直進式刮齒刀的修整方法
【專利摘要】一種直進式刮齒刀的修整方法，通過一輪磨工具對一直進式刮齒刀進行修整，該直進式刮齒刀包含多個相間隔排列的螺旋齒，該螺旋齒具有一待加工側。該修整方法為將該直進式刮齒刀定位于一齒輪成形輪磨機上使該待加工側與該輪磨工具相接觸，使該直進式刮齒刀依一可變轉動量與一第一可變移動量活動，該輪磨工具依一第二可變移動量移動，使該輪磨工具相對該直進式刮齒刀進行一螺旋運動以對該待加工側執行一修整作業。據此，使既有的該齒輪成形輪磨機得以應用于該直進式刮齒刀的加工，并提升加工速度。
【專利說明】直進式刮齒刀的修整方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直進式刮齒刀，尤指一種直進式刮齒刀的修整方法。
【背景技術】
[0002]齒輪為傳遞動力和運動的基礎元件，具有傳動效率高、使用壽命長、安全可靠等優點，已經成為許多機械產品不可缺少的傳動部件。
[0003]齒輪的設計與制造水平將直接影響到機械產品的性能和質量，為了達到高品質的需求，齒輪一般精修齒面可分為磨齒及刮齒兩種方式為主，雖然磨齒具有較高的精確度，但由于磨削的過程相當耗時、且會產生許多油霧磨粒等，故較不符合環保與經濟效益，所以一般中高精度的齒輪修整大多使用刮齒的技術，而且刮齒刀的重復使用性高，修整工件齒輪時間遠較磨削少許多，比較符合經濟效益。
[0004]在美國發明專利第US4831788號中，揭示了一種磨削刮齒刀的齒側面的設備，其是以滾動生成法(rolling-generation method)磨削刮齒刀的齒側面,不過，由于上述設備在磨削的過程中，還需要額外進行磨床的附加以及安裝與拆卸刮齒刀的步驟，因此于日本專利第JP4524159號中，提出另一種刮齒刀的磨削方法，其提供一旋轉齒輪刮齒刀磨床，該旋轉齒輪刮齒刀磨床包含有一機器立柱、一于該機器立柱上直線移動的滾柱滑架、一可轉動的設置于該滾柱滑架上的工件主軸、一用于該工件主軸的旋轉運動及該滾柱滑架的直線運動的傳動裝置、一磨輪以及一旋轉和推進該磨輪的操作裝置，其特征在于該磨輪利用一錐形的第二工作區域與被加工的該旋轉齒輪刮齒刀的齒頂切向接觸，以便以凹凸方式磨削該齒頂并獲得所要的頂圓直徑尺寸，以將被加工的旋轉齒輪刮齒刀的頂圓直徑縮小至適當的尺寸。
[0005]然而，當該刮齒刀經過多次的對齒輪的齒面進行刮齒后，其與該齒面接觸的切緣(cutting edge)將會逐漸被磨耗，而使得對齒輪所進行的精修齒形作業，其精度將會下降，因此必須對該刮齒刀進行修整，再者，已知為五軸的刮齒刀磨床，例如美國Gleason公司所生產型號為Gleason-Hurth SRS410的磨床，其對該刮齒刀進行修整時，由于為干式加工，不僅加工速度慢，且其為針對刮齒刀此種特別磨削需求所設計的磨床，額外增加廠商的設備成本，故仍有改善的空間。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的，在于解決刮齒刀經過多次的對齒輪的齒面進行刮齒后，其與該齒面接觸的切緣將會逐漸被磨耗，而使得對齒輪所進行的精修齒形作業精度將會下降的問題，以及已知為五軸的刮齒刀磨床為干式加工，不僅加工速度慢，且其為針對刮齒刀此種特別磨削需求所設計的磨床，額外增加廠商的設備成本的問題。
[0007]為達上述目的，本發明提供一種直進式刮齒刀的修整方法，為使用一齒輪成形輪磨機，該齒輪成形輪磨機包含一工具座以及一工件座，該工具座具有一驅動一輪磨工具轉動的加工軸，該工件座沿一第一軸向并相對該工具座移動，且具有一以該第一軸向為轉軸旋轉的工件軸，該修整方法包含以下步驟:
[0008]提供一直進式刮齒刀，該直進式刮齒刀包含多個相間隔排列的螺旋齒；
[0009]定義該螺旋齒具有一待加工側；
