离)比在螺纹砂轮3中形成的螺纹的导程稍长或稍短。

迄今众所周知的，例如，如果螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离比螺纹砂轮3的螺纹的导程更长，则由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角均减小相同角度(数值)，虽然这也取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。另一方面，例如，如果螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离比螺纹砂轮3的螺纹的导程更短，则由修整工具10a，10b修整的螺纹砂轮3的右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角均增大相同角度(数值)，虽然这也取决于在螺纹砂轮3中形成的螺纹的倾斜方向。

此外，如图6(b)或者6(c)中所示，在将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置并且将作为中心O₁和O₂之间距离的中心距离保持为D的情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置和在Z方向上的位置，并且也将改变螺纹砂轮3在A方向上的位置(其绕X轴的转动位置，即其在Y-Z平面内的转动位置)。由此，如前面所述，可以增大在右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角之一，而可以减小另一轮压力角。

从而，

(1)调整螺纹砂轮3每一转在Y方向上的移动距离；并且

(2)在将修整工具10a，10b的位置固定在与图6(a)中相同的位置并且将作为中心O₁和O₂之间距离的中心距离保持为D的情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在A方向上的位置。

通过采用这些措施，可以将右侧面和左侧面RF和LF上的轮压力角增大或者减小到任意角度。

接下来，将分析说明，为了使螺纹砂轮3的轮压力角产生预定角度的改变，而应该使螺纹砂轮3沿X、Z和A方向移动多少距离。

通常，通过在相关符号上显示箭头(→)来表示矢量。然而，在日本专利局的电子申请***下不允许这样的标记方法。因此，在相关符号下提供的下划线用于表示矢量。

图7示出螺纹砂轮3和旋转修整装置10的修整工具10a，10b之间的位置关系。更详细地，如图6(a)中所示，这是当连接螺纹砂轮3的中心O₁和修整工具10a，10b的中心O₂的直线水平时的位置关系。

在图7中，m表示砂轮轴，l表示修整器轴，并且平面π₁和平面π₂各自为y-z平面。此时，下列条件A和B成立：

条件A：中心距离D

(最短距离上的矢量 O₁，O₂ ＝ D，| D|＝D)

条件B：修整器轴l和砂轮轴m之间的角度为γ(γ：轴间角)。

如果沿着 D平移平面π₂，则平面π₂与平面π₁重叠。

D是π 1和π 2的法向矢量。

图8示出当为修改轮压力角而绕Z轴转动修整工具10a，10b(转动角度α)的时候，螺纹砂轮3和旋转修整装置10的修整工具10a，10b之间的位置关系。

这种模式是一种使用至今的技术，并且将该模式称作模式1。

图9示出当如图6(b)或图6(c)中所示，在固定修整工具10a，10b的位置并且保持中心距离D的情况下，改变螺纹砂轮3在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在A方向上的位置的时候，螺纹砂轮3和旋转修整装置10的修整工具10a，10b之间的位置关系。

图9示出一种模式，其中砂轮轴在y-z平面内旋转(转动)，并且也受到平移。将这种模式称作模式2。在模式2中，上述“在y-z平面内旋转(转动)并且平移”的动作被看作为映射T。

m′表示砂轮轴，θ是在y-z平面内的转动角度。砂轮轴m′在平面π₁′上，修整器轴l′在平面π₂′上，并且平面π₁′和平面π₂′相互平行(即它们具有相同的法向矢量)。

如果映射T满足下列条件A′和B′，则模式1和模式2相互等效：

条件A′：中心距离D(l′和m′之间的最短距离＝D)

条件B′：修整器轴l′和砂轮轴m′之间的角度为γ(γ：轴间角)。

(轴间角γ是当平面π₂′被平移而与平面π₁′相重叠时l′和m′彼此产生角度)

通过下列计算示出上述映射T是否存在：

直线m的方向矢量 dm＝(0，cosγ，sinγ)

直线m的位置矢量 m＝s· dm(s为参数)

直线l的方向矢量 dl＝(0，1，0)

直线l的位置矢量 l＝ D+t dl(t为参数)

D＝(D，0，0)

通过下面的等式(1)示出直线l′的方向矢量 dl′：

$\underset{\‾}{{d1}^{\′}}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\α}& -\sin \mathrm{\α}& 0\\ \sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}0\\ 1\\ 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\sin \mathrm{\α}\\ \cos \mathrm{\α}\\ 0\end{array}\right]...\left(1\right)$

通过下面的等式(2)示出直线m′的方向矢量 dm′：

dm′＝(0，cos(γ+θ)，sin(γ+θ))                                           ...(2)

令垂直于直线l′和直线m′的矢量为 n′， n′是平面π₁′和π₂′的法向矢量。

n′＝ dl′× dm′＝(cosα·sin(γ+θ)，sinα·sin(γ+θ)，-sinα·cos(γ+θ)) ...(3)

| n′|²＝cos²α·sin²(γ+θ)+sin²α·sin²(γ+θ)+sin²α·cos²(γ+θ)

＝cos²α·sin²(γ+θ)+sin²α                                                ...(4)

令直线l′和直线m′之间的角度为γ。然后，根据外积定理，

| n′|＝| dl′|·| dm′|·sinγ＝sinγ                                         ...(5)

(∵| dl′|＝| dm′|＝1)

从等式(4)和等式(5)，

cos²α·sin²(γ+θ)+sin²α＝sin²γ                                          ...(6)

从等式(6)，获得满足条件B′的转动角度θ。

从等式(3)和等式(5)，对法向矢量 n′进行如下标准化：

n′＝(1/|sinγ|)(cosα·sin(γ+θ)，sinα·sin(γ+θ)，-sinα·cos(γ+θ))  ...(7)

