JPH02218533A - Bias grinding for helical gear with numerically-controlled gear grinding machine - Google Patents
Bias grinding for helical gear with numerically-controlled gear grinding machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、NC化された歯車研削盤により2軸のサーボ
モータを同期運転し、はすば歯車をバイアス研削する方
法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a method for bias-grinding helical gears by synchronously operating two-axis servo motors using an NC gear grinding machine. Regarding.
(従来の技術) 歯車は、通常、モジュールM1圧力角PA。(Conventional technology) Gears usually have a module M1 pressure angle PA.
ねじれ角HA、歯数Z等で表現することができる。It can be expressed by the helix angle HA, the number of teeth Z, etc.
そして、ピッチ円半径rP (= 0.5部MXZ/C
o5(HA))の近傍にコロガリ円(半径rP’)を設
定し、第10図及び第11図のように被研削歯車1の歯
みぞの部分に高速に回転する砥石2を画いて、St−θ
xrP’の関係をもたせて運動させることにより、イン
ボリュート南面を研削することができる。ただし、砥石
のセツティング角度は平歯車の場合には
J二巳−
PA’ −cos−1(x cos(PA ) )の関
係rP′
でPA−)PA’ に変更する必要がある。はすば歯車
の場合には前記平歯車のPAの代りに正面圧力角PSを
導入
p
PS’ −cosJ (7′V5′7x cos(PS
) )の関係でps−+ps’ に変更する必要があ
る。Then, pitch circle radius rP (= 0.5 part MXZ/C
o5 (HA)), and draw a grinding wheel 2 rotating at high speed in the tooth groove of the gear to be ground 1 as shown in Figs. 10 and 11. −θ
The south face of the involute can be ground by moving with the relationship xrP'. However, in the case of a spur gear, the setting angle of the grindstone must be changed to PA-)PA' using the relationship rP' of J2-PA'-cos-1(xcos(PA)). In the case of helical gears, the front pressure angle PS is introduced instead of PA of the spur gear p PS' - cosJ (7'V5'7x cos(PS
)), it is necessary to change it to ps-+ps'.
タタシp3. jan−1(tan(PA) /cos
(HA))である。ここで、
St:ストローク(am)
θ :揺動角度(RADIAN)
rp’:3039円半径
である。第10図は研削の開始位置、第11図は研削の
終了位置を示しており、第13図はストロークStと揺
動角度(回転角)θとの関係を表わすグラフである。前
記の関係式のとおりに運動を行なって被研削歯車1と砥
石2の干渉のない位置で割出しを行なえば、連続して歯
面の研削を行なうことができる。マークの歯車研削盤、
カールフルトの歯車研削盤も基本的にはこの原理にもと
づいている。Tatashi p3. jan-1(tan(PA)/cos
(HA)). Here, St: Stroke (am) θ: Swing angle (RADIAN) rp': 3039 circle radius. FIG. 10 shows the grinding start position, FIG. 11 shows the grinding end position, and FIG. 13 is a graph showing the relationship between the stroke St and the swing angle (rotation angle) θ. If the movement is performed in accordance with the above relational expression and indexing is performed at a position where there is no interference between the gear to be ground 1 and the grindstone 2, the tooth surface can be continuously ground. Mark gear grinding machine,
Karlfurt's gear grinding machines are basically based on this principle.
従来の研削盤の概略を第23図によって説明する。An outline of a conventional grinding machine will be explained with reference to FIG. 23.
1は被研削歯車、11は滑台、12は滑台11に支持さ
れる回転軸、13は回転軸12に固定された被研削歯車
1のコロガリ円に相当するコロガリ円板、14はコロガ
リ円板13に巻付けられ両端固定のスチールベルト、1
5は滑台11を往復運動させるリンク機構である。この
構造は被研削歯車1の直線往復運動と揺動回転運動の正
比例関係をコOガリ円板13とスチールベルト14等を
利用することによって実現したものである。1 is a gear to be ground, 11 is a slide, 12 is a rotating shaft supported by the slide 11, 13 is a rolling disk corresponding to the rolling circle of the gear to be ground 1 fixed to the rotating shaft 12, and 14 is a rolling circle. Steel belt wrapped around plate 13 and fixed at both ends, 1
5 is a link mechanism that causes the slide 11 to reciprocate. This structure realizes a directly proportional relationship between the linear reciprocating motion and the oscillating rotational motion of the gear to be ground 1 by using the O-gully disk 13, the steel belt 14, and the like.
このような研削盤によって平歯車を研削する場合には、
砥石の回転によって作り出される平面と被研削歯I11
との接触線20は第24図のように歯車軸と平行であり
、その長さは歯面全体においてほぼ一定であるので余り
問題はないが、ねじれ角のあるはすば歯車を研削する場
合には次のような問題がある。When grinding spur gears with such a grinder,
The plane created by the rotation of the grindstone and the tooth to be ground I11
The contact line 20 is parallel to the gear axis as shown in Fig. 24, and its length is almost constant over the entire tooth surface, so there is no problem, but when grinding a helical gear with a helical angle. has the following problems:
すなわち、第25図から分るように、ベース円筒21上
の接平面22と歯面との交線としての接触11123(
同時かみ合い線)が一つの歯面全体についてみると良さ
がそれぞれ異なっているため、前記従来技術の研削方法
では理論値通りの研削結果を得ることが困難である。そ
の理由は、接触線23の長さの差によって砥石による研
削抵抗に僅かな差が発生することによる、砥石や機械本
体の微小変位に起因するものである。すなわち、研削抵
抗が小さい歯面部分は砥石により少し余分に肉が削り落
されてしまう傾向を有する。That is, as can be seen from FIG. 25, the contact 11123 (
Since the quality of each tooth surface (simultaneous engagement line) differs from one tooth surface to another, it is difficult to obtain a grinding result that matches the theoretical value using the grinding method of the prior art. The reason for this is that the difference in the length of the contact line 23 causes a slight difference in the grinding resistance by the grindstone, resulting in minute displacement of the grindstone and the machine body. In other words, there is a tendency for the grindstone to scrape off a little more of the tooth surface portion where the grinding resistance is low.
