JP2012206198A

JP2012206198A - ホブカッタ

Info

Publication number: JP2012206198A
Application number: JP2011072826A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Morikawa; 正宣森川; Wataru Ikeda; 渉池田; Akihiro Hamano; 昭宏濱野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】ホブカッタの切刃と被削歯車の歯面の隙間に切屑が噛み込まれるのを防ぐ。
【解決手段】カッタ回転方向Ｔに回転されるカッタ本体１外周に螺旋状の歯すじに沿って形成された複数の刃部４のすくい面５と左右刃面７、９との交差稜線部には左右切刃６、８を、すくい面５と歯先面１１との交差稜線部には歯先切刃１０を形成し、複数の刃部４のうち、創成中心刃を０番刃４Ｚとして、この０番刃４Ｚに対し歯すじに沿ってカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する＋１番刃４Ａと、この＋１番刃４Ａのカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する＋２番刃４Ｂとを含む連続する少なくとも２つの一部の刃部４Ａ〜４Ｃでは、左右切刃６、８のうち刃部４が被削歯車Ｗのトレーリング側の歯面２２を形成する側の切刃６と歯先切刃１０とのコーナ部１２を他の刃部４の同じコーナ部に対し後退させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸線回りに回転されるカッタ本体の外周に切刃が形成された複数の刃部が螺旋状の歯すじに沿って形成され、被削歯車に切削により歯形を創成するホブカッタに関するものである。

このようなホブカッタにおいては、例えば特許文献１に記載されているように、カッタ本体が軸線回りに回転させられると、螺旋状の歯すじを形成するように配列された複数の刃部の切刃が順次歯形を創成する面に現れて、この面上に直進するラックが投影されるので、このラックに理想的に噛み合うように被削歯車を回転させつつ、歯形を創成する面が被削歯車の歯すじに沿うようにカッタ本体を送り出すことにより、切刃によって被削歯車が切削させられて歯形が形成される。

ここで、この特許文献１には、刃部に形成される上記切刃のうち軸線方向に位置する左右切刃（歯面切刃）のうち片側あるいは両側を、歯すじ上に所定数おきに配置された一部の刃部において、その少なくともカッタ本体外周側に位置する歯先切刃側の部分で、残りの刃部よりも後退させて切削に関与しないように逃がすことにより、この一部の刃部のカッタ回転方向後方側に隣接する刃部において生成される切屑の厚みを厚くして、熱亀裂によるチッピングを抑制することが提案されている。

一方、特許文献２には、このようなホブカッタによる歯車の創成では、歯車においてホブカッタの切刃の遠のき側の歯面であるトレーリング側の歯の歯元付近で、切刃と歯面との間に隙間が発現し、この隙間に切屑が入り込んで噛み込みを生じることにより、歯面のむしれを生じることが指摘されている。すなわち、通常、被削歯車のトレーリング側から生成されて成長した切屑が、切り終わりで歯車においてホブカッタの切刃の近寄り側の歯面であるリーディング側から生成された切屑によって押されてトレーリング側の歯面に押し付けられ、上記隙間に噛み込まれるというものである。

そこで、この特許文献２には、ホブカッタの切刃を、創成される歯車の各歯の全歯丈に対するデデンダムの比率が０．５０〜０．５３の所定の範囲となるように転位設計することにより上記隙間を小さくするとともに、切刃を歯先端部に異なる凸曲面を有する連続した複数のＲ面部を有する形状にして、切屑の噛み込みの発生を防ぐことによってこのような歯面のむしれを防止することが提案されている。

特開２００５−６６７０６号公報特開２０１０−１２５５７１号公報

ところが、この特許文献２に記載されているように上記隙間を小さくしても、隙間が発現する以上、切屑の噛み込みを確実に防止することは困難である。その一方で、例えば特許文献１に記載されているように、一部の刃部において左右切刃のうち片側あるいは両側を、少なくとも歯先切刃側の部分で残りの刃部よりも後退させて切削に関与しないようにした場合、この後退させた部分が上記隙間の発現するトレーリング側に位置していれば、上記隙間は逆に大きくなるため、この隙間を介して噛み込みを生じることなく切屑を逃がすことが期待できる。

