(57)【要約】  正面歯車を研削するための精密研削装置は中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、また中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面内で移動できる歯車テーブル部分を有する。装置は更に歯車テーブル部分に装着された、表面を硬化された正面歯車を有する。装置に装着された研削ホイールは、中心軸線Ｃのまわりで制御された駆動回転を行い、所定の形状の研削表面を具備する。研削ホイールは送り軸線Ｖに沿って制御された態様で歯車に対して進退運動を行うことができ、研削ホイールは歯車に関して接線方向に及び接線方向の送り軸線に沿って送り軸線に直交する方向に、制御された態様で移動でき、Ｃ、Ｖ、ＴＦ軸線における研削ホイールの運動及びＢ、Ｗ軸線における歯車の運動は中央制御手段により制御される。【選択図】図９
2008519699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面歯車を研削するための精密研削装置において、
中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面Ｖ内で移動できる適当な歯車テーブル部分と；
上記歯車テーブル部分に装着され、その中に形成された一連の歯車歯を有する、表面を硬化された正面歯車と；
上記装置に装着され、中心軸線Ｃのまわりで制御された駆動回転を行い、所定の形状の研削表面を具備し、送り軸線Ｖに沿って制御された態様で上記歯車に対して進退運動を行うことができ、当該歯車に関して接線方向に同歯車の方へ及び接線方向の送り軸線ＴＦに沿って上記送り軸線Ｖに直交する方向に、制御された態様で移動できる研削ホイールと；
を有し、
上記Ｃ、Ｖ、ＴＦ軸線における上記研削ホイールの運動及びＢ、Ｗ軸線における上記歯車の運動が中央制御手段により制御されることを特徴とする精密研削装置。
【請求項２】
上記研削ホイールに対して所定の関係で上記装置にドレッシング装置が装着され、同ドレッシング装置が：
Ｙ軸線に沿った上記研削ホイールの上記研削表面に対して進退する制御された運動のための第２の所定の形状を備えた被駆動研削ディスクを有し、同ディスクが、当該研削ホイールの上記Ｃ軸線に実質上平行な軸線Ｘに沿って運動するように、上記装置に装着され、
上記Ｘ軸線が上記Ｙ軸線と直交しており、上記ディスクがまた中央のドレッシング軸線Ａのまわりで角度運動を行うことができ、
上記Ｘ、Ｙ、Ａ軸線における上記運動が、上記研削ホイールの上記研削表面を生じさせ及び同表面を上記所定の形状に回復させるように、上記中央制御手段により及びその下で連動させられることを特徴とする請求項１に記載の精密研削装置。
【請求項３】
上記研削表面が上記歯車上に存在する歯車歯と噛み合い、同歯車歯を所定の仕上げ形状に研削するようになったウオームの形としてシェーピングされることを特徴とする請求項１に記載の精密研削装置。
【請求項４】
上記研削ホイールが、上記歯車に対して接線方向で上記Ｖ軸線に対して直交する軸線ＴＦに沿った方向に移動でき、当該研削ホイールが傾斜軸線ＷＴのまわりで傾斜できることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項５】
上記研削ホイールの上記ウオームのプロフィールを生じさせ及び回復させるためのドレッシング手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の研削装置。
【請求項６】
上記研削ホイールが上記歯車に対して接線方向の軸線ＴＦに沿って移動でき、当該研削ホイールが枢動軸線ＷＴのまわりで傾斜できることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項７】
正面歯車上に歯を発生させるための送り機構を更に有し、同送り機構は、上記正面歯車が同正面歯車の歯面の全幅を横断するように、複合の垂直及び水平方向において当該正面歯車を移動させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項８】
