TWI422448B - Internal gear machining method and internal gear processing machine - Google Patents
Internal gear machining method and internal gear processing machine Download PDFInfo
- Publication number
- TWI422448B TWI422448B TW099127954A TW99127954A TWI422448B TW I422448 B TWI422448 B TW I422448B TW 099127954 A TW099127954 A TW 099127954A TW 99127954 A TW99127954 A TW 99127954A TW I422448 B TWI422448 B TW I422448B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- error
- grinding wheel
- internal gear
- tooth
- spiral
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/02—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding
- B23F5/04—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding the tool being a grinding worm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
- B23F23/1218—Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45214—Gear cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Gear Processing (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
本發明是有關藉著桶形螺旋狀砂輪進行內齒輪齒面的研磨加工(齒形研磨加工)的內齒輪加工方法及內齒輪加工機。
一般,齒輪加工是對預定的齒輪原材進行滾齒加工形成齒輪,將此加工後的齒輪經熱處理之後,進行該熱處理產生的變形等除去用精加工(齒輪研磨加工)。自以往,為了使熱處理後的齒輪齒面有效地進行精加工,提供WA系砂輪或超級磨料(鑽石、CBN等)砂輪等工具進行各種的齒輪研磨方法。並且,使用於該等的工具形狀同樣因應研磨的齒輪形狀而有外齒輪形、內齒輪形、螺旋(蝸輪)形等。
另一方面,齒輪之中,內齒輪被廣用在汽車用傳動等,近年來,以謀求該傳動的低震動化及低噪音化為目的,獲得其加工精度的提升。
因此,熱處理後內齒輪的研磨方法之一是提供藉著使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,以上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪的齒面研磨加工的內齒輪之加工方法。該內齒輪加工方法是藉著上述內齒輪與上述桶形螺旋狀砂輪的咬合轉動和軸交叉角,在上述內齒輪與上述桶形螺旋狀砂輪之間產生滑移速度(研磨速度),可以上述桶形螺旋狀砂輪研磨上述內齒輪的齒面。
[專利文獻1]日本特許第3986320號公報
以圓筒型的螺旋狀砂輪進行外齒輪齒面的研磨加工時,即使螺旋狀砂輪和工件(外齒輪)的相對位置變化,也不會使工件的齒形形狀變化(但是齒厚會變化)。另一方面,如上述專利文獻1所記載,使用成形砂輪(砂輪)進行外齒輪成形研磨的場合,砂輪與工件(外齒輪)的相對位置變化時,會使得工件的齒形形狀變化。亦即,在工件產生齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)。因此,上述專利文獻1中,提出修正該等齒形形狀誤差進行高精度外齒輪的齒形研磨加工的方法。
藉螺旋狀砂輪滾齒研磨內齒輪的場合為了防止螺旋狀砂輪與內齒輪的干涉,以使得螺旋狀砂輪的形狀隨著從其軸方向兩端部朝中間部逐漸增大其直徑所形成的桶形為佳,本案發明人等實施以該桶形螺旋狀砂輪進行內齒輪之齒形研磨加工的模擬(數值計算)或實驗的結果,獲得以桶形螺旋狀砂輪研磨內齒輪的場合和以圓筒形螺旋狀砂輪研磨外齒輪的場合不同,桶形螺旋狀砂輪和工件(內齒輪)的相對位置變化時,會使得工件(內齒輪)的齒形形狀變化,即在工件(內齒輪)產生齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)等新的知識。
因此本發明有鑒於上述的情況,以提供一種使用桶形螺旋狀砂輪實施內齒輪的齒形研磨加工時修正桶形螺旋狀砂輪和工件(內齒輪)的相對位置,減小工件的齒形形狀誤差以實現高精度齒形研磨加工的內齒輪加工方法及內齒輪加工機為課題。
如上述,本案的發明人等實施以桶形螺旋狀砂輪進行內齒輪之齒形研磨加工的模擬或實驗,獲得桶形螺旋狀砂輪和內齒輪的相對位置變化的場合會在內齒輪產生齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)等新的.知識。並進一步藉模擬,本案發明人等使得各齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)與軸修正項目的關係更為明確(參閱第7圖)。本發明的內齒輪加工方法及內齒輪加工機是根據已上新的知識所研創而成,具有以下的特徵。
亦即,解決上述課題的第1發明的內齒輪加工方法,係藉著使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,並藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪的齒面研磨加工的內齒輪之加工方法,其特徵為:測量後的上述內齒輪的齒面的壓力角誤差是藉著徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正而減少;
測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差是藉著螺旋運動的修正而減少;及測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚誤差是藉著徑向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正而減少。
並且,第2發明的內齒輪加工方法,係藉著使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,並藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪的齒面研磨加工的內齒輪之加工方法,其特徵為:首先,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差之螺旋運動的修正量,其次,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的非對稱的壓力角誤差的砂輪橫向位置的修正量,接著,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的對稱的壓力角誤差與測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚誤差的徑向位置的修正量與砂輪旋轉角的修正量,根據該等的各修正量,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動。
並且,第3發明的內齒輪加工方法,其特徵為:在第1發明的內齒輪加工方法中,預先解析:上述壓力角誤差受到徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響;上述齒痕誤差受到上述螺旋運動誤差的影響;及上述齒厚誤差受到徑向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差,根據該解析結果分別設定減少上述壓力角誤差、上述齒痕誤差及上述齒厚誤差的徑向位置
、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角的各修正量,根據該等的各修正量修正徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角。
又,第4發明的內齒輪加工方法,其特徵為:在第1~第3任一發明的內齒輪加工方法中,上述內齒輪為正齒輪的場合,上述螺旋運動的修正量為0。
另外,第5發明的內齒輪加工機,係使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪齒面的研磨加工,其特徵為:具備齒形形狀誤差修正手段,係藉著徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的壓力角誤差;藉著螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的齒痕誤差;及藉著徑向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的齒厚誤差。
