DE102021132246A1 - Gear processing method and gear processing device - Google Patents

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DE102021132246A1 DE102021132246.4A DE102021132246A DE102021132246A1 DE 102021132246 A1 DE102021132246 A1 DE 102021132246A1 DE 102021132246 A DE102021132246 A DE 102021132246A DE 102021132246 A1 DE102021132246 A1 DE 102021132246A1
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Tomokazu Yamashita
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Abstract

Es sind ein Zahnradbearbeitungsverfahren und eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, um durch eine synchrone Drehung eines zahnradförmigen Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs eine der Zahnflächen in einer Zahnlücke eines Zahnprofils zu bearbeiten. Das Zahnradbearbeitungsverfahren umfasst das Bestimmen eines Zwischenachsenabstands zwischen einer Drehachse des Werkstücks und einer Drehachse des Schneidwerkzeugs bei der Bearbeitung der Zahnflächen auf der Grundlage eines Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds, der ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist; das Bestimmen einer Anfangsphase einer Drehungsphase des Werkstücks und einer Drehungsphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginnens der synchronen Drehung auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds; und das Bearbeiten der Zahnflächen in dem bestimmten Zwischenachsenabstands durch Beginnen der synchronen Drehung.

Figure DE102021132246A1_0000
There are provided a gear machining method and a gear machining apparatus for machining one of tooth surfaces in a tooth space of a tooth profile by synchronously rotating a gear-shaped workpiece and a cutting tool. The gear machining method includes determining an interaxis distance between a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of the cutting tool when machining the tooth surfaces, based on a blade edge diameter difference that is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter; determining an initial phase of a rotation phase of the workpiece and a rotation phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; and machining the tooth surfaces at the determined inter-axis distance by starting the synchronous rotation.
Figure DE102021132246A1_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Zahnradbearbeitungsverfahren und eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung.The present disclosure relates to a gear processing method and a gear processing device.

Stand der TechnikState of the art

In der Druckschrift DE 103 29 413 B4 ist beschrieben, dass durch synchrones Drehen eines Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs, in dem eine Drehachse des Werkstücks und eine Drehachse des Schneidwerkzeugs parallel angeordnet sind, eine Schneidenkantenbewegungsbahn des Schneidwerkzeugs zu einer Zykloidenkurve gemacht ist und eine Zahnfläche einer Evolventenkurve geschnitten ist.In the pamphlet DE 103 29 413 B4 describes that by synchronously rotating a workpiece and a cutting tool in which a rotating axis of the workpiece and a rotating axis of the cutting tool are arranged in parallel, a cutting edge trajectory of the cutting tool is made a cycloid curve and a tooth surface of an involute curve is cut.

Die JP 2020 019 096 A beschreibt, dass die Bearbeitung von Zahnrädern mit einem Schälfräser durchgeführt ist.the JP 2020 019 096 A describes that the machining of gears is carried out with a peeling cutter.

Ein in der DE 103 29 413 B4 beschriebenes Schneidverfahren kann eine höhere Schneidgeschwindigkeit erreichen als ein in der JP 2020 019 096 A beschriebenes Schälverfahren. Übrigens ist bei dem oben beschriebenen Schneidverfahren die Bewegungsbahn der Schneidenkante (Schneidenkantenbewegungsbahn) des Schneidwerkzeugs in eine Zykloide umgewandelt und die Zahnfläche der Evolventenkurve geschnitten. Daher ist die Zahnfläche unter Verwendung eines Teils der Zykloidenkurve geschnitten, der sich der Evolventenkurve annähert. Der Teil der Zykloidenkurve, der die Zahnfläche schneidet, ist durch eine Bewegungsbahn der Schneidenkante des Schneidwerkzeugs bestimmt.An Indian DE 103 29 413 B4 described cutting method can achieve a higher cutting speed than in the JP 2020 019 096 A described peeling process. Incidentally, in the cutting method described above, the moving trajectory of the cutting edge (cutting edge moving trajectory) of the cutting tool is converted into a cycloid, and the tooth surface of the involute curve is cut. Therefore, the tooth surface is cut using a portion of the cycloid curve that approximates the involute curve. The part of the cycloid curve that intersects the tooth surface is determined by a trajectory of movement of the cutting edge of the cutting tool.

Übrigens verschleißt eine Schneide des Schneidwerkzeugs durch die Wiederholung des Schneidvorgangs. Das heißt, die Bewegungsbahn der Schneidenkante des Schneidwerkzeugs ändert sich von einem Anfangszustand aus. Dann ändert sich die Position der Schneide des Schneidwerkzeugs aufgrund eines Verschleißes, was zu einem Bearbeitungsfehler der Zahnfläche führt. Wenn beispielsweise ein Spitzenelement als Schneide des Schneidwerkzeugs eingesetzt ist, ändert sich außerdem die Bewegungsbahn der Schneidenkante des Schneidwerkzeugs aufgrund eines Montagefehlers des Spitzenelements oder Ähnlichem. Auch in diesem Fall tritt wie in dem Fall des Verschleißes ein Bearbeitungsfehler der Zahnflanke auf.Incidentally, a cutting edge of the cutting tool is worn by repetition of the cutting operation. That is, the trajectory of movement of the cutting edge of the cutting tool changes from an initial state. Then, the position of the cutting edge of the cutting tool changes due to wear, resulting in a machining error of the tooth surface. In addition, for example, when a tip member is set as the blade of the cutting tool, the moving trajectory of the blade edge of the cutting tool changes due to an assembly error of the tip member or the like. Also in this case, as in the case of wear, a machining error of the tooth flank occurs.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Die vorliegende Offenbarung dient dazu, ein Zahnradbearbeitungsverfahren und eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Bearbeitungsfehler einer Zahnfläche reduzieren können, wenn sich eine Bewegungsbahn der Schneidenkante eines Schneidwerkzeugs bei der Bearbeitung mit einer hohen Schnittgeschwindigkeit ändert.The present disclosure is to provide a gear machining method and a gear machining apparatus that can reduce a machining error of a tooth surface when a moving trajectory of the cutting edge of a cutting tool changes in machining at a high cutting speed.

1. Zahnradbearbeitungsverfahren1. Gear machining process

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bearbeitet ein Zahnradbearbeitungsverfahren durch eine synchrone Drehung eines Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs eine der Zahnflächen in einer Zahnlücke (Lücke) eines Zahnprofils in Bezug auf das zahnradförmige Werkstück, das das Zahnprofil im Voraus ausgebildet aufweist.According to an aspect of the present disclosure, a gear machining method, by synchronous rotation of a workpiece and a cutting tool, machines one of tooth surfaces in a tooth space (gap) of a tooth profile with respect to the gear-shaped workpiece having the tooth profile formed in advance.

Das Zahnradbearbeitungsverfahren hat: Anordnen einer Drehachse des Werkstücks und einer Drehachse eines Schneidwerkzeugs parallel zueinander; Bestimmen eines Abstands zwischen den Achsen (Zwischenachsenabstands) zwischen der Drehachse des Werkstücks und der Drehachse des Schneidwerkzeugs in der Bearbeitung der Zahnflächen auf der Grundlage eines Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds, der eine Differenz zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist, wobei der vorbestimmte Bezugsdurchmesser und der tatsächliche Durchmesser ein Abstand von der Drehachse des Schneidwerkzeugs zu einer Schneidenkante des Schneidwerkzeugs sind; Bestimmen einer Anfangsphase einer Drehphase des Werkstücks und einer Drehphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginns der synchronen Drehung beruhend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied; Beginnen der synchronen Drehung des Werkstücks und des Schneidwerkzeugs in einem Zustand, in dem sie in der bestimmten Anfangsphase positioniert sind, um die Schneidenkante des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in Bezug auf das Werkstück zu bewegen; und Bearbeiten der Zahnflächen in dem bestimmten Abstand zwischen den Achsen, indem die synchrone Drehung gestartet ist.The gear machining method includes: arranging a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of a cutting tool in parallel with each other; Determining an inter-axis distance (inter-axis distance) between the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the cutting tool in the machining of the tooth surfaces based on a blade edge diameter difference which is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter, the predetermined reference diameter and the actual diameter is a distance from the axis of rotation of the cutting tool to a cutting edge of the cutting tool; determining an initial phase of a rotating phase of the workpiece and a rotating phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; starting the synchronous rotation of the workpiece and the cutting tool in a state where they are positioned in the determined initial phase to move the cutting edge of the cutting tool along a predetermined trajectory with respect to the workpiece; and machining the tooth surfaces in the determined inter-axis distance by starting the synchronous rotation.

Gemäß dem Zahnradbearbeitungsverfahren wird die synchrone Drehung in der Anfangsphase gestartet, die auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds bestimmt ist, und die Zahnfläche ist in dem Abstand zwischen den Achsen bearbeitet, der auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds bestimmt ist. Daher kann ein Bearbeitungsfehler der Zahnfläche sogar reduziert sind, wenn ein Schneidenkanten-Durchmesserunterschied aufgrund von Verschleiß, Montagefehlern eines Spitzenelements oder ähnlichem auftritt.According to the gear machining method, the synchronous rotation is started in the initial phase determined based on the blade edge diameter difference, and the tooth surface is machined in the inter-axis distance determined based on the blade edge diameter difference. Therefore, a machining error of the tooth surface can be reduced even when a cutting edge diameter difference occurs due to wear, assembly error of a tip member, or the like.

2. Zahnradbearbeitungsvorrichtung2. Gear processing device

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung so konfiguriert, dass sie durch eine synchrone Drehung eines Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs eine der Zahnflächen in einer Zahnlücke (Lücke) eines Zahnprofils in Bezug auf das zahnradförmige Werkstück mit dem zuvor gebildeten Zahnprofil bearbeitet. Die Zahnradbearbeitungsvorrichtung umfasst: das Schneidwerkzeug; und eine Steuereinrichtung, die das Werkstück und das Schneidwerkzeug steuert. Die Zahnradbearbeitungsvorrichtung ordnet eine Drehachse des Werkstücks und eine Drehachse des Schneidwerkzeugs parallel an.According to another aspect of the present disclosure, a gear machining apparatus is configured to machine one of tooth surfaces in a tooth gap (gap) of a tooth profile with respect to the gear-shaped workpiece having the previously formed tooth profile by synchronous rotation of a workpiece and a cutting tool. The gear processing device includes: the cutting tool; and a controller that controls the workpiece and the cutting tool. The gear processing device arranges a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of the cutting tool in parallel.

Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, um: einen Abstand zwischen der Drehachse des Werkstücks und der Drehachse des Schneidwerkzeugs (Zwischenachsenabstand) in der Bearbeitung der Zahnflächen beruhend auf einem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied zu bestimmen, der ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist, wobei der vorbestimmte Bezugsdurchmesser und der tatsächliche Durchmesser ein Abstand von der Drehachse des Schneidwerkzeugs zu einer Schneidenkante des Schneidwerkzeugs ist; eine Anfangsphase einer Drehungsphase des Werkstücks und einer Drehungsphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginnens der synchronen Drehung beruhend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied zu bestimmen; Beginnen der synchronen Drehung des Werkstücks und des Schneidwerkzeugs in einem Zustand, in dem sie in der bestimmten Anfangsphase positioniert sind, um die Schneidenkante des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in Bezug auf das Werkstück zu bewegen; und Bearbeiten der Zahnflächen in dem vorbestimmten Zwischenachsenabstand durch Beginnen der synchronen Drehung. Mit der Zahnradbearbeitungsvorrichtung ist eine ähnliche Wirkung wie mit dem obigen Zahnradbearbeitungsverfahren erzielt.The controller is configured to: determine a distance between the axis of rotation of the workpiece and the axis of rotation of the cutting tool (interaxis distance) in the machining of the tooth surfaces based on a cutting edge diameter difference, which is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter, where the predetermined reference diameter and the actual diameter is a distance from the axis of rotation of the cutting tool to a cutting edge of the cutting tool; determine an initial phase of a rotation phase of the workpiece and a rotation phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; starting the synchronous rotation of the workpiece and the cutting tool in a state where they are positioned in the determined initial phase to move the cutting edge of the cutting tool along a predetermined trajectory with respect to the workpiece; and machining the tooth surfaces at the predetermined interaxis distance by starting the synchronous rotation. With the gear processing device, an effect similar to that of the above gear processing method is obtained.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Ansicht, die eine Werkzeugmaschine zeigt. 1 13 is a view showing a machine tool.
  • 2 ist eine Ansicht, die ein Werkstück und ein Schneidwerkzeug zeigt. 2 12 is a view showing a workpiece and a cutting tool.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug eines ersten Beispiels zeigt. 3 Fig. 14 is a perspective view showing a cutting tool of a first example.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug eines zweiten Beispiels zeigt. 4 Fig. 14 is a perspective view showing a cutting tool of a second example.
  • 5 ist eine Ansicht, die eine relative Arbeitsbewegungsbahn einer Werkzeugschneide des Schneidwerkzeugs mit Bezug auf ein Werkstück darstellt. 5 14 is a view showing a relative working trajectory of a tool blade of the cutting tool with respect to a workpiece.
  • 6 ist eine Ansicht, die eine relative Arbeitsbewegungsbahn einer Schneidenkante der Werkzeugschneide des Schneidwerkzeugs in Bezug auf ein Werkstück darstellt. 6 14 is a view showing a relative working trajectory of a blade edge of the tool blade of the cutting tool with respect to a workpiece.
  • 7 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Schneidenkante der Werkzeugschneide des Schneidwerkzeugs verschlissen ist. 7 Fig. 14 is a view showing a state where the cutting edge of the tool blade of the cutting tool is worn.
  • 8 ist eine vergrößerte Ansicht einer Zahnfläche, die eine Zahnfläche Wb1 vor der Bearbeitung und eine Sollzahnfläche Wb2 nach der Bearbeitung zeigt. 8th 14 is an enlarged view of a tooth surface showing a tooth surface Wb1 before machining and a target tooth surface Wb2 after machining.
  • 9 ist eine vergrößerte Ansicht der Zahnfläche, die eine tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung zeigt, wenn es zusätzlich zu den Zahnflächen Wb1 und Wb2 keinen Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH gibt. 9 14 is an enlarged view of the tooth surface showing an actual tooth surface Wb3 after machining when there is no blade edge diameter difference ΔH in addition to the tooth surfaces Wb1 and Wb2.
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Vielzahl von Bearbeitungsbedingungen A bis D zeigt, wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH besteht. 10 14 is a view showing a variety of machining conditions A to D when the blade edge diameter difference ΔH exists.
  • 11 ist eine vergrößerte Ansicht der Zahnfläche, die die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung unter der Bearbeitungsbedingung A zusätzlich zu den Zahnflächen Wb1 und Wb2 zeigt. 11 14 is an enlarged view of the tooth surface showing the actual tooth surface Wb3 after machining under the machining condition A in addition to the tooth surfaces Wb1 and Wb2.
  • 12 ist eine vergrößerte Ansicht der Zahnfläche, die die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung unter der Bearbeitungsbedingung B zusätzlich zu den Zahnflächen Wb1 und Wb2 zeigt. 12 14 is an enlarged view of the tooth surface showing the actual tooth surface Wb3 after machining under the machining condition B in addition to the tooth surfaces Wb1 and Wb2.
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht der Zahnfläche, die die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung unter der Bearbeitungsbedingung C zusätzlich zu den Zahnflächen Wb1 und Wb2 zeigt. 13 14 is an enlarged view of the tooth surface showing the actual tooth surface Wb3 after machining under the machining condition C in addition to the tooth surfaces Wb1 and Wb2.
  • 14 ist eine vergrößerte Ansicht der Zahnfläche, die die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung unter der Bearbeitungsbedingung D zusätzlich zu den Zahnflächen Wb1 und Wb2 zeigt. 14 14 is an enlarged view of the tooth surface showing the actual tooth surface Wb3 after machining under the machining condition D in addition to the tooth surfaces Wb1 and Wb2.
  • 15 ist ein Diagramm, das einen Zahndickenfehler auf einem Teilkreis und an einem Zahnkopfabschnitt in Bezug auf die Bearbeitungsbedingungen A bis D darstellt. 15 Fig. 12 is a graph showing a tooth thickness error on a pitch circle and at a tooth tip portion with respect to the machining conditions A to D.
  • 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und einem Korrekturwert einer Anfangsphase darstellt. 16 14 is a graph showing the relationship between the blade edge diameter difference ΔH and a correction value of an initial phase.
  • 17 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Steuereinrichtung darstellt. 17 Fig. 12 is a functional block diagram showing a controller.
  • 18 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung durch eine Grund-Bearbeitungsbedingungbestimmungseinheit veranschaulicht. 18 Fig. 12 is a flowchart showing processing by a basic machining condition determination unit.
  • 19 ist ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitung durch eine Zahnflächenbearbeitungseinheit darstellt. 19 12 is a flowchart showing processing by a tooth surface processing unit.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

1. Werkstück W1. Workpiece W

Ein Werkstück W vor der spanabhebenden Bearbeitung hat eine Form eines Zahnrads mit einem Zahnprofil, das auf einer äußeren Umfangsfläche oder einer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist. Das heißt, das Zahnprofil des Werkstücks W vor der spanabhebenden Bearbeitung ist im Voraus geformt. Eine Zahnfläche in einer Zahnlücke des Zahnprofils ist ein spanabhebend bearbeiteter Abschnitt. Die Zahnfläche nach der spanabhebenden Bearbeitung ist als Evolventenkurve geformt. Das heißt, durch Schneiden der im Voraus geformten Zahnfläche ist eine fertige Form der Evolventenkurve gebildet, während die Zahndicke reduziert ist. Die Zahnfläche vor der spanenden Bearbeitung kann eine Evolventenkurve oder eine andere Form als die Evolventenkurve aufweisen.A workpiece W before machining has a shape of a gear having a tooth profile formed on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface. That is, the tooth profile of the workpiece W before machining is formed in advance. A tooth surface in a tooth space of the tooth profile is a machined portion. The tooth surface after machining is shaped as an involute curve. That is, by cutting the tooth surface formed in advance, a finished shape of the involute curve is formed while reducing the tooth thickness. The tooth surface before machining may have an involute curve or a shape other than the involute curve.

Ferner kann ein Zahnprofil des Werkstücks W eine Zahnspurrichtung parallel zu einer Drehachse des Werkstücks W aufweisen, oder die Zahnspurrichtung kann in Bezug auf die Drehachse des Werkstücks W einen Winkel aufweisen. Die Zahnfläche des ersten Werkstücks W ist eine Zahnfläche eines geradverzahnten Stirnrads (Stirnrads) und die Zahnfläche des zweiten Werkstücks W ist eine Zahnfläche eines schrägverzahnten Stirnrads (Schrägstirnrads).Further, a tooth profile of the workpiece W may have a tooth trace direction parallel to a rotation axis of the workpiece W, or the tooth trace direction may have an angle with respect to the rotation axis of the workpiece W. The tooth surface of the first workpiece W is a tooth surface of a spur gear (spur gear), and the tooth surface of the second workpiece W is a tooth surface of a helical spur gear (helical gear).

2. Beispiel einer Werkzeugmaschine 12. Example of a machine tool 1

Eine Werkzeugmaschine 1, die eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung ist, die eine Zahnfläche eines Zahnrads schneidet, das das Werkstück W ist, ist eine Vorrichtung, die die Zahnfläche durch ein Schneidwerkzeug T schneidet, indem das Schneidwerkzeug T und das Werkstück W relativ bewegt sind.A machine tool 1, which is a gear processing device that cuts a tooth surface of a gear that is the workpiece W, is a device that cuts the tooth surface by a cutter T by relatively moving the cutter T and the workpiece W.

Ein Beispiel für die Werkzeugmaschine 1 ist unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. In diesem Beispiel setzt die Werkzeugmaschine 1 beispielhaft ein Bearbeitungszentrum ein, das in der Lage ist, Werkzeuge auszutauschen. Insbesondere kann in dem Bearbeitungszentrum als Werkzeugmaschine 1 zusätzlich zum Schneiden der Zahnflanke in diesem Beispiel vorab ein Zahnprofil durch Schälen, Wälzfräsen oder dergleichen in das Werkstück W geschnitten sind. Das Bearbeitungszentrum der Werkzeugmaschine 1 ist in der Grundkonfiguration ein horizontales Bearbeitungszentrum. Die Werkzeugmaschine 1 hat die obige Konfiguration als Beispiel, aber andere Konfigurationen wie ein vertikales Bearbeitungszentrum können angewendet sind.An example of the machine tool 1 is shown with reference to FIG 1 described. In this example, the machine tool 1 exemplarily employs a machining center capable of exchanging tools. Specifically, in the machining center as the machine tool 1, in addition to cutting the tooth flank in this example, a tooth profile may be cut in the workpiece W in advance by skiving, hobbing, or the like. The machining center of the machine tool 1 is a horizontal machining center in the basic configuration. The machine tool 1 has the above configuration as an example, but other configurations such as a vertical machining center can be applied.

Wie in der 1 dargestellt ist, weist die Werkzeugmaschine 1 beispielsweise drei lineare Achsen (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse) auf, die als Antriebsachsen rechtwinkelig zueinander stehen. Dabei ist eine Richtung einer Drehachse (gleich einer Drehachse einer Werkzeugspindel) des Schneidwerkzeugs T als Z-Achsen-Richtung definiert und die beiden zu der Z-Achsen-Richtung rechtwinkeligen Achsen sind als X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung definiert. In 1 ist eine horizontale Richtung die X-Achsen-Richtung, und eine vertikale Richtung ist die Y-Achsen-Richtung. Ferner weist die Werkzeugmaschine 1 zwei Drehachsen (B-Achse und Cw-Achse) zum Ändern der relativen Positionen des Schneidwerkzeugs T und des Werkstücks W als Antriebsachsen auf. Ferner weist die Werkzeugmaschine 1 eine Ct-Achse als Drehachse zum Drehen des Schneidwerkzeugs T auf.Like in the 1 is shown, the machine tool 1 has, for example, three linear axes (X-axis, Y-axis and Z-axis) which are perpendicular to one another as drive axes. Here, a direction of a rotation axis (equal to a rotation axis of a tool spindle) of the cutting tool T is defined as a Z-axis direction, and the two axes perpendicular to the Z-axis direction are defined as X-axis direction and Y-axis direction. In 1 a horizontal direction is the X-axis direction, and a vertical direction is the Y-axis direction. Further, the machine tool 1 has two rotary axes (B axis and Cw axis) for changing the relative positions of the cutting tool T and the workpiece W as driving axes. Further, the machine tool 1 has a Ct axis as a rotation axis for rotating the cutting tool T. As shown in FIG.

Das heißt, die Werkzeugmaschine 1 ist eine fünfachsige Bearbeitungsmaschine (eine sechsachsige Bearbeitungsmaschine unter Berücksichtigung einer Werkzeugspindel (Ct-Achse)), die eine frei gekrümmte Oberfläche bearbeiten kann. Anstelle der Konfiguration mit der B-Achse (Drehachse um die Y-Achse im Bezugszustand) und der Cw-Achse (Drehachse um die Z-Achse im Bezugszustand) kann die Werkzeugmaschine 1 so konfiguriert sein, dass sie eine A-Achse (Drehachse um die X-Achse im Bezugszustand) und die B-Achse aufweist oder die A-Achse und die Cw-Achse aufweist.That is, the machine tool 1 is a five-axis machining center (a six-axis machining center considering a tool spindle (Ct axis)) capable of machining a freely curved surface. Instead of the configuration with the B-axis (rotational axis around the Y-axis in the datum state) and the Cw-axis (rotational axis around the Z-axis in the datum state), the machine tool 1 may be configured to have an A-axis (rotational axis around the X-axis in the reference state) and the B-axis or has the A-axis and the Cw-axis.

In der Werkzeugmaschine 1 kann die Konfiguration für die Relativbewegung des Schneidwerkzeugs T und des Werkstücks W entsprechend gewählt werden. In diesem Beispiel ermöglicht die Werkzeugmaschine 1 eine lineare Bewegung des Schneidwerkzeugs T in Richtung der Y-Achse und der Z-Achse, eine lineare Bewegung des Werkstücks W in Richtung der X-Achse und eine Drehung des Werkstücks W um die B-Achse und die Cw-Achse. Außerdem ist das Schneidwerkzeug T um die Ct-Achse drehbar.In the machine tool 1, the configuration for the relative movement of the cutting tool T and the workpiece W can be selected appropriately. In this example, the machine tool 1 allows linear movement of the cutting tool T in the Y-axis and Z-axis directions, linear movement of the workpiece W in the X-axis directions, and rotation of the workpiece W around the B-axis and the Cw axis. In addition, the cutting tool T is rotatable about the Ct axis.

