JP2005305645A - 研削ウォーム及び研削ウォームをプロファイリングするためのプロファイリングギヤ並びにプロファイリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも任意の三次元修整幅帯を有する研削ウォームをプロファイルするためのプロファイリング方法及びプロファイリング工具を提供する。
【解決手段】加工物の連続発生研削用研削ウォーム１において、該研削ウォーム１は研削ウォーム１の軸方向に沿って配列された荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６を備え、少なくとも該仕上研削帯域６は三次元修整正歯面形状を備え、該荒さ研削帯域４及び該仕上研削帯域６は軸方向に沿って互いに重なり合う。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削ウォーム及び研削ウォームをプロファイリングするためのプロファイリングギヤ並びにプロファイリング方法に関する。

歯車駆動工学において、歯車単位及び三次元すなわち位相的修正歯面を備えた個々の歯車に対して歯車単位のパワー濃度を増加し且つ騒音放出を減少させるための努力が日々積み重ねられている。この改良のお陰で、好適な歯の当り、噛み合った一対の歯車の動的応答性が得られるが、これらの歯の修整は変動荷重に基づいて変更される。この歯車は複合歯面修整、例えば、歯先及び歯元の修整、あるいは一対の歯車の接触線に平行に走行する歯面の波打ちの形状を備えるよう適合され、設計及び製造される。

円筒研削ウォームを備えた発生研削に利用される通常の方法及び工具として、このような歯面修整を有する加工物は適度に、すなわち、かなりの量の残留差、あるいは甚だしいプロファイリング資源を伴って製造されてしまう限界がある。

欧州特許出願公開第０２７８５１２号明細書において、円筒研削ウォーム幅を通して圧力角を変更させることが記載される。この研削ウォームはバイアスを有するか有さない凸状歯面を備えた平歯車及びはすば歯車の生成を可能にする。この手段の欠点は共役複製におけるウォームと加工物歯面間の接点の軌跡が円弧状のために生じる残留差である。別の欠点として、研削ウォームプロファイリングごとに研磨できる加工物の数が少ないことである。修整された研削ウォーム帯が荒研削用及び仕上研削用の両方に使用されるために、荒研削中に受ける摩耗の高さは最終精密度に悪影響を有する。

最後に述べる欠点として、ドイツ国特許出願公開第１９７０６８６７．７号明細書の図１において、研削ウォームはその幅に沿っていくつかの帯域に分けられ、これは荒研削用と仕上研削用に別々に使用される。この研削ウォームはプロファイルロールでプロファイルされる。しかしながら、このプロファイルロールは所定の固定プロファイルであるために、使用可能な研削ウォーム幅における多量な損失は荒研削帯域及び仕上研削帯域間の遷移部分で生じる。この理由に関しては図１−２ａと共に詳細に明細書にて後述する。

ドイツ国特許出願公開第１９６２４８４２号明細書及び国際公開第９５／２４９８９号パンフレットは丸みを帯びたロールを備えた研削ウォームプロファイルの生成について記載され、これによってなんらかの所望な研削ウォームのねじ山の形を連続経路制御によって実際に製造可能である。これらの手段の欠点は主に不可避的にプロファイリング時間が長くなることであるため、小規模あるいは中規模な連続生産には適切であるが、大規模な連続生産には不向きである。

砥粒被覆プロファイリングギヤを使用して、内歯あるいは外歯のウォーム式あるいはギヤ式研削工具における円筒凹凸中高形状あるいは鼓形状を生成することは公知である。プロファイリングギヤの歯形状の共役複製による研削ウォーム歯面形状装置は、加工物の代わりに、研削ウォームと噛み合い、この歯形状は加工物のものと対応する。従って三次元修整研削ウォーム形状は、位相的修整プロファイリングギヤを使用するダイアゴナル発生プロファイリング方法によっても生産可能である。

プロファイリングギヤを使用して研削ウォームをプロファイリングする欠点の１つに、加工物を製造する際に、加工物の歯面形状はわずかしかあるいはほとんど変更することができないことである。この理由として一度プロファイリングギヤが作成されると、その形状は変更することがわずかあるいはほとんどできないためである。このような欠点及びプロファイリングギヤ１つにおけるコストの高さのため、プロファイリングギヤによる研削ウォームのプロファイリングに対して、大規模連続生産においてのみ経済的であり、所望の加工物形状は経時的一定の長い製造期間中維持され、更に研磨プロファイリングギヤの寿命は完全に搾取される。

ドイツ国特許出願公開第１９７０６８６７．７号明細書 ドイツ国特許出願公開第１９６２４８４２号明細書 国際公開第９５／２４９８９号パンフレット

発明が解決しようとする課題とその手段

従って、本発明の目的は、少なくとも１つの任意の三次元修整幅帯を有する研削ウォームを提供し、ここでこの研削ウォームはこのウォーム幅の利用を増加させ、この研削ウォームで加工される加工物の歯面形状を生産中により自由に変更でき、それにも関わらずプロファイリング時間が短くできるようにする。

