JP2018086688A - Gear processing method and gear fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工歯車を歯切りする際に、その端面におけるバリの発生を抑制するようにした歯車加工方法、及び、その歯車加工方法に用いられる歯車固定装置に関する。 The present invention relates to a gear machining method that suppresses the generation of burrs at the end face of a gear to be machined, and a gear fixing device used in the gear machining method.
歯車を加工する1つの方法として、被加工歯車と切削工具とを同期回転させつつ、切削工具に対して、切り込み及び送りを与えることにより、被加工歯車を歯切りするようにした、歯車加工方法が、従来から提供されている。このような歯車加工方法においては、例えば、切削工具を、往路となる送り工程において、歯切りさせる一方、復路となる戻り工程において、被加工歯車から退避させるようにしている。このため、被加工歯車の送り方向下流側端面には、バリが発生してしまう。 As one method of machining a gear, a gear machining method in which a gear to be machined is provided by cutting and feeding the cutting tool while synchronously rotating the workpiece gear and the cutting tool. Has been provided. In such a gear machining method, for example, the cutting tool is gear-cut in the forward feed step, while being retreated from the gear to be machined in the return step which is the return path. For this reason, a burr | flash will generate | occur | produce in the feed direction downstream end surface of the gear to be processed.
また、上述したような、バリを有する歯車を、他の部品に組み付けると、その組み付け精度を低下させたり、組み付け後に脱落したバリが摺動部や回転部に侵入して、それらの動作を妨げたりするおそれがある。これにより、歯切り後にバリが発生する場合には、何らかのバリ除去作業が必要となってしまい、多大な作業工数を要することになる。 Also, if a gear with burrs as described above is assembled to other parts, its assembly accuracy will be reduced, or burrs that have fallen after assembly will enter the sliding and rotating parts, hindering their operation. There is a risk of As a result, when burrs are generated after gear cutting, some kind of burring removal work is required, which requires a large number of work steps.
そこで、近年の歯車加工の技術分野においては、加工と同時にバリ対策を施すようにした歯車加工法が、種々提供されている。そして、このような、従来の歯車加工方法としては、例えば、特許文献1,2に開示されている。 Accordingly, in the technical field of gear machining in recent years, various gear machining methods are provided which are designed to take measures against burr at the same time as machining. Such conventional gear machining methods are disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2.
特許文献1においては、被加工外歯車の送り方向下流側端面に、捨て座金を面接触させて、被加工外歯車と捨て座金とを共に歯切りすることにより、被加工外歯車の送り方向下流側端面におけるバリの発生を抑制している。しかしながら、このような、従来の歯車加工方法においては、1つの被加工外歯車を歯切りするごとに、1つの捨て座金を必要とするため、製造コストの増大を招くことになる。 In Patent Document 1, a waste washer is brought into surface contact with an end face on the downstream side in the feed direction of the external gear to be machined, and both the external gear to be worked and the waste washer are geared together, thereby downstream of the external gear to be machined in the feed direction. Generation of burrs on the side end faces is suppressed. However, in such a conventional gear machining method, since one discarded washer is required every time one external gear is cut, the manufacturing cost increases.
また、特許文献2においては、重ね合わせて一体化させた複数の被加工内歯車を、ピニオンカッタによって一挙に歯切りする際に、前回の歯切り時において送り方向最下流位置に配置させた被加工内歯車を、送り方向最上流位置に配置することにより、被加工内歯車の送り方向下流側端面に発生したバリを除去するようにしている。 Further, in Patent Document 2, when a plurality of internal gears to be integrated that are overlapped and integrated are geared at once by a pinion cutter, the workpiece is arranged at the most downstream position in the feed direction at the time of the previous gear cutting. By arranging the processing internal gear at the most upstream position in the feed direction, burrs generated on the end surface on the downstream side in the feed direction of the internal gear to be processed are removed.
しかしながら、このような従来の歯車加工方法においては、バリが発生した被加工内歯車を、次回の歯切り時において、別の被加工内歯車上に重ね合わせなくてはならない。これにより、バリがその別の被加工内歯車に接触することを防止するため、バリの発生方向を所定の方向へと変更させる必要がある。 However, in such a conventional gear processing method, the internal gear to be processed in which burrs have occurred must be superimposed on another internal gear to be processed at the next gear cutting. Accordingly, in order to prevent the burr from coming into contact with the other internal gear to be processed, it is necessary to change the direction in which the burr is generated to a predetermined direction.
具体的には、ピニオンカッタを、送りの途中で一旦停止させた後、被加工内歯車から径方向内側に向けて移動させながら、改めて送り操作するようにしている。これにより、被加工内歯車に発生するバリを、内周面から径方向内側に向けて突出させている。つまり、上記従来の歯車加工方法においては、バリの発生方向を規定するために、ピニオンカッタの歯切り動作を複雑なものとしている。 Specifically, after the pinion cutter is temporarily stopped in the middle of feeding, the feeding operation is performed again while being moved radially inward from the workpiece internal gear. Thereby, the burr | flash which generate | occur | produces in a to-be-processed internal gear is protruded toward the radial inside from the internal peripheral surface. That is, in the conventional gear machining method, the pinion cutter gear cutting operation is complicated in order to define the burr generation direction.
更に、上記従来の歯車加工方法においては、歯切りに先立って、ピニオンカッタと、送り方向最上流位置に配置させた被加工内歯車との間における回転位相合わせを行わなければならない。また更に、複数の被加工内歯車を重ね合わせる際に、周方向における位置ずれを防止するため、被加工内歯車に対して位置ずれ防止手段を、予め加工しておく必要があるだけでなく、これに伴って、完成品となる内歯車においては、不必要な形状を残すことになる。 Furthermore, in the above conventional gear machining method, rotational phase matching between the pinion cutter and the internal gear to be machined disposed at the most upstream position in the feed direction must be performed prior to gear cutting. Furthermore, in order to prevent positional displacement in the circumferential direction when a plurality of internal gears to be processed are overlapped, it is not only necessary to preliminarily process the positional displacement prevention means for the internal gear to be processed, Along with this, an unnecessary shape is left in the finished internal gear.
