JP2015186831A - Helical gear machining method, and machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘリカルギヤの加工方法、及び加工装置に関し、特にギヤシェーパを用いたヘリカルギヤの加工方法及びこのような加工装置に関する。 The present invention relates to a helical gear machining method and machining apparatus, and more particularly to a helical gear machining method using a gear shaper and such a machining apparatus.
従来から、歯車のベースとなるワークが固定されたワークテーブルを軸周りに回転させ、形成されるべき歯すじのヘリカルアングルに応じて、ピニオンカッタを軸方向に往復動させながら軸周りに複合回転させることによりワークの外周に歯すじを形成することでヘリカルギヤを加工する方法が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a work table to which the workpiece that is the base of the gear is fixed is rotated around the axis, and the pinion cutter is reciprocated in the axial direction according to the helical angle of the tooth line to be formed, and combined rotation around the axis There is known a method of processing a helical gear by forming tooth lines on the outer periphery of a workpiece (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された技術では、ピニオンカッタを軸に沿って上下方向に推進させるためのモータとは別に、ピニオンカッタを回転させるためのモータを設け、二つのモータを複合制御することにより様々なヘリカルアングルの歯すじを容易に形成できるようにしている。 In the technique described in Patent Document 1, a motor for rotating the pinion cutter is provided separately from a motor for propelling the pinion cutter in the vertical direction along the axis, and various control is performed by combining the two motors. It is possible to easily form a helical line having a helical angle.
しかしながら、様々なヘリカルアングルの歯すじを有するヘリカルギヤを加工する場合、ギヤシェーパの制御値を変更した直後の一つ目のワークは狙い通りの精度に加工することが難しく廃棄せざるを得ないことが多かった。具体的には、ギヤシェーパの制御値は、加工時のカッタに対するワークの抵抗値等が考慮されていない。従って、ギヤシェーパの制御値を変更した直後には、一旦、試験的に加工を行い、加工されたワークの歯すじの形状を測定し、その測定結果をフィードバックさせる必要があった。そしてこの場合、一個目のワークの歯すじの加工精度は目標とされる精度を満足できないことが多く、廃棄せざるを得ないことが多かった。特に大型のギヤを加工する場合には、一個のワークを廃棄することによる経済損失が大きく特に好ましくなかった。 However, when processing helical gears with various helical angles, it is difficult to process the first workpiece immediately after changing the gear shaper control value, and it must be discarded. There were many. Specifically, the control value of the gear shaper does not take into consideration the resistance value of the workpiece with respect to the cutter during processing. Therefore, immediately after changing the control value of the gear shaper, it has been necessary to perform a test once, measure the shape of the tooth trace of the processed workpiece, and feed back the measurement result. In this case, the processing accuracy of the tooth trace of the first workpiece often cannot satisfy the target accuracy, and often has to be discarded. In particular, when machining a large gear, the economic loss due to discarding a single workpiece is particularly undesirable.
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、最初から高精度のヘリカルギヤを加工することができる加工方法及び加工装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a machining method and a machining apparatus capable of machining a highly accurate helical gear from the beginning.
上述した課題を解決するために、本発明は、ワークを、第一軸を中心に回転させ、かつカッタを第一軸と平行な第二軸に沿って移動させながらワークの外周面にカッタを当接せることでワークの外周に歯すじを切削加工するヘリカルギヤの加工方法であって、ワークテーブル上に固定されたワークを、第一軸を中心に所定の回転速度で回転させ、かつカッタを所定の推進速度で第二軸に沿って往復動させながら、最終的に形成されるべき歯たけよりも浅い切込み位置でワークの外周に歯すじを形成する一次加工工程と、ワークをワークテーブルに固定したまま、一次加工工程で形成された歯すじの形状を計測する計測工程と、計測工程で得られた計測結果、及び一次加工で形成されるべき歯すじの設定値に基づいて歯すじの切削誤差を算出し、算出された誤差に基づいて歯すじの設定値を補正する補正工程と、補正工程における補正された歯すじの設定値に基づいてワークテーブルに固定されているワークを第一軸回りに回転させ、かつカッタを第二軸に沿って往復動させながら、ワークテーブルに固定されているワークに最終的に形成されるべき歯たけの深さまで歯すじを切削加工する二次加工工程とを備えている。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a cutter on the outer peripheral surface of a workpiece while rotating the workpiece around a first axis and moving the cutter along a second axis parallel to the first axis. A helical gear machining method that cuts the tooth traces on the outer periphery of the workpiece by contacting the workpiece, wherein the workpiece fixed on the workpiece table is rotated at a predetermined rotational speed around the first axis, and the cutter is A primary processing step of forming a streak on the outer periphery of the workpiece at a cutting position shallower than a tooth to be finally formed while reciprocating along the second axis at a predetermined propulsion speed, and the workpiece on the work table The measurement of the tooth streak formed in the primary machining process while being fixed, the measurement result obtained in the measurement process, and the set value of the tooth streak to be formed in the primary machining Calculate the cutting error A correction process for correcting the setting value of the tooth trace based on the calculated error, and a work fixed to the work table based on the set value of the tooth trace corrected in the correction process are rotated around the first axis, And a secondary processing step of cutting the tooth streak to the depth of the tooth to be finally formed on the work fixed to the work table while reciprocating the cutter along the second axis.
