JP2011115908A - 歯車加工機械 - Google Patents
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- Y10T409/10—Gear cutting
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Abstract
【課題】カッタヘッドの剛性を向上させ、外歯車または内歯車のいずれかを加工したときにおいても、加工精度の向上及び品質の均一化を図ることができる歯車加工機械を提供する。
【解決手段】外歯車W1または内歯車W2が取り付けられる回転テーブル13を回転可能に支持すると共に移動可能に支持される移動ベース12と、移動ベース12の上方に設けられる門形コラム14のブリッジ部14cと、ブリッジ部14cに昇降可能に支持されるサドル15と、サドル15の前面に設けられ、工具Tを下端に回転可能に支持するカッタヘッド16とを備え、カッタヘッド16の前側に、前方に向けて突出する突出部16aを設け、工具Tを、その前部が突出部16aにおける最も前方に突出した頂面16bから更に前方に突出するように配置する。
【選択図】図1
【解決手段】外歯車W1または内歯車W2が取り付けられる回転テーブル13を回転可能に支持すると共に移動可能に支持される移動ベース12と、移動ベース12の上方に設けられる門形コラム14のブリッジ部14cと、ブリッジ部14cに昇降可能に支持されるサドル15と、サドル15の前面に設けられ、工具Tを下端に回転可能に支持するカッタヘッド16とを備え、カッタヘッド16の前側に、前方に向けて突出する突出部16aを設け、工具Tを、その前部が突出部16aにおける最も前方に突出した頂面16bから更に前方に突出するように配置する。
【選択図】図1
Description
本発明は、外歯車及び内歯車を単一のカッタヘッドを用いて切削することができる歯車加工機械に関する。
歯車には、外歯車と内歯車とがあり、従来から、外歯車を加工する場合と内歯車を加工する場合とでは、別々の歯車加工機械を用いるか、または、1台の歯車加工機械を共用するようにしていた。1台の歯車加工機械で外歯車及び内歯車の両方を加工するためには、外歯車の加工を行う場合には、外歯車専用の加工ヘッドを使用する一方、内歯車の加工を行う場合には、内歯車専用の加工ヘッドを使用する必要がある。これにより、従来の歯車加工機械において、外歯車または内歯車のいずれか一方の加工を行った後、いずれか他方の加工を行う場合には、加工ヘッドの交換作業が必要となっていた。
一方、近年、外歯車及び内歯車を単一の研削ヘッドを用いて研削することができる歯車研削装置が提供されている。このような、従来の歯車研削装置は、例えば、特許文献1に開示されている。
上記従来の歯車研削装置では、外歯車と内歯車との間の研削切換時におけるヘッド交換作業を不要とすることを目的として、研削ヘッドを、水平方向に伸延する水平伸延部と、この水平伸延部の先端から下方に向けて伸延する垂下部とからなる側面視でL字状に形成し、その垂下部の下端に砥石を回転可能に支持するようにしている。
しかしながら、このような研削ヘッドの構成では、垂下部の剛性が確保し難くため、研削時の加工負荷(切削反力)によって、砥石が振れてしまい、加工精度を低下させるおそれがある。
しかも、従来の研削方法においては、外歯車を研削するときには、砥石の前部を外歯車に当接させる一方、内歯車を研削するときには、砥石の後部を内歯車に当接させるようにしている。これにより、外歯車研削時における加工負荷の作用方向と内歯車研削時における加工負荷の作用方向とが逆方向になると共に、研削ヘッドがL字状をなすことから、外歯車研削時における加工負荷の大きさと、内歯車研削時における加工負荷の大きさとが異なるため、外歯車と内歯車との間に加工精度のばらつきが生じるおそれがある。
更に、内径寸法と外径寸法との間に大きな径寸法差を有する内歯車を研削する場合には、研削ヘッドにおける水平伸延部の長さを長く設定しなくてはならず、更なる研削ヘッドの剛性の低下を招いてしまう。