この目的は請求項１に記載される特徴事項を有する研削ウォームにより達成される。

本発明に関する研削ウォームは少なくとも１つの仕上用幅帯域及び少なくとも１つの荒さ用幅帯域とを提供し、これらは軸上で互いに嵌合あるいは重複して配置される。従ってこの荒さ帯域及び仕上帯域間の遷移帯域は最小化される。この研削ウォームの使用可能帯域は増加され且つプロファイリング時間は最小化される。

本発明の別の目的は、この研削ウォームをプロファイルするためのプロファイリング方法及びプロファイリング工具を提供することである。

この目的は請求項４及び１６に記載される特徴事項を有するプロファイリングギヤ及びプロファイリング方法により達成される。

本発明に係るプロファイリング方法及びプロファイリング工具は大規模連続生産に特に適している。

本発明に係るプロファイリングギヤは研削される加工物とは、歯幅及び／または歯数及び／またはねじれ角及び／または歯面修整の特徴事項に関して異なる。

プロファイリングギヤ特有の設計のため、研削される加工物の歯面形状は変更あるいは修整され且つ研削ウォーム歯面の表面荒さは、プロファイリングギヤの歯面形状を変更せずに、荒さ及び仕上研削の要求に応じて最適に適合される。

好適な実施態様において、本発明に関するプロファイリングギヤは歯面修整が異なった形状のプロファイリング幅帯域を有する。このプロファイリングギヤは好適には本発明に係る方法において使用され、適切な研削ウォームとプロファイリングギヤの軸が相互に配置されたプロファイリングストロークを使用して、プロファイリングギヤのそれぞれの幅帯域の歯面形状は研削ウォームの選択された研削幅帯域に部分対応で変形される。このことは研削ウォーム帯域の表面荒さ及び歯面形状が目的に応じて個々に生産されることを可能にする。

本発明は研削ウォーム幅全体を荒さ及び仕上研削帯域で分割したものと共にプロファイリングギヤを使用して三次元歯面修整を生成する能力の長所を併せ持つ。

プロファイリングする際に、研削ウォームの研削幅帯域に対するプロファイリングギヤの幅帯域の配置及びダイアゴナル比を適切に選択することにより、上述のように、プロファイリングギヤの歯面形状を変更する必要なく、研削ウォーム歯面の修整を加工物の要求に対して適合させることを可能にする。

本発明の別の目的として、第２の方法を提供し、これにより相互に重なり合う幅帯域及び三次元修整仕上帯域を備える研削ウォームはまた中間寸法及び小規模連続生産において経済的にプロファイリングできる。この目的は請求項２０に記載される特徴事項を有するプロファイリング方法により達成可能である。

本発明に関して、この目的はプロファイリング方法により達成可能であり、ここで第１の工程として研削ウォームはプロファイルドレッシング工具により同様な方法で、その幅全体を通してプロファイルされ、更に第２の工程として仕上帯域と荒さ帯域及び仕上帯域間の遷移帯域とはＮＣ制御ラインバイラインにより、特に総形ドレッシングロールを使用して、プロファイルを完成させる。仕上帯域は研削ウォーム幅全体に対して非常に狭く、更に第２のプロファイリング工程において材料はほとんど除去されないため、これに対して必要な時間及び資源の消費は研削ウォーム幅全体のラインバイラインプロファイリングにより受ける部分のほんの一部だけである。

本発明を添付の図面に図示する好適な実施形態により以下詳細に説明する。

図１、２ａ及び２ｂにおいて、研削ウォームの一部が示され、例えば本発明の背景技術に相当するもの及び加工物の連続発生研削に使用されるもの、特に円筒スプール及びはすば歯車が示される。これは１つの研削ウォームあるいは互いに縦に共軸的に配置されるいくつかの研削ウォームに使用可能である。

研削ウォーム１は円筒基本形状の単一あるいは多条研削ウォームプロファイル２を備える。これは全体幅３を備えた全体帯域３を有し、この全体帯域は荒さ研削帯域４、遷移帯域５及び仕上研削帯域６に区分けされる。

これはまた荒さ研削用及び仕上研削用の別個の研削ウォームを使用することも可能である。この場合には、荒さ研削ウォームの幅は荒さ研削帯域幅４に相当し、仕上研削ウォームの幅は仕上研削帯域幅６に相当する。この荒さおよび仕上研削ウォーム間の距離は遷移帯域５を表す。

