專(zhuān)利名稱(chēng)：加工齒輪外形的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用成形工具對(duì)工件進(jìn)行加工以便制出具有齒輪外形的成品并可對(duì)它測(cè)量的設(shè)備和方法。
齒輪是機(jī)械的重要構(gòu)件，可用來(lái)傳動(dòng)，只要把它們的齒一個(gè)和另一個(gè)嚙合在一起。特別是，因?yàn)辇X輪能以精確的速比來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并能用非常小的結(jié)構(gòu)有效地傳送相當(dāng)大的動(dòng)力，所以被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，例如測(cè)量?jī)x器和手表等用的小齒輪，汽車(chē)傳動(dòng)齒輪用的中等大小的齒輪，以及在數(shù)萬(wàn)馬力的船用燃?xì)廨啓C(jī)中作為減速齒輪用的大齒輪。
一般地說(shuō)，不管多么小，齒輪都能引起振動(dòng)和噪聲，至于其大小則要看齒輪的加工精度而定。特別是最近，在汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)由于用戶重視乘座環(huán)境，要求提高齒輪的加工精度以便排除振動(dòng)源和噪聲源。
迄今為止，各種加工過(guò)程例如應(yīng)用齒輪刀具的機(jī)械加工過(guò)程、壓力加工過(guò)程和電火花加工過(guò)程都曾用來(lái)成形齒輪;為了生產(chǎn)率的原因，擠壓的壓力加工過(guò)程和燒結(jié)的壓力加工過(guò)程常被采用，因?yàn)槟軌虮容^容易地以低成本大量生產(chǎn)齒輪。就壓力加工而言，成形模具的精度會(huì)直接影響齒輪的精度，因此成形模具的精度對(duì)獲得精確的壓出件來(lái)說(shuō)至關(guān)緊要。成形模是用電火花加工法加工出來(lái)的，該法在使用時(shí)與成形模材料的機(jī)械強(qiáng)度無(wú)關(guān)并能進(jìn)行精確的加工。曾經(jīng)嘗試過(guò)用各種方法來(lái)提高這種加工的精度，例如日本實(shí)用新型公報(bào)昭61-5528號(hào)所公開(kāi)的方法是將電火花加工電極分為一個(gè)粗加工電極和一個(gè)精加工電極，兩者都設(shè)在同一根電極軸上，從而能夠提高齒輪形狀在精加工以后的精度。又如日本專(zhuān)利公報(bào)平4-152025號(hào)所公開(kāi)的是一種成形模的電火花加工過(guò)程，該過(guò)程能跟隨齒輪的各種尺寸變化而變化，辦法是將電火花加工電極形成正齒輪狀并改變?cè)邶X頂形成的電極部分的厚度。
在傳統(tǒng)的齒輪外形的電火花加工過(guò)程中，有一電火花加工用的、具有與所要成形的齒輪形狀同一形狀的成形電極沿著工件的軸向移動(dòng)，工件就被電火花加工形成齒輪的形狀。其時(shí)，如電火花加工電極具有陽(yáng)的齒輪形狀，形成的就是陰的齒輪;如電極具有陰的齒輪形狀，形成的就是陽(yáng)的齒輪。
在傳統(tǒng)的齒輪外形的電火花加工過(guò)程中，電火花加工電極在沿齒輪軸向移動(dòng)進(jìn)行加工時(shí)，電極和工件互相接近，間距僅為0.02-0.05mm，用一加工液(絕緣液例如煤油或純水)隔開(kāi)，因此很難排除金屬碎屑;金屬碎屑會(huì)粘結(jié)在電火花加工電極的工作表面上并降低加工液的絕緣程度，從而由于外部因素而降低加工的精度。在電火花加工剛好開(kāi)始后或剛好要結(jié)束之前，其時(shí)由于電火花加工電極只有一部分與工件靠近，電火花集中在工件與電火花加工電極接近的那部分區(qū)域內(nèi);在電火花加工剛好開(kāi)始后或剛好要結(jié)束之前的電火花情況與穩(wěn)定進(jìn)行加工時(shí)不同，穩(wěn)定加工時(shí)整個(gè)電火花加工電極與工件是互相均勻接近的。結(jié)果，電火花就集中在電火花加工電極的進(jìn)口和出口的周?chē)驗(yàn)樵谀抢镫娀鸹庸る姌O接近工件的面積較小，致使工件過(guò)多熔化，并使工作表面變形，從而降低齒輪外形的精度。
另外，一般都還需要進(jìn)行一些加工過(guò)程后的工步，例如磨削、精研和形狀測(cè)量;工件在每一工步都要重新夾緊，因此除了機(jī)械加工誤差以外還會(huì)發(fā)生搬運(yùn)誤差，這將進(jìn)一步降低齒輪外形的精度。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是要提供一種加工齒輪外形的設(shè)備和方法，其中，工件和成形工具例如成形電極在佯嚙合的位置上同步運(yùn)動(dòng)，以便加工出齒輪外形并易于排除金屬碎屑，從而提高齒輪形狀的加工精度。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是要提供一種加工齒輪外形的設(shè)備和方法，其中工件始終被裝夾而工件和各種工具是在嚙合狀態(tài)下同步運(yùn)動(dòng)，以便從材料到齒輪形狀進(jìn)行統(tǒng)一的加工，從而可以容易地排除金屬碎屑并消除操作誤差，因此可以提高齒輪形狀的加工精度。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是要提供一種加工齒輪外形的設(shè)備和方法，其中，工件仍被裝夾，齒輪形狀可被測(cè)量，成為齒輪形狀加工的最后一道工步。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，設(shè)有齒輪外形的加工設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)使夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)將具有齒輪形狀的用來(lái)加工工件的成形工具支承在樞軸上的夾持器，一個(gè)使夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)使夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)、以及一個(gè)能控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、和夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制部分，以便使成形工具接近與工件佯嚙合的位置，使工件和成形工具同步旋轉(zhuǎn)，并在工件和成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，從而便可用成形工具加工工件。
使具有齒輪形狀的成形工具接近支承在樞軸上的工件并使它們?cè)谘饑Ш衔恢蒙贤叫D(zhuǎn)。同時(shí)在工件和成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，便可用成形工具加工工件。因此，工件和具有齒輪形狀的成形工具之間的相對(duì)位置關(guān)系總是在變化的，而兩者的接近部分總是成為直線，使金屬碎屑容易被排除。并且在工件和具有齒輪形狀的成形工具之間接近的距離始終可以保持恒定。結(jié)果，加工條件始終可以保持恒定，不受外部因素的影響而可得到精確的齒輪形狀。
按照本發(fā)明的第二方面，設(shè)有一個(gè)可以測(cè)量齒輪外形的設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)使夾盤(pán)在一平面內(nèi)按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)設(shè)有位移部分能隨工件形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承成形主齒輪的夾持器，一個(gè)能夠控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使工件和成形主齒輪嚙合在一起并使成形主齒輪跟隨工件旋轉(zhuǎn)的控制部分，以及一個(gè)能夠檢測(cè)成形主齒輪位移部分的位移從而精確地檢測(cè)工件形狀誤差的誤差檢測(cè)部分。
按照本發(fā)明的第三方面，設(shè)有一個(gè)能夠測(cè)量齒輪形狀的設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)能使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)能使夾盤(pán)在一平面內(nèi)按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)設(shè)有位移部分能隨工件形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承成形主齒的夾持器，一個(gè)能使夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)能夠控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)、夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、和夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、使工件和成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起并使它們分別旋轉(zhuǎn)以便得出成形主齒輪和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及一個(gè)能夠檢測(cè)成形主齒輪和工件偏離理想嚙合途徑的位移以便測(cè)量工件和成形主齒輪的形狀誤差的誤差檢測(cè)部分。
成形主齒輪和工件分別旋轉(zhuǎn)而嚙合在一起并沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)。結(jié)果沿圓周方向作用在成形主齒輪和工件之間的推動(dòng)壓力就可排除。因此由于工件形狀的變化而引起的成形主齒輪的微細(xì)位移能夠精確地被檢測(cè)部分檢測(cè)出來(lái)以便能更穩(wěn)定地測(cè)量齒輪的形狀。
按照本發(fā)明的第四方面，設(shè)有齒輪外形的加工設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)使夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)能夾持成形工具而可運(yùn)動(dòng)到任何需要位置并可旋轉(zhuǎn)的夾持器，一個(gè)使夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外周軸心而將夾持器夾持在內(nèi)周上的第一偏心環(huán)，至少一個(gè)將第一偏心環(huán)夾持在內(nèi)周上的外圍偏心環(huán)，一個(gè)使夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)能夠控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)、夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)并控制第一偏心環(huán)和外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量以便使成形工具接近與工件佯嚙合的位置，使工件與成形工具同步旋轉(zhuǎn)，并在工件和成形工具之間實(shí)行切削量控制，從而可用成形工具加工工件的控制部分。
夾持成形工具的夾持器可對(duì)加工設(shè)備的機(jī)械中心按任何需要的方向滑動(dòng)，并被夾持在第一偏心環(huán)的內(nèi)周上，在該環(huán)上內(nèi)周的軸心偏離外周的軸心。另外，第一偏心環(huán)被夾持在具有偏心內(nèi)周的外圍偏心環(huán)的內(nèi)周上。第一偏心環(huán)和外圍偏心環(huán)都是由控制部分控制分別偏心旋轉(zhuǎn)的，從而可使被第一偏心環(huán)夾持的夾持器沿任何需要的運(yùn)動(dòng)途徑運(yùn)動(dòng)。
因此，固定成形工具的夾持器由于第一偏心環(huán)的偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可按任何需要的偏心量并以任何需要的速率運(yùn)動(dòng)，使工件和成形工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠平滑地完成。結(jié)果工件就能平滑地進(jìn)行加工，得出平滑的加工過(guò)的形狀。
按照本發(fā)明的第五方面，設(shè)有測(cè)量齒輪形狀的設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)使夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)設(shè)有位移部分能隨工件形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪，一個(gè)夾持成形主齒輪并可運(yùn)動(dòng)到任何需要位置且可旋轉(zhuǎn)的夾持器，一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外周軸心而將夾持器夾持在內(nèi)周上的第一偏心環(huán)，至少一個(gè)將第一偏心環(huán)夾持在內(nèi)周上的外圍偏心環(huán)，一個(gè)能夠控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)并控制第一偏心環(huán)和靠模偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量以便使工件和成形主齒輪嚙合在一起并使成形主齒輪跟隨工件旋轉(zhuǎn)的控制部分，以及一個(gè)能將成形主齒輪位移部分的位移檢測(cè)出來(lái)以便檢測(cè)工件形狀誤差的誤差檢測(cè)部分。
因此，夾持成形主齒輪的夾持器由于偏心環(huán)的偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能按任何需要的偏心量并以任何需要的速率運(yùn)動(dòng)，使工件和成形主齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠平滑地完成。成形主齒輪的位移部分能夠精確地反映出工件上微細(xì)的形狀變化，以便能夠更精確地測(cè)量齒輪的形狀。
按照本發(fā)明的第六方面，設(shè)有一個(gè)能夠測(cè)量齒輪外形的設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)能使夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)能使夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)設(shè)有位移部分能隨工件的形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪，一個(gè)夾持成形主齒輪而可運(yùn)動(dòng)到任何需要位置并可旋轉(zhuǎn)的夾持器，一個(gè)能使夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外周軸心而將夾持器夾持在內(nèi)周上的第一偏心環(huán)，至少一個(gè)將第一偏心環(huán)夾持在內(nèi)周上的外圍偏心環(huán)，一個(gè)能夠控制夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并控制第一偏心環(huán)和外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量，以便使工件和成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起，并使成形主齒輪和工件分別旋轉(zhuǎn)以便得出相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制部分，以及一個(gè)能將成形主齒輪和工件偏離理想嚙合途徑大小檢測(cè)出來(lái)以便測(cè)定工件和成形主齒輪的形狀誤差的誤差檢測(cè)部分。
夾持成形主齒輪的夾持器由于偏心環(huán)的偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可按任何需要的偏心量以任何需要的速率運(yùn)動(dòng)，施加在成形主齒輪上并非測(cè)量所必需的外力就能被排除。因此，工件和成形主齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠較為平滑地完成。成形主齒輪的位移部分能夠精確地反映出工件上微細(xì)的形狀變化，以便能夠更精確地測(cè)量齒輪的形狀。