此外,第6發明的內齒輪加工機,係使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪齒面的研磨加工,其特徵為:具備齒形形狀誤差修正手段,該齒形形狀誤差修正手段,首先,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差的螺旋運動的修正量,其次,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的非對稱的壓力角誤差的砂輪橫向位置的修正量,接著,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的對稱的壓力角誤差與測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚
誤差的徑向位置的修正量與砂輪旋轉角的修正量,根據該等的各修正量,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動。
又,第7發明的內齒輪加工機,其特徵為:在第5發明的內齒輪加工機中,上述齒形形狀誤差修正手段,預先解析:上述壓力角誤差受到徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響;上述齒痕誤差受到上述螺旋運動誤差的影響;及上述齒厚誤差受到徑向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響,根據該解析結果分別設定減少上述壓力角誤差、上述齒痕誤差及上述齒厚誤差的徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角的各修正量,並根據該等的各修正量修正徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角。
另外,第8發明的內齒輪加工方法,其特徵為:在第5~第7任一發明的內齒輪加工機中,上述內齒輪為正齒輪的場合,上述齒形形狀誤差修正手段是設定上述螺旋運動的修正量為0。
根據第1或第5發明的內齒輪加工方法或內齒輪加工機,上述內齒輪齒面的壓力角誤差可藉著徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正而減少,上述內齒輪齒面的齒痕誤差可藉著螺旋運動的修正而減少,上述內齒輪齒面的齒厚誤差可藉著徑向位置、砂輪旋轉角及螺旋
運動的修正而減少,因此以桶形螺旋狀砂輪進行內齒輪的齒形研磨加工中,即使產生齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差),藉著適合各齒形形狀誤差的軸修正項目(徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差、螺旋運動誤差)的修正,可確實修正(減少)各齒形形狀誤差。
根據第2或第6發明的內齒輪加工方法或內齒輪加工機,首先,設定減少上述齒痕誤差的螺旋運動的修正量,其次,設定減少非對稱上述壓力角誤差的砂輪橫向位置的修正量,接著,設定減少對稱上述壓力角誤差與上述齒厚誤差的徑向位置的修正量與砂輪旋轉角的修正量,為了根據該等的各修正量,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動,可依序適當設定對應各齒形形狀誤差(非對稱上述壓力角誤差、對稱上述壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)的各修正量(徑向位置誤差的修正量、砂輪橫向位置誤差的修正量、砂輪旋轉角誤差的修正量、螺旋運動誤差的修正量)後予以修正。
根據第3或第7發明的內齒輪加工方法或內齒輪加工機,預先解析:上述壓力角誤差受到徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響;上述齒痕誤差受到上述螺旋運動誤差的影響;及上述齒厚誤差受到徑向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差,根據該解析結果分別設定徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角的各修正量以減少上述壓力角誤差、上述齒痕誤差及上述齒厚誤差,根據該等各修正量修正徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角,因此考慮
內齒輪的壓力角誤差、齒痕誤差及齒厚誤差的彼此影響度求得徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動(徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差)的各修正量,可早期進行高精度內齒輪之齒形形狀誤差的修正,提升作業性。
根據第4或第8發明的內齒輪加工方法或內齒輪加工機,上述內齒輪為正齒輪的場合,上述螺旋運動的修正量為0,因此內齒輪適合正齒輪的場合。
以下,根據圖式詳細說明本發明的實施的形態例。
第1圖中,Xw軸、Yw軸、Zw軸是以工件W為基準(固定在工件W)的直角座標系(基準座標系)的基準軸,Xm軸、Ym軸、Zm軸為內齒輪研磨機(內齒輪加工機)1的移動軸。Xw軸與Xm軸為同一方向的水平移動軸,Zw軸與Zm軸為同一方向的鉛直軸。另一方面,圖示例的場合,相對於Yw軸為水平的移動軸,雖詳細如後述,但是Ym軸不僅限於和Yw軸相同方向的水平狀態,也可以是旋轉且傾斜狀態的移動軸。此外,不僅限於此,本發明也可運用在Ym為非傾斜而經常與Yw軸成相同方向的水平移動軸的場合。
如第1圖表示,在內齒輪研磨機10的機台11上支撐著柱12可在Xm軸(Xw軸)方向移動。Xm軸(Xw軸)方向是使砂輪轉軸B1移動以調整砂輪轉軸B1與工件轉軸C1之間的距離的方向。柱12支撐有可在Zm軸(Zw軸)方向升降的滑動座架13,該滑動座架13支撐有和Xm軸(Xw軸)平行並可在水平砂輪旋轉角A周圍旋轉的旋轉頭14。旋轉頭14上支撐有可在與砂輪轉軸B1正交的Ym軸方向移動的砂輪頭16。在旋轉頭14不旋轉時(砂輪轉軸B1沿著Zm軸方向時),Ym軸的方向是與基準軸的Yw軸方向一致,另一方面藉著旋轉頭14的旋轉使砂輪轉軸B1在砂輪旋轉軸A周圍旋轉,使得砂輪轉軸B1對Zm軸(Zw軸)方向成傾斜時,Ym軸方向相對於基準軸的Yw軸方向成傾斜。
在砂輪頭16未圖示的砂輪主軸及安裝在該砂輪主軸的砂輪心軸16a被支撐可在砂輪轉軸B1周圍轉動,砂輪心軸16a的前端部安裝有可拆卸的螺旋狀砂輪17。
如上述之軸構成的內齒輪研磨機1中,藉著柱12的移動,使得螺旋狀砂輪17和該柱12及滑動座架13、旋轉頭14、砂輪頭16(砂輪心軸16a)一起如箭頭a表示,在Xm軸(Xw軸)方向移動。並且,藉著滑動座架13的移動,使得螺旋狀砂輪17和該滑動座架13及旋轉頭14、砂輪頭16(砂輪心軸16a)一起如箭頭b表示,在Zm軸(Zw軸)方向(內齒輪研磨機1的上下方向)移動。並使得旋轉頭14旋轉,可以使螺旋狀砂輪17和該旋轉頭14及砂輪頭16(砂輪心軸16a)一起如箭頭c表示,在砂輪旋轉頭A周圍旋轉。再者,此時Ym軸方向(砂輪頭16的移動方向)也和旋轉頭14一起在砂輪旋轉軸A周圍旋轉。藉著使砂輪頭16的移動,螺旋狀砂輪17和此砂輪頭16(砂輪心軸16a)一起如箭頭d表示,在Ym軸方向移動。並藉著砂輪頭16內的砂輪主軸的轉動,螺旋狀砂輪17和此砂輪主軸及砂輪心軸16a一起如箭頭e表示,在砂輪轉軸B1周圍轉動。
又,機台11上的柱12的正面,設有可在鉛直的工件轉軸C1周圍轉動的轉台18。轉台18的上面設有圓筒形的安裝架19,在該安裝架19的上端內周圍面安裝可拆裝之內齒輪工件W。因此,使轉台18轉動時,工件W和該轉台18一起如箭頭i表示,在工件轉軸C1周圍轉動。
另外,機台11上的轉台18的側方設有修整裝置21。修整裝置21裝設有可裝卸之螺旋狀砂輪17修整用的圓盤形的圓盤修整工具22。修整裝置21具有設置在機台11上的基底部23,及設置在該基底部23上部的旋轉部24。旋轉部24被支撐於可在基端部之鉛直修整工具進退軸C2周圍(如箭頭f表示)分度旋轉用的基底部23。旋轉部24的前端部設有修整工具轉動驅動用馬達25,可在通過圓盤形修整工具22的刀尖(刀面)間之水平修整工具旋轉軸B2周圍(如箭頭g表示)旋轉。裝設有圓盤形修整工具22的修整工具轉動驅動用馬達25的輸出軸是形成可在正交於修整工具旋轉軸B2之修整工具轉軸B3周圍(如箭頭h表示)轉動。
根據如以上構成的內齒輪研磨機1進行工件W的齒形研磨加工時,首先,將工件W安裝於安裝架19。接著,藉著柱12、滑動座架13、旋轉頭14、砂輪頭16的移動及旋轉,使得螺旋狀砂輪17在砂輪旋轉軸A周圍旋轉,設置成預定的旋轉角度以形成對應工件W的扭轉角的軸交叉角Σ,在Xm軸(Xw軸)方向、Ym軸(Yw軸)方向、Zm軸(Zw軸)方向的預定位置移動而配置在工件W的內側。並且更使得螺旋狀砂輪17在Xm軸(Xw軸)方向移動而咬合於工件W。該螺旋狀砂輪17與工件W咬合時的狀態是如第2圖。
如第3圖表示,螺旋狀砂輪17隨著由其軸方向中間部朝著軸方向兩端部,形成其直徑逐漸變小的桶形。將以上螺旋狀砂輪17形成桶形,如第2圖即使相對於工件W使得螺旋狀砂輪17以軸交叉角Σ傾斜,螺旋狀砂輪17也不會干涉工件W,可以使螺旋狀砂輪17的緣咬合於工件W的齒。對螺旋狀砂輪17賦予和具有預定的工件數據的工件W適當咬合之預定的砂輪數據。軸交叉角Σ為工件轉軸C1和砂輪轉軸B1所成的角度,可從工件W的扭轉角和螺旋狀砂輪17的扭轉角求得。
