JP2013180347A - 歯車加工用工具 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工歯車の歯面を損傷させることなく、その端面角部に対する面取り加工後に発生した盛り上がり部を除去することができる歯車加工用工具を提供する。
【解決手段】歯面Ｗｂと端面Ｗｃとにより形成される端面角部Ｗｄに対して面取り加工が施されたワークＷに噛み合いながら互いに回転することにより、その端面角部Ｗｄが押し潰されて成形された面取り部Ｗｅに発生する盛り上がり部Ｗｆを除去する歯車加工用工具２０において、面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆを除去する複数の刃部２２ａを、工具周方向に沿うように備え、その刃部２２ａにおける左右両側の刃面２２ｂを、面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆのみに接触させるように形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被加工歯車における端面角部に対する面取り加工後に発生したばりや余肉等の盛り上がり部を除去することができる歯車加工用工具に関する。

従来から、歯車を製造するときには、作業者への危険防止等を図ることを目的として、歯切り加工後における被加工歯車の端面角部に対して、面取り加工を施すようにしている。また、このような面取り加工では、フレージングカッタ等の歯車面取り用工具によって、その端面角部を押し潰すことにより、面取り部を形成するようにしている。

しかしながら、歯車面取り用工具による面取り加工は、塑性加工となるため、被加工歯車の端面角部を押し潰した分、成形された面取り部の歯面側及び端面側に、ばりや余肉等の盛り上がり部が発生してしまう。そして、このような盛り上がり部が発生した状態の被加工歯車に対して、熱処理を施した後、砥石を用いた研削加工やホーニング加工等の仕上げ加工を行うと、その盛り上がり部が熱処理によって硬化するため、砥石に大きな加工負荷がかかることになる。これにより、砥石寿命が極端に短くなるおそれがあった。

そこで、近年、被加工歯車における端面角部に対する面取り加工後に発生した盛り上がり部を除去することを目的とした、バニシングギヤや歯車状成形用ダイス等の歯車加工用工具が種々提供されている。そして、このような歯車加工用工具は、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特開平２−８０１４６号公報 特開２００９−１７２７３６号公報

しかしながら、従来の歯車加工用工具においては、その刃面を被加工歯車の歯面に接触させながら、当該刃面によって、その面取り部の歯面側に発生した盛り上がり部を除去するようにしている。これにより、従来の歯車加工用工具では、盛り上がり部を除去することができても、その被加工歯車の歯面を損傷させるおそれがある。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、被加工歯車の歯面を損傷させることなく、その端面角部に対する面取り加工後に発生した盛り上がり部を除去することができる歯車加工用工具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用工具は、
歯面と端面とにより形成される端面角部に対して面取り加工が施された被加工歯車に噛み合いながら互いに回転することにより、前記端面角部が押し潰されて成形された面取り部に発生する盛り上がり部を除去する歯車加工用工具において、
前記面取り部の前記歯面側に発生した前記盛り上がり部を除去する複数の刃部を、工具周方向に沿うように備え、
前記刃部は、前記面取り部の前記歯面側に発生した前記盛り上がり部のみに接触する刃面を有する
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用工具は、
前記刃面は、前記歯面に対して所定の逃げ角を有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る歯車加工用工具は、
外周切れ刃が前記端面と面するように設けられ、前記面取り部の前記端面側に発生した前記盛り上がり部を除去するカッタを備える
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る歯車加工用工具によれば、刃部の刃面が、被加工歯車における面取り部の歯面側に発生した盛り上がり部のみに接触することにより、被加工歯車の歯面を損傷させることなく、その盛り上がり部を除去することができる。

本発明の一実施例に係る歯車加工用工具と歯車面取り用工具とによって、ワークを加工するときの様子を示した図である。 （ａ）は歯車面取り用工具のフレージングカッタにおける刃部の拡大図、（ｂ）は面取り加工後に発生したワークの盛り上がり部を示した図である。 本発明の一実施例に係る歯車加工用工具のバニシングギヤにおける刃部の拡大図である。 （ａ）は歯切り加工後のワークを示した図、（ｂ）は盛り上がり部除去加工後のワークを示した図である。 本発明の他の実施例に係る歯車加工用工具と歯車面取り用工具とによって、ワークを加工するときの様子を示した図である。 本発明の他の実施例に係る歯車加工用工具のバニシングギヤにおける刃部の拡大図である。

