JP2001157918A - Tooth profile cutting method - Google Patents

Tooth profile cutting method

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JP2001157918A
JP2001157918A JP34065199A JP34065199A JP2001157918A JP 2001157918 A JP2001157918 A JP 2001157918A JP 34065199 A JP34065199 A JP 34065199A JP 34065199 A JP34065199 A JP 34065199A JP 2001157918 A JP2001157918 A JP 2001157918A
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JP
Japan
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pinion cutter
tooth profile
workpiece
axis
tooth
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Application number
JP34065199A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Koshiba
博 小柴
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tooth profile cutting method which can summarize the process by adding the tooth profile cutting function by a pinion cutter to the function of an numerically controlled lathe and a machining center, and cut a tooth profile of an inclined tooth trace with respect to the axis line the taper involute spline while suppressing the cost increase. SOLUTION: The tooth profile is cut by relatively moving the pinion cutter 11 along the inclined tooth trace while synchronously rotating the pinion cutter 11 and a work W. When the pinion cutter 11 is relatively moved along the tooth trace, the rotational speed ratio of the pinion cutter 11 or the work W is changed so that the peripheral speed of a contact portion of the pinion cutter 11 is agreed with that of the work W.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、テーパインボリ
ュートスプラインのような歯すじが軸心に対して傾斜す
る歯形を、NC旋盤、マシニングセンタによって形成す
るための歯形切削加工方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tooth profile cutting method for forming a tooth profile, such as a tapered involute spline, whose teeth are inclined with respect to an axis by an NC lathe and a machining center.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
テーパインボリュートスプラインは、専用のブローチ盤
を使用し、ブローチ軸と被加工物取付け軸とを傾斜させ
た状態で、ブローチカッタにより切削加工されている。
2. Description of the Related Art
The tapered involute spline is cut by a broach cutter using a dedicated broaching machine with the broach shaft and the workpiece mounting shaft being inclined.

【0003】上記テーパインボリュートスプラインの切
削加工は、ブローチ盤に限定されているため、被加工物
に孔あけ加工と歯形加工とが並存する場合には、被加工
物を完成させるためには、マシニングセンタとブローチ
盤との2台の工作機械が必要となる。このように上記複
合加工においては、複数の装置、その設置スペース、装
置間の搬送、各装置の段取り換え等に多大のコストを要
することにより、そのため上記複合加工が、多品種少量
生産における大きなネックとなっている。
[0003] Since the cutting of the tapered involute spline is limited to a broaching machine, when a hole is formed on the work and a tooth profile is formed, a machining center is required to complete the work. And a broaching machine are required. As described above, in the combined machining, a large amount of cost is required for a plurality of devices, their installation space, transportation between the devices, setup change of each device, and the like. It has become.

【0004】また、このブローチ盤に使用されるブロー
チカッタは、被加工物に個別に対応させて製作されるも
のであるため、非常に高価なものとなっている。
The broach cutter used for this broaching machine is very expensive because it is manufactured individually for each workpiece.

【0005】また、かさ歯車、テーパインボリュートス
プライン等のように軸心に対して傾斜した歯すじを有す
る歯形を加工する場合には、歯切カッタを取り付けるカ
ッタ軸と被加工物を取り付けるテーブル軸とを傾斜させ
て、カッタの往復運動とテーブルの回転との創成運動に
よる加工法や、ブローチ軸とテーブル軸とを傾斜させて
ブローチ加工を行う方法とが知られている。
[0005] When machining a tooth profile having tooth traces inclined with respect to the axis, such as a bevel gear, a tapered involute spline, etc., a cutter shaft for mounting a gear cutting cutter and a table shaft for mounting a workpiece. There is known a machining method in which a cutter is reciprocated and a table is rotated by generating movement of a table, and a method in which a broach shaft and a table shaft are inclined to perform broaching.

【0006】しかしながら、上記加工方法は、主軸又は
ブローチ軸をテーブル軸に傾斜させるものであるので、
汎用性に乏しく専用の加工機械となり、また、テーブル
傾斜角度を変更可能に設けたとしても、構造の複雑化に
より高価になるという問題を有していた。さらに上記の
ように非常に高価なブローチカッタを使用しなければな
らないという欠点も有していた。
[0006] However, in the above-mentioned processing method, the main shaft or the broach shaft is inclined to the table shaft.
There is a problem that it is a versatile processing machine with poor versatility, and even if the table inclination angle is changeable, it becomes expensive due to the complicated structure. Further, there is a disadvantage that a very expensive broach cutter must be used as described above.

【0007】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、NC旋盤やマシ
ニングセンタの機能にピニオンカッタによる歯形加工機
能を付加して工程の集約を図ることを可能にし、またブ
ローチカッタをピニオンカッタに変更することにより工
具コストの低減を図ることが可能な歯形切削加工方法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object of the present invention is to add a tooth profile machining function using a pinion cutter to the functions of an NC lathe or a machining center to consolidate processes. It is another object of the present invention to provide a tooth profile cutting method capable of reducing the tool cost by changing the broach cutter to a pinion cutter.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および効果】そこで請求項
1の歯形切削加工方法は、テーパインボリュートスプラ
イン、テーパセレーションのように歯すじが軸心Owに
対して傾斜する歯形を形成する歯形切削加工方法におい
て、NC旋盤の回転角度制御可能な回転工具取付軸12
にピニオンカッタ11を装着し、回転角度制御可能な被
加工物取付軸2に被加工物Wを取り付けて、ピニオンカ
ッタ11および被加工物Wを同期回転させつつ、同時に
ピニオンカッタ11を軸心Owに対して傾斜した歯すじ
に沿って相対的に移動させることにより切削加工を行う
歯形切削加工方法であって、このピニオンカッタ11を
歯すじに沿って相対的に移動させる際に、前記ピニオン
カッタ11と被加工物Wとの接触部分の回転方向の周速
度を一致させるべく、回転工具取付軸12と被加工物取
付軸2との回転速度比を変更することを特徴としてい
る。
Accordingly, a tooth profile cutting method according to a first aspect of the present invention is a tooth profile cutting method for forming a tooth profile in which a tooth trace is inclined with respect to an axis Ow, such as a tapered involute spline and a taper serration. In the rotary tool mounting shaft 12 capable of controlling the rotation angle of the NC lathe,
, A workpiece W is mounted on a workpiece mounting shaft 2 whose rotation angle can be controlled, and the pinion cutter 11 and the workpiece W are synchronously rotated while simultaneously rotating the pinion cutter 11 with the axis Ow. A tooth profile cutting method for performing a cutting process by relatively moving along a tooth trace inclined with respect to the pinion cutter, when the pinion cutter 11 is relatively moved along a tooth trace, It is characterized in that the rotational speed ratio between the rotary tool mounting shaft 12 and the workpiece mounting shaft 2 is changed so that the peripheral speed in the rotational direction of the contact portion between the workpiece 11 and the workpiece W is matched.

【0009】上記請求項1の歯形切削加工方法によれ
ば、NC旋盤の回転角度制御可能な回転工具取付軸12
にピニオンカッタ11を取り付け、同じく回転角度制御
可能な被加工物取付軸2に取り付けられた被加工物Wを
一定の公比で同期回転させながら、同時にピニオンカッ
タ11を歯すじに沿って相対的に移動させることによ
り、テーパインボリュートスプライン、テーパセレーシ
ョンのような歯形切削加工が可能となる。特に、ピニオ
ンカッタ11を軸心Owに対して傾斜した歯すじに沿っ
て相対的に移動させる際に、回転工具取付軸12と被加
工物取付軸2との回転速度比を変更して、ピニオンカッ
タ11と被加工物Wとの接触部分の回転方向の周速度を
一致させているので、軸心Owに対して傾斜した歯すじ
の歯を有する歯形切削加工を精度よく行うことができ
る。
According to the tooth profile cutting method of the first aspect, the rotary tool mounting shaft 12 capable of controlling the rotation angle of the NC lathe.
The pinion cutter 11 is attached to the workpiece, and the workpiece W, which is also attached to the workpiece mounting shaft 2 whose rotation angle can be controlled, is synchronously rotated at a certain common ratio, and at the same time, the pinion cutter 11 is relatively moved along the tooth trace. , It is possible to perform tooth profile cutting such as taper involute spline and taper serration. In particular, when the pinion cutter 11 is relatively moved along the tooth trace inclined with respect to the axis Ow, the rotation speed ratio between the rotary tool mounting shaft 12 and the workpiece mounting shaft 2 is changed, and the pinion cutter 11 is rotated. Since the peripheral speed in the rotational direction of the contact portion between the cutter 11 and the workpiece W is made to be the same, the tooth profile cutting having the tooth traces inclined with respect to the axis Ow can be accurately performed.