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、製造コストの増大を抑えつつ、被加工物の送り方向下流側端面におけるバリの発生を、容易に抑制することができる歯車加工方法及び歯車固定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problem, and a gear machining method and a gear capable of easily suppressing the occurrence of burrs on the downstream end surface in the feed direction of the workpiece while suppressing an increase in manufacturing cost. An object is to provide a fixing device.
上記課題を解決する第1の発明に係る歯車加工方法は、
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする歯車加工方法において、
初回品の被加工物における送り方向下流側端面を、下治具に面接触させ、
前記初回品の被加工物と前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記初回品の被加工物を、固定された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記初回品の被加工物と、固定された前記下治具とを、共に前記工具によって歯切りし、
前記初回品の被加工物と共に歯切りされたときの前記下治具の固定状態を、そのままの状態で維持し、
次回品以降の被加工物における送り方向下流側端面を、前記固定状態が維持された前記下治具に面接触させ、
前記次回品以降の被加工物と、前記固定状態が維持された前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記次回品以降の被加工物を、前記固定状態が維持された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記工具と前記固定状態が維持された前記下治具との間における噛み合い可能な回転位相関係を保ちつつ、前記工具に対して、前記初回品の被加工物を歯切りしたときの歯切り動作と同じ歯切り動作を与えることにより、前記次回品以降の被加工物のみを歯切りする
ことを特徴とする。
A gear machining method according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the gear machining method of cutting the workpiece with the tool by feeding the tool in the axial direction while rotating the workpiece and the tool,
The end surface on the downstream side in the feed direction of the work piece of the first product is brought into surface contact with the lower jig,
The first workpiece and the lower jig are coaxially overlapped,
The workpiece of the initial product is pressed and fixed toward the fixed lower jig,
The first work piece and the fixed lower jig are both cut by the tool,
Maintaining the fixed state of the lower jig when geared together with the work piece of the first product as it is,
The end surface on the downstream side in the feed direction in the workpiece after the next product is brought into surface contact with the lower jig in which the fixed state is maintained,
The workpiece after the next product and the lower jig maintained in the fixed state are coaxially overlapped,
The workpiece after the next product is pressed and fixed toward the lower jig in which the fixed state is maintained,
A gear cutting operation when the first workpiece is cut with respect to the tool while maintaining a meshable rotational phase relationship between the tool and the lower jig in which the fixed state is maintained. Only the workpiece after the next product is cut by giving the same gear cutting operation.
上記課題を解決する第2の発明に係る歯車加工方法は、
前記次回品以降の被加工物を歯切りする際に、前記工具を交換した場合には、
交換した前記工具による歯切りに先立って、
交換した前記工具と、前記固定状態が維持された前記下治具とが、噛み合い可能な回転位相関係となるように、交換した前記工具の回転位相を、前記固定状態が維持された前記下治具の回転位相と一致させる
ことを特徴とする。
A gear machining method according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
When cutting the workpiece after the next product, when replacing the tool,
Prior to gear cutting with the replaced tool,
The rotation phase of the replaced tool is maintained in the fixed state so that the replaced tool and the lower jig maintained in the fixed state have a rotational phase relationship that can be engaged with each other. It is characterized by matching the rotation phase of the tool.
上記課題を解決する第3の発明に係る歯車加工方法は、
前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を、前記下治具よりも送り方向上流側に配置される上治具と、前記下治具とによって、軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定し
前記工具は、前記上治具を歯切りすることなく、前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を歯切りする
ことを特徴とする。
A gear machining method according to a third invention for solving the above-described problems is as follows.
The workpiece of the first product or the workpiece after the next product is coaxially formed from both sides in the axial direction by the upper jig disposed on the upstream side of the lower jig and the lower jig. The tool cuts the workpiece of the first product or the workpiece after the next product without cutting the upper jig.
上記課題を解決する第4の発明に係る歯車固定装置は、
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする際に、前記被加工物を固定する歯車固定装置において、
前記被加工物の軸周りに回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに固定されると共に、前記被加工物の送り方向下流側端面と面接触し、前記被加工物の周面と共に前記工具によって歯切りされる周面、または、前記被加工物を歯切りした直後の前記工具と噛み合う歯形を有する下治具と、
前記下治具よりも送り方向上流側に配置され、前記被加工物を、前記下治具との間において軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定する上治具と、
前記上治具の送り方向下流側端面から送り方向下流側に向けて突出し、前記被加工物の送り方向上流側端面を押圧する突出部とを備える
ことを特徴とする。
A gear fixing device according to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem is as follows.
When the workpiece is cut by the tool by feeding the workpiece in the axial direction while rotating the workpiece and the tool, the workpiece In the gear fixing device for fixing
A turntable supported rotatably about the axis of the workpiece;
A peripheral surface that is fixed to the rotary table and that is in surface contact with the end surface on the downstream side in the feed direction of the workpiece, and is peripherally cut by the tool together with the peripheral surface of the workpiece, or the workpiece is toothed A lower jig having a tooth profile that meshes with the tool immediately after cutting;
An upper jig that is disposed upstream of the lower jig in the feed direction, and that clamps and fixes the workpiece from both sides in the axial direction between the lower jig and the lower jig;
And a protruding portion that protrudes from the downstream end surface in the feed direction of the upper jig toward the downstream side in the feed direction and presses the upstream end surface in the feed direction of the workpiece.