Die Werkzeugmaschine 1 hat ein Bett 10, eine Werkstückhaltevorrichtung 20 und eine Werkzeughaltevorrichtung 30. Das Bett 10 weist eine beliebige Form auf, z. B. eine im Wesentlichen rechteckige Form, und ist auf einer Aufstellfläche installiert. Die Werkstückhaltevorrichtung 20 ermöglicht eine lineare Bewegung des Werkstücks W in Bezug auf das Bett 10 in Richtung der X-Achse und ermöglicht eine Drehung um die B-Achse und die Cw-Achse. Die Werkstückhaltevorrichtung 20 umfasst im Wesentlichen einen X-Achsen-Bewegungstisch 21, einen B-Achsen-Drehtisch 22 und eine Werkstückspindelvorrichtung 23.The machine tool 1 has a bed 10, a workpiece holding device 20 and a tool holding device 30. The bed 10 has an arbitrary shape, e.g. B. a substantially rectangular shape, and is installed on a footprint. The workpiece holding device 20 allows linear movement of the workpiece W with respect to the bed 10 in the X-axis direction and allows rotates about the B axis and the Cw axis. The workpiece holding device 20 mainly comprises an X-axis moving table 21, a B-axis rotary table 22 and a workpiece spindle device 23.

Der X-Achsen-Bewegungstisch 21 ist so vorgesehen, dass er in der X-Achsen-Richtung in Bezug auf das Bett 10 beweglich ist. Insbesondere ist das Bett 10 mit einem Paar von X-Achsen-Führungsschienen versehen, die sich in der X-Achsen-Richtung (in der 1 in der Richtung von vorne nach hinten) erstrecken, und der X-Achsen-Bewegungstisch 21 ist durch einen Linearmotor oder einen Kugelumlaufspindelmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben, um sich in der X-Achsen-Richtung hin- und herzubewegen, während er durch das Paar von X-Achsen-Führungsschienen geführt ist.The X-axis moving table 21 is provided to be movable in the X-axis direction with respect to the bed 10 . Specifically, the bed 10 is provided with a pair of X-axis guide rails extending in the X-axis direction (in the 1 in the front-rear direction), and the X-axis moving table 21 is driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown) to reciprocate in the X-axis direction while moving through the pair guided by X-axis guide rails.

Der B-Achsen-Drehtisch 22 ist auf einer oberen Fläche des X-Achsen-Bewegungstisches 21 installiert und bewegt sich in der X-Achsen-Richtung zusammen mit dem X-Achsen-Bewegungstisch 21 hin und her. Außerdem ist der B-Achsen-Drehtisch 22 so vorgesehen, dass er in Bezug auf den X-Achsen-Bewegungstisch 21 um die B-Achse drehbar ist. In dem B-Achsen-Drehtisch 22 ist ein Drehmotor (nicht dargestellt) untergebracht, und der B-Achsen-Drehtisch 22 kann sich um die B-Achse drehen, indem er von dem Drehmotor angetrieben ist.The B-axis rotary table 22 is installed on an upper surface of the X-axis moving table 21 and reciprocates in the X-axis direction together with the X-axis moving table 21 . In addition, the B-axis rotary table 22 is provided so as to be rotatable about the B-axis with respect to the X-axis moving table 21 . A rotary motor (not shown) is housed in the B-axis rotary table 22, and the B-axis rotary table 22 can rotate around the B-axis by being driven by the rotary motor.

Die Werkstückspindelvorrichtung 23 ist auf dem B-Achsen-Rundtisch 22 installiert und dreht sich zusammen mit dem B-Achsen-Rundtisch 22 um die B-Achse. Die Werkstückspindelvorrichtung 23 hat einen Werkstückspindelsockel 23a, ein Werkstückspindelgehäuse 23b und eine Werkstückspindel 23c. Der Werkstückspindelsockel 23a ist an einer oberen Fläche des B-Achsen-Rundtisches 22 befestigt.The work spindle device 23 is installed on the B-axis rotary table 22 and rotates around the B-axis together with the B-axis rotary table 22 . The work spindle device 23 has a work spindle base 23a, a work spindle housing 23b and a work spindle 23c. The work spindle base 23a is fixed to an upper surface of the B-axis rotary table 22 .

Das Werkstückspindelgehäuse 23b ist an der Werkstückspindelbasis 23a befestigt und weist eine zylindrische Innenumfangsfläche auf, die auf der Mittellinie der Cw-Achse zentriert ist und rechtwinkelig zu der Mittellinie der B-Achse verläuft. Die Werkstückspindel 23c ist drehbar im Werkstückspindelgehäuse 23b gelagert. Das Werkstück W ist lösbar auf der Werkstückspindel 23c gehalten. Das heißt, die Werkstückspindel 23c hält das Werkstück W um die Cw-Achse drehbar im Werkstückspindelgehäuse 23b und dreht sich einstückig mit dem Werkstück W.The work spindle housing 23b is fixed to the work spindle base 23a and has a cylindrical inner peripheral surface centered on the Cw-axis centerline and perpendicular to the B-axis centerline. The workpiece spindle 23c is rotatably mounted in the workpiece spindle housing 23b. The work W is detachably held on the work spindle 23c. That is, the work spindle 23c holds the work W rotatably about the Cw axis in the work spindle housing 23b and rotates integrally with the work W.

Im Inneren des Werkstückspindelgehäuses 23b sind ein Drehmotor (nicht dargestellt) zum Drehen der Werkstückspindel 23c und ein Detektor (nicht dargestellt), wie z.B. ein Encoder, zum Erfassen eines Drehwinkels der Werkstückspindel 23c vorgesehen. Auf diese Weise macht die Werkstückhaltevorrichtung 20 das Werkstück W in Bezug auf das Bett 10 in Richtung der X-Achse beweglich und kann das Werkstück um die B-Achse und um die Cw-Achse drehen.Inside the work spindle housing 23b, a rotary motor (not shown) for rotating the work spindle 23c and a detector (not shown) such as an encoder for detecting a rotating angle of the work spindle 23c are provided. In this way, the workpiece holding device 20 makes the workpiece W movable with respect to the bed 10 in the X-axis direction and can rotate the workpiece around the B-axis and around the Cw-axis.

Die Werkzeughaltevorrichtung 30 umfasst im Wesentlichen eine Säule 31, einen Sattel 32 und eine Werkzeugspindelvorrichtung 33. Die Säule 31 ist so vorgesehen, dass sie in Richtung der Z-Achse in Bezug auf das Bett 10 beweglich ist. Insbesondere ist das Bett 10 mit einem Paar von Z-Achsen-Führungsschienen versehen, die sich in der Z-Achsen-Richtung (Links-Rechts-Richtung in 1) erstrecken, und die Säule 31 ist durch einen Linearmotor oder einen Kugelumlaufspindelmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben, um sich in der Z-Achsen-Richtung hin- und herzubewegen, während sie durch das Paar von Z-Achsen-Führungsschienen geführt ist.The tool holding device 30 mainly comprises a column 31, a saddle 32 and a tool spindle device 33. The column 31 is provided so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the bed 10. As shown in FIG. Specifically, the bed 10 is provided with a pair of Z-axis guide rails extending in the Z-axis direction (left-right direction in Fig 1 ) extend, and the column 31 is driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown) to reciprocate in the Z-axis direction while being guided by the pair of Z-axis guide rails.

Der Sattel 32 ist eine Seitenfläche (linke Seitenfläche in 1) der Säule 31 an der Seite des Werkstücks W und ist an einer Seitenfläche parallel zu einer Ebene rechtwinkelig zu der Z-Achsenrichtung angeordnet. Ein Paar Y-Achsen-Führungsschienen, die sich in der Richtung der Y-Achse (in der 1 von oben nach unten) erstrecken, sind an der Seitenfläche der Säule 31 vorgesehen, und der Sattel 32 bewegt sich in der Richtung der Y-Achse hin und her, indem er von einem Linearmotor oder einem Kugelumlaufspindelmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben wird.The saddle 32 is a side surface (left side surface in 1 ) of the column 31 on the side of the workpiece W and is arranged on a side face parallel to a plane perpendicular to the Z-axis direction. A pair of Y-axis guide rails extending in the Y-axis direction (in the 1 from top to bottom) are provided on the side surface of the column 31, and the saddle 32 reciprocates in the Y-axis direction by being driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown).

Die Werkzeugspindelvorrichtung 33 ist in dem Sattel 32 installiert und bewegt sich zusammen mit dem Sattel 32 in der Richtung der Y-Achse. Die Werkzeugspindelvorrichtung 33 hat ein Werkzeugspindelgehäuse 33a und eine Werkzeugspindel 33b. Das Werkzeugspindelgehäuse 33a ist am Sattel 32 befestigt und weist eine zylindrische Innenumfangsfläche auf, die auf der zu der Z-Achse parallelen Mittellinie der Ct-Achse zentriert ist. Die Werkzeugspindel 33b ist drehbar in dem Werkzeugspindelgehäuse 33a gelagert. Ein Schneidwerkzeug T ist abnehmbar auf der Werkzeugspindel 33b gehalten. Das heißt, die Werkzeugspindel 33b hält das Schneidwerkzeug T in dem Werkzeugspindelgehäuse 33a derart, dass sich das Schneidwerkzeug T um die Ct-Achse drehen kann und die Werkzeugspindel 33b sich zusammen mit dem Schneidwerkzeug T dreht.The tool spindle device 33 is installed in the saddle 32 and moves in the Y-axis direction together with the saddle 32 . The tool spindle device 33 has a tool spindle housing 33a and a tool spindle 33b. The tool spindle housing 33a is fixed to the saddle 32 and has a cylindrical inner peripheral surface centered on the centerline of the Ct-axis parallel to the Z-axis. The tool spindle 33b is rotatably mounted in the tool spindle housing 33a. A cutting tool T is detachably held on the tool spindle 33b. That is, the tool spindle 33b holds the cutting tool T in the tool spindle housing 33a such that the cutting tool T can rotate around the Ct axis and the tool spindle 33b rotates together with the cutting tool T.

Im Inneren des Werkzeugspindelgehäuses 33a sind ein Werkzeugdrehmotor (nicht dargestellt) zum Drehen der Werkzeugspindel 33b und ein Detektor (nicht dargestellt), wie z.B. ein Encoder, zum Erfassen eines Drehwinkels der Werkzeugspindel 33b vorgesehen. Auf diese Weise macht die Werkzeughaltevorrichtung 30 das Schneidwerkzeug T in Bezug auf das Bett 10 in Richtung der Y-Achse und der Z-Achse beweglich und hält das Schneidwerkzeug T so, dass es in der Ct-Achse drehbar ist.Inside the tool spindle housing 33a, a tool rotating motor (not shown) for rotating the tool spindle 33b and a detector (not shown) such as an encoder for detecting a rotating angle of the tool spindle 33b are provided. In this way, the tool holding device 30 makes the cutting tool T with respect to the bed 10 in the Y-axis direction and the Z-axis, and holds the cutting tool T so as to be rotatable in the Ct-axis.

3. Detaillierte Konfiguration des Schneidwerkzeugs T3. Detailed configuration of the cutting tool T

3-1. Detaillierte Konfiguration des Schneidwerkzeugs T im ersten Beispiel Eine Konfiguration des Schneidwerkzeugs T wird mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Das Schneidwerkzeug T eines ersten Beispiels ist ein drehendes Werkzeug, das eine Zahnfläche Wb in eine Zahnlücke Wa des Werkstücks W schneidet, deren Zahnspurrichtung parallel zu der Drehachse des Werkstücks W verläuft. Die Drehachse Cw des Werkstücks W und die Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T sind parallel angeordnet. In diesem Zustand schneidet das Schneidwerkzeug T die Zahnfläche Wb des Zahnrads, das das Werkstück W ist, indem es synchron mit dem Werkstück W dreht.3-1 Detailed configuration of the cutting tool T in the first example A configuration of the cutting tool T is described with reference to FIG 2 and 3 described. The cutting tool T of a first example is a rotary tool that cuts a tooth surface Wb in a tooth space Wa of the workpiece W, the tooth trace direction of which is parallel to the axis of rotation of the workpiece W. The axis of rotation Cw of the workpiece W and the axis of rotation Ct of the cutting tool T are arranged in parallel. In this state, the cutting tool T cuts the tooth surface Wb of the gear which is the work W by rotating synchronously with the work W.

Das Schneidwerkzeug T hat einen Werkzeugkörper Ta und eine Werkzeugschneide Tb. Der Werkzeugkörper Ta ist z.B. säulenförmig ausgebildet und ist von der Werkzeugspindel 33b so gehalten, dass die Mittelachse mit der Ct-Achsen-Mittellinie der Werkzeugspindel 33b zusammenfällt. Der Werkzeugkörper Ta ist z. B. aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet.The cutting tool T has a tool body Ta and a tool edge Tb. The tool body Ta is z. B. formed from a steel material.

