用于快速和靈活修整蝸桿磨削輪的方法和設(shè)備與流程

本發(fā)明涉及一種用于修整蝸桿磨削輪、尤其用于連續(xù)的展成磨削的蝸桿磨削輪的方法，一種對(duì)此專門構(gòu)成的修整設(shè)備，一種相應(yīng)配置的機(jī)床以及一種相應(yīng)的修整工具。

背景技術(shù)：

蝸桿磨削輪用于高度精確的齒部的精加工和最后加工、尤其在例如大量使用于汽車工業(yè)的功率傳動(dòng)裝置的齒輪中用于高度精確的齒部的精加工和最后加工。在此所應(yīng)用的磨削方法是連續(xù)的展成磨削，即如下方法，所述方法在有效功率和精度高的情況下關(guān)于工件上的待產(chǎn)生的側(cè)壁形狀也允許大的靈活性。該靈活性一方面通過在加工工件期間在多個(gè)軸上的各個(gè)機(jī)器運(yùn)動(dòng)的共同作用來提供而另一方面通過如下可行性提供：已經(jīng)在蝸桿磨削輪上設(shè)有極其不同的側(cè)壁形狀并且將該側(cè)壁形狀繪制到工件上。

通常，蝸桿磨削輪由可修整的體部構(gòu)成，所述體部可借助適當(dāng)?shù)墓ぞ?、例如金剛石工具精確地加工。為了對(duì)該蝸桿磨削輪進(jìn)行修整，以往已研發(fā)了各種類型的方法，所述方法根據(jù)需要一方面或多或少是復(fù)雜的而另一方面或多或少是靈活的。

在大多數(shù)情況下，如今應(yīng)當(dāng)借助盤狀的修整工具、例如覆有金剛石的盤來進(jìn)行修整，其中修整工具的側(cè)壁(下面也稱作為有效面)在蝸桿磨削輪上示出所期望的輪廓形狀的負(fù)像(即輪廓高度方向上的側(cè)壁形狀)。這實(shí)現(xiàn)相對(duì)快速的修整。修整根據(jù)運(yùn)動(dòng)、如螺紋銑削或螺旋磨削來進(jìn)行，其方式是：修整工具快速地圍繞近似平行于蝸桿磨削輪軸線的軸線旋轉(zhuǎn)并且以其有效面軸線平行地引導(dǎo)經(jīng)過進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的蝸桿磨削輪。在此，修整工具與蝸桿磨削輪在整個(gè)輪廓高度上線接觸。由此，修整工具的有效面的輪廓形狀直接地傳遞到蝸桿磨削輪側(cè)壁上。通常，需要多個(gè)回合，以便剝離整個(gè)修整量。在多頭的蝸桿磨削輪中，對(duì)于所有的頭相應(yīng)地需要所述程序。一旦在蝸桿磨削輪側(cè)壁上需要不同的輪廓，那么就需要具有不同的側(cè)壁輪廓的修整工具。因?yàn)樾拚ぞ呱系挠行娴妮喞螤钤谛拚陂g1:1地傳遞到蝸桿磨削輪側(cè)壁上，所以此外不會(huì)改變蝸桿磨削輪側(cè)壁在蝸桿寬度上的形狀。因此，更復(fù)雜的側(cè)壁形狀，原本的自由曲面、如需要用于拓?fù)淠ハ鞯淖杂汕娌豢筛鶕?jù)該方法來修整。在修整時(shí)也強(qiáng)烈地限制蝸桿磨削輪的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樾拚ぞ弑仨氁欢ǖ脤?duì)應(yīng)于螺距而持續(xù)往復(fù)移動(dòng)。

真正通用的僅是按行制作輪廓(Zeilenprofilieren)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面與上述修整類似地起作用的該方法中，同樣使用盤狀的工具。但是該工具僅在其外邊緣處具有(通常環(huán)面形的)有效面。該面的半徑在工具的軸剖面中觀察相對(duì)于待修整的輪廓高度較小，并且所述面在修整時(shí)與蝸桿磨削輪側(cè)壁因此非常近似于點(diǎn)接觸。在軸向地經(jīng)過蝸桿牙時(shí)，因此僅一條線，或者恰好一行在蝸桿側(cè)壁上被修整。為了修整蝸桿側(cè)壁上的整個(gè)輪廓高度，相應(yīng)地需要多個(gè)行或多個(gè)回合，其中每個(gè)行位于蝸桿側(cè)壁上的不同的直徑上并且能夠在其軸向伸展中與相鄰的行略微不同，所述軸向伸展通過NC程序來控制。行與行的間距在此必須選擇得這樣小，使得在已修整的側(cè)壁上產(chǎn)生的波度足夠小。在多線的制作輪廓的蝸桿磨削輪中，對(duì)于每個(gè)線需要一個(gè)完整的過程。這必然導(dǎo)致極其高的修整時(shí)間；即使在最適宜的情況下所述修整時(shí)間也為工件的磨削時(shí)間的數(shù)倍。因此，在許多情況下修整時(shí)間過高以至于是不經(jīng)濟(jì)的。

在DE 197 06 867B4中公開上述修整方法的改進(jìn)形式。DE 196 24 842A1公開如下方法，其中蝸桿牙輪廓的一部分以線接觸的方式被休整而另一部分以點(diǎn)接觸的方式被修整。在WO 95/24989中公開一種按行制作輪廓的方法。

極其迅速已知的、但是同時(shí)也極其不靈活的修整方法使用所謂的修整技師(Abrichtmeister)作為工具；所述工具是柱形的修整齒輪或者是在裝齒部幾何形狀方面相同的修整蝸桿。修整技師的裝齒部形狀精確地對(duì)應(yīng)于進(jìn)行磨削的工件裝齒部，所述裝齒部形狀涉及模件和改型。所述修整技師在其外面上覆有硬質(zhì)材料顆粒，例如金剛石。所述休整通過如下方式進(jìn)行：修整技師代替工件與蝸桿磨削輪進(jìn)入接合并且如工件那樣在進(jìn)行磨削時(shí)平行于蝸桿軸線移位經(jīng)過蝸桿磨削輪。由此，技師的側(cè)壁形狀繪制到蝸桿磨削輪的側(cè)壁上。如果蝸桿牙的輪廓形狀在蝸桿磨削輪的寬度上是可變的，這對(duì)于磨削拓?fù)涞难b齒部是所必需的，那么修整技師必須本身也具有這種拓?fù)洌⑶倚拚紟煴仨毻瑫r(shí)借助于移位運(yùn)動(dòng)沿其軸線方向移動(dòng)，使得整體上形成如在對(duì)角線刮削時(shí)的運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)修整技師構(gòu)成為使得其在工件的位置處夾緊并且能夠與蝸桿磨削輪進(jìn)入接合時(shí)，在其上僅根據(jù)該方法進(jìn)行休整的機(jī)器不需要專門的修整裝置；因此，所有對(duì)于修整所必要的運(yùn)動(dòng)與在磨削工件時(shí)相同。所需要的修整時(shí)間大致對(duì)應(yīng)于用于工件的磨削時(shí)間。借助覆有金剛石的修整技師進(jìn)行的修整方法的實(shí)例在US 3,602.209中公開。