上記課題を解決する第5の発明に係る歯車固定装置は、
前記下治具に形成され、前記被加工物と嵌合して、当該被加工物を径方向において位置決めする嵌合部とを備える
ことを特徴とする。
A gear fixing device according to a fifth aspect of the present invention for solving the above problem is as follows.
And a fitting portion that is formed on the lower jig and is fitted to the workpiece to position the workpiece in the radial direction.
上記課題を解決する第6の発明に係る歯車固定装置は、
前記上治具と前記下治具とを軸方向において連結する連結用ボルトと、
前記上治具を軸方向に貫通し、前記連結用ボルトが挿入されるボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、前記突出部に隣接して開口される
ことを特徴とする。
A gear fixing device according to a sixth invention for solving the above-described problem is
A connecting bolt for connecting the upper jig and the lower jig in the axial direction;
A bolt hole through which the upper jig passes in the axial direction and the connecting bolt is inserted;
The bolt hole is opened adjacent to the protrusion.
従って、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置によれば、複数の被加工物を歯切りする際に、上下一対の上治具及び下治具を交換することなく使用し続けることができる。また、上治具及び下治具を設置しても、これらが工具の歯切り動作に影響を与えることがない。よって、製造コストの増大を抑えつつ、被加工物の送り方向下流側端面におけるバリの発生を、容易に抑制することができる。 Therefore, according to the gear machining method and the gear fixing device according to the present invention, when cutting a plurality of workpieces, the pair of upper and lower upper jigs and lower jigs can be continuously used without being exchanged. . Even if the upper jig and the lower jig are installed, they do not affect the gear cutting operation of the tool. Therefore, the generation | occurrence | production of the burr | flash in the feed direction downstream end surface of a to-be-processed object can be easily suppressed, suppressing the increase in manufacturing cost.
以下、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に記載した実施形態においては、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置を、スカイビング加工を用いて内歯車を歯切りする歯車加工方法、及び、その方法に用いられる歯車固定装置に適用した場合について、具体的に説明している。 Hereinafter, a gear machining method and a gear fixing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments described below, the gear machining method and the gear fixing device according to the present invention are the gear machining method for gearing the internal gear using skiving, and the gear fixing device used in the method. The case where it is applied to is specifically described.
図1及び図2に示すように、歯切り盤(図示省略)の上部には、回転テーブル11が、鉛直軸となるワーク回転軸C周りに回転可能に支持されている。回転テーブル11の上部は、円筒状をなしており、この円筒状上部の上面となる取付面11aには、リング状をなすワーク(被加工物、歯車素材)Wが、リング状をなす上下一対の上治具21及び下治具22によって、着脱可能に固定されている。
As shown in FIG.1 and FIG.2, the rotary table 11 is supported by the upper part of the gear cutter (illustration omitted) so that rotation around the workpiece rotating axis C used as a vertical axis is possible. The upper part of the
つまり、上治具21は、ワークWの上部に配置される一方、下治具22は、ワークWの下部に配置されている。そして、ワークWを、上治具21及び下治具22を介して、回転テーブル11の取付面11aに固定することにより、ワークW、上治具21、及び、下治具22は、同軸状に配置され、それらの中心軸は、回転テーブル11の回転中心となるワーク回転軸Cと一致することになる。
That is, the
従って、ワークWを、上治具21及び下治具22を介して、回転テーブル11の取付面11aに固定した後、回転テーブル11をワーク回転軸C周りに回転させることにより、ワークW、上治具21、及び、下治具22を、一体化させた状態で、ワーク回転軸Cを回転中心として、回転させることができる。
Accordingly, after the workpiece W is fixed to the mounting
また、歯切り盤には、主軸12が、移動可能で、且つ、ワーク回転軸Cに対して傾斜可能に支持されており、この主軸12は、カッタ回転軸B周りに回転可能となっている。更に、主軸12の先端には、歯切り用の切削工具として、外歯はすば歯車となるピニオンカッタ(歯車状工具)13が着脱可能に装着されている。そして、ピニオンカッタ13を主軸12の先端に装着することにより、当該ピニオンカッタ13の中心軸は、主軸12の回転中心となるカッタ回転軸Bと一致することになる。
Further, the
従って、ピニオンカッタ13を主軸12に装着した後、主軸12をカッタ回転軸B周りに回転させることにより、ピニオンカッタ13を、カッタ回転軸Bを回転中心として、回転させることができる。また、主軸12をワークWの径方向及びワークWの軸方向に移動させることにより、ピニオンカッタ13に対して、径方向への切り込み及び軸方向(ワーク回転軸方向)への送りを与えることができる。
Therefore, after the
そして、ピニオンカッタ13に対して送りが与えられると、当該ピニオンカッタ13は、ワークWの軸方向に沿って往復移動する。このとき、ピニオンカッタ13においては、下方に向けて移動するときに、ワークW及び下治具22を共に歯切りする一方、上方に向けて移動するときに、ワークW及び下治具22から径方向内側に向けて離間して、当該ワークW及び下治具22を共に歯切りしないようになっている。
When a feed is given to the
具体的には、ピニオンカッタ13は、ワークWの送り方向上流側端面となる上端面Wbから、ワークWの送り方向下流側端面となる下端面Wcに亘って、内周面Waを歯切りし、これに連続して、下治具22の送り方向上流側端面となる嵌合部22dに切り込んで、内周面22aを歯切りする。よって、ピニオンカッタ13によって切削された歯形は、内周面Waの軸方向全域、及び、内周面22aに形成されることになり、ワークW及び下治具22は、例えば、内歯平歯車に加工される。
Specifically, the
つまり、上治具21及び下治具22は、ワークWを回転テーブル11の取付面11aに固定するための歯車固定装置を構成している。そして、詳細は後述するが、そのうち、下治具22は、歯切り時において、ワークWの下端面Wcにおけるバリの発生を抑制することを目的として、1個目(初回品)のワークWの歯切り時においては、そのワークWと共にピニオンカッタ13によって歯切りされ、2個目以降(次回品以降)のワークWの歯切り時においては、ピニオンカッタ13に歯切りされることなく、当該ピニオンカッタ13と噛み合い可能となっている。
That is, the
なお、図2は、図1に示した歯車固定装置の縦断面図としているが、ワークW及び下治具22への歯切りを理解し易くするため、図1に示したワークW及び下治具22については、歯切り後の状態とする一方、図2に示したワークW及び下治具22については、歯切り前の状態としている。
2 is a longitudinal sectional view of the gear fixing device shown in FIG. 1, but in order to facilitate understanding of the gear cutting to the workpiece W and the
次に、歯車固定装置の構成について、図1乃至図3を用いて詳細に説明する。 Next, the configuration of the gear fixing device will be described in detail with reference to FIGS.
