JP2014161972A - Skiving cutter and creating method of internal gear - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スカイビングカッター及びそのスカイビングカッターを用いた内歯車の創成方法に関するものである。 The present invention relates to a skiving cutter and an internal gear creation method using the skiving cutter.
従来、この種のスカイビングカッターを用いた内歯車の創成方法としては、例えば特許文献１に開示されるような方法が提案されている。
この従来方法においては、図５及び図６に示すように、外周に複数の切刃２２を備えるとともに、全体としてテーパ状の歯車形状をなすスカイビングカッター２１が用いられている。このスカイビングカッター２１には、切刃２２の刃先２２１に対して正のすくい角γ１及び正の逃げ角θ１が形成されている。そして、スカイビングカッター２１の回転軸線Ｌ１をワーク２３の回転軸線Ｌ２に対して交差させた状態で、スカイビングカッター２１がワーク２３と同期して回転される。それとともに、スカイビングカッター２１がワーク２３の回転軸線Ｌ２と平行に延びるカッター送り軸線Ｌ３に沿って移動されることにより、ワーク２３に内歯車が創成されるようになっている。
Conventionally, as a method for creating an internal gear using this type of skiving cutter, for example, a method disclosed in Patent Document 1 has been proposed.
In this conventional method, as shown in FIGS. 5 and 6, a skiving cutter 21 having a plurality of cutting blades 22 on the outer periphery and having a tapered gear shape as a whole is used. The skiving cutter 21 has a positive rake angle γ1 and a positive clearance angle θ1 with respect to the cutting edge 221 of the cutting edge 22. The skiving cutter 21 is rotated in synchronization with the work 23 in a state where the rotational axis L1 of the skiving cutter 21 intersects the rotation axis L2 of the work 23. At the same time, the skiving cutter 21 is moved along the cutter feed axis L3 extending in parallel with the rotation axis L2 of the work 23, whereby an internal gear is created in the work 23.
この場合、図６に示すように、スカイビングカッター２１は、その切刃２２の刃先角α１が鋭角になっており、すくい角γ１は通常５度程度に設定されている。ちなみに、すくい角γ１を大きく確保すると、刃先角α１がより鋭角になって、切れ味は向上するが、刃先２２１の耐久性低下及び強度低下を招くおそれがある。 In this case, as shown in FIG. 6, the skiving cutter 21 has a cutting edge angle α1 of the cutting edge 22 that is acute, and the rake angle γ1 is usually set to about 5 degrees. Incidentally, if the rake angle γ1 is ensured to be large, the cutting edge angle α1 becomes sharper and the sharpness is improved, but there is a possibility that the durability and strength of the cutting edge 221 are reduced.
このように、すくい角γ１の小さなスカイビングカッター２１を用いて、ワーク２３に内歯車を創成した場合、図７に示すように、切刃２２の刃先２２１によるワーク２３の切削加工中に、ワーク２３の被切削面２３１とカッター２１のすくい面２２２となす角度である実すくい角γ２が連続的に変化する。このため、この実すくい角が被切削面２３１の終端部においては、大きな負の値となることがある。この実すくい角γ２は、スカイビングカッター２１，ワーク２３の諸元や加工状態によってはマイナス５０度を越える負の値となることもある。このような場合には、スカイビングカッター２１の切刃２２の刃先２２１の摩耗が進行しやすいという問題があった。 Thus, when the internal gear is created on the workpiece 23 using the skiving cutter 21 having a small rake angle γ1, the workpiece 23 is being cut by the cutting edge 221 of the cutting blade 22 as shown in FIG. The actual rake angle γ <b> 2, which is the angle formed between the cut surface 231 of 23 and the rake surface 222 of the cutter 21, changes continuously. For this reason, the actual rake angle may be a large negative value at the terminal portion of the surface to be cut 231. The actual rake angle γ2 may be a negative value exceeding minus 50 degrees depending on the specifications of the skiving cutter 21 and the work 23 and the processing state. In such a case, there has been a problem that wear of the cutting edge 221 of the cutting blade 22 of the skiving cutter 21 tends to proceed.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、刃先に対してすくい角を大きく確保することができて、刃先の強度及び耐摩耗性を向上させることができるスカイビングカッターを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a skiving cutter capable of ensuring a large rake angle with respect to the cutting edge and improving the strength and wear resistance of the cutting edge.