按照本發(fā)明的第七方面，設(shè)有齒輪外形的加工設(shè)備，該設(shè)備具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)，一個(gè)能使夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一個(gè)精研工件的單元，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承精研單元的夾持器，一個(gè)能使夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)能夠控制夾盤(pán)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使精研單元對(duì)工件上下移動(dòng)，從而精研工件的控制部分。精研單元有一外形基本如墩座的支座，有一精研工具固定在支座的軸中間而可張開(kāi)或閉合，精研工具有一個(gè)帶有精研磨石的突出部。
對(duì)于一個(gè)由多個(gè)齒輪如同階梯那樣構(gòu)成的齒輪，如果該齒輪是一外齒輪，精研工具已經(jīng)張開(kāi)，精研單元已經(jīng)定位在軸向的預(yù)定位置上，那么只須逐漸將精研工具閉合就可完成精研。當(dāng)從精研單元的安裝位置看去，精研齒輪會(huì)受其他零件干擾時(shí)，設(shè)有突出部的精研工具就能幫助解決問(wèn)題。因此一直到成為階梯形的部分都能精確地進(jìn)行精研。精研單元在移動(dòng)到齒輪要加工的位置時(shí)精研工具是張開(kāi)的，因此能夠容易地移動(dòng)到加工位置。
對(duì)于內(nèi)齒輪，精研工具同樣能使從精研單元的安裝位置看去會(huì)受其他零件干擾的齒輪進(jìn)行精研;一直到階梯形部分都可準(zhǔn)確地精研。精研單元能夠容易地移動(dòng)到加工位置。
按照本發(fā)明的第八方面，提供有一種加工齒輪外形的方法，該方法包括下列工步使具有齒輪形狀的成形工具接近一個(gè)被夾盤(pán)支承在樞軸上的工件，使工件和成形工具在佯嚙合位置上同步旋轉(zhuǎn)在工件和成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，以及用成形工具加工工件以便得出所需的齒輪形狀。
使具有齒輪形狀的成形工具接近支承在樞軸上的工件并使它們?cè)谘饑Ш衔恢蒙贤叫D(zhuǎn)。同時(shí)在工件和成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，就可用成形工具加工工件。因此，在工件和具有齒輪形狀的成形工具之間的相對(duì)位置關(guān)系始終是在變化的而兩者的接近部分始終保持為直線，以致金屬碎屑能夠容易地被排除。并且，在工件和具有齒輪形狀的成形工具之間接近的距離能夠始終保持恒定。因此，加工條件能夠始終保持恒定，不受外界因素影響，能夠制出準(zhǔn)確的齒輪形狀。
按照本發(fā)明的第九方面，提供有一種方法，該方法包括下列工步，將工件裝夾，按順序變換成形工具，進(jìn)行電火花加工，使工件和成形工具在佯嚙合位置上同步旋轉(zhuǎn)，磨削并精研工件，用測(cè)量工具測(cè)量工件的形狀。
當(dāng)進(jìn)行磨削和精研時(shí)，工件和工具的接觸部分也成為直線，金屬碎屑易被排除以便穩(wěn)定地進(jìn)行加工。當(dāng)工件被裝夾時(shí)，在電火花加工之后接著可以進(jìn)行磨削、精研和測(cè)量齒輪外形;齒輪形狀的一系列加工工步都可完成而可消除搬運(yùn)誤差。
按照本發(fā)明的第十方面，提供有一種加工齒輪外形的方法，該方法包括下列工步使成形工具與夾盤(pán)裝夾的工件互相接近，使工件和成形工具在佯嚙合位置上同步旋轉(zhuǎn)，在工件和成形工具之間實(shí)行切削量控制，用成形工具加工工件以便得出所需的齒輪形狀。其中，一個(gè)夾持成形工具并可運(yùn)動(dòng)到任何需要位置的夾持器被夾持在內(nèi)周軸心偏離外周軸心的第一偏心環(huán)的內(nèi)周上，并且第一偏心環(huán)和至少一個(gè)將第一偏心環(huán)夾持在其內(nèi)周上的外圍偏心環(huán)兩者的旋轉(zhuǎn)量是分別控制的，從而可使夾持器沿著任何需要的運(yùn)動(dòng)途徑運(yùn)動(dòng)，并由成形工具的形狀和夾持器的運(yùn)動(dòng)途徑?jīng)Q定工件加工后的形狀。
第一偏心環(huán)和外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量是分別控制的，因此可使被第一偏心環(huán)夾持的夾持器沿著任何需要的運(yùn)動(dòng)途徑運(yùn)動(dòng);各種工件形狀都可用成形工具和工件的任何需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)容易地加工出來(lái)。因此，工件和成形工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠平滑地做到，工件的加工面能夠做得光滑，以便使工件得到一個(gè)準(zhǔn)確加工的形狀。
按照本發(fā)明的第十一方面，提供有一種測(cè)量齒輪外形的方法，其中一個(gè)具有齒輪形狀而支承在樞軸上的工件和一個(gè)用來(lái)測(cè)量齒輪形狀的成形主齒輪嚙合在一起并沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)，成形主齒輪和工件偏離理想嚙合途徑的位移被檢測(cè)出來(lái)，以便測(cè)量工件的形狀誤差。
由于成形主齒輪和工件嚙合在一起并沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)，施加在成形主齒輪和工件之間圓周方向上的推動(dòng)壓力能夠被排除。因此，由于工件形狀的變化引起的成形主齒輪的微細(xì)位移能夠精確地被檢測(cè)部分檢測(cè)出來(lái)，以便能穩(wěn)定地測(cè)量齒輪的形狀。
按照本發(fā)明的第十二方面，提供有一種測(cè)量齒輪外形的方法，其中一個(gè)具有齒輪形狀而支承在樞軸上的工件和一個(gè)在齒形延伸方向較薄用來(lái)測(cè)量齒輪形狀而支承在樞軸上的成形主齒輪嚙合在一起并沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)而且成形主齒輪還在工件的齒形延伸方向上移動(dòng)，成形主齒輪和工件偏離理想嚙合途徑的位移被檢測(cè)出來(lái)，以便測(cè)量工件和成形主齒輪的形狀誤差。
當(dāng)在齒形延伸方向較薄的成形主齒輪和工件嚙合在一起并沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)而且成形主齒輪還在工件的齒形延伸方向上移動(dòng)時(shí)，用檢測(cè)部分將成形主齒輪和工件偏離理想嚙合途徑的位移檢測(cè)出來(lái)。因此，齒形延伸精度和齒輪的形狀精度就能被檢測(cè)出來(lái)，從而能夠制出準(zhǔn)確的齒輪形狀。
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖研討下面的詳細(xì)說(shuō)明后將可更為清楚。在附圖中圖1為按照本發(fā)明的齒輪外形加工設(shè)備的概略圖;
圖2為在按照本發(fā)明第一實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中說(shuō)明工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖3為在按照本發(fā)明第一實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖;
圖4為在按照本發(fā)明的齒輪外形加工設(shè)備中示出實(shí)現(xiàn)佯嚙合同步運(yùn)動(dòng)的配置的說(shuō)明圖;
圖5為在按照本發(fā)明第二實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中說(shuō)明工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的部分剖面?zhèn)纫晥D。
圖6為在按照本發(fā)明第二實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖;
圖7為在按照本發(fā)明第三實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中說(shuō)明工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖8為在按照本發(fā)明第三實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出工件和成形工具(成形電極)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖;
圖9為給出按照本發(fā)明的齒輪外形加工設(shè)備所用磨輪或精研磨石的外形示例的說(shuō)明圖;
圖10(A)、10(B)和10(C)為給出按照本發(fā)明的齒輪外形加工設(shè)備所用磨輪或精研磨石的其他外形示例的說(shuō)明圖;
圖11為在按照本發(fā)明第四實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的剖面圖;
圖12為在按照本發(fā)明第四實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中所用偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的偏心環(huán)的部分剖面圖;
圖13為在按照本發(fā)明第四實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中夾持器旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)途徑的說(shuō)明圖;
圖14為在按照本發(fā)明第四實(shí)施例的齒輪外形加工設(shè)備中示出實(shí)現(xiàn)偏心同步運(yùn)動(dòng)的配置的說(shuō)明圖;
圖15為在按照本發(fā)明的齒輪外形測(cè)量方法中說(shuō)明工件和成形主齒輪的位置關(guān)系的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖16為在按照本發(fā)明第五實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中說(shuō)明測(cè)量工具的部分剖面圖;
圖17為在按照本發(fā)明第五實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中說(shuō)明測(cè)量工具的低端視圖;
圖18為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中示出工件和成形主齒輪的位置關(guān)系的說(shuō)明圖;
圖19為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中所用測(cè)量工具的部分剖面圖;
圖20為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中示出測(cè)量工具中微小位移檢測(cè)傳感器的安裝狀態(tài)的說(shuō)明圖;
圖21為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中示出工件和成形主齒輪的嚙合狀態(tài)的說(shuō)明圖;
圖22為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中示出工件和另一種外形的成形主齒輪的嚙合狀態(tài)的說(shuō)明圖;
圖23(A)、23(B)和23(C)為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中所用成形主齒輪齒端外形的說(shuō)明圖;
圖24為在按照本發(fā)明第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中所用另一種測(cè)量工具的部分剖面圖;
圖25為在按照本發(fā)明的第五和第六實(shí)施例的齒輪外形測(cè)量設(shè)備中示出為實(shí)現(xiàn)沿著理想嚙合途徑進(jìn)行的嚙合運(yùn)動(dòng)而采用的配置的說(shuō)明圖;
圖26(A)、26(B)和26(C)為按照本發(fā)明的第七實(shí)施例能用精研單元加工的具有特殊外形的齒輪示例;
圖27為按照本發(fā)明第七實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖28為按照本發(fā)明第八實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖29為按照本發(fā)明第九實(shí)施例的精研單元處在閉合狀態(tài)時(shí)的部分剖面圖;
圖30為按照本發(fā)明第九實(shí)施例的精研單元處在張開(kāi)狀態(tài)時(shí)的部分剖面圖;
圖31(A)為按照本發(fā)明第十實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖31(B)為按照本發(fā)明第十實(shí)施例的精研單元的端視圖;
圖32為按照本發(fā)明第十一實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖33為按照本發(fā)明第十二實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖34(A)為按照本發(fā)明第十三實(shí)施例的精研單元的部分剖面圖;
圖34(B)為按照本發(fā)明第十三實(shí)施例的精研單元的端視圖。
現(xiàn)在參閱附圖中示出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)齒輪外形加工方法的設(shè)備的概略圖。
設(shè)備1可適用于順序更換多種工具，如同電火花加工用的電極，磨削用的磨輪，精研用的精研砂輪，及測(cè)量工件形狀用的工具，以便在工件裝夾時(shí)能完成一系列的加工工步，如同電火花加工，磨削和精研，可從材料加工到完成齒輪外形，并可進(jìn)行精度測(cè)量。由具有機(jī)械手2a的自動(dòng)工具更換器2供應(yīng)的工具4(電火花加工用的電極4a，磨削用的磨輪4b，精研用的精研磨石4c，精度測(cè)量用的測(cè)量工具4d，或其他類(lèi)似物;這里這些工具基本上具有同一形狀，并在同一圖中示出)被一夾持器8夾持著，該夾持器與具有分度定位器的分度旋轉(zhuǎn)單元6連結(jié)。夾持器8和分度旋轉(zhuǎn)單元6都被結(jié)合在一個(gè)旋轉(zhuǎn)頭部分中可沿立柱10上下移動(dòng)。要加工的工件14被具有多個(gè)卡爪16a的夾盤(pán)16固定著并可被旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(圖上未示出)如伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。夾盤(pán)16可旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上，在底座18上結(jié)合有夾盤(pán)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。底座18被一具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鞍臺(tái)20所夾持，能在X和Y軸的方向上移動(dòng)。在鞍臺(tái)20的頂部設(shè)有加工箱22，將工件14、夾盤(pán)16和底座18包圍起來(lái)，以便在加工時(shí)防護(hù)工人免遭危險(xiǎn)，并暫時(shí)貯存噴射式供應(yīng)到工件14上的加工液。加工適用的加工液是從加工液供應(yīng)單元24供應(yīng)到加工箱22的，該供應(yīng)單元24并具有能對(duì)加工液進(jìn)行貯存、沉淀、過(guò)濾等的能力。設(shè)備1除了上面提到的構(gòu)件以外，還設(shè)有控制器25，如同中心控制器等。
現(xiàn)將按照具有圖2和3那樣配置的設(shè)備1對(duì)內(nèi)齒輪外形進(jìn)行電火花加工的方法作為第一實(shí)施例來(lái)加以說(shuō)明。
本發(fā)明的第一特征是，使作為工具4的具有齒輪形狀的成形電極4a接近支承在樞軸上的工件14，并使工件14和成形電極4a在佯嚙合的位置上同步旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，在工件14和成形電極4a兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，這樣就可完成電火花加工，得出所需的齒輪形狀。