また、外歯車及び内歯車の製作においては、歯面研削を行う前に、歯切り(切削)を行うことによって、それらの歯形が形成されることになるが、歯切り加工時の加工負荷(切削反力)は、研削加工時の加工負荷よりも遥かに大きくなる。これにより、上記従来の切削ヘッドの構成を、歯切り加工を行うための歯車加工機械のカッタヘッドに採用した場合には、上述した問題が顕著となる。
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、カッタヘッドの剛性を向上させ、外歯車または内歯車のいずれかを加工したときにおいても、加工精度の向上及び品質の均一化を図ることができる歯車加工機械を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第1の発明に係る歯車加工機械は、
被加工外歯車または被加工内歯車が取り付けられる回転テーブルを、当該被加工外歯車または被加工内歯車の中心軸周りに回転可能に支持し、その中心軸方向と直交する方向に移動可能に支持される移動ベースと、
前記移動ベースの上方に設けられる支持体と、
前記支持体に昇降可能に支持されるサドルと、
前記サドルの前面に設けられ、回転工具を下端に回転可能に支持するカッタヘッドとを備え、
前記カッタヘッドの前側に、前方に向けて突出する突出部を設け、
前記回転工具を、その前部が前記突出部における最も前方に突出した頂部から更に前方に突出するように配置する
ことを特徴とする。
被加工外歯車または被加工内歯車が取り付けられる回転テーブルを、当該被加工外歯車または被加工内歯車の中心軸周りに回転可能に支持し、その中心軸方向と直交する方向に移動可能に支持される移動ベースと、
前記移動ベースの上方に設けられる支持体と、
前記支持体に昇降可能に支持されるサドルと、
前記サドルの前面に設けられ、回転工具を下端に回転可能に支持するカッタヘッドとを備え、
前記カッタヘッドの前側に、前方に向けて突出する突出部を設け、
前記回転工具を、その前部が前記突出部における最も前方に突出した頂部から更に前方に突出するように配置する
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第2の発明に係る歯車加工機械は、
前記支持体を、前記移動ベースの移動方向を跨ぐように配置される門形コラムのブリッジ部とした
ことを特徴とする。
前記支持体を、前記移動ベースの移動方向を跨ぐように配置される門形コラムのブリッジ部とした
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第3の発明に係る歯車加工機械は、
前記カッタヘッドを、前記サドルに旋回可能に支持する
ことを特徴とする。
前記カッタヘッドを、前記サドルに旋回可能に支持する
ことを特徴とする。
従って、本発明に係る歯車加工機械によれば、サドルの前面に設けられるカッタヘッドの前側に、前方に向けて突出する突出部を設け、回転工具を、その前部が突出部における最も前方に突出した頂部から更に前方に突出するように配置することにより、カッタヘッドの剛性を向上させることができるので、外歯車または内歯車のいずれかを加工したときにおいても、加工精度の向上及び品質の均一化を図ることができる。
以下、本発明に係る歯車加工機械について、図面を用いて詳細に説明する。
図1に示すように、門形の歯車加工機械1には、ベッド11が設けられており、このベッド11には、移動ベース12が水平なX軸方向に移動可能に支持されている。移動ベース12の上部には、円形の回転テーブル13が鉛直なワーク回転軸C周りに回転可能に支持されており、この回転テーブル13の上面には、外歯車(被加工外歯車)W1または内歯車(被加工内歯車)W2が選択的に取り付けられるようになっている。
また、ベッド11の後端側には、門形コラム14が設けられている。この門形コラム14は、ベッド11の左右両側に立設する左右一対のコラム部14a,14bと、これらコラム部14a,14bの上端同士を繋ぐように配置されるブリッジ部(支持体)14cとから構成されている。そして、ブリッジ部14cは、回転テーブル13に取り付けられた外歯車W1及び内歯車W2よりも上方に配置され、X軸方向に延設するベッド11を跨ぐように、即ち、移動ベース12(回転テーブル13)の移動方向を跨ぐように設けられている。