如第2圖表示在螺旋狀砂輪17與工件W咬合之後,使砂輪轉軸B1(螺旋狀砂輪17)和工件轉軸C1(工件W)同步轉動。接著,使螺旋狀砂輪17一邊朝著切入工件W的方向(Xm軸方向)移動到預定的位置為止,一邊在Zm軸(Zw軸)方向擺動(升降)。藉此,將螺旋狀砂輪17切入工件W,藉著螺旋狀砂輪17的邊緣面研磨工件W的齒面。
再者,該研磨加工時的螺旋狀砂輪17與工件W的咬合位置是形成如第4圖表示接觸(咬合)線17a。亦即,藉螺旋狀砂輪17進行工件W的研磨加工中,螺旋狀砂輪17的複數個邊緣面可同時研磨工件W的複數個齒面。又,該研磨加工時,由於螺旋狀砂輪17是相對於工件轉軸C1在以軸交叉角Σ交叉的砂輪轉軸B1周圍轉動,如第2圖表示在螺旋狀砂輪17與工件W之間會產生滑移速度(研磨速度)V。該滑移速度V為螺旋狀砂輪17的邊緣面與工件W的齒面咬合位置之螺旋狀砂輪17的旋轉角速度ω2和工件W的旋轉角速度ω1的相對位置。藉著如上述滑移速度V的產生,可以螺旋狀砂輪17的邊緣面確實研磨工件W的齒面。
將螺旋狀砂輪17的研磨加工實施在預定數量的工件W時,會使螺旋狀砂輪17的邊緣面磨損而降低切削力,雖省略詳細說明,但是定期地使用修整裝置21來修整螺旋狀砂輪17,可恢復螺旋狀砂輪17的切削力。
並且,本實施的形態中,以內齒輪研磨機1進行如上述工件W的齒形研磨加工時,如第5圖表示,操作部(個人電腦)32計算構成輸入後之螺旋狀砂輪17或工件W的資訊困難的加工目標值,根據此加工目標值NC(數值控制)裝置31進行內齒輪研磨機1的各部(各軸)的驅動控制。
此外,齒形研磨加工結束後,工件W的齒形形狀誤差(壓力角誤差、齒痕誤差、齒厚誤差)產生的場合,將減少齒形形狀誤差所需的資訊輸入到作為齒形形狀誤差修正手段也具功能的NC裝置31,可藉此在接下的研磨加工中進行各軸的配置(定位)、移動的修正進行用的加工。
亦即,齒形研磨加工結束後,藉著齒形形狀測量手段,測量研磨加工後工件W的齒面左右的壓力角、齒痕及齒厚,從該等測量值算出壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth。並且,指示減少該等壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth的NC裝置31是相對於螺旋狀砂輪17的位置誤差,算出砂輪徑向(Xw軸方向)位置誤差ΔX、砂輪橫向(Yw軸方向)位置誤差ΔY及砂輪旋轉角(A軸)誤差ΔΣ,並算出螺旋運動誤差ΔP,決定相對於該等誤差ΔX、ΔY、ΔΣ、ΔP之內齒輪研磨機1的螺旋狀砂輪17的Xm軸方向、Ym軸方向及Zm軸方向的移動(位置)、砂輪旋轉軸A周圍的旋轉角(軸交叉角Σ)及工件轉軸C1周圍的轉速修正量來進行修正,進行下一個工件W的齒形研磨加工。
徑向位置誤差ΔX為螺旋狀砂輪17的Xm軸(Xw軸)方向(對工件W的切入方向)的位置誤差。砂輪橫向位置誤差ΔY為Yw軸方向之螺旋狀砂輪17的位置誤差。再者,齒形研磨加工時砂輪旋轉軸B1是以軸交叉角Σ相對於工件轉軸C1傾斜,與此同樣Ym也是相對於基準軸的Yw軸成傾斜。因此,在修正砂輪橫向位置誤差ΔY時,有將此砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量,對應相對於Yw軸之Ym軸的傾斜角(相當於軸交叉角Σ),換算成Ym軸方向位置的修正量,並根據此修正量修正Ym軸方向位置的必要。並且,進行如上述Ym軸方向的位置修正的場合,由於Zm軸(Zw軸)方向的位置也發生變化,因此會產生螺旋狀砂輪17的Zm軸(Zw軸)方向的加工開始位置等的螺旋狀砂輪17與工件W接觸位置的偏移。因此,在進行Ym軸方向的位置修正的場合,期待可一起進行Zm軸(Zw軸)方向的位置修正但不產生上述接觸位置的偏移。因此,本實施形態例的內齒輪研磨機1也進行該Zm(Zw軸)方向的位置修正。並且,有關Xm軸方向的位置誤差(修正量)是與Xw軸方向的位置誤差(修正量)相同,有關Zm軸方向位置的修正量也是和Zw軸方向位置的修正量相同。
砂輪旋轉角誤差ΔΣ為螺旋狀砂輪17的砂輪旋轉軸A周圍的旋轉角誤差,即軸交叉角Σ的誤差。螺旋運動誤差ΔP為螺旋狀砂輪17的Zm軸(Zw軸)方向的擺動(升降)運動,及工件W的工件轉軸C1周圍的轉動運動的同步誤差,修正相對於螺旋狀砂輪17的砂輪轉軸B1周圍的轉動運動和Zm軸方向的擺動(升降)運動的工件W之工件轉軸C1周圍的轉動運動。
工件W的齒形形狀測定,例如是在每進行預定數量的內齒輪加工或以新的螺旋狀砂輪17更換後緊接著進行加工時等。作為齒形形狀測定手段可以是裝備於內齒輪研磨機1的齒輪精度測量裝置,也可以是設置在內齒輪研磨機1外部的一般性齒輪精度測定專用的齒輪測定機(即外部測定機)。使用外部測定機的場合,將齒輪研磨加工後的工件W從內齒輪研磨機1卸下設置於外部測定機,藉此進行該工件W的齒形形狀測定。
第6圖是例示藉著裝備於內齒輪研磨機1之齒輪精度測量裝置40(參閱第5圖)的測定件41進行齒形研磨加工後之工件W的齒形測定的樣子。如第6圖表示,測定件41沿著加工目標值使測定件41及工件W移動,藉著測定件41的前端部與工件W表面(齒面)的接觸感覺,可測定工件W之齒面的左右的壓力角、齒痕及齒厚。並且,從該等測定值算出壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth。此時,壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
是以Xw軸-Yw軸座標上的最大100點的點列來表示,齒痕誤差ΔL是以Zw軸-Yw軸座標上的最大100點的點列來表示。並且,測定件41的測定結果是透過NC裝置31輸出至操作部32。此外,以NC裝置31從齒厚th算出齒厚誤差△th。
在此,針對於NC裝置31的徑向位置誤差△X、砂輪橫向位置誤差△Y、砂輪旋轉角誤差△Σ及螺旋運動誤差△P之內齒輪研磨機1各軸的各修正量△Xm、△Ym、△Σm、△Pm及Zm軸方向位置的修正量△Zm的運算方法說明。
如第5圖表示,齒輪精度測量裝置40是將由測定件41所測定之工件W齒面的左右壓力角及齒痕所算出的壓力角誤差△faL
、△faR
及齒痕誤差△L與測定件41所測定的齒厚th輸出至NC裝置31的修正量運算部33。再者,使用外部測定機的場合,將此外部測定機測定之工件W左右的壓力角誤差△faL
、△faR
、齒痕誤差△L及齒厚誤差△th直接或透過操作部32輸入到NC裝置31。
修正量運算部33,具有:齒厚誤差運算部34;工件轉軸運動(螺旋運動)修正部35;及砂輪位置修正部36。齒厚誤差運算部34是從目標齒厚與測定齒厚th算出齒厚誤差△th。工件轉軸運動修正部35是根據壓力角誤差△faL
、△faR
、齒痕誤差△L及齒厚誤差△th,設定螺旋運動誤差(工件轉軸運動誤差)△P的修正量△Pm。砂輪位置修正部36是根據壓力角誤差△faL
、△faR
及齒厚誤差△th,設定徑向位置誤差△X的修正量△Xm、砂輪橫向位置誤差△Y的修正量△Ym及砂輪旋轉角誤差△Σ的修正量△Σm。並且,砂輪位置修正部36也設定Zm軸方向位置的修正量△Zm。
此時,工件轉軸運動修正部35及砂輪位置修正部36預先解析徑向位置誤差△X、砂輪橫向位置誤差△Y、砂輪旋轉角誤差△Σ及螺旋運動誤差△P對壓力角誤差△faL
、△faR
、齒痕誤差△L及齒厚誤差△th造成的影響。此一解析是計算微分係數(影響係數),並考慮工件W(內齒輪)的工件數據加以實施。並藉著齒形形狀測量手段(齒輪精度測量裝置40)進行工件W的齒形形狀誤差(壓力角誤差△faL
、△faR
、齒痕誤差△L及齒厚誤差△th)的測量。
此外,根據該齒形形狀誤差的測量結果與上述的解析結果(微分係數(影響係數)),首先,算出有關工件基準的座標軸的修正量,即徑向位置誤差△X的修正量△Xw、砂輪橫向位置誤差△Y的修正量△Yw、砂輪旋轉角誤差△Σ的修正量△Σw及螺旋運動誤差△P的修正量△Pw以減少(形成最小的)壓力角誤差△faL
、△faR
、齒痕誤差△L及齒厚誤差△th。△Xw為Xw軸方向位置的修正量,△Yw為Yw軸方向位置的修正量。
接著,根據該算出後之工件基準的座標軸有關的修正量△Xw、△Yw、△Σw、△Pw,設定內齒輪研磨機1各軸相關的修正量△Xm、△Ym、△Σm、△Pm。此時,將修正量△Xm、△Σm、△Pm設定與修正量△Xw、△Yw、△Σw、△Pw同值。另一方面,修正量△Ym是設定根據對Yw軸之Ym軸的傾斜角將修正量△Yw換算成修正量△Ym,以使得修正量△Ym之Yw軸方向的成分與修正量△Yw相同。並隨著此修正量△Ym的設定,也設定Zm軸方向位置的修正量△Zm以防止加工開始位置等的螺旋狀砂輪17與工件W接觸位置的偏移。
再者,圖示例的工件W(內齒輪)雖是斜齒輪的場合,但是工件W(內齒輪)為正齒輪的場合,只要設定螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw(ΔPm)為0(無)即可。
從壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth算出徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw、砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw、砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw及螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw的方法是如下述。