Die Werkzeugschneide Tb ist an einer Spitze des Werkzeugkörpers Ta so vorgesehen, dass sie in einer radialen Richtung des Werkzeugkörpers Ta nach außen ragt. Die Werkzeugschneide Tb besteht beispielsweise aus Hartmetall. Die Werkzeugschneide Tb ist plattenförmig ausgebildet. Das heißt, die Werkzeugschneide Tb ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich in radialer Richtung des Schneidwerkzeugs T in einem Querschnitt senkrecht zu der Achse des Schneidwerkzeugs T. Insbesondere ist die Werkzeugschneide Tb in diesem Beispiel trapezförmig ausgebildet, wenn man sie von einer zu der plattenförmigen Oberfläche senkrechten Richtung aus betrachtet. Die Form der Werkzeugschneide Tb ist jedoch nicht auf die Trapezform beschränkt, sondern kann auch rechteckig sein.The tool blade Tb is provided at a tip of the tool body Ta so as to protrude outward in a radial direction of the tool body Ta. The tool blade Tb is made of hard metal, for example. The tool blade Tb is plate-shaped. That is, the tool blade Tb is formed in a plate shape and extends in the radial direction of the cutting tool T in a cross section perpendicular to the axis of the cutting tool T. Specifically, the tool blade Tb in this example is formed in a trapezoidal shape when viewed from a surface perpendicular to the plate-shaped surface viewed from direction. However, the shape of the tool blade Tb is not limited to the trapezoidal shape, but may be rectangular.

Da das Schneidwerkzeug T des ersten Beispiels zum Schneiden der Zahnfläche Wb vorgesehen ist, deren Zahnspurrichtung parallel zu der Drehachse Cw des Werkstücks W liegt, ist die Werkzeugschneide Tb des Schneidwerkzeugs T so vorgesehen, dass eine Erstreckungsrichtung der Platte parallel zu der Mittelachse Ct des Werkzeugkörpers Ta liegt.Since the cutting tool T of the first example is provided for cutting the tooth surface Wb whose tooth tracing direction is parallel to the rotation axis Cw of the workpiece W, the tool blade Tb of the cutting tool T is provided so that an extending direction of the plate is parallel to the central axis Ct of the tool body Ta lies.

Daher umfasst die Werkzeugschneide Tb eine Spitzenfläche Tb1, die in der radialen Richtung des Schneidwerkzeugs T nach außen weist, und eine Seitenfläche Tb2, die einer Umfangsrichtung des Schneidwerkzeugs T zugewandt ist. Dann ist in der Werkzeugschneide Tb ein Abschnitt, an dem die Zahnfläche Wb des Werkstücks W geschnitten wird, ein Firstlinienabschnitt Tb3 (Schneidenkante) der Spitzenfläche Tb1 und der Seitenfläche Tb2.Therefore, the tool blade Tb includes a tip surface Tb1 facing outward in the radial direction of the cutting tool T and a side surface Tb2 facing a circumferential direction of the cutting tool T. Then, in the tool blade Tb, a portion where the tooth face Wb of the workpiece W is cut is a ridge line portion Tb3 (blade edge) of the tip face Tb1 and the side face Tb2.

In der 2 ist das Werkstück W ein Beispiel für ein außenverzahntes Zahnrad, es kann aber auch ein innenverzahntes Zahnrad sein. In diesem Fall befindet sich das Schneidwerkzeug T innerhalb des Werkstücks W, das ein innenverzahntes Zahnrad ist, und die Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T ist mit Bezug auf die Drehachse Cw des Werkstücks W exzentrisch.In the 2 For example, the workpiece W is an example of an external gear, but it may be an internal gear. In this case, the cutting tool T is located inside the workpiece W, which is an internal gear, and the axis of rotation Ct of the cutting tool T is eccentric with respect to the axis of rotation Cw of the workpiece W.

3-2. Detaillierte Konfiguration des Schneidwerkzeugs T im zweiten Beispiel3-2 Detailed configuration of the cutting tool T in the second example

Eine Konfiguration des Schneidwerkzeugs T eines zweiten Beispiels ist unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Das Schneidwerkzeug T des zweiten Beispiels ist ein drehendes Werkzeug, das die Zahnfläche Wb schneidet, deren Zahnspurrichtung mit Bezug auf die Drehachse Cw des Werkstücks W einen Winkel aufweist, d.h. das Schneidwerkzeug T des zweiten Beispiels ist ein Werkzeug zum Schneiden der Zahnfläche eines Schrägstirnrades.A configuration of the cutting tool T of a second example is shown with reference to FIG 4 described. The cutting tool T of the second example is a rotating tool that cuts the tooth surface Wb whose tooth trace direction is at an angle with respect to the rotation axis Cw of the workpiece W, that is, the cutting tool T of the second example is a tool for cutting the tooth surface of a helical gear.

Die Werkzeugschneide Tb des Schneidwerkzeugs T ist entlang einer Linie eines Schrägungswinkels des Schneidwerkzeugs T vorgesehen, der einem Schrägungswinkel der Zahnfläche Wb des Werkstücks W entspricht. Die Werkzeugschneide Tb hat eine dreidimensional gekrümmte Seitenfläche Tb2 entlang der Linie des Schneidwerkzeugs T, die dem Schrägungswinkel der Zahnfläche Wb des Werkstücks W entspricht.The tool edge Tb of the cutting tool T is provided along a line of a helix angle of the cutting tool T which corresponds to a helix angle of the tooth surface Wb of the workpiece W. The tool blade Tb has a three-dimensionally curved side surface Tb2 along the line of the cutting tool T, which corresponds to the helix angle of the tooth surface Wb of the workpiece W.

4. Grund-Bearbeitungsverfahren4. Basic Editing Procedure

Ein Grund-Bearbeitungsverfahren der Zahnfläche Wb des Werkstücks W durch das Schneidwerkzeug T ist unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in der 5 stellt einen Arbeitsort der Werkzeugschneide Tb des Schneidwerkzeugs T unter der Annahme dar, dass das Werkstück W in einem Zustand fixiert ist, in dem, wie in der 2 dargestellt ist, das Werkstück W im Uhrzeigersinn dreht und das Schneidwerkzeug T gegen den Uhrzeigersinn dreht.A basic machining method of the tooth surface Wb of the workpiece W by the cutting tool T is with reference to FIG 5 and 6 described. An alternate long and short dashed line in the 5 12 represents a working locus of the tool edge Tb of the cutting tool T on the assumption that the workpiece W is fixed in a state where, as in FIG 2 as shown, the workpiece W rotates clockwise and the cutting tool T rotates counterclockwise.

Das heißt, die Werkzeugschneide Tb bewegt sich in der Reihenfolge A1, A2, A3, A4 und A5. Da sich das Schneidwerkzeug T gegen den Uhrzeigersinn dreht (siehe die 2), bewegt sich die Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb mit Bezug auf ein Basisende (oberes Ende in 5) der Werkzeugschneide Tb gegen den Uhrzeigersinn, wenn sie sich von A1 nach A5 bewegt. Da sich das Schneidwerkzeug T dann synchron mit der Drehung des Werkstücks W dreht, dreht sich die Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T im Wesentlichen mit Bezug auf das Werkstück W. Daher ändern sich die Position und die Haltung der Werkzeugschneide Tb in Bezug auf das Werkstück W, wie in der 5 dargestellt ist.That is, the tool blade Tb moves in the order of A1, A2, A3, A4, and A5. Since the cutting tool T rotates counterclockwise (see the 2 ), the blade edge Tb3 of the tool blade Tb moves with respect to a base end (upper end in 5 ) of the tool cutting edge Tb counterclockwise when it moves from A1 to A5. Since the cutting tool T then rotates synchronously with the rotation of the workpiece W, the rotation axis Ct of the cutting tool T rotates substantially with respect to the workpiece W. Therefore, the position and posture of the tool blade Tb with respect to the workpiece W change, like in the 5 is shown.

In der 6 ist eine dicke durchgezogene Linie ein Arbeitsort der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb des Schneidwerkzeugs T mit Bezug auf das Werkstück W. Das heißt, wie in der 6 dargestellt ist, werden das Werkstück W und das Schneidwerkzeug T synchron mit der Drehachse Cw des Werkstücks W und der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T, die parallel angeordnet sind, in einer solchen Weise gedreht, dass die Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in Bezug auf das Werkstück W bewegt wird.In the 6 a thick solid line is a working locus of the blade edge Tb3 of the tool blade edge Tb of the cutting tool T with respect to the workpiece W. That is, as in FIG 6 1, the workpiece W and the cutting tool T are rotated in synchronism with the rotating axis Cw of the workpiece W and the rotating axis Ct of the cutting tool T arranged in parallel in such a manner that the blade edge Tb3 of the tool blade Tb moves along a predetermined moving trajectory in Relative to the workpiece W is moved.

Wie in der Reihenfolge A1, A2 und A3 dargestellt ist, bearbeitet die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb während dieses Vorgangs zuerst eine der Zahnflächen Wb in der Zahnlücke Wa von einem Zahnkopf der Zahnfläche Wb in Richtung eines Zahnfußes. Die Schneidenkante Tb3 erreicht einen Bearbeitungsendpunkt der Zahnfläche Wb bei A3.During this process, as shown in the order of A1, A2, and A3, the blade Tb3 of the tool blade Tb first machines one of the tooth surfaces Wb in the tooth space Wa from a tooth crest of the tooth surface Wb toward a tooth root. The cutting edge Tb3 reaches a machining end point of the tooth surface Wb at A3.

Wie in der Reihenfolge A3, A4 und A5 dargestellt ist, wird dann nach Erreichen des Bearbeitungsendpunkts der Zahnfläche Wb die Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb außer Kontakt mit der Zahnfläche Wb gebracht, während sie sich weiter entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn bewegt, und dann wird die Schneidenkante Tb3 aus einem Innenraum der Zahnlücke Wa zu der Außenseite der Zahnlücke Wa zurückgezogen.Then, as shown in the order of A3, A4 and A5, after reaching the machining end point of the tooth surface Wb, the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb is brought out of contact with the tooth surface Wb while further moving along a predetermined moving path, and then the cutting edge Tb3 retreated from an inside of the gullet Wa to the outside of the gullet Wa.

Hier ist die Zahnfläche Wb des Werkstücks W eine Evolventenkurve, während die Bewegungsbahn der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb eine Zykloidenkurve ist. Daher wird die Zahnfläche Wb unter Verwendung eines Teils der Zykloidenkurve geschnitten, die die Bewegungsbahn der Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb ist, die sich der Evolventenkurve der Zahnfläche Wb annähert. Dies ist durch Einstellen eines Drehzahlverhältnisses zwischen dem Werkstück W und dem Schneidwerkzeug T, eines Schneidenkantendurchmessers der Werkzeugschneide Tb des Schneidwerkzeugs T und eines Einstellbetrags einer Drehphase des Schneidwerkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W realisiert.Here, the tooth surface Wb of the workpiece W is an involute curve, while the moving trajectory of the cutting edge Tb3 of the tool cutting edge Tb is a cycloid curve. Therefore, the tooth face Wb is cut using part of the cycloid curve which is the moving trajectory of the blade edge Tb3 of the tool blade Tb that approximates the involute curve of the tooth face Wb. This is realized by adjusting a speed ratio between the workpiece W and the cutting tool T, a cutting edge diameter of the tool blade Tb of the cutting tool T, and an adjustment amount of a rotational phase of the cutting tool T with respect to the workpiece W.

Die 5 und 6 zeigen außerdem einen Fall, in dem eine Zahnfläche Wb in einer Zahnlücke Wa geschnitten ist. Wenn dieser Vorgang an allen Zahnlückeen Wa durchgeführt wird, kann in allen Zahnlückeen Wa eine Zahnfläche Wb geschnitten werden. Ferner kann die andere Zahnfläche Wb im Wesentlichen auf die gleiche Weise geschnitten werden, indem die Drehrichtungen des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T umgekehrt werden.the 5 and 6 also show a case where a tooth face Wb is cut in a tooth space Wa. If this process is performed on all the tooth spaces Wa, a tooth face Wb can be cut in all the tooth spaces Wa. Further, the other tooth surface Wb can be cut in substantially the same manner by reversing the rotating directions of the workpiece W and the cutting tool T.

5. Erläuterung des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds der Werkzeugschneide Tb5. Explanation of the cutting edge diameter difference of the tool blade Tb

Ein Unterschied im Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb wird anhand von 7 beschrieben. Die 7 zeigt einen Zustand, in dem die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb durch wiederholte Bearbeitung mit der Werkzeugschneide Tb verschlissen ist. Das heißt, aufgrund des Verschleißes der Werkzeugschneide Tb unterscheidet sich ein tatsächlicher Durchmesser (tatsächlicher Schneidenkanten-Durchmesser (Radius) der Werkzeugschneide Tb nach dem Verschleiß) der Werkzeugschneide Tb von einem Bezugsdurchmesser (Schneidenkanten-Durchmesser (Radius) der Werkzeugschneide Tb vor dem Verschleiß) der Werkzeugschneide Tb.A difference in cutting edge diameter of the tool blade Tb is calculated from 7 described. the 7 12 shows a state in which the blade Tb3 of the tool blade Tb is worn out by repeated machining with the tool blade Tb. That is, due to wear of the tool blade Tb, an actual diameter (actual cutting edge diameter (radius) of the tool blade Tb after wear) of the tool blade Tb differs from a reference diameter (cutting edge diameter (radius) of the tool blade Tb before wear) of the Tool cutting edge Tb.