したがって研削盤が正しくセットされ被研削歯車の歯幅
24の中央部〔第25図(ハ)の13−B部〕における
歯形誤差線図で第26図のB−8部のようになってこの
部分における歯形が正確なものとして得られたとしても
、歯幅24の両端部付近である第25図0のA−A部、
C−0部の歯形誤差線図はそれぞれ第26図のようにな
ってしまう。これはA−A部においては歯元部の接触線
が短かいため歯元部の肉が余分に削り落されてしまい、
逆にC−0部においては歯先部の接触線が短かいため歯
先部の肉が余分に削り落されてしまったことを示してい
る。このような砥石の削り落し傾向は、研削の困難な材
料について特に顕著に現れる。Therefore, if the grinding machine is set correctly, the tooth profile error diagram at the center of the tooth width 24 of the gear to be ground [section 13-B in FIG. Even if the tooth profile in that part is accurate, the A-A part in FIG. 25, which is near both ends of the face width 24,
The tooth profile error diagrams for the C-0 section are as shown in FIG. 26. This is because the contact line at the root of the tooth is short in the A-A section, so the meat at the root of the tooth is scraped off excessively.
On the other hand, in the C-0 section, the contact line at the tooth tip is short, which indicates that the meat at the tooth tip has been ground down excessively. This tendency of the grindstone to scrape off is particularly noticeable when it comes to materials that are difficult to grind.
前記のような問題点を有するため、従来技術では、第2
7図に示すようにコロガリ円板13と回転軸12との隙
間t、、t2.t3に適当なシムを挿入することによっ
てコロガリ円板13を回転軸12〔被研削歯車1の中心
25〕に対して故意に偏心させて取付けることによって
解決しようと計っている。これは一定ストロークに対し
て旋回角度を変更することに相当する。Due to the above-mentioned problems, in the conventional technology, the second
As shown in FIG. 7, the gaps t, t2. We are trying to solve this problem by inserting an appropriate shim at t3 and mounting the rolling disk 13 intentionally eccentrically with respect to the rotating shaft 12 (the center 25 of the gear to be ground 1). This corresponds to changing the turning angle for a constant stroke.
これは従来のバイアス研削法と言われている方法である
が、寸法を異にする多数のシムの用意とそれらの適宜の
組合せによる交換という煩雑な手数を要する方法である
から歯形の正確な修正が仲々むずかしい。This method is called the conventional bias grinding method, but it requires a complicated process of preparing a large number of shims with different dimensions and replacing them in appropriate combinations, so it is not possible to accurately modify the tooth profile. It's difficult for me.
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するバイアス研
削方法を得ることを目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to obtain a bias grinding method that solves the problems of the prior art.
(課題を解決するための手段)
本発明のバイアス研削方法は、前記の目的を達成するた
め次の構成からなる。(Means for Solving the Problems) The bias grinding method of the present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
滑台に支持される回転軸に被研削歯車を固定し、前記回
転軸を歯車機構を介して第1のサーボモータで揺動回転
運動させると共に前記滑台を送りネジを介して第2のサ
ーボモータにより直線往復運動させ、前記の両サーボモ
ータの同期運転により前記被研削歯車の回転角とストロ
ークとの間に比例関係を形成して砥石により被研削歯車
を研削する方法において、前記の第1のサーボモータと
第2のサーボモータにそれぞれ与えられるパルス信号を
適宜調節することによって、曲線補間運転を行なうか、
曲線補間と直線補間との組合せ運転を行ない、前記被研
削歯車の歯幅方向の歯形誤差線図を不同になるように研
削する。A gear to be ground is fixed to a rotating shaft supported by a slide, and the rotating shaft is oscillated and rotated by a first servo motor through a gear mechanism, and the slide is driven by a second servo motor via a feed screw. In the method of grinding the gear to be ground by a grindstone, the gear to be ground is caused to make a linear reciprocating motion by a motor, and a proportional relationship is formed between the rotation angle and the stroke of the gear to be ground by synchronized operation of both the servo motors. Curve interpolation operation is performed by appropriately adjusting the pulse signals given to the servo motor and the second servo motor, respectively.
A combination of curve interpolation and linear interpolation is performed to grind the gear to be ground so that the tooth profile error diagram in the width direction of the gear to be ground is unequal.
また前記の砥石による研削方法において、曲線補間運転
を行なうか、曲線補間と直線補間の組合せ運転を行ない
、直線補間運転によって被研削歯車の歯幅方向に生ずる
歯形誤差をなくするようにする。Further, in the grinding method using a grindstone, a curve interpolation operation or a combination of curve interpolation and linear interpolation is performed to eliminate tooth profile errors that occur in the tooth width direction of the gear to be ground due to the linear interpolation operation.