上記中央制御手段がコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）であることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項９】
上記装置が並み、凹状及び凸状からなるグループから選択された形状を有する歯車の歯を生じさせるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項１０】
冷却剤装置を更に有することを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項１１】
上記冷却剤装置が研削中に上記歯の燃焼を阻止するようになった高圧温度制御冷却剤装置であることを特徴とする請求項１０に記載の研削装置。
【請求項１２】
テーパー付ピニオンギヤのための精密研削装置において、
研磨により歯車に歯を発生させるための、その上に装着された研削部分を有するベースと；
上記研削部分に並置して上記ベースに装着され、当該研削部分と共働する歯車駆動手段と；
上記歯車駆動部分に装着され、所定の寸法及び形状の予め形成された歯を有する、表面を硬化されたテーパー付ピニオンギヤと；
を有し、
上記歯車駆動部分がＢ１で示す中心軸線において第１のＣＮＣ制御部分により制御されるような態様で上記ピニオンギヤを回転させる能力を有し、当該歯車駆動部分がまた第２のＣＮＣ制御部分により制御されるような態様にてＷで示す垂直軸線において当該ピニオンギヤを上下に移動させる能力を具備し、
上記研削部分が、所定の形状のウオームをその中に発生させる研削表面をその上に備えた研削ホイールを有し、上記研削ホイールがＣで示すその中心軸線において当該研削ホイールの回転を制御するように第３のＣＮＣ制御部分により回転駆動され、制御されるようになっており、該研削ホイールが更に、Ｘ軸線に沿った上記ピニオンギヤに対する該研削ホイールの進退運動を制御するように、それに作動的に関連する第４のＣＮＣ制御部分を有し、該研削ホイールが更に、ＴＦ軸線に沿った当該ピニオンギヤに関して接線方向で上記Ｖ軸線に直交する方向において該研削ホイールの運動を制御するように、それに作動的に関連する第５のＣＮＣ制御部分を有し、
上記ＣＮＣ制御部分が、連続的な研削作業において上記歯車内に歯を形成するために上記ウオームを上記ピニオンギヤの上記歯とかみ合わせるように、一緒に共働することを特徴とする研削装置。
【請求項１３】
上記研削ホイール部分が上記歯車に対して接線方向であるＴＦで示す軸線に沿って移動することができ、当該研削ホイール部分がＷＴで示す枢動軸線のまわりで傾斜できることを特徴とする請求項１２に記載の研削装置。
【請求項１４】
上記ウオームを生じさせ、かつ、同ウオーム内に所定量の歪みが存在する場合に同ウオームをその所定の形状に回復させるために、３つの付加的なＣＮＣ制御部分により制御されるような態様で上記研削表面と係合するように、上記研削部分と共働する関係で装着された研削ホイールドレッシング部分を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の研削装置。
【請求項１５】
上記３つの付加的なＣＮＣ制御部分が：
Ｙで示す軸線に沿った上記研削表面に対する上記ドレッシング部分の進退運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第６のＣＮＣ制御部分と；
上記Ｃ軸線に実質上平行なＸで示す軸線に沿った上記ドレッシング部分の運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第７のＣＮＣ制御部分と；
Ａとして示す枢動軸線のまわりでの上記ドレッシング部分の角度運動を制御するように当該ドレッシング部分と作動的に関連する第８のＣＮＣ制御部分と；
を有することを特徴とする請求項１４に記載の研削装置。
【請求項１６】
上記ドレッシング部分が研磨により上記ウオームの形状を回復させるために上記研削ホイールの上記表面に係合するようになった、所定の形状を備えたディスクを有することを特徴とする請求項１４に記載の研削装置。