本発明の従来技術において、荒さ研削及び仕上研削は公知の接線方法、すなわち段階的なシフトオフセットあるいはダイアゴナル方法（シフト研削方法ともいう）、すなわち研削ストローク間の連続シフティングにより実施される。

しかしながら、荒さ研削帯域４全体をこの方法で使用すると、使用可能な荒さシフト幅７は顕著に小さくなる。仕上研削に関しても同様に、仕上研削帯域６全体、すなわち仕上研削ウォームの幅全体は使用される。それがここでは、使用可能な仕上シフト幅８はより小さい帯域にするにはあまりに制限される。

もし仕上帯域の研削ウォーム歯面が三次元で修整される場合、上述の遷移帯域５は追加的に必要であり、この帯域の幅を介して荒さ研削ウォームプロファイルから仕上研削ウォームプロファイルへ変化が生じ、更にこれは荒さ研削及び仕上研削のいずれに対しても使用されない。

使用可能な荒さシフト幅７及び仕上シフト幅８における上述の制限の原因は以下の図２及び実施例として荒さ研削帯域４を使用して以下に説明される。

研削ウォーム１の研削ウォームプロファイル２と、加工物の歯あるいはプロファイリングギヤ１３の歯との嵌合は歯付ラック及び歯車との間で、すなわち作用線９，９ａ及び１０，１０ａに沿って同様な方法で生じる。これらの軸方向投影法において、すなわち、研削ウォーム幅を通して、これらの作用線９，９ａ及び１０，１０ａにある接触点はその溝の深さに応じてその位置が変化する。研削ウォーム１のねじ山に関して作用線９，９ａ及び１０，１０ａの軌跡は端面投影法でらせん状に形成され、且つ軸部断面投影法においてテーパーねじ形状を有する。研削帯域の正面端部において、この軌跡によると嵌合が生じない研削ウォームねじ山歯面上の帯域を生じさせる。これらの帯域は以下にロスト帯域１２、１２ａとして示す。図２において、最初のロスト帯域１２は加工物の右側歯面を生成するための作用線９の軌跡により研削ウォーム１の荒さ研削帯域４の左端部で生じることが示される。同様に、研削帯域中央線ＹＭに対する鏡像において、第２のロスト帯域１２ａは左側歯面を生成するための作用線１０ａの軌跡により、荒さ研削帯域４の右側端部で生じる。これらのロスト帯域１２、１２ａは仕上研削帯域６の端部で同様に再度生じる。追加的に、研削ウォーム１の端面部では、研削ウォームねじ山の振れのための第３ロスト帯域１１が生じる。

図２と同様に、図２ａは荒さ研削帯域４の研削ウォームねじ山の左右歯面上の使用可能帯域２６，２７が示され、ここで第１使用可能帯域２６は作用線９，９ａにより仕切られ、第２使用可能帯域２７は作用線１０，１０ａにより仕切られる。

もし研削帯域４が連続ダイアゴナル発生研削方法を適用する場合、荒さシフト幅７を介して研削ウォームの軸方向変位間、同時に研削あるいはプロファイリングストロークを実施する間、作用線９，１０はダイアゴナル研削帯域２４を介して９ａ及び１０ａにそれぞれ遊走する。このダイアゴナル研削帯域２４は図２ａに陰影を付けて示される。この手段により研削ウォームねじ山修整は加工物歯面において公知の方法で作用線に沿って複製され、作用線９、１０はストローク位置の第１端部に配置され、作用線９ａ，１０ａはストローク位置第２端部に配置される。

シフトストロークと研削あるいはプロファイリングストローク間の比はダイアゴナル比とし、ここでＤｄはプロファイリング時のダイアゴナル比であり、Ｄｓは加工物の研削時のダイアゴナル比を示す。

本発明は帯域の端部へ向かって研削ウォーム歯面はねじ面高さ全体を越えては使用しないとする上述の発見を使用する。

図３及び図４は本発明に係る単一あるいは多条の主要な円筒研削ウォームの一部を示し、加工物、特に平歯車あるいははすば歯車の連続発生研削に適する。これは同様に荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６を提供する。しかしながら本発明に関しては、荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６は重複帯域１４で互いに結合する、すなわちそれらは互いに重なり合う。これにより荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６の左右の歯面の使用可能帯域２６、２７は重複帯域１４においても重なり合う。この重複帯域は図３において長方形の点線で示す。この重複帯域１４において研削ウォームねじ山プロファイルはねじ面の高さを越えて一部が荒さ研削プロファイルにより及び一部が仕上研削プロファイルにより規定される。この関連仕上研削プロファイルは規格に従って三次元的に修整可能である。荒さ研削帯域４と仕上研削帯域６の軸方向配列は最大ゲインに最適である。使用可能帯域２６，２７を重ね合わせると、研削用に使用されない研削ウォームねじ山歯面の部分は必要最小限に制限される。上述の遷移帯域５は最小限に減少する。遷移帯域５はランプ形状である。

