JP2012232400A - プランジシェービングカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】プランジシェービングカッタの提供。
【解決手段】プランジシェービングカッタはカッタ本体を有し、カッタ本体は複数の歯を有し、各歯は複数のセレーションを有し、該セレーションは螺旋配列され、該プランジシェービングカッタは第１輪切削状態と第２輪切削状態とを有し、該プランジシェービングカッタが該第２輪切削状態にある時、該プランジシェービングカッタは第２切削パラメータに符合し、これにより歯車を切削する時、良好な切削効果を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は一種のプランジシェービングカッタに係り、それは第２切削パラメータを提供して、該プランジシェービングカッタに良好な切削効果を持たせたものに関する。

プランジシェービングカッタは歯車加工に応用される。図１を参照されたい。周知のプランジシェービングカッタ１は工作物である歯車２に対して切削を行う時、それは径方向送り方式を採用する。

プランジシェービングカッタ１が歯車３に対して順方向に切削する時、図２に示されるように、プランジシェービングカッタ１のセレーション１０の刃口は歯車２の表面に対して押圧動作を行ない、続いてスライドの動作を行ない、歯車２の表面が材料の応力リミットに到達した後に、切削除去の効果を発生できる。

上述のプランジシェービングカッタの構造及びその加工方式は、各一種のプランジシェービングカッタが単一種類の歯車の製作しか行えないが、生産したい歯車と現在ある数学計算式に基づき、プランジシェービングカッタの形式を設計できる。

理想的な切削状態は、歯車の表面において鏡面を切削により形成し、既存の関係する学術論文或いは教科書中に記載の数学モデルは、セレーションの歯車に対する移動軌跡をシミュレートできる。

螺旋配列のセレーションは切削過程中に位置ずれ切削の状況を発生しうるが、理想状態では、切削された歯車の表面には鏡面が形成される。ただし、設計不良のプランジシェービングカッタは、切削する歯車の表面に紋路を出現させる。

これにより、プランジシェービングカッタの設計は加工する歯車の品質に影響を与え得て、既存の数学計算式で大まかなプランジシェービングカッタの設計は得られるものの、反復して実験を行わなければ、切削に応用可能なプランジシェービングカッタは製造できず、或いは歯車の後続工程において、表面の紋路を除去しなければならず、このような二種類の方式はいずれも業者に相当な程度のトラブルをもたらし、このため既存のプランジシェービングカッタには尚も改善の余地がある。

上述の周知のプランジシェービングカッタの欠点を鑑み、本発明の目的は、一種のプランジシェービングカッタを提供することにあり、それは、第２切削パラメータを設計することにより、歯車を切削する時に、その表面紋路を消去できるプランジシェービングカッタであるものとする。

上述の目的を達成するため、本発明の技術手段は一種のプランジシェービングカッタを提供し、それは、カッタ本体を有し、カッタ本体は複数の歯を有し、各歯は複数のセレーションを有し、該セレーションは螺旋配列され、該プランジシェービングカッタは第１輪切削状態と第２輪切削状態とを有し、該第１輪切削状態と該第２輪切削状態は順方向の切削とされ、該プランジシェービングカッタが該第２輪切削状態にある時、該プランジシェービングカッタは第２切削パラメータ（ｆ_sc）に符合し、そのうち、０．５＜ｆ_sc≦０．７５、或いは０．２５≦ｆ_sc＜０．５である。

上述したように、本発明は第２切削パラメータに符合し、該第２切削パラメータに基づくように製造したプランジシェービングカッタは、歯車を切削加工する時、その表面の紋路を消去でき、良好な切削効果提供する。

既存のプランジシェービングカッタの加工する歯車に対する送りの表示図である。 既存のセレーションの加工する歯車に対する切削の表示図である。 本発明のプランジシェービングカッタの局部表示図である。

本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。

図３を参照されたい。本発明は一種のプランジシェービングカッタであり、それは輪形のカッタ本体３を具え、該カッタ本体３は複数の歯３０を具え、各歯３０の両側に、複数のセレーション３１があり、各歯３０のセレーション３１は螺旋配列を呈する。

図３を参照されたい。一つのセレーション螺旋線３２（以下螺旋線３２と称する）からわかるように、本実施例中、セレーション３１は左旋方式で配列されるが、セレーション３１は右旋方式で配列してもよい。右旋配列或いは左旋配列の両者が発生する作用効果は同じであり、並びにプランジシェービングカッタの構造は変わらず、僅かにセレーション３１の方向が変わる。説明が冗長で煩瑣となりすぎないように、この後の説明は右旋については説明せず、図面に別に右旋の表示図を描くことはないことを、予め述べる。

