用于矫正多头圆筒面磨削蜗杆的全轮廓矫正辊

摘要

用于矫正产生小模数齿轮的磨削的多头磨削蜗杆的全轮廓矫正辊(1)，包括用硬质材料颗粒覆盖的外包络面(2)的凹槽形轴向截面轮廓，以及嵌入在该包络面中的轮廓切割硬质材料轮廓梳(3)，该轮廓梳具有多肋的齿条齿系统轮廓，该轮廓梳的轮廓仅在矫正辊(1)的轴向截面轮廓的、不参与产生磨削蜗杆齿面的部分中接触矫正辊(1)的外包络面(2)。结果，在矫正辊(1)的侧表面的均匀性没有被轮廓梳(3)扰乱的情况下，保护轮廓凹槽(4)的顶部和根部处的、在矫正期间高度受应力的轮廓部分免于高的磨损和过早的颗粒损失，并有效地延长矫正辊的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及一种矫正用于通过连续产生的磨削过程磨削小模数齿轮的多头圆筒面磨削蜗杆的矫正辊。通过在磨削蜗杆的圆周上再现矫正辊的凹槽轮廓来产生磨削蜗杆的螺纹轮廓。

背景技术

具有陶瓷结合物的可矫正的圆筒面磨削蜗杆在连续产生的磨削过程中尤其用于在低于2mm的模数范围内的齿面最终的硬加工，所述磨削蜗杆根据待磨削的工件的模数和齿数具有八个或更多个头。常常借助于具有轮廓凹槽的“全轮廓矫正辊”矫正这样的磨削蜗杆，该轮廓凹槽在它们的于矫正期间有效的外包络面上涂有硬质材料颗粒，并包围待矫正的磨削蜗杆螺纹轮廓的一些头或优选地所有的头。结果，能获得高的精度、短的矫正时间以及因此高效的矫正过程。

例如从DE 10 2004 020 947 A1已知这样的一种工具，其中在图1中示意性地示出与双头磨削蜗杆接合的、涂有硬质材料颗粒的全轮廓矫正辊。详细地描述了使用全轮廓矫正辊来矫正或校准用于小模数齿轮的齿面的磨削的圆筒面磨削蜗杆的构造和方法，并因此不再需要更详细地讨论。

如DE 10 2004 020 947 A1所述，这些全轮廓矫正辊具有的缺点是，至今不可能在技术上重新加工硬质材料涂层，该硬质材料涂层用于矫正齿面几何形状和确保磨削齿轮足够的表面质量。为此，必须根据已知费时的阴制工艺(negative process)生产所述全轮廓矫正辊。例如从DE 33 08 107和CH 684249已知阴制工艺或反转工艺(reversalprocess)的原理。

这些全轮廓矫正辊的另一已知缺点在于如下的事实：周向地设置在凹槽轮廓的尖端和根部处的硬质材料颗粒在通过矫正辊的径向进给产生磨削蜗杆螺纹期间经受比在凹槽轮廓的侧面上的颗粒高的负荷，并因此经受比在凹槽轮廓的侧面上的颗粒大的磨损。另外，设置在凹槽的尖端处的硬质材料颗粒因几何形状原因以较低的程度锚固在金属结合物中。以上两种效应的结果是设置在轮廓凹槽的尖端处的硬质材料颗粒有更大的颗粒过早破裂的危险，并且由于颗粒破裂，所以在矫正涂层的其余颗粒仍处于能够切割的状态时，矫正工具的使用寿命结束。结果，昂贵的工具大部分的作业能力未被使用而被浪费。

为了避免在这样的矫正工具的经受较高应力的区域、尤其在尖端区域中过早地变钝和颗粒破裂，试图通过特殊的措施强化这些区域。在DE 198 49 259中，这例如在矫正盘中借助于特殊设定在外周区域中的特殊紧固的细长金刚石实现。然而，由于所包括的相当大的工作量以及受限制的可达性，该措施不适合多槽式矫正辊。

在DE 3503914 A1中提出一种用于旋转磨削体的成形矫正工具，该矫正工具的有效表面由硬质材料颗粒形成，并且在该矫正工具中，将轮廓切割人造金刚石的成形硬节段嵌入有效表面，所述节段的轮廓位于硬质材料颗粒最外的切削刃的包络面中，并且所述节段的轮廓部分延伸超出硬质材料颗粒最外刃的包络面。两个或两个以上的节段布置成沿它们的纵向方向以在中间具有间隙的方式布置成一个挨着另一个，并且沿运动方向位于所述节段前面或后面的节段以重叠的方式偏置布置。

与仅用硬质材料颗粒覆盖的矫正工具相比较，以这种方式设置有硬节段的矫正工具具有较长的使用寿命。保护形成矫正工具的有效表面的硬质材料颗粒免于磨损和破裂。然而，已知的缺点是，待矫正的磨削轮表面同时、以至主要地由轮廓切割人造金刚石的成形节段矫正。由于硬节段的切削刃位于硬质材料颗粒最外刃的包络表面中的事实，所以在矫正工具的工作面上出现不均匀性，并且该不均匀性被再现为磨削工具的矫正表面上的不均匀性，并且该不均匀性可损害磨削工件的质量。这在磨削齿面时尤其是这样的，在磨削齿面期间，即使磨削齿面表面上的形状和结构最小的周期性出现的变化也能导致噪音问题，并因此必须避免。另外，在产生多头磨削蜗杆的螺纹轮廓期间，在轴向连续布置并彼此偏置的多个成形硬质材料节段的定位期间的不精确性危害产生的磨削蜗杆轮廓的节距准确性。为此，根据DE3503914 A1的矫正工具不适于多头磨削蜗杆的矫正，其中多头磨削蜗杆用于磨削小模数齿轮。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于矫正产生小模数齿轮的磨削的多头磨削蜗杆的全轮廓矫正辊，其包括用硬质材料颗粒覆盖的外包络面的凹槽形轴向截面轮廓，以及嵌入在该包络面中的轮廓切割硬质材料节段，在该全轮廓矫正辊中，避免用于强化高度受应力的轮廓区域的已知解决方案的缺点。该目的通过具有权利要求1的特征的矫正工具实现。本发明的实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的实施例，嵌入全轮廓辊的外包络面的硬质材料节段是0.15至3mm厚的轮廓梳，该轮廓梳以高的精度进行轮廓切割，并由人造金刚石或能以高的精度机械加工的另一合适的硬质材料制成，或者由涂覆有硬质材料的合适的基材制成，并具有多肋的齿条齿轮廓，轮廓梳的长度沿矫正辊的旋转轴线的方向在矫正辊的整个宽度上延伸，并且该轮廓梳的齿节距精确地匹配全轮廓辊的齿节距。