本案的發明人等,首先,進行藉桶形螺旋狀砂輪17的齒形研磨加工的模擬(數值計算)來調查使用桶形螺旋狀砂輪17進行工件W(內齒輪)的齒形研磨加工時的徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP對壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth造成的影響。從該模擬的結果可得知,以桶形螺旋狀砂輪17研磨工件W(內齒輪)的場合和以圓筒形螺旋狀砂輪研磨外齒輪的場合不同,桶形螺旋狀砂輪17和工件W(內齒輪)的相對位置一旦變化時,會使得工件W(內齒輪)的齒形形狀變化而在工件W(內齒輪)產生齒形形狀誤差(壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth)。
並且,另外上述模擬的結果,如第7圖的表所示,可得知壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
會受到徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP全項目的影響,齒痕誤差ΔL僅受到螺旋運動誤差ΔP的1項目的影響,齒厚誤差Δth則是受到徑向位置誤差ΔX、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP的3項目的影響。
另外,上述模擬的結果,可得知砂輪橫向位置誤差ΔY對壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
造成的影響是以非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
表示,而徑向位置誤差ΔX及砂輪旋轉角誤差ΔΣ對壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
造成的影響則是以對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
表示。並且,非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
是如第8(a)圖表示,工件W的齒的左右齒面Wa、Wb的壓力角相對於實線表示設計上(目標)的壓力角為所測定的壓力角以點線表示狀態的場合,即意味著對齒隙的中心線j產生左右非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
的場合。並且,對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
是如第8(b)圖表示,工件W的齒的左右齒面Wa、Wb的壓力角相對於實線表示設計上(目標)的壓力角為所測定的壓力角以點線表示狀態的場合,即意味著對齒隙的中心線j產生左右對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
的場合。
接著,進行齒輪誤差傳播解析,藉此解析內齒輪研磨機1的各誤差(徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP)作為工件W(內齒輪)的齒形形狀誤差(壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth)時以何種方式傳播。其結果,如下述可獲得對各誤差量的齒形誤差傳播式(1)~(4)。再者,工件W(內齒輪)為正齒輪的場合,螺旋運動誤差ΔP形成為0(無)。
從以上的解析結果,修正(減少)齒形形狀誤差(壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒厚誤差Δth及齒痕誤差ΔL)用的各誤差(徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP)的修正量ΔXw、ΔYw、ΔΣw、ΔPw是以下述(1)~(3)的順序進行。
(1)首先,求得對螺旋運動齒輪ΔP的修正量ΔPw作為修正(減少)齒痕誤差ΔL用的修正量。在此,所求得螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw也可以使用作為修正(減少)壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
用的修正量或修正(減少)齒厚誤差Δth的修正量。
(2)其次,求得對砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw作為修正(減少)非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
用的修正量。
(3)接著,求得對徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw與對砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw作為修正(減少)對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
與齒厚誤差Δth用的修正量。
在此,針對各修正量ΔXw、ΔYw、ΔΣw、ΔPw詳述如下。從上述的解析結果,在修正(減少)齒痕誤差ΔL時僅使用螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw,首先將所測定的齒痕誤差ΔL以2分法算出螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw。
接著,考慮該旋轉運動誤差ΔP的修正量ΔPw,使用滑降單純形法等的解逆問題的最佳化算法來算出如修正(減少)壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
及齒厚誤差Δth的徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw;砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw;及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw。再者,所謂習知的逆問題為從結果推定原因的問題。在此,使用解該逆問題的最佳化算法,可藉此從結果的齒形形狀誤差推定構成原因的各軸的誤差(修正量)。
解逆問題的最佳化算法(滑降單純形法等)中,關於非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
是以左齒面的壓力角誤差ΔfaL
的平方值,及右齒面的壓力角誤差ΔfaR
平方值的加成值作為評價函數,算出該評價函數成最小的砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw。又,解逆問題的最佳化算法(滑降單純形法等)中,關於對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
及齒厚誤差Δth是以左齒面的壓力角誤差ΔfaL
的平方值,及右齒面的壓力角誤差ΔfaR
的平方值和齒厚誤差Δth平方值的加成值作為評價函數,算出該評價函數成最小的徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw。亦即,算出可同時修正(減少)非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
及齒厚誤差Δth的徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw。
例如,工件W(內齒輪)為斜齒輪的場合,首先,修正(減少)齒痕誤差ΔL時,必須算出螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw。以齒形誤差傳播解析,齒痕誤差ΔL是表示在Zw-Yw座標上,如第6圖表示算出齒寬方向各端部的齒形曲線(第6圖中以一點虛線表示),算出各齒形曲線在節圓附近有多少誤差而獲得齒痕線圖,算出齒痕誤差ΔL。在此,使用上述的(2)式算出產生螺旋運動誤差ΔP時該齒痕線圖是如何變化。
以齒形誤差傳播解析,漸開線齒形的點列(X0
、Y0
)是形成如第9(a)圖表示,徑向位置誤差ΔX=0、砂輪橫向位置誤差ΔY=0時是形成如加工目標值的齒形圖。因此,將適當的數值輸入(2)式的螺旋運動誤差ΔP,算出在齒寬方向的各端部分別表示於第9(a)圖的漸開線齒形的點列(X0
’、Y0
’)。此時,
ΔX=X0
’-X0
ΔY=Y0
’-Y0
,從ΔX、ΔY算出齒寬方向的上端與下端的齒痕誤差ΔLT
’、ΔLB
’,該等ΔLT
’、ΔLB
’的總計為節圓附近的齒痕誤差ΔL’,形成第9(b)圖表示的齒形圖。
從以上所算出齒痕誤差ΔL’使用二分法算出螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw。即,該齒痕誤差ΔL’和測定後的齒痕誤差ΔL的差為0時,可正確地推定實際的螺旋運動誤差ΔP,實際可算出形成最小的螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw。
如上述一旦設定螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw時,接著,從左右齒面的壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
及齒厚誤差Δth算出砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw與徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw,但是,此時必須考慮螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPw導致對壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