図３を参照すると、荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６の重複帯域１４において、研削ウォームねじ山プロファイルは軸方向にねじ面高さ全体が変化する。この製造方法及び製造するための工具については後述する。

適切なプロファイリング方法を使用することにより、特に本発明に関して、荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６の作用線９，９ａ及び作用線１０，１０ａ間における使用可能な帯域２６，２７の研削ウォームねじ山上で、実質的な所望の三次元歯面修整を生成できる。仕上研削帯域６の幅の寸法決めは好ましくはシフトストローク及び研削ストローク間のダイアゴナル比Ｄｓに基づき、ここで、Ｄｓ＝０〜Ｄｓ＝１．５である。それにより、研削ウォーム幅３全体の内の比較的小さい部分のみが仕上研削帯域６に必要であり、ここで特に連続経路制御ラインバイラインプロファイリングによる研削ウォームの製造に対して短時間のプロファイリング時間が可能となる。

本発明の研削ウォームの製造はプロファイルドレッシングロールと丸み形状ロールからなるプロファイリングロールセットが使用される。ドイツ国特許第１９７０６８６７号明細書から公知なように、連続ダイアゴナルシフト研削により研削ウォーム幅を通して修整されたウォームプロファイルは加工物歯プロファイルが歯幅を介して変化することにより加工物の歯に伝達される。この製造物の方法は小さい連続生産に特に適する。

特に大規模連続生産において、しかしながら、研削ウォームは好適には歯車式あるいはスクリュー型プロファイリング工具、図５に関しては特にプロファイリングギヤ２５を使用して、好適にプロファイルされる。このようなプロファイリングギヤ２５は以下に説明する。

この歯車式プロファイリング工具２５は加工物ギヤの代わりに同様な方法で連続発生研削機に使用される。

本発明に係る研削ウォーム１をプロファイルするのに使用される研削ギヤ２５は以下に記載される特徴事項、すなわち歯幅Ｂ、歯の数、ねじれ角、歯面修整のうちの少なくとも１つが研削ウォームにより加工される加工物の対応する特徴事項と異なる。

好適には異なって設計された歯面修整を備える少なくとも２つのプロファイリング幅帯域を提供する。これは研削ウォーム１の荒さ研削帯域４をプロファイリングするための少なくとも１つの第１プロファイリング帯域２９と、研削ウォーム１の仕上研削帯域６をプロファイリングするための少なくとも１つの第２プロファイリング帯域２８とを含む。好適には第１のプロファイリング帯域２９は仕上用に使用しない研削ウォーム幅全ての帯域を製造するのに使用される。プロファイリング帯域２９のうちの少なくとも１つ、好適には第１プロファイリング帯域２９は遷移帯域５をプロファイリングすることも適している。プロファイリング帯域２８，２９間の接続は少なくとも１つの修整ランプ方法により生じる。実施態様の種類に従って第１プロファイリング帯域２９は修整されないか、あるいは二次元あるいは三次元的に修整される。

好適な実施態様において、少なくとも２つの異なるプロファイリング幅帯域２８，２９は異なる型及び／または異なる密度及び／または異なる寸法の砥粒で被覆される。これによって研削ウォーム１に最適な切断特性による製造を可能にする。

本発明に関するプロファイリングギヤ２５に関する多様な実施態様を以下に説明する。

第１実施態様において、本発明に係るプロファイリングギヤ２５は歯幅Ｂを有し、これは研削ウォーム１で加工される加工物の歯幅よりもかなり大きい。加工物歯の歯面修整に対して、プロファイリングギヤ２５の修整は図６ａ，６ｂに関して軸方向に推測される。これらの歯面修整はグリッド線形式で図に示される。

図６ａに関する態様において、歯面形状あるいは歯面修整は歯面の波打ち３１で構成され、これはプロファイリングギヤ２５の接触線３０に平行に走行する。

図６ｂに示される実施例においてプロファイリングギヤ２５の歯面プロファイルは歯先の修整３２及び歯元の修整３３を示し、この範囲は歯幅方向において接触線３０の軌跡と平行して変化する。

図６ｃはプロファイリングギヤ２５の更なる好適な態様を示す。このプロファイリングギヤ２５の場合中間の幅帯域２８だけが三次元修整される。この幅帯域２８だけが仕上研削帯域６を製造するのに使用される。このプロファイリングギヤ２５の２つの端部にある幅帯域２９は二次元的にだけ修整される。