しかしながら、この特許文献１に記載のホブカッタでは、このような一部の刃部が歯すじ上に所定数おきに配置されていて、すなわちこの一部の刃部のカッタ回転方向後方側に隣接する残りの刃部は切刃が後退していないので、一部の刃部に後続するこの残りの刃部においては切刃と被削歯車の歯面との間に発現する小さな隙間に切屑が噛み込まれてしまい、やはり歯面のむしれを確実に防止することができなくなるおそれがある。そして、このような切屑の噛み込みは、特に歯形の創成中心刃となる、いわゆる０番刃に対して、そのカッタ回転方向後方側に連続して隣接する複数の刃部において生じ易いが、特許文献１には、切削に関与しない刃部を０番刃に対してどのように配設するかについては記載されてはいない。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにホブカッタの切刃と被削歯車の歯面との間に隙間が生じる場合でも、この隙間に切屑が噛み込まれてしまうのを確実に防いで歯面のむしれを防止することが可能なホブカッタを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りにカッタ回転方向に回転させられるカッタ本体の外周に、上記軸線回りに捩れる螺旋状の歯すじに沿って複数の刃部が形成され、これらの刃部のカッタ回転方向を向くすくい面と上記軸線方向を向く左右刃面との交差稜線部には左右切刃が形成されるとともに、上記すくい面と上記刃部の外周側を向く歯先面との交差稜線部には歯先切刃が形成されており、上記複数の刃部のうち、創成中心刃を０番刃として、この０番刃に対し上記歯すじに沿って上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋１番刃と、この＋１番刃の上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋２番刃とを含む連続する少なくとも２つの一部の刃部においては、上記左右切刃のうち該刃部が被削歯車のトレーリング側の歯面を形成する側の切刃と上記歯先切刃とのコーナ部が、他の刃部の同じコーナ部に対して後退させられていることを特徴とする。

このように構成されたホブカッタでは、上記一部の刃部において、左右切刃のうち該刃部における被削歯車のトレーリング側の切刃が、その歯先切刃とのコーナ部において後退させられているので、このトレーリング側の歯面との間に発現する隙間を大きくして切屑の噛み込みを防止することができる。

そして、このように切刃が後退した一部の刃部が、複数の刃部のうち、創成中心刃を０番刃として、この０番刃に対し上記歯すじに沿って上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋１番刃と、この＋１番刃の上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋２番刃とを含む連続する少なくとも２つの刃部とされているので、かかる切屑の噛み込みを確実に防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、被削歯車のトレーリング側の歯元部分において切刃との間に隙間が生じても、この隙間に切屑が噛み込まれるのを防ぐことができ、これにより歯面にむしれが生じたりするのを防いで高精度かつ高品位の歯形を創成することが可能となる。

本発明の一実施形態のホブカッタ、および該ホブカッタにより被削歯車に歯形を創成する状態を示す図である。図１に示す実施形態の一部の刃部により歯形を創成するときの創成線図である。

図１および図２は本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のホブカッタは、超硬合金や高速度工具鋼等の硬質材料により形成されて、図１に示すように軸線Ｏ回りにカッタ回転方向Ｔに回転させられる外形略円筒状のカッタ本体１の外周に、上記軸線Ｏ回りに歯すじに沿って捩れる螺旋状のネジ状部２と、周方向に間隔をあけてそれぞれ軸線Ｏ方向に延びる複数条の溝部３とが互いに交差するように形成されており、こうして溝部３が交差することによってネジ状部２が分断されることにより、複数（多数）の刃部４が形成されている。

こうして形成された刃部４のカッタ回転方向Ｔ側を向く面はすくい面５とされ、該すくい面５はカッタ本体１の外周側に向けて先細りとなる概略等脚台形状とされている。そして、この外周側が上向きの状態でカッタ回転方向Ｔ側からすくい面５に対向して見たときに、すくい面５の右側の辺稜部が右切刃６とされて、この右切刃６のカッタ回転方向Ｔ後方側に連なる刃部４の軸線Ｏ方向を向く側面が右刃面７とされ、すくい面５の左側の辺稜部が左切刃８とされて、この左切刃８のカッタ回転方向Ｔ後方側に連なる軸線Ｏ方向を向く刃部４の側面が左刃面９とされる。また、すくい面５の外周側の辺稜部は歯先切刃１０とされて、この歯先切刃１０に連なる刃部４の外周側を向く面が歯先面１１とされる。

