JPH1058230A - 平歯車の精密機械加工方法および装置 - Google Patents

平歯車の精密機械加工方法および装置

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JPH1058230A
JPH1058230A JP9158333A JP15833397A JPH1058230A JP H1058230 A JPH1058230 A JP H1058230A JP 9158333 A JP9158333 A JP 9158333A JP 15833397 A JP15833397 A JP 15833397A JP H1058230 A JPH1058230 A JP H1058230A
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JP
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workpiece
gear
axis
dressing
wheel
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JP9158333A
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Horst Stollberg
シュトールベルク ホルスト
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Reishauer AG
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Reishauer AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1225—Arrangements of abrasive wheel dressing devices on gear-cutting machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯車の合理的な精密機械加工を可能にする方
法および装置を提供することである。 【解決手段】 装置はスピンドル軸Ｃ′に平行にシフト
可能な加工物スピンドル３を有している。加工物スピン
ドル３上に加工物歯車のほかに少なくとも１つのドレッ
シング砥石歯車が装着され、ドレッシング砥石歯車上で
鼓形研削ウォーム１０が周期的にドレッシングされる。
加工物交換装置１２上でホーニング砥石歯車１８が追加
アーム１６上に回転可能に支持され、このホーニング砥
石歯車１８により加工物歯車は研削の後ホーニング仕上
げされる。ホーニング砥石歯車１８は同じドレッシング
砥石歯車または第２のドレッシング砥石歯車上でドレッ
シングされる。この装置は歯車の合理的な精密機械加工
を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平歯車の精密機械加
工方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】平歯車の機械加工方法および装置として
ドイツ特許第３１５０９６１号に記載のものが知られて
いる。加工物スピンドル軸はツールスピンドル軸と軸間
で９０°の角度をなして交差している。研削において鼓
形研削ウォームは加工物歯車の幅全体と同時に係合す
る。研削するときツールおよび加工物の回転が同期して
まず希望の軸間距離まで送りが与えられる。次に、加工
物の同期回転運動に対し正の追加回転運動およびそれに
続いて負の追加回転運動が重ねられる。加工物スピンド
ル上に加工物のほかにドレッシング砥石歯車が装着さ
れ、ドレッシング砥石歯車は形状が加工物と同一である
が硬質材料の粒子で被覆されている。研削ウォームはこ
のドレッシング砥石歯車により周期的にドレッシングさ
れる。上記の方法で研削するとき、軸の角度が大きいの
で研削マークはほぼフランクの方向に走ることから、通
常それに続いて上記の装置上で研削された歯車を別のホ
ーニング盤上で、典型的には内歯を設けたホーニング砥
石でホーニング加工して騒音特性を改善することが行わ
れる。
【０００３】ローラ研削方法がドイツ特許第３７０７６
６４号から既知であり、この方法においては円筒研削ウ
ォームにより研削が行われる。研削するとき研削ウォー
ムは加工物に対し軸方向にシフトされ、同時に接線方向
でかつ僅かに半径方向にシフトされる。これによりクラ
ウン状の研削が達成される。さらに、ツールスピンドル
上に同一ピッチおよび同一直径を有する同軸の研磨ウォ
ームが装着されている。これにより、完全に研削された
加工物はそれに続いて同じクランプ内で研磨される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】歯車の合理的な精密機
械加工を可能にする方法および装置を提供することが本