【0010】このため、旋削加工と歯形加工の両方が必
要な被加工物WをNC旋盤1台で完成品に仕上げること
ができることになり、多品種少量の場合でも対応でき、
また工程の集約を図ることができる。さらには、ピニオ
ンカッタを使用可能となるので工具コストを低減できる
ことにもなる。このように請求項1の歯形切削加工方法
によれば、工程の集約を図ることを可能にし、しかもそ
れに加えて工具コストの低減を図ることが可能となる。
[0010] Therefore, the workpiece W, which requires both the turning process and the tooth profile process, can be finished to a finished product by one NC lathe, and can cope with a large variety of small quantities.
Further, the steps can be integrated. Furthermore, since a pinion cutter can be used, tool cost can be reduced. As described above, according to the tooth profile cutting method of the first aspect, it is possible to consolidate the steps, and in addition, it is possible to reduce the tool cost.

【0011】また、請求項2の歯形切削加工方法は、テ
ーパインボリュートスプライン、テーパセレーションの
ように歯すじが軸心Owに対して傾斜する歯形を形成す
る歯形切削加工方法において、マニシングセンタの回転
角度制御可能な主軸40にピニオンカッタ11を装着
し、ピニオンカッタ11の回転軸Opに垂直な平面方向
に移動可能な載置台33に被加工物Wを取り付けて、被
加工物Wのピニオンカッタ11に対する円弧補間運動と
ピニオンカッタ11の回転数とを一定の公比で同期回転
させながら、同時にピニオンカッタ11を軸心Owに対
して傾斜した歯すじに沿って相対的に移動させることに
より切削加工を行う歯形切削加工方法であって、このピ
ニオンカッタ11を歯すじに沿って相対的に移動させる
際に、前記ピニオンカッタ11と被加工物Wとの接触部
分の回転方向の周速度を一致させるべく、主軸40と載
置台33との回転速度比を変更することを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a tooth profile cutting method for forming a tooth profile in which teeth are inclined with respect to an axis Ow, such as a tapered involute spline and a tapered serration. The pinion cutter 11 is mounted on the main shaft 40 whose angle is controllable, and the workpiece W is mounted on a mounting table 33 movable in a plane direction perpendicular to the rotation axis Op of the pinion cutter 11, and the pinion cutter 11 of the workpiece W is attached. The cutting process is performed by synchronously rotating the circular interpolation motion with respect to the rotation speed of the pinion cutter 11 at a certain common ratio and simultaneously moving the pinion cutter 11 relatively along the tooth trace inclined with respect to the axis Ow. The pinion cutter 11 is relatively moved along a tooth streak when the pinion cutter 11 is moved. Jitter 11 to match the peripheral speed of the rotating direction of the contact portion between the workpiece W, and is characterized in that changing the rotational speed ratio between the table 33 mounting the spindle 40.

【0012】上記請求項2の歯形切削加工方法によれ
ば、マシニングセンタの回転角度制御可能な主軸40に
ピニオンカッタ11を装着し、上記ピニオンカッタ11
の被加工物Wに対する相対的な円弧補間運動とピニオン
カッタ11の回転数とを一定の公比で同期回転させなが
ら、同時にピニオンカッタ11を歯すじに沿って相対的
に移動させることにより、テーパインボリュートスプラ
イン、テーパセレーションのような歯形切削加工が可能
となる。特に、ピニオンカッタ11を軸心Owに対して
傾斜した歯すじに沿って相対的に移動させる際に、主軸
40又は載置台33との回転速度比を変更して、ピニオ
ンカッタ11と被加工物Wとの接触部分の回転方向の周
速度を一致させているので、軸心Owに対して傾斜した
歯すじの歯を有する歯形切削加工を行うことができる。
According to the tooth profile cutting method of the second aspect, the pinion cutter 11 is mounted on the main shaft 40 of the machining center whose rotation angle can be controlled.
By rotating the pinion cutter 11 relatively along the tooth trace while simultaneously rotating the circular interpolation motion relative to the workpiece W and the rotation speed of the pinion cutter 11 at a fixed common ratio, the taper Tooth cutting such as involute spline and taper serration can be performed. In particular, when the pinion cutter 11 is relatively moved along the tooth trace inclined with respect to the axis Ow, the rotation speed ratio between the main shaft 40 or the mounting table 33 is changed to change the pinion cutter 11 and the workpiece. Since the peripheral speed in the rotation direction of the contact portion with W is made to be the same, it is possible to perform a tooth profile cutting process having a tooth trace inclined with respect to the axis Ow.

【0013】このため、穴あけ加工と歯形加工の両方が
必要な被加工物Wをマシニングセンタ1台で完成品に仕
上げることができることになり、多品種少量の場合でも
対応でき、また加工日数を短縮できる。さらには、ピニ
オンカッタを使用可能となるので工具コストを低減でき
ることにもなる。このように請求項2の歯形切削加工方
法によれば、工程の集約を図ることを可能にし、また工
具コストの低減を図ることが可能となる。
Therefore, the workpiece W, which requires both drilling and tooth forming, can be finished into a finished product with a single machining center, and can be used even in a small variety of products and the number of machining days can be reduced. . Furthermore, since a pinion cutter can be used, tool cost can be reduced. As described above, according to the tooth profile cutting method of the second aspect, it is possible to consolidate the steps and to reduce the tool cost.

【0014】また請求項3の歯形切削加工方法は、上記
請求項1の回転工具取付軸12又は上記請求項2の主軸
40を、その軸方向に往復駆動することを特徴としてい
るが、このようにすればその制御構成を簡素化できる。
The tooth cutting method according to a third aspect is characterized in that the rotary tool mounting shaft 12 according to the first aspect or the main shaft 40 according to the second aspect is reciprocally driven in the axial direction. By doing so, the control configuration can be simplified.

【0015】また請求項4の歯形切削加工方法は、上記
ピニオンカッタ11を、その圧力角αが、tanα=c
osΦ・tanθ(Φはピニオンカッタ11の相対的移
動方向と軸心Owとの傾斜角度を、θは被加工物Wに形
成すべき歯形の圧力角を意味する)を満たすように設
け、ピニオンカッタ11を、その回転軸Opが被加工物
Wの軸心Owと平行となるように回転させながら、同時
にピニオンカッタ11を軸心Owに対して傾斜した歯す
じに沿って相対的に移動させて歯形切削加工を行なうこ
とを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, the pinion cutter 11 is provided with a pressure angle α of tan α = c.
osΦ · tanθ (Φ is the inclination angle between the relative movement direction of the pinion cutter 11 and the axis Ow, and θ is the pressure angle of the tooth profile to be formed on the workpiece W). While rotating the rotation axis 11 so that the rotation axis Op is parallel to the axis Ow of the workpiece W, the pinion cutter 11 is simultaneously moved relatively along the tooth trace inclined with respect to the axis Ow. It is characterized by performing tooth profile cutting.