工件14和成形電極4a相互嚙合并同步旋轉(zhuǎn)時(shí)就象行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星小齒輪和內(nèi)齒輪一樣。如圖2和3所示，具有預(yù)定齒輪形狀的成形電極4a連結(jié)在設(shè)備1機(jī)械中心的夾持器8上。該電極4a在其軸線上按圖3中的箭頭L1方向旋轉(zhuǎn)時(shí)就對(duì)被夾盤(pán)16卡爪16a夾持的工件14的內(nèi)周進(jìn)行電火花加工。其時(shí)，工件14可旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上并按圖3中的箭頭L2的方向與成形電極4a同步旋轉(zhuǎn)。其時(shí)，夾盤(pán)16被一工件轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)28驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，該電動(dòng)機(jī)28有一夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分26并能對(duì)夾盤(pán)16的轉(zhuǎn)速和位置進(jìn)行反饋控制。在進(jìn)行電火花加工時(shí)，如同通常的電火花加工一樣，在加工箱22(見(jiàn)圖1)內(nèi)要充滿加工液，如同煤油或純水，工件14和成形電極4a要放在加工液中。接下來(lái)要確定電火花加工的條件并使工件14和成形電極4a在佯嚙合位置上同步運(yùn)動(dòng)。其時(shí)，裝有底座18的鞍臺(tái)20(見(jiàn)圖1)按照預(yù)定的距離連續(xù)不斷地沿圖3中箭頭X的方向推進(jìn)，留出電火花加工的余量。因此，工件14和成形電極4a的佯嚙合位置會(huì)逐漸變深，而成形電極4a通過(guò)的部分就被熔化消除，從而在工件14的內(nèi)周上制成齒輪形狀。
圖4為在按照本發(fā)明的齒輪形狀加工設(shè)備中為使工件14和工具4在佯嚙合位置上同步旋轉(zhuǎn)而安排的配置的概略圖。例如，為了進(jìn)行電火花加工，將成形電極4a作為工具4連結(jié)在夾持器8上，并使夾持器8被含有工具旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)32的旋轉(zhuǎn)頭部分夾持，在電動(dòng)機(jī)32上設(shè)有工具旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)部分30。
在另一方面，工件14被具有多個(gè)卡爪可旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上的夾盤(pán)所夾持。工件14可由工件旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)28使它與成形電極4a同步旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)28具有夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分26，能對(duì)夾盤(pán)16的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行反饋控制。
另外，裝有夾盤(pán)16的底座18被一X方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)向左或向右驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果X方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠44構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分42上的底座18就可準(zhǔn)確地被一底座驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)在X方向(圖中的向左或向右方向)上驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)48裝在設(shè)備的機(jī)架上，并且設(shè)有底座的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)部分46。裝有底座18的鞍臺(tái)20被一Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)前后驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分52上的鞍臺(tái)20就可被一設(shè)有鞍臺(tái)旋轉(zhuǎn)益和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分54的鞍臺(tái)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)56在Y方向(圖中的向后或向前方向)上準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。結(jié)合X方向和Y方向的驅(qū)動(dòng)便可使工件14運(yùn)動(dòng)的方向和數(shù)量任意改變。
伺服電動(dòng)機(jī)28，32，48和56都由一個(gè)數(shù)控控制器58統(tǒng)一控制，因此有關(guān)的伺服電動(dòng)機(jī)能夠互相結(jié)合起來(lái)完成預(yù)定的操作。特別是在電火花加工期間，驅(qū)動(dòng)成形電極4a用的工具旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)32的轉(zhuǎn)速是由數(shù)控控制器58準(zhǔn)確控制的，而工件旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)28的轉(zhuǎn)速需要跟隨成形電極4a而操作，這是用一位置和轉(zhuǎn)速控制部分60來(lái)控制的，該控制部分60能不斷檢測(cè)出工件的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速，將這些信息反饋，進(jìn)行比較，以便控制;加工是由一個(gè)加工條件控制部分62來(lái)完成的，該控制部分62是在按照數(shù)控控制器58和位置和轉(zhuǎn)速控制部分60發(fā)出的信號(hào)運(yùn)動(dòng)的控制加工條件的。由于工件14和成形電極4a共同旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠一起完成佯嚙合的同步運(yùn)動(dòng)，它們之間的相對(duì)位置關(guān)系始終是在變化的，而工件14和成形電極4a的接近部分?？沙蔀橹本€，這使金屬碎屑容易排除并使加工液順利流通。由于能夠完成假定嚙合的同步運(yùn)動(dòng)，工件和具有齒輪形狀的成形電極的靠近量就能經(jīng)常保持恒定，由于外部因素而引起的電火花加工條件的改變能被消除。因此，齒輪形狀能用電火花加工準(zhǔn)確地制出。
例如，對(duì)于一個(gè)在內(nèi)部具有階梯形的齒輪形狀，即使它在底部的內(nèi)徑大于頂部的內(nèi)徑，也是能夠容易地用電火花加工制出的，采用的方法類(lèi)如上述。
另外，在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)頭部分12是由一個(gè)Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上下驅(qū)動(dòng)的，以便在工件14和成形電極4a之間在齒形延伸方向上實(shí)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，藉以制出階梯形的齒輪外形。舉個(gè)例說(shuō)，如果Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠36構(gòu)成的，那么固定在陰螺紋部分34上的旋轉(zhuǎn)頭部分34就可被一頭部驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)40在Z方向(圖中的向上或向下方向)上平滑地驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)40裝在立柱10上并設(shè)有頭部旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)部分38。
作為第二實(shí)施例，圖5和6示出一種用電火花加工外部齒輪形狀的方法。上面第一實(shí)施例說(shuō)的是用電火花加工內(nèi)部齒輪形狀的方法，加工外部齒輪形狀的方法可用與此相同的設(shè)備和控制方法來(lái)付諸實(shí)施。唯一不同的是，電火花加工用的成形電極4a-1和工件14-1在完成佯嚙合的同步運(yùn)動(dòng)時(shí)，成形電極4a-1是在工件14-1的外周上旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與工件14-1相反(在圖6中成形電極4a-1是按L方向旋轉(zhuǎn)而工件14-1是按R方向旋轉(zhuǎn))。在這種情況下，使夾盤(pán)16按預(yù)定的距離不斷沿圖6中箭頭X′的方向進(jìn)給，作為電火花加工的余量，工件14-1和成形電極4a-1的佯嚙合位置就可逐漸深入，而成形電極4a-1通過(guò)的部分就被熔化消除，從而可在工件14-1的外周上制成齒輪外形。
作為第三實(shí)施例，圖7和8示出一種用電火花加工錐齒輪形狀的方法。錐齒輪形狀的加工方法可用與第二實(shí)施例用電火花加工外部齒輪形狀相同的設(shè)備和控制方法來(lái)實(shí)施。不同的是，工件14-2按照錐齒輪形狀的軸間角θ，裝夾時(shí)與成形電極4a-2傾斜成一θ角，如圖7和8所示。這意味著工件14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)施，如夾盤(pán)16、底座18和鞍臺(tái)20都要安放得與成形電極4a的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜成一θ角。在這種情況下，夾盤(pán)16將按預(yù)定距離不斷沿圖7中的箭頭Z的方向進(jìn)給，作為電火花加工的余量，其時(shí)工件14-2通過(guò)的部分被熔化消除，從而便可在工件14-2的外周上制成錐齒輪形狀。在這種情況下，用具有Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的工具旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)(見(jiàn)圖4)使成形電極4a-2按預(yù)定的距離不斷沿圖7中箭頭Z′的方向進(jìn)給，亦可獲得類(lèi)似的結(jié)果。
如上所述，成形電極和工件之間的位置關(guān)系可以按照所需的齒輪形狀加以改變，辦法是使成形工件和工件的旋轉(zhuǎn)軸線交叉成任何需要的角度或使兩根軸線偏離或者兩種情況都有，并且使工件和按照所需齒輪形狀成形的電極進(jìn)行假定嚙合的同步運(yùn)動(dòng)，這樣就可加工出正齒輪、斜齒輪、人字齒輪及錐齒輪，如同斜齒錐齒輪、零度弧齒錐齒輪、和準(zhǔn)雙曲線錐齒輪。
本發(fā)明的第二個(gè)特征是，在將工件固定在夾盤(pán)上的條件下，連續(xù)完成電火花加工，及以后的磨削、精研和工件加工后形狀的測(cè)量(在下面說(shuō)明)，所用工具4(磨削用的磨輪4b、精研用的精研磨石4c、精度測(cè)量用的測(cè)量工具4d)由具有機(jī)械手的自動(dòng)工具更換器供應(yīng)。
如同電火花加工那樣，具有齒輪形狀的成形磨輪4b或精研磨石4c須向工件靠近，然后與工件接觸，使工件與磨輪或精研磨石進(jìn)行嚙合的同步運(yùn)動(dòng)，并在工件與磨削用的磨輪或精研用的精研磨石兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，以便得出所需的齒輪形狀。因此，磨輪4b或精研砂輪4c除了在其自身軸線上旋轉(zhuǎn)外還要對(duì)工件轉(zhuǎn)動(dòng)以便磨削或精研工件上實(shí)際嚙合的部分，從而提供與齒輪嚙合時(shí)相同接觸狀態(tài)的齒輪形狀。盡管通過(guò)嚙合的同步運(yùn)動(dòng)能夠得到充分的磨削和精研，但磨輪、精研磨石等通常是在與旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向上驅(qū)動(dòng)，那就是說(shuō)，夾持工具的旋轉(zhuǎn)頭部分是由Z軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)上下驅(qū)動(dòng)，以便使工具沿著齒形延伸方向作相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以更有效和精確地磨削和精研工件。應(yīng)用高頻振動(dòng)的相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以完成更有效的加工。因此，精確的加工能夠應(yīng)用通常的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和由高頻振動(dòng)產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。高頻振動(dòng)是由Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的。
在另一方面，要磨削或精研錐齒輪等的復(fù)雜齒輪形狀時(shí)必須避免工件和砂輪在加工位置之外相互干涉。為了在加工時(shí)工件14和精研磨石64不發(fā)生干涉，對(duì)于工件14上每?jī)蓚€(gè)齒可在精研磨石64上只設(shè)一個(gè)齒，如圖9所示。另外精研磨石的形狀可以改變，使齒輪形狀只是部分被加工，從而更精確地加工出所需的齒輪形狀，如圖10(A)、10(B)和10(C)所示。在圖10(A)中所示的砂輪64a，齒厚已經(jīng)減小，用來(lái)加工工件14的齒根部;在圖10(B)、10(C)中所示的砂輪64b、64c輪齒高已經(jīng)降低，用來(lái)加工工件14的齒端部。另外，如果需要，可使精研磨石的形狀調(diào)整為只加工齒輪的面部，這樣便可制出輪齒接觸良好的精確的齒輪形狀。
接下來(lái)作為第四實(shí)施例，這里說(shuō)明一種加工齒輪形狀的設(shè)備和方法，其時(shí)成形工具可沿一條更順當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)途徑對(duì)工件運(yùn)動(dòng)以便在工件上制出光滑的加工形狀。
按照第四實(shí)施例的設(shè)備的總體配置與圖1所示的配置相似，其特征在于，設(shè)備1的分度旋轉(zhuǎn)單元上具有一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其概略的剖面圖如圖11所示。
具有預(yù)定齒輪形狀的成形工具4被固定在夾持器8的旋轉(zhuǎn)軸線上。夾持器8可以通過(guò)歐氏(Oldham)聯(lián)軸節(jié)70和驅(qū)動(dòng)軸72在任何需要的方向上對(duì)設(shè)備1的機(jī)械中心滑動(dòng)。夾持器8被一環(huán)狀的軸承74夾持并被具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分76的伺服電動(dòng)機(jī)78夾承在樞軸上。在夾持器8的外周設(shè)有多個(gè)偏心環(huán)(在本實(shí)施例中為三個(gè));每一偏心環(huán)的內(nèi)周和外周的軸線都是互相偏離的。即內(nèi)偏心環(huán)80、中偏心環(huán)90和外偏心環(huán)104都是位在夾持器8的外面。內(nèi)偏心環(huán)80作為第一偏心環(huán)通過(guò)設(shè)在夾持器8外面的軸承74可以環(huán)繞樞軸旋轉(zhuǎn)。具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分86的伺服電動(dòng)機(jī)88可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪84準(zhǔn)確地控制并轉(zhuǎn)動(dòng)固定在內(nèi)偏心環(huán)上的從動(dòng)齒輪82。另外，中偏心環(huán)90作為外圍偏心環(huán)通過(guò)設(shè)在內(nèi)偏心環(huán)80外面的軸承92可以環(huán)繞樞軸旋轉(zhuǎn)。具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分98的伺服電動(dòng)機(jī)100可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪96準(zhǔn)確地控制并轉(zhuǎn)動(dòng)固定在中偏心環(huán)90上的從動(dòng)齒輪94。驅(qū)動(dòng)內(nèi)偏心環(huán)80的伺服電動(dòng)機(jī)88固定在安裝架102上而該安裝架又固定在中偏心環(huán)90上。同樣，外偏心環(huán)104作為第二外圍偏心環(huán)通過(guò)設(shè)在中偏心環(huán)90外面的軸承106可以環(huán)繞樞軸旋轉(zhuǎn)。具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分112的伺服電動(dòng)機(jī)114可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪110準(zhǔn)確地控制并轉(zhuǎn)動(dòng)固定在外偏心環(huán)104上的從動(dòng)齒輪108。伺服電動(dòng)機(jī)114固定在分度旋轉(zhuǎn)單元6的壁上而外偏心環(huán)104被分度旋轉(zhuǎn)單元6上的軸承116夾持著可繞樞軸旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)中偏心環(huán)90的伺服電動(dòng)機(jī)100固定在安裝架118上而安裝架又固定在外偏心環(huán)104上。因此，夾持成形工具4用的夾持器8、內(nèi)偏心環(huán)80、中偏心環(huán)90及外偏心環(huán)104都可環(huán)繞樞軸旋轉(zhuǎn)地被結(jié)合在分度旋轉(zhuǎn)單元6內(nèi)。