図1及び図2に示すように、上治具21は、内径がワークWの内径よりも大径となると共に、外径がワークWの外径よりも大径となっており、内周面21a、上端面21b、下端面21c、突出部21d、及び、ボルト孔21eを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
内周面21aは、ワークWの内周面Waよりも径方向外側に配置されている。そして、内周面21aの送り方向上流側には、上治具21の送り方向上流側端面となる、環状をなす上端面21bが形成されている。一方、内周面21aの送り方向下流側には、上治具21の送り方向下流側端面となる、環状をなす下端面21cが形成されている。この下端面21cは、ワークWの上端面Wbの中でも、その外周部分のみと軸方向において対向している。これにより、上治具21は、ピニオンカッタ13がワークW及び下治具22を歯切りしても、そのピニオンカッタ13によって歯切りされることはない。
The inner
また、図2及び図3に示すように、下端面21cには、複数の突出部21dが形成されている。これらの突出部21dは、下端面21cから送り方向下流側に向けて突出しており、ワーク回転軸Cを中心として放射状に形成されている。即ち、突出部21dは、径方向に延在すると共に、周方向において等間隔で配置されている。これにより、上治具21を構成する部位の中でも、突出部21dのみが、ワークWの上端面Wbと線接触することになり、当該突出部21dは、ワークWの上端面Wbを送り方向上流側から下流側に向けて押圧可能となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of projecting
更に、上治具21には、複数のボルト孔21eが軸方向に貫通して形成されている。これらのボルト孔21eは、突出部21dの径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、ボルト孔21eの数量は、突出部21dの数量と同じ数量となっている。即ち、ボルト孔21eは、突出部21dと周方向において同じ位置に配置されており、当該突出部21dの径方向外側端部に隣接するように開口している。そして、ボルト孔21eには、後述する連結用ボルト23が挿入可能となっている。
Further, the
これに対して、図1及び図2に示すように、下治具22は、内径がワークWの内径と同じ内径となる共に、外径がワークWの外径よりも大径となっており、内周面22a、上端面22b、下端面22c、及び、嵌合部22dを有している。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
内周面22aは、ワークWの内周面Waと径方向において同じ位置に配置されている。そして、内周面22aの送り方向上流側には、下治具22の送り方向上流側端面となる、環状をなす上端面22bが形成されている。一方、内周面22aの送り方向下流側には、下治具22の送り方向下流側端面となる、環状をなす下端面22cが形成されている。
The inner
また、下治具22における径方向内側で、且つ、下治具22における送り方向上流側には、環状をなす嵌合部22dが形成されている。この嵌合部22dには、ワークWの送り方向下流側端部が嵌合可能となっている。
An annular
つまり、嵌合部22dは、内周面22aと上端面22bとに亘って開口しており、ワークWの下端面Wc及び外周面Wdと面接触可能となっている。このように、嵌合部22dを、内周面22aと上端面22bとに亘って切り欠くような、切り欠き状とすることにより、嵌合部22dに嵌合されたワークWは、径方向へのずれが規制されることになる。即ち、嵌合部22dは、ワークWを径方向において位置決め可能となっている。
That is, the
更に、ワークWを下治具22の嵌合部22dに嵌合させることにより、ワークWの内周面Waと下治具22の内周面22aとを、径方向において一致させることができる。よって、ワークWと下治具22とを共に歯切りすることができるので、ワークWに形成された歯形と、下治具22に形成された歯形とは、一致する。
Furthermore, by fitting the workpiece W to the
以上より、ワークWと下治具22とを連続して歯切りすると、ワークWの下端面Wcから抜け出たピニオンカッタ13の刃部は、必ず、下治具22の嵌合部22dに切れ込むことになる。よって、ワークWの下端面Wcと下治具22の嵌合部22dとは、隙間無く密着しているため、ワークWの下端面Wcには、バリが、当該下端面Wcから送り方向下流側に向けて発生し難くなる。
As described above, when the workpiece W and the
つまり、ワークWの下端面Wcにおけるバリの発生を抑制するためには、その下端面Wcから抜け出たピニオンカッタ13の刃部が、下治具22の嵌合部22dに切り込めば良い。このため、本実施形態においては、ワークWの内径と下治具22の内径とを同じ内径としているが、下治具22の内径を、ワークWの内径以下の内径とすれば良い。
That is, in order to suppress the occurrence of burrs on the lower end surface Wc of the workpiece W, the blade portion of the
一方、下端面22cは、取付面11aの全域に面接触している。なお、取付面11aは、上治具21の内径及び外径と同じ内径及び外径を有している。これにより、回転テーブル11は、ピニオンカッタ13がワークW及び下治具22を歯切りしても、そのピニオンカッタ13によって歯切りされることはない。