【0016】この請求項4の歯形切削加工方法によれ
ば、ピニオンカッタ11の圧力角αを上記のように設け
ることで、被加工物Wに所望の圧力角θを有する歯形を
形成することできる。このように所定の圧力角αを有す
るピニオンカッタ11を装着して、歯すじの傾斜角度Φ
に応じてピニオンカッタ11を被加工物Wに相対的に移
動させることで、軸心Owに対して所望角度Φ傾斜した
歯すじの歯を有する歯形の形削りを行なうことができ
る。このためピニオンカッタ11の相対的な移動方向を
変更することにより、歯形の傾斜角度Φを変更できると
ともに、圧力角αの異なるピニオンカッタ11に取り換
えることにより、所望の圧力角θの歯形の形削り加工を
行なうことが可能となる。したがって従来の加工方法の
ように主軸等をテーブル軸に対して傾斜させる必要がな
く、構造も簡単であり、汎用性に富んだ装置により歯形
切削加工を行なうことができる。
According to the tooth profile cutting method of the fourth aspect, by providing the pressure angle α of the pinion cutter 11 as described above, it is possible to form a tooth profile having a desired pressure angle θ on the workpiece W. . By mounting the pinion cutter 11 having the predetermined pressure angle α in this way, the inclination angle Φ
By moving the pinion cutter 11 relative to the workpiece W in accordance with the above, it is possible to perform shaping of a tooth profile having tooth traces inclined at a desired angle φ with respect to the axis Ow. Therefore, by changing the relative movement direction of the pinion cutter 11, the inclination angle Φ of the tooth profile can be changed, and by replacing the pinion cutter 11 with a different pressure angle α, the tooth shape with a desired pressure angle θ can be formed. Processing can be performed. Therefore, unlike the conventional machining method, there is no need to incline the main shaft or the like with respect to the table axis, the structure is simple, and the tooth profile cutting can be performed by a versatile apparatus.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。図1はNC旋盤によ
る歯形切削加工方法の実施例に使用するNC工作機械の
一例を示すものである。このNC工作機械は、被加工物
取付軸台1には被加工物取付軸2が回転角制御可能に軸
承されており、この被加工物取付軸2の先端にはチャッ
ク3が嵌着されている。そして、このチャック3には被
加工物Wが固定されるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an NC machine tool used in an embodiment of a tooth cutting method using an NC lathe. In this NC machine tool, a workpiece mounting shaft 2 is mounted on a workpiece mounting shaft base 1 so as to be able to control the rotation angle, and a chuck 3 is fitted to a tip of the workpiece mounting shaft 2. I have. The workpiece W is fixed to the chuck 3.

【0018】一方、Z軸及びX軸方向に移動位置決め可
能な刃物台4に、刃物台タレット5がZ軸方向の旋回中
心軸の回りで旋回割りだし可能に設けられており、この
刃物台タレット5の回転工具取付軸12には、ピニオン
カッタ11が取り付けられている。この回転工具取付軸
12は回転工具の駆動軸であり、右端部にはクラッチ2
6Aが嵌着されており、このクラッチ26Aは刃物台4
のタレット割り出し位置に回転可能に設けられたZ軸方
向の回転軸27の先端に嵌着されているクラッチ26B
と掛け外し自在に係合されている。また、回転軸27は
シンクロベルト28を介して刃物台4に固定されたサー
ボモータ29により駆動されるようになっている。この
サーボモータ29と、被加工物取付軸2を駆動する図示
しない被加工物取付軸モータとはNC装置により一定の
公比で同期回転するように制御されている。
On the other hand, a tool rest turret 5 is provided on a tool rest 4 which can be moved and positioned in the Z-axis direction and the X-axis direction so as to be able to rotate around a turning center axis in the Z-axis direction. The pinion cutter 11 is attached to the rotary tool attachment shaft 12 of No. 5. The rotary tool mounting shaft 12 is a drive shaft of the rotary tool, and has a clutch 2 at the right end.
6A is fitted, and the clutch 26A is attached to the tool post 4
26B fitted to the tip of a Z-axis rotating shaft 27 rotatably provided at the turret indexing position
And is detachably engaged. The rotating shaft 27 is driven by a servomotor 29 fixed to the tool rest 4 via a synchro belt 28. The servomotor 29 and a workpiece mounting shaft motor (not shown) for driving the workpiece mounting shaft 2 are controlled by an NC device so as to rotate synchronously at a constant common ratio.

【0019】次にNC旋盤に設けたピニオンカッタ11
による歯形切削加工の方法について説明する。ここで
は、基準ピッチ円直径Dで歯の圧力角αのピニオンカッ
タ11を用いて、歯すじが軸心Owに対して傾斜角度Φ
で傾斜し、圧力角θのテーパ内歯スプラインを加工する
方法について図2〜図4を参照しつつ説明する。図2
は、本実施形態の加工方法において被加工物Wに対する
ピニオンカッタ11のZ軸方向の移動を説明するための
説明図である。図3(a)は図2の要部拡大図で、
(b)は切削開始端におけるピニオンカッタと被加工物
との接触状態を軸心方向から見た図で、(c)は切削終
端におけるピニオンカッタにより形成された被加工物の
歯形を傾斜方向から見た端面図である。図4は、同実施
形態の加工方法において被加工物Wとピニオンカッタと
の相対的な回転を説明するためのZ軸方向から見た説明
図である。
Next, the pinion cutter 11 provided on the NC lathe
A method of tooth profile cutting by the method will be described. Here, using a pinion cutter 11 having a reference pitch circle diameter D and a tooth pressure angle α, the tooth streak is inclined at an angle Φ with respect to the axis Ow.
A method of machining a tapered internal spline inclined at a pressure angle θ will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining movement of the pinion cutter 11 in the Z-axis direction with respect to the workpiece W in the processing method of the present embodiment. FIG. 3A is an enlarged view of a main part of FIG.
(B) is a view of the contact state between the pinion cutter and the workpiece at the cutting start end as viewed from the axial direction, and (c) is a diagram illustrating the inclination of the tooth profile of the workpiece formed by the pinion cutter at the cutting end. It is the end view seen. FIG. 4 is an explanatory diagram viewed from the Z-axis direction for explaining a relative rotation between the workpiece W and the pinion cutter in the processing method of the embodiment.

【0020】この実施形態において、被加工物Wを回転
させるとともに、ピニオンカッタ11を回転させながら
Z軸方向に移動させて、歯形切削加工が行なわれる。こ
のピニオンカッタ11のZ軸側の移動は、図2に示すよ
うに、送り開始点から切削開始端、切削終端、送り終点
に至り、送り終点で被加工物Wの軸心Ow側に若干退避
して、送り開始点の側方まで後退させて、再度、送り開
始点に移動するサイクルが繰り返し行なわれる。なお、
上記サイクルにおける切削終端から切削開始端までの移
動はピニオンカッタ11が他の部材と干渉しないように
設ければ足りる。
In this embodiment, the workpiece W is rotated, and the pinion cutter 11 is moved in the Z-axis direction while rotating, thereby performing tooth profile cutting. As shown in FIG. 2, the movement of the pinion cutter 11 from the feed start point to the cutting start end, the cutting end, and the feed end point is slightly retracted to the axis Ow side of the workpiece W at the feed end point, as shown in FIG. Then, the cycle of retreating to the side of the feed start point and moving to the feed start point again is repeated. In addition,
The movement from the cutting end to the cutting start end in the above cycle is sufficient if the pinion cutter 11 is provided so as not to interfere with other members.