即使該方法是如此快速的，但是其是完全不靈活的。如果也想對(duì)該改型形式進(jìn)行少量改變，通常需要對(duì)修整技師進(jìn)行至少一次改裝，但是通常是重新制造。這兩者都結(jié)合有大的耗費(fèi)和高的成本。此外，技師的制造通常是極其昂貴的，因?yàn)槠涞拇_必須在全部方面都精確地包含待磨削的裝齒部的形狀，也就是說總是定制的單一實(shí)施方案。

也就是說，至今為止整體上不存在可用的方法，所述方法能夠?qū)⑽仐U磨削輪有效地且靈活地修整為可通過NC程序描述的形狀。這是因?yàn)椋核^的“拓?fù)淠ハ鳌敝两駷橹篃o法在批量生產(chǎn)中貫徹執(zhí)行，盡管從技術(shù)觀點(diǎn)萊卡對(duì)此存在切實(shí)的需要。如果這種修整方法是可用的，那么由此也可經(jīng)濟(jì)地制造極其復(fù)雜的裝齒部。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)工程師而言公開了如下新的可行性，其中傳動(dòng)器是低噪聲的并且優(yōu)化了功率吞吐量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提出一種用于修整單線的或多線的蝸桿磨削輪的方法，所述方法能夠借助簡單的標(biāo)準(zhǔn)工具工作，所述標(biāo)準(zhǔn)工具實(shí)現(xiàn)快速的修整，但是盡管如此所述標(biāo)準(zhǔn)工具關(guān)于可產(chǎn)生的側(cè)壁改型是高度靈活的。

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法實(shí)現(xiàn)。在權(quán)利要求12中說明一種為執(zhí)行該方法專門構(gòu)成的附加驅(qū)動(dòng)器。權(quán)利要求13限定一種機(jī)床，所述機(jī)床專門配置用于實(shí)施所提出的方法。在權(quán)利要求14中，說明一種專門構(gòu)成用于執(zhí)行該方法的修整工具。其他的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中說明。

首先，根據(jù)本發(fā)明的用于修整單線的或多線的蝸桿磨削輪的方法首先具有如下特征：在蝸桿磨削輪和齒輪狀的修整工具、即在其外環(huán)周上具有一個(gè)或多個(gè)齒的修整工具之間產(chǎn)生基本展成運(yùn)動(dòng)。為此，蝸桿磨削輪通常被驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行圍繞蝸桿磨削輪軸線的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；修整工具被驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行圍繞修整工具軸線的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中修整工具軸線相對(duì)于蝸桿磨削輪軸線交叉地(橫向地)伸展，并且在修整工具和蝸桿磨削輪之間，此外產(chǎn)生沿著蝸桿磨削輪軸線的移位運(yùn)動(dòng)(例如其方式是：蝸桿磨削輪沿著其軸線相對(duì)于修整工具運(yùn)動(dòng)，或者其方式是：修整工具相對(duì)于蝸桿磨削輪沿著其軸線運(yùn)動(dòng))。因此，蝸桿磨削輪的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)、修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和移位運(yùn)動(dòng)耦聯(lián)為，使得蝸桿磨削輪和修整工具在修整過程期間在任何時(shí)刻都正確地展成接合。由于基本展成運(yùn)動(dòng)，僅僅使修整工具相對(duì)于蝸桿磨削輪側(cè)壁的如下區(qū)域總是處于相同的軸向位置處，也就是說，修整工具在任何時(shí)刻都從蝸桿磨削輪側(cè)壁剝離相同的修整量，其中修整工具在修整過程的任意時(shí)間點(diǎn)都與所述區(qū)域接合。

就此而言，根據(jù)本發(fā)明的方法基本上對(duì)應(yīng)于借助修整技師進(jìn)行的通常的修整方法，并且就此而言，在該方法中首先將修整工具的齒的側(cè)壁形狀繪制到蝸桿磨削輪側(cè)壁上。

根據(jù)本發(fā)明，將附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與修整工具和蝸桿磨削輪之間的基本展成運(yùn)動(dòng)疊加。該附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠以不同的方式產(chǎn)生。優(yōu)選地，附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過修整工具圍繞修整工具軸線的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生，所述附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加。由此，直接改變修整量，所述修整量通過修整工具從蝸桿磨削輪側(cè)壁剝離。但是作為替選方案也可以考慮：將附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與蝸桿磨削輪的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加。由此，蝸桿磨削輪一定程度上向著修整工具的側(cè)壁旋擰或者遠(yuǎn)離所述側(cè)壁旋擰，由此同樣改變修整量，所述修整量通過修整工具從蝸桿磨削輪側(cè)壁剝離。也可以考慮的是：將蝸桿磨削輪和修整工具之間的沿著蝸桿磨削輪軸線的軸向的附加運(yùn)動(dòng)與移位運(yùn)動(dòng)疊加，其中能夠通過如下方式產(chǎn)生該軸向的附加運(yùn)動(dòng)：修整工具相對(duì)于蝸桿磨削輪附加地移動(dòng)，或者蝸桿磨削輪相對(duì)于修整工具附加地移動(dòng)。類似的其他可行性在于：沿所謂的X軸線實(shí)現(xiàn)附加運(yùn)動(dòng)。在此，在修整工具和蝸桿磨削輪之間進(jìn)行小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其方式是：修整工具和蝸桿磨削輪關(guān)于如下方向朝向彼此和遠(yuǎn)離彼此運(yùn)動(dòng)，所述方向垂直于修整工具的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線并且垂直于蝸桿磨削輪軸線。也可以考慮沿著所謂的Z軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。用于實(shí)現(xiàn)附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的這些可行性也能夠組合。

通過附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在蝸桿磨削輪側(cè)壁上產(chǎn)生改型，也就是說，蝸桿磨削輪獲得如下輪廓形狀，所述輪廓形狀不同于與如下形狀，所述形狀可能單獨(dú)地通過由于展成耦聯(lián)而繪制修整工具的齒的側(cè)壁形狀產(chǎn)生。

也就是說，根據(jù)本發(fā)明的方法將蝸桿磨削輪和修整工具之間的整個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)劃分成基本展成運(yùn)動(dòng)和附加運(yùn)動(dòng)，其中附加運(yùn)動(dòng)代表蝸桿磨削輪側(cè)壁的期望的改型。當(dāng)附加運(yùn)動(dòng)例如通過修整工具的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，修整工具的整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被劃分成具有基本轉(zhuǎn)速n_g的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和疊加的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所述附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)代表期望的改型。

修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度ω_g僅僅與修整工具和蝸桿磨削輪的幾何特性相關(guān)(具體地，與修整工具的設(shè)計(jì)齒數(shù)z和蝸桿磨削輪的螺牙數(shù)g之間的比值i＝z/g相關(guān))，與蝸桿磨削輪的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度ω_s相關(guān)以及與移位運(yùn)動(dòng)的速度v_y相關(guān)。如接下來還將描述的那樣，在修整工具能夠移除齒。因此，將如下數(shù)量的齒稱作為“設(shè)計(jì)齒數(shù)”，當(dāng)沒有齒被移除時(shí)，所述數(shù)量具有直徑相同并且傾角相同的相同的裝齒部。換言之，設(shè)計(jì)齒數(shù)是如下數(shù)量的齒，當(dāng)在展成運(yùn)動(dòng)期間分別將剛好一個(gè)齒沉入到蝸桿磨削輪的配對(duì)側(cè)壁(Gegenflanken)之間的每個(gè)間隙中時(shí)，存在于修整工具的環(huán)周上的數(shù)量。修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度在整個(gè)移位運(yùn)動(dòng)上具有固定的符號(hào)。在蝸桿磨削輪的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度ω_s恒定且移位運(yùn)動(dòng)的速度v_y恒定的情況下，修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度也是恒定的。當(dāng)蝸桿磨削輪的角速度和/或移位速度改變時(shí)，才改變基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度。因此，修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于工件轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，如其在已知的展成磨削機(jī)器上標(biāo)準(zhǔn)地所產(chǎn)生的那樣。