更に第1のサーボモータによる被研削歯車の揺動回転運
動と第2のサーボモータによる被研削歯車の直線往復運
動との運動関係を、St−θの理想直線で表わされる直
線補間運転とすることなく、円弧で表わされる曲線補間
運転とするとともに、該円弧を上方に凸又は下方に凸の
形状としまた該円弧の半径を大小に調節することによっ
て、歯幅方向の歯形誤差線図の不同の程度を種々異にす
るように、被研削歯車を研削する。Further, the motion relationship between the oscillating rotational motion of the gear to be ground by the first servo motor and the linear reciprocating motion of the gear to be ground by the second servo motor is a linear interpolation operation represented by an ideal straight line of St-θ. By interpolating a curve represented by a circular arc, making the circular arc convex upwardly or convex downwardly, and adjusting the radius of the circular arc, the discrepancy in the tooth profile error diagram in the face width direction can be reduced. The gear to be ground is ground to varying degrees.
(作用)
滑台に支持される回転軸に被研削歯車を固定し、前記回
転軸を歯車機構を介して第1のサーボモータで揺動回転
運動させると共に、前記滑台を送りネジを介して第2の
サーボモータにより直線運動させるに際し、両サーボモ
ータにそれぞれ適宜のパルス信号を与えて同期運転させ
、被研削歯車の回転角とストロークとの間に通常の正比
例関係とは異なる特殊な関係を形成するように曲線補間
運転又は曲線補間と直線補間との組合せ運転を行なう。(Function) A gear to be ground is fixed to a rotating shaft supported by a slide, and the rotating shaft is oscillated and rotated by a first servo motor via a gear mechanism, and the slide is rotated via a feed screw. When performing linear motion using the second servo motor, appropriate pulse signals are given to both servo motors to cause them to operate synchronously, creating a special relationship between the rotation angle of the gear to be ground and the stroke, which is different from the normal direct proportional relationship. A curve interpolation operation or a combination operation of curve interpolation and linear interpolation is performed so as to form a curved line.
前記の補間運転の曲線の形又は曲線と直線との組合せの
形を変えることにより、被研削歯車の歯幅方向の歯形誤
差線図が不同となり、または歯幅方向の歯形誤差をない
ものとすることができる。By changing the shape of the curve or the combination of a curve and a straight line in the interpolation operation, the tooth profile error diagram in the face width direction of the gear to be ground becomes uneven, or the tooth profile error in the face width direction is eliminated. be able to.
また、第1のサーボモータによる被研削歯車の揺動回転
運動と第2のサーボモータによる被研削歯車の直線往復
運動との運動関係を円弧補間運転とし、該円弧を上方に
凸又は下方に凸の形状としまた該円弧の半径を人又は小
に調節すると、歯幅方向に歯形誤差線図の不同の程度が
色々に変る。Further, the motion relationship between the oscillating rotational motion of the gear to be ground by the first servo motor and the linear reciprocating motion of the gear to be ground by the second servo motor is a circular interpolation operation, and the arc is convex upward or convex downward. If the radius of the circular arc is adjusted to a larger or smaller radius, the degree of discrepancy in the tooth profile error diagram in the tooth width direction changes in various ways.
したがって円弧の形状や半径を適切に色々と組合せると
歯幅方向に種々歯形曲線の異なった歯車が形成される。Therefore, by appropriately combining various arc shapes and radii, gears with various tooth profile curves in the face width direction can be formed.
(実施例)
第1図は本発明のバイアス研削方法を行なうNC加工機
の研削盤の一実施例である。(Example) FIG. 1 shows an example of a grinding machine of an NC processing machine that performs the bias grinding method of the present invention.
1ははすば歯車からなる被研削歯車、2は研削用の砥石
、3は滑台、4は滑台3に支持される回転軸(rA軸」
という〕、7は減速機15.6を介して被研削歯車を正
逆回転駆動する第1のサーボモータ、8は滑台3を往復
運動させる送りネジ(rZ軸Jという)、9は送りネジ
8を駆動する第2のサーボモータである。1 is a gear to be ground consisting of a helical gear, 2 is a grinding wheel, 3 is a slide, and 4 is a rotating shaft (rA axis) supported by the slide 3.
], 7 is a first servo motor that drives the gear to be ground in forward and reverse rotation via a reducer 15.6, 8 is a feed screw (referred to as rZ axis J) that reciprocates the slide 3, and 9 is a feed screw. This is the second servo motor that drives 8.
このような研削盤において、第1のサーボモータ7と第
2のサーボモータ9とにそれぞれバルス信号を与えて、
Z軸のストロークStとA軸の回転角θとの間に第13
図のような正比例関係を形成するように運動させると、
被研削歯車1の接触線23の長さが第25図のようにそ
れぞれ異なるので、砥石2に働く研削抵抗がそれぞれ異
なり、被研削歯車1の南面の各部において肉の削り落さ
れる傾向が異なり、その結果、第26図のような歯形誤
差曲線八−A、B−B、C−Cが描かれるような研削結
果となってしまい、理論どおりの正確な歯形とはならな
い。In such a grinding machine, a pulse signal is applied to each of the first servo motor 7 and the second servo motor 9,
13th between the stroke St of the Z axis and the rotation angle θ of the A axis
If you move it so that it forms a direct proportional relationship as shown in the figure,
Since the lengths of the contact lines 23 of the gear to be ground 1 are different as shown in FIG. 25, the grinding resistance acting on the grindstone 2 is different, and the tendency for the meat to be scraped off is different in each part of the south face of the gear to be ground 1. As a result, the grinding result is such that tooth profile error curves 8-A, BB, and CC are drawn as shown in FIG. 26, and the tooth profile is not as accurate as the theory.