【0021】この形削りを行なうピニオンカッタ11
は、図3(a)に示すように、テーパ内歯スプライン
(被加工物W)の歯すじの傾斜角度Φに対応すべく、被
加工物Wの軸心Owからピニオンカッタ11の回転軸O
pの距離が、切削開始端においてはX1、切削終端にお
いてはX2となるように、移動される。この切削開始端
におけるピニオンカッタ11の回転軸OpのX軸上の位
置X1は、X1=(m・Zw−m・Zp)/2の式を満
たす位置より開始する。この式において、mはピニオン
カッタ11のモジュールで、Zpはピニオンカッタ11
の歯数、Zwは形成すべき歯形の歯数を意味する。ま
た、ピニオンカッタ11は、切削開始端から切削終端に
かけて被加工物Wの軸心Ow(中心軸)に対して傾斜角
度Φで傾斜した方向に移動する。なお、本実施形態にお
いて、X1がX2よりも大きく設定し、切削開始端から
切削終端にかけてピニオンカッタ11が被加工物Wの軸
心Owに近接するように移動する。しかるに、これとは
逆にX2がX1よりも大きく設定し、切削開始端から切
削終端にかけてピニオンカッタ11が被加工物Wの軸心
Owから離反するように移動するよう設定することも可
能であるが、この場合には、切削角度(軸心Owに対す
る歯すじの傾斜角度Φ)よりもピニオンカッタ11の逃
げ角を大きく設ける必要があるため、上記実施形態のよ
うにX1がX2より大きく設定することが好ましい。
A pinion cutter 11 for performing this shaping
As shown in FIG. 3A, the rotation axis O of the pinion cutter 11 from the axis Ow of the workpiece W to correspond to the inclination angle Φ of the tooth trace of the tapered internal tooth spline (the workpiece W).
The distance p is moved so that X1 is at the cutting start end and X2 is at the cutting end. The position X1 on the X axis of the rotation axis Op of the pinion cutter 11 at the cutting start end starts from a position that satisfies the expression X1 = (m · Zw−m · Zp) / 2. In this equation, m is the module of the pinion cutter 11 and Zp is the pinion cutter 11
, Zw means the number of teeth of the tooth profile to be formed. Further, the pinion cutter 11 moves in a direction inclined at an inclination angle Φ with respect to the axis Ow (center axis) of the workpiece W from the cutting start end to the cutting end. In the present embodiment, X1 is set to be larger than X2, and the pinion cutter 11 moves from the cutting start end to the cutting end so as to approach the axis Ow of the workpiece W. However, on the contrary, it is also possible to set X2 to be larger than X1, and to set so that the pinion cutter 11 moves away from the axis Ow of the workpiece W from the cutting start end to the cutting end. However, in this case, since the clearance angle of the pinion cutter 11 needs to be larger than the cutting angle (the inclination angle Φ of the tooth trace with respect to the axis Ow), X1 is set to be larger than X2 as in the above embodiment. Is preferred.

【0022】切削開始端から切削終端にかけて、被加工
物Wとピニオンカッタ11とは、その接触部分の回転方
向の周速度を一致させるべく制御されている。つまり、
両者の回転速度比が、ωpt/ωwt=〔(2Xt+
D)・ωp1〕/〔(2X1+D)・ωw1〕の式を満
たすように制御されている。この式において、ωwは被
加工物Wの回転速度を意味し、ωw1は切削開始端にお
ける回転速度で、ωwtは切削終端に至るまでにおける
回転軸Opと被加工物Wの軸心Owとの距離がXtの位
置での回転速度を意味する。また、ωpは被加工物Wの
回転速度を意味し、ωp1は切削開始端における回転速
度で、ωptは切削終端に至るまでにおける回転軸Op
と被加工物Wの軸心Owとの距離がXtの位置での回転
速度を意味する。なお、Dは、ピニオンカッタ11の基
準ピッチ円の直径である。ここで、ピニオンカッタ11
の回転速度のみを変更し、被加工物Wの回転速度を不変
とした場合(ωwt=ωw1の場合)には、ωpt/ω
p1=(2Xt+D)/(2X1+D)となるようにピ
ニオンカッタ11の回転速度を制御することになる。こ
のようにピニオンカッタ11(回転工具取付軸12)の
回転速度を制御することにより、軸心Owに対して歯す
じが傾斜したテーパ内歯スプラインの歯形切削加工を行
なうことができる。なお、ピニオンカッタ11のZ軸方
向への切削速度を定速に設定した場合には、ωp2/ω
p1=(2X2+D)/(2X1+D)となるような切
削終端における回転速度ωp2をもとめ、切削開始端か
ら切削終端までピニオンカッタ11の回転速度をωp1
からωp2まで順次変更すれば良い。同様にピニオンカ
ッタ11の回転速度を不変とした場合(ωpt=ωp1
の場合)には、ωwt/ωw1=(2X1+D)/(2
Xt+D)となるように被加工物Wの回転速度を制御す
ることにより、軸心Owに対して歯すじが傾斜したテー
パ内歯スプラインの歯形切削加工を行うことができる。
From the cutting start end to the cutting end, the workpiece W and the pinion cutter 11 are controlled so that the peripheral speed in the rotational direction of the contact portion is the same. That is,
The rotational speed ratio between the two is ωpt / ωwt = [(2Xt +
D) · ωp1] / [(2X1 + D) · ωw1]. In this equation, ωw means the rotation speed of the workpiece W, ωw1 is the rotation speed at the cutting start end, and ωwt is the distance between the rotation axis Op and the axis Ow of the workpiece W up to the cutting end. Means the rotation speed at the position Xt. Ωp means the rotation speed of the workpiece W, ωp1 is the rotation speed at the cutting start end, and ωpt is the rotation axis Op up to the cutting end.
The distance between the workpiece and the axis Ow of the workpiece W means the rotation speed at the position Xt. D is the diameter of the reference pitch circle of the pinion cutter 11. Here, the pinion cutter 11
Is changed, and the rotation speed of the workpiece W is not changed (when ωwt = ωw1), ωpt / ω
The rotation speed of the pinion cutter 11 is controlled so that p1 = (2Xt + D) / (2X1 + D). By controlling the rotation speed of the pinion cutter 11 (rotary tool mounting shaft 12) in this manner, it is possible to perform the tooth profile cutting of the tapered internal tooth spline whose tooth trace is inclined with respect to the axis Ow. When the cutting speed of the pinion cutter 11 in the Z-axis direction is set to a constant speed, ωp2 / ω
The rotation speed ωp2 at the cutting end such that p1 = (2X2 + D) / (2X1 + D) is obtained, and the rotation speed of the pinion cutter 11 from the cutting start end to the cutting end is ωp1.
To ωp2. Similarly, when the rotation speed of the pinion cutter 11 is not changed (ωpt = ωp1
), Ωwt / ωw1 = (2X1 + D) / (2
By controlling the rotation speed of the workpiece W so as to satisfy (Xt + D), it is possible to perform the tooth profile cutting of the tapered internal spline in which the teeth are inclined with respect to the axis Ow.

【0023】また、ピニオンカッタ11は、その圧力角
αが、tanα=cosΦ・tanθを満たすものを用
いる。ここで、Φはピニオンカッタ11のZ軸に沿った
移動方向と軸心Owとの傾斜角度Φ(軸心Owに対する
歯すじの傾斜角度)を、θは被加工物Wに形成すべき歯
形の圧力角を意味する。
The pinion cutter 11 has a pressure angle α satisfying tan α = cos Φ · tan θ. Here, Φ is the inclination angle Φ (the inclination angle of the tooth trace with respect to the axis Ow) between the moving direction of the pinion cutter 11 along the Z axis and the axis Ow, and θ is the tooth shape to be formed on the workpiece W. Means pressure angle.

【0024】図5はテーパ外歯スプラインの加工を行な
う場合を示しており、テーパ内歯スプラインの加工の場
合と同様に、ピニオンカッタ11を切削開始端において
X1=(m・Zw+m・Zp)/2の位置から開始し
て、その回転速度を、ωpt/ωwt=〔(2Xt−
D)・ωp1〕/〔(2X1−D)・ωw1〕の式を満
たすように制御する。なお、被加工物Wの回転速度を不
変とした場合(ωwt=ωw1の場合)には、ωpt/
ωp1=(2Xt−D)/(2X1−D)となるように
ピニオンカッタ11の回転速度を制御することになる。
FIG. 5 shows a case where the machining of the tapered external spline is performed. As in the case of the machining of the tapered internal spline, the pinion cutter 11 is set at the cutting start end by X1 = (m · Zw + m · Zp) / Starting from the position 2, the rotational speed is set to ωpt / ωwt = [(2Xt−
D) · ωp1] / [(2X1-D) · ωw1]. When the rotation speed of the workpiece W is not changed (when ωwt = ωw1), ωpt /
The rotation speed of the pinion cutter 11 is controlled so that ωp1 = (2Xt−D) / (2X1−D).

