CN110026618A - 齿轮加工装置和齿轮加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供齿轮加工装置和齿轮加工方法。齿轮加工方法具备：第一交叉角设定工序，设定与对第二齿面(121)进行加工时的加工物(115)的旋转轴线(Lw)的第一交叉角(φf)；第一旋转方向设定工序，将对第二齿面(121)进行加工时的加工物(115)的旋转方向(Rs)和加工用工具(42F、42)的旋转方向(Rf)设定为同一旋转方向；和第二旋转方向设定工序，将对第四齿面(122)进行加工时的加工物(115)的旋转方向(Rw)和加工用工具(42G、42)的旋转方向(Rg)设定为同一旋转方向且设定为与第二齿面(121)的加工时的旋转方向(Rf)相反的旋转方向。

Description

齿轮加工装置和齿轮加工方法

技术领域

本发明涉及对齿轮进行加工的齿轮加工装置和齿轮加工方法。

背景技术

在车辆所使用的变速器中，为了进行顺滑的变速操作而设置有同步啮合机构。如图22所示，键式的同步啮合机构110具备：主轴111、主驱动轴112、离合器毂113、键114、套筒115、主驱动齿轮116、离合器齿轮117、同步齿环118等。

主轴111与主驱动轴112同轴配置。在主轴111花键嵌合有离合器毂113，主轴111与离合器毂113一同旋转。在离合器毂113的外周的三处利用省略图示的弹簧支承键114。在套筒115的内周形成有内齿(花键)115a，套筒115与键114一同沿着在离合器毂113的外周形成的省略图示的花键在旋转轴线LL方向上滑动。

在主驱动轴112嵌合有主驱动齿轮116，在主驱动齿轮116的套筒115侧一体形成有突出地设置有圆锥(テーパコーン)117b的离合器齿轮117。在套筒115与离合器齿轮117之间配置有同步齿环118。离合器齿轮117的外齿117a和同步齿环118的外齿118a形成为能够与套筒115的内齿115a啮合。同步齿环118的内周形成为能够与圆锥117b的外周摩擦卡合的锥状。

接下来，对同步啮合机构110的动作进行说明。如图23A所示，通过省略图示的变速杆的操作，套筒115和键114向图示箭头的旋转轴线LL方向移动。键114将同步齿环118向旋转轴线LL方向按压，而将同步齿环118的内周按压于圆锥117b的外周。由此，离合器齿轮117、同步齿环118和套筒115开始同步旋转。

然后，如图23B所示，由于键114被套筒115按下，而将同步齿环118向旋转轴线LL方向进一步按压，所以同步齿环118的内周与圆锥117b的外周的紧密度增加，产生较强的摩擦力，由此离合器齿轮117、同步齿环118和套筒115同步旋转。若离合器齿轮117的转速与套筒115的转速完全同步，则同步齿环118的内周与圆锥117b的外周的摩擦力消失。

然后，若套筒115和键114向图示箭头的旋转轴线LL方向进一步移动，则键114嵌入同步齿环118的槽118b并停住，但套筒115越过键114的凸部114a进行移动，从而套筒115的内齿115a与同步齿环118的外齿118a啮合。然后，如图23C所示，套筒115向旋转轴线LL方向进一步移动，套筒115的内齿115a与离合器齿轮117的外齿117a啮合。据此，变速结束。

在以上那样的同步啮合机构110中，为了防止行驶中的离合器齿轮117的外齿117a与套筒115的内齿115a的齿轮脱落，如图24A和图24B所示，在套筒115的内齿115a设置有锥状的齿轮防脱部120，在离合器齿轮117的外齿117a设置有与齿轮防脱部120锥形嵌合的锥状的齿轮防脱部117c。此外，在以下的说明中，将套筒115的内齿115a的图示左侧的侧面115A称为左侧面115A(相当于本发明的一侧的侧面)，将套筒115的内齿115a的图示右侧的侧面115B称为右侧面115B(相当于本发明的另一侧的侧面)。

而且，套筒115的内齿115a的左侧面115A具有左齿面115b(相当于本发明的第一齿面)和扭转角与左齿面115b不同的齿面121(以下，称为左锥形齿面121，相当于本发明的第二齿面)。另外，套筒115的内齿115a的右侧面115B具有右齿面115c(相当于本发明的第三齿面)和扭转角与右齿面115c不同的齿面122(以下，称为右锥形齿面122，相当于本发明的第四齿面)。

在本例中，左齿面115b的扭转角为0度，左锥形齿面121的扭转角为θf度，右齿面115c的扭转角为0度，右锥形齿面122的扭转角为θr度。而且，左锥形齿面121、连接该左锥形齿面121与左齿面115b的齿面121a(以下，称为左副齿面121a)、右锥形齿面122、和连接该右锥形齿面122与右齿面115c的齿面122a(以下，称为右副齿面122a)构成齿轮防脱部120。此外，齿轮防脱通过左锥形齿面121与齿轮防脱部117c锥形嵌合而被实现。

这样，套筒115的内齿115a的构造较复杂，另外，套筒115是需要大量生产的部件，因此通常，套筒115(相当于本发明的加工物)的内齿115a通过拉削加工、齿轮刨制加工等形成，齿轮防脱部120通过滚压加工(参照日本实开平6－61340号公报、日本特开2005－152940号公报)形成。

在同步啮合机构110中，为了可靠地防止上述的齿轮脱落，需要高精度地加工套筒115的内齿115a的齿轮防脱部120。但是，齿轮防脱部120通过作为塑性加工的滚压加工形成，因此处于加工精度降低的趋势。因此，齿轮防脱部120通过切削加工(刮削加工)形成，由此能够提高加工精度。

但是，在刮削加工中，由于左锥形齿面121的加工与右锥形齿面122的加工在使套筒115的旋转方向和加工用工具的旋转方向在相同的旋转方向上进行，所以左锥形齿面121的加工时的工具轨迹与右锥形齿面122的加工时的工具轨迹不同，左锥形齿面121的形状与右锥形齿面122的形状成为非对称形状。此外，成为该非对称形状的具体例后述。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种能够将在齿的左右侧面分别形成的扭转角不同的齿面加工为对称形状的齿轮加工装置和齿轮加工方法。

作为本发明的一个方式的齿轮加工装置具备：控制装置，边使在外周具有多个刀刃的加工用工具与加工物同步旋转，边操作上述加工用工具向上述加工物的旋转轴线方向相对移动，对齿轮的加工进行控制，上述齿轮的齿的一侧的侧面具有第一齿面和扭转角与上述第一齿面不同的第二齿面，上述齿轮的齿的另一侧的侧面具有第三齿面和扭转角与上述第三齿面不同的第四齿面。

上述控制装置设定对上述第二齿面进行加工时的上述加工物的旋转轴线与上述加工用工具的旋转轴线的第一交叉角，将对上述第二齿面进行加工时的上述加工物的旋转方向和上述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向，将对上述第四齿面进行加工时的上述加工物的旋转方向和上述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向且设定为与上述第二齿面的加工时的旋转方向相反的旋转方向。