図６ｄは加工物、すなわち円筒ギヤの歯溝を示し、これは図６ｃに関するプロファイリングギヤによりプロファイルされる研削ウォームで作成される。

明確に理解されるように、加工物及びプロファイリングギヤは異なる歯面修整を有する。

上述のプロファイリングギヤ２５は好適には本発明の方法において研削ウォームをプロファイルするのに使用される。この方法において、図４に係る研削ウォーム幅帯域、すなわち荒さ研削帯域４及び仕上研削帯域６は連続ダイアゴナル発生方法において特定の配列のプロファイリングストロークにより生成される。

各個別のプロファイリングストロークに対応してそれぞれプロファイリングシフトストローク帯域１５，１６，１７，１８，１９が存在する。この関連するシフト方向は図３及び図４に矢印及び記号Ｙで示す。このプロファイリングギヤ２５の関連の軸方向ストローク作用方向は図６ａ−６ｃに矢印及び記号Ｚで示す。

これらのプロファイリングシフトストローク帯域１５，１６，１７，１８，１９それぞれに対してプロファイリングギヤ２５の１つ以上の幅帯域が配置される。この符号１５は進入プロファイリングシフトストローク帯域を示し、符号１６は荒さプロファイリングシフトストローク帯域を示し、符号１７は遷移プロファイリングシフトストローク帯域を示し、符号１８は仕上プロファイリングシフトストローク帯域を示し、符号１９はラン−クリアプロファイリングシフトストローク帯域を示す。

すなわち、例えば、接触線３０に平行に走行する歯面の波打ち３１を備える図６ａに関するプロファイリングギヤ２５の歯面形状は、シフトストローク帯域１５，１６及び１７においてそれぞれ各１つのプロファイリングストロークにおいて、あるいは３つの帯域全てを含む１つのプロファイリングストロークにおいて、プロファイリングギヤ幅Ｂ全体を通して複製可能であり、ここでダイアゴナル比Ｄｄ及びそれと共に関連して複製されたプロファイリングギヤ幅Ｂはシフトストローク帯域ごとに互いに異なることが可能である。この方法において、三次元歯面修整を備えたプロファイリングギヤ２５により、研削ウォーム１上で実質二次元でのみ修整される荒さ研削帯域４を生成することも可能であり、これは、プロファイリングギヤ２５の三次元修整の効果はそのダイアゴナル比Ｄｄによりほとんど相殺されるためであり、これは仕上研削用のシフトストローク帯域１８と比較してかなり減少する。

図６ａ，６ｂ及び６ｃに関するプロファイリングギヤ２５に関して、例えば仕上研削帯域６の中心点ＹＭに対してプロファイリングストローク中心点ＺＭがオフセットされているため研削ウォーム１とプロファイリングギヤ２５のプロファイリングギヤ修整の軸方向変位を実施可能とする。更に、ダイアゴナル比Ｄｓを変更することにより、プロファイリングギヤ２５の三次元修整は研削ウォーム幅３の方向に伸長あるいは圧縮形状で研削ウォームねじ山上で複製することが可能となる。このような変位あるいはストローク帯域１６，１７，１８，１９が互いに対して上述の変位を行うことにより、研削ウォーム１用のプロファイリングに使用されるプロファイリングギヤの歯面を変更する必要がなく、研削ウォーム１により加工される加工物の歯面形状を修正する機会が与えられる。

この方法の好適な変形例として、プロファイリングギヤ２５の歯面形状の中間幅帯域２８はシフトストローク帯域１５及び１６において複製される。次に、前進工程においてこの中間幅帯域２８から遷移シフトストローク帯域１７におけるプロファイリングギヤの両端面部の内の１つに近接するＺストローク反転点までのプロファイリングギヤ幅帯域は横断する。次にリターンストロークにおいてプロファイリングギヤ幅のほぼ全体が仕上シフトストローク帯域１８を越えて横断し、さらにプロファイリングギヤ２５の新しい前進ストロークにおいてラン−クリアシフトストローク帯域１９が横断する。

図６ｃに係るプロファイリングギヤ２５が使用されると、二次元修整幅帯域２９がプロファイリングシフトストローク帯域１５、１６及び１９に使用される。この場合、研削ウォーム幅３全体のプロファイリングはＸ及びＺストローク方法でのみ生じる。

図６ｃに係るプロファイリングギヤ２５の代わりに、一組の結合プロファイリングギヤも使用可能であり、同様に設計可能である。

研削ウォーム１をプロファイリングギヤ２５でプロファイリングする際の公知の問題点としては、歯先４５と歯元４６が摩耗し易い点であり、これはプロファイリングする際に研削ウォーム１の歯元円筒及び歯先円筒がそれぞれ歯面よりもかなり強く圧力が加わるためである。更に歯元及び歯先をプロファイリングすることにより巨大な力が生じるため、研削ウォームねじ山の歯面の精度への悪影響が生じる。