圖12示出按照?qǐng)D11A-1A線的剖面圖的主要部分。當(dāng)內(nèi)偏心環(huán)80或中偏心環(huán)90被伺服電動(dòng)機(jī)88或100轉(zhuǎn)動(dòng)任何轉(zhuǎn)動(dòng)量時(shí)，便可使夾持器8偏離固定在設(shè)備1機(jī)械中心的分度旋轉(zhuǎn)單元6上的伺服電動(dòng)機(jī)78的旋轉(zhuǎn)軸。內(nèi)偏心環(huán)80和中偏心環(huán)90都可按任何需要的方向旋轉(zhuǎn)，從而可以給出夾持器8所需的偏心量。因此，夾持器8的偏心量、方向和偏心轉(zhuǎn)速能被具有旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分86和98的伺服電動(dòng)機(jī)88和100準(zhǔn)確地加以控制。其時(shí)，歐氏聯(lián)軸節(jié)70被用來(lái)作為一種設(shè)施以便使夾持器8順當(dāng)?shù)爻蔀槠牡姆€(wěn)妥地將伺服電動(dòng)機(jī)78的旋轉(zhuǎn)傳遞給夾持器8。
這樣，被夾持器8夾持的成形工具4就可被伺服電動(dòng)機(jī)78控制以任何轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并可由內(nèi)偏心環(huán)80和中偏心環(huán)90授予任何需要的偏心量。另外，外偏心環(huán)104能以任何需要的速率旋轉(zhuǎn)，從而可使夾持器8、內(nèi)偏心環(huán)80和中偏心環(huán)90成為一個(gè)單元隨著外偏心環(huán)旋轉(zhuǎn)。在圖11中，成形工具4可在4L到4R的范圍內(nèi)偏心地移動(dòng)，夾持器8可在8L到8R的范圍內(nèi)移動(dòng)，歐氏聯(lián)軸節(jié)可在70R到70L的范圍內(nèi)移動(dòng)。
圖13示出偏心環(huán)80、90和104及夾持器8的運(yùn)動(dòng)模式。點(diǎn)O0示出外偏心環(huán)104的旋轉(zhuǎn)中心夾持器8的公轉(zhuǎn)中心與夾持器8的旋轉(zhuǎn)中心一致時(shí)的狀態(tài)。如果從這狀態(tài)開(kāi)始只是內(nèi)偏心環(huán)在L方向上旋轉(zhuǎn)，那么夾持器8的旋轉(zhuǎn)中心將沿點(diǎn)劃線所示的運(yùn)動(dòng)途徑O1運(yùn)動(dòng)。如果只是中偏心環(huán)在R方向上旋轉(zhuǎn)，那么夾持器8的旋轉(zhuǎn)中心O0將遵循點(diǎn)劃線所示的運(yùn)動(dòng)途徑O2。在夾持器8的旋轉(zhuǎn)中心的O0的運(yùn)動(dòng)途徑O1上的任一點(diǎn)P當(dāng)只是內(nèi)偏心環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，還要以外偏心環(huán)104的旋轉(zhuǎn)中心(夾持器8的公轉(zhuǎn)中心)O0為中心進(jìn)行公轉(zhuǎn)，而夾持器8本身沿著兩點(diǎn)-劃線所示的運(yùn)動(dòng)途徑O3運(yùn)動(dòng)。那就是夾持器8除了環(huán)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)外還要以旋轉(zhuǎn)中心O0為中心進(jìn)行公轉(zhuǎn)。使內(nèi)偏心環(huán)80和中偏心環(huán)90在相對(duì)的方向上旋轉(zhuǎn)，那么運(yùn)動(dòng)途徑O1和O2在X方向上的運(yùn)動(dòng)分量就互相抵消，結(jié)果使點(diǎn)P只是在Y-Y方向上偏離。另外，如果使內(nèi)偏心環(huán)80和中偏心環(huán)90在同一方向上旋轉(zhuǎn)，那么夾持器的偏心途徑幾乎可增加一倍，那就是說(shuō)，如果兩者都在L方向旋轉(zhuǎn)，那么以旋轉(zhuǎn)中心O0為出發(fā)點(diǎn)的偏心途徑幾乎可為運(yùn)動(dòng)途徑O1的兩倍長(zhǎng)度;如果兩者都在R方向旋轉(zhuǎn)那么偏心途徑幾乎可為運(yùn)動(dòng)途徑O2的兩倍長(zhǎng)度。因此，只要控制圖11中所法的伺服電動(dòng)機(jī)88、100和114，便可組成各種型式的運(yùn)動(dòng)，并且?jiàn)A持器8能被控制在任何需要的偏心量和任何需要的方向。
圖14為在按照本實(shí)施例的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)偏心同步運(yùn)動(dòng)的一種配置的概略圖。成形工具4連結(jié)在夾持器8上并被夾持在分度旋轉(zhuǎn)單元6內(nèi)，在該單元6內(nèi)設(shè)有具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分76的伺服電動(dòng)機(jī)78。
如上所述，在分度旋轉(zhuǎn)單元6內(nèi)設(shè)有偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中多個(gè)偏心環(huán)由于具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分86、98和112的伺服電動(dòng)機(jī)88、100和114的作用，可使夾持器8沿著任何需要的運(yùn)動(dòng)途徑偏心旋轉(zhuǎn)。
在另一方面，工件14被一具有多個(gè)卡爪16a的夾盤(pán)16夾持著并裝在底座18的樞軸上。由于伺服電動(dòng)機(jī)28的作用使夾盤(pán)16能與成形工具4同步旋轉(zhuǎn)。該電動(dòng)機(jī)具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分26并能對(duì)夾盤(pán)16的轉(zhuǎn)速和位置進(jìn)行反饋控制。
另外，裝有夾盤(pán)16的底座18被X方向的進(jìn)給機(jī)構(gòu)左右驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果X方向的進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠44構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分上的底座18就可被一伺服電動(dòng)機(jī)48在X方向(圖中的向左或向右方向)上準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)48裝在機(jī)架50上并具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分46。裝有底座18的鞍臺(tái)20被一Y方向的進(jìn)給機(jī)構(gòu)前后驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果Y方向的進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分上的鞍臺(tái)20就可在Y方向(圖中的向后或向前方向)上被具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分54的伺服電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。工件14的偏心方向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量只須把X方向和Y方向的驅(qū)動(dòng)結(jié)合起來(lái)就可任意進(jìn)行改變。
伺服電動(dòng)機(jī)78、86、100、114、28、48和56都是由數(shù)控控制器58控制的，以便有關(guān)的伺服電動(dòng)機(jī)能夠結(jié)合起來(lái)完成預(yù)定的操作。特別是在電火花加工期間，使成形工具4在其自身軸線上旋轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)78的轉(zhuǎn)速和偏心量以及使成形工具4公轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)86、100和114的轉(zhuǎn)速和偏心量總是不斷地檢測(cè)、反饋、進(jìn)行比較，并由數(shù)控控制器58及位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分60加以控制，以便準(zhǔn)確地維持轉(zhuǎn)速和偏心量。同樣，使成形工具4跟隨工件14而操作的伺服電動(dòng)機(jī)28、48和56的轉(zhuǎn)速和偏心量是由位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分60控制的。該檢測(cè)部分60不斷檢測(cè)工件14的旋轉(zhuǎn)位置、轉(zhuǎn)速和偏心量，將這些信息反饋，進(jìn)行比較，以便控制。加工是由加工條件控制部分62完成的，該控制部分62在按照數(shù)控控制器58及位置和轉(zhuǎn)速控制部分60發(fā)出的信號(hào)而運(yùn)動(dòng)時(shí)控制著加工條件。由于工件14和成形工具4是在它們共同旋轉(zhuǎn)時(shí)一起完成偏心同步運(yùn)動(dòng)的，它們之間的相對(duì)位置關(guān)系總是在不斷變化，而工件14和成形工具4的靠近部分總是能夠成為直線，使金屬碎屑易于排除，使加工液能夠順利地流通。當(dāng)工件14和成形工具4能順當(dāng)?shù)叵鄬?duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們之間的靠近量總是能維持恒定，由于外部因素引起的加工條件的變化能被消除。因此可用電火花加工精確地制出基本上符合理想的形狀。
例如，對(duì)于內(nèi)部具有階梯形的齒輪形狀，即使底部比頂部具有較大的內(nèi)徑，也能用本設(shè)備進(jìn)行電火花加工輕易地制出。
另外，在加工階梯形齒輪外形時(shí)，需要在工件14和成形工具4之間沿輪齒伸展方向進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)本設(shè)備也可適用，可用Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)將分度旋轉(zhuǎn)單元上下驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠36構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分34上的分度旋轉(zhuǎn)單元6就可在Z方向(圖中的向上或向下方向)上順當(dāng)?shù)乇凰欧妱?dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)40裝在立柱10上并具有旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分38。
在本實(shí)施例中用成形工具加工工件的內(nèi)周，成形工具一面環(huán)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)一面公轉(zhuǎn)，這是作為一個(gè)例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的。本例也可用來(lái)加工工件的外周。那就是說(shuō)，可用數(shù)控控制器58，位置和轉(zhuǎn)速控制部分60，和加工控制部分62相互結(jié)合起來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，以便加工工件的外周。
這樣，具有偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的本設(shè)備就能加工正齒輪、斜齒輪、人字齒輪、齒條和小齒輪等。本設(shè)備還能加工錐齒輪，如同斜齒錐齒輪、零度弧齒錐齒輪、和準(zhǔn)雙曲線錐齒輪，只要把含有夾盤(pán)16并用來(lái)固定工件14的鞍臺(tái)20對(duì)成形工具4傾斜一個(gè)需要的角度θ就可以了。
具有不同形狀的工件可用具有單一形狀的成形工具，例如一個(gè)具有預(yù)定齒輪尺寸的成為齒輪形狀的工具來(lái)加工，只要改變成形工具的偏心轉(zhuǎn)速和偏心量就可以了。另外，具有不同形狀的工件還可用圓柱形和方形的工具來(lái)加工。因此，要準(zhǔn)備的工具種數(shù)可以減少，加工時(shí)間可以縮短，這樣就可降低加工費(fèi)用。
按照本實(shí)施例的設(shè)備，一次將工件裝夾在夾盤(pán)上，就能連續(xù)完成多個(gè)加工工步，例如電火花加工，以及隨后的磨削、精研和對(duì)加工的工件進(jìn)行精確的測(cè)量(下面說(shuō)明)都可用工具4(電火花加工用的電極4a，磨削用的磨輪4b，精研用的精研磨石4c，精確測(cè)量用的測(cè)量工具4d)連續(xù)完成，工具4是由具有機(jī)械手的自動(dòng)工具更換器供應(yīng)的。
加工時(shí)，每一種具有齒輪形狀的工具都要與工件接觸，工件和工具要進(jìn)行偏心的同步運(yùn)動(dòng)，并在工件和工具(包括電火花加工、磨削或精研用的)兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，以便得出所需的齒輪形狀。因此，磨輪或精研磨石可在環(huán)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)工件進(jìn)行公轉(zhuǎn)，這樣就可磨削或精研工件上實(shí)際嚙合的部分，從而提供的齒輪形狀可與實(shí)際嚙合時(shí)處在相同的接觸狀態(tài)。雖然如此，本設(shè)備也可用偏心的同步運(yùn)動(dòng)完成夠格的磨削和精研，磨輪、精研磨石等可在與其旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向上驅(qū)動(dòng)，即，夾持工具的旋轉(zhuǎn)頭部分可被Z軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)上下驅(qū)動(dòng)，使工具沿要加工的齒輪形狀的輪齒伸展方向進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以更有效地和準(zhǔn)確地磨削并精研工件。應(yīng)用由高頻振動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)能夠完成更有效的加工。因此可用通常的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和由高頻振動(dòng)產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成準(zhǔn)確的加工。高頻振動(dòng)可由Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)完成。
接下來(lái)作為第五實(shí)施例將說(shuō)明用來(lái)測(cè)量加工后工件形狀誤差的工具和設(shè)備，該工件是當(dāng)裝夾在圖1所示設(shè)備上經(jīng)過(guò)一系列的電火花加工、磨削和精研后加工成所需齒輪形狀的。
圖15所示的配置與圖1和2所示設(shè)備的配置相同，不同的只是有一測(cè)量齒輪形狀的工具裝在以前電火花加工所用成形電極4a的地方。
因此，在討論齒輪形狀測(cè)量設(shè)備的配置時(shí)仍舊要參閱圖1。
