JP2005329520A - Gear grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車研削装置に係り、より特別には、一個の歯車の全ての歯を同時に研削加工する歯車研削装置の砥石を保持する砥石保持部に関するものである。 The present invention relates to a gear grinding apparatus, and more particularly, to a grindstone holding section that holds a grindstone of a gear grinding apparatus that grinds all teeth of one gear simultaneously.
歯車の製作加工方法には、種々のものがあり、例えばホブ切り加工、ピニオンカッター加工、ラックカッター加工、シェービング加工等がある。それぞれの加工方法において、異なる加工工具と歯車加工装置を使用する。また、歯車の精度に応じて、段階的に加工する方法をとる場合がある。この様な場合大別すると、歯車の大体の形状に加工する成形段階と、成形された歯車を最終の仕上げ寸法に加工する仕上げ加工段階に大別できる。 There are various gear manufacturing methods, such as hobbing, pinion cutter processing, rack cutter processing, shaving processing, and the like. In each machining method, different machining tools and gear machining devices are used. In some cases, a stepwise processing method may be employed depending on the accuracy of the gear. In such a case, it can be roughly divided into a molding stage for processing into a rough shape of a gear and a finishing stage for processing the formed gear into a final finish dimension.
従来の一般的な歯車の仕上げ加工段階においては、歯車を1歯づつ仕上げており、この場合砥石を回転して送って次の1歯を加工する方法がとられていた。この様な歯車加工を行なう歯車研削装置の従来例を図8と図9に示す。図8は、従来例の歯車研削装置50の側面図であり、図9は図8の歯車研削装置50の外観図である。歯車研削装置50は、被加工物である外歯歯車10と、砥石59とを有しており、外歯歯車10と砥石59との相対位置を調整可能である。外歯歯車10と砥石59の相対位置を調整した後、砥石59を前進させながら(図中、X方向)、被加工物である外歯歯車10を前後方向(X方向)で振動させることにより、外歯歯車10の1歯を仕上げ加工する。その後砥石9を円周方向に回転移動させて、被加工物である外歯歯車10の次の1歯を仕上げ加工する。
In the conventional general gear finishing process, the gears are finished one by one, and in this case, a method is used in which the next one tooth is machined by rotating and feeding the grindstone. A conventional example of a gear grinding apparatus that performs such gear machining is shown in FIGS. FIG. 8 is a side view of a conventional
しかし、この様な従来の歯車加工(研削)装置においては、砥石の歯数と被加工物の歯数は異なっており、砥石と被加工物との間でそれらを相対振動させて歯面の加工を行う場合において、1つの歯もしくは1つの歯溝、または1つの片側の歯面を加工し、順に歯を移動しながら複数の歯を加工していた。 However, in such a conventional gear processing (grinding) device, the number of teeth of the grindstone and the number of teeth of the workpiece are different, and the relative vibration between the grindstone and the workpiece causes the tooth surface. In the case of processing, one tooth or one tooth gap, or one tooth surface on one side is processed, and a plurality of teeth are processed while sequentially moving the teeth.
従って、この様な歯車加工装置では、砥石を往復振動させながら砥石を回転することにより、回転自由に保持された被加工物の研削加工する位置を円周方向に順に移動させて、歯車の加工が行われる。しかし、この様な加工方法では、1歯ずつ順に加工するため時間がかかるという問題があった。 Therefore, in such a gear machining apparatus, the grinding wheel is rotated while reciprocatingly vibrating the grindstone, whereby the grinding position of the workpiece held freely is moved in the circumferential direction in order, and the gear machining is performed. Is done. However, such a processing method has a problem that it takes time because the teeth are processed one by one in order.
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、1つの歯車の全ての歯を同時に研削仕上げ加工することにより加工時間を短縮できる総形研削方法で、歯の形状精度を向上できる歯車研削装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a gear grinding apparatus capable of improving the shape accuracy of teeth by a total grinding method capable of reducing machining time by simultaneously grinding and finishing all teeth of one gear. The purpose is to provide.