【請求項１７】
冷却剤装置を更に有することを特徴とする請求項１２ないし１６のうちのいずれかに記載の研削装置。
【請求項１８】
上記冷却剤装置が研削中に上記歯の燃焼を阻止するようになった高圧温度感応性の冷却剤装置であることを特徴とする請求項１７に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に正面歯車の開発のための方法及び装置に関し、特に、高動力伝達に適する正面歯車の開発のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高動力伝達のための正面歯車の開発は比較的近年のものである。歴史的には、正面歯車セットを介しての動力の伝達は次の２つの因子のため比較的低レベルに制限されていた。これらの因子とは、１）番い合う歯車の歯形がシェーパー切削により得られること及び２）許容できる歯形を形成することができるが、シェーピング加工により作成した歯は硬い表面を有しないことである。シェーピング加工により作成した歯形は結果としての正面歯車セットをほぼ完全な整合状態に維持することを必要とした。従来は、シェーピング加工された歯の表面を硬化させるために正面歯車セットに対して遂行する任意の作業は硬化作業中に正面歯車セットの形を歪める傾向を有していた。
【０００３】
正面歯車の以前の製造方法はフェローズ社(Fellows Corporation)により開発されていた。方法は歯車シェーパー装置を使用し、仕上がった製品は低動力の用途に使用できる。
本出願人は高動力伝達用途に適する正面歯車セットを製造する新規な方法及び装置を先に開発し、その方法及び装置は米国特許第６，３９０，８９４号明細書に記載されている。この文献は参照のためにその全体をここに組み込む。
【特許文献１】米国特許第６，３９０，８９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フェローズ社の方法は正面歯車の歯をシェーピングするための金属切削プロセスを使用する。このプロセスは適当な硬度及び金属切削特性を有する材料にのみ適用することができる。材料が硬過ぎる場合、シェーパー工具は有効に切削を行うことができない。このシェーピングプロセスは低動力用途に適する金属から歯車歯を仕上げ切削するためにのみ有効に使用することができる。このプロセスは高動力用途に必要な精度及び表面仕上げを与えない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は正面歯車を研削するための精密研削装置に関し、この装置は、中心軸線のまわりで回転するように制御された状態で駆動され、制御された態様で軸線に沿って垂直面内でも移動できる歯車テーブル部分を有する。装置は更に歯車テーブル部分に装着された表面を硬化された正面歯車を有する。装置に装着された研削ホイールは中心軸線Ｃのまわりで制御された回転駆動を行い、所定の形状の研削表面を具備する。研削ホイールは制御された態様で送り軸線Ｖに沿って歯車に対して進退運動でき、研削ホイールは接線方向の送り軸線ＴＦに沿って送り軸線Ｖに垂直に接線方向において歯車に関して制御された態様で移動することができ、この場合、Ｃ、Ｖ、ＴＦ軸線における研削ホイールの運動及びＢ、Ｗ軸線における歯車の運動は中央制御手段により制御される。
【０００６】
本発明の代わりの実施の形態においては、装置は更に正面歯車上に歯を形成するための送り機構を有し、この送り機構は、正面歯車が正面歯車の歯面の全幅を横断するように、垂直及び水平の複合方向に正面歯車を移動させるようになっている。
【０００７】