以下、本発明に係る歯車加工用工具について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、歯切り加工後のワーク（被加工歯車）Ｗには、歯車面取り用工具１０及び歯車加工用工具２０が噛み合わされている。

なお、図４（ａ）に示すように、上記ワークＷは、平歯車となるように歯切りされたものであって、この歯切り加工後のワークＷには、複数の歯Ｗａが加工されており、これらの歯Ｗａの左右両側には、歯面Ｗｂがそれぞれ形成されている。また、歯Ｗａの端面Ｗｃとその歯面Ｗｂとにより形成される角部は、端面角部Ｗｄをなしている。

そして、詳細は後述するが、歯車面取り用工具１０は、ワークＷの端面角部Ｗｄに対して、面取り加工を施すための回転工具となっており、歯車加工工具２０は、その歯車面取り用工具１０による面取り加工によって発生したばりや余肉等の盛り上がり部Ｗｆ（図２（ｂ）参照）を除去するための回転工具となっている。

即ち、歯車面取り用工具１０及び歯車加工用工具２０をワークＷに噛み合わせ、これらを各工具回転軸周り及びワーク回転軸周りに同期回転させることにより、ワークＷに対する面取り加工及び盛り上がり部除去加工を連続して行うことができる。

ここで、図１に示すように、歯車面取り用工具１０は、段付き軸部材１１と、この段付き軸部材１１の上段部及び下段部に嵌め込まれる上下一対のフレージングカッタ１２とから構成されている。

また、図１及び図２（ａ）に示すように、歯車状のフレージングカッタ１２の外周部には、複数の刃部１２ａがカッタ周方向に沿って設けられており、この刃部１２ａの一端における左右両側には、面取り加工用の刃面１２ｂが形成されている。そして、上下一対のフレージングカッタ１２は、段付き軸部材１１の軸方向両段部のそれぞれに、互いの刃部１２ａ同士が向き合うように、即ち、互いの左右両側の刃面１２ｂ同士が対向するように、取り付けられている。

従って、図１に示すように、歯車面取り用工具１０とワークＷとを噛み合わせた状態で互いに回転させることにより、フレージングカッタ１２の刃部１２ａが、ワークＷの歯溝における上下両端部内に噛み込むことになる。これにより、図２（ａ），（ｂ）に示すように、刃部１２ａの刃面１２ａが端面角部Ｗｄを押し潰すので、その端面角部Ｗｄが塑性変形して、当該端面角部Ｗｄの部分に面取り部Ｗｅが成形される。このとき、面取り部Ｗｅにおける歯面Ｗｂ側の縁部、及び、面取り部Ｗｅにおける端面Ｗｃ側の縁部には、盛り上がり部Ｗｆがそれぞれ発生する。

一方、図１に示すように、歯車加工用工具２０は、段付き軸部材２１と、この段付き軸部材２１の上段部及び下段部に嵌め込まれる上下一対のバニシングギヤ２２と、この上下一対のバニシングギヤ２２の上面及び下面に設けられる上下一対のカッタ２３とから構成されている。

また、図１及び図３に示すように、歯車状のバニシングギヤ２２の外周部には、複数の刃部（成形用ダイス）２２ａがギヤ周方向に沿って設けられており、この刃部２２ａの左右両側には、盛り上がり部除去加工（塑性加工）用の刃面２２ｂが形成されている。そして、上下一対のバニシングギヤ２２は、段付き軸部材２１の軸方向両段部のそれぞれに、互いの刃部２２ａ同士が向き合うように、即ち、互いの左右両側の刃面２２ｂ同士が対向するように、取り付けられている。

なお、左右両側の刃面２２ｂは、ワークＷの歯面Ｗｂに対して、所定の逃げ角αを有することにより、面取り部Ｗｅにおける歯面Ｗｂ側の縁部のみ、即ち、面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆのみに接触することが可能となっている。

更に、図１に示すように、円盤状のカッタ２３の外周部には、外周切れ刃２３ａが形成されている。そして、上方に配置されたカッタ２３を、上方に配置されたバニシングギヤ２２の上面に設けると共に、下方に配置されたカッタ２３を、下方に配置されたバニシングギヤ２２の下面に設けることにより、これら上下一対のカッタ２３は、その外周切れ刃２３ａがワークＷをその上下方向（歯幅方向）から挟み込むように取り付けられている。即ち、上下一対のカッタ２３は、その外周切れ刃２３ａがワークＷの上下両側の端面Ｗｂと面するように配置されている。

