連續(xù)展成式齒輪磨削方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及在連續(xù)展成式齒輪磨削中能夠使用陶瓷砂輪和水溶性磨削液來制造 高精度的齒輪的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 如專利文獻(xiàn)1所示，提出有如下連續(xù)展成式齒輪磨削：在對高精度的齒輪進(jìn)行磨 削之時，一邊使蝸桿狀的磨削砂輪繞其軸心旋轉(zhuǎn)且沿著軸心方向進(jìn)行進(jìn)給，一邊沿著與齒 輪坯料的軸心平行的方向進(jìn)行磨削進(jìn)給并且使該齒輪坯料繞軸心依次旋轉(zhuǎn)，從而使磨粒所 碰到的位置變化來進(jìn)行齒輪的磨削加工。
[0003] 在該連續(xù)展成式齒輪磨削中，專門采用易于向蝸桿狀的磨削砂輪和齒輪坯料之間 的磨削點(diǎn)滲透、且將切肩從磨削砂輪表面除去的清洗性優(yōu)異的非水溶性磨削液。該非水溶 性磨削液，為了易于向磨削點(diǎn)滲透而在連續(xù)展成式齒輪磨削中推薦例如以動粘度為l〇m2/ SeC(40°C)以下的低粘度的磨削液。但是，考慮到這樣的非水溶性磨削液所含有的低粘度 的礦物油的起火性高，特別是在磨削點(diǎn)、切肩成為高溫的磨削條件下有可能起火。因此，期 望將在連續(xù)展成式齒輪磨削中所采用的磨削液從非水溶性磨削液置換為水溶性磨削液。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特許第4202306號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[0008] 通常，與非水溶性磨削液相比，水溶性磨削液具有切肩的分散性較低這樣的性質(zhì) 和向磨削點(diǎn)滲透的滲透性較低這樣的性質(zhì)，存在切肩凝聚而在磨削砂輪的表面產(chǎn)生氣孔堵 塞、或者因產(chǎn)生氣孔堵塞而引起的磨削燒傷這樣的傾向，不僅如此，關(guān)于從非水溶性磨削液 置換為水溶性磨削液的困難性，如以下所示那樣存在連續(xù)展成式齒輪磨削中所特有的狀 況。
[0009] 第1，在上述連續(xù)展成式齒輪磨削中，與通常的磨削相比，存在工件與蝸桿狀的磨 削砂輪接觸的接觸圓弧長度長、產(chǎn)生長的切肩的傾向。因此，若磨削液為水溶性的，則在因 電荷的關(guān)系而切肩凝聚時易于纏繞，此外，切肩與水溶性磨削液之間的親和性通常不佳，易 于卷入空氣，因此相互纏繞的切肩易于成為絮狀的大的切肩塊。該絮狀的切肩使得產(chǎn)生磨 削燒傷或齒輪精度降低，使得難以從非水溶性磨削液置換為水溶性磨削液。第2,存在在連 續(xù)展成式齒輪磨削中進(jìn)行的修整（dressing)中結(jié)果無法期待銳利的切削刃的再生、而在 剛修整之后的蝸桿狀磨削砂輪的表面露出的磨粒稍微表面變鈍的特性，因此這成為磨削燒 傷的另一原因，使得難以從非水溶性磨削液置換為水溶性磨削液。
[0010] 在連續(xù)展成式齒輪磨削中，使用已形成有螺旋槽的蝸桿狀的磨削砂輪，使齒輪坯 料的齒形與該螺旋槽相互嚙合而進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，由此進(jìn)行磨削，但為了對齒形壓力角進(jìn)行 修正，必須對蝸桿狀磨削砂輪的砂輪壓力角進(jìn)行修正，在蝸桿狀磨削砂輪的砂輪壓力角的 修正中，利用旋轉(zhuǎn)修整裝置通過修整來對蝸桿狀磨削砂輪的齒形形狀進(jìn)行整形。