ブリッジ部14cの前側における幅方向中心部には、サドル15が鉛直なZ軸方向に移動可能に支持されており、このサドル15の前面には、カッタヘッド16が、図示しない旋回機構を介して、水平な工具旋回軸A周りに旋回可能に支持されている。なお、カッタヘッド16の後面全体(全域)は、前記旋回機構を介していても、サドル15の前面に隙間無く密着するように取り付けられている。また、工具旋回軸Aは、後述する工具(回転工具)Tの工具回転軸Bと、工具Tの中心において直交するように配置されている(図2及び図3参照)。
ここで、図1及び図2に示すように、カッタヘッド16は、筒状をなしており、その前側には、前方に向けて突出する凸状の突出部16aが形成されている。この突出部16aの前面は、多角形状をなしており、その前面の幅方向中央部には、最も前方に突出した頂面(頂部)16bが形成されている。また、カッタヘッド16の下端内部には、例えば、インボリュートフライスカッタ等の工具Tが、X軸方向及びZ軸方向と直交する方向に延在する工具回転軸B周りに回転可能に内蔵されており、この工具Tは、その前部が頂面16bから更に前方に突出するように配置されている。
なお、上述した実施形態では、突出部16aの前面を多角形状に突出させ、工具Tの前部をその頂面16bから更に前方に突出するようにしたが、突出部16aの前面を円形状に突出させ、工具Tの前部をその頂部から更に前方に突出するようにしても構わない。そして、突出部16aにおける前面の突出量、曲率度合い、径寸法等は、歯切りを行う外歯車W1の外径及び内歯車W2の内径に応じて設定されており、歯切り加工時において、突出部16aの前面と外歯車W1の外周面(外歯)または内歯車W2の内周面(内歯)とが接触しないようになっている。
次に、歯車加工機械1による歯切り加工について、図3乃至図7を用いて説明する。
先ず、外歯車W1を平歯車に歯切り加工する場合には、図4及び図5に示すように、外歯車W1を回転テーブル13に固定した後、移動ベース12をカッタヘッド16の前方における外歯車加工位置まで移動させる。次いで、サドル15によってカッタヘッド16を下降させ、工具Tの前部を、外歯車W1の外周面に当接させる。そして、工具Tを回転させながら、サドル15によってカッタヘッド16を昇降させることにより、外歯車W1の外周面が歯切りされる。これにより、回転テーブル13を1つの歯溝分で割出回転させながら、上述した工具Tによる歯切り動作を所定回数行うことにより、外歯車W1の外周面に、平歯車の歯形が形成されることになる。
また、外歯車W1をはすば歯車に歯切り加工する場合には、図3に示すように、そのねじれ角に応じてカッタヘッド16を所定角度で旋回させた後、サドル15によってカッタヘッド16を下降させ、工具Tの前部を、外歯車加工位置に配置された外歯車W1の外周面に当接させる。次いで、工具Tを回転させながら、サドル15によってカッタヘッド16を昇降させると共に、外歯車W1のねじれ角に応じて回転テーブル13を回転させることにより、外歯車W1の外周面が歯切りされる。これにより、回転テーブル13を1つの歯溝分で割出回転させながら、上述した工具Tによる歯切り動作を所定回数行うことにより、外歯車W1の外周面に、はすば歯車の歯形が形成されることになる。
その後、内歯車W2を平歯車に歯切り加工する場合には、図6及び図7に示すように、カッタヘッド16を交換することなく、内歯車W2を回転テーブル13に固定した後、移動ベース12をブリッジ部14cの下方における内歯車加工位置まで移動させる。次いで、サドル15によってカッタヘッド16を下降させ、工具Tの前部を、内歯車W2の内周面に当接させる。そして、工具Tを回転させながら、サドル15によってカッタヘッド16を昇降させることにより、内歯車W2の内周面が歯切りされる。これにより、回転テーブル13を1つの歯溝分で割出回転させながら、上述した工具Tによる歯切り動作を所定回数行うことにより、内歯車W2の内周面に、平歯車の歯形が形成されることになる。
また、内歯車W2をはすば歯車に歯切り加工する場合には、図3に示すように、そのねじれ角に応じてカッタヘッド16を所定角度で旋回させた後、サドル15によってカッタヘッド16を下降させ、工具Tの前部を、内歯車加工位置に配置された内歯車W2の内周面に当接させる。次いで、工具Tを回転させながら、サドル15によってカッタヘッド16を昇降させると共に、内歯車W2のねじれ角に応じて回転テーブル13を回転させることにより、内歯車W2の内周面が歯切りされる。これにより、回転テーブル13を1つの歯溝分で割出回転させながら、上述した工具Tによる歯切り動作を所定回数行うことにより、内歯車W2の内周面に、はすば歯車の歯形が形成されることになる。