歯元及び歯先の早過ぎる摩耗からプロファイリングギヤ２５を保護するために、すなわち精度における悪影響を避けるために、本発明に関するプロファイリングギヤ２５は追加の帯域４４を提供し、この帯域は研削ウォーム１の歯元円筒あるいは歯先円筒をプロファイリングするためだけに使用される。追加の帯域４４を備えるプロファイリングギヤ２５は概略斜視図及び側面図を図７ａ及び図７ｂにそれぞれ示す。これは１つの部品あるいは一組の結合した２つのプロファイリングギヤとして好適に構成される。図７ｃは追加の帯域４４の平面図を示す。

追加の帯域４４において本発明のプロファイリングギヤ２５の歯のプロファイルは歯先４５及び歯元４６がプロファイリングギヤの残りの部分よりもより大きい直径を有するよう設計され、プロファイリング作用においてプロファイリングギヤの歯面が研削ウォームねじ山の歯面を追加の帯域４４でプレカットするのみに設計される。追加帯域４４の作用歯先帯域４５及び歯元帯域４６を特定の砥粒で被覆することにより、追加的に摩擦抵抗を増加させることが可能となる。

研削ウォーム１をプロファイリングする際に、研削ウォームの歯先円筒及び歯元円筒は第１の予備操作において、プロファイリングギヤ２５の追加の帯域４４でプロファイルされ、この操作により研削ウォームねじ山の歯面も予備プロファイルされる。研削ウォームねじ山歯面の仕上プロファイリングはダイヤモンドギヤ２５の歯面で実施される。これにより、プロファイリングギヤの残りの歯先４５及び歯元４６は研削ウォームねじ山プロファイルを仕上研削する際には負荷を受けず、且つ研削ウォームねじ山歯面をプロファイリングする際の負荷は最小化される。

図８ａ，８ｂに関し、第２の方法である、荒さ帯域及び仕上帯域が重なり合った本発明に係る研削ウォーム１のプロファイリングにおいて、この方法は、２つの連続工程から構成される。ここには示されないプロファイルドレッシング工具による第１の工程において、荒さ帯域の所望のプロファイル形状を有する一定位相非修整研削ウォームプロファイル２は同様な方法で研削ウォーム幅３全体を通して生成される。総形ドレッシングロールを使用する第２の工程において、例えば丸み形状ロール４０が軸４２に対して回転し、第１歯面の仕上帯域３６及び遷移帯域３４、次に第２歯面の仕上帯域３７及び遷移帯域３５は第１工程で生成された研削ウォームプロファイルに対して、スペクトル線プロファイルなどによる公知のＮＣラインバイライン方法によりプロファイルされる。

本発明の第１の方法の変形例として、図８ａに関する方法における軸方向方法において、総形ドレッシングロール４０のプロファイリングストローク動作は研削ウォームの回転軸に対して平行なＹ方向において生じる。プロファイリングストロークライン３８の開始点及び終了点は各プロファイリングストローク後に導入方向Ｘにおいて１ライン間隔４１ごとに変位され、これらストロークラインは遷移帯域３４及び３５の外側の輪郭を構成し、且つ研削ウォーム歯面の作用線４３上に位置する。

本発明の第２の方法の変形例として、図８ｂに関するダイアゴナル方法において総形ドレッシングロール４０のプロファイリングストローク動作は作用線の軌跡に従う。プロファイリングストローク３９の開始点及び終了点は各プロファイリングストローク後に作用線に対して直角に１ライン間隔４１ごとに移行され、研削ウォームプロファイルの境界を成す研削ウォーム１の外側及び内側包絡面に位置する。

ここで示されない変形例に関しても当然実施可能であり、プロファイリングストローク動作が研削ウォームの回転軸に対して直角なＸ軸方向で実施することもできる。

本発明の従来技術における軸断面における円筒研削ウォームの部分概略図を示す。 ギヤと嵌合する図１に関する研削ウォームの部分概略図を示す。 研削ウォーム歯面の使用可能帯域を強調した図２の部分図を示す。 軸方向において重なり合う幅帯域を有する軸断面における本発明に係る研削ウォームの部分概略図を示す。 図３の研削ウォームにおいて研削ウォームをプロファイリングする際生じるシフト帯域を示す。 本発明に関するプロファイリングギヤの概略斜視図を示す。 第１実施態様における、図５に関するプロファイリングギヤの歯溝の歯面形状を示す概略斜視図を示す。 第２実施態様における、図５に関するプロファイリングギヤの歯溝の歯面形状を示す概略斜視図を示す。 第３実施態様における、図５に関するプロファイリングギヤの歯溝の歯面形状を示す概略斜視図を示す。 図６ｃに係るプロファイリングギヤでプロファイルされた研削ウォームで製造された加工物の歯溝の概略斜視図を示す。 追加帯域を備えたプロファイリングギヤの概略斜視図を示す。 図７ａに示されるプロファイリングギヤの側面図を示す。 図７ｂに示されるプロファイリングギヤの追加帯域の詳細な正面図を示す。 本発明に係る方法の第１変形例における、総形ドレッシングロールに嵌合する図３に係る研削ウォームの部分図を示す。 本発明に係る方法の第２変形例における、総形ドレッシングロールに嵌合う図３に係る研削ウォームの部分図を示す。