及齒厚誤差Δth的影響。亦即,預先使用上述(2)式從螺旋運動誤差ΔP算出ΔX0
、ΔY0
。
以齒形誤差傳播解析,漸開線齒形的點列(X0
、Y0
)是形成如第9(a)圖表示,徑向位置誤差(Xw軸方向位置的誤差)ΔX=0、砂輪橫向位置誤差ΔY=0時是形成如加工目標值的齒形圖,為壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
。在此,使用上述的(4)式算出砂輪橫向位置誤差ΔY產生時該齒形圖是如何變化。即,將適當的數值輸入該(4)式的ΔY,算出表示於第9(a)圖的漸開線齒形的點列(X0
’、Y0
’)。此時,
X0
’=X0
+ΔX
Y0
’=Y0
+ΔY
,但是對ΔX0
’、ΔY0
’加成從螺旋運動誤差ΔP以(2)式算出的ΔX0
、ΔY0
。如此一來,從所算出的數據(X0
’、Y0
’)獲得第9(c)圖表示的齒形圖,可算出壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
。
從上述所算出的壓力角誤差ΔfaL
’、ΔfaR
’使用解逆問題的最佳化算法(滑降單純形法等),算出砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw。此時的評價函數是藉下式所賦予。
f=(ΔfaL
’-ΔfaL
)2
+(ΔfaR
’-ΔfaR
)
使用該數式對推定後的砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw,評估函數f形成f=0(或是最小)時,可正確地推定實際的砂輪橫向位置誤差ΔY,實際可算出評價函數f形成最小的砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYw。
並且,同樣地使用上述(1)式將適當數值輸入至徑向位置誤差ΔX,獲得漸開線齒形的點列(X0
’+Y0
’),從所獲得的數據(X0
’+Y0
’)獲得齒形圖,可獲得壓力角誤差ΔfaL
’、ΔfaR
’。
另外,同樣地使用上述(3)式將適當數值輸入至砂輪旋轉角誤差ΔΣ,獲得漸開線齒形的點列(X0
’+Y0
’),從所獲得的數據(X0
’+Y0
’)獲得齒形圖,可獲得齒厚誤差Δth’。
從以上所獲得的壓力角誤差ΔfaL
’、ΔfaR
’及齒厚誤差Δth’,使用解逆問題的最佳化算法(滑降單純形法等),算出徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXw及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣw。此時的評價函數f是藉下式所賦予。
f=(ΔfaL
’-ΔfaL
)2
+(ΔfaR
’-ΔfaR
)+(Δth’-Δth)2
使用該數式對推定後的徑向位置誤差ΔX及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔXw、ΔΣw,評估函數f形成f=0(或是最小)時,可正確地推定實際的徑向位置誤差ΔX、砂輪旋轉角誤差ΔΣ,實際可算出評價函數f形成最小的徑向位置誤差ΔX及砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔXw、ΔΣw。
此外,根據上述獲得的修正量ΔXw、ΔYw、ΔΣw、ΔPw,設定與內齒輪研磨機1各軸相關的修正量ΔXm、ΔYm、ΔΣm、ΔPm。此時,修正量ΔXm、ΔΣm、ΔPm是設定與修正量ΔXw、ΔYw、ΔΣw、ΔPw同值的一方,修正量ΔYm是根據Ym軸對Yw軸的傾斜角將修正量ΔYw換算成ΔYm加以設定。並且隨著該修正量ΔYm的設定,也設定Zm軸方向位置的修正量ΔZm以使得加工開始位置等的螺旋狀砂輪17和工件W接觸位置不會產生偏移。再者,工件W(內齒輪)為正齒輪的場合,只要設定使螺旋運動誤差ΔP的修正量(ΔPm)為0(無)即可。
上述的運算是以第5圖表示的NC裝置31進行。NC裝置31的顯示部37顯示有左齒面的壓力角誤差ΔfaL
、右齒面的壓力角誤差ΔfaR
、齒痕誤差ΔL、齒厚誤差Δth以作為工件W的測定數據。又,藉著操作部32的操作,以NC裝置運算徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXm、砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYm、砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣm、旋轉運動誤差ΔP的修正量ΔPw及Zm軸方向位置的修正量ΔZm,顯示於顯示部37。因此,NC裝置31是根據該等各修正量ΔXm、ΔYm、ΔZm、ΔΣm、ΔPm,藉著螺旋狀砂輪17的Xm軸方向的位置(切入量)、Y軸方向的位置、Z軸方向的位置及砂輪旋轉軸A周圍的旋轉角(軸交叉角Σ)與工件W的工件轉軸C1周圍轉速的修正,例如可將工件W的齒形研磨加工成如第10(b)圖表示接近加工目標值的齒形形狀。
如上述,根據本實施形態例的內齒輪研磨機1,測量後的工件W(內齒輪)的齒面的壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
是藉著徑向位置與砂輪橫向位置及砂輪旋轉角與螺旋運動的修正而減少,測量後的工件W的齒面的齒痕誤差Δth是藉著徑向位置與砂輪橫向位置與螺旋運動的修正而減少,因此在桶形螺旋狀砂輪17進行工件W的齒形研磨加工中即使產生齒形形狀誤差(壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL、齒厚誤差Δth),仍可藉著適合各齒形形狀誤差的軸修正項目(徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ、螺旋運動誤差ΔP)的修正,確實地修正(減少)各齒形形狀誤差。
又,根據本實施形態例的內齒輪研磨機1,首先設定減少齒痕誤差ΔL的螺旋運動的修正量ΔPm,其次,設定減少非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
的砂輪橫向位置的修正量ΔYm,接著設定減少對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
與齒厚誤差Δth的徑向位置的修正量ΔXm與砂輪旋轉角的修正量ΔΣm,並根據該等的各修正量ΔXm、ΔYm、ΔΣm、ΔPm,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動,因此可依序適當設定對應各齒形形狀誤差(非對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、對稱壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL、齒厚誤差Δth)的各修正量(徑向位置誤差ΔX的修正量ΔXm、砂輪橫向位置誤差ΔY的修正量ΔYm、砂輪旋轉角誤差ΔΣ的修正量ΔΣm、螺旋運動誤差ΔP的修正量ΔPm),來加以修正。
並且,根據本實施形態例的內齒輪研磨機1,預先解析:壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
受到徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP的影響;齒痕誤差ΔL受到螺旋運動誤差ΔP的影響;及齒厚誤差Δth受到徑向位置誤差ΔX、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP的影響,根據此一解析結果分別設定減少壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth的徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的各修正量ΔXm、ΔYm、ΔΣm、ΔPm,並根據該等的各修正量ΔXm、ΔYm、ΔΣm、ΔPm,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動,因此可考慮工件W(內齒輪)的壓力角誤差ΔfaL
、ΔfaR
、齒痕誤差ΔL及齒厚誤差Δth之彼此間的影響度算出徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動(徑向位置誤差ΔX、砂輪橫向位置誤差ΔY、砂輪旋轉角誤差ΔΣ及螺旋運動誤差ΔP)的各修正量ΔXm、ΔYm、ΔΣm、ΔPm,早期進行高精度的工件W的齒形形狀誤差的修正,可提高作業性。
此外,根據本實施形態例的內齒輪研磨機1,工件W(內齒輪)為正齒輪的場合,藉著使螺旋運動的修正量ΔPm為0,即可適合工件W(內齒輪)為正齒輪的場合。
本發明是關於藉著桶形螺旋狀砂輪進行內齒輪的齒面研磨加工(齒形研磨加工)的內齒輪加工方法及內齒輪加工機,修正內齒輪產生的齒形形狀誤差,可有效實現內齒輪的高精度之齒形研磨加工的場合。
1...內齒輪研磨機(內齒輪加工機)
11...機台
12...柱
13...滑動座架
14...旋轉頭
16...砂輪頭
16a...砂輪心軸
17...螺旋狀砂輪
17a...接觸(咬合)線
18...轉台
19...安裝架
21...修整裝置
22...圓盤修整工具
23...基底部
24...旋轉部
