CN105081475A - 齿轮加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种齿轮加工装置,能够通过使加工用工具以及工件高速同步旋转进行切削加工来加工高精度的齿轮。加工用工具(42T)具备:粗加工用工具刃(422S),其粗加工齿轮(G)的齿(g)的齿根(ge)以及两侧面(sr、sl);右侧面精加工用工具刃(422R),其精加工齿(g)的右侧面(sr);以及左侧面精加工用工具刃(422L),其精加工齿(g)的左侧面(sl)。由此,各工具刃(422S、422R、422L)分别切削齿轮(G)的齿(g)的一部分且不同的部位,因此能够降低切削阻力,抑制切削加工时的自激振动的产生,而能够提高齿轮的齿向精度。

Description

齿轮加工装置
本申请将2014年5月19日提出的日本专利申请NO.2014-103598的包括说明书、附图、摘要在内的公开内容通过引用全部并入。
技术领域
本发明涉及通过使加工用工具以及工件高速同步旋转进行切削加工来加工齿轮的齿轮加工装置。
背景技术
以往以来,在通过使用加工中心等机床进行切削加工来加工齿轮的情况下,作为加工内齿以及外齿的有效的方法,例如有日本特开2012-51049号公报所记载的加工方法。该加工方法是如下加工方法,即、使能够绕旋转轴线旋转的加工用工具例如具有多片工具刃的刀具、与能够绕相对于加工用工具的旋转轴线以规定的角度倾斜的旋转轴线旋转的工件高速同步旋转,并向工件的旋转轴线方向进给加工用工具进行切削加工,由此制造齿。
但是,在该加工方法中,多片工具刃同时接触工件,因此存在切削阻力增大的趋势。因此,在切削加工时容易产生自激振动,从而存在使齿轮的齿向精度(toothtraceaccuracy)(齿向偏差)变差的担忧。若减小加工用工具的工具直径,则工具刃相对于工件的接触片数减少,但存在加工用工具的工具刚性降低的担忧。
为此,在日本特开2005-335061号公报中,记载由如下加工方法,即、使加工用工具在沿工件的齿的表面的进给路径方向移动,并且以变化的进给速度使加工用工具相对于工件在进给路径方向移动。根据该加工方法,加工的微小划伤的间隔沿齿的表面变得不规则,因此能够降低齿轮的啮合部的杂音即自激振动。
但是,在上述的日本特开2005-335061号公报所记载的加工方法中,需要使加工用工具的进给速度相对于工件变化,因此进给控制变得复杂,从而难以实现齿轮的齿形形状的高精度化。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而产生的,目的在于提供一种能够通过使加工用工具以及工件高速同步旋转进行切削加工来加工高精度的齿轮的齿轮加工装置。
本发明的一个方式的齿轮加工装置包括具有相对于工件的旋转轴线倾斜的旋转轴线的加工用工具,
上述齿轮加工装置按如下方式加工齿轮:一边使上述加工用工具与上述工件同步旋转,一边使上述加工用工具沿上述工件的旋转轴线方向相对地进行进给操作,
上述加工用工具具备用于加工上述齿轮的齿的侧面以及齿根中的不同部位的至少两种工具刃。
由此,工具刃切削齿轮的齿的一部分,因此能够减少切削阻力,抑制切削加工时的自激振动的产生,而能够提高齿轮的齿向精度(齿向偏差)。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为上述加工用工具具备:
对上述齿轮的齿的右侧面进行精加工的右侧面精加工用工具刃,从该右侧面精加工用工具刃的基准相位线至该右侧面精加工用工具刃的左侧面的距离小于从该右侧面精加工用工具刃的上述基准相位线至该右侧面精加工用工具刃的右侧面的距离;和
对上述齿轮的齿的左侧面进行精加工的左侧面精加工用工具刃,从该左侧面精加工用工具刃的基准相位线至该左侧面精加工用工具刃的右侧面的距离小于从该左侧面精加工用工具刃的上述基准相位线至该左侧面精加工用工具刃的左侧面的距离。
由此,分别进行一次进给操作时的右精加工以及左精加工,因此能够进一步降低切削阻力。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为上述加工用工具具备粗加工用工具刃,
上述粗加工用工具刃的刃高高于上述右侧面精加工用工具刃以及上述左侧面精加工用工具刃的刃高,并且
上述粗加工用工具刃的刃厚小于上述右侧面精加工用工具刃以及上述左侧面精加工用工具刃的刃厚,
上述粗加工用工具刃对上述齿轮的齿的齿根以及周向的两侧面进行粗加工。