符号の説明

１ 研削ウォーム
２ 研削ウォームプロファイル
３ 研削ウォーム全体幅
４ 荒さ研削帯域
５ 遷移帯域
６ 仕上研削帯域
７ 荒さ加工用シフト幅
８ 仕上用シフト幅
９ 右側歯面の作用線、左端部
９ａ 右側歯面の作用線、右端部
１０ 左側歯面の作用線、左端部
１０ａ 左側歯面の作用線、右端部
１１ 研削ウォームねじ山の振れ用ロスト帯域
１２ 右側歯面用ロスト帯域、左端部
１２ａ 左側歯面用ロスト帯域、左端部
１３ 加工物またはプロファイリングギヤ歯
１４ 重複（重なり合う）帯域
１５ 進入プロファイリングシフトストローク帯域
１６ 荒さプロファイリングシフトストローク帯域
１７ 遷移プロファイリングシフトストローク帯域
１８ 仕上プロファイリングシフトストローク帯域
１９ ラン−クリアプロファイリングシフトストローク帯域
２４ ダイアゴナル研削帯域
２５ プロファイリングギヤ
２６ 右側歯面の使用可能帯域
２７ 左側歯面の使用可能帯域
２８ 中間幅帯域
２９ 端部幅帯域
３０ 接触線
３１ 歯面の波打ち
３２ 歯先の修整
３３ 歯元の修整
３４ 右側歯面遷移帯域
３５ 左側歯面遷移帯域
３６ 右側歯面仕上帯域
３７ 左側歯面仕上帯域
３８ 軸方向平行プロファイリングストロークライン
３９ ダイアゴナルプロファイリングストロークライン
４０ 総形ドレッシングロール
４１ ライン間隔
４２ 総形ドレッシングロールの回転軸
４３ 作用線
４４ 追加帯域
４５ 歯先の追加帯域
４６ 歯元の追加帯域
Ｂ 歯幅
Ｙ シフトストローク動作
ＹＭ 研削帯域の中心点
Ｚ プロファイリングギヤの軸方向ストローク動作
ＺＭ プロファイリングストロークの中心点
Ｘ 半径方向導入方向

Claims (25)