附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與蝸桿磨削輪的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)。也就是說，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的量值根據(jù)蝸桿磨削輪的旋轉(zhuǎn)角改變。在此，在修整過程期間，附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)多次改變其方向。如接下來還將詳細(xì)闡述的那樣，該方向變化通常關(guān)于蝸桿磨削輪的旋轉(zhuǎn)角近似周期地進(jìn)行。特別地，如果最后在工件上應(yīng)產(chǎn)生在工件寬度上恒定的簡單的輪廓改型(例如沒有所謂的拓?fù)涓男偷暮唵蔚妮喞亩?Proilballigkeit))，那么在整個(gè)移位區(qū)域上周期性地重復(fù)相同的附加運(yùn)動(dòng)模式。修整結(jié)果因此對(duì)應(yīng)于能夠借助已知的修整盤實(shí)現(xiàn)的修整結(jié)果。如果期望在工件側(cè)壁上進(jìn)行通常的“拓?fù)洹备男?，那么附加運(yùn)行模式附加地在移位區(qū)域之上改變以作為轉(zhuǎn)移路徑的函數(shù)。在蝸桿磨削輪側(cè)壁上所產(chǎn)生的改型因此在每個(gè)移位位置處或在在蝸桿寬度上的每個(gè)部位處是不同的。在整個(gè)修整過程上，附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度通常近似平均成零。

附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選以NC控制的方式產(chǎn)生。改型因此能夠在NC控制裝置的NC程序中預(yù)設(shè)并且在需要時(shí)可快速改變。NC程序因此將改型轉(zhuǎn)換成修整工具和/或蝸桿磨削輪的相應(yīng)的附加運(yùn)動(dòng)。類似于借助緩慢得多的已知的逐行制造輪廓，也可以這種方式通過NC程序修整復(fù)雜的3D自由形狀面。與逐行制作輪廓相反，根據(jù)本發(fā)明的方法是極其有效的。

根據(jù)本發(fā)明的方法利用兩個(gè)在交叉的軸線下嚙合的柱形的齒輪的接合特性，即在側(cè)壁之間通常僅形成點(diǎn)接觸。蝸桿磨削輪在裝齒部幾何形狀方面是強(qiáng)烈傾斜裝齒的柱形輪?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的方法利用：在嚙合時(shí)在蝸桿磨削輪上形成的接觸軌跡幾乎與柱形輪的裝齒部的幾何形狀無關(guān)。無論直齒部或斜齒部是否具有更大或更小的鼓度、是否具有或疊加的拓?fù)洌何仐U側(cè)壁上的接觸軌跡總是大約具有相同的造型，即螺線形地在通常大致兩個(gè)螺牙之上從根部至頂部或從頂部至根部在側(cè)壁上伸展。由此得出：例如當(dāng)已經(jīng)磨削了在拓?fù)渖细男偷男饼X部時(shí)，在對(duì)未改型的直齒部以連續(xù)的展成方法進(jìn)行磨削時(shí)，在蝸桿磨削輪側(cè)壁上產(chǎn)生幾乎相同的接觸軌跡。由于接合角在改型部的區(qū)域中略微改變，所以接觸軌跡不是精確相同的。然而因?yàn)楦男筒客ǔ１认鄳?yīng)的輪廓高度小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，所以偏差整體上是極其小的。

如果現(xiàn)在設(shè)想齒數(shù)為z的未改型的、理論上精確的漸開線直齒部與螺牙數(shù)為g的、并非蝸桿磨削輪而是傳動(dòng)蝸桿的蝸桿形成接合，那么雖然近似在所提及的接觸軌跡上進(jìn)行側(cè)壁接觸，但是可能引起齒輪的不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)，但是其中所述傳動(dòng)蝸桿的側(cè)壁剛好具有如下形狀，用于磨削鼓形的齒部的蝸桿磨削輪必須具有所述形狀?？赡懿辉贊M足嚙合定律，也就是說，對(duì)于蝸桿磨削輪的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角，傳遞比i＝z/g不再是恒定的。甚至可能有效的是：直齒部的幾乎始終僅一個(gè)唯一側(cè)壁可能具有接觸部，即使覆蓋度大約為二是也如此，這在正常的裝齒部中幾乎總是這種情況，或者換言之，在接觸軌跡的整個(gè)長度之上可能不再產(chǎn)生與蝸桿側(cè)壁的接觸。這是因?yàn)椋嚎偸莾H如下齒輪側(cè)壁在展成區(qū)域中可能與蝸桿接觸，所述齒輪側(cè)壁距具有當(dāng)前最大的正的改型量的區(qū)域最近。相應(yīng)的超前的側(cè)壁或滯后的側(cè)壁在該時(shí)間點(diǎn)可能不與蝸桿側(cè)壁接觸。

當(dāng)直齒部的僅一個(gè)唯一的側(cè)壁展成經(jīng)過蝸桿時(shí)，可能是不同的，可以說是如下齒部，其中從z個(gè)齒中移除z-1個(gè)齒。在這種情況下，接合可能不再受超前的或滯后的側(cè)壁干擾。因此，在接合的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，自然總是還存在不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)，但是蝸桿側(cè)壁上的接觸軌跡分別在其整個(gè)長度之上使用。直齒部的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性現(xiàn)在可能是存在于蝸桿上的改型的復(fù)制圖像。

更確切地說：具有一個(gè)齒的該齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)在展成經(jīng)過蝸桿期間可能由基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和相當(dāng)小的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(下面還稱作為“微運(yùn)動(dòng)”)的疊加的部分組成，其中所述基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過齒數(shù)/螺牙數(shù)的比值i＝z/g、蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和移位運(yùn)動(dòng)v_y提供，其中所述附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)可能由于在蝸桿側(cè)壁上的改型而產(chǎn)生。小的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的量值和方向在此可能與蝸桿的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)。

不言而喻：在這種考慮中，各個(gè)齒的配對(duì)面(Gegenflanke)不應(yīng)接觸；更確切地說，在直齒部的齒上必須將后側(cè)回置得這樣遠(yuǎn)，使得相對(duì)于蝸桿配對(duì)側(cè)壁可能總是存在充足的間隙。

如果將該概念模型反映到拓?fù)涓男偷奈仐U上，那么在“單齒的”齒輪在蝸桿寬度上移位時(shí)，在每個(gè)如下移位位置處可能產(chǎn)生另一疊加的微運(yùn)動(dòng)，在所述移位位置處，齒面可能展成經(jīng)過蝸桿螺牙。這些微運(yùn)動(dòng)的每個(gè)單一的微運(yùn)動(dòng)的量值和方向在這種情況下不僅與蝸桿的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)，而且也與相應(yīng)的移位位置相關(guān)聯(lián)。所有這些疊加的微運(yùn)動(dòng)的整體因此代表整個(gè)拓?fù)湫螤睢?/p>