ところで、第25図から分るとおり、歯幅24の方向で
端部A−A部、中央部B部B部及び他方の端部C−C部
の研削開始位相は少しずつズレることになるが、前記の
位相のズレは第2図から分るように歯幅方向の位置を与
えるとばずば歯車の諸元から容易に81算することがで
きる。なお、図においてA−A、B−8,C−Cの長さ
はそれぞれ各部が研削されている位相を示しており、A
−A部からB−B部次いでC−0部と直線往復運動と揺
動回転運動が行なわれるに従って南面は歯元から歯先へ
と研削されていく。By the way, as can be seen from FIG. 25, the grinding start phases of the end A-A section, the center B section B section, and the other end C-C section are slightly shifted in the direction of the tooth width 24. As can be seen from FIG. 2, the phase shift described above can be easily calculated by 81 from the specifications of the bevel gear, given the position in the face width direction. In addition, in the figure, the lengths of A-A, B-8, and C-C indicate the phase in which each part is ground, and A
The south face is ground from the root to the tip as linear reciprocating motion and rocking rotation are performed from the -A section to the B-B section and then to the C-0 section.
そこで本発明においては、Z軸のストロークSt、!:
A軸の回転角θとを正比例の関係におく運転すなわち直
線補間運転を行なわず、第3図に示すような円弧の曲線
補間運転を行なうようにする。Therefore, in the present invention, the Z-axis stroke St,! :
An operation in which the rotation angle θ of the A-axis is directly proportional to the rotation angle θ, that is, a linear interpolation operation is not performed, but a circular arc curve interpolation operation as shown in FIG. 3 is performed.
今、この第3図の曲線補間運転をA−A部、B−B部及
びC−0部にそれぞれ分解して第4図a、b及びCのグ
ラフを描く。通常は、St−θ関係グラフの正比例の関
係を示す理論直線からの相対的な偏差を歯形誤差曲線の
誤差としているので、同図のa、b及びCのようにそれ
ぞれ誤差をδ^、δB及びδCと表わすことができる。Now, the curve interpolation operation shown in FIG. 3 is broken down into sections A-A, B-B and C-0, respectively, and graphs a, b and C in FIG. 4 are drawn. Normally, the error of the tooth profile error curve is defined as the relative deviation from the theoretical straight line showing a directly proportional relationship in the St-θ relationship graph. and δC.
なおり−B部の誤差は該部の曲線の形状から相対的に小
さいδBとして表わすことができる。The error in the Naori-B portion can be expressed as a relatively small δB from the shape of the curve in this portion.
a、b及びCの各図においてハツチングをほどこしたエ
リヤは前記のような曲線補間運転により理想歯面に対し
て歯面の削り取られることを示している。これらの誤差
を第26図に準じた方法で書き直すと、第5図のa、b
及びCのような歯形誤差線図が得られる。同図において
aはΔ−A部の歯先下り、CはC−0部の歯先上り状態
を示している。In each of the figures a, b, and c, the hatched area indicates that the tooth surface is shaved away from the ideal tooth surface by the curve interpolation operation as described above. If these errors are rewritten in a manner similar to Figure 26, a and b in Figure 5
A tooth profile error diagram such as and C is obtained. In the same figure, a indicates a downward state of the tooth tip of the Δ-A section, and C indicates an upward state of the tooth tip of the C-0 section.
この第5図のa、b、cを第26図のa、b。These a, b, and c of FIG. 5 are a, b of FIG. 26.
Cとそれぞれ対比してみると、直線補間運転において研
削抵抗の差によって歯幅方向に生じる歯形誤差は本発明
による前記の曲線補間運転によって修正され、理論歯面
からの偏差の少ない又は偏差のない歯面が研削され得る
ことが分る。Comparing C with C, the tooth profile error that occurs in the tooth width direction due to the difference in grinding resistance during linear interpolation operation is corrected by the above-mentioned curved interpolation operation according to the present invention, resulting in small or no deviation from the theoretical tooth surface. It can be seen that the tooth flank can be ground.
なお、第5図すにおいては、歯形誤差線図が少し中凹み
になってしまうことが示されているが、これは第6図の
ように砥石2の研削有効面の形状を幾分中凹み形状10
に形成することによって容易に解決することができる。Note that Fig. 5 shows that the tooth profile error diagram becomes slightly concave, but this is because the shape of the effective grinding surface of the grinding wheel 2 is slightly concave as shown in Fig. 6. shape 10
This can be easily solved by forming
前記の実施例の説明においては、直線補間を円弧補間に
I!換える運転を行なったが、これを円弧以外の曲線補
間、又は直線補間と曲線補間との組合せに置換えること
によって、A−A部、B−8WJ及びC−0部の歯形を
故意に不同のものとなるように歯形を製作し、この歯形
をシェービング用カッタの歯形として用いて、プランジ
切削法により被研削歯車の歯面にこれを転写したり、そ
の他色々な荷重がかかった状態でかみ合う歯車に使用さ
れる歯車の歯面をそれぞれその荷壬状態に適合して高性
能を発揮する歯面(歯幅方向等に)になるように歯幅方
向に歯形誤差線図を不同となるように研削することもで
きる。In the description of the above embodiment, linear interpolation is converted into circular interpolation by I! However, by replacing this with a curve interpolation other than a circular arc or a combination of linear interpolation and curve interpolation, the tooth profiles of the A-A section, B-8WJ and C-0 section were intentionally made to be different. This tooth profile can be used as the tooth profile of a shaving cutter to transfer it to the tooth surface of a gear to be ground using the plunge cutting method, or other gears that mesh under various loads. To ensure that the tooth surfaces of the gears used for each gear are adapted to the loading conditions and exhibit high performance (in the tooth width direction, etc.), the tooth profile error diagram is made to be unequal in the tooth width direction. It can also be ground.