25...修整工具旋轉驅動用馬達
31...NC裝置
32...操作部(個人電腦)
33...修正量運算部
34...誤差運算部
35...螺旋修正部
36...X‧Y‧Z‧A修正部
37...顯示部
40...齒輪精度測量裝置
41...測定件
W...工件(內齒輪)
Wa...左齒面
Wb...右齒面
第1圖是表示本發明實施形態例所涉及內齒輪研磨機的構成的透視圖。
第2圖是表示上述內齒輪研磨機中,以桶形螺旋狀砂輪研磨內齒輪的樣子的透視圖。
第3圖為上述桶形螺旋狀砂輪的縱剖視圖。
第4圖為上述桶形螺旋狀砂輪的透視圖。
第5圖為控制上述內齒輪研磨機的NC控制裝置的方塊圖。
第6圖是表示齒形形狀測定的樣子的圖。
第7圖是表示內齒輪的齒形形狀誤差與軸修正項目的關係表。
第8圖(a)是例示非對稱壓力角誤差的圖,(b)是例示對稱壓力角誤差的圖。
第9圖(a)是說明齒形誤差傳播解析用的漸開線齒形,(b)及(c)是說明齒形誤差傳播解析用的齒形圖。
第10圖(a)是表示修正前的齒形形狀的齒形圖,(b)是表示修正後的齒形形狀的齒形圖。
40...齒輪精度測量裝置
41...測定件
32...操作部(個人電腦)
31...NC裝置
34...誤差運算部
35...螺旋修正部
36...X‧Y‧Z‧A修正部
33...修正量運算部
37...顯示部
Claims (8)
- 一種內齒輪加工方法,係藉著使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,並藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪的齒面研磨加工的內齒輪之加工方法,其特徵為:測量後的上述內齒輪的齒面的壓力角誤差是藉著徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正而減少;測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差是藉著螺旋運動的修正而減少;及測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚誤差是藉著徑向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正而減少。
- 一種內齒輪加工方法,係藉著使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,並藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪的齒面研磨加工的內齒輪之加工方法,其特徵為:首先,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差之螺旋運動的修正量,其次,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的非對稱的壓力角誤差的砂輪橫向位置的修正量,接著,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的對稱的壓力角誤差與測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚誤差的徑向位置的修正量與砂輪旋轉角的修正量,根據該等的各修正量,修正徑向位置、砂輪橫向位 置、砂輪旋轉角及螺旋運動。
- 如申請專利範圍第1項記載的內齒輪加工方法,其中,預先解析:上述壓力角誤差受到徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響;上述齒痕誤差受到上述螺旋運動誤差的影響;及上述齒厚誤差受到徑向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差,根據該解析結果分別設定減少上述壓力角誤差、上述齒痕誤差及上述齒厚誤差的徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角的各修正量,根據該等的各修正量修正徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角。
- 如申請專利範圍第1至3項其中任一項記載的內齒輪加工方法,其中,上述內齒輪為正齒輪的場合,上述螺旋運動的修正量為0。
- 一種內齒輪加工機,係使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪齒面的研磨加工,其特徵為:具備齒形形狀誤差修正手段,係藉著徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的壓力角誤差;藉著螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的齒痕誤差;及藉著徑向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動的修正減少測量後的上述內齒輪齒面的齒厚誤差。
- 一種內齒輪加工機,係使內齒輪與桶形螺旋狀砂輪 在賦予軸交叉角的狀態下彼此咬合並同步轉動,藉上述桶形螺旋狀砂輪進行上述內齒輪齒面的研磨加工,其特徵為:具備齒形形狀誤差修正手段,該齒形形狀誤差修正手段,首先,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的齒痕誤差的螺旋運動的修正量,其次,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的非對稱的壓力角誤差的砂輪橫向位置的修正量,接著,設定減少測量後的上述內齒輪的齒面的對稱的壓力角誤差與測量後的上述內齒輪的齒面的齒厚誤差的徑向位置的修正量與砂輪旋轉角的修正量,根據該等的各修正量,修正徑向位置、砂輪橫向位置、砂輪旋轉角及螺旋運動。
- 如申請專利範圍第5項記載的內齒輪加工機,其中,上述齒形形狀誤差修正手段,預先解析:上述壓力角誤差受到徑向位置誤差、砂輪橫向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響;上述齒痕誤差受到上述螺旋運動誤差的影響;及上述齒厚誤差受到徑向位置誤差、砂輪旋轉角誤差及螺旋運動誤差的影響,根據該解析結果分別設定減少上述壓力角誤差、上述齒痕誤差及上述齒厚誤差的徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角的各修正量,並根據該等的各修正量修正徑向位置、砂輪橫向位置、螺旋運動及砂輪旋轉角。
- 如申請專利範圍第5至7項其中任一項記載的內齒輪加工機,其中,上述內齒輪為正齒輪的場合,上述齒形形狀誤差修正手段是設定上述螺旋運動的修正量為0。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009192770A JP5511263B2 (ja) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | 内歯車加工方法及び内歯車加工機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201130588A TW201130588A (en) | 2011-09-16 |
TWI422448B true TWI422448B (zh) | 2014-01-11 |
Family
ID=43627733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW099127954A TWI422448B (zh) | 2009-08-24 | 2010-08-20 | Internal gear machining method and internal gear processing machine |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9969018B2 (zh) |
EP (1) | EP2471621B1 (zh) |
JP (1) | JP5511263B2 (zh) |
KR (1) | KR101386276B1 (zh) |
CN (1) | CN102481648B (zh) |
BR (1) | BR112012004138A2 (zh) |
TW (1) | TWI422448B (zh) |
WO (1) | WO2011024626A1 (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010023728A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von identischen Zahnrädern mittles abspanender Bearbeitung |
DE102012015846A1 (de) * | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Hartfeinbearbeiten von modifizierten Verzahnungen |
JP5536250B1 (ja) * | 2013-03-22 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | 歯車加工装置 |
CN103331494B (zh) * | 2013-07-10 | 2015-10-28 | 上海第二工业大学 | 一种相交轴变齿厚齿轮齿形误差分析方法 |