如果現(xiàn)在作為下一步驟再次通過蝸桿磨削輪取代上述蝸桿并且通過覆有金剛石的或覆有其他適當(dāng)硬質(zhì)材料顆粒的修整工具取代設(shè)有空出的齒的直齒部，那么由此可將蝸桿磨削輪修整為所期望的形狀，其中所述修整工具通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)，以便隨著剛剛所描述的不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)動(dòng)。修整工具在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間在蝸桿寬度上移位，因此所述蝸桿完整地被修整；在此，疊加的微運(yùn)動(dòng)的模式持續(xù)地根據(jù)與移位位置相關(guān)的量值和方向變化。類似地，制作蝸桿配對(duì)側(cè)壁的輪廓在第二回合中借助修整工具上的齒的配對(duì)面來實(shí)現(xiàn)。

在上述考慮中，以具有唯一的齒的修整工具為出發(fā)點(diǎn)。但是，修整工具也完全能夠具有比在環(huán)周上的僅一個(gè)齒更多的齒。條件僅是：齒彼此遠(yuǎn)離至使得兩個(gè)或更多個(gè)位于同側(cè)的(即左側(cè)或右側(cè))的側(cè)壁絕不同時(shí)接合；也就是說，與沿著接合路線相比，兩個(gè)彼此跟隨的齒的間距應(yīng)當(dāng)是越來越大的。由此確保：在實(shí)施微運(yùn)動(dòng)時(shí)齒不相互干擾。在絕大多數(shù)情況下，僅當(dāng)每三個(gè)齒中存在一個(gè)齒時(shí)是這種情況。也就是說，示例的修整工具可以視作為，好似從具有z個(gè)齒的直線裝齒的齒輪中分別總是從三個(gè)齒中移除兩個(gè)齒。在停止的齒處應(yīng)當(dāng)將齒厚度降低至，使得絕不會(huì)產(chǎn)生與蝸桿磨削輪的雙側(cè)壁接觸。

此外，在上面的考慮中，以修整工具上的直齒部為出發(fā)點(diǎn)。然而，所述考慮也還可轉(zhuǎn)用于斜齒部。

一般而言，優(yōu)選的修整工具在其外環(huán)周上具有直齒部或斜齒部的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選相同構(gòu)成的齒。每個(gè)齒具有沿著徑向方向的齒高度和沿著環(huán)周方向的齒厚度。在兩個(gè)齒之間分別設(shè)有沿著環(huán)周方向的齒間距。齒厚度和齒間距寬度因此被選擇成，使得修整工具和蝸桿磨削輪在修整期間的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至多接觸唯一的接觸點(diǎn)。

修整工具優(yōu)選來源于設(shè)計(jì)齒數(shù)為z的直線裝齒或傾斜裝齒的齒輪，其中在所述齒輪上存在相對(duì)于設(shè)計(jì)齒數(shù)z數(shù)量降低的齒，并且其中分別在兩個(gè)現(xiàn)有的齒之間空出至少一個(gè)齒。優(yōu)選地，分別空出兩個(gè)或三個(gè)齒。

通過根據(jù)本發(fā)明的方法，在蝸桿磨削輪側(cè)壁上產(chǎn)生彼此緊挨的修整軌跡，所述修整軌跡整體上產(chǎn)生可預(yù)設(shè)的蝸桿磨削輪側(cè)壁形狀。這些修整軌跡原則上對(duì)應(yīng)于接觸軌跡，所述接觸軌跡在隨后的磨削中也與工件側(cè)壁形成接觸。

如已經(jīng)提及的那樣：通過將附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與修整工具的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加的方式，優(yōu)選在修整工具和蝸桿磨削輪之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，這還是優(yōu)選的，因?yàn)樾拚ぞ叩膽T性力矩與蝸桿磨削輪的慣性力矩相比通常明顯更小，使得與在蝸桿磨削輪上相比，能夠更簡單地在修整工具上產(chǎn)生快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。與沿著蝸桿磨削輪軸線在蝸桿磨削輪和修整工具之間的快速的、小的軸向的附加運(yùn)動(dòng)相比，通常也可更簡單地且更精確地產(chǎn)生修整工具的快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。修整工具的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)能夠以不同的方式產(chǎn)生。第一可能性在于：通過共同的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)還有附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。第二可能性在于：對(duì)此設(shè)有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器。

特別地，可以考慮如下實(shí)施方式，其中修整工具代替工件夾緊在具有工件主軸驅(qū)動(dòng)器的工件主軸上，并且其中工件主軸驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。換言之，在這種實(shí)施方式中，工件主軸用作為修整主軸。也就是說，原則上，所述方法在齒面磨削機(jī)器上為了進(jìn)行修整僅需要一個(gè)特別的修整工具，其中所述齒面磨削機(jī)器能夠在連續(xù)的展成方法中進(jìn)行磨削，所述修整工具取代工件夾緊在工件主軸上。理論上不需要分開的修整設(shè)備。然而，前提是：工件主軸能夠充分精確且快速地實(shí)施所需要的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

然而實(shí)際上通常是：工件主軸或其驅(qū)動(dòng)器并非最佳地適合于產(chǎn)生所需要的小的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。連續(xù)的展成磨削機(jī)器的工件主軸出于剛性原因通常極其魯棒地構(gòu)成，由此所述工件主軸也具有相對(duì)大的慣性力矩。該慣性力矩對(duì)于磨削而言是絕對(duì)期望的，因?yàn)槠錇V除干擾力，但是使得有針對(duì)性地施加的、小的且快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的實(shí)施變難。驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)也首要針對(duì)良好的干擾行為來優(yōu)化，而引導(dǎo)行為主要不是決定性的。對(duì)于應(yīng)產(chǎn)生小的單快速的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)的要求剛好相反：盡可能小的質(zhì)量和具有極其良好的引導(dǎo)行為的驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)。因此有利的是：設(shè)有專門的修整裝置。

與之相應(yīng)地，如下實(shí)施方式是可行的，在所述實(shí)施方式中，修整工夾緊在具有修整主軸驅(qū)動(dòng)器的單獨(dú)的修整主軸上，其中修整主軸驅(qū)動(dòng)器不僅產(chǎn)生修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而且產(chǎn)生修整工具附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

但是，如下實(shí)施方式也是可行的，其中附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)地通過附加驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生。在這種情況下，修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)能夠通過工件驅(qū)動(dòng)器提供。但是，修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)也能夠通過單獨(dú)的、針對(duì)修整優(yōu)化的修整主軸來產(chǎn)生。盡管這意味著不可忽視的耗費(fèi)，但是這在許多情況下是更為適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。何種結(jié)構(gòu)類型是更適宜的，與機(jī)器設(shè)計(jì)相關(guān)，并且與應(yīng)當(dāng)如何且針對(duì)何種目的使用機(jī)器相關(guān)。

修整工具的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)在這兩種情況下由專門的、與特定的需求相配合的附加驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生，所述附加驅(qū)動(dòng)器安裝在工件或修整主軸上。該附加驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)是：所述附加驅(qū)動(dòng)器本身坐落于轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸上。也就是說，修整工具在這種情況下夾緊在附加驅(qū)動(dòng)器上，其中附加驅(qū)動(dòng)器本身安裝到具有工件或修整主軸驅(qū)動(dòng)器的工件或修整主軸上。工件或修整主軸驅(qū)動(dòng)器因此產(chǎn)生修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且附加驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