また、前記の実施例では円弧補間の円弧の中心をSt−
θの理想直線の上方に取ったが、これを第7図のように
下方に取ることもできる。In addition, in the above embodiment, the center of the arc of circular interpolation is St-
Although it is taken above the ideal straight line of θ, it can also be taken below as shown in FIG.
更に、第7図においては原点を01、直線補間の終了点
をPlとし、画点を円弧で結んだが、前記の両点の位置
選定は、これに限られるものではなく、第8図のように
原点01を取り(これはストロークStの開始点を回転
角θに対してマイナスの位置に取ったことを意味する)
、曲線補間運転をさせることもできる。このようにすれ
ば、第9図a、b、cのようにA−A部、B−B部及び
C−0部のそれぞれの誤差の形状を変えることができる
ので、これによって得られる歯車の歯面には前記の実施
例とは異なる形状を与えることができる。Furthermore, in Fig. 7, the origin is 01, the end point of linear interpolation is Pl, and the pixel points are connected by a circular arc, but the position selection of the two points is not limited to this, and can be done as shown in Fig. 8. The origin 01 is set at (this means that the starting point of the stroke St is set at a negative position with respect to the rotation angle θ)
, curve interpolation operation can also be performed. In this way, the shapes of the errors in the A-A section, B-B section, and C-0 section can be changed as shown in Figure 9 a, b, and c, so the resulting gear The tooth flanks can be given a shape different from the embodiments described above.
次に、本発明のバイアス研削方法をブロック図、研削加
工データ等に基いて説明する。なお、加工されるはすば
歯車の諸元は次のとおりである。Next, the bias grinding method of the present invention will be explained based on a block diagram, grinding data, etc. The specifications of the helical gear to be machined are as follows.
モジュール M5
圧 力 角 PA 20゜ね じ
れ 角 HA 15°右ねじれ歯
数 2 36歯 幅
B 30歯先円半径 r、 9
8.5
ビッヂ円半径 rp93.175
mtai円半径 r 、 87.190第14図
は、本発明の方法により第1のサーボモータ(A軸を駆
動する)と第2のサーボモータ(Z軸を駆動する)にそ
れぞれ所定のパルスを入力するためのブロック図であっ
て、第15図は、コンピュータによって行なう計算フロ
ーを示すものである。Module M5 Pressure angle PA 20° helix angle HA 15° right helix tooth
Number 2 36 teeth Width
B 30 tooth tip circle radius r, 9
8.5 Bidge circle radius rp93.175 mtai circle radius r, 87.190 Figure 14 shows how the first servo motor (driving the A-axis) and the second servo motor (driving the Z-axis) are driven by the method of the present invention. FIG. 15 is a block diagram for inputting predetermined pulses to each of the input terminals (FIG. 15), and FIG. 15 shows a calculation flow performed by a computer.
当社で製作したNC歯車研削盤のA軸駆動のサーボモー
タに取付けられているロータリエンコーダは1回転あた
り12000パルスを発生させるようになっており、1
パルスは最終段で1秒の回転角度に相当するように減速
機構が設計されている。また2軸駆動ののサーボモータ
に取付けられているロータリエンコーダは1回転あたり
10000パルスを発生し、その1パルスはZ@滑台の
動きの0.2μに相当するように途中の駆動系が設計さ
れている。The rotary encoder attached to the A-axis drive servo motor of the NC gear grinding machine manufactured by our company generates 12,000 pulses per revolution,
The speed reduction mechanism is designed so that the pulse corresponds to a rotation angle of 1 second at the final stage. In addition, the rotary encoder attached to the servo motor of the two-axis drive generates 10,000 pulses per rotation, and the drive system in the middle is designed so that one pulse corresponds to 0.2μ of the movement of the Z@slide. has been done.
まず、被加工物についての基本諸元の入力・IFl算を
行なわせる。続いてDK(外径)、DP’(コロガリ円
)、Crt(必要研削最小径)の入力でZ軸の必要スト
ロークlfi3tmax、A軸の必要回転角度θ■aX
のgI算を行なう。S t laxとθlaXとはシメ
ンジョンが異なるため翳1算を簡単にするため、前記の
設計固定値をもとにパルス数に変換後にバイアス4算を
すべてパルス!ll!準で行なわせる。これに研削条件
に関係する諸量(研削回数、切込量、送り速度などを追
加すれば自動的にNCプログラムを作成し、NC装はに
転送するようになっている。First, the basic specifications of the workpiece are input and IFL calculations are performed. Next, enter the DK (outer diameter), DP' (rolling circle), and Crt (minimum diameter required for grinding) to determine the required stroke lfi3tmax of the Z axis and the required rotation angle θ■aX of the A axis.
Perform the gI calculation. Since S t lax and θlaX have different symmetries, in order to simplify the 1st calculation, all 4 bias calculations are pulsed after converting to the number of pulses based on the design fixed value mentioned above! ll! Let's do it according to standards. By adding various quantities related to the grinding conditions (number of grinding times, depth of cut, feed rate, etc.) to this, an NC program is automatically created and transferred to the NC system.
砥石、被加工物などのセツティングの完了を確認してス
タート押釦を押すと、NC装置はNCプログラムを解釈
し、へ軸/Z軸のサーボドライバにそれぞれの動きをパ
ルスに分配して送出するので、計粋にもとずく両軸の同
期運転を行なわ「ることがrぎる。When you confirm that the setting of the grindstone, workpiece, etc. is complete and press the start button, the NC device interprets the NC program and distributes each movement into pulses and sends them to the hex/Z-axis servo drivers. Therefore, it is impossible to perform synchronized operation of both axes based on rationality.