由此,在切削加工最初,主要是刃高较高且刃厚较薄的粗加工用工具刃的刃尖与工件接触,之后在粗加工用工具刃进行了切削加工的位置,刃高较低且刃厚较厚的右精加工用工具刃的右侧面以及左精加工用工具刃的左侧面与工件W接触,因此能够大幅度降低切削阻力。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为上述加工用工具沿上述加工用工具的周向具备多组工具刃组,在上述工具刃组中相邻地排列有上述右侧面精加工用工具刃、上述左侧面精加工用工具刃以及上述粗加工用工具刃。
由此,右精加工用工具刃、左精加工用工具刃以及粗加工用工具刃能够均匀地切削加工工件。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以构成为上述加工用工具具备:精加工用工具刃,其对上述齿轮的齿的周向的两侧面进行精加工;和粗加工用工具刃,该粗加工用工具刃的刃高高于上述精加工用工具刃的刃高并且该粗加工用工具刃的刃厚小于上述精加工用工具刃的刃厚,该粗加工用工具刃对上述齿轮的齿的齿根以及周向的两侧面进行粗加工。
由此,在切削加工最初,主要是刃高较高且刃厚较薄的粗加工用工具刃的刃尖与工件接触,之后在粗加工用工具刃进行了切削加工的位置,刃高较低且刃厚较厚的精加工用工具刃与工件W接触,因此能够降低切削阻力。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为上述加工用工具分别具备数目相同的上述多种工具刃。
由此,种类不同的工具刃能够分别均匀地切削加工工件。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为在上述加工用工具中,同种上述工具刃的间隔为上述齿轮的齿的间隔的2倍以上的整数倍。
对于本发明的其他方式而言,在上述方式的齿轮加工装置中,
也可以形成为从上述右侧面精加工用工具刃的上述基准相位线至上述右侧面精加工用工具刃的上述左侧面的距离小于从上述粗加工用工具刃的基准相位线至上述粗加工用工具刃的左侧面的距离,并且,上述右侧面精加工用工具刃的上述左侧面不对上述齿轮的齿的左侧面进行精加工,
从上述左侧面精加工用工具刃的上述基准相位线至上述左侧面精加工用工具刃的上述右侧面的距离小于从上述粗加工用工具刃的上述基准相位线至上述粗加工用工具刃的右侧面的距离,并且,上述左侧面精加工用工具刃的上述右侧面不对上述齿轮的齿的右侧面进行精加工。
由此,在齿轮加工装置的切削加工时,能够减少同时与工件接触的加工用工具的工具刃的数量,因此能够降低切削阻力,抑制切削加工时的自激振动的产生,而能够提高齿轮的齿向精度(齿向偏差)。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的描述,本发明的上述和其它特征、及优点会变得更加清楚,其中,相同的附图标记表示相同的元件。
图1是表示本发明的实施方式的齿轮加工装置的整体结构的立体图。
图2是从轴向观察本实施方式的齿轮加工装置中使用的加工用工具的示意图。
图3是图2的加工用工具的工具刃的放大图。
图4是用于对图2的加工用工具的工具刃的间距进行说明的图。
图5是从轴向观察本实施方式的齿轮加工装置中使用的另一实施方式的加工用工具的示意图。
图6是从轴向观察通常使用的加工用工具的示意图。
图7是从与轴向成直角的方向观察图6的加工用工具的A-A线剖视图。
图8是表示图6的加工用工具的工具刃相对于工件的接触位置与工具的周向位置的关系的图。
图9是表示图6的加工用工具的工具刃相对于工件的切削深度与工具的周向位置的关系的图。
图10是用于对作为齿轮的齿形形状的误差的齿向误差进行说明的图。
具体实施方式
首先,对本发明的实施方式的齿轮加工装置的机械结构进行说明。作为齿轮加工装置1的一个例子,参照图1列举5轴加工中心为例进行说明。该齿轮加工装置1是具有相互正交的三个直线前进轴(X、Y、Z轴)以及两个旋转轴(A轴、C轴)作为驱动轴的装置。
如图1所示,齿轮加工装置1由床身10、立柱20、滑鞍(saddle)30、主轴40、工作台50、倾斜工作台60、旋转工作台70、以及控制装置100等构成。此外,虽省略图示,但与床身10排列地设置有已知的自动工具更换装置。
床身10大致为立方体形状,并配置于地板上。在该床身10的上表面,能够相对于床身10沿X轴方向移动地设置有立柱20。在立柱20的侧面中的与X轴平行的侧面(滑动面)20a,能够相对于立柱20沿Y轴方向移动地设置有滑鞍30。