作为本发明的其他方式的齿轮加工方法是利用上述加工用工具对上述齿轮进行加工的方法，具备：第一交叉角设定工序，设定对上述第二齿面进行加工时的上述加工物的旋转轴线与上述加工用工具的旋转轴线的第一交叉角；第一旋转方向设定工序，将对上述第二齿面进行加工时的上述加工物的旋转方向和上述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向；和第二旋转方向设定工序，将对上述第四齿面进行加工时的上述加工物的旋转方向和上述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向且设定为与上述第二齿面的加工时的旋转方向相反的旋转方向。

根据上述方式的齿轮加工装置和齿轮加工方法，第二齿面的加工时的加工用工具和加工物的各旋转方向设定为同一旋转方向，第四齿面的加工时的加工用工具和加工物的各旋转方向设定为同一旋转方向且设定为与第二齿面的加工时的旋转方向相反的旋转方向。由此，第二齿面的加工时的工具轨迹与第四齿面的加工时的工具轨迹成为相同，在齿轮的齿中能够使第二齿面的形状与第四齿面的形状形成对称形状，因此能够提高齿轮的加工精度。

附图说明

根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了解本发明的上述及更多的特点和优点，在附图中，对相同的元素标注相同的附图标记。

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图。

图2是用于对基于图1的控制装置的锥形齿面的加工用工具的工具设计处理进行说明的流程图。

图3是用于对基于图1的控制装置的锥形齿面的加工用工具的工具状态设定处理进行说明的流程图。

图4是用于对基于图1的控制装置的锥形齿面的加工用工具的加工控制处理进行说明的流程图。

图5A是从工具端面侧在旋转轴线方向上观察左锥形齿面的加工用工具的简要结构的图。

图5B是在径向上观察图5A的加工用工具的简要结构的局部剖视图。

图5C是图5B的加工用工具的刀刃的放大图。

图6A是在套筒的径向上观察对左锥形齿面的加工用工具进行设计时的加工用工具与套筒间的尺寸关系的图。

图6B是在套筒的径向上观察对左锥形齿面的加工用工具进行设计时的加工用工具的刀刃与套筒的内齿间的位置关系的图。

图7是表示求得锥形齿面的加工用工具的刀尖宽度和刀厚时所使用的加工用工具的各部位的图。

图8是在径向上观察本发明的应用前的套筒之一的内齿的详细形状的图。

图9A是在套筒的旋转轴线方向上观察利用加工用工具对图8的内齿的左锥形齿面进行加工的样子的图。

图9B是在套筒的旋转轴线方向上观察利用加工用工具对图8的内齿的右锥形齿面进行加工的样子的图。

图10A是在套筒的旋转轴线方向上观察利用加工用工具对本发明的应用后的内齿的左锥形齿面进行加工的样子的图。

图10B是在套筒的旋转轴线方向上观察利用加工用工具对本发明的应用后的内齿的右锥形齿面进行加工的样子的图。

图11是在径向上观察本发明的应用后的套筒之一的内齿的详细形状的图。

图12A是在套筒的径向上观察对右锥形齿面的加工用工具进行设计时的加工用工具与套筒间的尺寸关系的图。

图12B是在套筒的径向上观察对右锥形齿面的加工用工具进行设计时的加工用工具的刀刃与套筒的内齿间的位置关系的图。

图13A是在径向上观察左锥形齿面的加工用工具的刀刃的状态的图。

图13B是在径向上观察右锥形齿面的加工用工具的刀刃的状态的图。

图14A是表示对锥形齿面的加工用工具的旋转轴线的方向的工具位置进行变更时的加工用工具与套筒间的位置关系的图。

图14B是表示对轴线方向位置进行了变更时的加工状态的第一图。

图14C是表示对轴线方向位置进行了变更时的加工状态的第二图。

图14D是表示对轴线方向位置进行了变更时的加工状态的第三图。

图15A是表示对表示锥形齿面的加工用工具的旋转轴线相对于加工物的旋转轴线的倾斜的交叉角进行变更时的加工用工具与套筒间的位置关系的图。

图15B是表示对交叉角进行了变更时的加工状态的第一图。

图15C是表示对交叉角进行了变更时的加工状态的第二图。

图15D是表示对交叉角进行了变更时的加工状态的第三图。

图16A是表示对锥形齿面的加工用工具的旋转轴线方向位置和交叉角进行变更时的加工用工具与套筒间的位置关系的图。

图16B是表示对轴线方向位置和交叉角进行了变更时的加工状态的第一图。

图16C是表示对轴线方向位置和交叉角进行了变更时的加工状态的第二图。

图17A是在径向上观察对左锥形齿面进行加工前的加工用工具的位置的图。

图17B是在径向上观察对左锥形齿面进行加工时的加工用工具的位置的图。

图17C是在径向上观察对左锥形齿面进行加工后的加工用工具的位置的图。

图18是用于对基于图1的控制装置的其他例子的锥形齿面的加工用工具的工具设计处理进行说明的流程图。

图19A是从工具端面侧在旋转轴线方向上观察左锥形齿面和右锥形齿面的加工用工具的简要结构的图。

图19B是在径向上观察图19A的加工用工具的简要结构的局部剖视图。

图19C是图19B的加工用工具的刀刃的放大图。

图20是用于对使交叉角不同并利用其他例子的锥形齿面的加工用工具对左锥形齿面和右锥形齿面进行加工时的加工条件进行说明的图。

图21是用于对使交叉角相同且使加工位置不同并利用其他例子的锥形齿面的加工用工具对左锥形齿面和右锥形齿面进行加工时的加工条件进行说明的图。

图22是表示具有作为加工物的套筒的同步啮合机构的剖视图。

图23A是表示图22的同步啮合机构的动作开始前的状态的剖视图。

图23B是表示图22的同步啮合机构的动作中的状态的剖视图。

图23C是表示图22的同步啮合机构的动作结束后的状态的剖视图。

图24A是表示套筒的齿轮防脱部的立体图。

图24B是从径向观察图24A的套筒的齿轮防脱部的图。

具体实施方式

在本实施方式中，作为齿轮加工装置的一个例子，列举五轴加工中心为例，参照图1进行说明。换句话说，该齿轮加工装置1是作为驱动轴而具有相互正交的3个直线运动轴(X、Y、Z轴)和2个旋转轴(与X轴线平行的A轴、与A轴线垂直的C轴)的装置。

这里，如在背景技术中叙述的那样，齿轮防脱部120是对通过拉削加工、齿轮刨制加工等而形成的套筒115的内齿115a进行作为塑性加工的滚压加工而被形成的，因此处于加工精度降低的趋势。因此，在上述的齿轮加工装置1中，首先，通过拉削加工、齿轮刨制加工等形成套筒115的内齿115a，接下来，通过后述的基于加工用工具42的切削加工在套筒115的内齿115a形成齿轮防脱部120。

即，使形成有内齿115a的套筒115的旋转轴线与加工用工具42的旋转轴线以规定的交叉角倾斜，使套筒115与加工用工具42同步旋转，使加工用工具42向套筒115的旋转轴线方向进给而进行切削加工，由此形成齿轮防脱部120。由此，齿轮防脱部120的加工精度提高。