更に別の実施の形態においては、本発明はテーパー付ピニオンギヤのための研削装置を提供し、この装置は、研磨により歯車に歯を形成するためのその上に装着された研削部分を備えたベースと、研削部分に対して並置しこれと共働するようにベースに装着された歯車駆動部分と、歯車駆動部分に装着され、所定の寸法及び形状の予め形成された歯を有する表面を硬化されたテーパー付ピニオンギヤとを有する。この実施の形態においては、歯車駆動部分はＢ１で示す中心軸線において第１のＣＮＣ制御部分により制御されるような態様でピニオンギヤを回転させる能力を有し、また、第２のＣＮＣ制御部分により制御されるような態様でＷにて示す垂直軸線においてピニのギヤを上下に移動させる能力を有する。研削部分は、その上に研削表面を備え所定の形状のウオームを持つ研削ホイールを有し、Ｃで示す中心軸線において研削ホイールの回転を制御するように第３のＣＮＣ制御部分により回転駆動され、制御される。研削ホイールはまたＶ軸線に沿ってのピニオンギヤに対する研削ホイールの進退運動を制御するための第４のＣＮＣ制御部分と、ＴＦ軸線に沿ってＶ軸線に垂直にピニオンギヤに関して接線方向において研削ホイールの運動を制御するための第５のＣＮＣ制御部分とを有する。ＣＮＣ制御部分は連続する研削作業において歯車に歯を形成するためにウオームをピニオンギヤの歯と噛み合わせるように一緒に共働する。
【０００８】
本発明の任意の上述の実施の形態は更に研削中に歯車歯の燃焼を阻止するために高圧温度冷却剤装置を有することができる。
【実施例】
【０００９】
同様の部品を同様の符号で示す図に戻ると、符号１０は従来の平歯車研削装置を全体的に示す。（部分的に示す）機械２は双頭矢印１６で示すような直線運動を生じさせることのできる可動のキャリッジ１４を具備する。キャリッジ１４はリードシャフト２０に接続された歯車駆動ヘッド１８を具備する。駆動ヘッド１８から遠い方のシャフト２０の端部はシャフト２０を安定させるために心押台２２内でセンタリングされる。平歯車２４はシャフト２０に装着され、駆動ヘッド１８により制御された状態で回転させられる。
【００１０】
平歯車研削ホイール２６は平歯車２４の周辺表面と係合した状態で示す。研削ホイール２６は図３に示す研削ホイール３６と同じ形をしており、双頭矢印８で示すように歯車２４に対して進退運動できるようにしなければならない。研削ホイールの回転は平歯車の回転と調和して機能する。
【００１１】
研削された平歯車を製作するため、研削ホイール２６は歯車２４の方へ前進させられ、一方、研削ホイール２６が平歯車の選択された領域内へ所望の深さまで前進するまで、歯車２４は研削ホイール２６における「ウオーム」プロフィールと同期して調歩的に回転させられる。このとき、平歯車は軸方向へ徐々に移動し、研削ホイール２６が歯車の歯長に沿って研削を完了するのを許容する。歯の寸法及びプロフィールが達成されるまで、
このプロセスは増大する材料除去のために繰り返される。
【００１２】
図２は研削プロフィールを有するようにドレッシングされる前の従来の研削ホイール３０を示す。
図３は（先に述べたような平歯車の歯を研削するために使用される）ウオームプロフィール３８を含む研削ホイール３６を示し、このプロフィールはウオームプロフィールを提供するために特殊な形状のドレッシングディスク４２を担持するドレッシング工具４０により形成される。研削ホイール３６が回転するとき、ドレッシング工具４０は研削ホイール３６の表面を横切って移動する。所望の歯形状が達成されるまで、ディスク４２はホイール３６の表面内へ前進する。ホイール３６の表面上のプロフィール３８の形状は研削ディスク４２のプロフィールの形状により形成される（すなわち、ディスク４２の回転軸線はホイール３６の回転軸線に普通平行である。）
図４は並みの正面歯車５０及びこれと番い合うピニオン５２を示す。正面歯車５０上の歯５４は半径方向に延び；ピニオン５２上の歯５６はピニオン５２の回転軸線に平行である。
【００１３】
図５は正面歯車５０及びピニオンを断面で示す。歯５４、５６は噛み合った状態で示す。
図６はシェーパーカッタ６０により正面歯車５０の歯をシェーピングする従来の方法を示す。シェーパーカッタ６０は（矢印６２で示すように）軸方向で往復運動し、その間、正面歯車５０及びシェーパーカッタ６０は、所望の歯形状が得られるまで、シミュレートした噛み合い係合状態で絶えず移動する。
【００１４】