主轴40能够相对于滑鞍30旋转地设置于滑鞍30,并支承加工用工具42。加工用工具42被工具支架43保持并固定于主轴40的前端,随着主轴40的旋转而旋转。另外,加工用工具42随着立柱20以及滑鞍30的移动而相对于床身10沿X轴方向以及Y轴方向移动。此外,在本实施方式中,作为加工用工具42使用具有多个工具刃的滚刀。
并且,在床身10的上表面能够相对于床身10沿Z轴方向移动地设置有工作台50。在工作台50的上表面设置有支承倾斜工作台60的倾斜工作台支承部63。而且,在倾斜工作台支承部63设置有倾斜工作台60,倾斜工作台60能够绕沿水平方向配置的A轴旋转(摆动)。在倾斜工作台60之上设置有旋转工作台70,旋转工作台70能够绕与A轴成直角的C轴旋转。在旋转工作台70保持有工件W。
控制装置100对立柱20、滑鞍30、主轴40、工作台50、倾斜工作台60、以及旋转工作台70的移动进行控制,通过使工件W与加工用工具42沿X轴方向、沿Z轴方向、沿Y轴方向、绕A轴以及绕C轴相对移动,来进行工件W的切削加工。
在上述的齿轮加工装置1中,使加工用工具42与工件W高速同步旋转,并沿工件W的旋转轴线方向进给加工用工具42来进行切削加工,由此制造齿轮的齿。在该切削加工中,通常使用以等间距排列有相同形状的工具刃421A的加工用工具42A。如图8所示,在加工用工具42A的工具刃421A(参照图6、图7)的边缘处与工件W接触的部位根据加工用工具42A的周向的位置而改变。若对相同边缘的接触部位进行分别,则被分为在工具刃421A的大致整体接触的情况(由图示点划线围起的A部)与在工具刃421A的前端附近接触的情况(由图示双点划线围起的B部)。
而且,如图9所示,对于加工用工具42A的工具刃421A相对于工件W的切削深度而言,在工具刃421A的前端附近接触的情况(由图示双点划线围起的B部)大于在工具刃421A的大致整体接触的情况(由图示点划线围起的A部),即在工具刃421A的前端附近接触的情况的切削阻力增大。因此,在切削加工时容易产生自激振动,从而齿轮的齿向精度(齿向偏差)存在变差的担忧。如图10所示,齿向精度是相对于齿轮G的齿g的沿周向d1的两侧面(两齿面)sr、sl使测量与各侧面垂直的方向的位移的测量仪的触针沿轴线方向d2移动的情况下的、理想齿面与实际齿面的误差(齿向误差)。
另外,如图7所示,加工用工具42A的工具刃421A的侧面421a具有相对于旋转轴线m的倾斜角较小的形状,即切削加工时的工件W与侧面421a的间隙较小,因此在工具刃421A由于切削阻力而变形了时容易与工件W干扰。因此,齿轮的齿向精度存在进一步变差的担忧。
因此,如图2所示,在本实施方式的齿轮加工装置1的切削加工时,使用沿周向具备多组多种(在本实施方式中为三种)工具刃422S、422R、422L组的加工用工具42T,上述多组工具刃422S、422R、422L组分别加工齿轮G的齿g的不同部位。由此,各工具刃422S、422R、422L分别切削齿轮G的处于齿g与齿g之间的齿槽的一部分,因此能够降低切削阻力,能够抑制切削加工时的自激振动的产生,而能够提高齿轮G的齿向精度(齿向偏差)。另外,在加工用工具42T中,各工具刃422S、422R、422L的刃数形成为数目相同,因此各工具刃422S、422R、422L能够分别均匀地切削加工工件。
具体而言,粗加工用工具刃422S是对图10所示的齿轮G的齿g的齿根ge、沿周向d1的齿g的右侧面sr以及左侧面sl进行粗加工的粗加工用工具刃,工具刃422R是对齿g的右侧面sr进行精加工的右侧面精加工用工具刃,工具刃422L是对齿g的左侧面sl进行精加工的左侧面精加工用工具刃。此外,对于上述左右方向而言,在表示加工用工具42T的图2与图3、以及表示齿轮G的图10中,右方对应顺时针方向,左方对应逆时针方向。
详细而言,如图3所示,粗加工用工具刃422S的刃尖SS至刃根SE的刃高hs形成为与图10所示的齿轮G的齿g的齿顶gs至齿根ge的齿高距离hg高度相同。并且,粗加工用工具刃422S的从轴向观察时的刃尖SS至刃根SE的外缘形状形成为如下。即,粗加工用工具刃422S的从刃尖SS至刃的中途的位置、即至相距刃尖SS隔开了距离es的位置SP的部分的外缘形状形成为,与齿轮G的从齿g的齿根ge至相距齿根ge隔开了顶隙e的位置gp的部分的外缘形状相同。刃尖SS至上述位置SP的距离es被设定为与齿轮G的顶隙e(齿轮G的齿根圆至与该齿轮G啮合的齿轮的齿顶圆的距离)相同。
而且,粗加工用工具刃422S的上述刃的中途的位置SP至刃根SE的部分的外缘形状形成为相对于齿轮G的齿g的上述位置gp至齿顶gs的部分的外缘形状具有规定的间隙CS的形状(图3)。作为该间隙CS,例如随着靠近刃根SE而逐渐扩大,但被设定为最大值与精加工的加工余量相同。齿轮G的齿g的上述位置gp至齿顶gs的部分是齿轮G与对象齿轮接触的部分。