Dabei entspricht in der 7 ein Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH einem Verschleiß und ist ein Unterschied zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb vor dem Verschleiß als vorbestimmtem Bezugsdurchmesser für den Schneidenkanten-Durchmesser und dem Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb nach dem Verschleiß als tatsächlichem Durchmesser. Der Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb ist ein Abstand von der Drehachse Ct (dargestellt in der 2) des Schneidwerkzeugs T zu der Schneide Tb3.This corresponds to in the 7 a cutting edge diameter difference ΔH wear and is a difference between the cutting edge diameter of the tool blade Tb before wear as a predetermined reference diameter for the cutting edge diameter and the cutting edge diameter of the tool blade Tb after wear as an actual diameter. The cutting edge diameter of the tool blade Tb is a distance from the axis of rotation Ct (shown in Fig 2 ) of the cutting tool T to the blade Tb3.

Zusätzlich zu dem Verschleiß der Werkzeugschneide Tb ändert sich der Schneidenkanten-Durchmesser des Schneidwerkzeugs T aufgrund eines Montagefehlers des Spitzenelements, wenn ein Spitzenelement als Schneide des Schneidwerkzeugs T eingesetzt ist. In diesem Fall kann durch die Definition eines vorbestimmten Bezugsdurchmessers für den Schneidenkanten-Durchmesser des Schneidwerkzeugs T ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser in Abhängigkeit von dem Montagezustand des Spitzenelements auftreten. Der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH stellt die Differenz zwischen dem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und dem tatsächlichen Durchmesser im Spitzenelement dar.In addition to the wear of the tool blade Tb, when a tip member is set as a blade of the cutting tool T, the cutting edge diameter of the cutting tool T changes due to an assembly error of the tip member. In this case, by defining a predetermined reference diameter for the cutting edge diameter of the cutting tool T, a difference may occur between a predetermined reference diameter and an actual diameter depending on the mounting state of the tip member. The cutting edge diameter difference ΔH represents the difference between the predetermined reference diameter and the actual diameter in the tip element.

6. Form der Zahnfläche Wb bei vorhandenem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH6. Tooth surface shape Wb with existing cutting edge diameter difference ΔH

Es wird die Form der Zahnfläche Wb untersucht, wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH in Bezug auf den Bezugsdurchmesser aufgrund von Verschleiß oder ähnlichem an der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb besteht. In einer vergrößerten Ansicht der in der 8 dargestellten Zahnfläche Wb zeigt Wb1 die Zahnfläche vor der Bearbeitung und Wb2 die Sollzahnfläche (ideale Zahnfläche) nach der Bearbeitung. Die Zahnfläche Wb1 vor der Bearbeitung und die Sollzahnfläche Wb2 nach der Bearbeitung sind Evolventenkurven. Ferner ist in der 8 die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie ein Teilkreis.The shape of the tooth face Wb when the blade edge diameter difference ΔH with respect to the reference diameter exists at the blade edge Tb3 of the tool blade edge Tb due to wear or the like is examined. In an enlarged view of the 8th In the tooth surface Wb shown, Wb1 shows the tooth surface before machining and Wb2 shows the target tooth surface (ideal tooth surface) after machining. Tooth surface Wb1 before machining and target tooth surface Wb2 after machining are involute curves. Furthermore, in the 8th the alternate long and short dashed line is a partial circle.

Wenn die Zahnfläche Wb in einem Zustand bearbeitet wird, in dem die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb nicht abgenutzt ist, d.h. in einem Zustand, in dem der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH Null ist, wird die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung in der 9 zu einer dicken durchgezogenen Linie. Das heißt, wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH Null ist, entspricht die tatsächliche Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung der Soll-Zahnfläche Wb2. Genauer gesagt deckt sich die Ist-Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung mit dem gesamten Bereich von dem Zahnkopf bis zu dem Zahnfuß der Soll-Zahnfläche Wb2. Das heißt, die Ist-Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung stimmt mit der Soll-Zahnfläche Wb2 am Zahnkopf, auf dem Teilkreis und in einem mittleren Bereich der Zahnhöhe der Zahnfläche überein.When the tooth face Wb is machined in a state where the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb is not worn, that is, in a state where the blade edge diameter difference ΔH is zero, the actual tooth face Wb3 after machining in the 9 to a thick solid line. That is, when the blade edge diameter difference ΔH is zero, the actual tooth surface Wb3 after machining corresponds to the target tooth surface Wb2. More specifically, the actual tooth surface Wb3 after the machining coincides with the entire range from the crest to the dedendum of the target tooth surface Wb2. That is, the actual tooth surface Wb3 after machining agrees with the target tooth surface Wb2 at the addendum, on the pitch circle, and in a middle portion of the tooth height of the tooth surface.

In dem Zustand, in dem die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb nicht verschlissen ist, d.h. in dem Zustand, in dem der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH gleich Null ist, sind die grundlegenden Bearbeitungsbedingungen so festgelegt, dass die Ist-Zahnfläche Wb3 nach der Bearbeitung mit der Soll-Zahnfläche Wb2 nach der Bearbeitung übereinstimmt, und somit ist es selbstverständlich, dass das Obige erreicht ist. Die Grund-Bearbeitungsbedingungen umfassen einen Abstand zwischen den Achsen (Zwischenachsenabstand) zwischen der Drehachse Cw des Werkstücks W und der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T, und den Schneidenkanten-Durchmesser, der der Abstand zwischen der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T und der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb ist, und eine Beziehung zwischen einer Drehphase des Werkstücks W und einer Drehphase des Schneidwerkzeugs T.In the state where the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb is not worn, that is, in the state where the cutting edge diameter difference ΔH is zero, the basic machining conditions are set so that the actual tooth face Wb3 after machining with the target tooth face Wb2 after machining coincides, and thus it is a matter of course that the above is achieved. The basic machining conditions include an inter-axis distance (inter-axis distance) between the rotation axis Cw of the workpiece W and the rotation axis Ct of the cutting tool T, and the cutting edge diameter, which is the distance between the rotation axis Ct of the cutting tool T and the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb, and a relationship between a rotating phase of the workpiece W and a rotating phase of the cutting tool T.

Hier wird jeder Fall der in der 10 dargestellten Bearbeitungsbedingungen A bis D in einem Zustand untersucht, in dem der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH ein fester Wert ungleich Null ist, als Beispiel für einen Zustand, in dem die Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb verschlissen ist. Die Bearbeitungsbedingungen A bis D unterscheiden sich je nachdem, ob die Korrektur des Achsabstandes und die Korrektur der Anfangsphase für die grundlegenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt sind oder nicht.Here each case becomes the one in the 10 Machining conditions A to D shown in Fig. 1 are examined in a state where the blade edge diameter difference ΔH is a non-zero fixed value as an example of a state where the blade edge Tb3 of the tool blade Tb is worn. The machining conditions A to D differ depending on whether or not the center distance correction and the initial phase correction are performed for the basic machining conditions.

Die Korrektur des Zwischenachsenabstands dient dazu, den Achsabstand zwischen der Drehachse Cw des Werkstücks W und der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T in Bezug auf die Grund-Bearbeitungsbedingungen auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH zu korrigieren. In diesem Beispiel ist ein Korrekturwert für den Zwischenachsenabstand festgelegt, der dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH entspricht. Die Korrektur der Anfangsphase dient zur Korrektur der Anfangsphase der Drehphase des Werkstücks W und der Drehphase des Schneidwerkzeugs T zu Beginn der synchronen Drehung des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T in Bezug auf die Grund-Bearbeitungsbedingungen.The inter-axis distance correction is to correct the axis distance between the rotation axis Cw of the workpiece W and the rotation axis Ct of the cutting tool T with respect to the basic machining conditions based on the blade edge diameter difference ΔH. In this example, an inter-axis distance correction value corresponding to the tool edge diameter difference ΔH is specified. The correction of the initial phase is for correcting the initial phase of the rotating phase of the workpiece W and the rotating phase of the cutting tool T at the start of the synchronous rotation of the workpiece W and the cutting tool T with respect to the basic machining conditions.

Die Bearbeitungsbedingung A ist ein Fall, in dem die Korrektur des Zwischenachsenabstands und die Anfangsphasenkorrektur nicht durchgeführt sind, d.h. die Bearbeitung unter den grundlegenden Bearbeitungsbedingungen selbst durchgeführt wird. Die Bearbeitungsbedingung B ist eine Bedingung, in der nur der Zwischenachsenabstand korrigiert ist und die Anfangsphase nicht korrigiert ist. Die Bearbeitungsbedingungen C und D sind Bedingungen, unter denen der Zwischenachsenabstand und die Anfangsphase korrigiert sind. Bei den Bearbeitungsbedingungen C und D handelt es sich jedoch um Bedingungen, in denen die Korrekturwerte der Anfangsphasen unterschiedlich sind.The machining condition A is a case where the correction of the inter-axis distance and the initial phase correction are not performed, that is, the machining is performed under the basic machining conditions themselves. The machining condition B is a condition in which only the inter-axis distance is corrected and the initial phase is not corrected. The machining conditions C and D are conditions under which the inter-axis distance and the initial phase are corrected. However, the machining conditions C and D are conditions in which the correction values of the initial stages are different.

Die 11 zeigt die tatsächliche Zahnfläche Wb3 im Fall der Bearbeitungsbedingung A durch eine dicke durchgezogene Linie. Verglichen mit dem in der 9 dargestellten Fall, in dem der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH nicht existiert, ist zu erkennen, dass die tatsächliche Zahnfläche Wb3 in der 11 in einer Y-Achsen-Plus-Richtung um einen Betrag des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH verschoben ist. In diesem Fall beträgt, wie in der 15 dargestellt ist, unter der Bearbeitungsbedingung A ein Zahndickenfehler auf dem Teilkreis 140 µm und ein Zahndickenfehler am Zahnkopf 130 µm , die beide einen großen Fehler aufweisen.the 11 shows the actual tooth face Wb3 in the case of the machining condition A by a thick solid line. Compared to the one in the 9 shown case where the blade edge diameter difference ΔH does not exist, it can be seen that the actual tooth surface Wb3 in Fig 11 is shifted in a Y-axis plus direction by an amount of the blade edge diameter difference ΔH. In this case, as in the 15 is shown, under the machining condition A, a tooth thickness error on the pitch circle 140 μm and a tooth thickness error on the tooth head 130 μm, both of which have a large error.

In der 12 ist die tatsächliche Zahnflanke Wb3 im Fall der Bearbeitungsbedingung B durch eine dicke durchgezogene Linie dargestellt. Da der Achsabstand um den Betrag des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH korrigiert ist, liegt die Ist-Zahnfläche Wb3 näher an der Soll-Zahnfläche Wb2 als in dem in der 11 dargestellten Fall ohne Korrektur. Wie in der 15 dargestellt ist, beträgt der Zahndickenfehler unter der Bearbeitungsbedingung B auf dem Teilkreis 40 µm und der Zahndickenfehler am Zahnkopf 115 µm . Die Zykloidenkurve, die die Bewegungsbahn der Schneide Tb3 ist, hängt von dem Schneidenkanten-Durchmesser (dem Abstand zwischen der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T und der Schneide Tb3) des Schneidwerkzeugs T ab. Es ist daher ersichtlich, dass der Grund für den Zahndickenfehler darin liegt, dass sich der Schneidenkanten-Durchmesser um die Gräße des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH ändert.In the 12 the actual tooth flank Wb3 in the case of the machining condition B is represented by a thick solid line. Since the center distance is corrected by the amount of the cutting edge diameter difference ΔH, the actual tooth surface Wb3 is closer to the target tooth surface Wb2 as in the in the 11 shown case without correction. Like in the 15 is shown, the tooth thickness error under the machining condition B on the pitch circle is 40 µm and the tooth thickness error at the tooth tip is 115 µm. The cycloidal curve, which is the moving trajectory of the blade Tb3, depends on the blade edge diameter (the distance between the rotation axis Ct of the cutter T and the blade Tb3) of the cutter T. Therefore, it can be seen that the reason for the tooth thickness error is that the blade edge diameter changes by the amount of the blade edge diameter difference ΔH.