このようなホブカッタは、歯切り加工装置であるホブ盤の回転軸Ｓに取り付けられて上記軸線Ｏ回りにカッタ回転方向Ｔに強制的に回転駆動させられるとともに、被削歯車Ｗの歯すじ方向（被削歯車Ｗが平歯車の場合は図１および図２において図面に直交する方向）に送られて、該被削歯車Ｗに歯２１を形成してゆく。すなわち、このホブカッタの工具本体１の回転により、上記ネジ状部２に形成された刃部４が順次歯形を創成する面に現れて、この歯形創成面上における刃部４の切刃６、８、１０の軌跡が、図１に符号Ａに示す進行方向に直進するラックＲとして投影される。

一方、被削歯車Ｗも、上記ホブ盤の他の回転軸に取り付けられて、歯２１が創成される部分が上記ラックＲの進行方向Ａに向かうように、その中心軸Ｃ回りに回転方向Ｂに強制的に回転駆動させられ、この被削歯車Ｗの回転と上記ホブカッタのカッタ本体１の回転とが、上記ラックＲに被削歯車Ｗの歯２１が噛み合うように同期させられて駆動される。

従って、カッタ本体１の刃部４は、その右切刃６が図１において歯２１の左歯面２２を刃部４が被削歯車Ｗから遠ざかるときに切削することになり、逆に左切刃８が図１において歯２１の右歯面２３を刃部４が被削歯車Ｗに近づくときに切削することになる。すなわち、被削歯車Ｗから見ると、図１において左歯面２２がトレーリング側の歯面となり、右歯面２３がリーディング側の歯面となる。

そして、図２に示すように本実施形態のホブカッタでは、上記複数の刃部４のうち歯すじに沿って連続する少なくとも２つ（本実施形態では３つ）の一部の刃部４Ａ〜４Ｃにおいて、上記左右切刃６、８のうち該刃部における被削歯車Ｗのトレーリング側の切刃、すなわち本実施形態では右切刃６と、上記歯先切刃１０とが交差するコーナ部１２が、図２に破線で示す他の刃部４の同じコーナ部に対して後退させられている。

ここで、これら一部の刃部４Ａ〜４Ｃにおいては、図１に示すように該刃部４Ａ〜４Ｃにおける右刃面７と歯先面１１との交差稜線部に面取り部１３が形成されていて、この面取り部１３がすくい面５に交差することにより、上記コーナ部１２が切り欠かれるようにしてすくい面５の内側に後退させられている。なお、この面取り部１３は、カッタ本体１の周方向における各刃部４Ａ〜４Ｃの全刃幅に亙って延びている。また、こうして後退したコーナ部１２は、すくい面５に対向する方向から見て右切刃６と歯先切刃１０とに鈍角に交差するように直線状に延びており、ただし右切刃６との交差角の方が歯先切刃１０との交差角よりも大きくなるようにされている。

さらに、本実施形態では、こうしてコーナ部１２が後退させられた一部の刃部４Ａ〜４Ｃは、複数の刃部４のうち創成中心刃となる刃部４Ｚを０番刃として、この０番刃に対しホブカッタの歯すじに沿ってカッタ回転方向Ｔの後方側に隣接して＋１番刃とされる刃部４Ａと、この＋１番刃のさらにカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接して＋２番刃とされる刃部４Ｂとされており、さらにこの＋２番刃のカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接して＋３番刃とされる刃部４Ｃにおいても、コーナ部１２が後退させられている。

なお、創成中心刃となる刃部４Ｚは、図１に示すようにカッタ本体１の軸線Ｏと被削歯車Ｗの中心軸Ｃとに直交する直線Ｌ上に位置する刃部４である。ここで、複数の被削歯車Ｗの歯形を創成した後に、カッタ本体１を軸線Ｏ方向にずらすようにシフトして再び被削歯車Ｗの歯形を創成する場合には、この創成中心刃となる刃部４Ｚもシフトすることになるので、新たに創成中心刃となる刃部４Ｚからカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する少なくとも２つの刃部４においてもコーナ部１２を後退させるようにして、１つのカッタ本体１に複数群の上記一部の刃部４Ａ〜４Ｃが形成されるようにしてもよい。