右侧面精加工用工具刃422R的刃尖RS至刃根RE的刃高hr形成为低于粗加工用工具刃422S的刃尖SS至刃根SE的刃高hs。详细而言,刃高hr形成为比刃高hs低稍微小于齿轮G的顶隙e的退刀尺寸er。并且,右侧面精加工用工具刃422R的从轴向观察时的刃尖RS至刃根RE的外缘形状形成为如下。即,右侧面精加工用工具刃422R形成为,右侧面精加工用工具刃422R的基准相位线K至右侧面精加工用工具刃422R的左侧面rl的距离小于右侧面精加工用工具刃422R的基准相位线K至右侧面精加工用工具刃422R的右侧面rr的距离。此处,工具刃的基准相位线K是在假设的工具刃位于图10所示的加工中的齿轮G的齿g与齿g的正中间的情况下,与在该齿轮G的齿根ge的周向的中心cc通过的径向的直线x一致的直线。
详细而言,右侧面精加工用工具刃422R的右侧面rr的形状形成为与齿轮G的齿g的右侧面sr的形状相同。右侧面精加工用工具刃422R的左侧面rl的形状形成为从齿轮G的齿g的左侧面sl隔开了规定的间隙CR的形状。换句话说,右侧面精加工用工具刃422R的刃厚比粗加工用工具刃422S的刃厚薄。
左侧面精加工用工具刃422L的刃尖LS至刃根LE的刃高hl形成为与右侧面精加工用工具刃422R的刃尖RS至刃根RE的刃高hr相同。并且,左侧面精加工用工具刃422L的从轴向观察时的刃尖LS至刃根LE的外缘形状形成为如下。即,左侧面精加工用工具刃422L形成为,左侧面精加工用工具刃422L的基准相位线K至左侧面精加工用工具刃422L的右侧面lr的距离小于左侧面精加工用工具刃422L的基准相位线K至左侧面精加工用工具刃422L的左侧面ll的距离。
详细而言,左侧面精加工用工具刃422L的左侧面ll的形状形成为与图10所示的齿轮G的齿g的左侧面sl的形状相同。左侧面精加工用工具刃422L的右侧面lr的形状形成为从齿轮G的齿g的右侧面sr隔开了规定的间隙CL的形状。即,左侧面精加工用工具刃422L的刃尖LS至刃根LE的外缘形状形成为,与右侧面精加工用工具刃422R的刃尖RS至刃根RE的外缘形状关于基准相位线左右对称。
根据该加工用工具42T,在切削加工最初,主要是刃高较高且刃根的刃厚较薄的粗加工用工具刃422S的刃尖SS与工件W接触,来切削齿g与齿g之间的齿槽。之后,在粗加工用工具刃422S进行了切削加工的位置,刃高较低且刃根的刃厚较厚的右侧面精加工用工具刃422R的右侧面rr以及左侧面精加工用工具刃422L的左侧面ll与工件W接触,来分别切削齿g的右侧面sr与左侧面sl。
由此,通过各工具刃422S、422R、422L分别局部地切削齿轮G的齿g,而使本实施方式的加工用工具42T对工件W进行切削加工时的切削阻力相比通常使用的加工用工具42A引起的切削阻力大幅度减小。因此,能够抑制切削加工时的自激振动的产生,抑制各工具刃422S、422R、422L的变形而防止与工件W的干扰。其结果是,齿轮的齿向精度大幅度提高。
接下来,对加工用工具42T的粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的间距(周向的间隔)进行说明。如图4所示,在加工用工具42T中,同种工具刃,即粗加工用工具刃422S的间距Ps、右侧面精加工用工具刃422R的间距Pr、以及左侧面精加工用工具刃422L的间距Pl被制成为图10所示的齿轮G的齿g的间距P的2倍以上的整数倍。此处,间距Ps、Pr、Pl、P是图4与图10所示的基准圆Bt、Bg上的相邻的各工具刃422S、422R、422L间或者齿g间的距离。
即,加工用工具42T沿周向具备多组粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R以及左侧面精加工用工具刃422L组,因此粗加工用工具刃422S彼此间的间距Ps、右侧面精加工用工具刃422R彼此间的间距Pr以及左侧面精加工用工具刃422L彼此间的间距Pl被设定为与齿轮G的齿g的间距P的三倍值相同。而且,加工用工具42T被制成为,使粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、左侧面精加工用工具刃422L的相互的间距在整周范围相等。由此,能够稳定切削加工时的各工具刃的负载。
