JP2013176841A

JP2013176841A - シェービングカッタ

Info

Publication number: JP2013176841A
Application number: JP2013106583A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Hamano; 昭宏濱野; Masaharu Sueyasu; 正治末安
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2013-09-09

Abstract

【課題】歯面にクラウニングを与えた場合でも、再研削可能な回数や量を増加させて工具寿命の延長を図ることができるとともに、切刃の剛性や強度を均一化して特定の切刃の損傷が生じ易くなったりするのを防ぐ。
【解決手段】カッタ本体１１の外周に複数の歯１２が周方向に間隔をあけて設けられるとともに、これらの歯１２の両歯面１３にはそれぞれセレーション溝１４が形成されてなるシェービングカッタにおいて、両歯面１３には、歯面１３の歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するようにされたクラウニングが施されるとともに、セレーション溝１４の溝底１８は、クラウニングが施された歯面１３に合わせて歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、歯車の歯面を仕上げ加工するのに用いられるシェービングカッタに関するものである。

シェービングカッタは、例えば特許文献１、２に記載されているように、カッタ本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられた歯車状のものであって、ただしこれらの歯の両歯面にはそれぞれセレーション溝が形成されており、歯面（ランド）とセレーション溝との交差稜線部が切刃として作用して、噛み合わされた被削歯車の歯面を仕上げてゆく。そして、このうち特許文献１には、両歯面に形成されるセレーション溝の溝深さを一方の歯面と他方の歯面とで異なる深さとすることにより、カッタ本体の有効利用を図ってカッタ寿命を延長させることが提案されている。

特開２００３−３１１５３２号公報特開２００８−２３８３５１号公報

ここで、シェービングカッタにおいては、被削歯車の諸元や仕様、またシェービング加工法によってシェービングカッタの歯すじ方向に、歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するようにクラウニングを施したり、逆に歯すじ方向中央部が両端部に対して凹曲するようにホローリードを施すことがある。

ところが、セレーション溝が形成される歯の両歯面がその歯すじ方向を互いに平行にして延びるように形成されたシェービングカッタにおいて、このようなクラウニングを歯面に施したりホローリードを歯面に与えたりすると、元々のセレーション溝の深さは歯すじ方向に向けて一定となるようにされているから、そのようなシェービングカッタの歯面にクラウニングやホローリードを与えると、セレーション溝の深さが歯すじ方向に向けて変化することになる。

すなわち、例えば図６に示すように、このようなシェービングカッタの歯１の歯面２に、その歯すじ方向（図６における左右方向）の中央部が両端部に対して凸曲するように図６に破線で示すようなクラウニングを施すと、この中央部におけるセレーション溝３の溝深さＡに対して両端部の溝深さＢが浅くなってしまう。また、逆に図７に示すように、かかるシェービングカッタの歯１の歯面２に、その歯すじ方向（図７における左右方向）の中央部が両端部に対して凹曲するように図７に破線で示すようなホローリードを与えると、この中央部におけるセレーション溝３の溝深さＡが両端部の溝深さＢに対して浅くなってしまう。

しかるに、このようなシェービングカッタにおいては、セレーション溝３と歯面２との交差稜線部に形成された切刃４に摩耗が生じたりすると、歯面２を再研削して新たな切刃４を形成することにより切れ味を回復するようにしているが、こうしてセレーション溝３の深さＡ、Ｂが歯すじ方向の中央部と両端部で異なってしまうと、深さの浅いセレーション溝３によって再研削が可能な回数や量が決定してしまい、この浅いセレーション溝３の深さまで再研削したところで、他のセレーション溝３が残っていてもカッタ本体を廃棄しなければならなくなってしまう。

また、その一方で、このようにセレーション溝３の深さが異なると、これらセレーション溝３の間に突出して切刃４が形成されるランド５においても、セレーション溝３の溝底からの突出量が歯すじ方向の中央部と両端部とで異なることになる。このため、切刃４の剛性や強度についても歯すじ方向の中央部と両端部とで異なるものとなり、場合によっては剛性や強度が他と比べて弱くなったランド５の切刃４に欠損等の損傷が生じるおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、歯面にクラウニングを与えた場合でも、再研削可能な回数や量を増加させて工具寿命の延長を図ることができるとともに、切刃の剛性や強度を均一化して特定の切刃の損傷が生じ易くなったりするのを防ぐことが可能なシェービング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、カッタ本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられるとともに、これらの歯の両歯面にはそれぞれセレーション溝が形成されてなるシェービングカッタにおいて、上記両歯面には、該歯面の歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するようにされたクラウニングが施されるとともに、上記セレーション溝の溝底は、クラウニングが施された上記歯面に合わせて歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するように形成されていることを特徴とするものである。

