JP2013111659A - 鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】鼓形の歯車状砥石を高精度にドレッシングすることができると共に、ディスク形ドレッサの刃形形状を変更することなく、歯車状砥石の刃形形状を変更することができる鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサを提供する。
【解決手段】ワークＷに対して、その各歯Ｗａにおけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、当該ワークＷを研削する鼓形の歯車状砥石１２と、円盤状のディスク形ドレッサ１４とを、噛み合わせた状態で同期回転させることにより、歯車状砥石１２をディスク形ドレッサ１４によりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法において、ディスク形ドレッサ１４の刃形形状を、研削後のワークＷにおける歯Ｗａの歯直角断面形状と一致させ、歯車状砥石１２及びディスク形ドレッサ１４を、歯車状砥石１２の鼓形形状及びねじれ角に応じて、移動及び旋回させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、はすば歯車を研削可能な鼓形の歯車状砥石をドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレシング方法、及び、そのドレッシング方法に使用されるディスク形ドレッサに関する。

従来から、歯車の研削においては、その歯面を効率良く仕上げ加工するための様々な種類の砥石が用いられている。そして、このような砥石を使用して、研削を行っていくと、当該砥石が磨耗して、その切れ味が低下してしまう。このため、所定数量の歯車を研削した後には、磨耗した砥石に対してドレッシングを行って、その刃面を鋭い刃面に再生させることが必要となっている。

そこで、従来から、磨耗した砥石を各種ドレッサによりドレッシングする砥石のドレッシング方法が提供されている。例えば、特許文献１には、鼓形の歯車状砥石をドレスギヤによりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法が開示されている。

特開平１０−５８２３０号公報

しかしながら、上記従来のドレッシング方法では、ドレスギヤを用いてドレッシングするため、その全ての歯の歯形形状を、所定の精度内に加工しなくてはならず、その歯形形状の精度管理が非常に困難となっている。

また、上記従来のドレッシング方法のように、ドレスギヤを採用すると、歯車の歯形形状を微修正する場合や、それを単に変更する場合には、これに応じて、ドレスギヤの歯形形状を変更し、更に、このドレスギヤのドレッシングにより歯車状砥石の刃形形状を変更する必要がある。即ち、上記従来のドレッシング方法では、歯車の歯形形状を何らかの事情で変更する度に、ドレスギヤの歯形形状や歯車状砥石の刃形形状も変更する必要があった。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、鼓形の歯車状砥石を高精度にドレッシングすることができると共に、ディスク形ドレッサの刃形形状を変更することなく、歯車状砥石の刃形形状を変更することができる鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法は、
はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石と、円盤状に形成されるディスク形ドレッサとを、噛み合わせた状態で同期回転させることにより、前記歯車状砥石を前記ディスク形ドレッサによりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法において、
前記ディスク形ドレッサの刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させ、
前記歯車状砥石及び前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石の鼓形形状及びねじれ角に応じて、直交三軸方向に相対的に移動させると共に、
前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石のねじれ角に応じて、前記ディスク形ドレッサのドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに所定の旋回角度に旋回させて位置決めして、前記はすば歯車の歯車回転軸周りに旋回させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法は、
はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石と、円盤状に形成されるディスク形ドレッサとを、噛み合わせた状態で同期回転させることにより、前記歯車状砥石を前記ディスク形ドレッサによりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法において、
前記ディスク形ドレッサの刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させ、
前記歯車状砥石及び前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石の鼓形形状及びねじれ角に応じて、直交三軸方向に相対的に移動させると共に、
前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石のねじれ角に応じて、前記ディスク形ドレッサのドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るディスク形ドレッサは、
はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石を、ドレッシング可能で、且つ、円盤状に形成されるディスク形ドレッサにおいて、
刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させる
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法によれば、はすば歯車に対してその各歯における歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触可能な鼓形の歯車状砥石を、刃形形状が研削後のはすば歯車における各歯の歯直角断面形状と一致するディスク形ドレッサによりドレッシングすることにより、歯車状砥石を高精度にドレッシングすることができると共に、ディスク形ドレッサの刃形形状を変更することなく、歯車状砥石の刃形形状を変更することができる。

また、本発明に係るディスク形ドレッサによれば、刃形形状を、鼓形の歯車状砥石による研削後のはすば歯車における各歯の歯直角断面形状と一致させることにより、歯車状砥石を高精度にドレッシングすることができると共に、その刃形形状を変更することなく、歯車状砥石の刃形形状を変更することができる。