在圖1所示加工設(shè)備中，具有機(jī)械手2a的自動(dòng)工具更換器2將在供應(yīng)電火花加工等的工具之外供應(yīng)測(cè)量工具4d(與所需齒輪形狀適應(yīng)的測(cè)量工具)。所供的測(cè)量工具被一夾持器8夾持，裝有具有分度定位器的分度旋轉(zhuǎn)單元6上。夾持器8和分度旋轉(zhuǎn)單元6被結(jié)合在旋轉(zhuǎn)頭部分12內(nèi)，可沿立柱10上下移動(dòng)。要測(cè)量的加工后的工件14被固定在具有多個(gè)卡爪、能用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3例如伺服電動(dòng)機(jī)28定位的夾盤(pán)16上。夾盤(pán)16可旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上，該底座18裝有夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。底座18被一具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能在X和Y兩個(gè)軸向上移動(dòng)的鞍臺(tái)10所夾持。有一能夠開(kāi)啟和閉合并包圍工件14、夾盤(pán)16、底座18等的蓋子，用來(lái)造成均勻的測(cè)量環(huán)境并在工作時(shí)保護(hù)工人免遭危險(xiǎn)。在第五實(shí)施例中，以前實(shí)施例中所用加工箱22被用來(lái)作為蓋子。
另外，有一測(cè)量結(jié)果展示部分25a的控制單元，一個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的驅(qū)動(dòng)控制器等被設(shè)在設(shè)備1的頂部。
利用上面已說(shuō)明配置的設(shè)備1來(lái)測(cè)量齒輪形狀的測(cè)量工具4d的配置將在下面進(jìn)行討論。
測(cè)量工具4d具有一個(gè)成形主齒輪120，該主齒輪120具有所需齒輪形狀和齒輪尺寸并能在它與加工到齒輪形狀的工件嚙合時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖16和17詳細(xì)示出測(cè)量工具4d的一個(gè)例子。成形主齒輪120通過(guò)軸承122可在一端旋轉(zhuǎn)地連結(jié)到具有保持器124的滑動(dòng)夾持器126上。在滑動(dòng)夾持器126頂部的中心開(kāi)有U形槽128。被設(shè)備1(見(jiàn)圖1)中夾持器8夾持的主軸130通過(guò)U形槽128與滑動(dòng)夾持器126咬合。那就是說(shuō)，滑動(dòng)夾持器126被咬合但可在與成形主齒輪120的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上沿主軸130的滑動(dòng)頸滑動(dòng)。有一止推塊134固定在滑動(dòng)夾持器126上，在滑動(dòng)夾持器的滑動(dòng)方向上還有一對(duì)彈簧136分別設(shè)在主軸136的兩旁以便總是能使滑動(dòng)夾持器壓向中央。有一微小位移的檢測(cè)傳感器10，作為下面將要說(shuō)明的誤差檢測(cè)部分(圖上未示出)的傳感器裝在安裝架138上，該安裝架138與滑動(dòng)夾持器126的一部分連結(jié)并有一個(gè)平面與成形主齒輪120的旋轉(zhuǎn)軸平行。
具有上述結(jié)構(gòu)的測(cè)量工具4d的成形主齒輪120當(dāng)與加工成齒輪形狀的工件嚙合時(shí)會(huì)被工件的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。那就是說(shuō)，測(cè)量工具4a旋轉(zhuǎn)時(shí)是被工件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的。其時(shí)，如果在成形主齒輪120和工件之間存在著形狀誤差，那么工件就會(huì)使成形主齒輪120與滑動(dòng)夾持器一起頂住彈簧136的能量沿著圖17中箭頭P的方向位移。該位移被微小位移傳感器140檢測(cè)出來(lái)，加工精度，例如工件齒輪形狀加工后的嚙合精度就會(huì)在測(cè)量結(jié)果展示部分25a上顯示出來(lái)。
另外，作為第六實(shí)施例將說(shuō)明測(cè)量齒輪形狀的一種方法和工具，在該方法中能夠排除當(dāng)一成形主齒輪與工件接觸時(shí)所產(chǎn)生的不需要的外力，以便能對(duì)齒輪形狀作出更為精確的測(cè)量。
在第六實(shí)施例中，具有齒輪形狀的工件和測(cè)量齒輪形狀的工具被分別支承著各可環(huán)繞其同線旋轉(zhuǎn)，使它們分別獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，沿著理想的嚙合途徑進(jìn)行嚙合運(yùn)動(dòng)，這樣就可排除施加在工件和測(cè)量工具(成形主齒輪)上的不需要的外力。其時(shí)，將一修正控制量施加在成形主齒輪和工件上，以便沿著理想的嚙合途徑完成嚙合運(yùn)動(dòng)，成形主齒輪的偏移量作為位移被檢測(cè)出來(lái)，用來(lái)衡量工件的形狀誤差。
如同第五實(shí)施例那樣，第六實(shí)施例也可用圖1所示的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，仍要參考圖1來(lái)說(shuō)明。如圖18所示，工件14和成形主齒輪120各自在它們的軸線上分別由獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它們相互嚙合同步運(yùn)動(dòng)時(shí)就象行星齒輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的行星小齒輪和內(nèi)齒輪一樣。測(cè)量工具4d上具有預(yù)定齒輪形狀的成形主齒輪120連結(jié)到設(shè)備1機(jī)械中心的夾持器8上，按圖18中箭頭L1的方向環(huán)繞其軸線在工件14的內(nèi)周上旋轉(zhuǎn)，工件1則被夾盤(pán)16的多個(gè)卡爪16a夾持著。其時(shí)，成形主齒輪120的位置可用在直徑方向(圖18中向右的方向)上給出的能量使工件14增能，以便檢測(cè)出工件的微小形狀誤差。在另一方面，工件14可以旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上并被鞍臺(tái)20所夾持。工件14是在圖18中箭頭L2的方向上與成形主齒輪120一起旋轉(zhuǎn)。其時(shí)，夾持工件14的夾盤(pán)16被工件旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)(圖上未示出)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)工件14被裝在底座18上的夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分(圖上未示出)監(jiān)控時(shí)該電動(dòng)機(jī)能夠完成反饋控制，使工件14跟隨成形主齒輪120的轉(zhuǎn)速而旋轉(zhuǎn)。
這樣，工件和成形主齒輪各在各自的軸線上旋轉(zhuǎn)并各被分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)源控制以便使工件14跟隨成形主齒輪120旋轉(zhuǎn)。因此通常在成形主齒輪120和工件14之間工作的只是成形主齒輪120在直徑方向(圖18中向右的方向)上所給出的使工件14增能的力，以便檢測(cè)出工件14的微小形狀誤差。如果工件14被加工成成形主齒輪120所要求的形狀，那么在成形主齒輪120和工件14之間推動(dòng)各自齒面的壓力就不再起作用。嚙合運(yùn)動(dòng)將沿理想嚙合途徑進(jìn)行，不再需要對(duì)工件14轉(zhuǎn)速的控制進(jìn)行修正，并且不再需要偏移成形主齒輪120的旋轉(zhuǎn)軸線。
在另一方面，如果工件并沒(méi)有加工成成形主齒輪120所要求的形狀，即，如果工件14含有加工誤差，那么工件14就要完成修正控制，使它的轉(zhuǎn)速適合成形主齒輪120的轉(zhuǎn)速并使成成形主齒輪120的旋轉(zhuǎn)軸線在嚙合運(yùn)動(dòng)中偏移。工件14轉(zhuǎn)速的修正控制和成形主齒輪120的微小偏移量均被檢測(cè)部分檢測(cè)出來(lái)，以便計(jì)算在工件14和成形主齒輪120之間的形狀誤差。
具有成形主齒輪120的測(cè)量工具4d的偏移量檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)示例用圖19到22給出。
圖19為測(cè)量工具4d的縱向剖面圖。其中，與測(cè)量工具4d成為一體的箱殼142和箱蓋144構(gòu)成空間146。只能在一個(gè)方向滑動(dòng)的歐氏聯(lián)軸節(jié)150設(shè)在空間146內(nèi)的歐氏聯(lián)軸節(jié)座148上，該座固定在箱殼142上。歐氏聯(lián)軸節(jié)150被設(shè)在周?chē)?lèi)似茶葉攪拌器的板簧152加壓使它總是向中心方向返回。另外還設(shè)有一個(gè)只能在與歐氏聯(lián)軸節(jié)150成直角的方向上滑動(dòng)的歐氏承軸節(jié)154。歐氏聯(lián)軸節(jié)154與歐氏聯(lián)軸節(jié)150一樣，被周?chē)陌寤?56壓向中央。這兩個(gè)歐氏聯(lián)軸節(jié)結(jié)合成一個(gè)可在任何方向移動(dòng)的歐氏聯(lián)軸節(jié)。有一保持成形主齒輪120用的保持軸158與歐氏聯(lián)軸節(jié)154構(gòu)成一體。成形主齒輪120通過(guò)定位鏈160用一墊圈162和一螺釘164固定在保持軸158上。
利用電、磁、光等作為誤差檢測(cè)傳感器的微小位移檢測(cè)傳感器被設(shè)置在歐氏聯(lián)軸節(jié)150和154的周?chē)?，如圖20所示。從圖上可以看到，微小位移檢測(cè)傳感器166、168有一可滑動(dòng)的傳感器頭166a、168a，并能以歐氏聯(lián)軸節(jié)150、54不發(fā)生位移的狀態(tài)為基準(zhǔn)，檢測(cè)并輸出傳感器頭166a、168a的偏移量。圖20示出歐氏聯(lián)軸節(jié)150沿Y軸向上偏移而中心從O0位移到O1的狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)可用微小位移檢測(cè)傳感器166檢出。而歐氏聯(lián)軸節(jié)154沿X軸向左偏移致使中心從O0位移到O2的狀態(tài)則用微小位移檢測(cè)傳感器168檢出。雖然在本例中每個(gè)歐氏聯(lián)細(xì)節(jié)只是在一邊設(shè)置微小位移檢測(cè)傳感器，但也可以在兩邊都設(shè)置傳感器并將兩對(duì)邊的檢測(cè)量進(jìn)行比較，這樣可以測(cè)量得更為精確。
圖21示出測(cè)量工具4d的成形主齒輪120按照工件14的形狀而被偏移的狀態(tài)。
如果工件14的精整達(dá)到所要求的加工精度，那么當(dāng)工件14和成形主齒輪120一起進(jìn)行嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí)，成形主齒輪120將沿著以O(shè)0為中心的理想嚙合途徑完成嚙合運(yùn)動(dòng)。但是，如果工件14的精整沒(méi)有達(dá)到所要求的加工精度，那么結(jié)合在測(cè)量工具4d內(nèi)的歐氏聯(lián)軸節(jié)就會(huì)如上所述發(fā)生位移，這時(shí)成形主齒輪120就會(huì)偏離理想嚙合途徑，按照中心的偏移△X或△Y，以O(shè)1或O2為中心完成嚙合運(yùn)動(dòng)。微小位移檢測(cè)傳感器可以檢測(cè)出實(shí)際嚙合運(yùn)動(dòng)和理想嚙合運(yùn)動(dòng)之間的不同，并由操作部分完成操作以便測(cè)量齒輪形狀。
在圖21中，為了精確地檢測(cè)出工件14在徑向上的形狀誤差，在成形主齒輪120的齒端設(shè)有突出部120a，以便與工作的齒底部分14a進(jìn)行完全的接觸。
而在圖22中，成形主齒輪120的齒端卻被切掉以便防止齒端與工件14的齒底部14a接觸，從而可以精確地檢測(cè)工件14在周邊方向上的形狀誤差。即使成形主齒輪120發(fā)生位移，工件14總是按照成形主齒輪的轉(zhuǎn)速來(lái)修正自己的轉(zhuǎn)速，這樣在工件14和成形主齒輪120之間就不會(huì)施加不需要的外力。因此可以按照成形主齒輪120的位移精確地檢測(cè)形狀誤差。齒輪形狀的形狀誤差是由成形主齒輪120位移所檢測(cè)出來(lái)的形狀誤差表示的，并且形狀誤差是由工件14轉(zhuǎn)速的修正控制計(jì)算出來(lái)的。
工件14的齒輪形狀可按要求測(cè)量出來(lái)，但是要適當(dāng)?shù)剡x定成形主齒輪120在齒形延伸方向上的厚度。如果成形主齒輪120在齒形延伸方向上太厚，那么工件的細(xì)小的形狀誤差就不能檢測(cè)出來(lái)，只是可在齒輪使用時(shí)對(duì)齒輪的整體均衡進(jìn)行測(cè)量。
在另一方面，如圖23(A)、23(B)和23(C)所示，成形主齒輪120可在齒形延伸方向上做得較薄，以便用嚙合運(yùn)動(dòng)測(cè)量工件在齒形延伸方向上的一塊極其狹小的面積。隨后，成形主齒輪120可按任何需要的節(jié)距順次在齒形延伸方向上移動(dòng)，以便檢測(cè)整個(gè)工件的細(xì)小形狀誤差。因此，即使如一齒輪金屬模，部分齒輪形狀已被修正，仍可容易地?cái)喽ǔ龀尚沃鼾X輪的位移是由齒輪形狀誤差、是由加工誤差還是由修正加工引起。雖然從強(qiáng)度和剛度的觀點(diǎn)看，圖23(A)、(B)和(C)所示的形狀都可以作為成形主齒輪120的形狀，但如將這些形狀按照要求來(lái)加以改變，類(lèi)似的效果仍舊可以獲得。21、22、23(A)、(B)和(C)所示的成形主齒輪的形狀能夠用在第五實(shí)施例中說(shuō)明的測(cè)量工具上而可獲得類(lèi)似的效果。
圖24示出測(cè)量工具4d的另一種實(shí)施例。
配置基本上與圖19所示的測(cè)量工具4d相同，有一歐氏聯(lián)軸節(jié)座148固定在箱殼142上，歐氏聯(lián)軸節(jié)150和154被周?chē)陌寤?50和152壓向中央，以上這些都包含在由箱殼142和箱蓋144構(gòu)成的空間內(nèi)，即測(cè)量工具4d的上部歐氏聯(lián)軸節(jié)部分內(nèi)。不同的是，設(shè)有扭力條170以便檢測(cè)本實(shí)施例中成形主齒輪120在旋轉(zhuǎn)方向上的微小位移。另外還設(shè)有下部歐氏聯(lián)軸節(jié)部分，包括下部歐氏聯(lián)軸節(jié)172、174和176及下部箱殼178，以便抑制由于安裝扭力條170而降低剛度的接合部的彎曲變形。如同上部歐氏聯(lián)軸節(jié)150和154那樣，下部歐氏聯(lián)軸節(jié)174和176也被周?chē)陌寤?80和182經(jīng)常壓向中央。另外，本實(shí)施例中的測(cè)量工具4d設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器以便檢測(cè)成形主齒輪微小的旋轉(zhuǎn)位移。舉例來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)編碼器具有一個(gè)半導(dǎo)體激光器;一個(gè)位在歐氏聯(lián)軸節(jié)176底部而具有激光接收和發(fā)出部分184a的傳感器頭184，及一個(gè)設(shè)在激光接收和發(fā)出部分184a上、開(kāi)有在圓周上間隔排列的縫隙可以讀出轉(zhuǎn)動(dòng)角度的圓盤(pán)186。圓盤(pán)186通過(guò)安裝架188固定在用來(lái)使成形主齒輪120旋轉(zhuǎn)的保持軸158上，并在不妨礙保持軸158旋轉(zhuǎn)的條件下與分裂以便安裝的保持器190連接，以便在用成形主齒輪120測(cè)量工件時(shí)消除由于彎曲變形而造成的誤差。測(cè)量工具4d并能用來(lái)測(cè)量累積的節(jié)距誤差和鄰近的節(jié)距誤差，這時(shí)只要操作一個(gè)能檢測(cè)并輸出在旋轉(zhuǎn)方向上的微小位移的單元就可以了。
圖25為一種配置的概略圖，該配置可用來(lái)實(shí)現(xiàn)第五和第六實(shí)施例中所說(shuō)明的齒輪形狀測(cè)量方法。在第五實(shí)施例中用來(lái)使測(cè)量工具跟隨工件旋轉(zhuǎn)的配置也可用第六實(shí)施例中分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)測(cè)量工具和工件的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面說(shuō)明按照第六實(shí)施例而安排的配置，在下面的說(shuō)明中凡是與以前結(jié)合圖4和14說(shuō)明的機(jī)械部件相同的或相似的機(jī)械部件都用同一標(biāo)號(hào)表示。