令沿着- n′方向将直线l′上的点O₂平移距离D所得到的点为O₁′。穿过点O₁′并且具有方向矢量 m′的直线m′满足条件A′和B′。

$\underset{\‾}{O_2{O_1}^{\′}}=-D\·\underset{\‾}{n^{\′}}$

$=(-D/|\sin \mathrm{\γ}\left|\right)(\cos \mathrm{\α}\·\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ}),\sin \mathrm{\α}\·\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ}),-\sin \mathrm{\α}\·\cos (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ}))...\left(8\right)$

$\underset{\‾}{O_1{O_1}^{\′}}=\underset{\‾}{O_1{O}_2}+\underset{\‾}{O_2{O_1}^{\′}}$

$=D(1-\cos \mathrm{\α}\·\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})/|\sin \mathrm{\γ}|,-\sin \mathrm{\α}\·\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})/|\sin \mathrm{\γ}|,\sin \mathrm{\α}\·\cos (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})/|\sin \mathrm{\γ}\left|\right)...\left(9\right)$

基于以上所述，映射T确定如下：

直线m→直线m′

m＝s dm→ m′＝ O₁O₂ +s dm′

当修整工具10a，10b的位置被固定的时候，从反演映射T^-1获得螺纹砂轮3各轴的修正量。

$T=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& \mathrm{xh}\\ 0& \cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}& \mathrm{yh}\\ 0& \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& \mathrm{zh}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]...\left(10\right)$

$\underset{\‾}{O_1{O_1}^{\′}}=(x_h,y_h,z_h)$

在这种情况下，给出如下反演映射T^-1。

$T^{-1}=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& -x_h\\ 0& \cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}& -y_h\·\cos \mathrm{\θ}-z_h\·\sin \mathrm{\θ}\\ 0& -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& y_h\·\sin \mathrm{\θ}-z_h\·\cos \mathrm{\θ}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]...\left(11\right)$

从等式(11)，螺纹砂轮3各轴的修正量如下：

X＝-x_h                                             ...(12)

Y＝-y_h·cosθ-z_h·sinθ                            ...(13)

Z＝y_h·sinθ-z_h·cosθ                             ...(14)

A＝-θ                                             ...(15)

这些修正量的前提是轮压力角的修改量(角度)小于轴间角γ。

如从等式(12)、(14)和(15)中所理解的，在固定修整工具10a，10b的位置的情况下，螺纹砂轮3的X轴位置被-x_h所代替，螺纹砂轮3的Z轴位置被y_h·sinθ-z_h·cosθ所代替，而螺纹砂轮3在A方向上的位置转过-θ角度。由此，可以按照与当在固定螺纹砂轮3的情况下绕Z轴使修整工具10a，10b转动α角度之时相同的方式，修整轮压力角。

θ是满足等式(6)的值。在等式(6)中，γ是在螺纹砂轮3的位置被移动之前砂轮轴和修整器轴彼此产生的角度。矢量 O₁O₁′ 是(x_h，y_h，z_h)。

在修整动作开始之前，通过手动操作螺纹砂轮3在Y方向上的位置进行“接触调整”操作，直到螺纹砂轮3与修整工具10a，10b彼此接触。

如上所述，本发明可以应用于齿轮磨床，该齿轮磨床允许螺纹砂轮进行磨削，并且具有用于修整螺纹砂轮的修整装置。本发明可以用于通过数字控制而高精确地修改轮压力角。

此外，根据本发明，在固定修整装置(修整工具)的位置并且使修整工具保持与螺纹砂轮的螺纹的侧面相接触的情况下，对螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在Y-Z平面内的转动位置进行控制，从而修改通过修整形成的轮压力角。由于可以通过数字控制如此修改轮压力角，所以在NC程序控制下，可以高精度地自动进行轮压力角的修改。

由此对本发明进行了说明，显而易见，可以按照多种方式对本发明进行改变。此类改变不被认为是脱离本发明的精神和范围，并且对本领域的技术人员显而易见的所有此类改变将涵盖于以下权利要求的范围之内。

Claims (2)

1.一种齿轮磨床，包括：

移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工件加工位置前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；

NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置；以及

旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工件加工位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且

其特征在于，该NC装置具有数字控制该移动机构的控制功能，以调整该螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在Y-Z平面上的转动位置，同时使该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触状态，从而修改该螺纹砂轮的轮压力角。

2.一种齿轮磨床，包括：

移动机构，该移动机构可旋转地安装有螺纹砂轮，该螺纹砂轮具有螺旋状地形成于其外周表面上的螺纹；并且设置为沿着X方向、Z方向和Y方向移动该螺纹砂轮并在Y-Z平面内转动该螺纹砂轮，X方向是其中该螺纹砂轮相对于工件加工位置前进或者后退的方向，Z方向是垂直方向，Y方向是垂直于X方向和Z方向的方向；

NC装置，用于对该移动机构的移动进行数字控制，以控制安装在该移动机构上的螺纹砂轮的位置；以及

旋转修整装置，该旋转修整装置具有盘状修整工具；并且设置为当该旋转修整装置被设定在工件加工位置时，该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面接触同时受到旋转驱动，以进行修整，并且

其特征在于，该NC装置具有数字控制该移动机构的控制功能，以调整该螺纹砂轮在X方向上的位置、在Z方向上的位置以及在Y-Z平面上的转动位置，同时使该修整工具与该螺纹砂轮的螺纹的侧面保持接触状态；并且具有数字控制在该螺纹砂轮的每一转中该螺纹砂轮在Y方向上的移动距离的控制功能，从而修改该螺纹砂轮的轮压力角。

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