接下来,对加工用工具42T的粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的刃数进行说明。此处,已经设定了齿轮G的整周的齿g的个数、即全部齿数Ng。在加工用工具42T中,以使粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的总刃数Nt以及齿轮G的全部齿数Ng的最大公约数为大于1的整数的方式设定总刃数Nt。例如,若相同的粗加工用工具刃422S能够切削加工相同的齿槽,则够避免粗加工用工具刃422S的精度偏差对齿轮G的全部齿的齿向精度(齿向偏差)产生影响的情况。在这方面,右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L也同样。
假设,若最大公约数为1,则切削加工了第1齿g的第1粗加工用工具刃422S直到再次切削加工第1齿g为止的加工用工具42T的转速,为加工用工具42T的总刃数Nt以及齿轮G的全部齿数Ng的乘积(Nt·Ng),成为非常大的值使齿轮G的齿向精度(齿向偏差)的提高变得困难。通过使最大公约数为大于1的整数,能够降低齿轮G的齿向偏差。在这方面,右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L也同样。
并且,以总刃数Nt以及齿轮G的全部齿数Ng的最小公倍数除以总刃数Nt而得的值为大于1的整数且10以下的整数的方式设定总刃数Nt。该除法值表示切削加工了第1齿g的第1粗加工用工具刃422S直到再次切削加工第1齿g为止的加工用工具42T的转速。在这方面,右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L也同样。
因此,若除法值为1,则总刃数Nt与齿轮G的全部齿数Ng相同,从而在内齿加工的情况下不成立,换句话说无法进行车齿加工。因此,通过使除法值为大于1的整数,能够使内齿加工成立。另外,通过使除法值为10以下的整数,能够提高齿轮G的齿向精度(齿向偏差)。在该情况下,粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的各刃数形成为Nt·P/Ps、Nt·P/Pr、Nt·P/P1。
具体而言,在使粗加工用工具刃422S彼此间的间距Ps、右侧面精加工用工具刃422R彼此间的间距Pr以及左侧面精加工用工具刃422L彼此间的间距Pl为齿g的间距P的三倍的情况下,为了防止齿根与两侧面的切削加工未结束的齿g的产生,需要使齿轮G的全部齿数Ng为不被3整除的值,使总刃数Nt为被3整除的值。
例如,在将齿轮G的全部齿数Ng设定为100,将总刃数Nt设定为60的情况下,总刃数60以及齿g的个数100的最小公倍数为300,用该最小公倍数300除以总刃数60而得的值为5,成为大于1的整数且10以下的整数。在该情况下,粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的各刃数为20。
另外,在将齿轮G的全部齿数Ng设定为100,将总刃数Nt设定为90的情况下,总刃数90以及齿g的个数100的最小公倍数为900,用该最小公倍数900除以总刃数90而得的值为10,成为大于1的整数且10以下的整数。在该情况下,粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的各刃数为30。
另外,在将齿轮G的全部齿数Ng设定为100,将总刃数Nt设定为120的情况下,总刃数120以及齿g的个数100的最小公倍数为600,用该最小公倍数600除以总刃数120而得的值为5,成为大于1的整数且10以下的整数。在该情况下,粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的各刃数为40,加工用工具刃42T的直径大于齿轮G的直径,因此成为仅用于外齿的齿轮G的加工用工具42T。
另一方面,在将齿轮G的全部齿数Ng设定为100,将总刃数Nt设定为45的情况下,总刃数45以及齿g的个数100的最小公倍数为900,用该最小公倍数900除以总刃数Nt45而得的值为20,成为超过10的整数,因此在总刃数45的情况下齿轮G的齿向精度(齿向偏差)的提高减小。
如上,总刃数Nt被设定为60、75、150。在总刃数Nt为60时,加工用工具42T每旋转5圈,切削加工了第1齿g的第1粗加工用工具刃422S就再次切削加工第1齿g。另外,在总刃数Nt为75时,加工用工具42T每旋转4圈,切削加工了第1齿g的第1粗加工用工具刃422S就再次切削加工第1齿g。另外,在总刃数Nt为150时,加工用工具42T每旋转两圈,切削加工了第1齿g的第1粗加工用工具刃422S就再次切削加工第1齿g。在以上这方面,右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L也同样。