1. 加工物の連続発生研削用研削ウォームにおいて、該研削ウォームは研削ウォームの軸方向に沿って配列された荒さ研削帯域及び仕上研削帯域を備え、少なくとも該仕上研削帯域は三次元修整歯面形状を備え、該荒さ研削帯域及び該仕上研削帯域は軸方向に沿って互いに重なり合うことを特徴とする研削ウォーム。
2. 前記荒さ研削帯域は使用可能荒さ加工用シフト幅を有すると共に前記仕上研削帯域は使用可能な仕上研削用シフト幅を有し、これら２つの幅間に遷移帯域を備えランプ形状にプロファイルされることを特徴とする請求項１記載の研削ウォーム。
3. 前記仕上研削帯域はシフトストローク及び研削ストローク間のダイアゴナル比Ｄｓ＝０〜Ｄｓ＝１．５の値に基づいて設定された幅を有することを特徴とする請求項１記載の研削ウォーム。
4. 歯幅、歯の数、ねじれ角、歯面修整におけるプロファイリングギヤの特徴事項の少なくとも１つは研削ウォームで加工される加工物の相当する特徴事項と異なることを特徴とする研削ウォームのプロファイリング用プロファイリングギヤ。
5. 歯面修整が異なるよう設計された少なくとも２つのプロファイリング幅帯域を備え、これらプロファイリング幅帯域の内の第１の帯域は荒さ研削帯域をプロファイリングするために設計され、更にこれらプロファイリング幅帯域の内の少なくとも第２の帯域は仕上研削帯域をプロファイリングするために設計されることを特徴とする請求項４記載のプロファイリングギヤ。
6. 請求項２に係る研削ウォームをプロファイリングするために、前記プロファイリング幅帯域の内の少なくとも１つは遷移帯域をプロファイリングするためのものであることを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
7. 前記第１プロファイリング帯域は三次元に修整される中間帯域であり、且つ前記少なくとも１つの第２プロファイリング幅帯域はプロファイリングギヤの端部に位置し、前記少なくとも１つの第２のプロファイリング幅帯域は少なくとも１つの修整ランプにより前記第１プロファイリング帯域と接続されることを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
8. 前記少なくとも１つの第２プロファイリング帯域は仕上用に使用されない研削ウォーム帯域を生成するよう設計されることを特徴とする請求項６記載のプロファイリングギヤ。
9. 前記少なくとも１つの第２プロファイリング帯域は、修正されるもの、二次元修正されるもの、三次元修整されるものに特徴をグループ分けされる内の１つを有することを特徴とする請求項６記載のプロファイリングギヤ。
10. 接触線に対して平行な歯面の波打ちを有する歯面プロファイルを備えることを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
11. 前記少なくとも１つのプロファイリング幅帯域は歯先及び／または歯元の修整を備える歯面プロファイルを備え、前記歯先及び／または歯元の修整量は前記プロファイリングギヤの接触線の軌跡に対して平行な歯幅に沿って変更することを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
12. 前記少なくとも２つの異なるプロファイリング幅帯域は型、寸法及び密度の異なる砥粒で被覆されることを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
13. 増加した歯先及び歯元の直径を有する追加帯域を備え、前記歯プロファイルは研削ウォームの歯先円筒及び歯元円筒をプロファイリングする際に、研削ウォームねじ山の歯面は予備加工されるのみであることを特徴とする請求項５記載のプロファイリングギヤ。
14. 共に結合する２つのプロファイリングギヤのセットから構成される請求項１３記載のプロファイリングギヤ。
15. 前記追加帯域は歯先帯域及び歯元帯域を有し、これら帯域は前記プロファイリングギヤの残部の被覆とは型、密度及び寸法において異なる砥粒で被覆されることを特徴とする請求項１３記載のプロファイリングギヤ。
16. ダイアゴナル発生方法により請求項４記載のプロファイリングギヤで請求項１の研削ウォームをプロファイリングする方法において、前記プロファイリングギヤの幅帯域それぞれの歯面形状は相互配置された研削ウォームとプロファイリングギヤの軸方向連続プロファイリングストロークにより、選択された研削ウォームの研削幅帯域に部分対応で伝達されることを特徴とする研削ウォームのプロファイリング方法。
17. シフトストロークとプロファイリングストロークとの間のダイアゴナル比Ｄｄは任意に選択されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 前記研削ウォームの研削幅帯域の歯面形状は、必要であれば研削ウォームの軸方向プロファイリングストロークとプロファイリングギヤの軸方向プロファイリングストローク間のダイアゴナル比Ｄｄを変更することにより、且つ互いに対してストローク中心線ＹＭ及びＺＭとの軸方向変位により正確に修整されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
19. プロファイリングギヤの追加帯域を使用して研削ウォームの歯先円筒及び歯元円筒はプロファイルされ且つ研削ウォーム歯面は予備プロファイルされることを特徴とする請求項１６記載の方法。
20. 前記研削ウォームは第１工程において研削ウォーム幅全体を通してプロファイルドレッシング工具を使用してプロファイルされ、且つ仕上研削帯域及び遷移帯域はラインバイラインプロファイリングによりプロファイリングを仕上げることを特徴とする請求項１記載の研削ウォームをプロファイリングする方法。
21. 前記ラインバイラインプロファイリングは総形ドレッシングロールにより実施することを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 第２工程において、研削ウォームの右側歯面及び左側歯面の仕上研削帯域と隣接した遷移帯域はプロファイルされることを特徴とする請求項２０記載の方法。
23. 前記ラインバイラインプロファイリングはＮＣ制御により実施されることを特徴とする請求項２０記載の方法。
24. 前記ラインバイラインプロファイリングは前記研削ウォームの回転軸に平行に走行するドレッシングストロークラインに沿って実施され、各ドレッシングストローク後ごとに、ドレッシングストロークラインは導入方向に１ライン間隔ごとに変位し、前記変位するドレッシングストロークラインの開始点及び終了点は研削ウォームの歯面作用線上にあり、このラインは遷移帯域の外側輪郭を構成し、この遷移帯域は仕上研削帯域の使用可能仕上研削幅及び荒さ研削帯域の使用可能荒さ研削幅の間に存在することを特徴とする請求項２０記載の方法。
25. 前記ラインバイラインプロファイリングは前記研削ウォームの作用線に平行に走行するプロファイリングストロークラインに沿って実施し、各ドレッシングストローク後ごとにプロファイリングラインは前記作用線に対して垂直に１ライン間隔ごとに変位し、且つ前記変位プロファイリングストロークラインの開始点及び終了点は研削ウォームプロファイルの境界を成す研削ウォームの包絡面の外側及び内側にそれぞれ位置することを特徴とする請求項２０記載の方法。

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