次に、本発明によるバイアス研削方法を比較的柔かい材
料である5KD11に適用した場合の研削加工データに
ついて説明する。Next, grinding data when the bias grinding method according to the present invention is applied to 5KD11, which is a relatively soft material, will be explained.
第16図に示すような、右ねじれの歯車を研削した実験
例であり、この場合は研削は■−■部(A−A部)から
■−■部(B−B部)、次いで■−■部(C−C部)へ
と研削が進行していくことになる。タイプ1は円弧補間
の円弧の中心がSt−θの理想直線の上方にある場合、
タイプ2はぞの中心がSt−θの理想直線の下方にある
場合である。This is an experimental example of grinding a right-handed gear as shown in Fig. 16. In this case, the grinding was performed from ■-■ section (A-A section) to ■-■ section (B-B section), then ■- Grinding progresses to part (C-C). Type 1 is when the center of the arc of circular interpolation is above the ideal line of St-θ,
Type 2 is a case where the center of the groove is below the ideal straight line of St-θ.
第17図は3を一〇の理想直線に沿って研削を行なった
場合である。歯形誤差の小さいのは、柔かい材料5KD
11を用いたからであり、硬い材料を用いると砥石に対
する被研削歯車の抵抗の増大により歯形誤差も大きくな
る。FIG. 17 shows the case where 3 was ground along the ideal straight line of 10. Soft material 5KD has small tooth profile error.
11 was used, and if a hard material is used, the resistance of the gear to be ground against the grindstone increases, and the tooth profile error also increases.
第18図ないし第21図は、タイプ1またはタイプ2に
より研削加工を行なった実験例であって、往復直線運動
のストロークStは1パルス当り0.2ミクロン、揺動
回転運動の回転角θは1パルス当り1秒であり、パルス
数は1歯の片面の研削開始から完了まぐの総パルス数を
表わしている。Figures 18 to 21 show experimental examples in which grinding was performed using Type 1 or Type 2, in which the stroke St of the reciprocating linear motion was 0.2 microns per pulse, and the rotation angle θ of the oscillating rotation motion was Each pulse is 1 second, and the number of pulses represents the total number of pulses from the start of grinding to the completion of grinding on one side of one tooth.
バイアス加工半径Rもパルス数で表わされる。図は横@
(歯幅)は5倍、K1慴(誤差)は1000倍の倍率で
描かれている。The bias machining radius R is also expressed by the number of pulses. The figure is horizontal @
(tooth width) is drawn at 5x magnification, and K1 (error) is drawn at 1000x magnification.
タイプ1の第19図と第21図とを比較すると、バイア
ス加工半径Rの寸法を調整することにより歯形24差線
図が変ることが明らかであり、このRの寸法を適度の大
きさに選定して研削加工を行なうことにより、St−θ
の理想直線により研削加工を行なうことにより生ずるで
あろう歯形誤差を修正して理想歯形になるように研削す
ることができる。Comparing Fig. 19 and Fig. 21 of type 1, it is clear that the tooth profile 24 difference line diagram changes by adjusting the dimension of the bias machining radius R, and the dimension of this R is selected to be an appropriate size. By performing the grinding process, St-θ
It is possible to correct tooth profile errors that would occur by performing grinding using the ideal straight line, and to grind to an ideal tooth profile.
また、タイプ2の第18図と第20図も、前記タイプ1
と同様にバイアス加工半秤Rの寸法により歯形誤差が変
っている。このRの寸法を適度の大きさに選定して研削
加工を行なうことにより、被研削歯車の歯幅方向の歯形
誤差線図の不同のωを種々に変更することができ、所要
の誤差−を有する研削歯車をその使用目的に応じて得る
ことができる。In addition, Type 2 in Figures 18 and 20 are also similar to Type 1.
Similarly, the tooth profile error changes depending on the dimensions of the bias machining half scale R. By selecting the dimension of this R to an appropriate size and performing the grinding process, it is possible to variously change the uneven ω of the tooth profile error diagram in the face width direction of the gear to be ground, and the required error can be adjusted. It is possible to obtain a grinding gear according to its intended use.
第22図はタイプ1の具体加工例の詳細を示すものであ
る。FIG. 22 shows details of a specific processing example of type 1.
第17図から第21図までは適当な1マを与えて「バイ
アス研削」の定性的な実験を行なったデータであるが、
第22図は具体的なバイアス化を与えて加工した例であ
る。Rの中心をSt−〇の理想直線の上部(タイプ1相
当)にとり、端部で14μの歯先下りを狙い値として加
工したものである。まだ削り残しも少しはあるが第16
図の1−1相当部が第22図L1−1歯形誤差線図で歯
先下り約10μであり、第16図の3−−3相当部は第
22図し1−9の歯形誤差線図である。これは約10μ
の歯先上りに相当する。Figures 17 to 21 are data from a qualitative experiment of "bias grinding" given an appropriate 1 ma.
FIG. 22 shows an example of processing with a specific bias applied. The center of R is set at the upper part of the ideal straight line of St-〇 (equivalent to type 1), and the end part is machined with a target value of 14μ of tooth tip descent. There are still some parts left uncut, but the 16th
The part corresponding to 1-1 in the figure is about 10μ down the tooth tip in the tooth profile error diagram L1-1 in Figure 22, and the part corresponding to 3--3 in Figure 16 is the tooth profile error diagram in Figure 22 and 1-9. It is. This is about 10μ
This corresponds to the tip of the tooth rising.