発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明による平歯車の精密機械加工方法は、機械加
工中に加工物歯車の幅全体にわたり同時に機械加工する
鼓形研削ウォームを用いた連続ローラ研削工程における
加工物スピンドル上に装着された平歯車の精密機械加工
方法であって、研削ウォームが加工物歯車に対し半径方
向に送られ、加工物に同軸に第１のドレッシング砥石歯
車が加工物スピンドル上に装着され、前記第１のドレッ
シング砥石歯車上で研削ウォームが周期的にドレッシン
グまたは粗プロフィル形成される平歯車の精密機械加工
方法において、加工物の研削後、研削ウォームが加工物
との接触係合から引き離され、同じクランプ装置内でホ
ーニング砥石歯車が加工物と接触係合させられること、
および、ホーニング砥石歯車が加工物スピンドル上に同
軸に装着された同じドレッシング砥石歯車または第２の
ドレッシング砥石歯車によりドレッシングされることを
特徴とする。
【０００６】また、本発明による平歯車の精密機械加工
装置は、第１の軸の周りに回転可能に支持された、加工
物を装着して第１の駆動装置と結合するための加工物ス
ピンドルと、第２の軸の周りに回転可能であり第１の軸
に対し半径方向に送りが可能であり、かつ第１の軸に直
角な第３の軸の周りに旋回可能な、研削ウォームを装着
して第１の駆動装置と同期されている第２の駆動装置と
結合するための研削スピンドルとを含む請求項１に記載
の方法を実行するための装置であって、運転中に加工物
のほかに第１のドレッシング砥石歯車が加工物スピンド
ル上に同軸に装着され、加工物スピンドルが、第１の軸
の方向に研削ウォームに対し相対的に、研削ウォームが
加工物または第１のドレッシング砥石歯車と交互に噛み
合う２つの位置にシフト可能である前記装置において、
第１の軸の周りにある角度だけオフセットされて、第１
の軸に対し半径方向に送りが可能にかつ回転可能に支持
された、外歯を有するホーニング砥石歯車が設けられ、
ホーニング砥石歯車は、第１のドレッシング砥石歯車ま
たは加工物スピンドル上に同軸に装着された第２のドレ
ッシング砥石歯車により同様にドレッシング可能である
ことを特徴とする。
【０００７】ホーニング砥石歯車は、ツール切換装置の
アーム上に配置され、ツール切換装置は半径方向に送り
可能なスライド上で第４の軸の周りに旋回可能であるこ
とが好ましい。さらに、アームは第４の軸に垂直な第５
の軸の周りに旋回可能であることが好ましい。
【０００８】また、加工物スピンドル上に少なくとも２
つのドレッシング砥石歯車が装着され、研削ウォームお
よびホーニング砥石歯車を選択的に第１または第２のド
レッシング砥石歯車と接触係合させるとよい。この場
合、両方のドレッシング砥石歯車が各々異なる切削特性
を示すようにすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施形
態により説明する。
【００１０】図１に研削およびホーニング装置が分解図
で示されている。マシンベッド１上に、加工物スピンド
ル３（軸Ｃ′）を備えた加工物スライド２と、心押軸セ
ンター５を備えた心押台４とが水平方向（軸Ｚ′）にシ
フト可能に配置されている。心押台４はスライド２上で
同じ方向（軸Ｗ′）にシフト可能である。ツールスライ
ド６は軸Ｚ′に対し直角方向（軸Ｘ）に、この実施形態
においては垂直方向にシフト可能である。スライド６上
でツールキャリヤ７は軸Ｘに平行な旋回軸８の周りに旋
回可能である（軸Ａ）。研削スピンドル９（軸Ｂ）上に
鼓形研削ウォーム１０が装着されている。
【００１１】加工物交換スライド１１は軸Ｚに対し直角
方向（Ｖ）に、この実施形態においては水平方向にシフ
ト可能である。加工物交換スライド１１は旋回ヘッド１
２を支持し、旋回ヘッド１２は軸Ｖに直角な、すなわち
垂直な旋回軸１３（軸Ｄ）の周りに回転可能である。ヘ
ッド１２から旋回軸１３に対し半径方向に３つのアーム
１４，１５，１６が突出し、これらのアームはそれらの
長手軸（軸Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）の周りに旋回可能であ
る。相互に反対側に位置するアーム１４，１５はそれら
の自由端部にスピンドル３上の加工物を交換するための
グリッパ１７を支持している。中間アーム１６の自由端
部に、ホーニング砥石歯車１８が、アーム１６の旋回軸
に直角な軸（軸Ｆ）の周りに回転可能に支持されてい
る。ホーニング砥石歯車１８のスピンドルはブレーキと
しても使用可能な駆動モータと結合され、これによりホ
ーニング砥石歯車１８に送りを与える前にホーニング砥
石歯車１８を加工物歯車と同期させ、ホーニング仕上げ
をするときにホーニング砥石歯車１８に軸Ｆの周りで両
方向に調節可能なトルクを与えることができる。
【００１２】この装置はＣ′軸に対し半径方向（軸Ｑ）
に送りが可能なスライド２０上にセンサ１９を有してい