相應(yīng)地，本發(fā)明也涉及一種用于驅(qū)動(dòng)齒輪狀的修整工具的附加驅(qū)動(dòng)器，所述附加驅(qū)動(dòng)器通過在于如下特性來表征：附加驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成用于安置在機(jī)床的工件或修整主軸上，所述工件或修整主軸產(chǎn)生圍繞工件或修整主軸軸線的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且所述附加驅(qū)動(dòng)器可由NC控制裝置控制，使得附加驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)@工件或修整主軸軸線的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加。

為了設(shè)計(jì)附加驅(qū)動(dòng)器，可以考慮多種不同的實(shí)施方案，例如具有正常的伺服馬達(dá)或力矩馬達(dá)的實(shí)施方案或具有壓電執(zhí)行器的實(shí)施方案。為了借助旋轉(zhuǎn)的修整裝置交換能量和數(shù)據(jù)，同樣可以考慮多種不同的可行性。其包括：具有磨削環(huán)和無接觸地進(jìn)行工作的系統(tǒng)的實(shí)施方案。在無接觸地進(jìn)行工作的系統(tǒng)中，能借助于變壓器尤其感應(yīng)性地傳遞能量和/或數(shù)據(jù)，所述變壓器的一個(gè)繞組停止并且所述變壓器的另一繞組與修整裝置一起旋轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)也能夠以光學(xué)的方式傳遞。

本發(fā)明也涉及一種機(jī)床，所述機(jī)床專門配置用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。這種機(jī)床具有：

蝸桿磨削輪主軸，所述蝸桿磨削輪主軸具有蝸桿磨削輪主軸驅(qū)動(dòng)器，所述蝸桿磨削輪主軸驅(qū)動(dòng)器用于產(chǎn)生圍繞蝸桿磨削輪主軸軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；

蝸桿磨削輪，所述蝸桿磨削輪夾緊在蝸桿磨削輪主軸上；

齒輪狀的修整工具；

工件或修整主軸，工件或修整主軸具有工件修整主軸驅(qū)動(dòng)器，所述工件修整主軸驅(qū)動(dòng)器用于產(chǎn)生修整工具的圍繞工件或修整主軸軸線的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中工件或修整主軸軸線相對(duì)于蝸桿磨削輪主軸軸線交叉地伸展；

移位驅(qū)動(dòng)器，以便使蝸桿磨削輪主軸或者工件或修整主軸沿著蝸桿磨削輪軸線相對(duì)彼此移動(dòng)(移位)；

水平的進(jìn)給裝置，以便使蝸桿磨削輪和修整工具朝向彼此和遠(yuǎn)離彼此運(yùn)動(dòng)；和

NC控制裝置，所述NC控制裝置將蝸桿磨削輪主軸驅(qū)動(dòng)器、工件或修整主軸和移位驅(qū)動(dòng)器電子耦聯(lián)，以便在修整過程期間產(chǎn)生蝸桿磨削輪和修整工具之間的基本展成運(yùn)動(dòng)。

為了能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法，能夠提出：NC控制裝置附加地控制工件或修整主軸驅(qū)動(dòng)器、蝸桿磨削輪主軸驅(qū)動(dòng)器、移位驅(qū)動(dòng)器和/或水平的進(jìn)給裝置，使得附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與基本展成運(yùn)動(dòng)疊加，以便產(chǎn)生蝸桿磨削輪側(cè)壁的附加的改型。作為替選方案，能夠提出：機(jī)床具有上述類型的附加驅(qū)動(dòng)器，其中NC控制裝置控制該附加驅(qū)動(dòng)器，使得所述附加驅(qū)動(dòng)器將圍繞工件或修整主軸軸線的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與修整工具的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加，以便產(chǎn)生蝸桿磨削輪側(cè)壁的附加的改型。在這兩種情況下，NC控制裝置能夠具有處理器和存儲(chǔ)器，其中在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有軟件程序，所述軟件程序在處理器上執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生NC控制裝置的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)代表附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(微運(yùn)動(dòng))。

此外，本發(fā)明提供一種修整工具，所述修整工具用于在上述類型的修整方法中使用。修整工具覆有有硬質(zhì)材料顆粒，并且來源于設(shè)計(jì)齒數(shù)為z的(直線或傾斜裝齒的)齒輪，其中在齒輪上存在相對(duì)于設(shè)計(jì)齒數(shù)z數(shù)量降低的齒，并且其中分別在兩個(gè)現(xiàn)有的齒之間空出至少一個(gè)齒。

為了也能夠同時(shí)借助側(cè)壁修整蝸桿磨削輪的外徑和/或螺牙底部，修整工具能夠具有覆有硬質(zhì)材料顆粒的區(qū)，所述區(qū)用于車削蝸桿磨削輪外徑(überdrehen)和/或用于刺入蝸桿磨削輪螺牙底部。在為兩個(gè)修整區(qū)適當(dāng)?shù)剡x擇直徑時(shí)，得到該方法的不可低估的優(yōu)點(diǎn)：蝸桿磨削輪的外徑和蝸桿磨削輪螺牙的輪廓高度在一定限度中可與全部其余的輪廓特征無關(guān)地自由選擇或設(shè)定。

在兩個(gè)現(xiàn)有的齒之間能夠分別空出相同數(shù)量的齒。在多種情況下，數(shù)量為兩個(gè)或三個(gè)的所空出的齒是有意義的。但是也可以考慮的是：空出更大數(shù)量的齒、例如四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)齒。然而，總是分別空出兩個(gè)齒的修整工具對(duì)于修整可被三整除的蝸桿磨削輪螺牙數(shù)而言出于簡單可理解的理由僅能夠可受限地使用，因?yàn)橛纱四軌蛟诿總€(gè)回合中僅可能修整一個(gè)蝸桿螺牙。但是，代替于此，也能夠不同地來選擇停止的齒輪在環(huán)周上的分布。這種規(guī)則的節(jié)距(Teilung)在此不是前提條件，即例如可行的是：分別在兩個(gè)停止的齒之間空出兩個(gè)齒、隨后空出三個(gè)齒、隨后再次空出兩個(gè)齒等等。用于控制微運(yùn)動(dòng)的軟件因此相應(yīng)地匹配于有效齒的齒牙。

現(xiàn)有的齒能具有如下側(cè)壁形狀，所述側(cè)壁形狀在設(shè)計(jì)齒數(shù)為z的情況下對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的裝齒部類型的未改型的或改型的側(cè)壁形狀。如果例如待制造的裝齒部為改型的漸開線裝齒部，那么優(yōu)選現(xiàn)有的齒具有漸開線形狀。當(dāng)現(xiàn)有的齒的側(cè)壁形狀在修整工具本身處已經(jīng)被改型，那么可能能夠顯著更快地修整用于磨削具有類似改型的側(cè)壁的齒輪的蝸桿磨削輪，因?yàn)殡S后所需要的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)可能會(huì)小得多。

附圖說明

下面，根據(jù)附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，所述附圖僅用于闡述并且不被理解為是限制性的。在附圖中示出：