この発明のその他の目的は、このようなスカイビングカッターを用いて内歯車を適切に創成することができる内歯車の創成方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an internal gear creation method capable of appropriately creating an internal gear using such a skiving cutter.
上記の目的を達成するために、スカイビングカッターでは、刃先に対して正のすくい角及び負の逃げ角を形成し、全体として逆テーパ状をなすように構成したことを特徴としている。ここで、逆テーパ状は、従来構成のスカイビングカッターとはテーパの向きが逆方向になった状態で使用されるものであることを意味する。 In order to achieve the above object, the skiving cutter is characterized in that a positive rake angle and a negative clearance angle are formed with respect to the cutting edge so as to form a reverse taper shape as a whole. Here, the reverse taper shape means that the skiving cutter of the conventional configuration is used in a state where the taper direction is reverse.
このスカイビングカッターでは、刃先に対して従来のスカイビングカッターにおける正の逃げ角とは逆に負の逃げ角が形成されて、全体形状が従来のテーパ状と反対形状の逆テーパ状をなしている。このため、所定量の刃先角を維持しながら、刃先に対して大きなすくい角を確保することができる。よって、大きなすくい角の確保により刃先角が低減することはなく、刃先の強度低下を招くおそれを防止することができる。また、このスカイビングカッターを用いてワークに内歯車を創成する場合には、刃先に大きなすくい角が設けられているため、ワークの切削加工中に実すくい角が連続的に変化しても、その実すくい角が大きな負の値になることはない。よって、ワークの切削加工中に刃先が著しく摩耗するおそれを抑制することができる。 In this skiving cutter, a negative clearance angle is formed with respect to the cutting edge, contrary to the positive clearance angle in the conventional skiving cutter, and the overall shape forms a reverse taper shape opposite to the conventional taper shape. Yes. For this reason, it is possible to ensure a large rake angle with respect to the cutting edge while maintaining a predetermined amount of cutting edge angle. Therefore, it is possible to prevent the blade edge angle from being reduced by securing a large rake angle, and to prevent the blade edge strength from being lowered. In addition, when creating an internal gear on a workpiece using this skiving cutter, since the blade edge has a large rake angle, even if the actual rake angle continuously changes during workpiece cutting, The actual rake angle is never a large negative value. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the cutting edge is significantly worn during the cutting of the workpiece.
また、内歯車の創成方法では、前記のような構成のスカイビングカッターをその回転軸線を中心に回転させながら、ワークの回転軸線と平行に延びるカッター送り軸線に沿って移動させることにより、内歯車を創成する内歯車の創成方法において、前記スカイビングカッターを、その刃先円の中心がワークの回転軸線とカッター送り軸線とを結ぶ線上からオフセットされた位置に配置することを特徴としている。 In the internal gear creation method, the internal gear is moved by moving the skiving cutter configured as described above along the cutter feed axis extending in parallel with the workpiece rotation axis while rotating about the rotation axis. The skiving cutter is characterized in that the skiving cutter is disposed at a position where the center of the cutting edge circle is offset from the line connecting the rotation axis of the workpiece and the cutter feed axis.
従って、この内歯車の創成方法によれば、全体として逆テーパ状をなすスカイビングカッターを用いて、内歯車を適正に創成することができる。 Therefore, according to the method for creating an internal gear, the internal gear can be appropriately created by using a skiving cutter having a reverse taper shape as a whole.
前記のスカイビングカッターによれば、刃先に対してすくい角を大きく確保することができて、刃先の強度及び耐摩耗性を向上させることができるという効果を発揮する。 According to the skiving cutter, a large rake angle can be secured with respect to the blade edge, and the strength and wear resistance of the blade edge can be improved.
以下、図１〜図４に従ってスカイビングカッター及び内歯車の創成方法の一実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の内歯車の創成方法においては、外周に複数の切刃１２を備えるとともに、全体として従来のスカイビングカッター２１のテーパ状とは反対の逆テーパ状の歯車形状をなすスカイビングカッター１１が用いられている。このスカイビングカッター１１では、切刃１２の刃先１２１側の端面に逆テーパ状のすくい面１２３を形成することによって、刃先１２１に対して正のすくい角γ１が形成されている。また、この刃先１２１には、従来のスカイビングカッター２１における逃げ面１２４には正の逃げ角とは反対の負の逃げ角θ１が形成されている。さらに、切刃１２の刃筋１２２にはリードを与えている。
Hereinafter, an embodiment of a method for creating a skiving cutter and an internal gear will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal gear generating method of this embodiment includes a plurality of cutting blades 12 on the outer periphery, and a reverse taper opposite to the tapered shape of the conventional skiving cutter 21 as a whole. A skiving cutter 11 having a gear shape is used. In the skiving cutter 11, a positive rake angle γ <b> 1 is formed with respect to the cutting edge 121 by forming a reverse tapered rake face 123 on the end face of the cutting edge 12 on the cutting edge 121 side. Further, a negative clearance angle θ1 opposite to the positive clearance angle is formed on the flank 124 of the conventional skiving cutter 21 at the cutting edge 121. Furthermore, a lead is given to the blade stripe 122 of the cutting blade 12.
