JP2001225224A - 歯車被加工物を機械加工する微細加工用の工具 - Google Patents

歯車被加工物を機械加工する微細加工用の工具

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JP2001225224A
JP2001225224A JP2000400978A JP2000400978A JP2001225224A JP 2001225224 A JP2001225224 A JP 2001225224A JP 2000400978 A JP2000400978 A JP 2000400978A JP 2000400978 A JP2000400978 A JP 2000400978A JP 2001225224 A JP2001225224 A JP 2001225224A
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JP
Japan
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tool
machining
cutting
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outer layers
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JP2000400978A
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English (en)
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Gerhard Reichert
ライヘルト ゲルハルト
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Gleason Corp
Original Assignee
Gleason Corp
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Publication date
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/03Honing tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for

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  • Gear Processing (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削性能に優れると同時に、破損し難く衝撃
の影響を受け難い微細な機械加工のための工具を提供す
る。 【解決手段】 本発明による(T)は、互いに結合され
た中央層および2つの外側層(a,b,c)を有して構
成される。中央層(a)は内部に切削粒子を埋設された
プラスチック材料で構成され、外側層(b,c)はセラ
ミックで結合された切削粒子で構成される。作動時には
外側層(b,c)が被加工物の2つのエッジ面積部分に
接触する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は歯車被加工物を機械
加工する微細加工用の工具、特にホーニング・ホイール
に関する。
【0002】
【従来の技術】内部または外部的に歯車駆動され得るこ
のような微細加工用の工具は、個々の切削粒子で作られ
た複数の定めのない切削エッジを有する。これらの切削
粒子はセラミック結合または樹脂結合され得る。それ故
に、セラミック結合された切削粒子またはプラスチック
結合された切削粒子が引用される。セラミック結合され
た切削粒子の断片をプラスチック材料内に埋設すること
も現在の技術で行われている。セラミック結合による微
細な機械加工のための工具は、良好な切削性能と、形状
の安定性とを特徴とするが比較的脆く、従って破損し易
く、衝撃の影響を受けやすい。
【0003】他方、プラスチック結合による微細な機械
加工のための工具は、セラミック結合によるそのような
工具よりも弾性が優れるという利点を有しており、それ
故に破損し易く衝撃の影響を受けやすいということはな
い。この利点とは対照的に、そのような工具の切削性能
は非常に低い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、切削性能が
高いにもかかわらずに適当な弾性を示している微細な機
械加工のための工具、特にホーニング・ホイールを作る
という問題に立脚する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、互いに結合
された中央層および2つの外側層を有し、中央層が内部
に切削粒子を埋設されたプラスチック材料で構成され、
被加工物の2つのエッジ面積部分に接触する外側層がセ
ラミックで結合された切削粒子で構成されている軸線方
向の積層構造を有することを特徴とした、前述の条件に
合致する微細な機械加工のための工具、特にホーニング
・ホイールが提供される。
【0006】本発明による微細な機械加工のための工具
は積層構造であることから、セラミック結合の有利な性
質、すなわち切削力、切削性能およびガイド機能が組み
合わされるのみならず、それらの性質は互いに強化し合
うことになる。本発明は、以下に詳細に説明するよう
に、要求される材料除去が機械加工すべき歯車の中央面
積部分よりもエッジ面積部分においてかなり多いという
ことを発見し、その発見を利用するものである。そのた
めに、本発明による微細に機械加工するための工具の外
側面積部分には切削性能の高い層が取り付けられる一
方、切削性能は低いが高弾性でガイド機能の良好な層が
中央面積部分に取り付けられる。実験によれば、本発明
のホーニング・ホイールは純粋なプラスチック結合によ
るホーニング・ホイールの寿命よりも数倍の工具寿命を
有する。本発明による微細な機械加工のための工具は、
特にさまざまな形態の事前機械加工や積極的な逃げ面
(flank)を有する被加工物の機械加工に好適であ
る。多量の材料除去、およびバリのある歯の逃げ面を有
する被加工物にも使用できる。本発明による工具は、被
加工物の機械加工が比較的小さな軸線交差角度で実施さ
れねばならない場合に、良好な結果を生じる。切削条件
はそれらの被加工物ではさらに難しく、セラミック材料
の使用によって改善される。
【0007】高い非変形性を有することを特徴とする工
具の安定したエッジ面積部分も不規則外形、例えばいわ
ゆる段付き加工部分を有する被加工物を機械加工するう
えで特に有利である。この不規則外形のために、工具は
被加工物上に僅かな距離だけ突出され、これにより工具
は接触圧力を受けたときにそのエッジ面積部分に変形を
生じる危険が存在する。
【0008】中央層の厚さは、本発明で請求された微細
な機械加工のための工具の全厚の約20〜90パーセン
トである。
【0009】2つの外側層は接着剤で中央層に結合され
る。
【0010】切削性能を高めるために、セラミックで結
合された切削部材の断片が中央層に付加的に埋設され得
る。
【0011】本発明の実施例が図面に示されており、以
下に詳細に説明される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に示された微細な機械加工の
ための工具T、例えばホーニング・ホイール、は互いに
接着された中央層a,および2つの外側層b,cを有す
る軸線方向の積層構造を有する。中央層は内部に切削粒
子が埋設されたプラスチック材料で構成される。さら
に、セラミックで結合された切削部材の断片が埋設され
得る。工具Tの2つの外側層b,cはセラミック材料で
構成される。図示実施例では、3つの層a,b,cは同
じ厚さである。しかしながらこれは絶対的なものではな
い。中央層の厚さは工具Tの全厚の20〜90パーセン
トの値とされる。
【0013】図2のねじれ線図(helix line
diagram)から、機械加工すべき歯車被加工物
Wの歯の逃げ面は平行でなく、回転軸線に対して異なる
角度で傾斜していることが見られる。この現象の第1の
原因は、ピッチおよび同心移動における変化で与えられ
る。被加工物Wの穴が前部面積部分に対して直角に正確
に延在していなければ、機械工具でクランプされている
被加工物の回転はみそ摺り運動を生じる。そのようなみ
そ摺り運動は回転軸線に対する歯の逃げ面の傾斜をもた
らす。歯の逃げ面の正および負の傾斜は180゜回転で
変動する。さらに、被加工物の硬化処理時には特に固い
チップ、例えば残ったバリ、が各歯の端に形成され得
る。同様に、歯の逃げ面のエッジ面積部分がしばしば機
械的な損傷を受けて、工具寿命に悪い影響を与える。
【0014】図3は被加工物Wの周辺上の全ての逃げ面
が集積することを示す。ある範囲にわたり全ての歯の逃
げ面の包絡面形成曲線が示されている。この図から見ら
れるように、かなり多量の材料が被加工物の中央面積部
分よりも外側面積部分において除去されねばならない。
【0015】図2の歯の逃げ面の異なる傾斜、および図
3の包絡曲線の湾曲は図解をより一層明確にするために
大きく誇張されている。
【0016】図4に示されるように、工具Tに選ばれた
積層構造は、工具Tが半径方向へ送られたときに2つの
外側層b,cが被加工物の2つの切削エッジ面積部分に
係合するような積層構造である。工具Tの半径方向の送
りだけが行われるいわゆるプランジャー切削段階では、
被加工物Wの2つのエッジ面積部分が外側層b,cによ
って好ましく機械加工される。プランジャー切削段階が
終われば、図5に示されるようにほぼ等しい量の材料が
歯の逃げ面から除去される。この段階の後に微細な機械
加工が続き、その機械加工において工具Tの一層弾性的
な中央層が被加工物Wの中央面積部分を機械加工する。
工具Tの移動は図中に矢印で示されている。
【0017】被加工物Wの機械加工において、微細な機
械加工のための工具Tの主として中央層がガイド機能を
果たし、2つの外側層b,cが本質的な切削機能を果た
す。図示した微細な機械加工のための工具は、多量の金
属の除去、さまざまな歯車の幾何学形状、大きな歯車の
切削幅、みそ摺りを生じる逃げ面の線、小さな軸線交差
角度γ、小さな機械加工ストロークなどのようなさまざ
まな機械加工の問題を生じる被加工物に対して、特に好
適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】微細な機械加工のための工具の一部の軸線方向
の断面図を示す。
【図2】歯車被加工物の内側の逃げ面線図の変形形態図
である。
【図3】被加工物の周辺における全ての逃げ面の集積を
示す。
【図4】プランジャー切削段階における工具および被加
工物の図を示す。
【図5】プランジャー切削段階の終わりにおける図4と
同様の図を示す。
【符号の説明】
a 中央層 b,c 外側層 T 微細な機械加工のための工具 W 被加工物