[0010]將該直進式刮齒刀定位于該工件軸，且使該直進式刮齒刀的該待加工側與該輪磨工具相接觸；
[0011]轉動該輪磨工具，并使該直進式刮齒刀依一可變轉動量圍繞該第一軸向旋轉且同時依一第一可變移動量沿該第一軸向移動，而該輪磨工具依一第二可變移動量沿一分別與該第一軸向及該加工軸垂直的第二軸向移動，使該輪磨工具相對該直進式刮齒刀進行一螺旋運動以對該待加工側執行一修整作業；
[0012]其中，于該修整作業中，該可變轉動量與該第一可變移動量的比值為根據該直進式刮齒刀的一齒廓參數計算得到的一第一變量，該第二可變移動量與該第一可變移動量的比值為根據該直進式刮齒的該齒廓參數計算得到的一第二變量。
[0013]如此一來，本發明通過該直進式刮齒刀依該可變轉動量圍繞該第一軸向旋轉且同時依該第一可變移動量沿該第一軸向移動，而該輪磨工具依該第二可變移動量沿該第二軸向移動，至少具有下列優點:
[0014]1.使該輪磨工具相對該直進式刮齒刀進行一螺旋運動，以對該待加工側執行該修整作業，使該直進式刮齒刀的該螺旋齒得以一修整后齒形再度應用于一刮齒作業。
[0015]2.該可變轉動量、該第一可變移動量與該第二可變移動量可根據該直進式刮齒刀的該齒廓參數調整，使該輪磨工具對該直進式刮齒刀的一加工量可依該直進式刮齒刀的磨耗狀況均勻施加，且該輪磨工具為使用濕式輪磨，可提高輪磨速度。
[0016]3.本發明為使用既有的該齒輪成形輪磨機，相關廠商不需增加額外的設備成本。
[0017]4.本發明不僅可用于舊的直進式刮齒刀的修整，也可適用于新的直進式刮齒刀的生產輪磨。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明一實施例的結構示意圖。
[0019]圖2A為本發明一實施例的修整作業示意圖一。
[0020]圖2B為本發明一實施例的修整作業示意圖二。
[0021]圖3A為本發明一實施例待加工側修整前示意圖。
[0022]圖3B為本發明一實施例待加工側修整后示意圖。
[0023]圖4A為本發明一實施例的第一變數示意圖。
[0024]圖4B為本發明一實施例的第二變數示意圖。
【具體實施方式】
[0025]有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下:
[0026]請參閱圖1所示，為本發明一實施例的結構示意圖，本發明為一種直進式刮齒刀的修整方法，為使用一齒輪成形輪磨機1，該齒輪成形輪磨機I包含一工件座20以及一工具座10。該工件座20沿一第一軸向Z并相對該工具座10移動，且具有一以該第一軸向Z為轉軸旋轉的工件軸21 ;該工具座10具有一加工軸11、一直立移動部12、一擺動部13以及一水平移動部14,該加工軸11以一與該第一軸向Z垂直的第三軸向X為轉軸旋轉,而驅動一輪磨工具40轉動，在此該輪磨工具40為一圓盤狀，于外圍的環面41 (示于圖2A)上徑向延伸凸起一輪磨緣42 (示于圖2A),該輪磨緣42為呈左右對稱的錐形,在此該輪磨工具40可為一砂輪，但不以此為限制，該直立移動部12與該加工軸11連接，供該加工軸11沿著該第三軸向X移動，該擺動部13與該直立移動部12連接，供該直立移動部12以一與該第一軸向Z及該第三軸向X垂直的第二軸向Y為擺軸進行擺動，該水平移動部14與該擺動部13連接，供該擺動部13沿著該第二軸向Y移動。
[0027]請搭配參閱圖2A、圖2B、圖3A及圖3B所示，圖2A及圖2B分別為本發明一實施例修整作業示意圖一及示意圖二，圖3A及圖3B分別為本發明一實施例待加工側修整前及修整后示意圖，該修整方法包含以下步驟:
[0028]步驟1:提供一直進式刮齒刀30，該直進式刮齒刀30包含一前端面32、一后端面33、一圓周面34以及多個螺旋齒31，該后端面33遠離該前端面32，該圓周面34連接該前端面32與該后端面33而位于該前端面32及該后端面33之間，該螺旋齒31兩兩之間間隔一齒隙35而設置于該圓周面34上，各從靠近該后端面33處沿著該第一軸向Z斜向延伸至靠近該前端面32處。
[0029]步驟2:定義該螺旋齒31具有一待加工側311以及一待切削厚度313，該待加工側311面對該齒隙35，包含多個朝該齒隙35凸起的切削刃312，該切削刃312沿著該第一軸向Z間隔排列，且靠近該前端面32及該后端面33的該切削刃312具有一較厚的厚度，形成一由外側朝內遞減的未修整厚度314，該待切削厚度313即為指于該待加工側311的該切削刃312中，該未修整厚度314中欲修整去除的厚度。
[0030]步驟3:將該直進式刮齒刀30定位于該工件軸21，使該直進式刮齒刀30可以該第一軸向Z為轉軸旋轉，且將該輪磨工具40通過該工具座10的該水平移動部14、該擺動部
13、該直立移動部12，移動至一待接觸位置，而該直進式刮齒刀30由該工件座20沿著該第一軸向Z移動而至該待接觸位置，而使該輪磨工具40相對該直進式刮齒刀30移動，該輪磨工具40的該輪磨緣42由該直進式刮齒刀30的該前端面32進入該齒隙35與該待加工側311相接觸。
[0031]步驟4:該工件軸21控制該直進式刮齒刀30依一可變轉動量圍繞該第一軸向Z旋轉，且同時由該工件座20將該直進式刮齒刀30依一第一可變移動量沿該第一軸向Z移動，而該加工軸11驅動該輪磨工具40旋轉，并通過該水平移動部14帶動該輪磨工具40依一第二可變移動量沿該第二軸向Y移動，使該輪磨工具40相對該直進式刮齒刀30進行一螺旋運動以對該待加工側311執行一修整作業，該輪磨工具40針對該待加工側311的該切削刃312進行輪磨，使該切削刃312由該未修整厚度314中去除該待切削厚度313，而形成一修整厚度315，該修整厚度315由外側朝內遞減，且小于該未修整厚度314。
[0032]再請搭配參閱圖3A及圖3B，在此要說明的是，從圖3A中可得知，于該修整作業前，該待加工側311的該切削刃312，由于長時間的磨耗，各個該切削刃312兩側邊316與頂邊317的相接處，已磨耗成一平滑的曲線，如此，若對一齒輪進行一精修齒形作業，將會使其精度下降，影響該齒輪的品質及性能。
[0033]因此，于該修整作業前，設定關聯于該直進式刮齒刀30的一齒廓參數，該齒廓參數即可包含上述該待切削厚度313，但不以此為限制，于該修整作業中，該工件軸21、該工件座20以及該水平移動部14分別將該直進式刮齒刀30與該輪磨工具40依據所設定的該齒廓參數，適當地調整該可變轉動量、該第一可變移動量以及該第二可變移動量，使得該可變轉動量與該第一可變移動量之間的比值為一第一變量a，如圖4A所示，而該第二可變移動量與該第一可變移動量之間的比值為一第二變量b，如圖4B所示，在此以該第一變數a及該第二變量b呈現一非線性關系的三次曲線為舉例說明，但不此為限制，使該直進式刮齒刀30可調整與該輪磨工具40之間的接觸位置，而該輪磨工具40也可通過該擺動部13調整對該直進式刮齒刀30的接觸角度，而達到均勻的對該直進式刮齒刀30進行修整，去除該切削刃312的該待切削厚度313，形成所設定的該修整厚度315，如圖3B所示，使該切削刃312的頂邊317與該側邊316的相接處具有一切緣318。