圖1示出用于圖解說明漸開線齒面與已改型的蝸桿側(cè)壁的接合的草圖；

圖2示出蝸桿磨削輪側(cè)壁上的接觸軌跡的視圖；

圖3示出微運(yùn)動(dòng)的示意的路徑時(shí)間圖；

圖4示出圖3的微運(yùn)動(dòng)的示意的速度時(shí)間圖；

圖5示出用于進(jìn)行連續(xù)的展成磨削的機(jī)床的結(jié)構(gòu)；

圖6示出貫穿用于產(chǎn)生微轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的修整設(shè)備的示意剖視圖；

圖7示出用于夾緊到工件主軸上的修整設(shè)備的一個(gè)實(shí)例；

圖8示出具有規(guī)則分布的有效齒的修整工具的第一實(shí)例；

圖9示出具有不規(guī)則分布的有效齒的修整工具的第二實(shí)例。

具體實(shí)施方式

在圖1中在蝸桿的軸剖面中示出在展成時(shí)齒輪狀的修整工具的單個(gè)的、未改型的齒面8與已改型的蝸桿磨削輪側(cè)壁6的接合，其中為了磨削縱向上為鼓形的齒部而修整蝸桿。對(duì)于該實(shí)例而言，采用任意形式的在縱向上的鼓形部；然而對(duì)于每個(gè)其他類型的改型，所述關(guān)系原則上是類型的。修整工具的齒面8在不同的展成位置1、2、3、4和5中以與改型的蝸桿側(cè)壁6接合的方式示出。以細(xì)虛線示出的線為了進(jìn)比較而示出未改型的蝸桿側(cè)壁7。同樣以細(xì)虛線表示的線9說明如下相應(yīng)的位置，假如齒面8與未改型的蝸桿會(huì)合，所述齒面可能占據(jù)所述位置。也就是說，線9表明齒面的根據(jù)嚙合規(guī)律相應(yīng)理論正確的位置。為了使該過程更好地可見，極其過度地示出蝸桿側(cè)壁的改型。當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蝸桿側(cè)壁6從左向右運(yùn)動(dòng)；具有單一的齒的用于嚙合的修整工具因此順時(shí)針從展成位置1轉(zhuǎn)動(dòng)至展成位置5，并且在此占據(jù)展成角和

在當(dāng)前的實(shí)例中，齒面8的旋轉(zhuǎn)角在以展成角度開始接合時(shí)以旋轉(zhuǎn)角偏差ε₁落后于理論上正確的位置。這也能夠稱作為“滯后”。在繼續(xù)展成的情況下(在展成角度為的第二位置中)，這種滯后下降到ε₂，并且例如在下的展成點(diǎn)P中(精確的位置與蝸桿側(cè)壁上的改型相關(guān))，所述拖后完全消失。在繼續(xù)移動(dòng)至?xí)r，旋轉(zhuǎn)角偏差再次上升至ε₃并且甚至在以展成角結(jié)束接合時(shí)上升到ε₄。也就是說，這種滯后或一般而言即旋轉(zhuǎn)角偏差(ε值)在展成路徑上的移動(dòng)是在所觀察的轉(zhuǎn)移位置處對(duì)蝸桿側(cè)壁上的改型的反映。也可容易地看到：這種類型的展成僅當(dāng)不存在緊隨的或超前的側(cè)壁時(shí)才是可行的，因?yàn)檫@些緊隨的或超前的側(cè)壁可能會(huì)妨礙在展成點(diǎn)P附近的區(qū)域中進(jìn)行側(cè)壁接觸。

如從圖1中可見的那樣，在蝸桿磨削輪側(cè)壁和修整工具的齒部之間通常僅存在點(diǎn)接觸。由此，通過展成運(yùn)動(dòng)在蝸桿側(cè)壁6上產(chǎn)生修整工具的接觸軌跡。圖2示出這種接觸軌跡21的一部分。接觸軌跡21在大約兩個(gè)螺牙節(jié)距(Gangteilung)上螺旋狀地從頂部經(jīng)由側(cè)壁伸展至底部。在圖2中，僅示出第一螺牙節(jié)距。接觸軌跡21的該螺線形狀幾乎與修整工具的齒部的幾何形狀無關(guān)。

在圖3中畫出修整工具在展成角上的旋轉(zhuǎn)角偏差ε的變化。在上文提出的展成角至同樣繪制在圖表中。以如下內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)：基本轉(zhuǎn)速n_g是恒定的，于是，也能夠?qū)r(shí)間軸t用作為橫坐標(biāo)。在這種情況下，參數(shù)至表示如下時(shí)間點(diǎn)，在所述時(shí)間點(diǎn)中采用相應(yīng)的展成角。對(duì)于純幾何的觀察而言，展成角的相關(guān)性是更適當(dāng)?shù)?，然而?duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析而言，時(shí)間t是更適合的。由此，圖表示出修整工具的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(“微運(yùn)動(dòng)”)的變化，所述附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加。

在圖表中，將對(duì)于展成經(jīng)過一個(gè)齒牙所需的時(shí)間繪制為t_z。實(shí)線10是微運(yùn)動(dòng)函數(shù)的一段，該段通過在接合的持續(xù)期間蝸桿側(cè)壁改型的幾何形狀來提供。接合持續(xù)時(shí)間和展成經(jīng)過一個(gè)齒牙的時(shí)間t_z之間的比較示出：在該實(shí)例中，覆蓋度大約為2。僅在點(diǎn)P中，即在展成點(diǎn)附近，旋轉(zhuǎn)角偏差為零；在所有其余的部位處，修整工具的旋轉(zhuǎn)角落后于修整工具在借助未改型的蝸桿展成時(shí)可能所具有的位置。

在所觀察的側(cè)壁在下減速停止之后，確保：將下一個(gè)即將展成經(jīng)過的側(cè)壁被定位成，使得所述側(cè)壁在下以偏差ε₁再次正確進(jìn)入。對(duì)此使用在圖2中以虛線示出的傳遞函數(shù)。如果在有效齒之間分別空出兩個(gè)齒，那么傳遞函數(shù)11是適合的。相反，當(dāng)空出三個(gè)齒時(shí)，傳遞函數(shù)12是適合的。原則上，傳遞函數(shù)在和之間的精確的變化是不重要的，因?yàn)辇X面確實(shí)是脫離接合的。但是適當(dāng)?shù)?，將所述傳遞函數(shù)確定為，使得加速度保持最?。患磦鬟f函數(shù)對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)(數(shù)學(xué)上表達(dá)為d²ε/dt²)應(yīng)當(dāng)在數(shù)值方面保持盡可能地小。為此，傳遞函數(shù)應(yīng)當(dāng)以可連續(xù)微分的方式選擇。在空出三個(gè)齒的位置處，傳遞函數(shù)在大約兩個(gè)齒牙上伸展；其伸展因此自然能夠是更溫和一些的。

圖4示出“微運(yùn)動(dòng)函數(shù)”的速度變化，當(dāng)對(duì)圖3的路程變化以時(shí)間t求導(dǎo)時(shí)，得到所述速度變化。實(shí)線13是展成區(qū)中速度變化，以虛線示出的線14和15表示兩個(gè)傳遞函數(shù)，其又分別針對(duì)于空出兩個(gè)或三個(gè)齒的情況。