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに結合された中央層および2つの外
    側層(a,b,c)を有し、中央層(a)は内部に切削
    粒子を埋設されたプラスチック材料で構成され、被加工
    物の2つのエッジ面積部分に接触される外側層(b,
    c)はセラミックで結合された切削粒子で構成された軸
    線方向の積層構造を有することを特徴とする歯車被加工
    物を加工する微細加工用の工具。
  2. 【請求項2】 中央層(a)の厚さがこ工具(T)の全
    厚の20〜90パーセントである請求項1に記載された
    微細加工用の工具。
  3. 【請求項3】 2つの外側層(b,c)が接着剤で中央
    層(a)に結合された請求項1または請求項2に記載さ
    れた微細加工用の工具。
  4. 【請求項4】 セラミックで結合された切削部材の断片
    が中央層(a)に付加的に埋設された請求項1から請求
    項3までのいずれか一項に記載された微細加工用の工
    具。
JP2000400978A 1999-12-29 2000-12-28 歯車被加工物を機械加工する微細加工用の工具 Pending JP2001225224A (ja)

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DE29922958U DE29922958U1 (de) 1999-12-29 1999-12-29 Feinbearbeitungswerkzeug zum Bearbeiten von zahnradförmigen Werkstücken
DE29922958.0 1999-12-29

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AT (1) ATE264157T1 (ja)
DE (2) DE29922958U1 (ja)

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EP1112798A2 (de) 2001-07-04
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