CN103433569B (zh) * | 2013-09-04 | 2015-08-19 | 重庆大学 | 凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法 |
JP6140585B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2017-05-31 | 三菱重工工作機械株式会社 | 内歯車加工機械及び内歯車加工方法 |
JP6348049B2 (ja) * | 2014-10-28 | 2018-06-27 | トーヨーエイテック株式会社 | 歯車研削盤の加工精度修正方法 |
DE102016005257A1 (de) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zur Verzahnbearbeitung eines Werkstückes |
JP6367889B2 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-08-01 | 三菱重工工作機械株式会社 | スカイビング加工用カッタ |
DE102017103115A1 (de) * | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Klingelnberg Ag | Verfahren zum Auslegen und Bearbeiten eines Zahnrads sowie entsprechende Bearbeitungsmaschine und Software |
EP3708839A4 (en) * | 2017-11-07 | 2021-07-07 | Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. | PROCESS FOR PROCESSING A SCREW ROTOR AND DEVICE FOR CALCULATING THE SCREW ROTOR FLANK CORRECTION |
JP6977494B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2021-12-08 | 株式会社ジェイテクト | 歯切り工具、歯車加工装置、歯切り工具の再研磨方法及び歯切り工具の設計方法 |
US11826842B2 (en) * | 2018-12-21 | 2023-11-28 | The Gleason Works | Independent pressure angle corrections for power skiving |
CN111708325A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-25 | 重庆机床(集团)有限责任公司 | 一种伺服控制补偿的人字齿切削方法 |
EP4197680A1 (de) * | 2021-12-17 | 2023-06-21 | Klingelnberg AG | Verfahren zum kontinuierlichen wälzschleifen von innenverzahnungen |
CN115401267A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-29 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种非对称齿轮的磨齿方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003236720A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-26 | Hana Oka | 歯車加工方法及び装置 |
JP2006035400A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 歯車研削盤 |
JP2009142939A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 樽形ウォーム状工具 |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1797461A (en) * | 1928-05-04 | 1931-03-24 | Wildhaber Ernest | Method of forming gears |
US1956407A (en) * | 1930-09-03 | 1934-04-24 | Wildhaber Ernest | Method of and means for abrading gears |
US1955082A (en) * | 1931-01-16 | 1934-04-17 | Fellows Gear Shaper Co | Means for finishing gears by lapping, etc. |
US2027621A (en) * | 1931-08-28 | 1936-01-14 | Firm W Ferd Klingelnberg Sohne | Method of and machine for producing hob cutters |
US2228965A (en) * | 1935-11-19 | 1941-01-14 | Feilows Gear Shaper Company | Gear finishing tool |
US2228967A (en) * | 1938-10-29 | 1941-01-14 | Fellows Gear Shaper Co | Method of completing gear finishing tools |
DE1124786B (de) * | 1958-12-16 | 1962-03-01 | Fritz Kleinstueck | Doppelkegeliger, schraubenfoermiger Abwaelzfraeser oder -schleifkoerper zur Herstellung von gerad- und schraegverzahnten, evolventenfoermigen Innenzahnkraenzen |
DE2658829C3 (de) * | 1976-12-24 | 1979-11-22 | Carl Hurth Maschinen- Und Zahnradfabrik, 8000 Muenchen | Verfahren zum Feinbearbeiten, insbesondere Schaben von Zahnrädern |
IT1177538B (it) * | 1983-02-12 | 1987-08-26 | Hurth Masch Zahnrad Carl | Apparecchio e procedimento per la lavorazione di ruote dentate |
JPS60114423A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 噛合装置 |
CH664717A5 (de) * | 1984-11-03 | 1988-03-31 | Maag Zahnraeder & Maschinen Ag | Verfahren und vorrichtung zur herstellung evolventenfoermiger zahnflanken. |
DE3442830A1 (de) * | 1984-11-23 | 1986-06-05 | Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München | Zahnradartiges, abrasives feinbearbeitungswerkzeug, verfahren zum abziehen eines solchen werkzeugs und dafuer bestimmtes abziehwerkzeug |
TW405470U (en) * | 1993-01-22 | 2000-09-11 | Toyota Motor Co Ltd | Apparatus for machining and measuring a gear shape |
NL9300826A (nl) * | 1993-05-13 | 1994-12-01 | Crown Gear Bv | Gereedschap voor het vervaardigen van een kroonwiel dat kan samenwerken met een rondsel met schuine tanden en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk kroonwiel. |
US5289815A (en) * | 1993-06-21 | 1994-03-01 | The Gleason Works | Method of dressing a threaded grinding wheel |
US6146253A (en) * | 1996-04-23 | 2000-11-14 | Mcdonnell Douglas Helicopter Company | Apparatus and method for precision grinding face gear |