如图1所示，齿轮加工装置1由台座10、机架20、滑动座架30、旋转主轴40、工作台50、倾斜工作台60、转台70、加工物保持件80和控制装置100等构成。此外，虽省略图示，但与台座10并排设置有已知的自动工具更换装置。

台座10由大致矩形状构成，并配置于地板上。在该台座10的上表面配置有用于在与X轴线平行的方向上驱动机架20的省略图示的X轴滚珠丝杠。而且，在台座10配置有驱动X轴滚珠丝杠使之旋转的X轴马达11c。

在机架20的与Y轴线平行的侧面(滑动面)20a配置有用于在与Y轴线平行的方向上驱动滑动座架30的省略图示的Y轴滚珠丝杠。而且，在机架20配置有驱动Y轴滚珠丝杠使之旋转的Y轴马达23c。

旋转主轴40支承加工用工具42，并以能够旋转的方式支承于滑动座架30内，通过收容于滑动座架30内的主轴马达41进行旋转。加工用工具42被省略图示的工具支架保持并固定于旋转主轴40的前端，伴随着旋转主轴40的旋转而旋转。另外，加工用工具42伴随着机架20和滑动座架30的移动而相对于台座10在与X轴线平行的方向和与Y轴线平行的方向上移动。此外，加工用工具42的详细后述。

另外，在台座10的上表面配置有用于在与Z轴线平行的方向上驱动工作台50的省略图示的Z轴滚珠丝杠。而且，在台座10配置有驱动Z轴滚珠丝杠使之旋转的Z轴马达12c。

在工作台50的上表面设置有对倾斜工作台60进行支承的倾斜工作台支承部63。而且，在倾斜工作台支承部63以能够绕与A轴线平行的轴线旋转(摆动)的方式设置有倾斜工作台60。倾斜工作台60通过收容于工作台50内的A轴马达61而旋转(摆动)。

在倾斜工作台60以能够绕与C轴线平行的轴线旋转的方式设置有转台70。在转台70安装有对作为加工物的套筒115进行保持的加工物保持件80。转台70与套筒115和加工物保持件80一同通过C轴马达62而旋转。

控制装置100具备：加工控制部101、工具设计部102、工具状态运算部103、存储部104等。这里，加工控制部101、工具设计部102、工具状态运算部103和存储部104也能够分别由单独的硬件构成，也能够形成由软件分别实现的结构。

加工控制部101对主轴马达41进行驱动控制，使加工用工具42旋转，另外，对X轴马达11c、Z轴马达12c、Y轴马达23c进行驱动控制，使套筒115与加工用工具42在与X轴线平行的方向、与Z轴线平行的方向、与Y轴线平行的方向上进行相对移动，另外，对A轴马达61、C轴马达62进行驱动控制，使套筒115与加工用工具42绕与A轴线平行的轴线、绕与C轴线平行的轴线相对旋转，由此进行套筒115的切削加工。

工具设计部102详细后述，但以求得加工用工具42的规格的方式设计加工用工具42。

工具状态运算部103详细后述，但运算作为加工用工具42相对于套筒115的相对的位置和姿势的工具状态。

在存储部104预先存储有与加工用工具42相关的工具数据，即刀尖圆弧直径da、基圆直径d、刀刃顶部的高度ha、模数m、变位系数λ、压力角α、正面压力角αt、刀尖压力角αa、和用于对套筒115进行切削加工的加工数据。另外，存储部104存储对加工用工具42进行设计时被输入的刀刃42a的刀刃个数Z等，另外，存储由工具设计部102设计出的加工用工具42的形状数据、由工具状态运算部103运算出的工具状态。

在本例中，对使用2个加工用工具42对构成套筒115的齿轮防脱部120的包含左副齿面121a的左锥形齿面121和包含右副齿面122a的右锥形齿面122分别进行切削加工的情况进行说明。

以下，对设计用于对左锥形齿面121进行切削加工的加工用工具42(以下，称为第一加工用工具42F)的情况进行说明，但设计用于对右锥形齿面122进行切削加工的加工用工具42(以下，称为第二加工用工具42G)的情况也相同，因此省略详细的说明。

如图5A所示，从工具端面42A侧在工具轴线(旋转轴线)L方向上观察第一加工用工具42F时的刀刃42af的形状在本例中，形成为与渐开线曲线形状相同的形状。而且，如图5B所示，在第一加工用工具42F的刀刃42af设置有相对于在工具端面42A侧与工具轴线L垂直的平面倾斜角度γ的前角，并设置有相对于在工具周面42B侧与工具轴线L平行的直线倾斜角度δ的后角。

而且，如图5C所示，在第一加工用工具42F的刀刃42af以工具周面42B侧的周向的宽度(两侧的刃带42bf的间隔)从工具端面42A侧朝向刃带方向逐渐变小的方式设置有倾斜角度ε的侧后角。而且，刀刃42af具有在径向上观察通过两侧的刃带42bf的中央的直线Lb时相对于工具轴线L倾斜角度βf的扭转角。

如上述那样，套筒115的左锥形齿面121通过利用第一加工用工具42F对已经形成的套筒115的内齿115a进行切削加工而被形成。因此，第一加工用工具42F的刀刃42af需要形成不使内齿115a在切削加工中与邻接的内齿115a干扰，而能够对包含左副齿面121a的左锥形齿面121可靠地进行切削加工的形状。

具体而言，如图6A所示，需要以刀刃42af在切削了与左锥形齿面121的齿线长ff对应的量时，刀刃42a的刀尖宽度Saf大于左副齿面121a的齿线长gf，且刀刃42af的基圆Cb上的刀厚Taf(参照图7)小于左锥形齿面121和与该左锥形齿面121对置的右锥形齿面122的敞开端部间的距离Hf(以下，称为齿面间隔Hf)的方式，来设计刀刃42af。

此时，也考虑刀刃42af的耐久性，例如缺损等，设定刀刃42af的刀尖宽度Saf和刀刃42af的基圆Cb上的刀厚Taf。如图6B所示，在该刀刃42af的设计中，首先，需要设定套筒115的旋转轴线Lw与加工用工具42的旋转轴线L的交叉角φf(由左锥形齿面121的扭转角θf与刀刃42af的扭转角βf之和表示的交叉角φf(以下，称为第一加工用工具42F的交叉角φf))。

在图6B中，表示套筒115的旋转轴线Lw位于内齿115a的中央(左锥形齿面121与右锥形齿面122的中央)的位置时。另外，表示加工用工具42的旋转轴线L相对于套筒115的旋转轴线Lw位于左锥形齿面121侧的位置时。而且，交叉角φf在图6B中，以从加工用工具42的旋转轴线L至套筒115的旋转轴线Lw的方向(逆时针方向)为正。

左锥形齿面121的扭转角θf在图6B中，以从套筒115的旋转轴线Lw至左锥形齿面121的方向(顺时针方向)为负。刀刃42af的扭转角βf在图6B中，以从加工用工具42的旋转轴线L至刃带42bf(在本例中，通过两侧的刃带42bf的中央的直线Lb)的方向(顺时针方向)为负。