【0025】次に、本発明の第2の実施の形態として、
マシニングセンタにより歯形切削加工を行なう実施形態
について説明する。図6は、マシニングセンタによる歯
形切削加工方法の実施例に使用するマシニングセンタの
一例を示している。このマシニングセンタは、基台31
と、この基台31上にY軸方向に移動可能に設けられた
Yテーブル32と、このYテーブル32上にX軸方向に
移動可能に設けられたXテーブル33とを有し、このX
テーブル33上に被加工物Wが固定されている。
Next, as a second embodiment of the present invention,
An embodiment in which a tooth shape is cut by a machining center will be described. FIG. 6 shows an example of a machining center used in the embodiment of the tooth profile cutting method using the machining center. This machining center has a base 31
And a Y table 32 provided on the base 31 so as to be movable in the Y-axis direction, and an X table 33 provided on the Y table 32 so as to be movable in the X-axis direction.
The workpiece W is fixed on the table 33.

【0026】上記Yテーブル32はY軸モータ34によ
ってY軸方向に駆動され、Xテーブル33はX軸モータ
35によってX軸方向に駆動される。そしてXテーブル
33上の被加工物Wは、このXテーブル33とYテーブ
ル32のX−Y平面内での移動により、水平面に沿って
X座標とY座標による任意の座標位置に軸制御されるよ
うになっている。
The Y table 32 is driven in the Y axis direction by a Y axis motor 34, and the X table 33 is driven in the X axis direction by an X axis motor 35. The workpiece W on the X table 33 is axially controlled to an arbitrary coordinate position by the X coordinate and the Y coordinate along the horizontal plane by the movement of the X table 33 and the Y table 32 in the XY plane. It has become.

【0027】一方、マシニングセンタのコラム36に
は、Z軸スライダ37が上下方向、すなわちZ軸方向に
移動可能に装着されており、Z軸スライダ37はZ軸モ
ータ38によってZ軸方向に駆動される。また、Z軸ス
ライダ37には主軸ヘッド39が取り付けられており、
主軸ヘッド39には主軸40がZ軸と同一方向の軸心O
w周り、すなわちC軸周りに回転可能に装着されてい
る。この主軸40は主軸モータ41により回転駆動さ
れ、主軸40にはピニオンカッタ11が装着されてい
る。
On the other hand, a Z-axis slider 37 is mounted on the column 36 of the machining center so as to be movable in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction. The Z-axis slider 37 is driven in the Z-axis direction by a Z-axis motor 38. . A spindle head 39 is attached to the Z-axis slider 37.
In the spindle head 39, the spindle 40 has an axis O in the same direction as the Z axis.
It is mounted so as to rotate around w, that is, around the C axis. The spindle 40 is driven to rotate by a spindle motor 41, and the pinion cutter 11 is mounted on the spindle 40.

【0028】上記X軸モータ35、Y軸モータ34、Z
軸モータ38、主軸モータ41は、いずれもサーボモー
タであるが、これらモータ35、34、38、41のそ
れぞれにはロータリー式のエンコーダ43、44、4
5、46が装着されており、このエンコーダ43、4
4、45、46は各軸モータ35、34、38及び主軸
モータ41の回転角を検出し、その回転角度についての
情報を制御装置50へ出力するようになっている。
The X-axis motor 35, Y-axis motor 34, Z
The shaft motor 38 and the main shaft motor 41 are both servo motors, and these motors 35, 34, 38, 41 have rotary encoders 43, 44, 4, respectively.
5 and 46 are attached, and the encoders 43 and 4
4, 45 and 46 detect the rotation angles of the respective shaft motors 35, 34 and 38 and the main shaft motor 41, and output information on the rotation angles to the control device 50.

【0029】この制御装置50は、図7に示すようにN
C加工プログラムを実行して各軸指令と主軸回転指令を
出力する主制御部51と、この主制御部51より軸指令
を入力して補間演算を行なう演算部52とを有してい
る。この演算部は、X、Y、Zの各軸の移動量を指令値
として各軸の位置制御部53、54、55、56へ出力
するようになっている。これら位置制御部53、54、
55、56は、それぞれ同軸に設けたロータリー式のエ
ンコーダ43、44、45、46より回転情報を入力
し、位置フィードバック補償制御により演算される各軸
の操作量をもって各軸のモータ35、34、38、41
の駆動を制御するものである。
As shown in FIG. 7, the control device 50
It has a main control unit 51 that executes a C machining program and outputs each axis command and a main shaft rotation command, and a calculation unit 52 that inputs an axis command from the main control unit 51 and performs an interpolation operation. The calculation unit outputs the movement amounts of the X, Y, and Z axes as command values to the position control units 53, 54, 55, and 56 of the respective axes. These position control units 53, 54,
55 and 56 receive rotation information from rotary encoders 43, 44, 45 and 46 provided coaxially, and control the motors 35, 34, 38, 41
This is for controlling the driving of.

【0030】次にこのマシニングセンタによる歯形加工
の方法について説明する。ここでは、基準ピッチ円直径
Dで歯の圧力角αのピニオンカッタ11を用いて、歯す
じが軸心Owと傾斜角度Φで傾斜し、圧力角θのテーパ
内歯スプラインを加工する方法について説明する。な
お、第1実施形態のNC旋盤による歯形加工方法と同様
の点については一部説明を省略する。
Next, a description will be given of a method of forming a tooth profile using the machining center. Here, a method of machining a tapered internal tooth spline having a reference pitch circle diameter D and a tooth pressure angle α using a pinion cutter 11 with a tooth center inclined at an inclination angle Φ with respect to an axis Ow and a pressure angle θ will be described. I do. Note that a description of the same points as those of the tooth forming method using the NC lathe of the first embodiment is partially omitted.

【0031】本実施形態において、ピニオンカッタ11
を回転させながらZ軸側に移動させるとともに、被加工
物Wをピニオンカッタ11の周りを円弧補間運動によっ
て移動させて、歯形切削加工を行なう。
In this embodiment, the pinion cutter 11
Is rotated to the Z-axis side, and the workpiece W is moved around the pinion cutter 11 by circular interpolation motion to perform tooth profile cutting.

【0032】この被加工物Wの移動は、ピニオンカッタ
11の回転軸Opを中心とする円周上の公転と、歯すじ
の傾斜角度Φに対応して相対的にピニオンカッタ11を
移動させるための移動量とを積算した量だけ移動され
る。つまり、被加工物Wは、ピニオンカッタ11との接
触部分が切削開始端においては半径R1の円周上に位置
し、切削終端において半径R1よりも軸心Ow側の半径
R2の円周上に位置するように移動する。ここで、R1
=(m・Zw−m・Zp)/2であり、R2=R1−d
・tanΦである。この式において、m1はピニオンカ
ッタ11のモジュールで、Zpはピニオンカッタ11の
歯数、Zwは形成すべき歯形の歯数を意味する。また、
dは被加工物Wの幅(歯形の歯幅)であり、Φは、歯す
じの傾斜角度で、被加工物Wの軸心Owに対してのピニ
オンカッタ11の相対的な移動方向である。また、ピニ
オンカッタ11が送り終点に至ると、上記第1実施形態
と同様に、ピニオンカッタ11が被加工物Wの軸心Ow
側に若干退避するように被加工物Wが移動して、送り開
始点の側方まで上昇して、再度、送り開始点に移動する
よう設けられている。
The movement of the workpiece W is performed in order to move the pinion cutter 11 relatively in accordance with the revolution on the circumference centered on the rotation axis Op of the pinion cutter 11 and the inclination angle Φ of the tooth trace. Is moved by an amount obtained by integrating the moving amount of the moving object. That is, in the workpiece W, the contact portion with the pinion cutter 11 is located on the circumference of the radius R1 at the cutting start end, and on the circumference of the radius R2 closer to the axis Ow than the radius R1 at the cutting end. Move to position. Where R1
= (M · Zw−m · Zp) / 2, and R2 = R1−d
TanΦ. In this equation, m1 is a module of the pinion cutter 11, Zp is the number of teeth of the pinion cutter 11, and Zw is the number of teeth of a tooth shape to be formed. Also,
d is the width of the workpiece W (tooth width of the tooth profile), Φ is the inclination angle of the tooth trace, and is the relative movement direction of the pinion cutter 11 with respect to the axis Ow of the workpiece W. . When the pinion cutter 11 reaches the feed end point, the pinion cutter 11 moves the axis Ow of the workpiece W in the same manner as in the first embodiment.
The workpiece W moves so as to slightly retreat to the side, rises to the side of the feed start point, and moves to the feed start point again.