このように構成された本発明によれば、一次加工工程において、最終的に形成されるべき歯たけよりも浅い切込み位置で歯すじを形成し、ワークを固定したまま歯すじの形状の計測することができる。従って、切削誤差を算出するための計測を行うときに、ワークをワークテーブルから取り外す必要がない。そして計測工程における計測結果から切削誤差を算出し、この切削誤差に基づいて歯すじの設定値を補正し、その後、一次加工工程を施しワークテーブルに固定されたままのワークに対して補正後の歯すじの設定値に基づいて二次加工工程を施し、最終的に形成されるべき歯たけを有する歯すじが切削加工されたヘリカルギヤを得ることができる。このように、ヘリカルギヤの加工中に一旦加工作業を停止し、ワークをワークテーブルに固定したまま切削誤差を修正した後に、加工作業を再開することにより、切削誤差を算出するために用いたワークについても精度の高い切削加工を施すことができる。 According to the present invention configured as described above, in the primary processing step, a tooth streak is formed at a cutting depth shallower than a tooth to be finally formed, and the shape of the tooth streak is measured while the workpiece is fixed. be able to. Therefore, it is not necessary to remove the workpiece from the work table when performing measurement for calculating the cutting error. Then, the cutting error is calculated from the measurement result in the measuring process, the set value of the tooth streak is corrected based on the cutting error, and then the primary machining process is performed and the workpiece that is fixed to the work table is corrected. A secondary processing step is performed based on the set value of the tooth trace, and a helical gear having a tooth trace to be finally formed can be obtained. In this way, the work used to calculate the cutting error by temporarily stopping the machining operation during the helical gear machining, correcting the cutting error while fixing the workpiece to the work table, and then restarting the machining operation. Can be cut with high accuracy.
また、本発明において好ましくは、計測工程では、第二軸と平行な第三軸に沿って移動可能であり、第一次加工工程に寄与していない、サドルに固定された接触型計測器を準備し、接触型計測器の測定子を一次加工工程で切削加工された歯すじに接触させることで歯すじを計測し、サドルとワークテーブルを、歯すじの目標値に基づいて同期駆動させ、補正工程では、一次加工で形成されるべき歯すじの設定値と、計測工程で得られた計測結果との差に基づいて切削誤差を算出する。 Preferably, in the present invention, in the measurement process, a contact-type measuring instrument fixed to the saddle, which is movable along a third axis parallel to the second axis and does not contribute to the primary machining process, is provided. Prepare and measure the tooth trace by bringing the contact point of the contact type measuring instrument into contact with the tooth trace cut in the primary machining process, and drive the saddle and the work table synchronously based on the target value of the tooth trace, In the correction step, the cutting error is calculated based on the difference between the set value of the tooth line to be formed in the primary processing and the measurement result obtained in the measurement step.
このように構成された本発明によれば、一次加工に寄与していないサドルを用いて一次加工で実際に加工された歯すじを計測し、実際に形成された歯すじと、一次加工で形成されるべき歯すじの設定値との間の切削誤差を算出することができる。このように一次加工に寄与していないサドルをワークテーブルと同期させて一次加工における歯すじの設定値に基づく第二軸方向の移動、及び第一軸回りの回転を再現しながら実際に加工された歯すじを計測することにより、切削誤差を正確に算出することができる。 According to the present invention configured as described above, the tooth trace actually processed by the primary processing is measured using the saddle which does not contribute to the primary processing, and the actually formed tooth streak and the primary processing are formed. It is possible to calculate a cutting error between the set value of the tooth trace to be performed. In this way, the saddle that does not contribute to the primary machining is synchronized with the work table and is actually machined while reproducing the movement in the second axis direction and the rotation around the first axis based on the set value of the tooth trace in the primary machining. By measuring the tooth trace, the cutting error can be accurately calculated.
また、本発明において好ましくは、計測工程では、一次加工工程で歯すじが切削加工されたワークをレーザーでスキャンして一次加工工程で形成された歯すじの形状を自動的に計測する。 Preferably, in the present invention, in the measuring step, the shape of the tooth trace formed in the primary machining process is automatically measured by scanning the workpiece, in which the tooth trace is cut in the primary machining process, with a laser.