滑台に支持される回転軸に被研削歯車を固定し、前記回
転軸を歯車機構を介して第1のサーボモータで揺動回転
運動させると共に前記滑台を送りネジを介して第2のサ
ーボモータにより直線往復運動させ、前記の両す−ボ王
−夕の同期運転により前記被研削歯車の回転角とストロ
ークとの間に比例関係を形成して砥石により被研削歯車
を研削する場合に、前記の第1のサーボモータと第2の
サーボモータにそれぞれ適宜のパルス信号を与えて曲ね
補間運転を行なうことにより又は曲線補間と直線補間と
の組合ゼ運転を行なうことにより被研削歯車の歯幅方向
の歯形誤差線図が不同になるような歯形を形成すること
ができる。A gear to be ground is fixed to a rotating shaft supported by a slide, and the rotating shaft is oscillated and rotated by a first servo motor through a gear mechanism, and the slide is driven by a second servo motor via a feed screw. When grinding the gear to be ground with a grindstone by causing a linear reciprocating motion by a motor and forming a proportional relationship between the rotation angle and the stroke of the gear to be ground by synchronized operation of the two shafts, By applying appropriate pulse signals to the first servo motor and the second servo motor to perform curved interpolation operation, or by performing a combined operation of curved interpolation and linear interpolation, the teeth of the gear to be ground are adjusted. It is possible to form a tooth profile such that the tooth profile error diagram in the width direction is uneven.
また、前記の補間運転の曲線の形又は曲線と直線の組合
せの形を適宜に選定することにより直線補間運転により
生ずる被研削歯車の歯幅方向の歯形誤差をなくし、理想
歯形の歯1t!を得ることができる。In addition, by appropriately selecting the shape of the curve or the combination of a curve and a straight line in the interpolation operation, the tooth profile error in the tooth width direction of the gear to be ground caused by the linear interpolation operation can be eliminated, and the tooth 1t of the ideal tooth profile can be achieved. can be obtained.
更に、第1のサーボエータによる被研削歯車の揺動回転
運動と第2のサーボモータによる被研削歯車の直線往復
運動との運Wt関係を円弧補間運転とし、該円弧を上方
に凸又は下方に凸の形状としまた該円弧の半径を大又は
小に調節すれば、歯幅方向に歯形誤差線図の不同の程度
が色々に変るので、これらの形状や半径を適切に色々と
組合せることによって歯幅方向に種々歯形曲線の梯々巽
なった歯車をその使用目的に応じて得ることができる。Further, the relationship Wt between the oscillating rotational motion of the gear to be ground by the first servo motor and the linear reciprocating motion of the gear to be ground by the second servo motor is set to circular interpolation operation, and the arc is convex upward or convex downward. By adjusting the radius of the circular arc to be large or small, the degree of discrepancy in the tooth profile error diagram in the tooth width direction changes in various ways, so by appropriately combining these shapes and radii, Gears with various tooth profile curves in the width direction can be obtained depending on the purpose of use.
第1図は本発明の研削方法に用いられるはすば@@胡削
盤の概要を示す斜視図、第2図(2)0は本発明の方法
に関する説明図、第3図は本発明の方法の一実施例であ
る円弧補間運転についての説明図、第4図@(ハ)す)
は第3図を分解して示した説明図、第5図(2)0(ロ
)は本発明の方法により形成されるはすば歯巾の歯形誤
差線図、第6図は本発明の方法に使用される砥石の一実
施例、第7図は本発明の方法の別の実施例である円弧補
間運転についての説明図、第8図は本発明の方法の更に
別の実施例である円弧補間運転についての説明図、第9
図(2)U (C)は第8図を分解して示した説明図、
第10図ないし第12図はインボリュート歯車の研削方
法の説明図であって第10図は研削開始位置、第11図
は研削終了位置、第12図は次の歯への割出しが可能な
位置、第13図ははすば歯車の従来の研削方法に用いら
れる直線補間運転の説明図、第14図は本発明の方法に
用いられる歯車研削盤作動のブロック図、第15図はコ
ンピュータによる目算についてのフロー図、第16図は
研削データによる実験例の理解のための歯車諸元及び説
明図、第17図ははすば歯車を直線補間運転により研削
した場合の歯形誤差線図の実験例、第18図ないし第2
2図ははすば歯車を本発明の方法により曲線補間運転し
て研削した場合の歯形誤差ta図の実験例、第23図は
はすば歯車の研削に使用される従来の歯車研削盤の概要
の斜視図、第24図は平歯車の研削方法の説明図、第2
5図@(ハ)ははずば歯車の研削方法の説明図、第26
図は従来技術によって研削されるはすば歯車の歯形誤差
線図、第27図は従来技術の研削方法の説明図である。
1・被研削歯車、2・・砥石、3・・滑台、4・・回転
軸、5.6・・ウオーム形式の減速機構、7・・第1の
サーボモータ、8・・送りネジ、9・・第2のサーボモ
ータ。
→θ
O!