この場合、図２に示すように、スカイビングカッター１１全体が逆テーパ状をなして、負の逃げ角θ１が形成されているため、刃先１２１に対するすくい角γ１を大きく設定しても、所定量の刃先角α１を確保することができて、刃先１２１の強度を保持することができる。つまり、所定量の刃先角α１を確保しながら、大きなすくい角γ１を設けることができる。ちなみに、この実施形態においては、すくい角γ１が２０度、逃げ角θ１が７〜８度、刃先角α１が８０度ほどとなるように設定されている。 In this case, as shown in FIG. 2, the skiving cutter 11 as a whole has a reverse taper shape and a negative clearance angle θ1 is formed. Therefore, even if the rake angle γ1 with respect to the blade edge 121 is set large, a predetermined amount The blade edge angle α1 can be secured, and the strength of the blade edge 121 can be maintained. That is, it is possible to provide a large rake angle γ1 while ensuring a predetermined amount of the cutting edge angle α1. Incidentally, in this embodiment, the rake angle γ1 is set to 20 degrees, the clearance angle θ1 is set to 7 to 8 degrees, and the cutting edge angle α1 is set to about 80 degrees.
そして、図１、図３及び図４に示すように、このスカイビングカッター１１を用いて、ワーク１３に内歯車を創成する場合には、スカイビングカッター１１の回転軸線Ｌ１がワーク１３の回転軸線Ｌ２に対して交差した状態に配置される。また、スカイビングカッター１１の刃先円の中心Ｃ１がワーク１３の回転軸線Ｌ２とカッター送り軸線Ｌ３とを結ぶ線Ｌ４上からオフセットされた位置に配置される。すなわち、図３及び図４に示すように、刃先円の中心Ｃ１がワーク１３の回転軸線Ｌ２から所定のオフセット角Ｏ１、またはスカイビングカッター１１の回転軸線Ｌ１とワーク１３の回転軸線Ｌ２との交点から所定のオフセット量Ｏ２をおいた位置に配置されている。前記のオフセット配置により、図２に示すように、切刃１２の外周には、ワーク１３の切削面との間に３〜８度ほどの実際の逃げ角θ２が設けられる。 As shown in FIGS. 1, 3, and 4, when the skiving cutter 11 is used to create an internal gear on the work 13, the rotation axis L <b> 1 of the skiving cutter 11 is the rotation axis of the work 13. Arranged so as to intersect L2. Further, the center C1 of the cutting edge circle of the skiving cutter 11 is arranged at a position offset from the line L4 connecting the rotation axis L2 of the workpiece 13 and the cutter feed axis L3. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the center C1 of the cutting edge circle is a predetermined offset angle O1 from the rotation axis L2 of the workpiece 13, or the intersection of the rotation axis L1 of the skiving cutter 11 and the rotation axis L2 of the workpiece 13. To a predetermined offset amount O2. Due to the above-described offset arrangement, as shown in FIG. 2, an actual clearance angle θ <b> 2 of about 3 to 8 degrees is provided on the outer periphery of the cutting edge 12 between the cutting surface of the work 13.