On the other hand, the
また、上治具21と下治具22とは、複数の連結用ボルト23によって連結されている。これらの連結用ボルト23は、ワークWの外周面Wdよりも径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、上治具21のボルト孔21eを軸方向に貫通して、下治具22内まで軸方向からねじ込まれている。なお、連結用ボルト23を、下治具22を介して、回転テーブル11内までねじ込むようにしても構わない。
The
このように、複数の連結用ボルト23を、上治具21のボルト孔21eに貫通させて、下治具22内に締結させることにより、上治具21が下治具22に向けて引き寄せられる。これにより、突出部21dと嵌合部22dとの間に、ワークWを挟み込んで固定することができる。
In this way, the plurality of connecting
このとき、連結用ボルト23の締結力は、突出部21dがワークWを嵌合部22dに向けて押圧する押圧力として作用することになる。更に、連結用ボルト23は、突出部21dに隣接したボルト孔21eに貫入されているため、当該連結用ボルト23の頭部は、上端面Wbにおける突出部21dと軸方向において対向する位置に係止する。これにより、連結用ボルト23による締結力を、突出部21dによる押圧力に効率的に変換させることができるので、ワークWを大きな押圧力によって押圧することができる。この結果、ワークWを強固に固定することができる。
At this time, the fastening force of the connecting
この点について、複数の突出部21dを有する上治具21と、突出部21dを有していない従来の上治具とを比較しながら説明する。但し、下端面21cの形状及び面積と、従来の上治具における下端面の形状及び面積とが同じであることを前提とする。
This will be described while comparing the
ここで、上治具21及び従来の上治具を、複数の連結用ボルト23を用いて連結するのに当たって、それぞれに使用する連結用ボルト23の数量及び貫通位置を、同じ数量及び同じ位置とする。即ち、上治具21と従来の上治具とに、同じ大きさの締結力を作用させる。これにより、上治具21は、複数の突出部21dのみで押圧するのに対して、従来の上治具は、下端面全域で押圧することになるため、複数の突出部21dによる押圧力は、上記下端面全域による押圧力よりも大きくなる。つまり、上治具21においては、下端面21cの全域によって押圧するよりも、複数の突出部21dによって押圧する方が、単位面積当たりの押圧力が増加することになる。
Here, when connecting the
更に、下治具22は、複数の固定用ボルト24によって、回転テーブル11の取付面11aに固定されている。これらの固定用ボルト24は、ワークWの外周面Wdよりも径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、下治具22を軸方向に貫通して、回転テーブル11内まで軸方向からねじ込まれている。なお、連結用ボルト23と固定用ボルト24とは、周方向において交互に配置されている。
Further, the
このように、複数の固定用ボルト24を、下治具22に貫通させて、回転テーブル11内に締結させることにより、下治具22を取付面11aに固定させることができるので、当該下治具22を回転テーブル11と共に回転させることができる。つまり、下治具22の固定状態は、固定用ボルト24の締結を解除しない限り、その状態のまま維持されることになり、その回転位相においても、ずれが生じることはない。
In this way, the
従って、ワークWを回転テーブル11の取付面11aに固定する場合には、先ず、ワークWを上治具21の突出部21dと下治具22の嵌合部22dとの間に挟持する。次いで、上治具21と下治具22とを複数の連結用ボルト23によって連結させて、上治具21、ワークW、及び、下治具22を、隙間無く同軸状に重ね合わせる。そして、下治具22を固定用ボルト24によって取付面11aに固定する。
Therefore, when the workpiece W is fixed to the mounting
或いは、先ず、下治具22を固定用ボルト24によって取付面11aに固定する。次いで、ワークWを下治具22の嵌合部22dに嵌合させた後、上治具21の突出部21dを、ワークWの上端面Wbに密着させることにより、ワークWを上治具21の突出部21dと下治具22の嵌合部22dとの間に挟持する。そして、上治具21と下治具22とを複数の連結用ボルト23によって連結させて、上治具21、ワークW、及び、下治具22を、隙間無く同軸状に重ね合わせる。
Alternatively, first, the
よって、上述した2つの固定方法のうち、どちらを採用しても、上治具21、ワークW、及び、下治具22を同軸状に重ね合わせて、回転テーブル11の取付面11aに対して、そのワークWを軸方向から押圧固定することができる。
Therefore, regardless of which of the two fixing methods described above is employed, the
次に、スカイビング加工を利用した歯車加工方法について、図4A乃至図4D、図5を用いて詳細に説明する。 Next, a gear machining method using skiving will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4D and FIG.