而且，在本例中，从形成有左锥形齿面121的端面侧观察的套筒115的旋转方向Rs为逆时针方向，从与工具端面42A相反的一侧观察的第一加工用工具42F的旋转方向Rf也为逆时针方向。在该情况下，第一加工用工具42F的交叉角φf设定为正的角度。工作人员将根据齿轮加工装置1设定能够设定的范围的第一加工用工具42F的交叉角φf以任意的正的角度暂定设定。

接下来，根据作为已知的值的左锥形齿面121的扭转角θf和设定好的第一加工用工具42F的交叉角φf求得刀刃42af的扭转角βf，而求得刀刃42af的刀尖宽度Saf和刀刃42af的基圆Cb上的刀厚Taf。反复以上的处理，由此设计具有用于对左锥形齿面121进行切削加工的最佳的刀刃42af的第一加工用工具42F。

以下，对用于求得刀刃42af的刀尖宽度Saf和刀刃42af的基圆Cb上的刀厚Taf的运算例进行说明。如图7所示，刀刃42af的刀尖宽度Saf以刀尖圆弧直径da和刀尖圆弧刀厚的半角Ψaf来表示(参照式(1))。

刀尖圆弧直径da以基圆直径d和刀刃顶部的高度ha来表示(参照式(2))，并且，基圆直径d以刀刃42af的刀刃个数Z、刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf和模数m来表示(参照式(3))，刀刃顶部的高度ha以变位系数λ和模数m来表示(参照式(4))。

da＝d+2·ha…(2)

d＝Z·m/cosβf…(3)

h_a＝2·m(1+λ)…(4)

刀尖圆弧刀厚的半角Ψaf以刀刃42af的刀刃个数Z、变位系数λ、压力角α、正面压力角αt和刀尖压力角αa来表示(参照式(5))。此外，正面压力角αt能够以压力角α和刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf来表示(参照式(6))，刀尖压力角αa能够以正面压力角αt、刀尖圆弧直径da和基圆直径d来表示(参照式(7))。

ψaf＝π/(2·Z)+2·λ·tanα/Z+(tanαt-αt)-(tanαa-αa)…(5)

αt＝tan^-1(tanα/cosβf)…(6)

αa＝cos^-1(d·cosαt/da)…(7)

另外，刀刃42af的刀厚Taf以基圆直径d和刀厚Taf的半角Ψf来表示(参照式(8))。

Taf＝ψf·d…(8)

基圆直径d以刀刃42af的刀刃个数Z、刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf和模数m来表示(参照式(9))。

d＝Z·m/cosβf…(9)

刀厚Taf的半角Ψf以刀刃42af的刀刃个数Z、变位系数λ和压力角α来表示(参照式(10))。

ψf＝π/(2·Z)+2·λ·tanα/Z…(10)

据此，设计第一加工用工具42F。相同地，第二加工用工具42G也设计为从形成有右锥形齿面122的端面侧观察的套筒115的旋转方向Rs为逆时针方向，从与工具端面42A相反的一侧观察的第二加工用工具42G的旋转方向Rg也为逆时针方向。此外，第二加工用工具42G的规格等通过将第一加工用工具42F的符号从f代替成g能够应对。

这里，如在发明欲解决的课题中叙述的那样，在刮削加工中，左锥形齿面121的加工与右锥形齿面122的加工在使套筒115的旋转方向Rs和第一加工用工具42F的旋转方向Rf、第二加工用工具42G的旋转方向Rg为相同的旋转方向上进行，因此对左锥形齿面121进行加工时的第一加工用工具42F的工具轨迹和对右锥形齿面122进行加工时的第二加工用工具42G的工具轨迹不同，由此左锥形齿面121的形状与右锥形齿面122的形状成为非对称形状。

具体而言，左副齿面121a和右副齿面122a在利用第一加工用工具42F和第二加工用工具42G对左锥形齿面121和右锥形齿面122分别进行了加工后，第一加工用工具42F和第二加工用工具42G从左锥形齿面121和右锥形齿面122分别退让而被形成。但是，如图8所示，右副齿面122a的退让长度eg长于左副齿面121a的退让长度ef，另外，右副齿面122a的退让角kg小于左副齿面121a的退让角kf。

该理由，如图9A所示，向逆时针方向的旋转方向Rf旋转的第一加工用工具42F的刀刃42af从向逆时针方向的旋转方向Rs旋转的套筒115的左锥形齿面121的切削结束位置Qf(参照图8)向套筒115的内径侧退让。

此时，由于第一加工用工具42F的直径小于套筒115，刀刃42af成为追赶左锥形齿面121的形状，因此刀刃42af从左锥形齿面121以相对短的时间脱离。因此，推断为左副齿面121a的退让长度ef相对变短，并且退让角kf相对增大。

另一方面，如图9B所示，向逆时针方向的旋转方向Rg旋转的第二加工用工具42G的刀刃42ag从向逆时针方向的旋转方向Rs旋转的套筒115的右锥形齿面122的切削结束位置向套筒115的内径侧退让。

此时，由于第二加工用工具42G的直径小于套筒115，右锥形齿面122成为追赶刀刃42ag的形状，因此刀刃42af从右锥形齿面122以相对长的时间脱离。因此，推断为右副齿面122a的退让长度eg相对增长，并且退让角kg相对变小。

如以上那样，若右副齿面122a的退让长度eg长于左副齿面121a的退让长度ef，则在套筒115的内齿115a与同步齿环118的外齿118a的啮合时(变速时)，需要用于阻止套筒115的滑动的时间。另外，内齿115a的强度降低。另外，若左副齿面121a的形状与右副齿面122a的形状为非对称，则同步时间不同，因此啮合的位置变得不稳定。另外，由于啮合的位置在车辆的加速时与减速时偏移，所以稳定的加减速变得困难。

因此，如图10A所示，在第一加工用工具42F的刀刃42af对套筒115的左锥形齿面121进行加工时，使第一加工用工具42F向逆时针方向的旋转方向Rf旋转，并且使套筒115也向逆时针方向的旋转方向Rs旋转。

另一方面，如图10B所示，在第二加工用工具42G的刀刃42ag对套筒115的右锥形齿面122进行加工时，使第二加工用工具42G向顺时针方向的旋转方向Rg(与第一加工用工具42F的旋转方向相反的旋转方向)旋转，并且使套筒115向顺时针方向的旋转方向Rs(与图10A的套筒115的旋转方向相反的旋转方向)旋转。由此，如图11所示，能够使右副齿面122a的退让长度eg与左副齿面121a的退让长度ef相同地缩短，并使左副齿面121a的形状与右副齿面122a的形状形成对称。

在左锥形齿面121的形状与右锥形齿面122的形状成为非对称形状时，如图6A和图6B所示，在使第一加工用工具42F的加工时的旋转方向Rf、第二加工用工具42G的加工时的旋转方向Rg、和套筒115的加工时的旋转方向Rs全部以逆时针方向旋转并进行加工的情况下，第一加工用工具42F的交叉角φf和第二加工用工具42G的交叉角φg均设定为正的角度。