本発明の請求項1の形態では、上述した目的を達成するために、少なくとも、被加工物を研削するための砥石を保持する砥石保持部と、被加工物を保持する被加工物保持部とを具備し、前記砥石保持部と前記被加工物保持部とを相対的に往復振動させながら前記砥石保持部又は前記被加工物保持部の内の少なくとも一方を移動させることにより、前記被加工物を研削加工する、歯車研削装置において、前記砥石保持部が、ベースとなる保持部本体と、前記保持部本体に回転可能に支持される可動体と、前記可動体の回転動を限定するピンと、前記可動体を、その回転をロックした状態で、任意の所定位置に位置決め保持可能な位置決め手段とを具備することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in order to achieve the above-described object, at least a grindstone holding portion for holding a grindstone for grinding the workpiece, and a workpiece holding portion for holding the workpiece. And moving the at least one of the grindstone holding part or the work piece holding part while relatively reciprocatingly vibrating the grindstone holding part and the work piece holding part. In the gear grinding apparatus, the grindstone holding portion is a holding portion main body that serves as a base, a movable body that is rotatably supported by the holding portion main body, and a pin that limits the rotational movement of the movable body, Positioning means capable of positioning and holding the movable body at an arbitrary predetermined position in a state where the rotation of the movable body is locked is provided.
この様に構成することにより、即ち、特に、可動体が回転可能であることにより、被加工物の歯と砥石の歯を組合せる時に被加工物の歯と砥石の歯が干渉して組合せできない場合に砥石端面の面取りにより、砥石に回転力が作用し、砥石が回転して被加工物の歯と砥石の歯が正常に組合せられるようになる。また、固定体が設けられたことにより、研削加工時に砥石と被加工物の位置関係を固定でき、砥石の歯型形状を正確に被加工物に転写することができるようになる。上記作用が功奏し、即ち、可動体が回転可能であること、固定体が設けられたことにより、1つの歯車の全ての歯を同時に研削加工する場合に、確実に、砥石と被加工物を組合せでき、加工時間の短縮と、歯の形状精度を確保できる歯車研削装置を提供できる。 By configuring in this way, that is, in particular, because the movable body is rotatable, when the teeth of the workpiece and the teeth of the grindstone are combined, the teeth of the workpiece and the teeth of the grindstone cannot interfere and combine. In this case, chamfering of the end face of the grindstone causes a rotational force to act on the grindstone, so that the grindstone rotates and the teeth of the workpiece and the grindstone teeth are normally combined. Further, since the fixed body is provided, the positional relationship between the grindstone and the workpiece can be fixed at the time of grinding, and the tooth shape of the grindstone can be accurately transferred to the workpiece. The above action is effective. That is, when the movable body is rotatable and the fixed body is provided, when grinding all the teeth of one gear at the same time, the grindstone and the workpiece are surely fixed. It is possible to provide a gear grinding apparatus that can be combined, shortening the processing time, and ensuring the tooth shape accuracy.
本発明の請求項2の形態では、上記請求項1の形態において、前記位置決め手段は、前記可動体を一方に押圧する弾性体であることを特徴とする。
本形態によれば、位置決め手段をより具体化する形態を開示する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the positioning means is an elastic body that presses the movable body to one side.
According to this form, the form which actualizes a positioning means more is disclosed.
本発明の請求項3の形態では、上記請求項1又は2のいずれかの形態において、前記弾性体は、空圧式シリンダにより移動されることにより、前記可動体を一方に押圧することを特徴とする。
本形態によれば、位置決め手段である弾性体による位置決め方法をより具体化する。
According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the elastic body is moved by a pneumatic cylinder to press the movable body to one side. To do.
According to this form, the positioning method by the elastic body which is a positioning means is actualized more.