In der 13 stellt die tatsächliche Zahnflanke Wb3 im Fall der Bearbeitungsbedingung C durch eine dicke durchgezogene Linie dar. Unter der Bearbeitungsbedingung C ist zusätzlich zu der Korrektur des Zwischenachsenabstandes auch die Anfangsphase korrigiert. In der Bearbeitungsbedingung C ist, wie in der 13 dargestellt ist, ein Korrekturwert der Anfangsphase so bestimmt, dass die Ist-Zahnfläche Wb3 mit der Soll-Zahnfläche Wb2 auf dem Teilkreis übereinstimmt. Daher beträgt, wie in der 15 dargestellt ist, der Zahndickenfehler unter der Bearbeitungsbedingung C auf dem Teilkreis 0 µm und der Zahndickenfehler am Zahnkopf 75 µm . Unter der Bearbeitungsbedingung C hat der Zahnkopf den maximalen Zahndickenfehler. Es ist ersichtlich, dass die Bearbeitungsbedingung C den Zahndickenfehler auf dem Teilkreis auf Null bringen kann und auch den maximalen Fehler kleiner als den maximalen Fehler (115 m) unter der Bearbeitungsbedingung B macht.In the 13 13 represents the actual tooth flank Wb3 in the case of the machining condition C by a thick solid line. Under the machining condition C, in addition to the correction of the inter-axis distance, the initial phase is also corrected. In the machining condition C, as in the 13 1, a correction value of the initial phase is determined so that the actual tooth surface Wb3 coincides with the target tooth surface Wb2 on the pitch circle. Therefore, as in the 15 is shown, the tooth thickness error under the machining condition C on the pitch circle 0 µm and the tooth thickness error at the tooth tip 75 µm. Under the machining condition C, the tooth tip has the maximum tooth thickness error. It can be seen that the machining condition C can make the tooth thickness error on the pitch circle zero and also make the maximum error smaller than the maximum error (115 µm) under the machining condition B.

Die 14 zeigt die tatsächliche Zahnfläche Wb3 im Fall der Bearbeitungsbedingung D durch eine dicke durchgezogene Linie. In der Bearbeitungsbedingung D ist zusätzlich zur Korrektur des Zwischenachsenabstandes die Anfangsphase korrigiert. Bei der Bearbeitungsbedingung D ist, wie in der 14 dargestellt ist, ein Korrekturwert der Anfangsphase so bestimmt, dass die Ist-Zahnfläche Wb3 mit der Soll-Zahnfläche Wb2 am Zahnkopf übereinstimmt. Daher beträgt, wie in der 15 dargestellt ist, der Zahndickenfehler unter der Bearbeitungsbedingung D am Zahnkopf 0 µm und der Zahndickenfehler auf dem Teilkreis 95 µm . Unter der Bearbeitungsbedingung D liegt der maximale Zahndickenfehler in der Nähe des Zahnbodens auf der Zahnfläche Wb, zum Beispiel in der Nähe des Teilkreises. Es ist ersichtlich, dass die Bearbeitungsbedingung D den Zahndickenfehler des Zahnkopfes zu Null machen kann und auch den maximalen Fehler kleiner als den maximalen Fehler (115 m) unter der Bearbeitungsbedingung B macht.the 14 shows the actual tooth surface Wb3 in the case of the machining condition D by a thick solid line. In the machining condition D, in addition to the correction of the inter-axis distance, the initial phase is corrected. In the machining condition D, as in the 14 1, a correction value of the initial phase is determined so that the actual tooth surface Wb3 coincides with the target tooth surface Wb2 at the tooth crest. Therefore, as in the 15 is shown, the tooth thickness error under the machining condition D at the tooth tip 0 µm and the tooth thickness error on the pitch circle 95 µm. Under the machining condition D, the maximum tooth thickness error is near the tooth bottom on the tooth face Wb, for example, near the pitch circle. It can be seen that the machining condition D can make the tooth thickness error of the tooth tip zero and also makes the maximum error smaller than the maximum error (115 m) under the machining condition B.

Als Ergebnis der obigen Untersuchung kann durch die Korrektur der Anfangsphase zusätzlich zu der Korrektur des Zwischenachsenabstandes der Zahndickenfehler an einer bestimmten Position der Zahnfläche Wb zu Null gemacht werden und der maximale Fehler klein gemacht werden. Die Position, an der der Zahndickenfehler zu Null gemacht ist, kann entsprechend dem Korrekturwert der Anfangsphase ausgewählt werden. Ferner kann durch die Korrektur der Anfangsphase ein durchschnittlicher Fehler auf der gesamten Zahnfläche Wb minimiert werden.As a result of the above investigation, by correcting the initial phase in addition to correcting the interaxis distance, the tooth thickness error at a certain position of the tooth surface Wb can be made zero and the maximum error can be made small. The position where the tooth thickness error is made zero can be selected according to the correction value of the initial phase. Furthermore, by correcting the initial phase, an average error on the entire tooth surface Wb can be minimized.

7. Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und dem Korrekturwert der Anfangsphase7. Relationship between the blade edge diameter difference ΔH and the correction value of the initial phase

Als nächstes wird die Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und dem Korrekturwert der Anfangsphase unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben. Der Korrekturwert der Anfangsphase ist z.B. ein Korrekturwert, der den Zahndickenfehler auf dem Teilkreis zu Null macht, wie in der 13 dargestellt ist.Next, the relationship between the blade edge diameter difference ΔH and the initial phase correction value will be described with reference to FIG 16 described. The correction value of the initial phase is, for example, a correction value that makes the tooth thickness error on the pitch circle zero, as in FIG 13 is shown.

Wie in der 13 dargestellt ist, ist der Korrekturwert der Anfangsphase Null, wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH Null ist. Die Anfangsphase ist in diesem Fall die Anfangsphase, die durch die grundlegenden Verarbeitungsbedingungen bestimmt ist. Mit zunehmendem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH nimmt der Korrekturwert der Anfangsphase zu. In diesem Beispiel ist der Korrekturwert der Anfangsphase proportional zu dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH.Like in the 13 1, the correction value of the initial phase is zero when the blade edge diameter difference ΔH is zero. The initial phase in this case is the initial phase determined by the basic processing conditions. As the blade edge diameter difference ΔH increases, the correction value of the initial phase increases. In this example, the correction value of the initial phase is proportional to the blade edge diameter difference ΔH.

Auf diese Weise kann der Zahndickenfehler auf dem Teilkreis zu Null gemacht werden, indem der Korrekturwert der Anfangsphase entsprechend dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH bestimmt ist und die Bearbeitung mit der bestimmten Anfangsphase durchgeführt wird (der Wert, der durch Addition des Korrekturwertes zu der Anfangsphase der grundlegenden Bearbeitungsbedingungen erhalten wird). Wenn der Zahndickenfehler an dem Zahnkopf zu Null gemacht wird, ist die Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und dem Korrekturwert der Anfangsphase anders. Aber auch in diesem Fall ist die Beziehung nahezu proportional.In this way, the tooth thickness error on the pitch circle can be made zero by determining the correction value of the initial phase according to the blade edge diameter difference ΔH and performing machining with the determined initial phase (the value obtained by adding the correction value to the initial phase of the basic processing conditions is obtained). When the tooth thickness error at the tooth tip is made zero, the relationship between the blade edge diameter difference ΔH and the initial phase correction value is different. But even in this case the relationship is almost proportional.

Hier kann die Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und dem Korrekturwert der Anfangsphase aus dem Ergebnis der tatsächlichen Bearbeitung oder durch Simulation ermittelt werden. Die Beziehung ist nicht auf die Proportionalität beschränkt und kann auch durch eine Kurvennäherung ausgedrückt sein.Here, the relationship between the blade edge diameter difference ΔH and the initial phase correction value can be obtained from the result of actual machining or by simulation. The relationship is not limited to the proportionality and can also be expressed by a curve approximation.

8. Konfiguration der Steuervorrichtung 508. Configuration of the controller 50

Eine funktionelle Blockkonfiguration einer Steuervorrichtung 50 der voranstehend beschriebenen Werkzeugmaschine 1 wird unter Bezugnahme auf die 17 beschrieben. Die Steuervorrichtung 50 hat eine Einheit zur Bestimmung der grundlegenden Bearbeitungsbedingungen (Grund-Bearbeitungsbestimmungseinheit) 51, eine Einheit zur Bestimmung des Zwischenachsenabstands (Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit) 52, eine Einheit zur Bestimmung der Anfangsphase (Anfangsphasenbestimmungseinheit) 53, eine Einheit zur Speicherung der Bearbeitungsbedingungen 54 und eine Einheit zur Bearbeitung der Zahnoberfläche 55.A functional block configuration of a control device 50 of the machine tool 1 described above is described with reference to FIG 17 described. The control device 50 has a basic machining condition determination unit (basic machining determination unit) 51, an inter-axis distance determination unit (inter-axis distance determination unit) 52, an initial phase determination unit (initial phase determination unit) 53, a machining condition storage unit 54, and a unit for processing the tooth surface 55.

Die Grund-Bearbeitungsbedingungbestimmungseinheit 51 bestimmt eine Grund-Bearbeitungsbedingung, die in der Lage ist, die Sollzahnfläche zu bearbeiten, wenn die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb einen vorbestimmten Bezugsdurchmesser hat (Grund-Bearbeitungsbedingungsbestimmungsschritt). Die Grund-Bearbeitungsbedingungen sind Bearbeitungsbedingungen, bei denen, bezogen auf die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb, ein Teil der Bewegungsbahn (Zykloidenkurve) der dicken durchgezogenen Linie in der 6 mit der Zahnfläche Wb übereinstimmt, die eine Evolventenkurve ist. Die Grund-Bearbeitungsbedingung umfasst den Bezugsdurchmesser der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb, den Zwischenachsenabstand zwischen der Drehachse Cw des Werkstücks W und der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T während der Bearbeitung sowie die Anfangsphasen des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T zu Beginn der synchronen Drehung. Das Grund-Bearbeitungsbedingungsbestimmungsverfahren wird später beschrieben.The basic machining condition determining unit 51 determines a basic machining condition capable of machining the target tooth surface when the cutting edge Tb3 of the tool bit Tb has a predetermined reference diameter (basic machining condition determining step). The basic machining conditions are machining conditions in which, with respect to the cutting edge Tb3 of the tool cutting edge Tb, a part of the trajectory (cycloidal curve) of the thick solid line in FIG 6 coincides with the tooth surface Wb which is an involute curve. The basic machining condition includes the reference diameter of the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb, the inter-axis distance between the rotation axis Cw of the workpiece W and the rotation axis Ct of the cutting tool T during machining, and the initial stages of the workpiece W and the cutting tool T at the start of synchronous rotation. The basic machining condition determination method will be described later.

Wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH besteht, bestimmt die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 den Zwischenachsenabstand zum Zeitpunkt der Bearbeitung basierend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH (Zwischenachsenabstand-Bestimmungsschritt). Wenn sich die Position der Schneidenkante Tb3 des Schneidwerkzeugs T aufgrund von Verschleiß ändert, bestimmt die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 den Abstand zwischen den Achsen auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH, der sich aufgrund von Verschleiß geändert hat. Wenn ein Montagefehler des Spitzenelements auftritt, bestimmt die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 den Zwischenachsenabstand auf der Grundlage des durch den Montagefehler des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH.When the blade edge diameter difference ΔH exists, the inter-axis distance determination unit 52 determines the inter-axis distance at the time of machining based on the blade edge diameter difference ΔH (inter-axis distance determination step). When the position of the blade edge Tb3 of the cutting tool T changes due to wear, the inter-axis distance determination unit 52 determines the distance between the axes based on the blade edge diameter difference ΔH that has changed due to wear. When an assembly error of the tip member occurs, the inter-axis distance determination unit 52 determines the inter-axis distance based on the blade edge diameter difference ΔH caused by the assembly error.

In diesem Beispiel bestimmt die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 den Zwischenachsenabstand durch Subtraktion des erfassten Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH von dem Zwischenachsenabstand unter den von der Grund-Bearbeitungsbedingungbestimmungseinheit 51 bestimmten Grund-Bearbeitungsbedingungen.In this example, the inter-axis distance determination unit 52 determines the inter-axis distance by subtracting the detected blade edge diameter difference ΔH from the inter-axis distance under the basic machining conditions determined by the basic machining condition determination unit 51 .

Die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 bestimmt die Anfangsphasen des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T zu Beginn der synchronen Drehung auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH, wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH besteht (AnfangsphasenBestimmungsschritt). Wenn sich die Position der Schneidenkante Tb3 des Schneidwerkzeugs T aufgrund von Verschleiß ändert, bestimmt die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 die Anfangsphase auf der Grundlage des aufgrund von Verschleiß geänderten Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH. Wenn ein Montagefehler des Spitzenelements besteht, bestimmt die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 die Anfangsphase auf der Grundlage des durch den Montagefehler verursachten Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH.The initial phase determination unit 53 determines the initial phases of the workpiece W and the cutting tool T at the start of synchronous rotation based on the blade edge diameter difference ΔH when the blade edge diameter difference ΔH exists (initial phase determination step). When the position of the blade edge Tb3 of the cutting tool T changes due to wear, the initial phase determination unit 53 determines the initial phase based on the blade edge diameter difference ΔH changed due to wear. When there is an assembly error of the tip member, the inter-axis distance determination unit 52 determines the initial phase based on the blade edge diameter difference ΔH caused by the assembly error.