但是，在使左副齿面121a的形状与右副齿面122a的形状形成对称时，如图12A和图12B所示，在使第一加工用工具42F的加工时的旋转方向Rf、和套筒115的加工时的旋转方向Rs以逆时针方向旋转，使第二加工用工具42G的加工时的旋转方向Rg和套筒115的加工时的旋转方向Rs以顺时针方向旋转并进行加工的情况下，需要第一加工用工具42F的交叉角φf(参照图6B)设定为正的角度，第二加工用工具42G的交叉角φg设定为负的角度。即，需要将交叉方向设定为相反方向。而且，第一加工用工具42F的交叉角φf的绝对值与第二加工用工具42G的交叉角φg的绝对值需要设定为相同值。此外，第一加工用工具42F与已经说明的情况相同。

而且，使用上述的式(1)－式(10)，根据已知的右锥形齿面122的扭转角θg和设定好的第二加工用工具42G的交叉角φg求得刀刃42ag的扭转角βg，而求得刀刃42ag的刀尖宽度Sag和刀刃42ag的基圆Cb上的刀厚Tag。反复以上的处理，由此设计具有用于对右锥形齿面122进行切削加工的最佳的刀刃42ag的第二加工用工具42G。

据此，如图13A所示，第一加工用工具42F在使工具端面42A朝向图示下方并从与工具轴线L垂直的方向观察时，设计为刀刃42af的刃带42bf具有从左下方向右上方倾斜的扭转角βf。另外，如图13B所示，第二加工用工具42G在使工具端面42A朝向图示下方并从与工具轴线L垂直的方向观察时，设计为刀刃42ag的刃带42bg具有从右下方向左上方倾斜的扭转角βg。以上的第一加工用工具42F和第二加工用工具42G的设计在控制装置100的工具设计部102中进行，该处理的详细后述。

接下来，将设计出的第一加工用工具42F应用于齿轮加工装置1，作为第一加工用工具42F的工具状态，使第一加工用工具42F的工具轴线L的方向的工具位置(以下，称为第一加工用工具42F的轴线方向位置)、第一加工用工具42F的交叉角φf变化，而研究对左锥形齿面121进行了切削加工时的加工精度。此外，利用第二加工用工具42G对右锥形齿面122进行了切削加工时的加工精度也相同，因此省略详细的说明。

例如，如图14A所示，在第一加工用工具42F的轴线方向位置，即第一加工用工具42F的工具端面42A与工具轴线L的交点P位于套筒115的旋转轴线Lw上的情况下(偏移量0)、在向第一加工用工具42F的工具轴线L方向偏移了距离+k的情况下(偏移量+k)、和在向第一加工用工具42F的工具轴线L方向偏移了距离－k的情况下(偏移量－k)，对左锥形齿面121进行了加工。此外，第一加工用工具42F的交叉角φf全部恒定。

其结果，左锥形齿面121的加工状态如图14B、图14C、图14D所示。此外，图中，粗实线E表示将设计上的左锥形齿面121的渐开线曲线转换成直线，点部分D表示切削除去部分。

如图14B所示，在偏移量0中，被加工的左锥形齿面121以接近设计上的渐开线曲线的形状被加工。另一方面，如图14C所示，在偏移量+k中，被加工的左锥形齿面121相对于设计上的渐开线曲线，以向图示右方向(虚线箭头方向)，即向顺时针方向的节圆方向偏移的形状被加工，如图14D所示，在偏移量－k中，被加工的左锥形齿面121相对于设计上的渐开线曲线，以向图示左方向(虚线箭头方向)，即向逆时针方向的节圆方向偏移的形状被加工。因此，左锥形齿面121的形状通过变更加工用工具42的工具轴线L方向位置，能够在节圆方向上错开。

另外，例如，如图15A所示，在第一加工用工具42F的交叉角为角度φf、φb、φc的各情况下，对左锥形齿面121进行了加工。此外，各角度的大小关系为φf＞φb＞φc。其结果，左锥形齿面121的加工状态如图15B、图15C、图15D所示。

如图15B所示，在交叉角φf中，被加工的左锥形齿面121以接近设计上的渐开线曲线的形状被加工。另一方面，如图15C所示，在交叉角φb中，被加工的左锥形齿面121相对于设计上的渐开线曲线，以齿顶的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上缩窄，齿根的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上扩展的形状被加工，如图15D所示，在交叉角φc中，被加工的左锥形齿面121相对于设计上的渐开线曲线，以齿顶的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上进一步缩窄，齿根的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上进一步扩展的形状被加工。因此，左锥形齿面121的形状通过变更第一加工用工具42F的交叉角，能够变更齿顶的节圆方向的宽度和齿根的节圆方向的宽度。

另外，例如，如图16A所示，在第一加工用工具42F的轴线方向位置，即第一加工用工具42F的工具端面42A与工具轴线L的交点P位于套筒115的旋转轴线Lw上(偏移量0)，且第一加工用工具42F的交叉角为φf的情况下，和在向第一加工用工具42F的工具轴线L方向偏移距离+k(偏移量+k)，且为交叉角φb的情况下，对左锥形齿面121进行了加工。其结果，左锥形齿面121的加工状态如图16B、图16C所示。

如图16B所示，在偏移量0且交叉角φf中，被加工的左锥形齿面121以接近设计上的渐开线曲线的形状被加工。另一方面，如图16C所示，在偏移量+k且交叉角φb中，被加工的左锥形齿面121以相对于设计上的渐开线曲线，向图示右方向(虚线箭头方向)，即顺时针方向的节圆方向偏移，且齿顶的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上缩窄，齿根的宽度在节圆方向(实线箭头方向)上扩宽的形状被加工。因此，左锥形齿面121的形状通过变更加工用工具42的轴线方向位置和第一加工用工具42F的交叉角，能够在节圆方向上错开，而变更齿顶的周向的宽度和齿根的节圆方向的宽度。

据此，第一加工用工具42F在齿轮加工装置1中以偏移量0且交叉角φf被置位，由此能够对左锥形齿面121高精度地进行切削加工。第一加工用工具42F和第二加工用工具42G的工具状态的设定在控制装置100的工具状态运算部103中进行，其处理的详细后述。

接下来，参照图2、图6A和图6B对控制装置100的工具设计部102所进行的第一加工用工具42F的设计处理进行说明。此外，与齿轮防脱部120相关的数据，即左锥形齿面121的扭转角θf、齿线长ff、左副齿面121a的齿线长gf、齿面间隔Hf预先存储于存储部104。另外，与第一加工用工具42F相关的数据，即刀刃个数Z、刀尖圆弧直径da、基圆直径d、刀刃顶部的高度ha、模数m、变位系数λ、压力角α、正面压力角αt和刀尖压力角αa预先存储于存储部104。

控制装置100的工具设计部102从存储部104读取左锥形齿面121的负的扭转角θf(图2的步骤S1)。然后，工具设计部102将已读取的左锥形齿面121的负的扭转角θf与由工作人员输入的第一加工用工具42F的正的交叉角φf之和求得为第一加工用工具42F的刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf(在本例中，成为负)(图2的步骤S2)。