[0034]綜上所述，由于本發明通過該直進式刮齒刀依該可變轉動量圍繞該第一軸向旋轉且同時依該第一可變移動量沿該第一軸向移動，而該輪磨工具依該第二可變移動量沿該第二軸向移動，使該輪磨工具相對該直進式刮齒刀進行一螺旋運動，以對該待加工側執行該修整作業，使該直進式刮齒刀的該螺旋齒得以一修整后齒形再度應用于一刮齒作業，再者，該可變轉動量、該第一可變移動量以及該第二可變移動量可根據該直進式刮齒刀的該齒廓參數調整，使該輪磨工具對該直進式刮齒刀的一加工量可依該直進式刮齒刀的磨耗狀況調整而均勻施加，減少該修整厚度的誤差，且該輪磨工具為使用濕式輪磨，可提高輪磨速度，又本發明為使用既有的齒輪成形輪磨機，相關廠商不需增加額外的設備成本，不僅可用于舊的直進式刮齒刀的修整，也可適用于新的直進式刮齒刀的生產輪磨。
[0035]以上已將本發明做一詳細說明，然而以上所述者，僅為本發明的一優選實施例而已，當不能限定本發明實施的范圍。即凡依本發明申請范圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋范圍內。
【權利要求】
1.一種直進式刮齒刀的修整方法，使用一齒輪成形輪磨機，所述齒輪成形輪磨機包含一工具座以及一沿一第一軸向且相對于所述工具座移動的工件座，所述工具座具有一驅動一輪磨工具轉動的加工軸，所述工件座具有一以所述第一軸向為轉軸旋轉的工件軸，其特征在于，所述修整方法包含以下步驟: 提供一直進式刮齒刀，所述直進式刮齒刀包含多個相間隔排列的螺旋齒； 定義所述螺旋齒具有一待加工側； 將所述直進式刮齒刀定位于所述工件軸上，且使所述直進式刮齒刀的所述待加工側與所述輪磨工具相接觸； 轉動所述輪磨工具，并使所述直進式刮齒刀依據一可變轉動量圍繞所述第一軸向旋轉且同時依據一第一可變移動量沿所述第一軸向移動，而所述輪磨工具依據一第二可變移動量沿一分別與所述第一軸向及所述加工軸垂直的第二軸向移動，使所述輪磨工具相對于所述直進式刮齒刀進行一螺旋運動，以對所述待加工側執行一修整作業； 其中，在所述修整作業中，所述可變轉動量與所述第一可變移動量的比值為根據所述直進式刮齒刀的一齒廓參數計算得到的一第一變量，所述第二可變移動量與所述第一可變移動量的比值為根據所述直進式刮齒的所述齒廓參數計算得到的一第二變量。
2.根據權利要求1所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述齒廓參數包含一位于所述待加工側的待切削厚度。
3.根據權利要求2所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述待加工側包含多個沿所述第一軸向間隔排列的切削刃，所述切削刃于所述修整作業前具有一由外側朝內遞減的未修整厚度。
4.根據權利要求3所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述切削刃于所述修整作業后具有一為所述未修整厚度去除所述待切削厚度并且由外側朝內遞減的修整厚度。
5.根據權利要求1所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述加工軸以一與所述第一軸向垂直的第三軸向為轉軸進行旋轉，所述工具座還包含一與所述加工軸連接并供所述加工軸沿著所述第三軸向移動的直立移動部。
6.根據權利要求5所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述工具座還包含一與所述直立移動部連接的擺動部，所述擺動部供所述直立移動部以所述第二軸向為擺軸進行擺動。
7.根據權利要求6所述的直進式刮齒刀的修整方法，其特征在于，所述工具座還包含一與所述擺動部連接的水平移動部，所述水平移動部供所述擺動部沿著所述第二軸向移動。
【文檔編號】B24B3/60GK103921180SQ201310012899
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月14日 優先權日:2013年1月14日
【發明者】黃金龍, 陳士端, 張洸溶 申請人:陸聯精密股份有限公司