この状態で、ワーク１３が回転軸線Ｌ２を中心にして回転されるとともに、スカイビングカッター１１が回転軸線Ｌ１を中心にしてワーク１３と同期回転される。そして、このスカイビングカッター１１とワーク１３との同期回転とともに、スカイビングカッター１１がワーク１３の回転軸線Ｌ２と平行に延びるカッター送り軸線Ｌ３に沿って図４の下方に送り移動される。これにより、図１、図３及び図４に示すように、ワーク１３に内歯車が創成される。この場合、スカイビングカッター１１における切刃１２の刃筋１２２にリードが形成されているため、内歯車の歯筋がワーク１３の回転軸線Ｌ２の方向に沿って延びるように形成される。 In this state, the work 13 is rotated about the rotation axis L2, and the skiving cutter 11 is rotated synchronously with the work 13 about the rotation axis L1. Then, along with the synchronous rotation of the skiving cutter 11 and the workpiece 13, the skiving cutter 11 is fed and moved downward along the cutter feed axis L3 extending in parallel with the rotation axis L2 of the workpiece 13 in FIG. As a result, an internal gear is created on the workpiece 13 as shown in FIGS. In this case, since the lead is formed on the blade line 122 of the cutting edge 12 in the skiving cutter 11, the tooth line of the internal gear is formed so as to extend along the direction of the rotation axis L <b> 2 of the workpiece 13.
このスカイビングカッター１１による内歯車の創成時においては、スカイビングカッター１１の刃先１２１に大きなすくい角γ１が設けられているため、ワーク１３の切削加工中に実すくい角γ２が連続的に変化しても、その実すくい角γ２が図７に示す従来方法とは異なり、大きな負の値になることはない。よって、ワーク１３の切削加工中に、スカイビングカッター１１の切刃１２、特に刃先１２１の摩耗が過度に進行するおそれはない。 When the internal gear is created by the skiving cutter 11, the cutting edge 121 of the skiving cutter 11 is provided with a large rake angle γ 1, so that the actual rake angle γ 2 continuously changes during the cutting of the workpiece 13. However, unlike the conventional method shown in FIG. 7, the actual rake angle γ2 does not become a large negative value. Therefore, there is no possibility that wear of the cutting edge 12 of the skiving cutter 11, particularly the cutting edge 121 progresses excessively during the cutting of the workpiece 13.
なお、切刃１２の刃先１２１が摩耗した場合は、すくい面１２３が研削される。従って、研削が繰り返されると、スカイビングカッター２１の外径が拡径されるが、切刃１２はその拡径を補うために、カッター１１の軸方向において次第にプラス側に転位している。このため、すくい面１２３の研削後は、外径が大きくなった分だけスカイビングカッター２１を後退させればよい。 When the cutting edge 121 of the cutting blade 12 is worn, the rake face 123 is ground. Therefore, when grinding is repeated, the outer diameter of the skiving cutter 21 is increased, but the cutting edge 12 is gradually shifted to the plus side in the axial direction of the cutter 11 in order to compensate for the increased diameter. For this reason, after grinding the rake face 123, the skiving cutter 21 may be retracted by the amount corresponding to the increased outer diameter.
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） このスカイビングカッターにおいては、刃先１２１に対して正のすくい角γ１及び負の逃げ角θ１が形成されている。そして、スカイビングカッター全体として逆テーパ状をなすように構成されている。すなわち、刃先１２１に対する逃げ角θ１が、従来のスカイビングカッターにおける正の逃げ角とは逆に負の逃げ角θ１となっている。また、全体形状が、従来のテーパ状とは反対の逆テーパ状となっている。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this skiving cutter, a positive rake angle γ1 and a negative clearance angle θ1 are formed with respect to the cutting edge 121. The entire skiving cutter is configured to have a reverse taper shape. That is, the clearance angle θ1 with respect to the blade edge 121 is a negative clearance angle θ1 contrary to the positive clearance angle in the conventional skiving cutter. Further, the overall shape is a reverse taper shape opposite to the conventional taper shape.
このため、このスカイビングカッター１１によれば、所定量の刃先角α１を維持しながら、刃先１２１に対して大きなすくい角γ１を確保することができる。よって、大きなすくい角γ１の確保により刃先角α１が低減することはなく、刃先１２１の強度低下を招くおそれを防止することができる。また、このスカイビングカッター１１を用いてワーク１３に内歯車を創成する場合には、刃先１２１に大きなすくい角γ１が設けられているため、ワーク１３の切削加工中に実すくい角γ２が連続的に変化しても、その実すくい角γ２が大きな負の値になることはない。よって、ワーク１３の切削加工中に刃先１２１等が著しく摩耗するおそれを抑制することができる。 For this reason, according to this skiving cutter 11, it is possible to ensure a large rake angle γ1 with respect to the blade edge 121 while maintaining a predetermined amount of the blade edge angle α1. Therefore, the cutting edge angle α1 is not reduced by securing a large rake angle γ1, and the risk of a decrease in strength of the cutting edge 121 can be prevented. Further, when the skiving cutter 11 is used to create an internal gear on the workpiece 13, the cutting edge 121 is provided with a large rake angle γ 1, so that the actual rake angle γ 2 is continuous during the machining of the workpiece 13. However, the actual rake angle γ2 does not become a large negative value. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the cutting edge 121 or the like is significantly worn during the cutting of the workpiece 13.