先ず、図4Aに示すように、1個目のワークWを、治具21,22及びボルト23,24を用いて、回転テーブル11の取付面11aに固定する。
First, as shown in FIG. 4A, the first workpiece W is fixed to the mounting
次いで、ワーク回転軸Cに対してカッタ回転軸Bが傾斜するように、主軸12を傾動させる。つまり、ピニオンカッタ13のねじれ角に応じて、カッタ回転軸Bとワーク回転軸Cとの間の軸交差角度が所定の角度になるように、主軸12を傾動させる。これにより、ピニオンカッタ13の刃すじ方向がワークWの歯すじ方向と一致する。
Next, the
そして、ワークWを、治具21,22と共に、ワーク回転軸C周りに回転させると共に、ピニオンカッタ13をカッタ回転軸B周りに回転させる。つまり、ワークWとピニオンカッタ13とを、内周面Waの周速度、内周面21aの周速度、及び、内周面22aの周速度と、ピニオンカッタ13の外周面(刃部)の周速度とが、等しくなるように、同期回転させる。
Then, the workpiece W is rotated around the workpiece rotation axis C together with the
次いで、ピニオンカッタ13に対して、径方向への切り込みを与えた後、軸方向への送りを与える。即ち、ワークW及び下治具22とピニオンカッタ13とを、同期回転させて噛み合わせると共に、ピニオンカッタ13を径方向に段階的に切り込ませながら、当該ピニオンカッタ13を各切り込み位置において軸方向上側から下側に向けて移動させる。
Next, the
これにより、図4Bに示すように、ピニオンカッタ13の刃部が、ワークWの内周面Wa及び下治具22の内周面22aを歯切りすることになり、当該内周面Wa及び内周面22aには、同一の歯形が形成される。
4B, the blade portion of the
このとき、ワークWは、上治具21と下治具22との間において、連結用ボルト23による締付力や、嵌合部22dへの嵌合によって、位置決め精度良く強固に固定されているため、ワークWの下端面Wcと下治具22の嵌合部22dとは、隙間無く密着している。よって、ワークW及び下治具22を共にピニオンカッタ13によって歯切りすると、下端面Wcにおけるバリの発生が抑制される一方、下端面22cにバリが発生する。
At this time, the workpiece W is firmly fixed with high positioning accuracy between the
また、ピニオンカッタ13の歯切り動作においては、各送り時における切り込み位置(切り込み量)が変化しないため、ピニオンカッタ13とワークWとの間における径方向の位置関係が一定となっている。これにより、ワークW及び下治具22に形成された歯形の寸法は、ワークWの上端面Wbから下治具22の下端面22cに亘って、一定となっている。
Further, in the gear cutting operation of the
そして、1個目のワークWに対する歯切りが終了すると、連結用ボルト23の締結のみを解除して、上治具21を取り外した後、その1個目のワークWを、2個目のワークWと交換する。即ち、固定用ボルト24の締結を解除することなく、下治具22を固定したままの状態で、連結用ボルト23の締結を解除して、上治具21を取り外した後、ワークWを、加工済み品から未加工品へと交換する。これにより、主軸12の回転位相と回転テーブル11の回転位相とが、それらの間における同期を保っているため、ワークWの交換を行っても、ピニオンカッタ13の回転位相と下治具22の回転位相とは、互いに適切に噛み合うような回転位相関係が保たれており、それらの間の回転位相関係に変化は生じていない。
Then, when the gear cutting for the first workpiece W is completed, only the fastening of the connecting
次いで、図4Cに示すように、2個目のワークWを、治具21,22及びボルト23,24を用いて、回転テーブル11の取付面11aに固定する。その後、図4Dに示すように、上述した、1個目のワークWを歯切りした際の歯切り動作と同じ歯切り動作を行う。これにより、ワークWのみがピニオンカッタ13によって歯切りされる。
Next, as shown in FIG. 4C, the second workpiece W is fixed to the mounting
つまり、図4Cに示すように、2個目のワークWを歯切りする場合には、1個目のワークWを歯切りする場合と違って、下治具22が既に歯切りされており、更に、当該下治具22の回転位相とピニオンカッタ13の回転位相とが一致しているため、ワークW及び下治具22のうち、ワークWのみが歯切りされる。このとき、ピニオンカッタ13は、1個目のワークWと共に歯切りされたときの固定状態が維持された下治具22と噛み合うだけであって、当該下治具22を歯切りすることはない。これにより、下端面Wcにおけるバリの発生が抑制されると共に、下端面22cにはバリが発生しない。
That is, as shown in FIG. 4C, when cutting the second workpiece W, unlike the case of cutting the first workpiece W, the
そして、3個目以降のワークWを歯切りする場合においても、2個目のワークWを歯切りする場合と同様にして、ワークWの交換とワークWへの歯切りとが交互に行われる。即ち、図4C及び図4Dに示すように、3個目以降のワークWを歯切りする場合においても、ワークWを固定するための治具としては、上下一対の上治具21及び下治具22のみを使用することになり、上治具21は、ワークWの交換ごとに、着脱されるものの、下治具22は、1個目のワークWと共に歯切りされた後でも、そのままの固定状態(回転位相)を維持しつつ、使用され続ける。
When cutting the third and subsequent workpieces W, exchanging the workpiece W and cutting the workpiece W alternately are performed in the same manner as when cutting the second workpiece W. . That is, as shown in FIG. 4C and FIG. 4D, even when cutting the third and subsequent workpieces W, the upper and lower
ここで、上述したように、複数のワークWを1つのピニオンカッタ13によって順次歯切りし続けると、当該ピニオンカッタ13の刃部が摩耗して、その切れ味が低下してしまう。このような場合には、その摩耗したピニオンカッタ13を、摩耗していない新たなピニオンカッタ13と交換する必要がある。
Here, as described above, when the plurality of workpieces W are successively cut by the
しかしながら、ピニオンカッタ13を交換してしまうと、この交換した新たなピニオンカッタ13の回転位相と、歯切りされた下治具22の回転位相とが、ずれてしまう。このような状態で、ワークWのみを歯切りしようとすると、歯切りを必要としていない下治具22までも歯切りされてしまい、場合によっては、ワークWの下端面Wcに、大きなバリが発生してしまうおそれがある。従って、ピニオンカッタ13を交換する場合には、これに伴って、下治具22についても交換する必要があり、生産性の低下を招いてしまう。
However, if the
そこで、上記問題を解決するため、ピニオンカッタ13を交換した場合には、その交換した新たなピニオンカッタ13による歯切りに先立って、ピニオンカッタ13と下治具22との間における回転位相合わせを行うようにしている。即ち、交換したピニオンカッタ13と、既に歯切りされた下治具22とが、互いに適切に噛み合うような回転位相関係となるように、それらの間における回転位相合わせを行う。
Therefore, in order to solve the above problem, when the
具体的には、図5に示すように、先ず、複数個目のワークWを、治具21,22及びボルト23,24を用いて、回転テーブル11の取付面11aに固定すると共に、ピニオンカッタ13を新しいものと交換する。
Specifically, as shown in FIG. 5, first, a plurality of workpieces W are fixed to the mounting
次いで、ピニオンカッタ13をカッタ回転軸B周りに回転させながら、その回転位相をセンサ14によって検出する。このセンサ14は、ピニオンカッタ13の刃部または刃溝におけるカッタ回転軸B周りの周方向位置を検出し、この検出結果に基づいて、ピニオンカッタ13の回転位相を求めることが可能となっている。これに対して、下治具22は、1個目のワークWを歯切りするときから固定されるものであるから、当該下治具22の回転位相は、1個目に歯切りされたワークWの回転位相と一致したままとなっている。
Next, while rotating the