本発明の一実施例に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法を示した図である。 ワークを鼓形歯車状砥石により研削するときの様子を示した図である。 ワークと鼓形歯車状砥石との噛み合い状態を示した図である。 ワークにおける鼓形歯車状砥石との接触線を示した図である。 ワークの歯の歯直角断面形状とディスク形ドレッサの刃形形状とが一致する様子を示した図である。

以下、本発明に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサについて、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、本発明に係るドレッシング方法が採用された歯車研削盤（図示省略）は、図２に示すように、はすば歯車であるワーク（被加工歯車）Ｗを、鼓形の歯車状砥石１２により研削するものであって、更に、図１に示すように、その機上において、歯車状砥石１２を円盤状のディスク形ドレッサ１４によりドレシングするドレッシング装置（図示省略）を備えている。

次に、歯車研削盤の構成について、図１乃至図５を用いて説明する。

図２に示すように、歯車研削盤には、回転テーブル１３が、鉛直なワーク回転軸Ｃ１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、ワークＷが着脱可能に取り付けられている。従って、回転テーブル１３を回転駆動させることにより、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに回転させることができる。

また、歯車研削盤には、砥石主軸１１が、砥石回転軸Ｂ１周りに回転可能に支持されており、この砥石主軸１１の下端には、歯車状砥石１２が着脱可能に取り付けられている。従って、砥石主軸１１を回転駆動させることにより、歯車状砥石１２を砥石回転軸Ｂ１周りに回転させることができる。

更に、砥石主軸１１は、水平なＸ軸方向（砥石切り込み方向）、Ｘ軸方向及び鉛直なＺ軸方向と直交する水平なＹ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能に支持されると共に、Ｘ軸方向に延在する砥石旋回軸Ａ周りに旋回可能に支持されている。従って、砥石主軸１１を駆動させることにより、歯車状砥石１２をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させることができると共に、歯車状砥石１２を砥石旋回軸Ａ周りに旋回させることができる。

そして、図３に示すように、歯車状砥石１２を砥石旋回軸Ａ周りに旋回させることにより、歯車状砥石１２の砥石回転軸Ｂ１とワークＷのワーク回転軸Ｃ１との間の軸交差角Σを、ワークＷのねじれ角及び歯車状砥石１２のねじれ角に応じて、調整することができる。即ち、軸交差角Σは、歯車状砥石１２の取付角度であって、研削時の歯車状砥石１２は、その軸交差角Σが与えられた状態で、砥石回転軸Ｂ１周りに回転する。

ここで、歯車状砥石１２は、はすば歯車状で、且つ、その外径寸法が、砥石幅方向中央部から砥石幅方向両端部に向かうに従って、大きくなるような、鼓形に形成されている。なお、歯車状砥石１２の砥石幅方向の外形形状を示す鼓形形状は、軸交差角Σ及びワークＷの外径寸法等に応じて、所定の曲率に規定されている。

また、歯車状砥石１２の刃面は、当該歯車状砥石１２の砥石幅方向全域に亘って、連続的にねじれて形成されている。更に、歯車状砥石１２のねじれ角は、その外形形状が鼓形となっているため、砥石幅方向中央部から砥石幅方向両端部に向かうに従って、徐々に変化している。

従って、歯車状砥石１２を、所定の軸交差角Σに配置すると共に、所定の鼓形に形成することにより、当該歯車状砥石１２とワークＷとを、互いが線接触するように、噛み合わせることができる。そして、このような噛み合い状態から、歯車状砥石１２をＺ軸方向に揺動させることにより、歯車状砥石１２の砥石幅方向全域を使用して、ワークＷを研削することができる。このとき、歯車状砥石１２の刃面は、ワークＷの歯面を、その歯すじ方向、即ち、当該ワークＷのねじれ方向に沿って研削することになる。

一方、図４に示すように、ワークＷは、研削時の歯車状砥石１２に対して、常に、その歯幅方向全域が線接触するように噛み合っており、この研削時のワークＷにおける歯車状砥石１２との接触線を、Ｗｂと示している。そして、上述したように、歯車状砥石１２は、ワークＷをそのねじれ方向に沿って研削するため、研削時の接触線Ｗｂは、ワークＷの各歯Ｗａにおけるそのねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋いだ線となっており、常に、ねじれ方向と直交した状態で、当該ねじれ方向に移動することになる。

また、図１に示すように、歯車研削盤には、上記ドレッシング装置が設けられており、このドレッシング装置には、ディスク形ドレッサ１４が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能に支持されると共に、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回可能で、且つ、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転可能に支持されている。