このように構成された本発明によれば、レーザースキャンによって一次加工工程で形成された歯すじの形状を計測することができるため、歯すじの形状を高精度で計測することができる。 According to the present invention configured as described above, the shape of the tooth streak formed in the primary processing step can be measured by laser scanning, and therefore the shape of the tooth streak can be measured with high accuracy.
また、この場合において、一次加工工程、計測工程、及び補正工程を複数回繰り返した後、二次加工工程を行うことが好ましい。これにより、切削誤差を限りなく少なくすることができ、より精度が高いヘリカルギヤを加工することができる。 In this case, it is preferable to perform the secondary processing step after repeating the primary processing step, the measurement step, and the correction step a plurality of times. Thereby, cutting errors can be reduced as much as possible, and a helical gear with higher accuracy can be machined.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、ワークを、第一軸を中心に回転させ、かつカッタを第一軸と平行な第二軸に沿って移動させながらワークの外周面にカッタを当接せることでワークの外周に歯すじを切削加工するヘリカルギヤの加工装置であって、ワークが固定され、固定されたワークを、第一軸を中心に所定の回転速度で回転させるためのワークテーブルと、カッタを所定速度で第二軸に沿って往復動させるカッタヘッドと、ワークをワークテーブルに固定したまま、ワークの外周に切削された歯すじの形状を計測する計測器と、計測器が固定され、計測器を第二軸と平行な第三軸に沿って計測器を移動させることができるサドルと、を備えることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-described problems, the present invention is configured to rotate the workpiece around the first axis and move the cutter along the second axis parallel to the first axis to the outer peripheral surface of the workpiece. A helical gear machining device that cuts teeth on the outer periphery of a workpiece by bringing the cutter into contact with the workpiece. The workpiece is fixed, and the fixed workpiece is rotated about a first axis at a predetermined rotation speed. A work table, a cutter head that reciprocates the cutter along a second axis at a predetermined speed, a measuring instrument that measures the shape of tooth traces cut on the outer periphery of the work while the work is fixed to the work table, And a saddle capable of moving the measuring instrument along a third axis parallel to the second axis.
また、本発明において好ましくは、加工装置は、ワークテーブル上に固定されたワークを、第一軸を中心に所定の回転速度で回転させ、かつカッタを所定の推進速度で第二軸に沿って往復動させながら、最終的に形成されるべき歯たけよりも浅い切込み位置でワークの外周に歯すじを形成するようにカッタを制御し、ワークをワークテーブルに固定したまま、一次加工工程で形成された歯すじの形状を計測するように計測器を制御し、計測工程で得られた計測結果、及び一次加工で形成されるべき歯すじの設定値に基づいて歯すじの切削誤差を算出し、算出された誤差に基づいて歯すじの設定値を補正し、補正工程における補正された歯すじの設定値に基づいてワークテーブルに固定されているワークを第一軸回りに回転させ、かつカッタを第二軸に沿って往復動させながら、ワークテーブルに固定されているワークに最終的に形成されるべき歯たけの深さまで歯すじを切削加工するようにカッタを制御する制御装置をさらに備えている。 Preferably, in the present invention, the processing apparatus rotates the work fixed on the work table at a predetermined rotation speed around the first axis, and the cutter is moved along the second axis at a predetermined propulsion speed. While reciprocating, the cutter is controlled to form a tooth streak on the outer periphery of the workpiece at a cutting position shallower than the tooth to be finally formed, and the workpiece is fixed in the work table and formed in the primary processing step. The measuring instrument is controlled to measure the shape of the tooth streak, and the cutting error of the tooth streak is calculated based on the measurement result obtained in the measurement process and the set value of the tooth streak to be formed in the primary processing. The set value of the tooth trace is corrected based on the calculated error, the work fixed to the work table is rotated around the first axis based on the corrected set value of the tooth streak in the correction process, and the cutter The While reciprocating along two axes, further comprising a control device for controlling the cutter as cutting a tooth trace to a depth of tooth height to be finally formed on the workpiece which is secured to the work table.
以上のように本発明によれば、最初から高精度のヘリカルギヤを加工することができる。 As described above, according to the present invention, a highly accurate helical gear can be processed from the beginning.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるヘリカルギヤの加工方法、及び加工装置について説明する。 Hereinafter, a helical gear machining method and machining apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、加工装置としてのギヤシェーパの斜視図である。図1に示すように、ギヤシェーパ1は、装置の基材となるベッド3と、ベッド3上で往復移動自在(X軸方向)に支持されたコラム5と、ベッド3上に、回転軸(C軸)回りに回転自在に支持されたワークテーブル7とを備えている。また、コラム5は、C軸と平行な軸に沿って往復移動自在(Z軸方向)に支持されたサドル9を備えている。そしてサドル9は、ワークテーブル7上に固定されたワークWを切削加工するためのカッタ11を有するカッタヘッド13を支持している。カッタ11は、ワークテーブル7の回転軸と平行な軸(Y軸方向)に沿って往復移動自在に、サドル9に支持されている。また、詳細は後述するが、ギヤシェーパ1は、ワークを切削加工したときの誤差を計測するための接触型計測器を備えている。
ここで上述したC軸は、本発明における「第一軸」に相当し、Y軸は「第二軸」に相当し、Z軸は「第三軸」に相当するものである。
FIG. 1 is a perspective view of a gear shaper as a processing apparatus. As shown in FIG. 1, the gear shaper 1 includes a
The C axis described above corresponds to the “first axis” in the present invention, the Y axis corresponds to the “second axis”, and the Z axis corresponds to the “third axis”.