【0033】このような被加工物Wの移動は、Xテーブ
ル33とYテーブル32の軸制御(円弧補間)により行
なわれている。なお、被加工物Wの公転の周期Nwと、
ピニオンカッタ11の自転の回転数Npとは、Nw/N
p=Zw/Zpの関係を満たすように制御されている。
The movement of the workpiece W is performed by the axis control (circular interpolation) of the X table 33 and the Y table 32. In addition, the period Nw of revolution of the workpiece W,
The rotation speed Np of the rotation of the pinion cutter 11 is Nw / N
It is controlled so as to satisfy the relationship of p = Zw / Zp.

【0034】また、被加工物Wの公転(ピニオンカッタ
11の傾斜方向への相対的な移動のための移動を差し引
いた移動)とピニオンカッタ11の自転とは、切削開始
端から切削終端にかけて、それぞれの接触部分の回転方
向の周速度を一致させるべく制御されている。つまり、
両者の回転速度比が、第1実施形態と同様に、ωpt/
ωwt=〔(2Rt+D)・ωp1〕/〔(2Rt+
D)・ωw1〕の式を満たすように制御されている。こ
の式において、ωwは被加工物Wの公転の回転速度を意
味し、ωw1は切削開始端における回転速度で、ωwt
は切削終端に至るまでにおける回転軸Opと被加工物W
の軸心Owとの距離がXtの位置での回転速度を意味す
る。また、ωpはピニオンカッタ11の自転の回転速度
を意味し、ωp1は切削開始端における回転速度で、ω
ptは切削終端に至るまでにおける回転軸Opと被加工
物Wの軸心Owとの距離がXtの位置での回転速度を意
味する。なお、Dは、ピニオンカッタ11の基準ピッチ
円の直径である。ここで、ピニオンカッタ11の自転の
回転速度のみを変更し、被加工物Wの公転の回転速度を
不変とした場合(ωwt=ωw1の場合)には、ωpt
/ωp1=(2Rt+D)/(2R1+D)となるよう
にピニオンカッタ11の回転速度を制御することにな
る。このようにピニオンカッタ11(回転工具取付軸1
2)の回転速度を制御することにより、軸心Owに対し
て歯すじが傾斜したテーパ内歯スプラインの形削りを行
なうことができる。なお、ピニオンカッタ11のZ軸方
向の切削速度を定速に設定した場合には、ωp2/ωp
1=(2X2+D)/(2X1+D)となるように切削
終端における回転速度ωp2をもとめ、切削開始端から
切削終端までピニオンカッタ11の回転速度をωp1か
らωp2まで順次変更すれば良い。
The revolution of the workpiece W (movement after subtracting the movement for relative movement of the pinion cutter 11 in the tilt direction) and the rotation of the pinion cutter 11 are from the cutting start end to the cutting end. Control is performed so that the peripheral speeds in the rotational direction of the respective contact portions are made to match. That is,
As in the first embodiment, the rotational speed ratio between the two is ωpt /
ωwt = [(2Rt + D) · ωp1] / [(2Rt +
D) · ωw1]. In this formula, ωw means the rotation speed of the revolution of the workpiece W, ωw1 is the rotation speed at the cutting start end, and ωwt
Is the rotation axis Op and the workpiece W up to the cutting end.
Means the rotation speed at the position of Xt. Further, ωp means the rotation speed of the pinion cutter 11 rotating, and ωp1 is the rotation speed at the cutting start end.
pt means the rotation speed at a position where the distance between the rotation axis Op and the axis Ow of the workpiece W up to the cutting end is Xt. D is the diameter of the reference pitch circle of the pinion cutter 11. Here, when only the rotation speed of the rotation of the pinion cutter 11 is changed and the rotation speed of the revolution of the workpiece W is not changed (when ωwt = ωw1), ωpt
The rotation speed of the pinion cutter 11 is controlled so that / ωp1 = (2Rt + D) / (2R1 + D). Thus, the pinion cutter 11 (the rotary tool mounting shaft 1)
By controlling the rotation speed of 2), it is possible to form the tapered internal tooth spline whose tooth trace is inclined with respect to the axis Ow. When the cutting speed of the pinion cutter 11 in the Z-axis direction is set to a constant speed, ωp2 / ωp
The rotation speed ωp2 at the cutting end may be determined so that 1 = (2X2 + D) / (2X1 + D), and the rotation speed of the pinion cutter 11 may be sequentially changed from ωp1 to ωp2 from the cutting start end to the cutting end.

【0035】図8はテーパ外歯スプラインの加工を行な
う場合を示しており、上記のテーパ内歯スプラインの加
工の場合と同様に、ピニオンカッタ11を切削開始端に
おいてR1=(m・Zw+m・Zp)/2の位置から開
始して、その回転速度比を、ωpt/ωwt=〔(2R
t−D)・ωp1〕/〔(2R1−D)・ωw1〕の式
を満たすように制御する。なお、被加工物Wの公転の回
転速度を不変とした場合には、ωpt/ωp1=(2R
t−D)/(2R1−D)となるようにピニオンカッタ
11の回転速度を制御する。また、公転半径を無限大に
設定すれば、ラック加工を行なうこともできる。
FIG. 8 shows a case in which a tapered external spline is machined. In the same manner as in the case of the tapered internal spline described above, the pinion cutter 11 is set to R1 = (mZw + mZp) at the cutting start end. ) / 2, the rotational speed ratio is defined as ωpt / ωwt = [(2R
Control is performed so as to satisfy the expression of (t−D) · ωp1] / [(2R1-D) · ωw1]. When the rotation speed of the revolution of the workpiece W is not changed, ωpt / ωp1 = (2R
The rotation speed of the pinion cutter 11 is controlled so that (t−D) / (2R1−D). If the revolution radius is set to infinity, rack machining can be performed.

【0036】なお上記においては、NC旋盤での加工方
法をマシニングセンタに応用する場合の方法について説
明しているが、マシニングセンタを用いる場合には、切
削開始端から切削終端に至る間における被加工物Wとピ
ニオンカッタ11とのそれぞれの接触部分の回転方向の
周速度を、「零」で一致させる加工方法を採用すれば、
その制御を容易、かつ簡単に行うことができる。
In the above description, a method in which the machining method using an NC lathe is applied to a machining center has been described. However, in the case where a machining center is used, the workpiece W between the cutting start end and the cutting end is used. By adopting a machining method that makes the peripheral speeds in the rotational direction of the respective contact portions between the pinion cutter 11 and the pinion cutter 11 coincide with “zero”,
The control can be performed easily and easily.

