JP2016093881A - 歯車加工装置及び歯車加工方法 - Google Patents
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これにより、上述した歯車加工装置における効果と同様の効果を奏する。
本実施形態では、歯車加工装置1の一例として、5軸マシニングセンタを例に挙げ、図1A及び図1Bを参照して説明する。つまり、当該歯車加工装置1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)及び2つの回転軸(A軸、C軸)を有する装置である。
工具状態記憶部103は、工具状態演算部101により演算された工具状態を記憶する。すなわち、工具状態記憶部103は、工具状態演算部101により演算された、研磨前の加工用工具42の工具状態、及び、研磨の都度に研磨後の加工用工具42の工具状態をそれぞれ記憶する。
上述の歯車加工装置1では、加工用工具42と加工物Wとを高速で同期回転させ、加工用工具42を加工物Wの回転軸線方向に送って切削加工することにより歯を創成する。図3Aに示すように、加工用工具42を工具端面42A側から工具軸線L方向に見たときの工具刃42aの形状は、加工される歯車と噛み合う歯の形状、本例ではインボリュート曲線形状と同一形状に形成される。そして、図3Bに示すように、加工用工具42の工具刃42aには、工具端面42A側に工具軸線Lと直角な平面に対し角度α傾斜したすくい角が設けられ、工具周面42B側に工具軸線Lと平行な直線に対し角度β傾斜した前逃げ角が設けられる。さらに、図3Cに示すように、工具刃42aの側面側に工具軸線Lと平行な直線に対し角度γ傾斜した側逃げ角が設けられる。つまり、工具刃42aの歯幅は、加工用工具42の基端側ほど小さい。
次に、工具刃42aを研磨したとき、最適な加工用工具42の工具状態として交差角を求めるときの制御装置100のシミュレーション処理について、図2を参照して説明する。このシミュレーションは、公知の歯車の創成理論に基づいて、工具刃42aの軌跡を演算している。すなわち、このシミュレーションは、加工物Wの回転軸線Lwに対し傾斜した工具軸線Lを有する加工用工具42を用い、加工用工具42を加工物Wと同期回転させながら加工物Wの回転軸線Lw方向に相対的に送り操作して歯車の歯を加工する動作に相当する。
上述のシミュレーション処理は、工具刃42aを研磨する度に行う。これにより、研磨毎の最適な加工用工具42の工具状態を求めることができ、研磨回数が増加しても加工精度を維持できる。例えば、図7A、図7Bは、図5と同様に、図中の太い実線Eは、設計上の歯車の歯gのインボリュート曲線を直線に変換して表したもので、ドット部分Dは、加工物Wの切削除去部分を表す。図7Aに示すように、従来は、研磨回数が4回までは、加工後の歯車の歯gの形状は、設計上の歯車の歯の形状に対し形状誤差は許容範囲内であるため、加工用工具42の使用は可能である。そして、研磨回数が5回以上になると、加工後の歯車gの歯の形状は、設計上の歯車の歯の形状に対し形状誤差が許容範囲を超えるので、加工用工具42の使用は不可となる。しかし、図7Bに示すように、本実施形態では、研磨回数が6回になっても、加工後の歯車gの歯の形状は、設計上の歯車の歯の形状に対し形状誤差は許容範囲内であるため、加工用工具42の使用は可能であり、加工用工具42の長寿命化を図ることができる。よって、高精度且つ低コストな歯車を得ることができる。
上述した実施形態では、加工用工具42として、捩れ角の無い工具を例に説明したが、捩れ角を有する工具であっても同様に適用可能である。また、5軸マシニングセンタである歯車加工装置1は、加工物WをA軸旋回可能とするものとした。これに対して、5軸マシニングセンタは、縦形マシニングセンタとして、加工用工具42をA軸旋回可能とする構成としてもよい。また、本発明をマシニングセンタに適用する場合を説明したが、歯車加工の専用機に対しても同様に適用可能である。
Claims (7)
- 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に送り操作して歯車を加工する歯車加工装置であって、
研磨前における前記加工用工具の工具端面形状と研磨後における前記加工用工具の工具端面形状は、異なる形状であり、
前記歯車加工装置は、
前記加工用工具の工具刃の研磨前における前記加工物に対する前記加工用工具の相対的な位置又は姿勢である工具状態、及び、前記加工用工具の工具刃の研磨後における前記加工用工具の工具状態を記憶する工具状態記憶部と、
前記加工用工具の工具刃の研磨前は、前記工具状態記憶部に記憶された前記研磨前における前記加工用工具の工具状態で前記加工物の加工を行い、前記加工用工具の工具刃の研磨後は、前記工具状態記憶部に記憶された前記研磨後における前記加工用工具の工具状態で前記加工物の加工を行う加工制御部と、
を備える、歯車加工装置。 - 前記工具状態記憶部は、前記工具状態として、前記加工物の回転軸線に対する前記加工用工具の傾斜を表す交差角を記憶する、請求項1の歯車加工装置。
- 前記工具状態記憶部は、前記工具状態として、前記加工用工具の回転軸線の方向及び回転軸線回りの方向の少なくとも一方の方向の工具位置を記憶する、請求項1又は2の歯車加工装置。
- 前記工具状態記憶部は、前記工具状態をシミュレーションによって演算した結果に基づいて得られる前記工具状態を記憶する、請求項1〜3の何れか一項の歯車加工装置。
- 前記加工用工具は前逃げ角を有することにより、研磨前後における前記加工用工具の工具刃の端面形状は、異なる形状となる、請求項1〜4の何れか一項の歯車加工装置。
- 前記加工用工具の工具刃は、インボリュート歯形を有する、請求項5の歯車加工装置。
- 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に送り操作して歯車を加工する歯車加工方法であって、
研磨前における前記加工用工具の工具端面形状と研磨後における前記加工用工具の工具端面形状は、異なる形状であり、
前記歯車加工方法は、
前記加工用工具の工具刃の研磨前は、工具状態記憶部に記憶された前記研磨前における前記加工物に対する前記加工用工具の相対的な位置又は姿勢である工具状態で前記歯車の加工を行い、
前記加工用工具の工具刃の研磨後は、前記工具状態記憶部に記憶された前記研磨後における前記加工用工具の工具状態で前記加工物の加工を行う、歯車加工方法。
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