該修整不 僅對蝸桿狀磨削砂輪的齒形形狀進(jìn)行修正，而且使表面的磨粒的切削刃再生而提高銳利 度。但是，已知在通常的旋轉(zhuǎn)修整中，例如在圓筒磨削的情況下，在順向修整（日文：夂夕 >卜''b只）方向上磨削砂輪和圓板狀旋轉(zhuǎn)修整器之間的圓周速度比（旋轉(zhuǎn)修整器的圓周速 度/磨削砂輪的圓周速度）為1時，磨粒的切削刃最大程度地再生而提高銳利度，隨著遠(yuǎn)離 1，銳利度降低，但在連續(xù)展成式齒輪磨削中，基于無法加快圓板狀的旋轉(zhuǎn)修整器的進(jìn)給速 度這樣的機(jī)構(gòu)方面的理由以及著眼點(diǎn)在于蝸桿狀磨削砂輪的壓力角的修正這樣的理由，即 使是相同的順向修整方向，圓周速度比也通常為10~20。因此，對于連續(xù)展成式齒輪磨削 中的修整，與其說銳利的切削刃的再生，不如說無法避免蝸桿狀磨削砂輪的表面的磨粒成 為表面變鈍的磨損面積大的砂輪面的情況。
[0011] 本發(fā)明是將以上狀況作為背景而做成的，其目的在于提供在連續(xù)展成式齒輪磨削 中使用以往認(rèn)為不合適的水溶性磨削液并獲得不遜色于非水溶性磨削液的齒輪的磨削加 工性的連續(xù)展成式齒輪磨削方法。
[0012] 本發(fā)明人們將上述狀況作為背景，在連續(xù)展成式齒輪磨削的修整中，如上所述，如 上所述，存在如下特性，即磨削砂輪和圓板狀旋轉(zhuǎn)修整器之間的圓周速度比大，所以磨粒的 磨損面積大而無法期待銳利的切削刃的再生，在剛修整之后的蝸桿狀磨削砂輪的表面露出 的磨粒稍微表面變鈍，以這樣的特性為前提，進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下意外的事 實(shí)：若違背在使磨粒的粒度變粗時銳利度會提高這樣的以往的常識而使磨粒比以往細(xì)，則 切肩的長度變短且排出性變高，切肩難以堵塞磨削砂輪的表面的容肩槽，可適當(dāng)?shù)馗纳颇?削燒傷。即，在以往的連續(xù)展成式齒輪磨削中，例如，若齒輪的模數(shù)為1.5~4,則粒度為 F120,若齒輪的模數(shù)為2. 75 - 6,則粒度為F90,若齒輪的模數(shù)為6以上，則粒度為F80,像這 樣根據(jù)齒輪的模數(shù)使用F80~F120的磨粒是常識，但本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容：若將在 連續(xù)展成式齒輪磨削中所使用的磨削砂輪的磨粒的粒度設(shè)為F120~F180,則切肩的長度 變短且排出性變高，此外，磨削燒傷得以改善。
[0013] 另外，磨削切肩自身卷曲，是易于纏繞的形狀，因此，僅通過縮短切肩長度還依然 易于纏繞，在切肩的分散性劣于非水溶性磨削液的水溶性磨削液的場合，僅通過縮短切肩 長度還依然易于纏繞的傾向顯著。磨削切肩的大小根據(jù)磨削條件的變化而變化，切肩形狀 也由于潤滑性的不同而不同。因此，還發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容：為了引導(dǎo)出使用水溶性磨削液使切 肩從砂輪快速地排出的性能，需要使用已賦予了與非水溶性件磨削液相近的潤滑性和切肩 的分散性的水溶性磨削液，通過界面活性劑的使用和極壓添加劑的使用來從油劑面（磨削 液）方面進(jìn)行改善。本發(fā)明即是基于該見解而做成的。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] S卩，本發(fā)明的主旨在于，（a) -種連續(xù)展成式齒輪磨削方法，一邊使蝸桿狀的砂輪 繞該砂輪的軸心旋轉(zhuǎn)且沿著軸心方向進(jìn)給，一邊沿著與該齒輪坯料的軸心平行的方向進(jìn)行 磨削進(jìn)給并且使該齒輪坯料繞軸心依次旋轉(zhuǎn)，由此在存在水溶性磨削液的條件下始終使磨 粒觸碰的位置變化來進(jìn)行齒輪的磨削加工，其特征在于，（b)所述砂輪是以在磨粒之間形成 有氣孔的狀態(tài)利用陶瓷結(jié)合劑結(jié)合該磨粒而成的陶瓷砂輪；（c)所述磨粒的粒度為F120~ F180〇