In diesem Beispiel bestimmt die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 den Korrekturwert der Anfangsphase entsprechend dem erfassten Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH aus der in der 16 dargestellten Beziehung zwischen dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH und dem Korrekturwert der Anfangsphase. Darauffolgend ermittelt die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 die Anfangsphase, indem sie den Korrekturwert der ermittelten Anfangsphase zu der Anfangsphase unter den von der Grund-Bearbeitungsbedingungs-Bestimmungseinheit 51 ermittelten Grund-Bearbeitungsbedingungen addiert.In this example, the initial phase determination unit 53 determines the correction value of the initial phase corresponding to the detected blade edge diameter difference ΔH from the data shown in FIG 16 shown relationship between the blade edge diameter difference ΔH and the correction value of the initial phase. Subsequently, the initial phase determination unit 53 determines the initial phase by adding the correction value of the determined initial phase to the initial phase under the basic machining conditions determined by the basic machining condition determination unit 51 .

Wie in der 13 dargestellt ist, kann die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 die Anfangsphase so bestimmen, dass der Fehler in Bezug auf den Sollwert auf dem Teilkreis der Zahnfläche Wb minimiert wird. Außerdem kann die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53, wie in der 14 dargestellt ist, die Anfangsphase so bestimmen, dass der Fehler in Bezug auf den Sollwert an dem Zahnkopf der Zahnfläche Wb minimiert wird. Außerdem kann die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 die Anfangsphase so bestimmen, dass der Fehlerdurchschnittswert in der gesamten Zahnfläche Wb zu einem Minimalwert wird.Like in the 13 1, the initial phase determination unit 53 can determine the initial phase so that the error with respect to the target value on the pitch circle of the tooth surface Wb is minimized. In addition, the initial phase determination unit 53, as shown in FIG 14 shown, determine the initial phase so that the error with respect to the target value at the addendum of the tooth face Wb is minimized. In addition, the initial phase determination unit 53 may determine the initial phase so that the error average value in the entire tooth surface Wb becomes a minimum value.

Die Bearbeitungsbedingungspeichereinheit 54 speichert die Grund-Bearbeitungsbedingungen, die von der Grund-Bearbeitungsbedingungsbestimmungseinheit 51 bestimmt wurden. Außerdem speichert die Verarbeitungsbedingungspeichereinheit 54 den korrigierten Zwischenachsenabstand, der durch die Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 bestimmt wurde, und die korrigierte Anfangsphase, die durch die Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 bestimmt wurde, wenn ein Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH besteht.The machining condition storage unit 54 stores the basic machining conditions determined by the basic machining condition determination unit 51 . In addition, the processing condition storage unit 54 stores the corrected inter-axis distance determined by the inter-axis distance determination unit 52; and the corrected initial phase determined by the initial phase determination unit 53 when there is a blade edge diameter difference ΔH.

Die Zahnflächenverarbeitungseinheit 55 steuert eine Antriebsvorrichtung 60, wie z.B. einen Motor, beruhend auf den in der Bearbeitungsbedingungspeichereinheit 54 gespeicherten Bearbeitungsbedingungen (die Grund-Bearbeitungsbedingung, der Zwischenachsenabstand nach der Korrektur, die Anfangsphase nach der Korrektur). Wie oben beschrieben wurde, führt die Zahnflächenbearbeitungseinheit 55 eine solche Steuerung durch, dass die Zahnfläche Wb von dem Zahnkopf bis zu dem Zahnfuß bearbeitet ist, während die Werkzeugschneide Tb entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in die Zahnlücke Wa eintreten kann. Außerdem führt die Zahnflächenbearbeitungseinheit 55 eine solche Steuerung durch, dass die Werkzeugschneide Tb nach der Bearbeitung der Zahnfläche Wb aus der Zahnlücke Wa herausgezogen wird, indem sie entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn bewegt wird.The tooth surface processing unit 55 controls a driving device 60 such as a motor based on the machining conditions stored in the machining condition storage unit 54 (the basic machining condition, the inter-axis distance after correction, the initial phase after correction). As described above, the tooth face machining unit 55 performs control such that the tooth face Wb is machined from the crest to the dedendum while the tool blade Tb is allowed to enter the gullet Wa along a predetermined moving trajectory. In addition, the tooth face machining unit 55 performs control such that the tool blade Tb is extracted from the tooth space Wa after machining the tooth face Wb by being moved along a predetermined movement path.

9. Verfahren zur Bestimmung der Grund-Bearbeitungsbedingung9. Method of determining the basic machining condition

Ein Verfahren zur Grund-Bearbeitungsbedingungsbestimmung (Schritt zur Bestimmung der Grund-Bearbeitungsbedingungen) durch die Grund-Bearbeitungsbestimmungseinheit ist unter Bezugnahme auf die 18 beschrieben. Wie oben beschrieben, ist es notwendig, einen Teil der Zykloidenkurve der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb zu finden, der nahe an der Evolventenkurve der Zahnfläche Wb liegt. Außerdem muss die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb in der Zykloidenkurve eine solche Lagebeziehung zwischen dem Werkstück W und dem Schneidwerkzeug T aufweisen, dass die Zahnfläche Wb von dem Zahnkopf zu dem Zahnfuß geschnitten ist. Weiterhin ist es notwendig, die Zahnfläche Wb für alle der Vielzahl von Zahnlücken Wa in dem Werkstück W zu schneiden. Um diese Dinge zu realisieren, sind die Grund-Bearbeitungsbedingungen durch den Grund-Bearbeitungsbedingungsbestimmungsprozess bestimmt, wie unten beschrieben wird.A method of basic machining condition determination (basic machining condition determination step) by the basic machining determination unit is described with reference to FIG 18 described. As described above, it is necessary to find a part of the cycloid curve of the cutting edge Tb3 of the tool cutting edge Tb that is close to the involute curve of the tooth surface Wb. In addition, the cutting edge Tb3 of the tool nose Tb is required to have such a positional relationship between the workpiece W and the cutting tool T in the cycloidal curve that the tooth face Wb is cut from the crest to the dedendum. Furthermore, it is necessary to cut the tooth surface Wb for all of the plurality of tooth spaces Wa in the workpiece W. In order to realize these things, the basic machining conditions are determined by the basic machining condition determination process as described below.

Wie in der 18 dargestellt ist, wird die Anzahl der Schneiden des Schneidwerkzeugs T bestimmt (Schritt S1). Das in der 2 dargestellte Schneidwerkzeug T hat beispielsweise eine Schneide. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Schneiden z.B. eins, zwei oder drei. Als nächstes wird ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Werkstück W und dem Schneidwerkzeug T bestimmt (Schritt S2). Das heißt, es ist festgelegt, unter welchen Bedingungen die Werkzeugschneide Tb alle Zahnflächen Wb schneiden kann. Die Werkzeugschneide Tb bestimmt das Drehzahlverhältnis zu einem einmaligen Schneiden aller Zahnflächen Wb.Like in the 18 1, the number of cutting edges of the cutting tool T is determined (step S1). That in the 2 The cutting tool T shown has, for example, a cutting edge. The number of cutting edges is preferably one, two or three, for example. Next, a speed ratio between the workpiece W and the cutting tool T is determined (step S2). That is, it is determined under which conditions the tool blade Tb can cut all the tooth surfaces Wb. The tool cutting edge Tb determines the speed ratio for a one-time cutting of all tooth surfaces Wb.

Als nächstes wird ein beliebiger Anfangswert für den Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb eingegeben (Schritt S3). Als nächstes wird unter der Bedingung, dass das Werkstück W fixiert ist, die Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb als zykloide Bewegungsbahn unter Verwendung des Drehungsgeschwindigkeitsverhältnisses und des Schneidenkanten-Durchmessers der Werkzeugschneide Tb berechnet (Schritt S4).Next, an arbitrary initial value for the cutting edge diameter of the tool blade Tb is input (step S3). Next, under the condition that the workpiece W is fixed, the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb is calculated as a cycloid trajectory using the rotation speed ratio and the blade edge diameter of the tool blade Tb (step S4).

Anschließend wird ermittelt, ob die Zykloidenkurve, die die Bewegungsbahn der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb ist, mit der Zahnfläche Wb übereinstimmt, die die Evolventenkurve ist (Schritt S5). Wenn sie nicht übereinstimmen (S5: Nein), wird der Schneidenkanten-Durchmesser der Werkzeugschneide Tb geändert (Schritt S6). Dann werden die Schritte S4 und S5 wiederholt.Subsequently, it is determined whether the cycloid curve, which is the moving trajectory of the cutting edge Tb3 of the tool cutting edge Tb, agrees with the tooth surface Wb, which is the involute curve (step S5). If they do not match (S5: No), the cutting edge diameter of the tool blade Tb is changed (Step S6). Then steps S4 and S5 are repeated.

Wenn sie in dem Schritt S5 übereinstimmen (S5: Ja), ist in diesem Fall der Schneidenkantendurchmesser (Bezugsdurchmesser) der Werkzeugschneide Tb bestimmt (Schritt S7). Bei Verwendung des ermittelten Schneidenkantendurchmessers (Bezugsdurchmessers) der Werkzeugschneide Tb und des Drehzahlverhältnisses ist in einem radialen Bereich des Werkstücks W, in dem die Zahnflanke Wb vorhanden ist, ein Teil der Zykloidenkurve der Schneidenkante Tb3 der Werkzeugschneide Tb und der Zahnflanke Wb, die eine Evolventenkurve ist, angenähert.In this case, if they match (S5: Yes) in the step S5, the cutting edge diameter (reference diameter) of the tool blade Tb is determined (step S7). Using the obtained cutting edge diameter (reference diameter) of the tool blade Tb and the speed ratio, in a radial area of the workpiece W where the tooth flank Wb exists, there is a part of the cycloidal curve of the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb and the tooth flank Wb, which is an involute curve , approximated.

Anschließend wird der Einstellungsbetrag der Drehungsphase so bestimmt, dass die Bewegungsbahn der Schneide Tb3 der Werkzeugschneide Tb die Zahnfläche Wb von dem Zahnkopf zu dem Zahnfuß hin schneidet (Schritt S8). Abhängig von der Beziehung zwischen der Drehungsphase des Werkstücks W und der Drehungsphase des Schneidwerkzeugs T kann sich die Werkzeugschneide Tb, nachdem sie in den Innenraum der Zahnlücke Wa eingetreten ist, während sie die Zahnfläche Wb bearbeitet, aus dem Innenraum der Zahnlücke Wa zurückziehen, ohne die Zahnfläche Wb zu berühren. Abhängig von der Drehungsphase kann die Werkzeugschneide Tb auch die Zahnfläche Wb nicht berühren, wenn sie in den Innenraum der Zahnlücke Wa eintritt, und sie kann die Zahnfläche Wb berühren, wenn sie sich aus dem Innenraum der Zahnlücke Wa zurückzieht. Außerdem kann die Werkzeugschneide Tb je nach Drehungsphase möglicherweise nicht in die Zahnlücke Wa eindringen und mit den Zähnen zusammenstoßen. Daher ist der Einstellwert der Drehungsphase, der den in den 5 und 6 dargestellten Vorgang realisiert, bestimmt. Auf diese Weise sind die Bearbeitungsbedingungen bestimmt.Subsequently, the adjustment amount of the rotation phase is determined so that the trajectory of movement of the cutting edge Tb3 of the tool blade Tb intersects the tooth surface Wb from the crest to the dedendum (step S8). Depending on the relationship between the rotation phase of the workpiece W and the rotation phase of the cutting tool T, the tool blade Tb, after entering the inside of the gullet Wa while machining the tooth face Wb, may retreat from the inside of the gullet Wa without the To touch tooth surface Wb. Also, depending on the rotation phase, the tool blade Tb may not touch the tooth surface Wb when entering the inside of the tooth space Wa, and may touch the tooth surface Wb when retreating from the inside of the tooth space Wa. In addition, depending on the rotation phase, the tool blade Tb may not enter the tooth gap Wa and collide with the teeth. Therefore, the setting value of the rotation phase, which is the one in the 5 and 6 illustrated process realized, determined. In this way, the machining conditions are determined.

Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zur Bearbeitung von Zahnrädern kann die Schnittgeschwindigkeit im Vergleich zum Schäl- und Wälzverfahren erhöht werden, obwohl der Schneidprozess nur auf einer Oberfläche der Zahnfläche Wb durchgeführt wird. Daher kann die Zahnfläche Wb mit hoher Genauigkeit geschnitten werden, selbst wenn das Schneidwerkzeug T einen kleinen Durchmesser hat. Dies ist insbesondere beim Schneiden von Innenverzahnungen von Vorteil, da der Außendurchmesser des Schneidwerkzeugs T begrenzt ist.According to the gear processing method described above, although the cutting process is performed only on one surface of the tooth surface Wb, the cutting speed can be increased compared to the skiving and hobbing method. Therefore, the tooth face Wb can be cut with high accuracy even if the cutting tool T has a small diameter. This is particularly advantageous when cutting internal gears, since the outside diameter of the cutting tool T is limited.