すなわち、本発明のシェービングカッタにおいては、その歯の歯面にクラウニングが与えられて歯すじ方向の中央部が凸曲させられているのに対し、セレーション溝の溝底もこれに合わせて歯すじ方向の中央部が両端部に対して凸曲するようにされているので、これらセレーション溝の深さが歯すじ方向に向けて大きく変化してしまうのは防ぐことができる。

従って、切刃が摩耗した際には、当初と同様のクラウニングが与えられるように歯面を再研削することにより、各セレーション溝の深さを互いに均等に残しておくことができるので、すべてのセレーション溝が同時に再研削不可能な深さとなるまで再研削を行うことが可能となって、再研削回数や再研削量を増加させることができる。また、こうしてセレーション溝の溝深さを均等とすることができるため、その溝底からのランドの突出量も均等とすることができ、従って該ランドに形成される切刃の剛性や強度の均一化を図ることができるので、特定の切刃に欠損等の損傷が生じ易くなったりするようなこともない。

特に、上記セレーション溝の深さが歯すじ方向に向けて一定となるようにすることにより、すなわちセレーション溝の溝底を歯すじ方向に向けて、クラウニングによって歯面に与えられた凸曲形状と同じ形状をなして凸曲するように形成することにより、すべてのセレーション溝を均一に使い切ることができるとともにランドの突出量も等しくなるので、上述した効果を一層確実に奏功することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、シェービングカッタの歯面にクラウニングを与えても、再研削の際にセレーション溝の深さの違いによって再研削可能な回数や再研削量が制限されるのを防いで、再研削回数や再研削量を増加させることにより工具寿命を延長させることができるとともに、切刃が形成されるランドの突出量も均等にできるので、この切刃の剛性や強度についても均一化を図って特定の切刃の損傷が生じ易くなったりするのを防ぐことができ、従って長期に亙って安定した歯車のシェービング加工を可能とすることができる。

本発明に係わるシェービングカッタの概略を示す側面図である。本発明の一実施形態を示すシェービングカッタの歯の斜視図である。図２に示す実施形態における歯の歯すじ方向に沿った断面図（歯丈方向に垂直な断面図）である。本発明の実施形態に対する参考例を示すシェービングカッタの歯の斜視図である。図４に示す参考例における歯の歯すじ方向に沿った断面図（歯丈方向に垂直な断面図）である。一般的なシェービングカッタの歯面にクラウニングを施した場合の歯の歯すじ方向に沿った断面図（歯丈方向に垂直な断面図）である。一般的なシェービングカッタの歯面にホローリードを与えた場合の歯の歯すじ方向に沿った断面図（歯丈方向に垂直な断面図）である。

本発明の実施形態および参考例において、カッタ本体１１は、高速度鋼等の硬質材料から形成されて図１に示すように略円板形の歯車状をなし、その外周に周方向に等間隔に形成された複数の歯１２の両歯面１３に、それぞれ各歯１２の歯先から歯元側に延びるセレーション溝１４が歯すじ方向（図３および図５における左右方向）に間隔をあけて複数形成されている。さらに、これらのセレーション溝１４と、その間の歯面１３に残されたランド１５との交差稜線部のエッジは切刃１６とされている。

ここで、それぞれのセレーション溝１４は、上記歯すじ方向に互いに対向する一対の溝壁１７と、これらの溝壁１７の間にあってカッタ本体１１の周方向を向く溝底１８とから構成されている。

また、各歯面１３は、実施形態および参考例ともに歯すじ方向にみたときに、該歯面１３が向けられるカッタ本体１１の周方向側に向けて凸となる凸曲面状とされていて、セレーション溝１４の溝底１８も同様に凸曲面状とされている。なお、このセレーション溝１４の溝底１８がなす凸曲面は、実施形態および参考例では、歯面１３がなす凸曲面と等しい形状とされていて、歯１２の歯先から歯元側に亙ってセレーション溝１４の深さＤは略一定とされているが、このセレーション溝１４の深さＤは歯先から歯元の間で適宜変化するようにされていてもよい。

ここで、これら実施形態および参考例のうち、図２および図３に示す本発明の実施形態においては、これら図２および図３に破線で示すようなクラウニングが歯面１３に施されることにより、該歯面１３が歯すじ方向の中央部で両端部に対して凸曲するように形成されている。すなわち、この歯面１３は、歯すじ方向においても該歯面１３が向けられるカッタ本体１１の周方向側に向けて凸となる凸曲面状とされていて、この歯すじ方向の中央部が歯厚方向（図３における上下方向）に最も突出するようにされている。

そして、この歯面１３にクラウニングが施された本実施形態では、複数のセレーション溝１４の溝底１８も、歯すじ方向の中央部のセレーション溝１４の溝底１８が両端部のセレーション溝１４の溝底１８に対して凸曲するように形成されている。特に本実施形態では、これら複数のセレーション溝１４の溝底１８は、図３に示すように歯すじ方向に沿った歯１２の断面において、歯面１３がなす凸曲線のセレーション溝１４上の部分をそのまま歯厚方向に平行に後退させた位置となるように配置されており、これにより同断面における複数のセレーション溝１４の深さＤは歯すじ方向に向けて一定とされている。

