[发明专利]一种采用磨料内齿工具对齿轮进行精加工的方法

说明书

本发明涉及一种对齿轮形工件的齿侧面进行精加工的方法，它采用一种磨料的内齿工具，在对同一支架上的一个或多个工件进行每次加工以后，都要使用一种修整轮对上述工具进行修整。所述修整轮的齿与齿轮形工件的齿是相对应的，修整轮的齿侧面涂有极坚硬的磨粒。

本发明是以工具和加工件的旋转轴线的机器驱动运动学为基础，其原理在德国专利申请P4323935.8，英国申请GB-A-94079407中所涉及的机器中实现了。

经验表明，当采用一种表面涂有坚硬材料的修整轮对内齿工具进行修整，而且接触区比工具的宽度小时，在这种“空转啮合”的接触区，使工具的螺旋角达到理想的改变是很成问题的。为了使空转啮合时的接触力维持平衡，作为具有修整状态功能的螺旋角的改变，以及工具与工件或修整轮之间在外形上的偏移所造成的变化是人们所期望达到的，正如德国专利申请P4216329.4-14，英国申请GB-A-9309200.5中所描述的那样。

如果修整轮与工具之间的接触区沿齿侧面宽度的方向偏移，则产生附加的旋转，即造成接触区的路径将会偏离由工具倾斜角度所预定的路径。此外，在空转啮合中，修整轮力图跟随现有的工具螺旋角。对于工具中现有的螺旋角来说，就不可能必然发生一种特定的改变。

然而，工件与内齿工具之间的空转啮合又具有许多优点，因为仅有一定量的材料从工件的侧面除去，除去的量对于达到工件的满意功效来说是必须的。这样导致了缩短机加工时间，并延长了工具寿命。

因此，本发明的目的在于提供一种方法，该方法是：当对一工具进行修整时，利用一个修整轮可以使该工具产生连续变化的、确定的螺旋角，而且在机加工过程中，在确保被加工的部件具有所需的功能的前提下，仅需极少量的材料从工件的侧面被除去。

为实现上述目的，本发明提供一种利用磨料内齿工具对齿轮形工件的齿侧面进行精加工的方法，在对同一支架上的一个或多个工件进行每次加工以后，都要利用一个修整轮对内齿工具进行修整，内齿工具被修整时，修整轮与内齿工具之间存在单侧或双侧接触，而且修整轮与内齿工具之间的滚动及相对运动受到限制，修整轮的齿与齿轮形工件的齿是相对应的，而且修整轮的齿侧面被涂以极坚硬的磨粒，在精加工时，伴随着内齿工具与工件之间的自由啮合或瞬时限制的双侧面啮合，其特点是，在修整过程中对受限制的滚动中的转动部件叠加以附加转动，以致修整轮在工具上沿工具与修整轮齿侧面之间的接触区产生一预定的螺旋角，附加转动系由修整轮与工具之间的接触区的位移产生，该接触区的位移系通过在三条相互垂直轴线中沿需产生的新的侧面线的一相对位移或通过相对位移与相对旋转相结合而实现。

限制的修整加工还提供了额外的优点，即工具可以保持一种非常精确的节距几何形状。当对工件进行加工时，节距几何形状在复盖工件的接触表面与工具区域之内进行转移。这样工件就产生一种相应的节距几何形状，使之具有一种基本的功效。另一方面，对于工件的空转运动或瞬时限制机加工来说，累积节距偏差或者是没有影响，或者仅仅在有限的程度上产生影响，这一点还是可以允许的，然而这些偏差对于工件的功能来说仅有很小的影响，但对于机加工而言，它却意味着大量的材料，它可能是实际齿面公差的若干倍。

为了根据螺旋角来确定上述附加转动，必须确切地知道修整轮侧面与工具侧面间瞬时接触区域的位置，为此，采用一种数学模型来确定预定的工具与修整轮侧面间的相对接触位置的轴向位置必须在何处。按照工具侧面上接触区的轴向位置的连续变化，在由于修整轮工具之间的齿数比而造成的基本旋转运动上再叠加一附加旋转运动。

通过单面接触或双面接触可实现限制的修整加工，虽然对于单面接触修整时间比较长，但对工具左、右侧面的校正可以相互独立地进行。由于修整轮上涂复的坚硬材料，通过双面接触来达到工具齿的确切宽度是极其复杂的。但它可以依靠运动学来达到，即通过修整轮相对于工具的转运达到。

下面将借助于附图对电子限制修整加工进行描述，并对机加工过程中的空转啮合进行解释。

图中表示在修整以前内齿工具有一个齿Z，以及在修整以后的齿Z’。从Z到Z’工具头部半径的增量为R。侧面线在修整前后分别是(L₁-L₂)和(L₁’-L₂’)。多个螺旋角的可预定的变化则依照齿轮切削几何形状的规律性在上述二条侧面线之间产生。