專利名稱：將具有預(yù)加工齒的工件的齒隙對齊的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對齊預(yù)加工工件齒隙的方法和裝置。
本發(fā)明特別地應(yīng)用于將預(yù)加工工件的齒隙對齊加工工具，工件裝在齒輪精加工機床的工作主軸上，用于進行精加工以及在加工作業(yè)之前對工件上的性能進行檢測，這些性能對工藝可靠性是重要的。
背景技術(shù)：
在齒輪驅(qū)動裝置中對齒輪運轉(zhuǎn)質(zhì)量要求的提高，需要齒輪齒的精加工精度越來越高。在大多數(shù)情況下，預(yù)加工工件是表面硬化的，然后將其所有功能面精加工到最終尺寸。在這種工藝中，特別是齒腹的精加工復(fù)雜，耗費資源，因此是一項昂貴的作業(yè)。出于對經(jīng)濟性制造的關(guān)注，而且為了避免必須提供不需要的大硬化深度，以及平衡和最小化精加工工具左右齒腹的磨損，就要努力保持材料的精加工余量盡可能小。為了精加工齒，這實際上意味著每個齒腹去除材料的切削深度僅為百分之幾到至多十分之二毫米。如同一般情況，如果左右齒腹在相同操作中進行加工，就需要相對于精加工工具非常精確地對齊預(yù)加工的齒，從而使精加工工具精確地進入齒隙中心進行加工，以便實現(xiàn)從工件的左右齒腹均勻地去除材料。
實際上在齒輪精加工機床上最常遇到的對齊方法中，非接觸功能測量探針，即對齊探針，位于機床工作區(qū)的幾何學(xué)適合點上，靠近裝在工作主軸的工件預(yù)加工齒的外徑，所述探針的工作基于感應(yīng)、光學(xué)或磁學(xué)原理。通過旋轉(zhuǎn)工作主軸，對所有齒腹的角位置進行測量，并計算齒隙中心線的平均值。這與機床控制系統(tǒng)中存儲的理想值比較，并通過旋轉(zhuǎn)工作主軸使其與理想值相符。至于對齊本身，所述的測量過程同時允許相對于存在的齒隙以及指定的齒數(shù)檢測齒腹。
工業(yè)制造齒輪的經(jīng)驗得到如下結(jié)論除了在進行所需和加工作業(yè)之前的齒數(shù)以及存在的預(yù)加工齒，為了保證所需的工藝可靠性，需要檢測齒腹的另外性能。這些包括預(yù)加工齒的徑向跳動狀態(tài)、齒腹加工余量、螺旋角、以及在所有齒上在整個工件面寬上預(yù)加工作業(yè)的任何可能的不規(guī)則性。這些性能不能用目前公知的儀器檢測。因此，這些檢驗需要在另外的作業(yè)中用單獨的適合的測量儀器事先測量，或者用機床工作區(qū)的另外測量儀器，但這由于空間限制難以安裝，并且增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種對齊預(yù)加工工件齒隙的方法和裝置，通過它并利用它不但可以就工件包括的齒數(shù)而言正確性檢測工件，而且在不明顯增大成本的情況下可以觀察所需質(zhì)量，如徑向跳動質(zhì)量、螺旋角和加工余量，以及預(yù)加工過程存在的不規(guī)則性。
上述目的是通過一種具有權(quán)利要求1和3分別記載的所述特征的方法和裝置實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，具有同樣徑節(jié)(即，模數(shù))的工件和引導(dǎo)齒輪(pilotgear)被帶入雙齒腹無間隙嚙合，并且在工件旋轉(zhuǎn)過程中同時測量引導(dǎo)齒輪齒腹的角位置和引導(dǎo)齒輪與工件之間的中心距。
其它有優(yōu)勢的實施例形勢在相關(guān)的權(quán)利要求中描述。


下面通過附圖中所示的優(yōu)選實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。在附圖中圖1是第一形式實施例中齒輪精加工機床的示意圖；圖2是圖1所示機床的第一局部平面圖；圖3是圖1所示機床的第二局部平面圖；圖4是圖1所示機床的第二形式實施例；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明第三形式實施例的機床的局部視圖。