US6491568B1 (en) * | 1997-02-21 | 2002-12-10 | Reishauer Ag | Profiling methods and apparatus for generation of modified grinding worms |
EP1064116B1 (en) * | 1998-03-18 | 2004-05-06 | The Gleason Works | Threaded grinding wheel and method of dressing |
US6247376B1 (en) * | 1999-07-13 | 2001-06-19 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Rollable enveloped worm with two curve profile |
US6602115B2 (en) * | 2001-01-03 | 2003-08-05 | The Boeing Company | Tool and method for precision grinding of a conical face gear that meshes with a conical involute pinion |
DE102004057596B4 (de) * | 2004-04-22 | 2009-06-04 | Reishauer Ag | Profilierzahnrad und Verfahren zum Profilieren einer Schleifschnecke |
JP4220944B2 (ja) * | 2004-07-15 | 2009-02-04 | 三菱重工業株式会社 | 歯車研削盤 |
JP2008519699A (ja) * | 2005-02-03 | 2008-06-12 | デイヴィッド・ジェイ・フィッシャー | 研削装置 |
KR101320201B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2013-10-23 | 클린게르베르크 게엠베하 | 완전 피치 에러 보정을 구비한 피칭 방법으로 베벨기어를 기계가공하는 방법 |
JP4865506B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2012-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 歯車の歯合わせ角度検出方法及び装置 |
JP5010389B2 (ja) * | 2007-08-17 | 2012-08-29 | 三菱重工業株式会社 | 樽形ウォーム状工具のドレッシング方法及びドレッシング装置及び内歯車研削盤 |
CN101214563A (zh) * | 2007-12-27 | 2008-07-09 | 上海汽车集团股份有限公司 | 对内斜齿轮的螺旋拉削方法 |
-
2009
- 2009-08-24 JP JP2009192770A patent/JP5511263B2/ja active Active
-
2010
- 2010-08-06 BR BR112012004138A patent/BR112012004138A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-08-06 CN CN201080037684.2A patent/CN102481648B/zh active Active
- 2010-08-06 KR KR1020127004739A patent/KR101386276B1/ko active IP Right Grant
- 2010-08-06 EP EP10811676.5A patent/EP2471621B1/en active Active
- 2010-08-06 WO PCT/JP2010/063351 patent/WO2011024626A1/ja active Application Filing
- 2010-08-06 US US13/389,413 patent/US9969018B2/en active Active
- 2010-08-20 TW TW099127954A patent/TWI422448B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003236720A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-26 | Hana Oka | 歯車加工方法及び装置 |
JP2006035400A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 歯車研削盤 |
JP2009142939A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 樽形ウォーム状工具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120034814A (ko) | 2012-04-12 |
WO2011024626A1 (ja) | 2011-03-03 |
JP5511263B2 (ja) | 2014-06-04 |
EP2471621A4 (en) | 2016-12-14 |
KR101386276B1 (ko) | 2014-04-17 |
CN102481648B (zh) | 2015-01-21 |
US9969018B2 (en) | 2018-05-15 |
EP2471621B1 (en) | 2018-10-24 |
JP2011042016A (ja) | 2011-03-03 |
US20120184183A1 (en) | 2012-07-19 |
CN102481648A (zh) | 2012-05-30 |
EP2471621A1 (en) | 2012-07-04 |
BR112012004138A2 (pt) | 2016-03-22 |
TW201130588A (en) | 2011-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI422448B (zh) | Internal gear machining method and internal gear processing machine | |
KR101320201B1 (ko) | 완전 피치 에러 보정을 구비한 피칭 방법으로 베벨기어를 기계가공하는 방법 | |
KR101721969B1 (ko) | 기어들에서 인벌류트들의 위치 결정을 위한 방법 | |
JP4618837B2 (ja) | グラインディングウォームの加工方法および加工装置 | |
US10239139B2 (en) | Method for machining a set of teeth, tool arrangement, and tooth-cutting machine | |
US11980957B2 (en) | Apparatus for a chamfer machining of a workpiece | |
JP2019206071A5 (zh) | ||
CN102216725A (zh) | 齿轮测量方法 | |
JP5308362B2 (ja) | シェービングカッタ歯形研削盤の歯形管理システム | |
CN111492199B (zh) | 用于测量滚动加工刀具的方法和装置 | |
TW201208797A (en) | Gear grinding machine and gear grinding method | |
JP4664029B2 (ja) | まがりばかさ歯車用の創成方法及び機械 | |
JP5917046B2 (ja) | 工作機械において加工品をフライス加工することにより、平歯車の歯集合体のうちの歯を形成するための制御データを発生する方法および装置 | |
JP3986320B2 (ja) | 歯車加工方法及び装置 | |
JP3634146B2 (ja) | 砥石整形誤差補正方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれらの誤差補正装置 | |
CN105555451A (zh) | 轮廓量规、装备有轮廓量规的测量装置以及测量方法 | |
JP4508782B2 (ja) | シェービングカッタ歯形研削盤の歯形管理システム | |
JP5918052B2 (ja) | 研削状態判別方法及び歯車研削システム | |
US10747191B2 (en) | Method for creating or machining toothings on workpieces by gear shaping with regulation of spindle rotation setpoints | |
JP2002239676A (ja) | かさ状歯車鍛造用金型の製造方法 | |
CA2877208C (en) | Method, system and apparatus for machining gearwheels | |
JP2024018282A (ja) | 歯車加工方法 |