本発明の請求項4の形態では、上記請求項1から3の形態のいずれか一項において、前記可動体を前記保持部本体に固定する固定体が設けられることを特徴とする。
本形態によれば、砥石保持部の構成をより具体化する。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a fixed body that fixes the movable body to the holding portion main body is provided.
According to this form, the structure of a grindstone holding | maintenance part is actualized more.
本発明の請求項5の形態では、上記請求項1から4の形態のいずれか一項において、前記砥石保持部を、前記被加工物に向かって直線往復動させる駆動装置を更に具備することを特徴とする。
本形態によれば、本歯車研削装置の構成をより具体化する。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, further comprising a drive device that linearly reciprocates the grindstone holding portion toward the workpiece. Features.
According to this form, the structure of this gear grinding apparatus is actualized more.
本発明の請求項6の形態では、上記請求項1から5の形態のいずれか一項において、前記被加工物は歯車であることを特徴とする。
本形態によれば、本歯車研削装置の加工対象をより具体化する。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the workpiece is a gear.
According to the present embodiment, the object to be processed by the gear grinding apparatus is further specified.
本発明の請求項7の形態では、上記請求項6の形態において、前記砥石は、前記被加工物である歯車と同じ歯数を有することを特徴とする。
本形態によれば、1つの歯車の全ての歯を同時に研削加工し、加工時間を短縮できる構成をより具体化する。
In the form of
According to the present embodiment, the configuration that can grind all the teeth of one gear at the same time and reduce the processing time is more concrete.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の歯車研削装置を詳細に説明する。図1から図3は、本発明に係る歯車研削装置の実施の形態を図解的に示す。図1は本発明の歯車研削装置1の概略的な構成を示す側断面図であり、図2は図1の線A−Aにおける断面図であり、図3は、ピンによる砥石の円周方向の位置調整を説明する図2の拡大図である。
Hereinafter, a gear grinding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 3 schematically show an embodiment of a gear grinding apparatus according to the present invention. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a
まず図1を参照すると、本発明の実施の形態の歯車研削装置1は、本例において被加工物である外歯歯車10を保持する被加工物保持部3と、被加工物を歯車加工するための砥石9を保持する砥石保持部2とを具備する。本実施の形態において被加工物である外歯歯車10について、図4にその正面図を示しており、砥石9について、図5にその正面図(図5(a))及び側断面図(図5(b))を示す。被加工物である外歯歯車10は、歯車研削装置1により加工される前に、図4に示すような外形である。また、本実施の形態において被加工物は、外歯歯車とされたが、例えば内歯歯車等のこれ以外の種類の歯車であっても良い。砥石9は、被加工物である歯車の種類に応じて適当なものが使用される。
First, referring to FIG. 1, a
砥石保持部2は、砥石保持部2のベースとなる保持部本体4と、保持部本体4に回転可能に支持されていて且つ砥石9を収容する可動体5とを具備する。図1に示されるように、可動体5は、回転軸11によりその中心で固定支持されており、回転軸11は、軸受け12を介して、固定体8に回転自在に支承されている。固定体8は、ボルト等の既知の手段により、保持部本体4に固定される。上記の構成要素は、砥石保持部2に含まれる。
The