工具设计部102从存储部104读取第一加工用工具42F的刀刃个数Z等，基于已读取的第一加工用工具42F的刀刃个数Z等和已求得的刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf，求得刀刃42af的刀尖宽度Saf和刀厚Taf。刀刃42af的刀尖宽度Saf根据基于刀厚Taf的渐开线曲线而求得。如果能够确保齿部的良好的啮合，则作为非渐开线、直线状的齿面，求得刀尖宽度Saf(图2的步骤S3)。

工具设计部102从存储部104读取齿面间隔Hf，判断求得的刀刃42af的刀厚Taf是否小于齿面间隔Hf(图2的步骤S4)。工具设计部102在求得的刀刃42af的刀厚Taf为齿面间隔Hf以上时，返回步骤S2，反复上述的处理。

另一方面，工具设计部102若求得的刀刃42af的刀厚Taf小于齿面间隔Hf，则基于求得的刀刃42af的刃带42bf的扭转角βf等，决定加工用工具42的形状(图2的步骤S5)，将决定的第一加工用工具42F的形状数据存储于存储部104(图2的步骤S6)，结束全部的处理。据此，设计具有最佳的刀刃42af的第一加工用工具42F。

第二加工用工具42G也进行上述的处理，由此设计具有最佳的刀刃42ag的第二加工用工具42G。如图13A所示，第一加工用工具42F具有正的扭转角βf，如图13B所示，第二加工用工具42G具有负的扭转角βg。

接下来，参照图3对控制装置100的工具状态运算部103所进行的处理进行说明。该处理是基于公知的齿轮的展成理论，运算第一加工用工具42F的刀刃42af的轨迹的模拟处理，因此不需要实际加工，能够实现低成本化。

控制装置100的工具状态运算部103从存储部104读取对左锥形齿面121进行切削加工时的第一加工用工具42F的轴线方向位置等的工具状态(图3的步骤S11)，作为模拟次数n将第一次存储于存储部104(图3的步骤S12)，将第一加工用工具42F设定为已读取的工具状态(图3的步骤S13)。

然后，工具状态运算部103基于从存储部104读取的第一加工用工具42F的形状数据，求得对左锥形齿面121进行加工时的工具轨迹(图3的步骤S14)，而求得加工后的左锥形齿面121的形状(图3的步骤S15)。然后，工具状态运算部103将已求得的加工后的左锥形齿面121的形状与设计上的左锥形齿面121的形状进行比较，求得形状误差，并存储于存储部104(图3的步骤S16)，对模拟次数n加1(图3的步骤S17)。

然后，工具状态运算部103对模拟次数n是否达到了预先设定的次数nn进行判断(图3的步骤S18)，在模拟次数n未达到设定次数nn时，变更第一加工用工具42F的工具状态中的例如第一加工用工具42F的轴线方向位置(图3的步骤S19)，返回步骤S14，反复上述的处理。另一方面，在模拟次数n达到了设定次数nn时，工具状态运算部103选择成为已存储的形状误差中的最小的误差的第一加工用工具42F的轴线方向位置，并存储于存储部104(图3的步骤S20)，结束全部的处理。

此外，在上述的处理中，进行多次模拟，并选择成为最小的误差的第一加工用工具42F的轴线方向位置，但也可以预先设定允许形状误差，选择在步骤S16中计算出的形状误差成为允许形状误差以下时的第一加工用工具42F的轴线方向位置。另外，在步骤S19中，也可以代替变更第一加工用工具42F的轴线方向位置，而变更第一加工用工具42F的交叉角φf，或变更第一加工用工具42F的轴线周围方向位置，或者变更交叉角、轴线方向位置、轴线周围方向位置的任意的组合。

接下来，参照图4对控制装置100的加工控制部101所进行的处理(齿轮加工方法)进行说明。这里，工作人员基于由工具设计部102设计出的第一加工用工具42F和第二加工用工具42G的各形状数据，制作第一加工用工具42F和第二加工用工具42G，并将该两个工具配置于齿轮加工装置1的自动工具更换装置。另外，套筒115安装于齿轮加工装置1的加工物保持件80，通过拉削加工或齿轮刨制加工等形成内齿115a。

控制装置100的加工控制部101通过自动工具更换装置将前加工工序(拉削加工或齿轮刨制加工等)的加工用工具更换成第一加工用工具42F(图4的步骤S21)。然后，加工控制部101以由工具状态运算部103求得的第一加工用工具42F的工具状态，即套筒115的旋转轴线Lw与第一加工用工具42F的旋转轴线L的交叉角(相当于本发明的“第一交叉角”)成为φf的方式配置第一加工用工具42F和套筒115(图4的步骤S22，相当于本发明的“第一交叉角设定工序”)。

然后，加工控制部101边使第一加工用工具42F与套筒115向逆时针方向同步旋转，边操作第一加工用工具42F使其向套筒115的旋转轴线Lw方向进给(移动操作)而对内齿115a进行切削加工，由此在内齿115a形成包含左副齿面121a的左锥形齿面121(图4的步骤S23，相当于本发明的“第一旋转方向设定工序”)。

即，如图17A－图17C所示，第一加工用工具42F通过向套筒115的旋转轴线Lw方向的1次或多次的切削动作，在内齿115a形成包含左副齿面121a的左锥形齿面121。此时的第一加工用工具42F需要进给动作和与进给动作相反方向的返回动作，但如图17C所示，该反转动作作用有惯性力。因此，第一加工用工具42F的进给动作在比能够形成包含左副齿面121a的左锥形齿面121的左锥形齿面121的齿线长ff短规定长度的切削结束位置Qf结束，移至返回动作。

该切削结束位置Qf能够通过传感器等进行计测并求得，但在进给量的精度相对于需要的加工精度为充分的情况下，即使不进行计测，也能够利用进给量进行调整。换句话说，以能够加工至切削结束位置Qf的方式调整进给量等，进行切削加工，由此能够精度良好地进行加工。

然后，加工控制部101若左锥形齿面121的切削加工结束(图4的步骤S24)，则通过自动工具更换装置将第一加工用工具42F更换成第二加工用工具42G(图4的步骤S25)。然后，加工控制部101以由工具状态运算部103求得的第二加工用工具42G的工具状态，即套筒115的旋转轴线Lw与第二加工用工具42G的旋转轴线L的交叉角(相当于本发明的“第二交叉角”)成为φg(φg的绝对值与φf的绝对值为相同值)的方式配置第二加工用工具42G和套筒115(图4的步骤S26，相当于本发明的“第二交叉角设定工序”)。

然后，加工控制部101边使第二加工用工具42G与套筒115向顺时针方向同步旋转，边操作第二加工用工具42G使其向套筒115的旋转轴线Lw方向进给(移动操作)，而对内齿115a进行切削加工，由此在内齿115a切削形成包含右副齿面122a的右锥形齿面122(图4的步骤S27，相当于本发明的“第二旋转方向设定工序”)。然后，加工控制部101若右锥形齿面122的切削加工结束(图4的步骤S28)，则结束全部的处理。

在上述的例子中，对使用2个加工用工具42(第一加工用工具42F和第二加工用工具42G)对构成套筒115的齿轮防脱部120的左锥形齿面121和右锥形齿面122进行切削加工的情况进行了说明，但在本例中，对使用一个加工用工具42分别进行切削加工而形成的情况进行说明。