る。このセンサ１９により、研削ウォーム１０の半径方
向送りを開始する前に、研削ウォーム１０と同期して回
転する加工物スピンドル３の相対回転角が調節され、こ
れにより研削ウォーム１０のねじが加工物の歯間の中央
またはいずれかのドレッシング砥石歯車の中央にくるよ
うになる。軸Ｃ′，Ｂ，Ｚ′，Ｗ′，Ｘ，Ａ，Ｖ，Ｄ，
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，ＱおよびＦはすべて対応する駆動装
置と結合されかつ図示されていないＮＣ制御により制御
される。
【００１３】図２は平歯車２６を機械加工中の装置の断
面図を示している。加工物２６のほかに、２つのドレッ
シング砥石歯車２７，２８が加工物スピンドル３上に軸
方向にシフト可能に装着されている。これらのドレッシ
ング砥石歯車２７，２８のフランクの幾何形状は研削さ
れるべき歯車２６のフランクの幾何形状に一致してい
る。ドレッシング砥石歯車２７，２８は硬質材料の粒
子、たとえば立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）またはダイ
ヤモンドの粒子で被覆されている。一方のドレッシング
砥石歯車２８は研削ウォームの粗プロフィル形成（粗加
工）に使用され、他方のドレッシング砥石歯車２７は精
密プロフィル形成（仕上げ加工）に使用される。研削ウ
ォームをドレッシングするために、まずスライド２は、
研削ウォーム１０すなわちドレッシング前の研削ウォー
ム（円筒研削ウォーム）がドレッシング砥石歯車２８と
接触係合する位置にシフトされる。研削ウォーム１０す
なわちドレッシング前の研削ウォームがドレッシング砥
石歯車２８により粗プロフィル形成され、この間スライ
ド６はまず目標軸距離まで送られ、次に研削ウォーム１
０とドレッシング砥石歯車２８との間の同期回転運動の
上に、最初は一方方向に、次に反対方向に小さな相対回
転運動が重ねられる。次に、研削ウォーム１０と接触係
合するためのスライド２のＺ′方向位置がドレッシング
砥石歯車２７にシフトされ、研削ウォーム１０の仕上げ
ドレッシングが行われる。この設計により、１つのドレ
ッシング砥石歯車による通常のドレッシングの場合より
も仕上げドレッシング砥石歯車２７の摩耗ははるかに少
なくなる。このようにして、ドレッシング精度は実質的
に向上し、高価なドレッシングツールとくに精密機械加
工のために重要な仕上げドレッシング砥石歯車２７の摩
耗は少なくなる。
【００１４】２つのドレッシング／プロフィル形成砥石
歯車２７，２８は異なる切削特性、たとえば硬質材料の
異なる粒径または異なる材料（たとえばＣＢＮおよびダ
イヤモンド）を有してもよい。
【００１５】ドレッシングに続いて、研削ウォーム１０
と接触係合させるためのスライド２は加工物歯車２６に
シフトされ、加工物歯車２６のフランクがドイツ特許第
３１５０９６１号から既知のように研削される。次に、
スライド６が持ち上げられ、ヘッド１２が９０°回転さ
れ、スライド１１が送られる。ホーニング砥石歯車１８
は内歯を備えた通常のホーニング砥石歯車とは異なり外
歯を有している。ホーニングするとき、ホーニング砥石
歯車１８は、所定の時間、調節可能なトルクにより制動
されながら駆動され、これにより両方のフランクを機械
加工する。代替態様として、両方のフランクに接触可能
なホーニング砥石歯車を使用してもよく、この場合ホー
ニング砥石歯車はホーニング仕上げ中自由に回転可能で
ある。ホーニングは研削と同じクランプおよび同じマシ
ン上で行われるので、合理的な精密機械加工が達成され
る。ホーニング砥石歯車１８もまた同じクランプ内で同
じドレッシング砥石歯車２７，２８によりドレッシング
される。これにより、これらのドレッシング砥石歯車の
合理的な使用が可能となる。
【００１６】上記の実施形態とは異なり、一方のドレッ
シング砥石歯車２７は研削ウォーム１０のドレッシング
専用に使用し、他方のドレッシング砥石歯車２８はホー
ニング砥石歯車１８のドレッシング専用に使用してもよ
い。この変更形態は、ドレッシング砥石歯車２７，２８
の被覆を所定の目的に対し最適となるように設計するこ
とができるという利点を有している。この場合、２つの
砥石歯車は異なる歯の形状、たとえば歯高および／また
は歯厚等を有していてもよい。両方の変更形態の利点
は、２つの砥石歯車２７，２８のほかに第３の粗加工／
ドレッシング砥石歯車が加工物スピンドル３上に装着さ
れているとき、組合せにより達成される。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、歯車の合理的な精密機
械加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の分解図である。
【図２】加工物を装着した加工物スピンドルおよび研削
ウォームの側面図である。
【符号の説明】