如果共同考慮展成運(yùn)動(dòng)的基本轉(zhuǎn)動(dòng)，那么以基本轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω_g向上移動(dòng)該函數(shù)，其中從蝸桿的角速度ω_g、蝸桿的螺牙數(shù)g、修整齒輪的設(shè)計(jì)齒數(shù)z和轉(zhuǎn)移速度ν_y中得出該角速度。但是如果僅觀察疊加的微運(yùn)動(dòng)，那么t軸和縱坐標(biāo)在ω＝0處相交。

將在上文中已經(jīng)提及的相應(yīng)的傳遞函數(shù)確定為，使得在下一側(cè)壁在中進(jìn)入到展成區(qū)中時(shí)，速度與微運(yùn)動(dòng)的在那里所需的、因幾何形狀產(chǎn)生的角速度一致。

如從圖3和4中可見，針對(duì)微運(yùn)動(dòng)的路程和速度得到近似周期性的變化，所述變化在當(dāng)前的實(shí)例中類似于正弦函數(shù)。微運(yùn)動(dòng)在一個(gè)周期上的速度的時(shí)間平均值(進(jìn)而還有在整個(gè)修整過程上的時(shí)間平均值)幾乎為零。自然，蝸桿磨削輪側(cè)壁處的其他類型的改型得出略有不同的變化；然而，函數(shù)的基本特征總是大致相同的。在此，微運(yùn)動(dòng)的基本頻率與修整工具處的所空出的齒的相應(yīng)的數(shù)量相關(guān)；如果每三個(gè)齒中存在一個(gè)空出的齒，那么所述基本頻率是齒頻率f_z＝1/t_z的三分之一；如果僅每四個(gè)齒中存在一個(gè)空出的齒，那么所述基本頻率為f_z的四分之一，等等。在此，在數(shù)值上對(duì)于以Hz為單位的齒頻率適用的是：f_z[Hz]＝n_s[1/min]·g/60，其中n_s是以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為單位的蝸桿磨削輪轉(zhuǎn)速并且g稱作蝸桿螺牙數(shù)。

基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和疊加的微運(yùn)動(dòng)能夠通過共同的驅(qū)動(dòng)單元或分別通過單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)單元來產(chǎn)生。這接下來參考圖5至7詳細(xì)闡述。

圖5示例地示出展成磨削機(jī)器，所述展成磨削機(jī)器專門設(shè)計(jì)用于實(shí)施在上文中闡述的方法。

機(jī)器具有機(jī)床31，所述機(jī)床具有可水平(沿X方向)移動(dòng)的工具承載件32。此外，在該工具承載件32上安裝有可豎直(沿Z方向)移動(dòng)的滑塊，在所述滑塊上安置有磨削頭33與可沿Y方向移動(dòng)的移位滑塊36和可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置在其上的蝸桿磨削輪34。蝸桿磨削輪34由電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)35驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿磨削輪34能夠借助于移位滑塊36沿著其軸線在運(yùn)行中移位。為此，移位滑塊具有以電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的移位驅(qū)動(dòng)器37。磨削頭33相對(duì)于工具承載件32可圍繞平行于X方向的軸線樞轉(zhuǎn)。在此，坐標(biāo)系X-Y-Z不是正交的，因?yàn)閅軸不與Z軸垂直，而是以傾斜角傾斜于Z軸(可單獨(dú)設(shè)定的)；但是也能夠使用具有正交的坐標(biāo)系的展成磨削機(jī)器。

此外，將轉(zhuǎn)塔形式的工件承載件38安置在機(jī)床31上。工件承載件承載兩個(gè)電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的工件主軸39、40，在當(dāng)前的實(shí)例中將呈正齒輪軸形式的工件41分別夾緊在所述工件主軸上以進(jìn)行加工。一個(gè)工件主軸40在當(dāng)前的實(shí)例中處于加工位置中，在所述加工位置中，所分配的工件能夠由蝸桿磨削輪34加工。另一工件主軸39處于裝載和卸載位置中，完成加工的工件在所述裝載和卸載位置中被取出并且能夠夾緊新的待加工的工件。修整單元42以與工件主軸錯(cuò)開一定角度(在此為90°)的方式設(shè)置在工件承載件38上。由于工件承載件38的轉(zhuǎn)動(dòng)，使該修整單元進(jìn)入加工位置中，以便修整蝸桿磨削輪34。

修整單元42包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器：(在圖5中僅部分可見的)一個(gè)是基本驅(qū)動(dòng)器43而一個(gè)是附加驅(qū)動(dòng)器44，所述附加驅(qū)動(dòng)器安裝在基本驅(qū)動(dòng)器43的主軸上，以便將快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(微運(yùn)動(dòng))與由基本驅(qū)動(dòng)器43產(chǎn)生的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加。將齒輪狀的修整工具90夾緊在附加驅(qū)動(dòng)器44的主軸上。

展成磨削機(jī)器的不同的驅(qū)動(dòng)器由NC控制單元45控制。CNC操作單元46用于操作NC控制單元。在當(dāng)前的實(shí)例中，僅示出NC控制單元45中的四個(gè)NC模塊。前兩個(gè)模塊驅(qū)動(dòng)修整單元42的基本驅(qū)動(dòng)器43和附加驅(qū)動(dòng)器44。另兩個(gè)模塊驅(qū)動(dòng)蝸桿磨削輪34的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)35和用于移動(dòng)滑塊36的移位驅(qū)動(dòng)器37。其他的、未示出的NC模塊用于控制其他的驅(qū)動(dòng)器。輸送線路47將NC模塊與不同的驅(qū)動(dòng)器連接。NC控制單元45執(zhí)行用于控制驅(qū)動(dòng)器的軟件。

在修整時(shí)，基本驅(qū)動(dòng)器43根據(jù)對(duì)于修整過程而言決定性的參數(shù)、例如蝸桿磨削輪轉(zhuǎn)速n_s、蝸桿螺牙數(shù)g、修整工具的設(shè)計(jì)齒數(shù)z和移位速度v_y產(chǎn)生修整工具90的基本轉(zhuǎn)速。附加驅(qū)動(dòng)器44以由軟件控制的方式將快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與該基本轉(zhuǎn)速疊加。

在圖6中示出附加驅(qū)動(dòng)器44和基本驅(qū)動(dòng)器43的一個(gè)可行的實(shí)施方式的軸剖面圖?；掘?qū)動(dòng)器43以已知的方式構(gòu)造并且包括殼體51、主軸52、主軸軸承53和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)54。在上部的主軸端部55附近設(shè)置有旋轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)具有測量盤56和讀取頭57。在上部的主軸端部55上放置有附加驅(qū)動(dòng)器44。該附加驅(qū)動(dòng)器包括如下對(duì)于高精度NC(數(shù)控)軸所必需的全部元件：殼體61、(在此環(huán)形的)主軸62、(在此同樣環(huán)形的)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)63和測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)具有測量盤64和讀取頭65。為了能夠?qū)y量系統(tǒng)的隨主軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)63和讀取頭65供應(yīng)電流，設(shè)有具有定子71和轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)動(dòng)引入裝置70，所述轉(zhuǎn)動(dòng)引入裝置處于主軸的下端部處。來自NC控制單元和到NC控制單元的輸送線路與轉(zhuǎn)動(dòng)引入裝置72的定子71連接。經(jīng)由滑環(huán)或者以感應(yīng)的方式(借助于定子71和轉(zhuǎn)子72中的兩個(gè)同心的線圈)并且必要時(shí)以光學(xué)的方式進(jìn)行能量和數(shù)據(jù)在定子71和轉(zhuǎn)子72之間的傳遞。從轉(zhuǎn)子72到附加驅(qū)動(dòng)器44，電流引導(dǎo)穿過主軸52經(jīng)由功率線纜73和測量線路74進(jìn)行。