このように構成されたホブカッタでは、上記一部の刃部４Ａ〜４Ｃにおいて、左右切刃６、８のうち刃部４Ａ〜４Ｃが被削歯車Ｗの左歯面２２を形成する側の切刃である右切刃６が、その歯先切刃１０とのコーナ部１２において後退させられているので、図２に示すように被削歯車Ｗから見てトレーリング側となるこの左歯面２２の歯元部分に発現する隙間Ｄをコーナ部１２が後退した分だけ大きくすることができる。

従って、このトレーリング側の左歯面２２で生成された切屑が成長した後に、リーディング側から生成した切屑によって左歯面２２に押し付けられても、こうして大きく空いた隙間Ｄにより切屑の噛み込みを防止することができる。そして、こうしてコーナ部１２が後退した一部の刃部４Ａ〜４Ｃが、創成中心刃となる０番刃の刃部４Ｚに対して、歯すじに沿ってそのカッタ回転方向Ｔの後方側に隣接する＋１番刃の刃部４Ａと、この＋１番刃の刃部４Ａのさらにカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する＋２番刃の刃部４Ｂとを含む少なくとも２つの刃部とされており、さらに本実施形態ではこの＋２番刃の刃部４Ｂのカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する＋３番刃の刃部４Ｃもコーナ部１２が後退させられているので、上記構成のホブカッタでは、このような切屑の噛み込みを一層確実に防止することが可能となる。

このため、上記構成のホブカッタによれば、このような切屑が被削歯車Ｗの歯面（左歯面２２）と刃部４Ａ〜４Ｃとの間に噛み込まれてしまって歯面にむしれが生じたりするのを避けることができ、高精度で高品位の歯形を有する歯車を創成することが可能となる。その一方で、こうしてコーナ部１２が後退した一部の刃部４Ａ〜４Ｃは、創成中心刃となる０番刃の刃部４Ｚの歯すじに沿ってカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接する連続した刃部であるので、元々コーナ部１２は歯形の創成に関与することが無く、従ってコーナ部１２が後退していても歯形の精度や品位に影響を及ぼすこともない。

なお、本実施形態では、コーナ部１２を上述のようにすくい面５に対向する方向から見て直線状をなして後退するように形成しているが、例えば曲率半径の大きな凸曲線をなすようにしてすくい面５の内側に後退するように形成されていてもよい。また、本実施形態のように３つ以上の刃部４においてコーナ部１２が後退させられていてもよいが、こうしてコーナ部１２が後退した刃部４が多くなりすぎると高精度、高品位の歯形の創成が困難となるおそれがあるので、被削歯車Ｗの歯数や刃部４の総数にもよるが、４枚程度までとされるのが望ましい。

１カッタ本体
４刃部
４Ａ〜４Ｃ＋１〜＋３番刃
４Ｚ０番刃
５すくい面
６右切刃
７右刃面
８左切刃
９左刃面
１０歯先切刃
１１歯先面
１２コーナ部
１３面取り部
２１歯
２２左歯面（トレーリング側）
２３右歯面（リーディング側）
Ｗ被削歯車
Ｏカッタ本体１の軸線
Ｃ被削歯車Ｗの中心軸
Ｔカッタ本体１の回転方向
Ｂ被削歯車Ｗの回転方向
Ｄ隙間

Claims

軸線回りにカッタ回転方向に回転させられるカッタ本体の外周に、上記軸線回りに捩れる螺旋状の歯すじに沿って複数の刃部が形成され、これらの刃部のカッタ回転方向を向くすくい面と上記軸線方向を向く左右刃面との交差稜線部には左右切刃が形成されるとともに、上記すくい面と上記刃部の外周側を向く歯先面との交差稜線部には歯先切刃が形成されており、上記複数の刃部のうち、創成中心刃を０番刃として、この０番刃に対し上記歯すじに沿って上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋１番刃と、この＋１番刃の上記カッタ回転方向後方側に隣接する＋２番刃とを含む連続する少なくとも２つの一部の刃部においては、上記左右切刃のうち該刃部が被削歯車のトレーリング側の歯面を形成する側の切刃と上記歯先切刃とのコーナ部が、他の刃部の同じコーナ部に対して後退させられていることを特徴とするホブカッタ。