含有成形主齒輪微小位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)(圖上未示出)的測(cè)量工具4d與夾持器8聯(lián)結(jié)，并被旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分30的工具旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)32。旋轉(zhuǎn)頭部分12由Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上下驅(qū)動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，如果Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠36構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分34上的旋轉(zhuǎn)頭部分12就可被旋轉(zhuǎn)頭驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)40在Z方向(圖中的向上向下方向)上準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)40裝在立柱10上并有旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)部分38。
在另一方面，工件14被夾持在具有多個(gè)卡爪16a的夾盤(pán)16上，夾盤(pán)16可以旋轉(zhuǎn)地裝在底座18上，并在其自身軸線上按照預(yù)定的轉(zhuǎn)速與測(cè)量工具4d同步旋轉(zhuǎn)，這是由工件旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)28來(lái)完成的，該電動(dòng)機(jī)28具有夾盤(pán)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分26并能進(jìn)行反饋控制，監(jiān)控夾盤(pán)16的轉(zhuǎn)速。
另外，裝有夾盤(pán)16的底座18被X方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)左右驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果X方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠434構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分42上的底座18就可被底座驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)48在X方向(圖中的左右方向)上準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)48裝在機(jī)架50上并有底座旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分46。裝有底座18的鞍臺(tái)20被Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)前后驅(qū)動(dòng)。舉個(gè)例說(shuō)，如果Y方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是由滾珠絲杠構(gòu)成，那么固定在陰螺紋部分52上的鞍臺(tái)就可被鞍臺(tái)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)56在Y方向(圖中的前后方向)上準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)56設(shè)有鞍臺(tái)旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分54。工件14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的位置可隨意加以改變，只要適當(dāng)組合X方向和Y方向的驅(qū)動(dòng)就可以了。
伺服電動(dòng)機(jī)28、32、48、56等是由數(shù)控控制器58統(tǒng)一控制的，以便有關(guān)的伺服電動(dòng)機(jī)能夠互相結(jié)合在一起完成預(yù)定的操作。特別是在測(cè)量期間，驅(qū)動(dòng)測(cè)量工具4d用的工具旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可被數(shù)控控制器58保持準(zhǔn)確，而完成跟隨操作的工件旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)28是由位置和轉(zhuǎn)速控制部分60控制的，該控制部分能經(jīng)常檢測(cè)并反饋工件14的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速，以便比較并進(jìn)行控制。齒輪形狀的準(zhǔn)確測(cè)量是由誤差檢測(cè)部分192完成的。該檢測(cè)部分192可在測(cè)量工具按照數(shù)控控制器58及位置和轉(zhuǎn)速控制部分60發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)完成旋轉(zhuǎn)相位差的操作和測(cè)量工具在徑向上位移的檢測(cè)操作。由誤差檢測(cè)部分192計(jì)算出來(lái)的數(shù)值和位置信息被顯示在測(cè)量結(jié)果顯示部分25a上。
按照這種配置，只要把伺服電動(dòng)機(jī)32的驅(qū)動(dòng)傳遞切斷，使第五和第六實(shí)施例中示出的測(cè)量工具4d能夠自由旋轉(zhuǎn)，就能實(shí)現(xiàn)第五實(shí)施例中的測(cè)量。
另外，如果將第四實(shí)施例中所示的偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到圖25中夾持器8的分度旋轉(zhuǎn)單元6上，那么測(cè)量工具4d就能順當(dāng)?shù)剡\(yùn)動(dòng)。因此，連續(xù)在測(cè)量工具4d上的成形主齒輪能夠反映出工件14形狀上極小的變化，完成更準(zhǔn)確的工件形狀的測(cè)量。
如上所述，只要將工件一次裝夾起來(lái)，齒輪形狀加工例如電火花加工、磨削和精研以及準(zhǔn)確測(cè)量都能完成，只要更換圖1所示設(shè)備1所用的工具就可以了。
圖26(A)、26(B)和26(C)示出具有特殊形狀的齒輪。當(dāng)工件一次裝夾時(shí)，所有齒輪形狀加工例如電火花加工、磨削和精研以及準(zhǔn)確測(cè)量都能完成，只要更換圖1所示設(shè)備1所用的工具就可以了，這一點(diǎn)已如上述。即使是具有特殊形狀的齒輪也能制出，例如圖26(A)所示的齒輪，該齒輪雖為外部齒輪，但頂部和底部各有一個(gè)較小的齒輪，而中間大齒輪的齒根圓直徑已經(jīng)小于小齒輪的齒頂圓直徑。又如圖26(B)和26(C)所示的內(nèi)部齒輪，在進(jìn)口處的齒輪或孔已經(jīng)干涉到齒根圓的直徑。這些齒輪加工起來(lái)比較困難，但是可以提供精研工具以便在齒輪形狀加工的最后階段進(jìn)行更精確而有效的精研?，F(xiàn)將各種精研工具的實(shí)施例說(shuō)明如下作為第七實(shí)施例在圖27中示出的精研單元194適用于外部齒輪。該精研單元194具有一個(gè)支座196，有一精研工具200通過(guò)銷(xiāo)釘198可以旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在支座198上，還有一個(gè)作為調(diào)節(jié)件的帶斜件202設(shè)置得可在支座196的外周上滑動(dòng)。
支座196基本上象一墩座，內(nèi)部有一空間可將精研工具200安放在其底部;在支座196的外周上制有可使帶斜件沿著螺旋槽滑動(dòng)。
精研工具200在其周面上有一斜面，在其內(nèi)部有一突出部200a向中心突出，從剖面上看基本上與字母L相象。連結(jié)在突出部200a端頭上的精研磨石200b與齒輪接觸以便精研。精研工具200用銷(xiāo)釘198連結(jié)在支座196上產(chǎn)能以銷(xiāo)釘198為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。精研工具200在圓周方向上分成四個(gè)部分，當(dāng)精研工具200在外周方向上張開(kāi)時(shí)，四個(gè)部分各可向四個(gè)方向轉(zhuǎn)開(kāi)。作為彈性件的彈簧204連結(jié)在支座196與精研工具200之間以便使精研工具壓向外面。
帶斜件202基本上是圓柱形的并有一斜面可在底部?jī)?nèi)邊精研工具200的斜面上滑動(dòng)。還有一個(gè)旋轉(zhuǎn)工具用的插孔206以便使帶斜件202相對(duì)于支座196上下滑動(dòng)。將一旋轉(zhuǎn)工具(未示出)插在旋轉(zhuǎn)工具插孔206內(nèi)并用杠桿原理使帶斜件旋轉(zhuǎn)，就可使帶斜件202上下滑動(dòng)。那就是說(shuō)，如果使帶斜件202向上滑動(dòng)，那么精研工具200就會(huì)由于彈簧的壓力而被打開(kāi);反過(guò)來(lái)，如果使帶斜件向下滑動(dòng)，那么精研工具就會(huì)滑斜面滑動(dòng)而封閉。圖27所示為封閉狀態(tài)。
現(xiàn)在說(shuō)明這樣構(gòu)造的精研單元194是如何操作的。
應(yīng)用精研單元194時(shí)，首先把它用圖1所示設(shè)備1中的夾持器8夾持起來(lái)，然后有控制地驅(qū)動(dòng)設(shè)備1中的伺服電動(dòng)機(jī)，使精研單元194相對(duì)于工件上下移動(dòng)。現(xiàn)在參閱圖1及其有關(guān)


精研單元194的操作狀態(tài)。
例如，要加工圖26(A)所示多級(jí)齒輪的最低一級(jí)的齒輪，首先用自動(dòng)工具更換器2將精研單元194裝在夾持器8上，然后使精研單元194的帶斜件202向上滑動(dòng)使精研工具200打開(kāi)。利用圖4所示頭部驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，使夾持在夾持器8內(nèi)的精研單元194向下移動(dòng)以便將它定位在預(yù)定的位置上。然后，使精研工具200的相位與齒輪的相位匹配。然后，當(dāng)精研單元194由于Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)而上下移動(dòng)時(shí)，精研工具200逐漸閉合，最后當(dāng)精研工具200完全閉合時(shí)，精研工具200的整個(gè)加工面與齒輪接觸，精研就此完成。在精研圖26(A)所示的上部和中部輪時(shí)，在精研單元上要換上不同的精研工具，即換上這樣的工具使它在完全閉合的狀態(tài)下能與要加工的齒輪的尺寸匹配。
這里，只要能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整帶斜件202的行程，就可調(diào)整加工余量并使它逐漸增加。雖然連結(jié)在突出部200a上的精研磨石的寬度可以任意選擇，但寬度越小，閉合時(shí)精研磨石與齒輪的干涉也越小。在另一方面，精研單元194在齒形延伸方向上的滑動(dòng)距離卻要延長(zhǎng)，加工效率也就降低。準(zhǔn)確控制精研工具200在軸向的工作行程，階梯形件可以加工到其根部，只是該根部是在精研工具200能進(jìn)入的范圍內(nèi)。精研工具200分開(kāi)的部分?jǐn)?shù)以及斜面的形狀做成圓錐面還是角錐面要看齒輪尺寸和加工條件來(lái)定;精研工具最好能分裂成三部分或更多部分以便進(jìn)行精確的加工。
如上所述，當(dāng)一個(gè)工件被裝夾在夾盤(pán)16內(nèi)時(shí)，該工件能自動(dòng)被精研成齒輪尺寸不同的齒輪，從而可使齒輪形狀加工的各個(gè)工步包括電火花加工、磨削和精研都自動(dòng)化，以便提高產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)率并降低加工費(fèi)用。
其次，作為第八實(shí)施例的精研單元的構(gòu)造如圖28所示。部件中凡是與以前結(jié)合圖27說(shuō)明過(guò)的部件相同的或近似的，在以下的說(shuō)明中都用同一標(biāo)號(hào)表示，不再重復(fù)討論。
圖28所示的精研單元194與第七實(shí)施例中的精研單元相同之處在于，旋轉(zhuǎn)帶斜件202就可使它上下滑動(dòng)，帶斜件202是可旋轉(zhuǎn)地裝在支座196上的，精研工具200是用銷(xiāo)釘198可以旋轉(zhuǎn)地裝在支座196上的，精研工具200可以通過(guò)帶斜件202的滑動(dòng)和彈簧的能量打開(kāi)或閉合。精研工具200分成的瓣數(shù)在第八實(shí)施例中與第七實(shí)施例一樣，都是4。第八實(shí)施例與第七實(shí)施例不同之處在于支座196、精研工具200和帶斜件202形狀的不同。例如在支座196上部的外周上和帶斜件202上部的內(nèi)周上設(shè)有作為擋止件的階梯形件208和210。當(dāng)帶斜件202的階梯形件210到達(dá)支座196上的階梯形件208時(shí)，精研工具200就完全閉合。
第八實(shí)施例的操作與第七實(shí)施例差不多相同。在將處于打開(kāi)狀態(tài)的精研工具200一位在軸向上的預(yù)定位置后，使精研工具200的相位與所給齒輪匹配。然后用一旋轉(zhuǎn)工具插入旋轉(zhuǎn)工具插孔206內(nèi)，使帶斜件203逐漸旋轉(zhuǎn)而向下移動(dòng)，從而逐漸增大齒輪的加工余量，于是齒輪被加工一直到帶斜件202的階梯形件210接觸支座196上的階梯形件208為止。然后，齒輪就可被加工到通常的尺寸。
在作為第九實(shí)施例而示出的精研單元中，精研工具200用銷(xiāo)釘198可以旋轉(zhuǎn)地固定在支座196上，支座196由支座架196a和支座體196b構(gòu)成，如圖29和30所示。
與第七和第八實(shí)施例一樣，也有一個(gè)帶斜件202裝在支座196和精研工具200的外周面上。第九實(shí)施例的特征是，在支座體196b的內(nèi)部裝有一個(gè)活塞桿212，在活塞桿212的上面有供應(yīng)介質(zhì)216如同油或空氣，該供應(yīng)介質(zhì)是從供應(yīng)單元(未示出)供應(yīng)來(lái)的，通過(guò)一條在支座架196a上構(gòu)成的通道214送來(lái)并且供應(yīng)量是可以調(diào)節(jié)的。結(jié)果，活塞桿212就可上下移動(dòng)，可以用來(lái)調(diào)整帶斜件202的位置。
辦法是將帶斜件用銷(xiāo)釘212固定在活塞桿212上，該桿212由于一個(gè)裝在活塞桿212和支座體196b之間的彈簧220總是被壓迫向上。因此，要使帶斜件202向下移動(dòng)，就要將供應(yīng)介質(zhì)216壓下，使它通過(guò)通道214壓到活塞桿212的承壓面222上。
反之，當(dāng)活塞桿212向上移動(dòng)時(shí)，帶斜件202也向上移動(dòng)。因此由于彈簧204的能量，精研工具200在外周方向上打開(kāi)。當(dāng)活塞桿212向下移動(dòng)時(shí)，則反之，精研工具200閉合。在圖29所示狀態(tài)中，帶斜件202處在底部位置，精研工具200閉合。當(dāng)精研完畢時(shí)，帶斜件202即走到這個(gè)位置。在圖30所示狀態(tài)中，帶斜件202是在頂部位置。當(dāng)精研工具200插入到齒輪中或當(dāng)精研完畢后精研工具200從齒輪上離開(kāi)時(shí)都會(huì)進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)。設(shè)有O形密封224和226以便防止供應(yīng)介質(zhì)例如油或空氣的泄漏。
第九實(shí)施例中精研單元194的操作與第七和第八實(shí)施例差不多相同。不同的是使帶斜件202上下移動(dòng)的方法。在將打開(kāi)的精研工具200定位在軸向上的預(yù)定位置后，使精研工具200的相位與所給齒輪匹配。然后供給供應(yīng)介質(zhì)例如油，從而使帶斜件202向下移動(dòng)，以便逐漸增大齒輪的加工余量。齒輪的加工一直到帶斜件202的階梯形件210與支座196的階梯形件208接觸為止。然后齒輪可以加工到通常的尺寸。
作為第十實(shí)施例示出的精研單元具有與第八實(shí)施例相同的構(gòu)造，如圖31(A)所示。帶斜體202是用一旋轉(zhuǎn)工具使它上下移動(dòng)的。雖然精研工具200在其所有周邊上都具有齒輪形狀，如同圖28所示的第八實(shí)施例。但不同的是在精研工具所分成的四個(gè)部分的每?jī)蓚€(gè)部分之間設(shè)有距離為X的間隙，這從示出精研工具194端面的圖31(B)可以看到，在第二實(shí)施例中是為了便于卸除精研工具200的工作載荷而設(shè)的。在第十實(shí)施例中，在帶斜件202的內(nèi)周面上設(shè)有相位決定槽228，而在精研工具200這一邊則設(shè)有凸部230，可與相位決定槽228接合，使精研工具200保持準(zhǔn)確的定位。即使設(shè)有間隙，仍能精確地精研。間隙的距離可以按照齒輪的規(guī)格適當(dāng)?shù)剡x擇。