（２） このスカイビングカッターにおいては、切刃１２の刃筋１２２にリードを付与している。よって、このスカイビングカッター１１を用いて、歯筋がワーク１３の軸線方向に沿って延びる内歯車を創成することができる。 (2) In this skiving cutter, a lead is applied to the blade stripe 122 of the cutting blade 12. Therefore, by using this skiving cutter 11, it is possible to create an internal gear whose tooth traces extend along the axial direction of the workpiece 13.
（３） この内歯車の創成方法においては、前記のような構成のスカイビングカッター１１をその回転軸線Ｌ１を中心に回転させながら、ワーク１３の回転軸線Ｌ２と平行に延びるカッター送り軸線Ｌ３に沿って移動させる。このことにより、内歯車を創成する内歯車の創成方法において、前記スカイビングカッター１１を、その刃先円の中心Ｃ１がワーク１３の回転軸線Ｌ２とカッター送り軸線Ｌ３とを結ぶ線Ｌ４上からオフセットされた位置に配置している。 (3) In this method of generating the internal gear, along the cutter feed axis L3 extending in parallel with the rotation axis L2 of the workpiece 13 while rotating the skiving cutter 11 having the above-described configuration around the rotation axis L1. To move. Thus, in the internal gear generating method for generating the internal gear, the skiving cutter 11 is offset from the line L4 where the center C1 of the cutting edge circle connects the rotation axis L2 of the workpiece 13 and the cutter feed axis L3. It is arranged at the position.
このため、この内歯車の創成方法によれば、全体として逆テーパ状をなすスカイビングカッター１１を用いて、内歯車を適正に創成することができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
For this reason, according to this internal gear creation method, the internal gear can be properly created using the skiving cutter 11 having a reverse taper shape as a whole.
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
・ 前記実施形態のスカイビングカッター１１において、各切刃１２の刃先１２１側の端面に歯直角刃付け（ノルマル）または歯直角刃付けとは異なる刃付け（オフノルマル）を施すこと。 In the skiving cutter 11 of the above-described embodiment, the end face on the cutting edge 121 side of each cutting edge 12 is subjected to tooth perpendicular cutting (normal) or cutting (off normal) different from tooth perpendicular cutting.
・ 前記実施形態のスカイビングカッター１１において、刃先１２１に対するすくい角γ１、逃げ角θ１及び刃先角α１の角度を任意に変更して設定すること。 In the skiving cutter 11 of the above-described embodiment, the rake angle γ1, the clearance angle θ1, and the blade edge angle α1 with respect to the blade edge 121 are arbitrarily changed and set.
１１…スカイビングカッター、１２…切刃、１２１…刃先、１２２…刃筋、１３…ワーク、γ１…すくい角、θ１…逃げ角、α１…刃先角、Ｌ１…カッターの回転軸線、Ｌ２…ワークの回転軸線、Ｌ３…カッター送り軸線、Ｃ１…刃先円の中心、Ｏ１…オフセット角、Ｏ２…オフセット量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Skiving cutter, 12 ... Cutting blade, 121 ... Cutting edge, 122 ... Cutting edge, 13 ... Workpiece, [gamma] 1 ... Rake angle, [theta] 1 ... Clearance angle, [alpha] 1 ... Cutting edge angle, L1 ... Cutter rotation axis, L2 ... Axis of rotation, L3 ... cutter feed axis, C1 ... center of cutting edge circle, O1 ... offset angle, O2 ... offset amount.
Claims (5)
前記スカイビングカッターを、その刃先円の中心がワークの回転軸線とカッター送り軸線とを結ぶ線上からオフセットされた位置に配置する内歯車の創成方法。 An internal gear by moving the skiving cutter according to any one of claims 1 to 3 along a cutter feed axis extending parallel to the rotation axis of the workpiece while rotating about the rotation axis. In the internal gear creation method to create
A method of creating an internal gear in which the skiving cutter is disposed at a position where the center of the cutting edge circle is offset from the line connecting the rotation axis of the workpiece and the cutter feed axis.
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