歯車研削装置1は、更に砥石保持部2を前後方向(X方向)に移動可能に支持する台部20と、砥石保持部2を前後方向(X方向)に移動させるための駆動部30とを具備する。台部20は、台21と、スライド部25と、移動台22とを具備する。保持部本体4は、移動台22に固定されており、移動台22は、台21上を滑動可能なスライド部25を介して台21に設置されるので、前後方向(X方向)に移動可能である。駆動部30は、サーボモータ31と、移動軸32とを具備する。移動軸32は、例えばボールねじであり、サーボモータ31が回転することにより、前後方向(X方向)に伸縮する。
移動軸32は、台部20の移動台22に固定されているので、サーボモータ31の回転により、移動台22及びそれに固定された保持部本体4に支持される砥石保持部2は前後方向に移動する。
The
Since the moving
砥石保持部2は更に、可動体5の回転移動を限定するピン6と、可動体5を、その回転をロック(固定)した状態で任意の所定位置に位置決め固定するための位置決め手段である弾性体7と、弾性体7を上下方向(Z方向)に動かすエアシリンダ14とを有する。本実施の形態において弾性体7は、可動体5を一方に押圧してその回転をロックする。
また、被加工物保持部3は図1に示すように、被加工物である外歯歯車10を保持するが、図示されない駆動装置により前後方向(X方向)に振動するように動くことが出来る。
The
Further, as shown in FIG. 1, the
次に、上記実施の形態の歯車研削装置1の作動を説明する。
まず、砥石9を砥石軸(B)に中心をあわせて可動体5に取り付ける。砥石9は、例えば可動体5によるクランプ、ボルト固定等の既知の方法で保持される。次に、外歯歯車10を被加工物保持保持部3に砥石軸と同軸になるように取付け固定する。この固定方法についても、クランプ、ボルト固定等の既知の方法で良い。次に、サーボモータ31により、可動体5を外歯歯車10の方向に前進させ被加工物である外歯歯車10に組合わせる。
Next, operation | movement of the
First, the
この時、被加工物10の歯と砥石9の歯が干渉することが考えられるが、被加工物10の端面が砥石9の面取りに当たり、砥石9を少量回転させることにより組合わせが可能になる。この状態を図2と3により説明する。図2に示すように、ピン6は、可動体5に設けられた長円状の開口16に収容されているので、可動体5が軸Bの周りを回転可能にする遊びが存在する。砥石9と被加工物10が干渉した場合、この遊びにより可動体5が回転し砥石9を少量回転し、砥石9と被加工物10を組合わせる。ピン6と開口16は、可動体5が必要以上に回転して磁石9の歯と外歯歯車10の対応する歯の対応関係がズレてしまうことを防止するように、可動体5の回転を制限する。本実施の形態において、図3に示す砥石9の回転角は好適には、約10度以内であることが一般的であるが、本発明はこれに限定しない。この砥石9と外歯歯車10が適切に組み合わされた状態で位置決めするために、位置決め手段である弾性体7は、エアシリンダ14によりZ方向に下降されて、可動体5を押圧して可動体5の回転をロックする。この様に弾性体7は、可動体5、即ち砥石9の位置決め手段として作動する。
At this time, it is conceivable that the teeth of the
次に、サーボモータ31により可動体5に保持された砥石9を前進させながら、前述の如く被加工物保持部3により被加工物である外歯歯車10を前後方向に振動させて、外歯歯車10を仕上げ加工する。砥石9は図5(b)に示すように、軸方向に、粗加工部91(外径がテーパー)と、仕上げ部92(外径が平行)とを具備しており、砥石9が外歯歯車10を相対振動しながら通過する際に、順次粗加工から仕上げ加工されることで全ての歯形状を同時で完全に精度良く仕上げ研削加工することができる。本実施の形態の歯車研削装置1による加工の状態を、図6及び図7に示す。図7において、砥石9は、加工開始時の外歯歯車10の実線の状態から、加工終了時の外歯歯車10の一点鎖線の状態まで移動する。この様にして、砥石9により被加工物10を研削加工する。
Next, while the
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の実施の形態の歯車研削装置1により以下の効果が期待できる。
・上記構成により、即ち、特に、可動体が回転可能であることにより、被加工物の歯と砥石の歯との組合わせにおいて被加工物の歯と砥石の歯が干渉して組合せできない場合に、砥石端面の面取りにより、砥石に回転力が作用し、砥石が回転して被加工物の歯と砥石の歯が正常に組合わされる。
・また、固定体が設けられたことにより、研削加工時に砥石と被加工物の位置関係を固定でき、砥石の歯型形状を正確に被加工物に転写することができるようになる。
・上記作用が功奏し、即ち、可動体が回転可能であること、固定体が設けられたことにより、1つの歯車の全ての歯を同時に研削加工する場合に、確実に、砥石と被加工物を組合せでき、加工時間の短縮と、歯の形状精度を確保できる。
Next, effects and operations of the above embodiment will be described.