図2は、カッタヘッド内の構成を示す要部斜視図であり、図3は、ギヤシェーパのコラム及びカッタヘッドの要部を示す側断面図であり、図4は、ワークテーブルの上面図である。 FIG. 2 is a perspective view of the main part showing the configuration inside the cutter head, FIG. 3 is a side sectional view showing the main part of the column of the gear shaper and the cutter head, and FIG. 4 is a top view of the work table. .
また、カッタヘッド13には主軸17が回転自在(Y軸回り)で且つ軸方向に移動自在に支持されている。主軸17には従動歯車19が設けられ、従動歯車19には駆動歯車21が噛み合っている。駆動歯車21はY軸モータ23によって駆動され、Y軸モータ23の駆動により、駆動歯車21及び従動歯車19を介して主軸17が所定の状態で回転する。
A
主軸17の上端部は球面軸受を介して連結杆25の下端に連結され、連結杆25の上端部はクランク機構27に支持されている。クランク機構27は主軸モータ15の駆動により回転駆動され、クランク機構27の回転駆動により主軸17は連結杆25を介して上下方向に往復動する。また、主軸モータ15の駆動力はカム機構29に伝達され、主軸モータ15の駆動状態に応じて、即ち、主軸17の上下方向の往復動の状態に応じて、カッタヘッド13がカム機構29を介して揺動する。主軸17の先端にはピニオンカッタ11が装着され、カッタ11は、Y軸モータ23の駆動により所定の状態で回転すると共に主軸モータ15の駆動により上下方向に往復動する。
The upper end portion of the
ワークWはワークテーブル7に装着され、C軸モータ31の駆動によりワークWが所定状態で回転するようになっている。ワークテーブル7の回転と主軸17の回転及び上下方向の往復動とにより、カッタ11によってワークWが加工される。カッタ11は、主軸モータ15の駆動により上下方向に往復動されると同時に、Y軸モータ23の駆動によりワークWの回転に同期して回転(同期回転)されると共にワークWのねじれ角(ヘリカルアングル)に応じた回転を同期回転に加味して回転(複合回転)される。また、主軸17が下降する際にはカッタ11がワークWに噛み合って加工が行なわれ、主軸17が上昇する際にはカム機構29を介してカッタヘッド13が揺動してカッタ11とワークWとの噛み合いが外されるようになっている。
The workpiece W is mounted on the workpiece table 7, and the workpiece W is rotated in a predetermined state by driving the C-
Y軸モータ23により、ワークWに対する同期回転とワークWのねじれ角に応じた回転とが同時に合成されて行なわれるようになっている。Y軸モータ23による主軸17の複合回転は制御装置によって制御され、制御装置では、複合回転時の主軸17の回転軌跡が演算されてY軸モータ23に駆動指令が出力される。
Synchronous rotation with respect to the workpiece W and rotation according to the torsion angle of the workpiece W are synthesized and performed simultaneously by the Y-
また図4に示すように、ワークテーブル7は、C軸モータ31を備えており、ワークテーブル7は、ウォーム33及びウォームホイール35を介してC軸モータ31によって回転する。
As shown in FIG. 4, the work table 7 includes a C-
図5は、カッタヘッドの側断面図であり、図6は、図5のVI−VI断面の断面図である。図5及び図6に示すように、主軸17の下端部にはカッタ11が装着され、主軸17はカッタヘッド13に嵌着された軸受37を介して軸方向及び回転方向に摺動自在に案内されている。主軸17の上部にはオス形39が嵌合しており、オス形39の外周面には軸方向(上下方向)に延びる凸状のスプライン41が形成されている。オス形39の外方にはガイド筒43が配され、ガイド筒43の内周面には軸方向(上下方向)に延びる凹状の溝45が形成されている。オス形39はスプライン41及びガイド筒43の溝を介してガイド筒43内に上下方向に摺動自在に案内されている。ガイド筒43は軸受47を介してカッタヘッド13に回転自在に支持され、ガイド筒43の上部には従動歯車19が固定されている。
FIG. 5 is a sectional side view of the cutter head, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the