在利用一个加工用工具42对扭转角不同的左锥形齿面121和右锥形齿面122进行切削加工的情况下，考虑使用刀刃42a的左刀面与右刀面的扭转角不同的加工用工具42的方法、和使用刀刃42a的左刀面与右刀面的扭转角相同的加工用工具42的方法。在本例中，对使用刀刃42a的左刀面与右刀面的扭转角相同的加工用工具42进行切削加工的情况进行说明。此外，加工用工具42的规格等通过取下第一加工用工具42F、第二加工用工具42G的符号f、g，能够应对。

即便在该加工用工具42中也与第一加工用工具42F和第二加工用工具42G相同，加工用工具42的刀刃42a需要形成不使内齿115a在切削加工中与邻接的内齿115a干扰，而能够对包含左副齿面121a的左锥形齿面121和包含右副齿面122a的右锥形齿面122可靠地进行切削加工的形状。因此，加工用工具42的设计在控制装置100的工具设计部102中进行。

此外，在加工用工具42的情况下，需要刀刃42a的侧后角ε以不使内齿115a在切削加工中与邻接的内齿115a干扰的方式大于交叉角φ。在该点，第一加工用工具42F、第二加工用工具42G能够使刀厚Taf、Tag增厚，能够担保耐久性。

而且，加工用工具42需要能够对包含左副齿面121a的左锥形齿面121和包含右副齿面122a的右锥形齿面122高精度地进行切削加工。因此，加工用工具42的工具状态的设定在控制装置100的工具状态运算部103中进行。而且，基于加工用工具42的切削加工在加工控制部101中进行。以下，工具状态运算部103的处理与上述的例子相同，另外，加工控制部101的处理除了不进行工具更换这点之外与上述的例子相同，因此省略详细的说明，对工具设计部102的处理进行说明。

接下来，参照图18对控制装置100的工具设计部102所进行的加工用工具42的设计处理进行说明。此外，与齿轮防脱部120相关的数据，即左锥形齿面121的扭转角θf、齿线长ff、左副齿面121a的齿线长gf、齿面间隔Hf、右锥形齿面122的扭转角θr、齿线长fr、右副齿面122a的齿线长gr和齿面间隔Hr预先存储于存储部104。另外，与加工用工具42相关的数据，即刀刃个数Z、刀尖圆弧直径da、基圆直径d、刀刃顶部的高度ha、模数m、变位系数λ、压力角α、正面压力角αt和刀尖压力角αa预先存储于存储部104。

控制装置100的工具设计部102从存储部104读取左锥形齿面121的负的扭转角θf(图18的步骤S31)。然后，工具设计部102将对由工作人员输入的左锥形齿面121进行切削加工时的加工用工具42的正的交叉角φ与已读取的左锥形齿面121的负的扭转角θf之和求得为加工用工具42的刀刃42a的刃带42b的扭转角β(在本例中，成为零)(图18的步骤S32)。

工具设计部102从存储部104读取加工用工具42的刀刃个数Z等，基于已读取的加工用工具42的刀刃个数Z等和已求得的刀刃42a的刃带42b的扭转角β，求得刀刃42a的刀尖宽度Sa和刀厚Ta。刀刃42a的刀尖宽度Sa根据基于刀厚Ta的渐开线曲线而求得。如果能够确保齿部的良好的啮合，则作为非渐开线或直线状的齿面，求得刀尖宽度Sa(图18的步骤S33)。

工具设计部102从存储部104读取齿面间隔Hf，对已求得的刀刃42a的刀厚Ta是否小于左锥形齿面121侧的齿面间隔Hf进行判断(图18的步骤S34)。工具设计部102在已求得的刀刃42a的刀厚Ta为左锥形齿面121侧的齿面间隔Hf以上时，返回步骤S32，反复上述的处理。

另一方面，若已求得的刀刃42a的刀厚Ta小于左锥形齿面121侧的齿面间隔Hf，则工具设计部102从存储部104读取右锥形齿面122的正的扭转角θr(图18的步骤S35)。然后，工具设计部102将在步骤S32中求得的加工用工具42的刀刃42a的刃带42b的扭转角β(在本例中，成为零)与已读取的右锥形齿面122的正的扭转角θr之差求得为对右锥形齿面122进行切削加工时的加工用工具42的交叉角φ(图18的步骤S36)。

工具设计部102从存储部104读取齿面间隔Hr，对刀厚Ta是否小于右锥形齿面122侧的齿面间隔Hr进行判断(图13的步骤S37)。工具设计部102在刀厚Ta为右锥形齿面122侧的齿面间隔Hr以上时，返回步骤S32，反复上述的处理。

另一方面，若刀厚Ta小于右锥形齿面122侧的齿面间隔Hr，则基于求得的刀刃42a的刃带42b的扭转角β(在本例中，成为零)等，决定加工用工具42的形状(图13的步骤S38)，将决定的加工用工具42的形状数据存储于存储部104(图13的步骤S39)，结束全部的处理。

据此，如与图5A－图5C对应地表示的图19A－图19C那样，设计具有最佳的刀刃42a的加工用工具42。该加工用工具42与第一加工用工具42F相比较，在径向上观察通过刀刃42a的两侧的刃带42b的中央的直线Lb时，在与工具轴线L平行，即扭转角βf为零这点不同。

在利用该加工用工具42对左锥形齿面121和右锥形齿面122进行加工的情况下，左锥形齿面121的加工时的交叉角φf与右锥形齿面122的加工时的交叉角φg设定为正负不同但绝对值相同的值，换句话说φg＝－φf。另外，例如，如图20所示，左锥形齿面121的加工时的加工用工具42的加工位置与右锥形齿面122的加工时的加工用工具42的加工位置设定为相同位置(在图20中，为套筒115的上方位置)。

此外，在图20中，将左锥形齿面121的加工时的加工用工具42的旋转方向R与套筒115的旋转方向Rs设定为相同的顺时针方向，将右锥形齿面122的加工时的加工用工具42的旋转方向R与套筒115的旋转方向Rs设定为相同的逆时针方向。由此，能够进行与第一加工用工具42F、第二加工用工具42G相同的加工(参照图10A、图10B)。

另外，在利用该加工用工具42对左锥形齿面121和右锥形齿面122进行加工的情况下，也可以将左锥形齿面121的加工时的交叉角φf与右锥形齿面122的加工时的交叉角φg设定为相同的值，换句话说φg＝φf。在该情况下，如与图20对应地表示的图21所示，左锥形齿面121的加工时的加工用工具42的加工位置与图20所示的加工位置设定为相同位置(套筒115的上方位置)，但右锥形齿面122的加工时的加工用工具42的加工位置设定为从图20所示的加工位置相对于套筒115的旋转轴线Lw隔开180度的位置(套筒115的下方位置)。

此外，在该情况下，左锥形齿面121的加工时的加工用工具42的旋转方向R与套筒115的旋转方向Rs和图20所示的旋转方向相同地，设定为相同的顺时针方向，右锥形齿面122的加工时的加工用工具42的旋转方向R与套筒115的旋转方向Rs和图20所示的旋转方向相同地，设定为相同的逆时针方向。