一方、図４および図５に示す本発明の実施形態に対する参考例では、これら図４および図５に破線で示すようなホローリードが歯面１３に与えられることにより、上記実施形態とは逆に歯面１３が歯すじ方向の中央部で両端部に対して凹曲するように形成されている。すなわち、この参考例の歯面１３は、歯すじ方向においては、該歯面１３が向けられるカッタ本体１１の周方向側に対して凹となる凹曲面状とされ、この歯すじ方向の中央部が歯厚方向に最も後退するようにされている。

こうして歯面１３にホローリードが与えられた参考例では、複数のセレーション溝１４の溝底１８も、歯すじ方向の中央部のセレーション溝１４の溝底１８が両端部のセレーション溝１４の溝底１８に対して凹曲するように形成されており、特にこの参考例では、これら複数のセレーション溝１４の溝底１８は、図５に示すように歯すじ方向に沿った歯１２の断面において、歯面１３がなす凹曲線のセレーション溝１４上の部分を、やはりそのまま歯厚方向に平行に後退させた位置となるように配置されている。従って、この参考例でも、同断面における複数のセレーション溝１４の深さＤは歯すじ方向に向けて一定とされる。

このように、上記構成のシェービングカッタにおいては、実施形態にあっては、その歯１２の歯面１３にクラウニングが施されて該歯面１３が歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲しているに対して、セレーション溝１４の溝底１８も同様に歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するように形成され、また参考例にあっては、歯面１３にホローリードが与えられてその歯すじ方向中央部が両端部に対して凹曲しているのに対して、セレーション溝１４の溝底１８も歯すじ方向中央部が両端部に対して凹曲するように形成されているので、これらのセレーション溝１４の深さＤが、１つの歯面１３に形成されたもの同士で、歯すじ方向に向けて大きく変化してしまうのを防ぐことができる。

このため、切刃１６が摩耗した際に再研削を行うときには、実施形態では当初施されたクラウニングに合わせて歯面１３が歯すじ方向に凸曲するように、また参考例でも当初与えられたホローリードに合わせて歯面１３が歯すじ方向に凹曲するようにそれぞれ研削を行うことにより、同一歯面１３のうちの特定のセレーション溝１４の深さＤが浅くなりすぎるのを防ぐことができる。

特に、本実施形態および参考例ではセレーション溝１４の深さＤが歯すじ方向に向けて一定とされているので、当初の凹凸曲した歯面１３全体を歯すじ方向に沿った上記断面においては一定の研削量となるように再研削することにより、再研削後でもこの深さＤがセレーション溝１４同士で一定の状態を維持することができる。

従って、こうして再研削を行っても、１つの歯面１３における複数のセレーション溝１４が、その深さＤを互いに均等な状態として特定のセレーション溝１４の深さＤだけが浅くなりすぎることがないため、このような特定のセレーション溝１４の深さＤによって、他のセレーション溝１４の深さＤが十分に残っていても再研削不能となることもない。すなわち、すべてのセレーション溝１４の深さＤが等しく再研削不能となるまで再研削を繰り返すことができるので、上記構成の各シェービングカッタによれば、再研削可能な回数や再研削量を増加させることができて、工具寿命を延長することができる。

また、こうして１つの歯面１３の複数のセレーション溝１４が、歯すじ方向においてはその深さＤが互いに均等となるのに伴い、これらのセレーション溝１４間に位置するランド１５の溝底１８からの突出量も、歯すじ方向においては再研削を行っても均等に維持することができ、特に本実施形態および参考例ではこの突出量を一定とすることができる。このため、該ランド１５とセレーション溝１４との交差稜線部に形成される切刃１６に対しても互いに均一な剛性や強度を確保することができるので、この突出量の相違によって特定の切刃１６に損傷等が生じ易くなったりするのを防いで、長期に亙って安定的かつ円滑な歯車のシェービング加工を行うことが可能となる。

１１カッタ本体
１２歯
１３歯面
１４セレーション溝
１５ランド
１６切刃
１７セレーション溝１４の溝壁
１８セレーション溝１４の溝底
Ｄセレーション溝１４の深さ

Claims

カッタ本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられるとともに、これらの歯の両歯面にはそれぞれセレーション溝が形成されてなるシェービングカッタにおいて、上記両歯面には、該歯面の歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するようにされたクラウニングが施されるとともに、上記セレーション溝の溝底は、クラウニングが施された上記歯面に合わせて歯すじ方向中央部が両端部に対して凸曲するように形成されていることを特徴とするシェービングカッタ。
上記セレーション溝の深さが、歯すじ方向に向けて一定とされていることを特徴とする請求項１に記載のシェービングカッタ。