カッタヘッド13にはY軸モータ23が設けられ、Y軸モータ23の駆動歯車21(図示省略)が従動歯車19に噛み合っている。Y軸モータ23の駆動により、従動歯車19、ガイド筒43及びオス形39を介して主軸17が前述した複合回転の回転軌跡で回転するようになっている。
The
一方、オス形39の上部にはハウジング49が嵌着され、ハウジング49には球面軸受51が回転自在且つ揺動自在に支持されている。球面軸受51には送りねじ軸53の下端が連結され、送りねじ軸53のねじ部55はナックル57に螺合した状態で軸方向位置が固定されている。ナックル57はクランク機構27の回転盤59側に回転自在に支持され、回転盤59の回転によりナックル57、送りねじ軸53、球面軸受51、ハウジング49及びオス形39を介して主軸17が上下方向に往復動する。つまり、ナックル57及び送りねじ軸53によって連結杆25が構成されている。
On the other hand, a
図5には示されていない主軸モータ15の駆動によって回転盤59を回転させることにより、連結杆25及び球面軸受23を介して主軸17が上下方向に往復動する。この時、オス形39がスプライン41及びガイド筒43の溝45を介してガイド筒43内で摺動自在に案内され、主軸17が上下方向に往復動するようになっている。前述したY軸モータ23の駆動による主軸17の複合回転と主軸モータ15の駆動による主軸17の往復動とにより、カッタ11によるワークWへの加工が実施される。
By rotating the
このようなカッタヘッド13及びカッタ11は、コラム5に対してZ軸方向に往復動自在なサドル9内に保持されている。サドル9は、ワークテーブル7に対してカッタヘッド13及びカッタ11のZ軸方向位置を調整できるように、コラム5に対してZ軸方向に往復動できるように構成されている。そしてワークテーブル7に対するカッタヘッド13及びカッタ11の位置が決定されると、加工時には、サドル9は、コラム5に対して固定されている。即ち、サドル9は、加工時には、カッタ11のY軸方向の移動を含め加工動作には一切寄与しておらず、ワークテーブル7に対するカッタヘッド13及びカッタ11の位置を固定するために、Z軸方向に移動可能に形成されている。
The
図7は、接触型計測器を示す側面図である。接触型計測器は、サドル9の下面に固定されたダイヤルゲージ61によって構成されている。ダイヤルゲージ61は、その測定子63及び目盛板65がアーム67によってサドル9の下面に固定されている。そしてダイヤルゲージ61は、測定子63がワークWの外周に接触できる計測姿勢と、カッタ11による切削加工を妨害しない位置に待避した待避姿勢とをとることができる。ダイヤルゲージ61を用いて歯すじの形状を計測する場合、ダイヤルゲージ61の測定子63は、ワークWに形成された歯すじの間に配置され、歯すじの形状を、歯すじの長さ方向に渡って複数箇所計測することで行われる。具体的な測定方法については後述する。
FIG. 7 is a side view showing a contact-type measuring instrument. The contact-type measuring instrument is constituted by a
なお、図7には、接触型計測器としてダイヤルゲージ61を例に挙げているが、本発明において歯すじの形状を計測するための手段としては、ユーザの手によって歯すじの形状を計測するダイヤルゲージの他に、ギヤシェーパ1に固定されたアームの先端に接触型センサを取り付け、このセンサの検出値をギヤシェーパ1に送信できるようにしてギヤシェーパ1によって自動的に歯すじの形状を計測できるようにしてもよい。また、計測器として、ワークWの外周に形成された歯すじをレーザーでスキャンして、画像解析処理によって歯すじの形状を計測できるようにしてもよい。
In FIG. 7, a
図8は、ギヤシェーパによるエリカルギヤの加工工程を示すフロー図である。まず、ギヤシェーパ1のワークテーブル7にワークを固定した後、ステップS1においてユーザがユーザ装置を操作し、ギヤシェーパ1の加工プログラムを呼び出して一連の処理が開始する。 FIG. 8 is a flowchart showing the machining process of the elliptical gear by the gear shaper. First, after a work is fixed to the work table 7 of the gear shaper 1, the user operates the user device in step S1, calls a machining program for the gear shaper 1, and a series of processes starts.