そして、ピニオンカッタ13の回転位相が、下治具22の回転位相と一致するように、ピニオンカッタ13をカッタ回転軸B周りに回転させる。つまり、ピニオンカッタ13の刃部及び刃溝と、下治具22の歯溝及び歯部とが、適切に噛み合うことができるように、ピニオンカッタ13の回転位相を調整する。
Then, the
次いで、ワークW及び下治具22とピニオンカッタ13とを、同期回転させて噛み合わせると共に、ピニオンカッタ13を径方向に段階的に切り込ませながら、当該ピニオンカッタ13を各切り込み位置において軸方向上側から下側に向けて移動させる。これにより、ピニオンカッタ13は、ワークWのみを歯切りする一方、下治具22を歯切りすることなく、これと噛み合うことになる。
Next, the workpiece W and the
つまり、ピニオンカッタ13を交換した場合においても、下治具22が既に歯切りされており、更に、当該下治具22の回転位相とピニオンカッタ13の回転位相とを予め一致させているため、ワークW及び下治具22のうち、ワークWのみが歯切りされる。このとき、ピニオンカッタ13は、既に歯切りされた下治具22と噛み合うだけであって、当該下治具22を歯切りすることはない。これにより、下端面Wcにおけるバリの発生が抑制されると共に、下端面22cにはバリが発生しない。
That is, even when the
なお、上述した実施形態においては、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置を、スカイビング加工を利用した内歯車歯切り方法及び内歯車固定装置に適用した場合について説明しているが、歯車形削り盤を用いて内歯車を加工する内歯車歯切り方法及び内歯車固定装置や、ホブ盤を用いて外歯車を加工する外歯車歯切り方法及び外歯車固定装置に適用することができる。また、被加工物が内歯車及び外歯車のいずれかになる場合であっても、それらの歯車が、平歯車やはすば歯車であっても構わない。更に、被加工物が内歯車となる場合には、切削工具として、歯車状工具に替えて、樽形ねじ状工具を使用しても構わない。 In the above-described embodiment, the gear machining method and the gear fixing device according to the present invention are described as applied to an internal gear gear cutting method and an internal gear fixing device using skiving, The present invention can be applied to an internal gear gear cutting method and an internal gear fixing device that process an internal gear using a shaping machine, and an external gear gear cutting method and an external gear fixing device that process an external gear using a hobbing machine. Even if the workpiece is either an internal gear or an external gear, these gears may be spur gears or helical gears. Furthermore, when the workpiece is an internal gear, a barrel-shaped screw-shaped tool may be used as the cutting tool instead of the gear-shaped tool.
従って、複数のワークWを歯切りする際に、上下一対の上治具21及び下治具22を交換することなく使用し続けることができる。また、ワークWを上治具21及び下治具22によって固定しても、これらがピニオンカッタ13の歯切り動作に影響を与えることがなく、ピニオンカッタ13における歯切り動作の複雑化を招くおそれがない。よって、製造コストの増大を抑えつつ、ワークWの下端面Wcにおけるバリの発生を、容易に抑制することができる。
Therefore, when cutting a plurality of workpieces W, the pair of upper and lower
また、ピニオンカッタ13を交換した場合であっても、その交換したピニオンカッタ13と、歯切りされた下治具22とが、互いに噛み合い可能な回転位相関係となるように、ピニオンカッタ13の回転位相を、下治具22の回転位相と一致させることにより、下治具22の交換を不要とすることができる。
Further, even when the
一方、上治具21の下端面21cに、突出部21dを形成することにより、ワークWを大きな押圧力で押圧することができるので、ワークWを強固に固定することができる。また、下治具22に形成した嵌合部22dに、ワークWを嵌合させることにより、ワークWを径方向において高精度に位置決めすることができる。これにより、ワークWの加工精度の低下を防止することができる。更に、上治具21と下治具22とを連結させるための連結用ボルト23が挿入されるボルト孔21eを、突出部21dに隣接して開口させることにより、連結用ボルト23による締結力を、突出部21dによる押圧力に効率的に変換することができる。
On the other hand, by forming the protruding
11 回転テーブル
11a 取付面
12 主軸
13 ピニオンカッタ
14 センサ
21 上治具
21a 内周面
21b 上端面
21c 下端面
21d 突出部
21e ボルト孔
22 下治具
22a 内周面
22b 上端面
22c 下端面
22d 嵌合部
23 連結用ボルト
24 固定用ボルト
W ワーク
Wa 内周面
Wb 上端面
Wc 下端面
Wd 外周面
B カッタ回転軸
C ワーク回転軸
11 Rotary table
Claims (6)
初回品の被加工物における送り方向下流側端面を、下治具に面接触させ、
前記初回品の被加工物と前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記初回品の被加工物を、固定された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記初回品の被加工物と、固定された前記下治具とを、共に前記工具によって歯切りし、
前記初回品の被加工物と共に歯切りされたときの前記下治具の固定状態を、そのままの状態で維持し、
次回品以降の被加工物における送り方向下流側端面を、前記固定状態が維持された前記下治具に面接触させ、
前記次回品以降の被加工物と、前記固定状態が維持された前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記次回品以降の被加工物を、前記固定状態が維持された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記工具と前記固定状態が維持された前記下治具との間における噛み合い可能な回転位相関係を保ちつつ、前記工具に対して、前記初回品の被加工物を歯切りしたときの歯切り動作と同じ歯切り動作を与えることにより、前記次回品以降の被加工物のみを歯切りする
ことを特徴とする歯車加工方法。 In the gear machining method of cutting the workpiece with the tool by feeding the tool in the axial direction while rotating the workpiece and the tool,
The end surface on the downstream side in the feed direction of the work piece of the first product is brought into surface contact with the lower jig,
The first workpiece and the lower jig are coaxially overlapped,
The workpiece of the initial product is pressed and fixed toward the fixed lower jig,
The first work piece and the fixed lower jig are both cut by the tool,
Maintaining the fixed state of the lower jig when geared together with the work piece of the first product as it is,
The end surface on the downstream side in the feed direction in the workpiece after the next product is brought into surface contact with the lower jig in which the fixed state is maintained,