なお、ドレッサ旋回軸Ｂ２とドレッサ回転軸Ｃ３とは、ディスク形ドレッサ１４の中心部において、互いに直交するように配置されている。即ち、ドレッサ旋回軸Ｂ２は、ディスク形ドレッサ１４の径方向に延在しており、ドレッサ回転軸Ｃ３は、ディスク形ドレッサ１４の中心軸と同軸上に配置されている。

従って、ドレッシング装置を駆動させることにより、ディスク形ドレッサ１４を、歯車状砥石１２をドレッシング可能なドレス位置と、このドレス位置から退避した退避位置との間で、移動させることができる。更に、ドレッシング装置を駆動させることにより、ディスク形ドレッサ１４を、歯車状砥石１２のねじれ角に応じて、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させることができると共に、ディスク形ドレッサ１４を、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転させることができる。

そして、図５に示すように、ディスク形ドレッサ１４の刃形形状は、研削後のワークＷを接触線Ｗｂに沿って分断したときの各歯Ｗａの断面形状、即ち、研削後のワークＷの各歯Ｗａにおけるそのねじれ方向と垂直な歯直角断面形状と一致している。これにより、ドレッシング時におけるディスク形ドレッサ１４と歯車状砥石１２との間の噛み合い状態と、研削時における歯車状砥石１２とワークＷとの間の噛み合い状態とを、一致させることができる。

次に、歯車研削盤の動作について、図１、図２、図３、図５を用いて説明する。

ワークＷを歯車状砥石１２により研削する場合には、図２及び図３に示すように、先ず、ワークＷを回転テーブル１１に装着した後、歯車状砥石１２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させると共に、砥石旋回軸Ａ周りに旋回させる。これにより、歯車状砥石１２は、軸交差角Σが与えられた状態で、ワークＷと噛み合うことになる。

次いで、上述した噛み合い状態から、歯車状砥石１２を砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに回転させる。

そして、歯車状砥石１２に対して、Ｘ軸方向に切り込みを与えた後、この歯車状砥石１２をＺ軸方向に揺動させる。これにより、歯車状砥石１２は、その砥石幅方向全域を使用して、ワークＷを研削することになる。

この結果、歯車状砥石１２とワークＷとの間における同期回転及び軸交差角Σによって、歯車状砥石１２の刃面とワークＷの歯面との間に、大きなすべりが発生するため、ワークＷの歯面が歯車状砥石１１の刃面により微細に研削される。

ここで、歯車状砥石１２を用いて所定数量のワークＷを研削すると、その刃面が磨耗して切れ味が低下するため、歯車状砥石１２をディスク形ドレッサ１４により定期的にドレッシングする。また、このような、歯車状砥石１２の刃面が磨耗した場合だけでなく、ワークＷの歯形形状を微修正する場合や、ワークＷの歯形形状を単に変更する場合でも、ディスク形ドレッサ１４を使用して、歯車状砥石１２をドレッシングする。

そして、本実施形態の歯車研削盤では、鼓形の歯車状砥石１２をディスク形ドレッサ１４によりドレッシングする方法として、下記に示した２種類のドレッシング方法のいずれかの方法を採用するようにしている。

そこで、１つ目のドレッシング方法では、図１に示すように、先ず、ディスク形ドレッサ１４を退避位置からドレス位置に移動させた後、このドレス位置に位置決めしたディスク形ドレッサ１４を、歯車状砥石１２のねじれ角に応じて、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに所定の旋回角度に旋回させて位置決めする。

次いで、歯車状砥石１２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させると共に、砥石旋回軸Ａ周りに旋回させる。これにより、図５に示すように、歯車状砥石１２は、軸交差角Σが与えられた状態で、ディスク形ドレッサ１４と噛み合うことになる。

そして、上述した噛み合い状態から、歯車状砥石１２を、当該歯車状砥石１２の鼓形形状及びねじれ角に応じて、砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させる。これと同時に、ディスク形ドレッサ１４を、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転させると共に、歯車状砥石１２のねじれ角に応じて、ワーク回転軸Ｃ１周りに旋回させる。これにより、歯車状砥石１２の刃面がディスク形ドレッサ１４の刃面によりドレッシングされる。

次いで、上述したようなドレッシング動作が、歯車状砥石１２の刃溝の数量分行われることになり、全ての刃溝のドレッシング動作が終了すると、ディスク形ドレッサ１４を、ドレス位置から退避位置に移動させて、待機状態とする。