根据以上的结果,下式(1)成立。
Nt=Ng·s/t(1)
此处,Nt:总刃数,Ng:齿轮G的全部齿数,s:工具刃422S、422R、422S的间距Ps、Pr、P1/齿g的间距P,t:用总刃数Nt以及齿轮G的全部齿数Ng的最小公倍数除以总刃数Nt而得的值
而且,为了确保加工用工具42T的刚性,将用工具长L(主轴40的前端面至加工用工具42T的前端面的距离)除以工具直径d而得的值(L/d)设定为1左右。此外,工具直径d能够根据一般的模块以及粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的总刃数的关系而求出。而且,通过向式(1)代入规定的数,而求出总刃数Nt,进而求出粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的各刃数Nt·P/Ps、Nt·P/Pr、Nt·P/P1来制成最终的加工用工具42T。
在上述的实施方式中,加工用工具42T形成为沿周向具备多组粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R以及左侧面精加工用工具刃422L组的结构。其他实施方式的加工用工具也可以形成为沿周向具备多组右侧面精加工用工具刃422R以及左侧面精加工用工具刃422L组的结构、或者沿周向具备多组粗加工用工具刃422S以及左右兼用的精加工用工具刃组的结构。并且,也可以形成为具备上述工具刃以及其他种类工具刃的结构。
另外,在上述的实施方式中,加工用工具42T形成为以恒定的间距P配置粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的结构,但例如图5所示,也可以形成为以上述的三倍的间距3P配置粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L的结构,即跳跃地形成刃(形成无工具刃的部分)的结构。
由此,能够减少在切削加工时同时接触工件W的粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R或者左侧面精加工用工具刃422L的个数,因此能够进一步降低切削阻力抑制切削加工时的自激振动的产生,从而能够进一步提高齿轮G的齿向精度(齿向偏差)。另外,加工用工具42T形成为将粗加工用工具刃422S、右侧面精加工用工具刃422R、以及左侧面精加工用工具刃422L分别一个一个地排列配置的结构,但也可以形成为将各工具刃422S、422R、422L分别多个多个地排列配置的结构。
此外,在上述的实施方式中,作为5轴加工中心的齿轮加工装置1是能够使工件W绕A轴旋转的装置。与此相对,5轴加工中心作为立式加工中心可以形成为能够使工具42绕A轴旋转的结构。另外,虽对将本发明应用于加工中心的情况进行了说明,但对于齿轮加工的专用机也同样能够应用。另外,虽对外齿齿轮的加工进行了说明,但对于内齿齿轮的加工也同样能够应用。

Claims (8)

1.一种齿轮加工装置,其特征在于,
包括具有相对于工件的旋转轴线倾斜的旋转轴线的加工用工具,
所述齿轮加工装置按如下方式加工齿轮:一边使所述加工用工具与所述工件同步旋转,一边使所述加工用工具沿所述工件的旋转轴线方向相对地进行进给操作,
所述加工用工具具备用于加工所述齿轮的齿的侧面以及齿根中的不同部位的至少两种工具刃。
2.根据权利要求1所述的齿轮加工装置,其特征在于,
所述加工用工具具备:
对所述齿轮的齿的右侧面进行精加工的右侧面精加工用工具刃,从该右侧面精加工用工具刃的基准相位线至该右侧面精加工用工具刃的左侧面的距离小于从该右侧面精加工用工具刃的所述基准相位线至该右侧面精加工用工具刃的右侧面的距离;和
对所述齿轮的齿的左侧面进行精加工的左侧面精加工用工具刃,从该左侧面精加工用工具刃的基准相位线至该左侧面精加工用工具刃的右侧面的距离小于从该左侧面精加工用工具刃的所述基准相位线至该左侧面精加工用工具刃的左侧面的距离。
3.根据权利要求2所述的齿轮加工装置,其特征在于,
所述加工用工具具备粗加工用工具刃,
所述粗加工用工具刃的刃高高于所述右侧面精加工用工具刃以及所述左侧面精加工用工具刃的刃高,并且
所述粗加工用工具刃的刃厚小于所述右侧面精加工用工具刃以及所述左侧面精加工用工具刃的刃厚,