次に、ステップS2においてユーザは、ワークWに形成されるべき歯すじの設定値をユーザ装置に入力する。歯すじの設定値とは、直後に行われる加工によって形成されるべき歯すじを実現するためのワークWのねじれ角や加工時の主軸17の回転起動位置等に関する値をいう。そしてこのとき入力される歯すじの設定値は、最終的に形成されるべきヘリカルギヤ、即ち製品としてのヘリカルギヤが有しているべき歯すじの傾斜角度及び幅を有し、かつ最終的に形成されるべきヘリカルギヤが有しているべき歯たけよりも深さが浅い切込み位置で歯すじが形成されるような値が設定される。そしてユーザ装置に入力された値は、ギヤシェーパ1に送信される。
Next, in step S <b> 2, the user inputs a set value of the tooth trace to be formed on the workpiece W to the user device. The set value of the tooth trace is a value relating to the twist angle of the workpiece W for realizing the tooth trace to be formed immediately after the machining, the rotation starting position of the
次に、ステップS3においてギヤシェーパ1は、ユーザ装置から受信した歯すじの設定値に基づいて一次加工を行う。一次加工を行う場合、ギヤシェーパ1は、受信した歯すじの設定値に基づいて最適なカッタ11及びワークテーブル7の駆動速度を算出し、この算出値に基づいてワークテーブル7に固定されたワークの全周に歯すじを形成する。
Next, in step S <b> 3, the gear shaper 1 performs primary processing based on the set value of the tooth trace received from the user device. When primary processing is performed, the gear shaper 1 calculates the optimum driving speed of the
次に、ステップS4において、歯すじの形状を計測する。 Next, in step S4, the shape of the tooth trace is measured.
図9は、計測工程におけるダイヤルゲージの測定子を示す斜視図である。図9に示すように、計測器がダイヤルゲージ等の手動の計測器の場合には、ユーザは、先ず、ワークWをワークテーブル7に固定したまま、ダイヤルゲージ61の測定子63を歯すじの上端の壁に接触させ、ダイヤルゲージ61の目盛りが0なるよう調整する。そしてユーザは、ギヤシェーパ1のサドル9とワークテーブル7とを一次加工で用いた歯すじの設定値に基づいて同期駆動させる。上述したようにサドル9は、一次加工を行っているときには、コラム5に固定されており、ワークテーブル7に対しても相対的に固定されている。従って、サドル9は、一次加工には寄与しておらず、サドル9のZ軸方向の移動と、ワークテーブル7のC軸回りの回転は、別々に制御されている。そこで、計測工程では、サドル9のZ軸方向の移動と、ワークテーブル7のC軸回りの回転を同期させて、サドル9によって一次加工時のカッタ11のY軸方向の往復移動を再現させながらワークテーブル7に一次加工時のワークテーブル7の回転を再現させることで、ダイヤルゲージ61の測定子63に、擬似的にカッタ11の移動軌跡を再現させる。歯すじが一次加工時の歯すじの設定値に基づいて正確に再現されていれば、ダイヤルゲージ61の測定子63は、一次加工時の歯すじの設定値に基づく移動軌跡を再現するため、ダイヤルゲージ61の目盛りは0から移動しないはずである。しかしながら、一次加工時の設定値と、一次加工で実際に形成された歯すじに誤差がある場合には、測定子63は歯すじの壁に接触するため切削誤差をダイヤルゲージ61の目盛板65から読み取ることができる。従って、一次加工に寄与していないサドル9にダイヤルゲージ61を設けて歯すじを計測することにより、一次加工の歯すじの設定値と、一次加工で実際に形成された歯すじの切削誤差を算出することができる。
FIG. 9 is a perspective view showing a dial gauge probe in the measurement process. As shown in FIG. 9, when the measuring instrument is a manual measuring instrument such as a dial gauge, the user first sets the measuring
なお、ギヤシェーパ1が自動の計測器を備えている場合には、一次加工終了時に、予めギヤシェーパ1に格納したプログラムに基づいてギヤシェーパ1が、サドル9の上下動とワークテーブル7の回転運動とを同期させ、その後、計測器の測定子を測定地点まで移動させて歯すじの形状を測定するようにする。 When the gear shaper 1 includes an automatic measuring instrument, the gear shaper 1 performs the vertical movement of the saddle 9 and the rotational movement of the work table 7 based on a program stored in the gear shaper 1 in advance at the end of the primary processing. After that, the measuring element of the measuring instrument is moved to the measuring point to measure the shape of the tooth trace.
また、本実施形態では、サドル9に計測器を固定しているが、計測器を固定する部材は、一次加工に寄与しておらず、ギヤシェーパ1の制御によってZ軸方向に移動可能な部材であればどのような部材であってもよく、コラム5から離れた位置に別途計測用のサドル9を設けてもよい。
In the present embodiment, the measuring instrument is fixed to the saddle 9, but the member that fixes the measuring instrument is a member that does not contribute to the primary processing and is movable in the Z-axis direction by the control of the gear shaper 1. Any member may be used, and a measurement saddle 9 may be separately provided at a position away from the
次に、ステップS5において、計測結果と、一次加工の歯すじの設定値とを比較して切削誤差を算出し、この切削誤差が許容範囲内にあるかどうかを判断する。この判断は、計測器が手動の場合には、ユーザが計測器の測定結果を目視してユーザ装置に測定結果を入力し、ユーザ装置が測定結果と予め決定された許容値とを比較することで行う。一方で計測器が自動の場合には、ギヤシェーパ1が、計測結果と、ギヤシェーパ1に予め格納された許容値とを比較することで行う。 Next, in step S5, a cutting error is calculated by comparing the measurement result with the set value of the primary processing tooth trace, and it is determined whether or not the cutting error is within an allowable range. This determination is made when the measuring instrument is manual, the user visually observes the measurement result of the measuring instrument and inputs the measurement result to the user device, and the user device compares the measurement result with a predetermined allowable value. To do. On the other hand, when the measuring instrument is automatic, the gear shaper 1 compares the measurement result with an allowable value stored in advance in the gear shaper 1.