また、２つ目のドレッシング方法では、図１に示すように、先ず、ディスク形ドレッサ１４を退避位置からドレス位置に移動させる。

次いで、歯車状砥石１２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させると共に、砥石旋回軸Ａ周りに旋回させる。これにより、図５に示すように、歯車状砥石１２は、軸交差角Σが与えられた状態で、ディスク形ドレッサ１４と噛み合うことになる。

そして、上述した噛み合い状態から、歯車状砥石１２を、当該歯車状砥石１２の鼓形形状及びねじれ角に応じて、砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させる。これと同時に、ディスク形ドレッサ１４を、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転させると共に、歯車状砥石１２のねじれ角に応じて、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させる。これにより、歯車状砥石１２の刃面がディスク形ドレッサ１４の刃面によりドレッシングされる。

次いで、上述したようなドレッシング動作が、歯車状砥石１２の刃溝の数量分行われることになり、全ての刃溝のドレッシング動作が終了すると、ディスク形ドレッサ１４を、ドレス位置から退避位置に移動させて、待機状態とする。

なお、上述した本実施形態では、ドレッシング時において、歯車状砥石１２を、当該歯車状砥石１２の鼓形形状及びねじれ角に応じて、直交３軸方向となるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させるようにしているが、歯車状砥石１２及びディスク形ドレッサを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対的に移動させるようにしても構わない。

従って、本発明に係る鼓形歯車状砥石のドレッシング方法によれば、ワークＷに対してその各歯Ｗａにおける歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触可能な鼓形の歯車状砥石１２を、刃形形状が研削後のワークＷにおける各歯Ｗａの歯直角断面形状と一致するディスク形ドレッサ１４によりドレッシングすることにより、歯車状砥石１２を高精度にドレッシングすることができると共に、ディスク形ドレッサ１４の刃形形状を変更することなく、歯車状砥石１２の刃形形状及びワークＷの歯形形状を変更することができる。

また、本発明に係るディスク形ドレッサ１４によれば、刃形形状を、鼓形の歯車状砥石１２による研削後のワークＷにおける各歯Ｗａの歯直角断面形状と一致させることにより、歯車状砥石１２を高精度にドレッシングすることができると共に、その刃形形状を変更することなく、歯車状砥石１２の刃形形状及びワークＷの歯形形状を変更することができる。

本発明は、ドレッシング時間の短縮化を図ることができる鼓形歯車状砥石のドレッシング方法及びディスク形ドレッサに適用可能である。

１１ 砥石主軸
１２ 歯車状砥石
１３ 回転テーブル
１４ ディスク形ドレッサ
Ｗ ワーク
Ｗａ 歯
Ｗｂ 接触線
Ａ 砥石旋回軸
Ｂ１ 砥石回転軸
Ｂ２ ドレッサ旋回軸
Ｃ１ ワーク回転軸
Ｃ３ ドレッサ回転軸
Σ 軸交差角

Claims (3)

1. はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石と、円盤状に形成されるディスク形ドレッサとを、噛み合わせた状態で同期回転させることにより、前記歯車状砥石を前記ディスク形ドレッサによりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法において、
   前記ディスク形ドレッサの刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させ、
   前記歯車状砥石及び前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石の鼓形形状及びねじれ角に応じて、直交三軸方向に相対的に移動させると共に、
   前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石のねじれ角に応じて、前記ディスク形ドレッサのドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに所定の旋回角度に旋回させて位置決めして、前記はすば歯車の歯車回転軸周りに旋回させる
   ことを特徴とする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法。
2. はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石と、円盤状に形成されるディスク形ドレッサとを、噛み合わせた状態で同期回転させることにより、前記歯車状砥石を前記ディスク形ドレッサによりドレッシングする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法において、
   前記ディスク形ドレッサの刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させ、
   前記歯車状砥石及び前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石の鼓形形状及びねじれ角に応じて、直交三軸方向に相対的に移動させると共に、
   前記ディスク形ドレッサを、前記歯車状砥石のねじれ角に応じて、前記ディスク形ドレッサのドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させる
   ことを特徴とする鼓形歯車状砥石のドレッシング方法。
3. はすば歯車に対して、当該はすば歯車の各歯におけるねじれ方向と垂直な歯直角断面の輪郭を繋ぐように線接触して、前記はすば歯車を研削する鼓形の歯車状砥石を、ドレッシング可能で、且つ、円盤状に形成されるディスク形ドレッサにおいて、
   刃形形状を、研削後の前記はすば歯車における前記歯の歯直角断面形状と一致させる
   ことを特徴とするディスク形ドレッサ。

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