所述粗加工用工具刃对所述齿轮的齿的齿根以及周向的两侧面进行粗加工。
4.根据权利要求3所述的齿轮加工装置,其特征在于,
所述加工用工具沿所述加工用工具的周向具备多组工具刃组,在上述工具刃组中相邻地排列有所述右侧面精加工用工具刃、所述左侧面精加工用工具刃以及所述粗加工用工具刃。
5.根据权利要求1所述的齿轮加工装置,其特征在于,
所述加工用工具具备:
精加工用工具刃,其对所述齿轮的齿的周向的两侧面进行精加工;和
粗加工用工具刃,该粗加工用工具刃的刃高高于所述精加工用工具刃的刃高并且该粗加工用工具刃的刃厚小于所述精加工用工具刃的刃厚,该粗加工用工具刃对所述齿轮的齿的齿根以及周向的两侧面进行粗加工。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的齿轮加工装置,其特征在于,
所述加工用工具的所述至少两种工具刃中的每一种分别具备数目相同的工具刃。
7.根据权利要求6所述的齿轮加工装置,其特征在于,
在所述加工用工具中,同种所述工具刃的间隔为所述齿轮的齿的间隔的2倍以上的整数倍。
8.根据权利要求3所述的齿轮加工装置,其特征在于,
从所述右侧面精加工用工具刃的所述基准相位线至所述右侧面精加工用工具刃的所述左侧面的距离小于从所述粗加工用工具刃的基准相位线至所述粗加工用工具刃的左侧面的距离,并且,所述右侧面精加工用工具刃的所述左侧面不对所述齿轮的齿的左侧面进行精加工,
从所述左侧面精加工用工具刃的所述基准相位线至所述左侧面精加工用工具刃的所述右侧面的距离小于从所述粗加工用工具刃的所述基准相位线至所述粗加工用工具刃的右侧面的距离,并且,所述左侧面精加工用工具刃的所述右侧面不对所述齿轮的齿的右侧面进行精加工。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110014194A (zh) * 2019-05-14 2019-07-16 重庆齿轮箱有限责任公司 一种大模数内花键插齿加工系统及方法
CN110899861A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 株式会社捷太格特 齿轮加工装置和齿轮加工方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6780265B2 (ja) * 2016-03-09 2020-11-04 株式会社ジェイテクト 工作機械のチルト装置
JP7024303B2 (ja) * 2016-10-13 2022-02-24 株式会社ジェイテクト 歯車加工装置及び歯車加工方法
JP7066983B2 (ja) * 2017-06-07 2022-05-16 株式会社ジェイテクト 歯車加工方法及び歯車加工装置
EP3791985A1 (de) * 2019-09-10 2021-03-17 Flender GmbH Wälzschälwerkzeug und verfahren zur spanenden erzeugung einer verzahnung eines zahnrads durch wälzschälen
CN110587039B (zh) * 2019-09-20 2020-08-04 佛山拓研精密机械有限公司 一种工业机器人齿轮设备
DE102019126870A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 Präwema Antriebstechnik GmbH Schälrad und verfahren zum herstellen einer verzahnung an einem zahnrad durch wälzschälen
DE102020118384A1 (de) * 2020-07-13 2022-01-13 Profilator Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Fasen an Zahnflanken von Zahnrädern
WO2024009520A1 (ja) * 2022-07-08 2024-01-11 株式会社ジェイテクト 切刃工具、切刃工具の製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US676226A (en) * 1901-06-11 Gear-generating cutter