具體實施例方式
圖1表示用于精加工齒輪毛坯齒腹的機床的示意性前視圖，特別是工件1具有用工具2預(yù)加工的齒，工具2相對于所述工件1徑向和軸向移動。例如，工件1是研磨渦桿。
機床具有工作主軸3，它位于床身4上旋轉(zhuǎn)。工件1可以夾持在工作主軸3上。
機床還裝有對齊和檢測裝置5，通過它可以在進一步加工之前將工件1對齊并檢測。根據(jù)本發(fā)明，此對齊和檢測裝置5具有引導(dǎo)齒輪6，它與工件1具有相同的模數(shù)，但具有反手的螺旋角。
圖1表示測量位置，其中工件1和引導(dǎo)齒輪6是無間隙雙齒腹嚙合。
引導(dǎo)齒輪6裝在引導(dǎo)齒輪軸7上。優(yōu)選地，該引導(dǎo)齒輪軸7位于引導(dǎo)齒輪支撐8上，繞著平行于工作主軸軸線9的引導(dǎo)齒輪軸線10旋轉(zhuǎn)。
引導(dǎo)齒輪支撐8通過引導(dǎo)齒輪支撐軸線12旋轉(zhuǎn)連接在支承臂11上，該支承臂軸線12同樣平行于工作主軸軸線9。支承臂11位于夾持軸14上，從而連接到樞軸15，樞軸15在可調(diào)節(jié)的鎖定位置。樞軸15位于床身4上繞樞軸軸線16可以轉(zhuǎn)動，優(yōu)選地樞軸軸線16平行于工作主軸軸線，樞軸15軸向可以移動和鎖定。在引導(dǎo)齒輪支撐8與支承臂11之間的壓縮彈簧13保證對齊和檢測裝置5在測量位置時工件1和引導(dǎo)齒輪6是無間隙雙齒腹嚙合。
圖3表示對齊和檢測裝置5在轉(zhuǎn)動離開測量位置后處于其閑置位置。用于前進和后退對齊和檢測裝置5的各種其它裝置是相當(dāng)可行的。
在轉(zhuǎn)動對齊和檢測裝置5到達圖2所示測量位置之后，工件1連續(xù)旋轉(zhuǎn)，利用牢固連接在引導(dǎo)齒輪支撐8的對齊探針17，以公知的方式測量引導(dǎo)齒輪齒腹的角位置。相對于通常測量工件齒腹的優(yōu)點在于，研磨的引導(dǎo)齒輪齒腹有相當(dāng)高的表面質(zhì)量和均勻度，由此可以進行更準(zhǔn)確的測量。同時，使用牢固連接在支承臂11的測量探針18可以測量工作主軸軸線9與引導(dǎo)齒輪軸線10之間的中心距。在工件轉(zhuǎn)過一圈的過程中這個尺寸的大小和隨時間的變化，給出有關(guān)預(yù)加工齒質(zhì)量的信息，以及與加工余量偏離公差、螺旋角和預(yù)加工作業(yè)的不規(guī)則性有關(guān)的信息。
除了測量引導(dǎo)齒輪6齒隙中心線角位置的對齊探針17外，也可以使用旋轉(zhuǎn)增量編碼器19，其軸與引導(dǎo)齒輪軸7正向反轉(zhuǎn)連接。這表示在圖4中。同樣，除了測量探針18外，可以使用樞軸軸線16上的旋轉(zhuǎn)增量編碼器20測量工件1和引導(dǎo)齒輪6之間的中心距，它測量引導(dǎo)齒輪支撐8相對于支承臂11的旋轉(zhuǎn)角。這個例子示于圖5。根據(jù)圖4和5的變化也可以綜合在一起。
除了將樞軸齒輪6位于旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)齒輪支撐8上之外，在預(yù)選作用力下將引導(dǎo)齒輪壓向(保持在引導(dǎo)齒輪支撐上)被測齒輪齒也是可行的，從而引導(dǎo)齒輪和引導(dǎo)齒輪支撐必須相對于齒輪齒在圓周方向上保持絕對無間隙接觸。
通過在精加工作業(yè)之前對工件初步檢測，與徑向跳動、齒腹材料余量、螺旋角以及預(yù)加工不規(guī)則性相關(guān)的超公差工件特征可以及時檢測，并從制造工序中丟棄相應(yīng)工件。按同樣的方式通過在工件1精加工之后重復(fù)檢測程序，可以檢測精加工后齒腹的任何輪廓偏差，例如由損壞的加工工具2引起的。因此，利用本發(fā)明的裝置，工藝可靠性增大，導(dǎo)致制造成本降低。
參考數(shù)字表1工件2加工工具3工作主軸4床身5對齊和檢測裝置6引導(dǎo)齒輪7引導(dǎo)齒輪軸8引導(dǎo)齒輪支撐