そして測定結果が誤差の許容範囲を超えている場合には、ステップS6において歯すじの設定値を補正する。 If the measurement result exceeds the allowable error range, the setting value of the tooth streak is corrected in step S6.
図10は、一次加工によりワークの外周に形成された歯すじを示す側面図である。図10において、実線は、一次加工で実際に形成された歯すじを示し、破線は一次加工時の歯すじの設定値に基づいて形成されるべきであった歯すじを示す。(a)に示すように、例えば形成された歯すじの傾斜角度が、形成されるべき歯すじの傾斜角度からずれている場合には、ワークWのねじれ角を補正する。これにより、歯すじの傾斜角度を補正することができる。また、(b)に示すように、一次加工で形成された歯すじに凹凸が見られる場合には、主軸17の回転起動位置を補正する。
FIG. 10 is a side view showing the tooth traces formed on the outer periphery of the workpiece by the primary processing. In FIG. 10, a solid line indicates a tooth line actually formed by primary processing, and a broken line indicates a tooth line that should have been formed based on a set value of the tooth line at the time of primary processing. As shown in (a), for example, when the inclination angle of the formed tooth stripe is deviated from the inclination angle of the tooth stripe to be formed, the twist angle of the workpiece W is corrected. Thereby, the inclination angle of the tooth trace can be corrected. Further, as shown in (b), when irregularities are found in the tooth line formed by the primary processing, the rotation starting position of the
そしてステップS6において歯すじの設定値を補正した後、再度ステップS2〜S4の処理を繰り返し、切削誤差が許容範囲内に収まるまでステップS6において歯すじの設定値の補正を繰り返す。 Then, after correcting the set value of the tooth streak in step S6, the processes of steps S2 to S4 are repeated again, and the correction of the set value of the tooth streak is repeated in step S6 until the cutting error is within the allowable range.
その後、ステップS5において切削誤差が許容範囲内に収まったと判断された場合には、ステップS7において最終的に形成されるべき歯たけの深さを実現するための歯すじの最終設定値がユーザ装置に入力さる。そして歯すじの最終設定値は、ギヤシェーパ1に送信され、ステップS8においてギヤシェーパ1は、歯すじの最終設定値に基づいて二次加工を行い、一連の処理を終了する。 Thereafter, when it is determined in step S5 that the cutting error is within the allowable range, the final set value of the tooth trace for realizing the depth of the tooth to be finally formed in step S7 is stored in the user device. Enter. Then, the final set value of the tooth trace is transmitted to the gear shaper 1, and in step S8, the gear shaper 1 performs the secondary processing based on the final set value of the tooth trace and ends a series of processes.
以上のように本実施形態によれば、一つ目のワークWに対して浅い切込み位置で歯すじを実験的に形成し、形成された歯すじの計測結果に基づいて歯すじの設定値の補正を行うようになっている。従って、本実施形態によれば、一つ目のワークから精度の高いヘリカルギヤを加工することができる。 As described above, according to the present embodiment, the tooth trace is experimentally formed at the shallow cutting position with respect to the first workpiece W, and the set value of the tooth trace is determined based on the measurement result of the formed tooth trace. Correction is made. Therefore, according to this embodiment, a highly accurate helical gear can be machined from the first workpiece.