図７は本発明の教示に従って構成された正面歯車作業ヘッド６８及び正面歯車研削ヘッド１００を示す。図７に示す実施の形態は並の、凸状の又は凹状の正面歯車の歯を研削するために使用される。図では、凸状の正面歯車７０は軸線７４のまわりで回転するように制御可能な回転テーブル７２に装着された状態で示す。回転テーブル７２はＣＮＣ駆動モータ８０に直接装着される。モータ８０は回転テーブル７２を駆動するように作用し、ベース７６に直接装着される。正面歯車作業ヘッド６８は旋回軸線７８のまわりで旋回できる。正面歯車作業ヘッド６８の旋回の度合いは図９に示す旋回セレクタ１０８により厳密に制御される。全体の回転する正面歯車ヘッド６８は好ましくは、矢印９０で示すように、歯の研削作業中垂直方向において制御された運動を行うことができる。ＣＮＣ制御は垂直軸線での制御された運動を許容する。図示の例においては、歯車の回転軸線は研削中水平の方位に維持される。
【００１５】
研削ヘッド１００はその上に回転自在に装着された研削ホイール１０２を有する。研削ヘッド１００は正面歯車作業ヘッド６８及び研削ホイール１０２に関して精確に位置決めされる。全体の研削ヘッド１００は、矢印２１０で示すように、歯の研削作業中水平方向において制御された運動を行うことができるようにしなければならない。ＣＮＣ制御は水平軸線における制御された運動を許容する。
【００１６】
研削ホイール１０２は特殊なウオームプロフィール２６８（例えば、図１０、１５参照）を具備し、研削作業は、研削ホイールのプロフィール２６８及び正面歯車が精確に噛み合う（すなわち、研削ホイール１０２のウオームが正面歯車７０の歯と噛み合うプロフィールを有する）ように、研削ホイール１０２を正面歯車７０の方へ前進させることにより実行される。正面歯車７０の歯を発生させるための送り機構は、研削ホイールが正面歯車７０の歯面７１の全体の幅を横断してしまうまで、垂直及び水平の複合方向へ正面歯車７０をゆっくり移動させる。研削ホイール１０２は、所望の歯のプロフィールが得られるまで、各継続するパスにおいて正面歯車７０の歯面７１の表面内へ徐々に前進する。
【００１７】
図８は本発明が研削できる正面歯車の形状の例を示す。並みの正面歯車５０、凸状の正面歯車７０及び凹状の正面歯車１０６はすべて本発明の教示を使用して研削することができる。正面歯車の種類を決定するために使用される基準は歯車の歯面７１と歯車の回転軸線８２との間の角度測定を含む。本発明はまた、この図面には示さないが、後に詳細に説明するピニオンギヤを研削するようにすることもできる。
【００１８】
図９は本発明の教示に従って構成された完全な研削機械２００を示す。ベース２０２が設けられ、正面歯車作業ヘッド６８は所定の態様でベース上に装着することができる。この装置はその上に正面歯車７０を装着した回転テーブル７２をその軸線（「Ｂ」で示す軸線）のまわりで制御された態様で駆動する。回転テーブル７２はＣＮＣ駆動モータ８０に直接装着される。モータ８０は回転テーブル７２を駆動するようになっており、ベース７６に直接装着される。ベース７６は作業テーブル２１４に装着され、この作業テーブルは、正面歯車作業ヘッド６８が作業テーブル２１４の装着地点のまわりで旋回することを許容する。これは、正面歯車が「ＷＴＳ」軸線として示す手動で調整可能な角度旋回設定を行えるのを許容する。作業テーブル２１４は駆動モータ２２２によりレール２１６に沿って垂直面内で移動できるように強制される。この垂直軸線は「Ｗ」軸線として示す。
【００１９】
その上に研削ホイール１０２を装着した研削ヘッド１００は、研削ホイール１０２が正面歯車作業ヘッド６８に対して進退運動でき、研削ホイール１０２が同様に作業ヘッド６８に対して接線方向に移動できるような態様で、ベース２０２に装着される。研削ヘッド１００は正面歯車作業ヘッド６８に対するキャリッジ２５４の進退運動を生じさせるようにレール２５９に沿って移動できる。これは自由軸線であって、「Ｖ」軸線として示す。キャリッジ２５４はまた正面歯車７０に関する接線方向への研削ホイール１０２の運動を生じさせるようにレール２５２に装着される。この軸線は「ＴＦ」軸線として示す。研削テーブル２５８は枢動軸線２６０のまわりでキャリッジ２５４を枢動させることができる。これは研削ホイール枢動軸線であって、「ＷＴ」軸線として示す。研削ホイール１０２は軸線「Ｃ」として示す軸線のまわりで回転し、キャリッジ２５４に一体的に装着されたモータ２６２により駆動される。研削ホイール１０２は図１０に示すようなその表面上に描かれる所定のプロフィールを有する。図９の研削機械の他の図は図１６、１７で提供される。