9工作主軸軸線10引導(dǎo)齒輪軸線11支承臂12引導(dǎo)齒輪支撐軸線13壓縮彈簧14夾持軸15樞軸16樞軸軸線17對齊探針18測量探針19旋轉(zhuǎn)增量編碼器20旋轉(zhuǎn)增量編碼器
權(quán)利要求
1.一種將具有預(yù)加工齒的工件的齒隙對齊的方法，所述工件裝在齒輪精加工機床的工作主軸上，包括如下步驟使工件與引導(dǎo)齒輪進行無間隙雙齒腹嚙合，旋轉(zhuǎn)工件，并在此旋轉(zhuǎn)過程中測量引導(dǎo)齒輪齒隙中心線的角位置，以及引導(dǎo)齒輪與工件之間的中心距。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對齊具有第一模數(shù)和第一齒螺旋角的工件，并使用具有第二模數(shù)和第二齒螺旋角的引導(dǎo)齒輪，并且第一和第二模數(shù)以及第一和第二齒螺旋角的大小一致，兩個齒螺旋角具有相反的代數(shù)符號。
3.執(zhí)行如權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于所述裝置具有工作主軸，工作主軸的定位用于旋轉(zhuǎn)并安裝工件，并且具有對齊和檢測裝置，所述對齊和檢測裝置能前進到工作主軸以及從工作主軸退回，其特征在于對齊和檢測裝置具有可旋轉(zhuǎn)的引導(dǎo)齒輪軸，用于安裝可與工件無間隙雙齒腹嚙合的引導(dǎo)齒輪，并且設(shè)有用于同時測量齒隙中心線的角位置以及引導(dǎo)齒輪與工件之間的中心距的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于對齊和檢測裝置位于所述裝置的床身上。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述裝置具有引導(dǎo)齒輪支撐，所述引導(dǎo)齒輪軸裝在其上面旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述裝置具有支承臂，繞著位于床身上的樞軸可以樞軸轉(zhuǎn)動，并且引導(dǎo)齒輪支撐可旋轉(zhuǎn)地裝在支承臂上。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述裝置具有對齊探針，用于測量引導(dǎo)齒輪齒隙中心線的角位置，該對齊探針牢固地裝在引導(dǎo)齒輪支撐上。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于提供測量探針，用于測量工作主軸軸線與引導(dǎo)齒輪軸線之間的中心距。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)增量編碼器裝在引導(dǎo)齒輪支撐上，用于測量引導(dǎo)齒輪的角位置，旋轉(zhuǎn)增量編碼器具有軸，該軸與引導(dǎo)齒輪軸正向反轉(zhuǎn)連接。
10.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于提供旋轉(zhuǎn)增量編碼器，用于測量工作主軸軸線與引導(dǎo)齒輪軸線之間的中心距。
全文摘要
在一種將具有預(yù)加工齒的工件的齒隙對齊的方法和裝置中，所述工件裝在齒輪精加工機床的工作主軸上，工件(1)與引導(dǎo)齒輪(6)無間隙雙齒腹嚙合。工件(1)旋轉(zhuǎn)，在此旋轉(zhuǎn)過程中，測量引導(dǎo)齒輪(6)的齒隙中心線的角位置以及引導(dǎo)齒輪(6)與工件(1)之間的中心距。這使得在徑向跳動、齒腹材料余量、螺旋角以及任何可能的不規(guī)則性方面檢測工件(1)。
文檔編號G01B5/14GK1660535SQ20051005096
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者W·維爾茨 申請人:雷肖爾股份公司