在齿轮加工装置1中，将加工用工具42与套筒115的交叉角设定为φf，将加工用工具42设定于套筒115的上述上方位置，使加工用工具42与套筒115向相同的顺时针方向同步旋转，而对左锥形齿面121进行加工。然后，加工用工具42与套筒115的交叉角保持φf不变，使加工用工具42与套筒115相对移动，并将加工用工具42的加工位置设定于相对于套筒115的旋转轴线Lw隔开180度的套筒115的上述下方位置。然后，使加工用工具42与套筒115向相同的逆时针方向同步旋转，而对右锥形齿面122进行加工。由此，能够进行与第一加工用工具42F、第二加工用工具42G相同的加工(参照图10A、图10B)。

在上述的例子中，使第一加工用工具42F向逆时针方向的旋转方向Rf旋转，并且使套筒115也向逆时针方向的旋转方向Rs旋转，使第二加工用工具42G向顺时针方向的旋转方向Rg旋转，并且使套筒115向顺时针方向的旋转方向Rs旋转。但是，也可以使第一加工用工具42F向顺时针方向的旋转方向Rf旋转，并且使套筒115也向顺时针方向的旋转方向Rs旋转，使第二加工用工具42G向逆时针方向的旋转方向Rg旋转，并且使套筒115向逆时针方向的旋转方向Rs旋转。在该情况下，左副齿面121a的退让长度ef与右副齿面122a的退让长度eg相同地增长，但能够将左副齿面121a的形状与右副齿面122a的形状形成对称。

另外，对通过拉削加工、齿轮刨制加工等形成套筒115的内齿115a的情况进行了说明，但也可以通过基于加工用工具42F、42G、42的切削加工全部形成套筒115的内齿115a和齿轮防脱部120。另外，说明了对内齿加工的情况，但即使相对于外齿也能够相同地进行加工。

另外，作为加工物设为同步啮合机构110的套筒115，但也可以是如齿轮那样具有啮合的齿部的加工物、圆筒形状、圆盘形状的加工物，能够在内周(内齿)、外周(外齿)的任意一方或者双方对多个齿面(不同的多个齿线、齿形(齿顶、齿根))相同地进行加工。另外，也能够对凸面加工(crowning)、削端加工(Relieving)等连续变化的齿线、齿形(齿顶、齿根)相同地进行加工，能够使啮合形成最佳化(良好的状态)。

另外，特别是，加工用工具42F、42G、42的旋转轴线L与套筒115(加工物)的旋转轴线Lw不垂直，边使加工用工具42F、42G、42与套筒115(加工物)的旋转进行同步旋转，边高速地进行旋转而进行加工的方法(齿轮刮削加工)能够高效率地进行加工，但左右的齿线的方向如套筒115(加工物)那样不同，为不连续的方向，由于加工用工具42F、42G、42的刀刃42af、42ag、42a从与套筒115(加工物)接触至分离的加工(切削)状态不同(除去状态(切屑厚度)、前角、切削力等相对于工具旋转角度不同)，因此存在加工后的套筒115(加工物)的齿的左右的齿形不同的情况。但是，通过上述的齿轮加工装置1(齿轮加工方法)，对套筒115(加工物)的左右的齿面，能够使左右的齿形变得均匀。

另外，在上述的例子中，作为五轴加工中心的齿轮加工装置1能够以套筒115为A轴进行旋转。与此相对，五轴加工中心也可以作为纵式加工中心形成能够以加工用工具42F、42R、42为A轴进行旋转的结构。另外，虽然说明了将本发明应用于加工中心的情况，但也能够相同地应用于齿轮加工的专用机。

Claims (8)

1.一种齿轮加工装置，具备控制装置，所述控制装置边使在外周具有多个刀刃的加工用工具与加工物同步旋转，边操作所述加工用工具向所述加工物的旋转轴线方向相对移动，对齿轮的加工进行控制，其中，

所述齿轮的齿的一侧的侧面具有第一齿面和扭转角与所述第一齿面不同的第二齿面，

所述齿轮的齿的另一侧的侧面具有第三齿面和扭转角与所述第三齿面不同的第四齿面，

对于所述控制装置而言，

设定对所述第二齿面进行加工时的所述加工物的旋转轴线与所述加工用工具的旋转轴线的第一交叉角，

将对所述第二齿面进行加工时的所述加工物的旋转方向和所述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向，

将对所述第四齿面进行加工时的所述加工物的旋转方向和所述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向且设定为与所述第二齿面的加工时的旋转方向相反的旋转方向。

2.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其中，

所述控制装置进行如下控制：

将对所述第四齿面进行加工时的所述加工物的旋转轴线与所述加工用工具的旋转轴线的第二交叉角设定为与所述第一交叉角相同的值，且设定为交叉方向成为相反方向。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其中，

所述控制装置进行如下控制：

利用所述加工用工具对与所述加工用工具的朝向旋转方向侧的所述刀刃的侧面对置的所述第二齿面或者所述第四齿面进行加工。

4.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其中，

所述控制装置进行如下控制：

利用所述加工用工具对与所述加工用工具的朝向与旋转方向相反方向侧的所述刀刃的侧面对置的所述第二齿面或者所述第四齿面进行加工。

5.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其中，

作为所述加工用工具，具备第一加工用工具和第二加工用工具，

所述第一加工用工具以相对于预先被加工的所述第一齿面能够对所述第二齿面进行加工的方式，具有基于所述第二齿面的扭转角和所述加工物的旋转轴线与所述第一加工用工具的旋转轴线的交叉角被设定的扭转角，

所述第二加工用工具以相对于预先被加工的所述第三齿面能够对所述第四齿面进行加工的方式，具有基于所述第四齿面的扭转角和所述加工物的旋转轴线与所述第二加工用工具的旋转轴线的交叉角被设定，并且与所述第一加工用工具的扭转角为相同值且扭转方向为相反方向的扭转角。

6.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工用工具的所述刀刃的扭转角为零。

7.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其中，

所述齿轮为同步啮合机构的套筒，

所述第二齿面和所述第四齿面为设置于所述套筒的内周齿的齿轮防脱部的齿面。

8.一种齿轮加工方法，边使在外周具有多个刀刃的加工用工具与加工物同步旋转，边操作所述加工用工具向所述加工物的旋转轴线方向相对移动，对齿轮进行加工，

所述齿轮的齿的一侧的侧面具有第一齿面和扭转角与所述第一齿面不同的第二齿面，

所述齿轮的齿的另一侧的侧面具有第三齿面和扭转角与所述第三齿面不同的第四齿面，

所述齿轮加工方法具备：

第一交叉角设定工序，设定对所述第二齿面进行加工时的所述加工物的旋转轴线与所述加工用工具的旋转轴线的第一交叉角；

第一旋转方向设定工序，将对所述第二齿面进行加工时的所述加工物的旋转方向和所述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向；和

第二旋转方向设定工序，将对所述第四齿面进行加工时的所述加工物的旋转方向和所述加工用工具的旋转方向设定为同一旋转方向且设定为与所述第二齿面的加工时的旋转方向相反的旋转方向。