【００２０】
機械２００の初期の組み立て中、軸線「ＴＦ」及び「ＷＴ」が設定され、正面歯車７０上に既に存在する歯形状に関してロックされる。（正面歯車７０は機械２００に装着される前に歯シェーピング及び表面硬化作業を既に受けている。）正面歯車７０に対する研削ホイール１０２の初期の接近中、モータ２６２は軸線「Ｃ」のまわりで研削ホイール１０２を回転させ、モータ８０は軸線Ｂのまわりで正面歯車７０を回転させる。軸線「Ｃ」及び「Ｂ」の回転は定められた同期する態様で行われる。所望の研削位置に達するまで、キャリッジ２５４は正面歯車７０の方へ研削ホイール１０２を運ぶように「Ｖ」軸線に沿って送られる。研削中、正面歯車７０の全体の歯面７１が研削ホイール１０２により横断されるのに十分なほど研削ホイールが移動してしまうまで、正面歯車テーブル２１４は送り軸線「Ｗ」に沿った制御された運動を受け、研削ヘッド１００は送り軸線「Ｖ」に沿った制御された運動を受ける。次いで、歯形及び形状の所望の深さが得られるまで、研削ホイール１０２はテーブル２１４の方へ僅かに移動し、検索作業が繰り返される。
【００２１】
回転ダイアモンドドレッシング工具組立体２６４はまたレール２５６に沿って研削テーブル２５８に装着される。組立体２６４はダイアモンドで含漬されたディスク２８０（図１０参照）を回転させる回転装置２６６を有する。ディスク２８０は（研磨により）研削ホイール１０２に定められた形状を発生させるために使用される。装置２６６はこの装置２６６を装着したポスト２７０上及びそのまわりで高さ及び角度を調整できる。全体のドレッサ組立体２６４は３つの軸線において制御された運動を行えるようにテーブル２５８に装着される。第１の運動軸線は、送りテーブル２７４に装着されたドレッサ組立体がレール２７２に沿って研削ホイール１０２に対して前後に進退運動するのを許容する。この軸線は「Ｙ」軸線として示す。
【００２２】
レール２５６に沿ったドレッシング工具組立体２６４の（研削ホイール１０２の軸線に平行な）並進態様の運動は「Ｘ」軸線として示す。ポスト２７０のまわりでのドレッサホイール２８０の角度的な態様の運動は角度軸線「Ａ」を画定する。研削ホイールのプロフィールは、ドレッサ組立体２６４のディスク２８０が研削ホイール１０２のプロフィールと適正に噛み合うように、ドレッサ組立体２６４のための送りテーブル組立体２７４の運動が研削ホイール１０２の回転と同期することを要求する。
【００２３】
部分的に完成し、表面を硬化された正面歯車７０の研削作業は次の通りである：
回転テーブル７２は所定の傾斜（ＷＴＴ）及び旋回（ＷＴＳ）設定となるように手動で設定され、これらの位置はロックされる。部分的に仕上がった歯車は軸線「Ｂ」上で所定の角度位置を有するように回転テーブル７２に装着される。次いで、研削ホイールキャリッジ２５４が枢動軸線ＷＴ上で適当な角度に設定され、ロックされる。研削ホイール１０２が正面歯車７０に関して「ＴＦ」軸線上の所定の位置に設定されるまで、キャリッジ２５４はレール２５２に沿って移動する。
【００２４】
このとき、回転する研削ホイール１０２は、水平方向において部分的に仕上がった回転する正面歯車７０の方へ移動するように、「Ｖ」「送り」軸線に沿って移動させられる。次いで、回転する正面歯車７０は垂直方向において回転する研削ホイールとの係合地点の方へ「Ｗ」「送り」軸線に沿って移動させられる。これらの直線軸線は初期の正面歯車研削位置を達成するようにＣＮＣ制御の下で独立に又は同時に移動することができる。
【００２５】
正面歯車７０の研削を遂行し、研削ホイール１０２が歯車７０の歯面７１の全幅を横断するのを許容するため、作業テーブル２１４はこのときレール２１６に沿って垂直に移動する。この開示を読んだ当業者にとって明らかなように、「Ｖ」及び「Ｗ」送り軸線の組み合わさったＣＮＣ運動は、正面歯車製造装置が（凹状から凸状までの）種々の正面歯車形状を研削できるようにする。正面歯車７０内に所望の寸法及び歯形状が得られるまで、このプロセスは一連の研削パスとして繰り返される。