US1833255A (en) * 1928-07-14 1931-11-24 Fellows Gear Shaper Co Thread generating cutter
US2284636A (en) * 1937-03-10 1942-06-02 Gleason Works Method of and apparatus for cutting gears
US2346807A (en) * 1939-06-16 1944-04-18 Gleason Works Method of cutting gears
US2354670A (en) * 1939-10-23 1944-08-01 Robert S Drummond Gear finishing
US2392803A (en) * 1943-09-10 1946-01-15 Nat Broach & Mach Gear finishing
US2646611A (en) * 1947-04-23 1953-07-28 Gleason Works Gear cutter
JPS5038898A (zh) * 1973-08-10 1975-04-10
US4066001A (en) * 1974-11-12 1978-01-03 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Skiving cutter for use in cutting internal spur gear
JPS534395U (zh) * 1976-06-29 1978-01-14
US7682222B2 (en) 2004-05-26 2010-03-23 The Gleason Works Variable rate method of machining gears
JP5091164B2 (ja) * 2006-02-10 2012-12-05 クリンゲルンベルク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング インデックス誤差の補正を完成させるインデックス法において、かさ歯車を機械加工するための方法
ATE512741T1 (de) * 2008-10-30 2011-07-15 Klingelnberg Ag Universal einsetzbarer stabmesserkopf und verwendung desselben
DE102008063858A1 (de) * 2008-12-19 2010-07-01 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Werkzeugmaschine und Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen
DE102009025945A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Profilator Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Wälzschälen von innenverzahnten Zahnrädern sowie zugehöriges Schälrad
JP5776924B2 (ja) 2010-08-31 2015-09-09 アイシン精機株式会社 歯車加工装置、カッター、及び波動歯車装置
EP2639001B1 (de) * 2012-03-14 2017-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks
JP6340764B2 (ja) 2013-08-08 2018-06-13 株式会社ジェイテクト 歯車加工装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899861A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 株式会社捷太格特 齿轮加工装置和齿轮加工方法
CN110014194A (zh) * 2019-05-14 2019-07-16 重庆齿轮箱有限责任公司 一种大模数内花键插齿加工系统及方法

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