【0037】このように、第1及び第2の実施形態によ
る歯形切削加工方法によれば、ピニオンカッタ11を歯
すじに沿って相対的に移動させて歯形切削加工を行なう
際に、ピニオンカッタ11又は被加工物Wの一方又は両
方の回転速度を変更、つまり両者の回転速度比を変更し
て、ピニオンカッタ11と被加工物Wとの接触部分の回
転方向の周速度を一致させることができ、そのためテー
パインボリュートスプラインのように軸心Owに対して
傾斜した歯すじの歯を有する歯形切削加工を行うことが
できる。
As described above, according to the tooth profile cutting method according to the first and second embodiments, when the tooth profile cutting is performed by relatively moving the pinion cutter 11 along the tooth trace, the pinion cutter 11 Alternatively, it is possible to change the rotation speed of one or both of the workpieces W, that is, change the rotation speed ratio of both, so that the peripheral speed in the rotation direction of the contact portion between the pinion cutter 11 and the workpiece W can be matched. Therefore, it is possible to perform a tooth profile cutting process such as a tapered involute spline having a tooth with a tooth sloping with respect to the axis Ow.

【0038】特に、ピニオンカッタ11の圧力角αを形
成すべき歯形の圧力角θ及び傾斜角度Φから上記のよう
に設定したので、被加工物Wに所望の圧力角θを有する
歯形を形成することできる。このように所望の圧力角α
を有するピニオンカッタ11を装着して、形成すべき歯
すじの傾斜角度Φに応じてピニオンカッタ11を被加工
物Wに相対的に移動させることで、軸心Owに対して所
望角度Φ傾斜した歯すじの歯を有する歯形切削加工を行
なうことができる。このためピニオンカッタ11の相対
的な移動方向を変更することにより、歯すじの傾斜角度
Φを変更できるとともに、ピニオンカッタ11を取り換
えることにより、所望の圧力角θの歯形を形削り加工を
行なうことが可能となる。したがって従来の加工方法の
ように主軸等をテーブル軸に対して傾斜させる必要がな
く、構造も簡単であり、汎用性に富んだ装置により歯形
切削加工を行なうことができる。
In particular, since the pressure angle α of the pinion cutter 11 is set as described above from the pressure angle θ and the inclination angle Φ of the tooth profile to be formed, a tooth profile having a desired pressure angle θ is formed on the workpiece W. I can do it. Thus, the desired pressure angle α
By mounting the pinion cutter 11 having the above, and moving the pinion cutter 11 relatively to the workpiece W in accordance with the inclination angle Φ of the tooth trace to be formed, the desired angle Φ is inclined with respect to the axis Ow. It is possible to perform a tooth profile cutting process with toothed teeth. Therefore, by changing the relative movement direction of the pinion cutter 11, the inclination angle Φ of the tooth trace can be changed, and by replacing the pinion cutter 11, shaping of a tooth shape having a desired pressure angle θ can be performed. Becomes possible. Therefore, unlike the conventional machining method, there is no need to incline the main shaft or the like with respect to the table axis, the structure is simple, and the tooth profile cutting can be performed by a versatile apparatus.

【0039】ところで、図9は本発明による歯形切削加
工と従来のクランク機構でピニオンカッタを駆動する加
工方法との差異を示す概念図である。通常のNC駆動装
置も含め、ピニオンカッタの切削送りはクランク装置で
行なわれる。加工ストロークにおいては、切削速度の大
きな変動を避けるような工夫が行なわれているが、クラ
ンク機構を採用しているため、図9において実線サイン
波形で示すように、切削開始端から切削終端にかけて切
削速度に大きな変動が生じるのをどうしても避けること
ができない。図9の実線に示すように、歯幅の中程に最
大切削速度が得られ、切削開始端及び切削終端では切削
速度は極めて小さくなる。このような加工において、切
削工具は、その耐磨耗性と剛性とは、切削速度の最も高
いポイントに合わせて選定する必要がある。したがって
切削工具からみれば、従来のピニオンカッタによる歯形
加工は、工具性能に見合った速度での加工が行なわれて
おらず、その作業能率が悪いということになり、またこ
れとは逆に平均切削速度からすれば、過剰性能の切削工
具を使用していることになる。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the difference between the tooth profile cutting according to the present invention and a method of driving a pinion cutter by a conventional crank mechanism. The cutting feed of the pinion cutter, including the normal NC drive, is performed by a crank device. In the machining stroke, measures are taken to avoid large fluctuations in the cutting speed. However, since a crank mechanism is employed, the cutting is performed from the cutting start end to the cutting end as shown by a solid sine waveform in FIG. Large fluctuations in speed cannot be avoided. As shown by the solid line in FIG. 9, the maximum cutting speed is obtained in the middle of the tooth width, and the cutting speed becomes extremely small at the cutting start end and the cutting end. In such machining, the cutting tool needs to select its wear resistance and rigidity according to the point where the cutting speed is highest. Therefore, from the viewpoint of the cutting tool, the tooth profile machining by the conventional pinion cutter is not performed at a speed corresponding to the tool performance, and the work efficiency is poor, and conversely, the average cutting In terms of speed, you are using over-performance cutting tools.

【0040】これに対して上記第1及び第2の実施形態
のNC旋盤及びマシニングセンタによる歯形切削加工方
法によれば、図9の破線の台形波に示すように、切削開
始端から切削終端まで一定の切削速度を付与する機能を
備えている。そのため切削速度に応じた切削工具を選定
することができる。したがってピニオンカッタ11から
見れば、工具性能に見合った最大の切削速度での加工が
行え、その作業能率を向上することができるということ
になる。またこれとは逆に切削速度に見合う性能のピニ
オンカッタ11を使用可能となるので工具コストを低減
できることにもなる。
On the other hand, according to the tooth profile cutting method using the NC lathe and the machining center according to the first and second embodiments, as shown by a trapezoidal wave indicated by a broken line in FIG. It has a function to give a cutting speed of. Therefore, a cutting tool according to the cutting speed can be selected. Therefore, from the viewpoint of the pinion cutter 11, machining can be performed at the maximum cutting speed corresponding to the tool performance, and the work efficiency can be improved. On the contrary, since the pinion cutter 11 having the performance corresponding to the cutting speed can be used, the tool cost can be reduced.

【0041】しかも、上記第1及び第2の実施形態で
は、旋削加工又は穴あけ加工等の他に外歯形、内歯形の
歯形切削加工を行なうことができ、このため、旋削加工
又は穴あけ加工と歯形加工との両方が必要な被加工物W
をNC旋盤又はマシニングセンタ1台で完成品に仕上げ
ることができる。これにより、多品種少量の場合でも対
応でき、工程の集約ならびに素材から完成品になるまで
の加工日数の短縮を図ることができる。さらには、NC
旋盤及びマシニングセンタでは、切削開始端から切削終
端まで一定の切削速度を付与することができるため、ピ
ニオンカッタ11の切削速度と工具性能とのマッチング
を図り、切削能率の向上、工具コストの低減を図ること
が可能となる。
In addition, in the first and second embodiments, in addition to turning or boring, external or internal tooth cutting can be performed. Therefore, turning or drilling and tooth forming can be performed. Workpiece W that needs both processing
Can be finished to a finished product with one NC lathe or one machining center. As a result, it is possible to cope with the case of many kinds and small quantities, and it is possible to consolidate processes and shorten the number of working days from material to finished product. Furthermore, NC
In the lathe and the machining center, since a constant cutting speed can be given from the cutting start end to the cutting end, the cutting speed of the pinion cutter 11 is matched with the tool performance, and the cutting efficiency is improved and the tool cost is reduced. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の歯形切削加工方法
を実施するためのNC旋盤の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an NC lathe for performing a tooth profile cutting method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態においてテーパ内歯
スプラインをピニオンカッタにより加工する場合の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram in a case where a tapered internal tooth spline is processed by a pinion cutter in the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)は図2の要部拡大図で、(b)は切削開
始端におけるピニオンカッタと被加工物との接触状態を
軸心方向から見た図で、(c)は切削終端におけるピニ
オンカッタによる被加工物の歯形を傾斜方向から見た端
面図である。
3A is an enlarged view of a main part of FIG. 2, FIG. 3B is a view of a contact state between a pinion cutter and a workpiece at a cutting start end viewed from an axial direction, and FIG. It is the end view which looked at the tooth profile of the work by the pinion cutter at the end from the inclination direction.