【００２６】
研削作業中、周期的に、研削ホイール１０２のプロフィールを回復させなければならない。これが必要になったときには、研削ホイール１０２は正面歯車７０から引き戻され、ドレッサ組立体２６４は、研削ホイール１０２と係合し、ホイール１０２のプロフィールをその元のプロフィールに回復させるように、レール２７２、２５６上の適所に運ばれる。研削ディスク２８０はホイール１０２のプロフィール２６８を所要の寸法形状に回復させるために制御された態様で移動するようにＣＮＣ制御に従って研削ホイール１０２と係合させられる。
【００２７】
図１４はピニオンギヤ３００の仕上げ研削を許容するように修正された図９の装置を示す。この例では、ピニオン３００はテーパー付平歯車である。ここでは、研削ホイール３０２は正面歯車研削のために研削ホイール１０２の表面に描かれたプロフィールとは大幅に異なるプロフィールを担持する。ホイール３０２の表面に描かれるプロフィールは図３に示すものと同様である。
【００２８】
図９の正面歯車作業ヘッド６８は、作業テーブル３０４に取って代えられ、作業テーブル３０４は研削中ピニオン３００を支持し回転させる。
テーパー付ピニオン３００は研削ホイール３０２と同期した角度運動で「Ｂ１」として示す軸線のまわりで回転する。作業テーブル組立体３０４は図９に関して既に述べたような「Ｗ」軸線として示すレール２１６に沿って垂直並進運動を行うことができる。「Ｖ」軸線に沿った研削ホイール３０２の運動は、「Ｗ」軸線に沿ったピニオン３００の運動と同様に、ＣＮＣ制御される。当業者なら明らかなように、「Ｖ」軸線における研削ホイール３０２の運動はテーパー付平歯車ピニオン３００を生じさせるためにレール２１６に沿ったテーブル３０４の運動と注意深く連動させなければならない。
【００２９】
研削ホイール３０２のためのドレッサ装置は先に述べたようにする必要があるが、図を明瞭にするため図１４から省略する。
更に、本発明の任意の正面歯車研削装置は研削中の歯車の歯の燃焼を阻止するために高圧温度制御冷却剤装置を含むことができることが考えられる。
【００３０】
ここで定義される軸線は次の通りである：
【００３１】
【表１】
2008519699.tif 000003
【００３２】
正面歯車研削機械の基本的な作動
図１１は本発明の教示に従って構成された正面歯車研削機械の平面図を提供する。機械２００はＣＮＣ装置を利用し、この装置は、プログラムの一連のインストラクションを介して所定の態様でその制御の下に軸線を移動させることができる。歯車の異なる形状に対して機械２００のドレッシングサイクル及び歯車研削サイクルを制御するために多数のプログラムを用いる。ＣＮＣ制御は、ドレッシングサイクルと研削サイクルとが切り換わった場合でさえ、運動軸線を継続的に同期させることができる。
【００３３】
手動設定
作業テーブル２１２の旋回「ＷＴＳ」は普通垂直位置で設定され、ここで述べた歯車のためにロックされる。この特徴は螺旋歯車形状の要求のために組み込まれる。研削ホイール１０２の傾斜「ＷＴ」は進み角補償のために設定される。研削ホイール接線送り「ＴＦ」は水平面において歯車の中心軸線に関してホイールを位置決めする。ＣＮＣ制御される場合、この特徴は螺旋歯車形状の要求のために組み込まれる。ドレッサ回転装置２６６の傾斜は角度クリアランス「ＤＴ」及びダイアモンドディスク２８０研削ホイール１０２の中心線高さ「ＤＨ」のために設定される。
【００３４】
ＣＮＣ制御される研削ホイールドレッシング
ＣＮＣ制御のメモリー内に記憶されたＣＮＣプログラムはこのプロセスを制御するために選択される。これらのプログラムは、研削ホイール上に所要の形状を発生させるように、定められた態様で、ドレッサ軸線Ｘ、Ｙ、Ａ及び研削ホイール１０２の軸線Ｃの運動を指令する。これらのプログラムはドレッサ組立体２６４の軸線Ｘ、Ｙ、Ａの運動速度及び方向に関する研削ホイール１０２の回転速度及び方向を制御する。
【００３５】