プランジシェービングカッタを設計する時、以下のパラメータを参考することが必要である。
１．歯３０の歯数（以下にＮ₁と称する）、加工される歯車の歯数（以下Ｎ₂と称する）。
２．同一の歯３０の二つの隣り合うセレーション３１が有するピッチ（以下、Ｐ_sと称する）。
３．カッタ本体３が一周回転した後、螺旋線３２の旋回方向により計算される第１歯３０から最後の歯３０のセレーション３１までのＰ_sの数量。それは、セレーションの刃口の数（以下、刃口数或いはｚ_osと称する）とされ、刃口数は整数とされ、そうでなければ、プランジシェービングカッタの開始位置の違いにより切削痕前進不規則の状況が形成される。
４．歯車が一周回転した後、歯車の第１歯と一周回転後の第１歯が遭遇するプランジシェービングカッタの歯３０の差Ｎ₂。例えば、もしＮ₁が１３７で、Ｎ₂が１３であれば、仮にプランジシェービングカッタの任意の歯３０と歯車の任意の歯が接触し、該歯が最初に歯３０に接触する歯であるとし、該歯３０の位置コードを第１号とすると、歯車が一周回転した後、前述の最初に接触する歯は第１４号の歯３０と接触する。同様に、プランジシェービングカッタの位置コードを第１号、第１４号、第２７号．．．．第１＋（Ｎ₂×ｎ；ｎは整数）の歯３０は、順に歯車の同一の歯と接触し、なぜなら、セレーション３１の異なる歯３０は螺旋位置ずれの関係を有し、プランジカット等距離移動前進の形式を発生し、それはセレーション前進量とされる（以下、ｄ_sと称する）。

５．プランジシェービングカッタと歯車の歯面スタガード切削時、同じ距離範囲で重複現象を発生し得て、この同じ距離範囲（以下、ｄ_rと称する）の演算とシミュレート説明は、Ｈｓｕ，Ｒ−Ｈ．，ａｎｄ Ｆｏｎｇ，Ｚ−Ｈ．，２００６，”Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｅｒｒａｔｉｏｎ’ｓ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｏｏｔｈ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｂｙ Ｓｈａｖｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｐｌｕｎｇｅ Ｇｅａｒ Ｃｕｔｔｅｒ” Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｐａｒｔ Ｃ−Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２２０（２）；２２３−２４２ Ｆｅｂ．（ＳＣＩ，ＥＩ）においてみることができ、ｄ_rとＰ_sは固定比例とされる。
６．歯車とプランジシェービングカッタが交錯する時、両者の軸間の夾角はピッチ円軸交角（以下、γ₀と称する）とされ、γ₀はこの領域の通常の知識であり、並びに、Ｌｉｔｖｉｎ，Ｆ．Ｌ．，１９９４，Ｇｅａｒ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｈｅｏｒｙ，ＰＴＲ Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｌｉｆｆｓ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ｐｐ．４１２−４６８においてみることができる。
７．プランジシェービングカッタは多輪切削状態を有し、ゆえにプランジシェービングカッタは少なくとも第１輪切削状態と第２輪切削状態を有し、並びに第２輪切削状態の時、第２切削パラメータ（以下ｆ_scと称する）を発生し得る。

総合すると、第１輪切削状態と第２輪切削状態は順切削の時、並びに上述のパラメータが以下の表の範囲中にある時、プランジシェービングカッタは良好な切削効果を有する。

以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本発明の権利のカバーする範囲内に属するものとする。

１ プランジシェービングカッタ
１０ セレーション
２ 歯車
３ カッタ本体
３０ 歯
３１ セレーション
３２ セレーション螺旋線

Claims (7)

1. プランジシェービングカッタであって、カッタ本体を具え、該カッタ本体は複数の歯を有し、各該歯は複数のセレーションを有し、該セレーションは螺旋配列を呈し、該プランジシェービングカッタは第１輪切削状態と第２輪切削状態を有し、該第１輪切削状態と該第２輪切削状態は順切削とされる上記プランジシェービングカッタにおいて、
   該プランジシェービングカッタが該第２輪切削状態の時、該プランジシェービングカッタは第２切削パラメータ（ｆ_sc）に符合し、そのうち、０．５＜ｆ_sc≦０．７５、或いは０．２５≦ｆ_sc＜０．５であることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
2. 請求項１記載のプランジシェービングカッタにおいて、該セレーションの螺旋方向は右旋とされ、並びに該プランジシェービングカッタは操作ピッチ円軸交角（γ₀）とセレーション前進量に符合し、該セレーション前進量は０．１５〜０．２５ｍｍ、γ₀＜０とされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
3. 請求項１記載のプランジシェービングカッタにおいて、該セレーションの螺旋方向は左旋とされ、並びに該プランジシェービングカッタは操作ピッチ円軸交角（γ₀）とセレーション前進量に符合し、該セレーション前進量は−０．２５〜−０．１５ｍｍ、γ₀＜０とされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
4. 請求項１記載のプランジシェービングカッタにおいて、該セレーションの螺旋方向は右旋とされ、並びに該プランジシェービングカッタは操作ピッチ円軸交角（γ₀）とセレーション前進量に符合し、該セレーション前進量は−０．２５〜−０．１５ｍｍ、γ₀＞０とされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
5. 請求項１記載のプランジシェービングカッタにおいて、該セレーションの螺旋方向は左旋とされ、並びに該プランジシェービングカッタは操作ピッチ円軸交角（γ₀）とセレーション前進量に符合し、該セレーション前進量は０．１５〜０．２５ｍｍ、γ₀＞０とされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
6. 請求項１乃至５のいずれか記載のプランジシェービングカッタにおいて、該第２切削パラメータ（ｆ_sc）は以下の公式、すなわち、
   

   

   に符合し、ｄ_sはセレーション前進量、Ｐ_sはピッチとされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。
7. 請求項６記載のプランジシェービングカッタであって、該セレーション前進量（ｄ_s）は以下の公式、すなわち、
   

   

   に符合し、Ｎ₁は該歯の歯数、Ｎ₂は加工する歯車の歯数、ｚ_osはセレーション刃口数とされることを特徴とする、プランジシェービングカッタ。

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