The following effects can be expected from the
-With the above configuration, that is, in particular, when the movable body is rotatable, in the combination of the teeth of the workpiece and the teeth of the grindstone, the teeth of the workpiece and the teeth of the grindstone cannot interfere and combine. By the chamfering of the grindstone end face, a rotational force acts on the grindstone, and the grindstone rotates to normally combine the teeth of the workpiece and the grindstone teeth.
In addition, since the fixed body is provided, the positional relationship between the grindstone and the workpiece can be fixed during grinding, and the tooth shape of the grindstone can be accurately transferred to the workpiece.
-When the above-mentioned action is effective, that is, when the movable body is rotatable and the fixed body is provided, when grinding all the teeth of one gear at the same time, the grindstone and the workpiece are surely obtained. The processing time can be shortened and the tooth shape accuracy can be secured.
上記の説明の実施の形態における歯車研削装置1において、砥石9と被加工物である外歯歯車10の前後方向の相対振動は、被加工物側である被加工物保持部3が前後方向に振動駆動されることにより実施されたが、砥石側の部分が振動駆動されても良い。
また、砥石9の被加工物10に対する前後方向の相対移動は、サーボモータ31により砥石側の砥石保持部2を駆動することにより実施されたが、被加工物側の部分を駆動して被加工物10を移動させて実施されても良い。
In the
The relative movement in the front-rear direction of the
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、歯車研削装置1は、横方向に移動する横型(砥石9と被加工物10が横方向に整列する)として記載されたが、該装置は、砥石9と被加工物10が実質的に縦方向に整列する縦型であっても良い。
In the embodiment described above or shown in the accompanying drawings, the
上記の実施の形態において、砥石保持部2の前後方向の移動は、サーボモータ31とボールねじの移動軸32の組み合わせにより実施されたが、例えば油圧シリンダ、ラックピニオン方式等のこれ以外の既知な機構により実施されても良い。
また、可動体5の位置決め手段として、可動体5を上方から押圧する弾性体7による機構が記載されているが、例えばピン止め、クランプ止め、前方からの押圧等のこれ以外の種々の既知な固定手段が採用されても良い。
In the above-described embodiment, the movement of the
Further, as a positioning means for the
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。 The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the embodiment, and is defined only by matters described in the claims, and other embodiments are also possible. It can be implemented.
1…歯車研削装置
2…砥石保持部
3…被加工物保持部
4…保持部本体
5…可動体
6…ピン
7…弾性体
8…固定体
9…砥石
10…外歯歯車(被加工物)
11…回転軸
12…軸受け
14…エアシリンダ
20…台部
21…台
22…移動台
25…スライド部
30…駆動部
31…サーボモータ
32…移動軸
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記砥石保持部が、
ベースとなる保持部本体と、
前記保持部本体に回転可能に支持される可動体と、
前記可動体の回転動を限定するピンと、
前記可動体を、その回転をロックした状態で、任意の所定位置に位置決め保持可能な位置決め手段と、を具備する
ことを特徴とする歯車研削装置。 At least a grindstone holding portion for holding a grindstone for grinding the workpiece, and a workpiece holding portion for holding the workpiece, wherein the grindstone holding portion and the workpiece holding portion are relatively In a gear grinding apparatus that grinds the workpiece by moving at least one of the grindstone holding portion or the workpiece holding portion while reciprocally vibrating to the workpiece,
The grindstone holding part is
A holding unit body as a base;
A movable body rotatably supported by the holding portion main body;
A pin for limiting the rotational movement of the movable body;
Positioning means capable of positioning and holding the movable body at an arbitrary predetermined position in a state where the rotation of the movable body is locked.
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