なお、上述した歯車加工機械1においては、外歯車W1の歯切りを行った後、カッタヘッド16の交換作業を行うことなく、内歯車W2の歯切りを行うようにしたが、勿論、内歯車W2の歯切りを行った後、カッタヘッド16の交換作業を行うことなく、外歯車W1の歯切りを行うことも可能となっている。
従って、本発明に係る歯車加工機械1によれば、カッタヘッド16を、その後面全体がサドル15の前面に面するように、当該サドル15に支持し、そのカッタヘッド16の前側に、前方に向けて突出する突出部16aを設け、工具Tを、その前部が突出部16aにおける最も前方に突出した頂面16bから更に前方に突出するように配置することにより、カッタヘッド16の剛性を向上させることができる。これにより、工具Tに大きな加工負荷が作用しても、当該工具Tの振れを抑えることができるので、外歯車W1または内歯車W2のいずれかを歯切り加工したときにおいても、加工精度の向上を図ることができる。
更に、外歯車W1または内歯車W2のいずれかを歯切り加工する場合にも、工具Tの前部を用いて歯切りを行うため、外歯車歯切り時における加工負荷(切削反力)の作用方向と、内歯車歯切り時における加工負荷(切削反力)の作用方向とが、同じ方向となる。これにより、外歯車W1または内歯車W2のいずれかを歯切り加工したときにおいても、同じ加工精度で加工することができ、品質の均一化を図ることができる。
そして、カッタヘッド16を、サドル15を介して、門形コラム14のブリッジ部14cに支持したことにより、門形コラム14の懐、即ち、ブリッジ部14cの下方に、内歯車W2を移動させることができるので、内径寸法と外径寸法との間に大きな径寸法差を有する内歯車W2にも、容易に歯切り加工を行うことができる。これにより、内歯車W2の径寸法の大きさに制約を受けることなく、加工精度の向上を図ることができる。
また、カッタヘッド16を旋回可能に支持することにより、外歯車W1または内歯車W2がはすば歯車であっても、加工精度の向上及び品質の均一化を図ることができる。
本発明は、単一のカッタヘッドを用いて加工する際に、外歯車と内歯車との間の交換作業を自動で行うことができる歯車加工機械に適用可能である。
1 歯車加工機械
11 ベッド
12 移動ベース
13 回転テーブル
14 門形コラム
14c ブリッジ部
15 サドル
16 カッタヘッド
16a 突出部
16b 頂面
T 工具
W1 外歯車
W2 内歯車
11 ベッド
12 移動ベース
13 回転テーブル
14 門形コラム
14c ブリッジ部
15 サドル
16 カッタヘッド
16a 突出部
16b 頂面
T 工具
W1 外歯車
W2 内歯車
Claims (3)
- 被加工外歯車または被加工内歯車が取り付けられる回転テーブルを、当該被加工外歯車または被加工内歯車の中心軸周りに回転可能に支持し、その中心軸方向と直交する方向に移動可能に支持される移動ベースと、
前記移動ベースの上方に設けられる支持体と、
前記支持体に昇降可能に支持されるサドルと、
前記サドルの前面に設けられ、回転工具を下端に回転可能に支持するカッタヘッドとを備え、
前記カッタヘッドの前側に、前方に向けて突出する突出部を設け、
前記回転工具を、その前部が前記突出部における最も前方に突出した頂部から更に前方に突出するように配置する
ことを特徴とする歯車加工機械。 - 請求項1に記載の歯車加工機械において、
前記支持体は、前記移動ベースの移動方向を跨ぐように配置される門形コラムのブリッジ部である
ことを特徴とする歯車加工機械。 - 請求項1に記載の歯車加工機械において、
前記カッタヘッドは、前記サドルに旋回可能に支持される
ことを特徴とする歯車加工機械。
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2010
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