圖7示出修整設(shè)備的一個(gè)實(shí)例，所述修整設(shè)備適合于夾緊在展成磨削機(jī)器的工件主軸上，所述展成磨削機(jī)器在機(jī)械方面并非專門針對(duì)在此描述的新型的修整方法。該修整設(shè)備提供用于工件主軸的附加驅(qū)動(dòng)器，以便相對(duì)于工件主軸的基本轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生快速的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。修整設(shè)備80為了進(jìn)行修整借助于夾緊鉆孔81在工件主軸上定心和并且夾在工件主軸上。經(jīng)由用于供電和數(shù)據(jù)測量的連接線纜82(僅示意地示出)并且經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)引入裝置83進(jìn)行能量輸送還有與NC控制裝置的數(shù)據(jù)交換。所述設(shè)備包含上述類型的附加驅(qū)動(dòng)器和測量系統(tǒng)。修整工具90夾緊在修整設(shè)備上。例如在使用時(shí)間結(jié)束之后或當(dāng)應(yīng)當(dāng)改裝時(shí)，所述修整工具能夠容易地更換到具有其他的齒部數(shù)據(jù)的工件上。

圖7的修整設(shè)備相對(duì)于圖6中示出的變型形式也可使用在如下機(jī)器上，所述機(jī)器在機(jī)械方面主要針對(duì)其他的修整方法構(gòu)造從而在工件主軸上不具有單獨(dú)的修整主軸或不具有轉(zhuǎn)動(dòng)引入裝置。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的修整工具90的一個(gè)實(shí)例，其中在兩個(gè)停止的齒91之間分別空出兩個(gè)齒。停止的齒覆有由硬質(zhì)材料、例如金剛石顆粒顆粒構(gòu)成的層；此外，將其齒厚度略微降低，以便在修整時(shí)不能夠產(chǎn)生與蝸桿磨削輪側(cè)壁的雙側(cè)壁接觸。除了齒面之外，在用于車削(überdrehen)蝸桿磨削輪外徑的齒底上的部分92覆有硬質(zhì)材料并且在用于刺入螺牙底部的齒頂93上也覆有硬質(zhì)材料。

該實(shí)例示出裝有直齒的修整工具；然而，該修整工具就也能夠以傾斜裝齒的方式在左側(cè)或右側(cè)上升，只要遵循兩個(gè)側(cè)壁絕不同時(shí)與蝸桿側(cè)壁接觸的條件。

在對(duì)所述方法的描述中，對(duì)于修整工具而言采用未改型的漸開線齒輪。但是，這并不是前提條件；修整工具上的鼓形的或其他任意改型的齒部同樣良好地起作用。

借助圖8中的修整工具，在沒有子操作的情況下無法修整蝸桿磨削輪，所述蝸桿磨削輪的螺牙數(shù)可被三整除。對(duì)于這種情況，要么需要分別空出三個(gè)齒的工具，或者需要有效齒在環(huán)周之上不規(guī)則分布的工具。因此，例如能夠露出兩個(gè)、隨后三個(gè)、隨后再次兩個(gè)的齒等等。于是，用于控制微運(yùn)動(dòng)的軟件與不規(guī)則的齒距相協(xié)調(diào)。特別地，根據(jù)軟件，將不同的傳遞函數(shù)正確地與工具的轉(zhuǎn)動(dòng)位置相關(guān)聯(lián)。可以考慮這種不規(guī)則的齒距中的許多，并且分別檢查：特定的分布樣式如何良好地適合于待修整的螺牙數(shù)。原則上適用的是：有效齒占設(shè)計(jì)齒數(shù)z的百分比越高，修整就越有效率。

圖9示出修整工具90'的一個(gè)實(shí)例，所述修整工具具有不規(guī)則分布的有效齒。在區(qū)域94中，空出兩個(gè)齒，在區(qū)域95中隨后空出三個(gè)齒，隨后再次空出兩個(gè)齒等等。也就是說，基本齒距是七個(gè)齒；因此，該版本不適合于7線、14線、21線的蝸桿磨削輪。對(duì)于該實(shí)例而言為了將用于有效齒的位置的樣式規(guī)則地分布在環(huán)周上，設(shè)計(jì)齒數(shù)z必須可被七整除。

在說說方法和修整工具的上述描述中，以如下內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)：修整工具的齒部為漸開線齒部。這首先是因?yàn)椋哼@種類型的齒部在傳動(dòng)技術(shù)中分布最廣泛并且最經(jīng)常使用，但是也是因?yàn)樵诖丝捎绕淞己玫卣宫F(xiàn)所述關(guān)系并且是明白易懂的。但是原則上，所述方法可在如下全部情況中使用，在所述情況中，用于連續(xù)的展成磨削蝸桿磨削輪是需修整的，以及用于任何其他可展成的齒部。

此外，如已經(jīng)在上文中所提及的那樣，例如在修整工具具有漸開線齒部的情況下，其齒面為純的漸開線、即，是完全未改型的，并非是前提條件。因?yàn)榇蠖鄶?shù)如今被磨削的齒部通常具有微小的輪廓鼓度，所以能夠有意義的是：在修整工具上同樣安置這種改型部。在所述作用下，這引起：在修整蝸桿磨削輪時(shí)修整工具的微運(yùn)動(dòng)整體上顯得較小，其中所述蝸桿磨削輪設(shè)置用于磨削具有鼓度的齒部。這根據(jù)修整設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)器可能過會(huì)允許更高的修整速度。對(duì)于使用這種改型的修整工具的情況而言，由軟件相應(yīng)地考慮修整齒部的實(shí)際形狀。于是，為了計(jì)算用于在蝸桿磨削輪側(cè)壁上產(chǎn)生所要求的改型的微運(yùn)動(dòng)而不考慮其與理論齒面形狀的區(qū)別，而是考慮與改型的工具側(cè)壁的區(qū)別。

當(dāng)在上文中所討論的實(shí)例中分別產(chǎn)生修整工具的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為替選方案或除此之外，也可以考慮：代替于此，產(chǎn)生蝸桿磨削輪的附加轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這能夠通過相應(yīng)地控制蝸桿磨削輪驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，或者對(duì)此能夠設(shè)有附加驅(qū)動(dòng)器，其類似于在上文中所討論的用于修整工具的附加驅(qū)動(dòng)器。作為替選方案或除此之外，也能夠?qū)⒕€性的附加運(yùn)動(dòng)與移位運(yùn)動(dòng)和/或X運(yùn)動(dòng)疊加。這能夠通過相應(yīng)地控制用于移位滑塊或X軸的驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，或者對(duì)此能夠設(shè)有相應(yīng)的附加驅(qū)動(dòng)器，所述附加驅(qū)動(dòng)器能夠以高的精度產(chǎn)生蝸桿磨削輪或修整工具的小的、快速的軸向移動(dòng)。