ＣＮＣ及び選択されたプログラムを介して、研削中の歯車７０の（軸線Ｂ）の回転速度に関する研削ホイール１０２（軸線Ｃ）の回転速度が制御される。この関係はＣＮＣの特徴である電子歯車箱を介して制御される。研削ホイール１０２であるウオームギヤと仕上げ研削中の歯車である７０の如き正面歯車との間の噛み合いをシミュレートする研削プロセスにとっては、これは重要な特徴である。また、プログラム及びＣＮＣを介して、次の機能も制御される：
加工片（正面歯車７０）に対する研削ホイール１０２の送り込みである切削（軸線Ｖ）の深さ；
研削ホイール１０２（軸線Ｗ）を横切る加工片の垂直送り；
加工片（正面歯車７０）に対する研削ホイール１０２の位置決めである接線送り（ＴＦ）；
ドレッサダイアモンドディスク２８０の速度；
研削ホイール１０２の初期の及び周期的な再ドレッシングのためのドレッサの運動のＸ、Ｙ、Ａ軸線の制御；
寸法的な片寄り及び調整；及び
冷却剤のオン／オフ及び機械の潤滑。
【００３６】
本発明を実施するために首尾よく使用できる歯車７０のための基本的な材料の組成の例は次の通りである：
（ａ）以下の成分を有するＳＡＥ９３１０
鉄          ９４．７６５％
ニッケル    ３．２５％
クロム      １．２０％
マンガン    ０．５５％
モリブデン  ０．１１％
炭素        ０．１０％
ケイ素      最大０．０４５％；または
（ｂ）以下の成分を有するＰＹＲＯＷＥＡＲ合金５３
鉄          ９０．２％
モリブデン  ３．２５％
銅          ２．００％
ニッケル    ２．００％
クロム      １．００％
ケイ素      １．００％
炭素        ０・１％
バナジウム  ０．１％
本発明の実施の形態の上述の説明は図示及び記述のために提示されたものであり、本発明を余すことなく述べたものではなく、または、本発明を開示された精確な形状に限定するものでもない。記述は、他の当業者が種々の実施の形態として及び考えられる特定の使用に適するような修正を伴って本発明を最良に利用できるように、本発明の原理及びその原理の実践的な応用を最良に説明するために、選択された。本発明の要旨は明細書により限定されるものではなく、特許請求の範囲により規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の平歯車切削機械の立面図である。
【図２】（ホイールがシェーピングされる前の）従来の素材研削ホイールの部分図である。
【図３】切削プロフィールを提供するために使用されるドレッシング工具を示す、平歯車研削ホイールの部分図である。
【図４】正面歯車及びこれと番い合うピニオンギヤの斜視図である。
【図５】番い合うピニオン及び正面歯車の断面図である。
【図６】従来の正面歯車シェーピング装置の断面図である。
【図７】並みの、凹状の及び凸状の正面歯車の歯を研削するようになった本発明の研削装置の立面図である。
【図８】例示的な並みの、凹状の及び凸状の正面歯車を示す図である。
【図９】本発明の教示に従って構成された、凹状の正面歯車の歯を研削するための完成した研削機械の斜視図である。
【図１０】関連するドレッシング装置の運動を示す、本発明の研削ホイールの平面図である。
【図１１】本発明の教示に従って構成された研削機械の平面図である。
【図１２】種々の素子の軸線を一層明瞭に示すための、本発明の教示に従って構成された正面歯車機械の３つの主要な素子の空間的な配置図である。
【図１３】ピニオンギヤの歯を製作するようになった、本発明の教示に従って構成された正面歯車機械の３つの主要な素子の空間的な配置図である。
【図１４】ピニオンギヤの歯を製作するようになった正面歯車研削装置の斜視図である。
【図１５】本発明に使用される典型的な正面歯車形状を示す、研削ホイールの立面図である。
【図１６】図９の機械の端面図である。
【図１７】図９の機械の立面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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