如上所述，具有硬质材料颗粒的轮廓矫正辊的凹槽轮廓的侧面的涂层一定不能被接触凹槽轮廓的外包络面的成形硬质材料节段中断，因为这将危害磨削蜗杆侧面的均匀性，并因此危害待磨削的齿轮的齿面上的磨削样式的质量。为此，齿形梳的轮廓优选地设计成使得嵌入轮廓矫正辊的外包络面中的轮廓梳仅在不参与产生工件齿面的轮廓区域中接触所述包络面。这些轮廓区域是在矫正期间经受尤其高的应力并因此有磨损和颗粒破碎的危险的尖端区域，以及(如有必要的话)不那么危险的矫正辊的凹槽轮廓的根部区域，其中，轮廓梳的轮廓在任何轮廓部分中均不从凹槽轮廓的外包络面突出。

这根据本发明的实施例实现，在本发明实施例中，尽管轮廓梳的轮廓在顶部区域以及(如有必要的话)在根部区域中精确地匹配矫正辊的凹槽轮廓，但该轮廓梳的轮廓在矫正辊的轮廓凹槽的侧面的区域中后移硬质材料颗粒的尺寸的10％至40％。上述情形例如通过轮廓梳的侧面角与矫正辊的凹槽轮廓的侧面角相比较稍微减小来实现，或者通过轮廓梳的切削刃在侧面区域中以减小轮廓宽度形式的另一方式后移实现。

根据本发明的实施例，多个轮廓梳以均匀或不均匀的距离间隔开的分布方式布置在矫正辊的圆周上。优选地根据已知的阴制工艺通过阴模中的、作为硬质材料颗粒和轮廓梳的结合剂的金属沉积生产全轮廓矫正辊，该阴模具有与矫正辊的外包络面互补形状的内表面。借助于精确生产的支承面将轮廓梳精确地定位在阴模中。

附图说明

以下将参考优选的示例性实施例并借助于附图更详细地说明本发明，其中：

图1示意性地示出根据本发明的全轮廓矫正辊在拆除阴模之前的生产阶段中的轴向截面；

图2a示意性地示出根据图1的本发明的全轮廓矫正辊在拆除阴模的情况下的轴向截面；以及

图2b示出全轮廓辊在无轮廓梳的轴向截平面中的轴向截面，其中能看到硬质材料颗粒。

具体实施方式

在此选择的示例性实施例涉及以下的情形：插入阴模11并在纵向截面中示出的轮廓梳3仅在圆化尖端部5中接触由矫正辊1的阴模11预定的外包络面2。在凹槽侧面处和在矫正辊1的根部区域中，矫正梳3的轮廓外形相对于矫正辊的外包络面2向内后移，以便防止在磨削蜗杆螺纹的矫正和校准期间该矫正梳3与磨削蜗杆的侧面和尖端区域接触。这在在此所示的情况下通过相对于矫正辊1的凹槽轮廓2的侧面角δ稍微减小的、轮廓梳3的侧面角δ′实现。

轮廓梳3的凹槽节距7精确地匹配矫正辊1的、包括硬质材料颗粒16的外包络面2的轮廓节距。借助于在轮廓梳3的外端上以高的精度生产的支承面12、12′，在将所述轮廓梳3结合于电沉积金属结合物13中之前，精确地径向和轴向地定位并借助于粘合剂固定所述轮廓梳3。在图1中不能见到以已知方式支承在阴模的内表面上的硬质材料颗粒16。在金属结合物13与矫正辊1的旋转轴线15同心的内圆车削之后，并在基体14插入并内圆磨削之后拆除阴模11。图2a示出在阴模11的拆除之后在与图1相同的轴向截平面中的全轮廓矫正辊1。图2b中示出的是在没有轮廓梳3的轴向截平面中的全轮廓矫正辊1的轴向截面。在此可看到全轮廓矫正辊1的轮廓凹槽4的、包括硬质材料颗粒16的涂层。

全轮廓矫正辊1具有轮廓切割硬质材料节段。所述节段形成具有多肋的齿条齿轮廓的轮廓梳3。轮廓梳3的轮廓仅在矫正辊1的轴向截面轮廓的选定部分中接触矫正辊1的外包络面2。轮廓在所有轮廓部分中均不从该外包络面突出。

附图标记列表

1    矫正辊

2    矫正辊的外包络面

3    轮廓梳

4    轮廓凹槽

5    圆化尖端部

6    根部半径

7    凹槽节距

8    轮廓梳的轮廓高度

9    矫正辊的轮廓高度

10   矫正辊的宽度

11    阴模

12、12’支承面

13    金属结合物

14    基体

15    矫正辊的旋转轴线

16    硬质材料颗粒

δ    凹槽轮廓的侧面角

δ’  轮廓梳的侧面角