一〇
→0
R=0(正比例ゼ゛9加二)
R= 64499536zfル入−タイプ2R=644
9’?!x36/iLスー’;Z イア°1R==、9
クク2646.3ハ”)L7X−タイプ2Xfαη
ゼ
R=9クク2646(3/ずルスータイプ!1すL4
旨≧)
C−C
序δm
序2′)犯Fig. 1 is a perspective view showing an overview of the Hasuba@@ grinding machine used in the grinding method of the present invention, Fig. 2 (2) 0 is an explanatory diagram regarding the method of the present invention, and Fig. 3 An explanatory diagram of circular interpolation operation, which is an example of the method, Fig. 4 @ (c)
is an explanatory diagram showing an exploded view of FIG. 3, FIG. One embodiment of the grindstone used in the method, FIG. 7 is an explanatory diagram of circular interpolation operation which is another embodiment of the method of the present invention, and FIG. 8 is yet another embodiment of the method of the present invention. Explanatory diagram for circular interpolation operation, No. 9
Figure (2) U (C) is an explanatory diagram showing an exploded view of Figure 8;
Figures 10 to 12 are explanatory diagrams of the method of grinding involute gears, with Figure 10 being the grinding start position, Figure 11 being the grinding end position, and Figure 12 being the position where indexing to the next tooth is possible. , Fig. 13 is an explanatory diagram of the linear interpolation operation used in the conventional grinding method for helical gears, Fig. 14 is a block diagram of the gear grinding machine operation used in the method of the present invention, and Fig. 15 is a computer-based calculation. Fig. 16 is a gear specification and explanatory diagram for understanding experimental examples using grinding data, and Fig. 17 is an experimental example of a tooth profile error diagram when a helical gear is ground by linear interpolation operation. , Figures 18 to 2
Figure 2 shows an experimental example of the tooth profile error ta diagram when a helical gear is ground by curve interpolation operation using the method of the present invention, and Figure 23 shows an example of a conventional gear grinding machine used for grinding a helical gear. A schematic perspective view, Fig. 24 is an explanatory diagram of the spur gear grinding method, Fig. 2
Figure 5 @(c) is an explanatory diagram of the grinding method for helical gears, No. 26
The figure is a tooth profile error diagram of a helical gear ground by the conventional technique, and FIG. 27 is an explanatory diagram of the conventional grinding method. 1. Gear to be ground, 2. Grinding wheel, 3. Slide, 4. Rotating shaft, 5.6. Worm type reduction mechanism, 7. First servo motor, 8. Feed screw, 9 ...Second servo motor. →θ O! 10 → 0 R=0 (direct proportional ze9 plus two) R= 64499536zf full-type 2R=644
9'? ! x36/iLsu';Z ia°1R==,9
Kuku 2646.3ha”) L7X-Type 2Xfαη ZeR=9 Kuku 2646 (3/Zurusu type! 1su L4 effect ≧) C-C Order δm Order 2′) Crime
Claims (3)
前記回転軸を歯車機構を介して第1のサーボモータで揺
動回転運動させると共に前記滑台を送りネジを介して第
2のサーボモータにより直線往復運動させ、前記の両サ
ーボモータの同期運転により前記被研削歯車の回転角と
ストロークとの間に比例関係を形成して砥石により被研
削歯車を研削する方法において、前記の第1のサーボモ
ータと第2のサーボモータにそれぞれ与えられるパルス
信号を適宜調節することによつて、曲線補間運転又は曲
線補間と直線補間との組合せ運転を行ない、前記被研削
歯車の歯幅方向の歯形誤差線図を不同になるように研削
することを特徴とするNC化された歯車研削盤によるは
すば歯車のバイアス研削方法。(1) Fix the gear to be ground to the rotating shaft supported by the slide,
The rotary shaft is caused to swing and rotate by a first servo motor via a gear mechanism, and the slide is caused to move linearly and reciprocally by a second servo motor via a feed screw, and both servo motors are operated in synchronization. In the method of grinding the gear to be ground with a grindstone by forming a proportional relationship between the rotation angle and the stroke of the gear to be ground, the pulse signals respectively given to the first servo motor and the second servo motor are By making appropriate adjustments, a curve interpolation operation or a combined operation of curve interpolation and linear interpolation is performed, and the gear to be ground is ground so that the tooth profile error diagram in the face width direction is unequal. Bias grinding method for helical gears using an NC gear grinder.
運転を行ない、直線補間運転によつて被研削歯車の歯幅
方向に生ずる歯形誤差をなくすることを特徴とする請求
項1記載のバイアス研削方法。(2) The bias according to claim 1, wherein a curve interpolation operation or a combination of curve interpolation and linear interpolation operation is performed to eliminate tooth profile errors that occur in the face width direction of the gear to be ground due to the linear interpolation operation. Grinding method.
運動と第2のサーボモータによる被研削歯車の直線往復
運動との運動関係を、St−θの理想直線で表わされる
直線補間運転とすることなく、円弧で表わされる曲線補
間運転とするとともに、該円弧を上方に凸又は下方に凸
の形状としまた該円弧の半径を大小に調節することによ
つて、歯幅方向の歯形誤差線図の不同の程度を種々異に
するように、使用目的に応じて被研削歯車を研削するこ
とを特徴とする請求項1又は2記載のバイアス研削方法
。(3) The motion relationship between the oscillating rotational motion of the gear to be ground by the first servo motor and the linear reciprocating motion of the gear to be ground by the second servo motor is defined as linear interpolation operation expressed by the ideal straight line of St-θ. By performing curve interpolation operation represented by a circular arc, making the circular arc convex upward or convex downward, and adjusting the radius of the circular arc, the tooth profile error line in the tooth width direction can be adjusted. 3. The bias grinding method according to claim 1, wherein the gear to be ground is ground to vary the degree of disparity in the drawings depending on the purpose of use.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3713489A JPH02218533A (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Bias grinding for helical gear with numerically-controlled gear grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3713489A JPH02218533A (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Bias grinding for helical gear with numerically-controlled gear grinding machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02218533A true JPH02218533A (en) | 1990-08-31 |
Family
ID=12489146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3713489A Pending JPH02218533A (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Bias grinding for helical gear with numerically-controlled gear grinding machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02218533A (en) |
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1989
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