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)展成式齒輪磨削方法，砂輪是以在磨粒之間形成有氣孔的狀態(tài) 利用陶瓷結(jié)合劑結(jié)合該磨粒而成的陶瓷砂輪，該磨粒的粒度為F120~F180,因此存在工件 與蝸桿狀的磨削砂輪接觸的接觸圓弧長度長、產(chǎn)生長的切肩的傾向，在這樣的連續(xù)展成式 齒輪磨削中，可縮短該切肩的長度，因此切肩的排出性變高而切肩難以堵塞磨削砂輪的表 面的容肩槽，可較佳地改善磨削燒傷。因此，即使在連續(xù)展成式齒輪磨削中使用水溶性磨削 液，也可獲得不遜色于非水溶性磨削液的齒輪的磨削加工性。
[0018] 在此，優(yōu)選的是，所述陶瓷砂輪是具備40~44體積％的磨粒體積率的高氣孔率的 陶瓷砂輪，更優(yōu)選的是具備42~44體積％的磨粒體積率的高氣孔率的陶瓷砂輪。由此，在 使用F120~F180這樣的較細(xì)的粒度的磨粒這樣的條件下，可維持磨削效率，且可防止砂輪 的磨削阻力的增加。若磨粒體積率低于40體積％，則難以獲得砂輪形狀的維持以及均質(zhì)的 砂輪構(gòu)造。相反，若磨粒體積率超過44體積％，則磨削阻力變高而易于產(chǎn)生燒傷。
[0019] 另外，優(yōu)選的是，所述陶瓷砂輪在磨粒面積率的頻數(shù)分布圖中具有磨粒面積率頻 數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以磨粒面積率頻數(shù)的平均值而得到的變動系數(shù)為17%以下的均質(zhì)性，該磨 粒面積率是砂輪截面上的多個部位的每單位面積的包括所述磨粒在內(nèi)的固形物的比例。另 外，由此，可獲得如下高氣孔率的陶瓷砂輪：該陶瓷砂輪具有高的均質(zhì)性，可較佳地抑制砂 輪的局部的氣孔堵塞、表面變鈍和磨粒脫落、以及被磨削件的燒傷。
[0020] 另外，優(yōu)選的是，所述磨粒是A系（氧化鋁系）的多晶磨粒。這樣的話，齒輪的齒 面即磨削加工面的粗糙度變小，齒輪的加工品質(zhì)得以提高。
[0021] 另外，優(yōu)選的是，所述水溶性磨削液使用在金屬加工液組成物中含有選自由聚亞 烷基二醇類和非離子界面活性劑構(gòu)成的組的至少1種、和選自由極壓添加劑構(gòu)成的組的至 少1種，且將所述金屬加工液組成物在水中稀釋成使用時的濃度為2. 5質(zhì)量％以上的磨削 液。優(yōu)選是5~20質(zhì)量％水溶液。在金屬加工液組成物低于2. 5質(zhì)量％的情況下，難以獲 得效果。在金屬加工液組成物超過20質(zhì)量％的情況下，其效果達(dá)到飽和。
[0022] 另外，優(yōu)選的是，所述金屬加工液組成物液包含0. 5~20質(zhì)量％的界面活性劑和 /或聚亞烷基二醇類。進(jìn)一步優(yōu)選的是，包含2~15質(zhì)量％的界面活性劑和/或聚亞烷基 二醇類。若該界面活性劑和/或聚亞烷基二醇類低于0.5質(zhì)量％，則難以顯現(xiàn)其效果。只 要該界面活性劑和/或聚亞烷基二醇類為20質(zhì)量％以下，則