10. Verfahren zur Bearbeitung der Zahnflanke10. Process for machining the tooth flank

Ein Zahnflächenbearbeitungsvorgang (Zahnflächenbearbeitungsschritt) durch die Zahnflächenbearbeitungseinheit 55 wird unter Bezugnahme auf die 19 beschrieben. Zunächst werden die Drehungsphase des Werkstücks W und die Drehungsphase des Schneidwerkzeugs T auf die von der Anfangsphasenbestimmungseinheit 53 bestimmte Anfangsphase (Anfangsphasenbestimmungsschritt) positioniert (Schritt S11). Anschließend wird die synchrone Drehung des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T begonnen (Schritt S12).A tooth surface machining process (tooth surface machining step) by the tooth surface machining unit 55 will be described with reference to FIG 19 described. First, the rotation phase of the workpiece W and the rotation phase of the cutting tool T are positioned to the initial phase determined by the initial phase determination unit 53 (initial phase determination step) (step S11). Subsequently, the synchronous rotation of the workpiece W and the cutting tool T is started (step S12).

Anschließend wird mindestens eines aus dem Werkstück W und Schneidwerkzeug T so verschoben, dass der Zwischenachsabstand zwischen der Drehachse Cw des Werkstücks W und der Drehachse Ct des Schneidwerkzeugs T mit dem von der Zwischenachsenabstandsbestimmungseinheit 52 bestimmten Zwischenachsenabstand übereinstimmt (Zwischenachsenabstandbestimmungsschritt). Dann wird die Zahnfläche Wb von der Werkzeugschneide Tb in dem von der Zwischenachsenabstandbestimmungseinheit 52 bestimmten Zwischenachsenabstand bearbeitet (Schritt S13). Anschließend wird das Schneidwerkzeug T aus dem Werkstück W zurückgezogen, indem der Zwischenachsenabstand zu dem Anfangszustand zurückgesetzt wird (Schritt S14). Dann wird die Drehung des Werkstücks W und des Schneidwerkzeugs T angehalten und der Zahnflächenbearbeitungsvorgang ist abgeschlossen (Schritt S15).Then, at least one of the workpiece W and the cutting tool T is shifted so that the inter-axis distance between the rotation axis Cw of the workpiece W and the rotation axis Ct of the cutting tool T matches the inter-axis distance determined by the inter-axis distance determination unit 52 (inter-axis distance determination step). Then, the tooth surface Wb is machined by the tool nose Tb at the inter-axis distance determined by the inter-axis distance determining unit 52 (step S13). Subsequently, the cutting tool T is withdrawn from the workpiece W by resetting the inter-axis distance to the initial state (step S14). Then, the rotation of the workpiece W and the cutting tool T is stopped, and the tooth surface machining process is completed (step S15).

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Zahnradbearbeitungsverfahren wird die synchrone Drehung in der Anfangsphase begonnen, die auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH bestimmt ist, und die Zahnfläche Wb wird in dem auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds ΔH bestimmten Zwischenachsenabstand bearbeitet. Daher kann der Bearbeitungsfehler der Zahnfläche Wb reduziert werden, selbst wenn der Schneidenkanten-Durchmesserunterschied ΔH aufgrund von Verschleiß, Montagefehlern des Spitzenelements oder ähnlichem auftritt.According to the gear machining method described above, the synchronous rotation is started in the initial phase determined based on the blade edge diameter difference ΔH, and the tooth face Wb is machined at the interaxis distance determined based on the blade edge diameter difference ΔH. Therefore, the machining error of the tooth face Wb can be reduced even if the blade edge diameter difference ΔH occurs due to wear, assembly error of the tip member, or the like.

Es sind ein Zahnradbearbeitungsverfahren und eine Zahnradbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, um durch eine synchrone Drehung eines zahnradförmigen Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs eine der Zahnflächen in einer Zahnlücke eines Zahnprofils zu bearbeiten. Das Zahnradbearbeitungsverfahren umfasst das Bestimmen eines Zwischenachsenabstands zwischen einer Drehachse des Werkstücks und einer Drehachse des Schneidwerkzeugs bei der Bearbeitung der Zahnflächen auf der Grundlage eines Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds, der ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist; das Bestimmen einer Anfangsphase einer Drehungsphase des Werkstücks und einer Drehungsphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginnens der synchronen Drehung auf der Grundlage des Schneidenkanten-Durchmesserunterschieds; und das Bearbeiten der Zahnflächen in dem bestimmten Zwischenachsenabstands durch Beginnen der synchronen Drehung.There are provided a gear machining method and a gear machining apparatus for machining one of tooth surfaces in a tooth space of a tooth profile by synchronously rotating a gear-shaped workpiece and a cutting tool. The gear machining method includes determining an interaxis distance between a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of the cutting tool when machining the tooth surfaces, based on a blade edge diameter difference that is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter; determining an initial phase of a rotation phase of the workpiece and a rotation phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; and machining the tooth surfaces at the determined inter-axis distance by starting the synchronous rotation.

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Claims (6)

Zahnradbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten, durch eine synchrone Drehung eines Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs, einer von Zahnflächen in einer Zahnlücke eines Zahnprofils mit Bezug auf das zahnradförmige Werkstück, dessen Zahnprofil im Voraus geformt wurde, wobei das Zahnradbearbeitungsverfahren umfasst: Anordnen einer Drehachse des Werkstücks und einer Drehachse eines Schneidwerkzeugs in einer parallelen Weise; Bestimmen eines Zwischenachsenabstands zwischen der Drehachse des Werkstücks und der Drehachse des Schneidwerkzeugs während der Bearbeitung der Zahnflächen, beruhend auf einem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied, der ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist, wobei der vorbestimmte Bezugsdurchmesser und der tatsächliche Durchmesser ein Abstand von der Drehachse des Schneidwerkzeugs zu einer Schneidenkante des Schneidwerkzeugs sind; Bestimmen einer Anfangsphase einer Drehungsphase des Werkstücks und einer Drehungsphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginns der synchronen Drehung, beruhend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied; Beginnen der synchronen Drehung des Werkstücks und des Schneidwerkzeugs in einem Zustand, in dem sie in der bestimmten Anfangsphase positioniert sind, um die Schneidenkante des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn mit Bezug auf das Werkstück zu bewegen; und Bearbeiten der Zahnflächen in dem bestimmten Zwischenachsenabstand durch Beginnen der synchronen Drehung.A gear machining method for machining, by synchronous rotation of a workpiece and a cutting tool, one of tooth surfaces in a tooth space of a tooth profile with respect to the gear-shaped workpiece whose tooth profile has been formed in advance, the gear machining method comprising: arranging a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of a cutting tool in a parallel manner; determining an interaxis distance between the axis of rotation of the workpiece and the axis of rotation of the cutting tool during machining of the tooth surfaces based on a cutting edge diameter difference which is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter, the predetermined reference diameter and the actual diameter being a distance of the axis of rotation of the cutting tool to a cutting edge of the cutting tool; determining an initial phase of a rotation phase of the workpiece and a rotation phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; starting the synchronous rotation of the workpiece and the cutting tool in a state where they are positioned in the determined initial phase to move the cutting edge of the cutting tool along a predetermined trajectory with respect to the workpiece; and Machining the tooth surfaces at the determined inter-axis distance by starting the synchronous rotation. Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Zwischenachsenabstands das Bestimmen des Zwischenachsenabstands beruhend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied, der durch den Verschleiß der Schneidenkante des Schneidwerkzeugs verändert ist, umfasst, und das Bestimmen der Anfangsphase das Bestimmen der Anfangsphase beruhend auf dem durch Verschleiß der Schneidenkante des Schneidwerkzeugs veränderten Schneidenkanten-Durchmesserunterschied umfasst.gear machining process claim 1 , wherein determining the inter-axis distance includes determining the inter-axis distance based on the cutting edge diameter difference changed by wear of the cutting edge of the cutting tool, and determining the initial phase includes determining the initial phase based on the cutting edges changed by wear of the cutting edge of the cutting tool - Includes diameter difference. Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen der Anfangsphase das Bestimmen der Anfangsphase derart umfasst, dass ein Fehler in Bezug auf einen Sollwert der Zahnflächen des Werkstücks auf einem Teilkreis minimiert ist.gear machining process claim 2 , wherein determining the initial phase comprises determining the initial phase such that an error with respect to a target value of the tooth surfaces of the workpiece on a pitch circle is minimized. Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen der Anfangsphase das Bestimmen der Anfangsphase derart umfasst, dass ein Fehler in Bezug auf einen Sollwert an einem Zahnkopf der Zahnflächen des Werkstücks minimiert ist.gear machining process claim 2 , wherein determining the initial phase comprises determining the initial phase such that an error relative to a target value at an addendum of the tooth surfaces of the workpiece is minimized. Zahnradbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorbestimmte Bewegungsbahn eine Zykloidenkurve ist, die Zahnflächen eine Evolventenkurve sind, und die Bearbeitung der Zahnflächen die Bearbeitung der Zahnflächen durch Anwenden eines Teils der Zykloidenkurve umfasst, wobei der Teil sich der Evolventenkurve annähert.Gear machining method according to one of Claims 1 until 4 wherein the predetermined trajectory is a cycloidal curve, the tooth surfaces are an involute curve, and machining the tooth surfaces comprises machining the tooth surfaces by applying a portion of the cycloidal curve, the portion approximating the involute curve. Zahnradbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten, durch eine synchrone Drehung eines Werkstücks und eines Schneidwerkzeugs, einer der Zahnflächen in einer Zahnlücke eines Zahnprofils mit Bezug auf das zahnradförmige Werkstück, dessen Zahnprofil im Voraus geformt wurde, wobei die Zahnradbearbeitungsvorrichtung umfasst: das Schneidwerkzeug; und eine Steuervorrichtung, die das Werkstück und das Schneidwerkzeug steuert, wobei die Zahnradbearbeitungsvorrichtung eine Drehachse des Werkstücks und eine Drehachse des Schneidwerkzeugs parallel anordnet, und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um: einen Zwischenachsenabstand zwischen der Drehachse des Werkstücks und der Drehachse des Schneidwerkzeugs bei der Bearbeitung der Zahnflächen, beruhend auf einem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied zu bestimmen, der ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten Bezugsdurchmesser und einem tatsächlichen Durchmesser ist, wobei der vorbestimmte Bezugsdurchmesser und der tatsächliche Durchmesser ein Abstand von der Drehachse des Schneidwerkzeugs zu einer Schneidenkante des Schneidwerkzeugs sind; eine Anfangsphase einer Drehungsphase des Werkstücks und eine Drehungsphase des Schneidwerkzeugs zu einem Zeitpunkt des Beginns der synchronen Drehung basierend auf dem Schneidenkanten-Durchmesserunterschied zu bestimmen; die synchrone Drehung des Werkstücks und des Schneidwerkzeugs in einem Zustand zu beginnen, in dem sie in der bestimmten Anfangsphase positioniert sind, um die Schneide des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn mit Bezug auf das Werkstück zu bewegen; und die Zahnflächen in dem bestimmten Zwischenachsenabstand durch Beginnen der synchronen Drehung zu bearbeiten.A gear processing device for processing, by synchronous rotation of a workpiece and a cutting tool, one of tooth surfaces in a tooth space of a tooth profile with respect to the gear-shaped workpiece whose tooth profile has been formed in advance, the gear processing device comprising: the cutting tool; and a controller that controls the workpiece and the cutting tool, wherein the gear processing device arranges a rotation axis of the workpiece and a rotation axis of the cutting tool in parallel, and the controller is configured to: to determine an interaxis distance between the axis of rotation of the workpiece and the axis of rotation of the cutting tool when machining the tooth surfaces, based on a cutting edge diameter difference, which is a difference between a predetermined reference diameter and an actual diameter, the predetermined reference diameter and the actual diameter being a distance from the axis of rotation of the cutting tool to a cutting edge of the cutting tool; determine an initial phase of a rotation phase of the workpiece and a rotation phase of the cutting tool at a timing of starting the synchronous rotation based on the blade edge diameter difference; start the synchronous rotation of the workpiece and the cutting tool in a state where they are positioned in the determined initial phase to move the blade edge of the cutting tool along a predetermined movement path with respect to the workpiece; and to machine the tooth surfaces at the determined interaxis distance by starting the synchronous rotation.
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