1 ギヤシェーパ
7 ワークテーブル
9 サドル
11 カッタ
61 ダイヤルゲージ
1
Claims (6)
ワークテーブル上に固定された前記ワークを、第一軸を中心に所定の回転速度で回転させ、かつ前記カッタを所定の推進速度で前記第二軸に沿って往復動させながら、最終的に形成されるべき歯たけよりも浅い切込み位置でワークの外周に歯すじを形成する一次加工工程と、
前記ワークを前記ワークテーブルに固定したまま、前記一次加工工程で形成された歯すじの形状を計測する計測工程と、
前記計測工程で得られた計測結果、及び前記一次加工で形成されるべき歯すじの設定値に基づいて歯すじの切削誤差を算出し、算出された誤差に基づいて歯すじの設定値を補正する補正工程と、
前記補正工程における補正された歯すじの設定値に基づいて前記ワークテーブルに固定されている前記ワークを第一軸回りに回転させ、かつ前記カッタを前記第二軸に沿って往復動させながら、前記ワークテーブルに固定されている前記ワークに前記最終的に形成されるべき歯すじの深さまで歯すじを切削加工する二次加工工程とを備えている、ことを特徴とする加工方法。 The workpiece is rotated around the first axis, and the cutter is brought into contact with the outer peripheral surface of the workpiece while moving the cutter along a second axis parallel to the first axis. A helical gear machining method for cutting tooth traces,
The work fixed on the work table is finally formed while rotating at a predetermined rotational speed around the first axis and reciprocating the cutter along the second axis at a predetermined propulsion speed. A primary processing step of forming a streak on the outer periphery of the workpiece at a cutting position shallower than the toothpick to be done;
A measurement step of measuring the shape of the tooth trace formed in the primary processing step while fixing the workpiece to the work table;
Calculate the tooth streak cutting error based on the measurement result obtained in the measuring step and the set value of the tooth streak to be formed in the primary processing, and correct the set value of the tooth streak based on the calculated error. A correction process to
While rotating the work fixed to the work table around the first axis based on the set value of the tooth trace corrected in the correction step, and reciprocating the cutter along the second axis, And a secondary processing step of cutting the tooth trace to the depth of the tooth trace to be finally formed on the work fixed to the work table.
前記補正工程では、前記一次加工で形成されるべき歯すじの設定値と、前記計測工程で得られた計測結果との差に基づいて切削誤差を算出する、請求項1に記載の加工方法。 In the measurement step, a contact-type measuring instrument fixed to a saddle, which is movable along a third axis parallel to the second axis and does not contribute to the primary processing step, is prepared. The tooth trace is measured by bringing the measuring element of the measuring instrument into contact with the tooth trace cut in the primary machining step, and the saddle and the work table are driven synchronously based on the target value of the tooth trace,
The processing method according to claim 1, wherein in the correction step, a cutting error is calculated based on a difference between a set value of a tooth line to be formed in the primary processing and a measurement result obtained in the measurement step.
前記ワークが固定され、固定されたワークを、第一軸を中心に所定の回転速度で回転させるためのワークテーブルと、
前記カッタを所定速度で前記第二軸に沿って往復動させるカッタヘッドと、
前記ワークを前記ワークテーブルに固定したまま、前記ワークの外周に切削された歯すじの形状を計測する計測器と、
前記計測器が固定され、前記計測器を前記第二軸と平行な第三軸に沿って前記計測器を移動させることができるサドルと、を備えることを特徴とする、加工装置。 The workpiece is rotated around the first axis, and the cutter is brought into contact with the outer peripheral surface of the workpiece while moving the cutter along a second axis parallel to the first axis. A helical gear machining device that cuts tooth traces,
The work table is fixed, and the work table for rotating the fixed work around the first axis at a predetermined rotation speed;
A cutter head for reciprocating the cutter along the second axis at a predetermined speed;
A measuring instrument that measures the shape of the tooth traces cut on the outer periphery of the work while the work is fixed to the work table;
A processing apparatus comprising: a saddle on which the measuring instrument is fixed, and the measuring instrument can be moved along a third axis parallel to the second axis.
前記ワークを前記ワークテーブルに固定したまま、前記一次加工工程で形成された歯すじの形状を計測するように前記計測器を制御し、
前記計測工程で得られた計測結果、及び前記一次加工で形成されるべき歯すじの設定値に基づいて歯すじの切削誤差を算出し、算出された誤差に基づいて歯すじの設定値を補正し、
前記補正工程における補正された歯すじの設定値に基づいて前記ワークテーブルに固定されている前記ワークを第一軸回りに回転させ、かつ前記カッタを前記第二軸に沿って往復動させながら、前記ワークテーブルに固定されている前記ワークに前記最終的に形成されるべき歯たけの深さまで歯すじを切削加工するように前記カッタを制御する制御部をさらに備えている、請求項5に記載の加工装置。 The work fixed on the work table is finally formed while rotating at a predetermined rotational speed around the first axis and reciprocating the cutter along the second axis at a predetermined propulsion speed. Controlling the cutter head so as to form a streak on the outer periphery of the workpiece at a cutting position shallower than the toothpick to be made,
Controlling the measuring instrument to measure the shape of the tooth trace formed in the primary processing step while fixing the work to the work table;
Calculate the tooth streak cutting error based on the measurement result obtained in the measuring step and the set value of the tooth streak to be formed in the primary processing, and correct the set value of the tooth streak based on the calculated error. And
While rotating the work fixed to the work table around the first axis based on the set value of the tooth trace corrected in the correction step, and reciprocating the cutter along the second axis, The control unit according to claim 5, further comprising a control unit that controls the cutter so as to cut a tooth streak to a depth of a tooth to be finally formed on the work fixed to the work table. Processing equipment.
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