The workpiece after the next product and the lower jig maintained in the fixed state are coaxially overlapped,
The workpiece after the next product is pressed and fixed toward the lower jig in which the fixed state is maintained,
A gear cutting operation when the first workpiece is cut with respect to the tool while maintaining a meshable rotational phase relationship between the tool and the lower jig in which the fixed state is maintained. The gear cutting method is characterized in that only the workpiece after the next product is cut by giving the same gear cutting operation.
前記次回品以降の被加工物を歯切りする際に、前記工具を交換した場合には、
交換した前記工具による歯切りに先立って、
交換した前記工具と、前記固定状態が維持された前記下治具とが、噛み合い可能な回転位相関係となるように、交換した前記工具の回転位相を、前記固定状態が維持された前記下治具の回転位相と一致させる
ことを特徴とする歯車加工方法。 The gear machining method according to claim 1,
When cutting the workpiece after the next product, when replacing the tool,
Prior to gear cutting with the replaced tool,
The rotation phase of the replaced tool is maintained in the fixed state so that the replaced tool and the lower jig maintained in the fixed state have a rotational phase relationship that can be engaged with each other. A gear machining method characterized by matching the rotational phase of the tool.
前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を、前記下治具よりも送り方向上流側に配置される上治具と、前記下治具とによって、軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定し
前記工具は、前記上治具を歯切りすることなく、前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を歯切りする
ことを特徴とする歯車加工方法。 The gear machining method according to claim 1 or 2,
The workpiece of the first product or the workpiece after the next product is coaxially formed from both sides in the axial direction by the upper jig disposed on the upstream side of the lower jig and the lower jig. A gear machining method, wherein the tool cuts the workpiece of the first product or the workpiece after the next product without cutting the upper jig.
前記被加工物の軸周りに回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに固定されると共に、前記被加工物の送り方向下流側端面と面接触し、前記被加工物の周面と共に前記工具によって歯切りされる周面、または、前記被加工物を歯切りした直後の前記工具と噛み合う歯形を有する下治具と、
前記下治具よりも送り方向上流側に配置され、前記被加工物を、前記下治具との間において軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定する上治具と、
前記上治具の送り方向下流側端面から送り方向下流側に向けて突出し、前記被加工物の送り方向上流側端面を押圧する突出部とを備える
ことを特徴とする歯車固定装置。 When the workpiece is cut by the tool by feeding the workpiece in the axial direction while rotating the workpiece and the tool, the workpiece In the gear fixing device for fixing
A turntable supported rotatably about the axis of the workpiece;
A peripheral surface that is fixed to the rotary table and that is in surface contact with the end surface on the downstream side in the feed direction of the workpiece, and is peripherally cut by the tool together with the peripheral surface of the workpiece, or the workpiece is toothed A lower jig having a tooth profile that meshes with the tool immediately after cutting;
An upper jig that is disposed upstream of the lower jig in the feed direction, and that clamps and fixes the workpiece from both sides in the axial direction between the lower jig and the lower jig;
A gear fixing device, comprising: a protrusion that protrudes from the downstream end surface in the feed direction of the upper jig toward the downstream side in the feed direction and presses the upstream end surface in the feed direction of the workpiece.
前記下治具に形成され、前記被加工物と嵌合して、当該被加工物を径方向において位置決めする嵌合部とを備える
ことを特徴とする歯車固定装置。 The gear fixing device according to claim 4, wherein
A gear fixing device, comprising: a fitting portion that is formed on the lower jig, is fitted to the workpiece, and positions the workpiece in the radial direction.
前記上治具と前記下治具とを軸方向において連結する連結用ボルトと、
前記上治具を軸方向に貫通し、前記連結用ボルトが挿入されるボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、前記突出部に隣接して開口される
ことを特徴とする歯車固定装置。 The gear fixing device according to claim 4 or 5,
A connecting bolt for connecting the upper jig and the lower jig in the axial direction;
A bolt hole through which the upper jig passes in the axial direction and the connecting bolt is inserted;
The said bolt hole is opened adjacent to the said protrusion part. The gear fixing apparatus characterized by the above-mentioned.
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