【図4】本発明の第1の実施の形態の被加工物とピニオ
ンカッタとを一定の比率で同期回転させて歯形切削加工
する場合の平面端面図である。
FIG. 4 is a plan end view of the first embodiment of the present invention in a case where a workpiece and a pinion cutter are synchronously rotated at a fixed ratio to perform tooth profile cutting.

【図5】本発明の第1の実施の形態において使用したN
C旋盤で、テーパ外歯スプラインの加工を行なう場合の
平面端面図である。
FIG. 5 shows N used in the first embodiment of the present invention.
It is a plane end view at the time of processing a taper external tooth spline with a C lathe.

【図6】本発明の第2の実施の形態の歯形切削加工方法
が実施されるマシニングセンタの一例を示す概略構成図
である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a machining center in which a tooth profile cutting method according to a second embodiment of the present invention is performed.

【図7】本発明の第2の実施の形態において使用するマ
シニングセンタの制御系を示すブロック構成図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a control system of a machining center used in a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態において使用するマ
シニングセンタで、テーパ外歯スプラインの加工を行な
う場合の平面端面図である。
FIG. 8 is a plan end view of a machining center used in a second embodiment of the present invention when machining a tapered external spline.

【図9】本発明による歯形切削加工と通常のピニオンカ
ッタによる加工との差異を示す概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a difference between a tooth profile cutting process according to the present invention and a process using a normal pinion cutter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 被加工物取付軸 11 ピニオンカッタ 12 回転工具取付軸 32 Yテーブル 33 Xテーブル 37 Z軸スライダ 40 主軸 W 被加工物 Ow 軸心 Op 回転軸 2 Workpiece mounting axis 11 Pinion cutter 12 Rotary tool mounting axis 32 Y table 33 X table 37 Z axis slider 40 Main axis W Workpiece Ow Axis center Op Rotating axis

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テーパインボリュートスプライン、テー
パセレーションのような歯すじが軸心(Ow)に対して
傾斜する歯形を形成する歯形切削加工方法において、N
C旋盤の回転角度制御可能な回転工具取付軸(12)に
ピニオンカッタ(11)を装着し、回転角度制御可能な
被加工物取付軸(2)に被加工物(W)を取り付けて、
ピニオンカッタ(11)および被加工物(W)を同期回
転させつつ、同時にピニオンカッタ(11)を軸心(O
w)に対して傾斜した歯すじに沿って相対的に移動させ
ることにより切削加工を行う歯形切削加工方法であっ
て、このピニオンカッタ(11)を歯すじに沿って相対
的に移動させる際に、前記ピニオンカッタ(11)と被
加工物(W)との接触部分の回転方向の周速度を一致さ
せるべく、回転工具取付軸(12)と被加工物取付軸
(2)との回転速度比を変更することを特徴とする歯形
切削加工方法。
1. A tooth profile cutting method for forming a tooth profile in which tooth traces such as a tapered involute spline and a tapered serration are inclined with respect to an axis (Ow),
A pinion cutter (11) is mounted on a rotary tool mounting shaft (12) capable of controlling the rotation angle of a C lathe, and a workpiece (W) is mounted on a workpiece mounting shaft (2) whose rotation angle is controllable.
While rotating the pinion cutter (11) and the workpiece (W) synchronously, simultaneously rotate the pinion cutter (11) with the axis (O).
w) is a tooth profile cutting method in which cutting is performed by relatively moving along a tooth trace inclined with respect to w), and when the pinion cutter (11) is relatively moved along the tooth trace, The rotational speed ratio between the rotary tool mounting shaft (12) and the workpiece mounting shaft (2) in order to make the peripheral speed in the rotational direction of the contact portion between the pinion cutter (11) and the workpiece (W) match. A tooth profile cutting method characterized by changing the number of teeth.
【請求項2】 テーパインボリュートスプライン、テー
パセレーションのような歯すじが軸心(Ow)に対して
傾斜する歯形を形成する歯形切削加工方法において、マ
ニシングセンタの回転角度制御可能な主軸(40)にピ
ニオンカッタ(11)を装着し、ピニオンカッタ(1
1)の回転軸(Op)に垂直な平面方向に移動可能な載
置台(33)に被加工物(W)を取り付けて、被加工物
(W)のピニオンカッタ(11)に対する円弧補間運動
とピニオンカッタ(11)の回転数とを一定の公比で同
期回転させながら、同時にピニオンカッタ(11)を軸
心(Ow)に対して傾斜した歯すじに沿って相対的に移
動させることにより切削加工を行う歯形切削加工方法で
あって、このピニオンカッタ(11)を歯すじに沿って
相対的に移動させる際に、前記ピニオンカッタ(11)
と被加工物(W)との接触部分の回転方向の周速度を一
致させるべく、主軸(40)と載置台(33)との回転
速度比を変更することを特徴とする歯形切削加工方法。
2. A main shaft (40) capable of controlling the rotation angle of a machining center in a tooth profile cutting method in which a tooth profile such as a taper involute spline and a taper serration forms a tooth profile inclined with respect to an axis (Ow). Attach the pinion cutter (11) to the pinion cutter (1).
The work (W) is attached to the mounting table (33) movable in a plane direction perpendicular to the rotation axis (Op) of 1), and the work (W) is circularly interpolated with respect to the pinion cutter (11). Cutting by synchronously rotating the rotation speed of the pinion cutter (11) at a fixed common ratio and simultaneously moving the pinion cutter (11) relatively along a tooth trace inclined with respect to the axis (Ow). A tooth profile cutting method for performing machining, wherein when the pinion cutter (11) is relatively moved along a tooth trace, the pinion cutter (11)
A tooth profile cutting method characterized in that a rotational speed ratio between a main shaft (40) and a mounting table (33) is changed so that a peripheral speed in a rotational direction of a contact portion between the main shaft (40) and a workpiece (W) matches.
【請求項3】 上記請求項1の回転工具取付軸(12)
又は上記請求項2の主軸(40)を、その軸方向に往復
駆動することを特徴とする歯形切削加工方法。
3. The rotary tool mounting shaft according to claim 1, wherein:
Alternatively, the main shaft (40) according to claim 2 is reciprocally driven in the axial direction thereof.
【請求項4】 上記ピニオンカッタ(11)を、その圧
力角αが、tanα=cosΦ・tanθを満たすよう
に設け、ピニオンカッタ(11)を、その回転軸(O
p)が被加工物(W)の軸心(Ow)と平行となるよう
に回転させながら、同時にピニオンカッタ(11)を軸
心(Ow)に対して傾斜した歯すじに沿って相対的に移
動させて歯形切削加工を行なうことを特徴とする請求項
1〜請求項3のいずれかの歯形切削加工方法(ただし、
Φはピニオンカッタ(11)の相対的移動方向と軸心
(Ow)との傾斜角度を、θは被加工物(W)に形成す
べき歯形の圧力角を意味する)。
4. The pinion cutter (11) is provided so that its pressure angle α satisfies tanα = cosΦ · tanθ, and the pinion cutter (11) is mounted on its rotation axis (O).
p) is rotated so as to be parallel to the axis (Ow) of the workpiece (W), and at the same time, the pinion cutter (11) is relatively moved along the tooth trace inclined with respect to the axis (Ow). The tooth profile cutting method according to any one of claims 1 to 3, wherein the tooth profile cutting process is performed by moving the tooth profile cutting process.
Φ is the inclination angle between the relative movement direction of the pinion cutter (11) and the axis (Ow), and θ means the pressure angle of the tooth profile to be formed on the workpiece (W)).
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