３ 加工物スピンドル ９ 研削スピンドル １０ 研削ウォーム １１ ツール切換装置スライド １２ ツール切換装置（加工物交換装置） １４，１５，１６ アーム １８ ホーニング砥石歯車 ２６ 加工物（歯車） ２７ 第１のドレッシング砥石歯車 ２８ 第２のドレッシング砥石歯車

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械加工中に加工物歯車（２６）の幅全
    体にわたり同時に機械加工する鼓形研削ウォーム（１
    ０）を用いた連続ローラ研削工程における加工物スピン
    ドル（３）上に装着された平歯車（２６）の精密機械加
    工方法であって、研削ウォーム（１０）が加工物歯車
    （２６）に対し半径方向に送られ、加工物（２６）に同
    軸に第１のドレッシング砥石歯車（２７）が加工物スピ
    ンドル（３）上に装着され、前記第１のドレッシング砥
    石歯車（２７）上で研削ウォーム（１０）が周期的にド
    レッシングまたは粗プロフィル形成される平歯車の精密
    機械加工方法において、 加工物（２６）の研削後、研削ウォーム（１０）が加工
    物（２６）との接触係合から引き離され、同じクランプ
    装置内でホーニング砥石歯車（１８）が加工物（２６）
    と接触係合させられること、およびホーニング砥石歯車
    （１８）が加工物スピンドル（３）上に同軸に装着され
    た同じドレッシング砥石歯車または第２のドレッシング
    砥石歯車（２７，２８）によりドレッシングされるこ
    と、を特徴とする平歯車の精密機械加工方法。
  2. 【請求項２】 第１の軸（Ｃ′）の周りに回転可能に支
    持された、加工物（２６）を装着して第１の駆動装置と
    結合するための加工物スピンドル（３）と、第２の軸
    （Ｂ）の周りに回転可能であり第１の軸（Ｃ′）に対し
    半径方向に送りが可能であり、かつ第１の軸（Ｃ′）に
    直角な第３の軸（Ａ）の周りに旋回可能な、研削ウォー
    ム（１０）を装着して第１の駆動装置と同期されている
    第２の駆動装置と結合するための研削スピンドル（９）
    とを含む請求項１に記載の方法を実行するための装置で
    あって、運転中に加工物（２６）のほかに第１のドレッ
    シング砥石歯車（２７）が加工物スピンドル（３）上に
    同軸に装着され、加工物スピンドル（３）が、第１の軸
    （Ｃ′）の方向に研削ウォーム（１０）に対し相対的
    に、研削ウォーム（１０）が加工物（２６）または第１
    のドレッシング砥石歯車（２７）と交互に噛み合う２つ
    の位置にシフト可能である前記装置において、第１の軸
    （Ｃ′）の周りにある角度だけオフセットされて、第１
    の軸（Ｃ′）に対し半径方向に送りが可能にかつ回転可
    能に支持された、外歯を有するホーニング砥石歯車（１
    ８）が設けられ、ホーニング砥石歯車（１８）は、第１
    のドレッシング砥石歯車（２７）または加工物スピンド
    ル（３）上に同軸に装着された第２のドレッシング砥石
    歯車（２８）により同様にドレッシング可能であること
    を特徴とする平歯車の精密機械加工装置。
  3. 【請求項３】 ホーニング砥石歯車（１８）がツール切
    換装置（１２）のアーム（１６）上に配置され、ツール
    切換装置（１２）は半径方向に送り可能なスライド（１
    １）上で第４の軸（Ｄ）の周りに旋回可能である請求項
    ２の装置。
  4. 【請求項４】 アーム（１６）が第４の軸（Ｄ）に垂直
    な第５の軸（Ｅ３）の周りに旋回可能である請求項３の
    装置。
  5. 【請求項５】 加工物スピンドル（３）上に少なくとも
    ２つのドレッシング砥石歯車（２７，２８）が装着さ
    れ、研削ウォーム（１０）およびホーニング砥石歯車
    （１８）を選択的に第１または第２のドレッシング砥石
    歯車（２７，２８）と接触係合させることが可能である
    請求項２ないし４のいずれかの装置。
  6. 【請求項６】 両方のドレッシング砥石歯車（２７，２
    ８）が各々異なる切削特性を示す請求項５の装置。
JP9158333A 1996-06-26 1997-06-16 平歯車の精密機械加工方法および装置 Pending JPH1058230A (ja)

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DE19625520A DE19625520C1 (de) 1996-06-26 1996-06-26 Verfahren und Vorrichtung zum Feinbearbeiten von Stirnzahnrädern
DE19625520.1 1996-06-26

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