従って、図１に示すように、歯車加工用工具２０とワークＷとを噛み合わせた状態で互いに回転させることにより、バニシングギヤ２２の刃部２２ａがワークＷの歯溝における上下両端部内に噛み込むことになる。これにより、図３に示すように、刃部２２ａの刃面２２ｂが面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆのみを押圧するので、その盛り上がり部Ｗｆは、歯面Ｗｂ側に押し潰される。これと同時に、カッタ２３の外周切れ刃２３ａが面取り部Ｗｅの端面Ｗｃ側に発生した盛り上がり部Ｗｆを切り落とす。この結果、図４（ｂ）に示すように、歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆ及び端面Ｗｃ側に発生した盛り上がり部Ｗｆは、面取り部Ｗｅから除去されたことになる。

なお、上述した実施形態では、被加工歯車となるワークＷを平歯車としているが、そのワークＷをはすば歯車としても、歯車面取り用工具１０による面取り加工、及び、歯車加工用工具２０による盛り上がり部除去加工を行うことができる。

例えば、図５に示すように、はすば歯車となるワークＷ´を加工する場合には、歯車面取り用工具１０´におけるフレージングカッタ１２´の刃部１２ａ´の形状、及び、歯車加工用工具２０´におけるバニシングギヤ２２´の刃部２２´の形状を、ワークＷ´のねじれ角に応じて変更する。

即ち、図６に示すように、左右両側の刃面２２ｂ´は、ワークＷ´の歯面Ｗｂ´に対して、それぞれ異なった所定の逃げ角α１，α２を有することにより、面取り部Ｗｅ´における歯面Ｗｂ´側の縁部のみ、即ち、面取り部Ｗｅ´の歯面Ｗｂ´側に発生した盛り上がり部Ｗｆ´のみに接触することが可能となる。

従って、本発明に係る歯車加工用工具２０によれば、バニシングギヤ２２の刃面２２ｂを、ワークＷにおける面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆのみに接触させるように形成することにより、ワークＷの歯面Ｗｂを損傷させることなく、その盛り上がり部Ｗｆを除去することができる。

また、カッタ２３を備えることにより、面取り部Ｗｅの歯面Ｗｂ側に発生した盛り上がり部Ｗｆをバニシングギヤ２２によって除去すると同時に、面取り部Ｗｅの端面Ｗｃ側に発生した盛り上がり部Ｗｆも除去することができる。これにより、ワークＷにおける端面角部Ｗｄに対する面取り加工後に発生した盛り上がり部Ｗｆを、短時間に効率良く除去することができる。

本発明に係る歯車加工用工具によれば、被加工歯車における端面角部に対する面取り加工後に発生したばりや余肉等の盛り上がり部を除去する際に、被加工歯車の歯面に接触しないので、被加工歯車の歯面の高精度化を図ることを目的とした歯車製造方法に適用可能である。

１０ 歯車面取り用工具
１１ 段付き軸部材
１２ フレージングカッタ
１２ａ 刃部
１２ｂ 刃面
２０ 歯車加工用工具
２１ 段付き軸部材
２２ バニシングギヤ
２２ａ 刃部
２２ｂ 刃面
２３ カッタ
２３ａ 外周切れ刃
Ｗ ワーク
Ｗａ 歯
Ｗｂ 歯面
Ｗｃ 端面
Ｗｄ 端面角部
Ｗｅ 面取り部
Ｗｆ 盛り上がり部
α，α１，α２ 逃げ角

Claims (3)

1. 歯面と端面とにより形成される端面角部に対して面取り加工が施された被加工歯車に噛み合いながら互いに回転することにより、前記端面角部が押し潰されて成形された面取り部に発生する盛り上がり部を除去する歯車加工用工具において、
   前記面取り部の前記歯面側に発生した前記盛り上がり部を除去する複数の刃部を、工具周方向に沿うように備え、
   前記刃部は、前記面取り部の前記歯面側に発生した前記盛り上がり部のみに接触する刃面を有する
   ことを特徴とする歯車加工用工具。
2. 請求項１に記載の歯車加工用工具において、
   前記刃面は、前記歯面に対して所定の逃げ角を有する
   ことを特徴とする歯車加工用工具。
3. 請求項１または２に記載の歯車加工用工具において、
   外周切れ刃が前記端面と面するように設けられ、前記面取り部の前記端面側に発生した前記盛り上がり部を除去するカッタを備える
   ことを特徴とする歯車加工用工具。

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