按照第十實(shí)施例，在定位工作已經(jīng)完成時(shí)齒輪加工的范圍限在精研砂輪200b存在的部分。然而齒輪和精研工具200的相對(duì)相位是可以改變的，只要把夾持齒輪(工件)的夾盤(pán)16或(見(jiàn)圖4)支承夾持精研單元的夾持器8的分度旋轉(zhuǎn)單元(見(jiàn)圖4)轉(zhuǎn)動(dòng)就可以了，而齒輪是可以依次加工的，從而齒輪的所有部分都要進(jìn)行加工。
作為第十一實(shí)施例示出的精研單元具有與第十實(shí)施例相似的結(jié)構(gòu)，如圖32所示。其特征為，精研工具232有一類(lèi)似茶葉攪拌器的彈簧結(jié)構(gòu)，并且圖31(A)中的銷(xiāo)釘198不再應(yīng)用。精研工具232有一板簧232a，該板簧232a用一螺釘或類(lèi)似物連結(jié)在支座196的保持器196c上。用一旋轉(zhuǎn)工具(未示出)插入旋轉(zhuǎn)工具插孔206內(nèi)使帶斜件202旋轉(zhuǎn)而向上移動(dòng)。由于精研工具232具有彈簧結(jié)構(gòu)，因此精研工具232分裂而成的部分就能在外周方向上張開(kāi)。精研工具232頂端為斷面的形狀如字母T并且向外伸出到支座196的外周面以外。因此當(dāng)帶斜件202下降時(shí)就可作為擋止器。精研工具232的板簧232a必須適用于比彈簧204低的負(fù)荷，該彈簧204施加張力使精研工具232向外張開(kāi)。
作為第十二實(shí)施例在圖33中示出的精研單元234用于內(nèi)部齒輪而上面說(shuō)明的精研單元194則適用于外部齒輪。
那就是說(shuō)，把圖29所示的精研單元194的結(jié)構(gòu)改變使它成為適用于內(nèi)部齒輪的精研單元234。如圖33所示，有一精研工具240通過(guò)銷(xiāo)釘238可旋轉(zhuǎn)地固定在支座236上，該支座236由支座架236a和支座體236b構(gòu)成。有一帶斜件242裝在精研工具240的內(nèi)周面上。
精研工具240分成四個(gè)部分按照預(yù)定間隔隔開(kāi)，如同第十實(shí)施例在圖31(A)中所示那樣，并在內(nèi)周面上設(shè)有斜面，精研工具240的每一部分上都有一個(gè)向外突出部240a。精研砂輪240b就裝在突出部240a的端頭上。帶斜件242有一沿著精研工具240的斜面伸展的斜面，并通過(guò)裝在帶斜件242和支座體242b之間的彈簧244使帶斜件242總是受壓向上。帶斜件242的位置(高度)是用調(diào)節(jié)供應(yīng)介質(zhì)216如油或水的供應(yīng)量來(lái)調(diào)節(jié)的，供應(yīng)介質(zhì)216通過(guò)在支座架236a上構(gòu)成的通道246而供應(yīng)。當(dāng)帶斜件242下降，精研工具240就向外張開(kāi)。當(dāng)帶斜件242上升時(shí)，精研工具240就被彈簧248的能量向內(nèi)閉合，彈簧248作為彈性體設(shè)在精研工具240和支座體236b之間。
下面說(shuō)明這樣構(gòu)造的用于內(nèi)部齒輪的精研工具如何操作。作為例子，如要加工圖26(B)和26(C)所示的齒輪，該齒輪在進(jìn)口處的內(nèi)徑小于在進(jìn)深部分齒輪的內(nèi)徑。首先使帶斜件242向上移動(dòng)使精研工具240閉合。接下來(lái)用圖4所示頭部驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)使夾持器8所夾持的精研單元234向下移動(dòng)到預(yù)定位置。然后使精研單元240的相位與齒輪的相位匹配。整個(gè)精研單元240由于Z方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)而上下滑動(dòng)，并使精研工具240逐漸張開(kāi)進(jìn)行精研。將精研工具240更換為另一個(gè)精研工具以便精研位在圖26(B)頂部的齒輪。
作為第十三實(shí)施例在圖34(A)中示出的精研單元234具有與第十二實(shí)施例基本相同，不同之處可從圖34(B)中看出，該圖為精研單元234的底視圖，其中帶斜件242上設(shè)有開(kāi)槽部250而精研工具240上設(shè)有凸出導(dǎo)塊252，這樣做為的是在精研工具張開(kāi)或閉合時(shí)使它具有穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種齒輪外形加工設(shè)備，其特征為，具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán)；一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)；一個(gè)用來(lái)可旋轉(zhuǎn)地支承一個(gè)具有齒輪形狀并用來(lái)加工所說(shuō)工件的成形工具的夾持器；一個(gè)使所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；一個(gè)使所說(shuō)夾持器在一垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)；以及一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制部分，以便使所說(shuō)成形工具接近與所說(shuō)工件佯嚙合的位置，使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具同步旋轉(zhuǎn)，并在所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，從而用所說(shuō)成形工具加工所說(shuō)工件。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一電火花加工用的電極，用該工具電火花加工所說(shuō)工件以便得出所需齒輪形狀。
3.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一磨削用的磨輪，用該工具磨削所說(shuō)工件以便得出所需齒輪形狀。
4.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)工件和所說(shuō)磨輪在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)的磨輪磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
5.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一精研用的精研砂輪，用該工具精研所說(shuō)工件以便得出所需齒輪形狀。
6.按照權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)工件和所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
7.按照權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
8.按照權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上往復(fù)進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
9.一種齒輪外形加工設(shè)備，其特征為，具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)精研所說(shuō)工件的單元;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承所說(shuō)精研單元的夾持器;一個(gè)使所說(shuō)夾持器在一垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便使所說(shuō)精研單元對(duì)所說(shuō)工件進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，從而精研所說(shuō)工件的控制部分，所說(shuō)精研單元具有一個(gè)基本上象一墩座的支座;以及一個(gè)連結(jié)在所說(shuō)支座軸中間、能夠張開(kāi)和閉合、并在突出部上裝有精研磨石的精研工具。
10.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)精研工具包括一個(gè)設(shè)有所說(shuō)支座和所說(shuō)精研工具之間、能使所說(shuō)精研工具壓向張開(kāi)方向的彈性件;以及一個(gè)位于所說(shuō)支座的外周、可沿所說(shuō)支座的軸向滑動(dòng)、其內(nèi)周制成錐形以便調(diào)整所說(shuō)精研工具開(kāi)閉的調(diào)整件。
11.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)精研工具包括一個(gè)設(shè)在所說(shuō)支座和所說(shuō)精研工具之間、能使所說(shuō)精研工具壓向閉合方向的彈性件，以及一個(gè)位在所說(shuō)支座的外周、可沿所說(shuō)支座的軸向滑動(dòng)、其內(nèi)周制成錐形以便調(diào)整所說(shuō)精研工具開(kāi)閉的調(diào)整件。
12.一種齒輪形狀測(cè)量設(shè)備，其特征為，具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一水平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)具有位移部分、能跟隨所說(shuō)工件的形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承所說(shuō)成形主齒輪的夾持器;一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪嚙合在一起并使所說(shuō)成形主齒輪跟隨所說(shuō)工件旋轉(zhuǎn)的控制部分;以及一個(gè)為了檢測(cè)所說(shuō)工件的形狀誤差而檢測(cè)所說(shuō)成形主齒輪的位移部分的位移的誤差檢測(cè)部分。
13.按照權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的直徑方向上檢測(cè)偏離理想嚙合途徑的位移。
14.按照權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的旋轉(zhuǎn)方向上檢測(cè)偏離理想嚙合途徑的位移。
15.按照權(quán)利要求12的設(shè)備，還包括一個(gè)使所說(shuō)夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其特征為所說(shuō)成形主齒輪在其齒形延伸方向上做得較薄;以及所說(shuō)控制部分控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪嚙合在一起，使所說(shuō)成形主齒輪跟隨所說(shuō)工件旋轉(zhuǎn)，并使所說(shuō)成形主齒輪在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)。
16.一種齒輪形狀測(cè)量設(shè)備，其特征為，具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)具有位移部分、能跟隨所說(shuō)工件的形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承所說(shuō)成形主齒輪的夾持器;一個(gè)使所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起、并且為了所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使它們分別旋轉(zhuǎn)的控制部分;以及一個(gè)為了測(cè)量所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪的形狀誤差而檢測(cè)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的誤差檢測(cè)部分。
17.按照權(quán)利要求16的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的直徑方向上檢測(cè)偏離理想嚙合途徑的位移的。
18.按照權(quán)利要求16的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的旋轉(zhuǎn)方向上檢測(cè)偏離理想嚙合途徑的位移的。
19.按照權(quán)利要求16的設(shè)備，還包括一個(gè)使所說(shuō)夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其特征為所說(shuō)成形主齒輪在其齒形延伸方向上做得較薄;所說(shuō)控制部分控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪沿理想途徑嚙合在一起并分別旋轉(zhuǎn)，并使所說(shuō)成形主齒輪在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)。
20.一種齒輪外形加工設(shè)備，其特征為，具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)夾持成形工具用的、能移動(dòng)到任何需要位置并能旋轉(zhuǎn)的夾持器;一個(gè)使所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外周軸心、用來(lái)將所說(shuō)夾持器夾持在所說(shuō)內(nèi)周上的第一偏心環(huán);至少一個(gè)外圍偏心環(huán)，以便將所說(shuō)第一偏心環(huán)夾持在所說(shuō)外圍偏心環(huán)的內(nèi)周上;一個(gè)使所說(shuō)夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu);以及一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、并控制所說(shuō)第一偏心環(huán)和所說(shuō)外圍偏心環(huán)旋轉(zhuǎn)量的控制部分，以便使所說(shuō)成形工具接近與所說(shuō)工件佯嚙合的位置，使所述工件和所說(shuō)成形工具同步旋轉(zhuǎn)，并在所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，從而可用所說(shuō)成形工具加工所說(shuō)工件。
21.按照權(quán)利要求20的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一電火花加工用的電極，用該工具可電火花加工所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
22.按照權(quán)利要求20的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一磨削用的磨輪，用該工具可磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
23.按照權(quán)利要求20的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)工件和所說(shuō)磨輪在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)磨輪磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
24.按照權(quán)利要求20的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)成形工具是一精研磨石，用該工具可精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
25.按照權(quán)利要求24的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)工件和所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
26.按照權(quán)利要求24的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
27.按照權(quán)利要求25的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)控制部分能這樣控制，使所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上往復(fù)進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需的齒輪形狀。
28.一種齒輪外形測(cè)量設(shè)備，其特征為，具有;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)在一水平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)具有位移部分、并能跟隨所說(shuō)工件的形狀進(jìn)行位移的成形主齒輪;一個(gè)夾持所說(shuō)成形主齒輪用的、能移動(dòng)到任何需要位置并可旋轉(zhuǎn)的夾持器;一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外同周軸心、用來(lái)將所說(shuō)夾持器夾持在所說(shuō)內(nèi)周上的第一偏心環(huán);至少一個(gè)外圍偏心環(huán)，以便將所說(shuō)第一偏心環(huán)夾持在所說(shuō)外圍偏心環(huán)的內(nèi)周上;一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并控制所說(shuō)第一偏心環(huán)和所說(shuō)外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量、以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪嚙合在一起、并使所說(shuō)成形主齒輪跟隨所說(shuō)工件旋轉(zhuǎn)的控制部分;以及一個(gè)為了檢測(cè)所說(shuō)工件的形狀誤差而檢測(cè)所說(shuō)成形主齒輪的位移部分的位移的誤差檢測(cè)部分。
29.按照權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的直徑方向上檢測(cè)偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的。
30.按照權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的旋轉(zhuǎn)方向上檢測(cè)偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的。
31.按照權(quán)利要求28的設(shè)備，還包括一個(gè)使所說(shuō)夾持器在垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其特征為所說(shuō)成形主齒輪在其齒形延伸方向上做得較薄;所說(shuō)控制部分控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，并控制所說(shuō)第一偏心環(huán)和所述外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量，以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪嚙合在一起，使所說(shuō)成形主齒輪跟隨所說(shuō)工件旋轉(zhuǎn)，并使所說(shuō)成形主齒輪在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)。
32.一種齒輪外形測(cè)量設(shè)備，其特征為具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承工件的夾盤(pán);一個(gè)使所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);使所說(shuō)夾盤(pán)在一平面上按任何需要方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu);一個(gè)具有位移部分、并能跟隨所說(shuō)工件形狀進(jìn)行位移所成形主齒輪;一個(gè)夾持所說(shuō)成形主齒輪用的、能移到任何需要位置并能旋轉(zhuǎn)夾持器;一個(gè)使所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu);一個(gè)內(nèi)周軸心偏離外周軸心、用來(lái)將所說(shuō)夾持器夾持在所說(shuō)內(nèi)周上的第一偏心環(huán);至少一個(gè)外圍偏心環(huán)，以便將所說(shuō)第一偏心環(huán)夾持在所說(shuō)外圍偏心環(huán)的內(nèi)周上;一個(gè)控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并控制所說(shuō)第一偏心環(huán)和所說(shuō)外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量、以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起并且為了所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使它們分別旋轉(zhuǎn)的控制部分;以及一個(gè)為了測(cè)量所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪的形狀誤差而檢測(cè)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的誤差檢測(cè)部分。
33.按照權(quán)利要求32的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的直徑方向上檢測(cè)偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的。
34.按照權(quán)利要求32的設(shè)備，其特征為，所說(shuō)誤差檢測(cè)部分是在所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件的旋轉(zhuǎn)方向上檢測(cè)偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移的。
35.按照權(quán)利要求32的設(shè)備，還包括一個(gè)使所說(shuō)夾持器在一垂直于夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)平面的方向上滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其特征為，所說(shuō)成形主齒輪在其齒形延伸方向上做得較薄;以及所說(shuō)控制部分控制所說(shuō)夾盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾盤(pán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所說(shuō)夾持器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所說(shuō)夾持器滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，并控制所說(shuō)第一偏心環(huán)和所說(shuō)外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量，以便使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起，并使所說(shuō)成形主齒輪在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)。
36.一種齒輪外形加工方法，其特征為，具有下列工步使具有齒輪形狀的成形工具接近可旋轉(zhuǎn)地支承在夾盤(pán)上的工件，使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具在佯嚙合的位置上同步旋轉(zhuǎn)，在所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，然后用所說(shuō)成形工具加工所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
37.按照權(quán)利要求36的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一電火花加工用的電極，用該工具可電火花加工所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
38.按照權(quán)利要求36的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一磨削用的磨輪，用該工具可磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
39.按照權(quán)利要求38的方法，其特征為，所說(shuō)工件和所說(shuō)磨輪在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)磨輪磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
40.按照權(quán)利要求36的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一精研磨石，用該工具可精研所說(shuō)工件以便得出所需齒輪形狀。
41.按照權(quán)利要求40的方法，其特征為，所說(shuō)工件和所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
42.按照權(quán)利要求40的方法，其特征為，所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
43.按照權(quán)利要求41的方法，其特征為，所說(shuō)精研磨石在齒輪的齒形延伸方向上往復(fù)進(jìn)行高頻振動(dòng)，以便用所說(shuō)精研磨石精研所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
44.按照權(quán)利要求36的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一用來(lái)測(cè)量齒輪形狀的成形主齒輪，并且當(dāng)所說(shuō)樞支的工件和所說(shuō)樞支的成形主齒輪沿理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)嚙合在一起時(shí)，對(duì)它們偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件的形狀誤差。
45.按照權(quán)利要求44的方法，其特征為，當(dāng)所說(shuō)成形主齒輪跟隨所說(shuō)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件的形狀誤差。
46.按照權(quán)利要求45的方法，其特征為，所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移是在所說(shuō)具有齒輪形狀的工件的直徑方向上的位移。
47.按照權(quán)利要求45的方法，其特征為，所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移是在所說(shuō)具有齒輪形狀的工件的旋轉(zhuǎn)方向上的位移。
48.按照權(quán)利要求45的方法，其特征為，當(dāng)所說(shuō)工件和所說(shuō)在齒形延伸方向較薄的成形主齒輪嚙合在一起沿著理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)而所說(shuō)成形主齒輪并在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)時(shí)，對(duì)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪的形狀誤差。
49.按照權(quán)利要求44的方法，其特征為，當(dāng)所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪沿理想嚙合途徑嚙合在一起、兩者分別旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪的形狀誤差。
50.按照權(quán)利要求49的方法，其特征為，所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移是在所說(shuō)具有齒輪形狀的工件的直徑方向上的位移。
51.按照權(quán)利要求49的方法，其特征為，所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移是在所說(shuō)具有齒輪形狀的工件的旋轉(zhuǎn)方向上的位移。
52.按照權(quán)利要求49的方法，其特征為，當(dāng)所說(shuō)工件和所說(shuō)在齒形延伸方向較薄的成形主齒輪嚙合在一起、沿著理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)而所說(shuō)成形主齒輪并在所說(shuō)工件的齒形延伸方向上移動(dòng)時(shí)，對(duì)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件和所說(shuō)成形主齒輪的形狀誤差。
53.按照權(quán)利要求36的方法，其特征為，所說(shuō)工件在裝夾時(shí)，所說(shuō)工件的電火化加工、磨削、精研和形狀測(cè)量都可連貫完成。
54.一種齒輪外形加工方法，其特征為，具有下列工步使成形工具和被夾盤(pán)夾持的工件相互接近，使所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具在佯嚙合的位置上同步旋轉(zhuǎn)，在所說(shuō)工件和所說(shuō)成形工具兩根軸線之間實(shí)現(xiàn)切削量控制，并且所說(shuō)成形工具加工所說(shuō)工件以便得出所需齒輪形狀，其時(shí)尚有特征為，一個(gè)夾持所說(shuō)成形工具用的可移動(dòng)到任何需要位置的夾持器被夾持在內(nèi)周軸心偏離外周軸心的第一偏心環(huán)的內(nèi)周上，第一偏心環(huán)又被夾持在至少一個(gè)的外圍偏心環(huán)的內(nèi)周上，所說(shuō)第一偏心環(huán)和所說(shuō)外圍偏心環(huán)的旋轉(zhuǎn)量都可分別控制，從而可使所說(shuō)夾持器沿著任何需要的運(yùn)動(dòng)途徑運(yùn)動(dòng)，并可根據(jù)所說(shuō)成形工具的形狀和所說(shuō)夾持器的運(yùn)動(dòng)途徑，決定所說(shuō)工件加工后的形狀。
55.按照權(quán)利要求54的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一電火花加工用的電極，用該工具可電火花加工所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
56.按照權(quán)利要求54的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一磨削用的磨輪，用該工具可磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
57.按照權(quán)利要求54的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具是一精研磨石，用該工具可磨削所說(shuō)工件得出所需齒輪形狀。
58.按照權(quán)利要求54的方法，其特征為，所說(shuō)成形工具為一測(cè)量齒輪形狀用的成形主齒輪，并且當(dāng)所說(shuō)樞支的工件和所說(shuō)樞支的成形主齒輪嚙合在一起、沿著理想嚙合途徑運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)所說(shuō)成形主齒輪和所說(shuō)工件偏離所說(shuō)理想嚙合途徑的位移進(jìn)行檢測(cè)，以便測(cè)量所說(shuō)工件的形狀誤差。
59.按照權(quán)利要求54的方法，其特征為，所說(shuō)工件在裝夾時(shí)，所說(shuō)工件的電火化加工、磨削、精研和形狀測(cè)量都可連貫完成。
全文摘要
一種加工齒輪外形的設(shè)備和方法，其中，成型工具由自動(dòng)工具更換器供應(yīng)到能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并在Z方向滑動(dòng)的夾持器上，夾持工件的夾盤(pán)裝在可在X和Y兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)的鞍臺(tái)上，成型工具和工件在控制部分的控制下在佯嚙合的位置上同步旋轉(zhuǎn)，在工件和成型工具兩根軸線之間實(shí)行切削量控制，然后用成型工具加工工件，成型工具由自動(dòng)工具更換器一個(gè)接一個(gè)地供應(yīng)，工件在裝夾時(shí)完成成型工具和工件的嚙合同步運(yùn)動(dòng)并完成加工的后續(xù)工步。
文檔編號(hào)B23F23/12GK1098974SQ9410056
公開(kāi)日1995年2月22日 申請(qǐng)日期1994年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月22日
發(fā)明者高賴公宥, 伊藤則雄 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社