JP2018153914A

JP2018153914A - スカイビングカッタ

Info

Publication number: JP2018153914A
Application number: JP2018017774A
Authority: JP
Inventors: 達也西野; Tatsuya Nishino; 慶紀小林; Yoshinori Kobayashi; 正行津野; Masayuki Tsuno
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2018-10-04

Abstract

【課題】歯車加工時において過大な負荷がかかっても寿命を向上できるスカイビングカッタを提供する。【解決手段】歯車型の歯面に複数の切れ刃２，２を備えるスカイビングカッタ１において、複数の切れ刃２，２はスカイビングカッタ１の軸心Ｏと平行に配置して、切れ刃２には軸心Ｏと直交する基準面Ｈに対して所定の刃付け角αを有した構造とする。そして、刃付け角αを２°以上１５°以下の範囲とする。これにより、歯車加工における被削材を切削する時の過大な負荷を軽減し、工具（スカイビングカッタ）寿命を向上することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、歯車を加工する歯切工具であるスカイビングカッタに関する。

従来より、被削物の内周面や外周面に歯車を加工する工具として特許文献１および特許文献２に示すピニオンカッタがある。このピニオンカッタは、被削物と同期して回転しながら、かつ被削物も回転させた状態で被削物の内周面や外周面に歯車の加工を施す工具である。

また、近年では同じ作用，同じ形態を有する工具としてスカイビングカッタがある。スカイビングカッタを用いた歯車加工は、被削物の中心軸とスカイビングカッタの中心軸を交差させることで、被削物とスカイビングカッタとの間に発生するすべり運動の原理を利用している。

実開昭６３−１６９２１７号公報実開昭５８−１１３４２１号公報

しかしながら、スカイビングカッタを用いた歯車加工は有効すくい角がネガとなるため切れ刃のエッジ（先端部分）には過大な負荷がかかる。その結果、スカイビングカッタによる歯車加工はピニオンカッタによる歯車加工と比較して、工具寿命が短くなるという問題があった。

そこで、本発明においては歯車加工時において過大な負荷を軽減し、寿命を向上できるスカイビングカッタを提供することを課題とする。

前述した課題を解決するために、本発明は歯車型の歯面に複数の切れ刃を備えるスカイビングカッタにおいて、複数の切れ刃はスカイビングカッタの軸心と平行に配置されており、切れ刃には軸心と直交する基準面に対して所定の刃付け角を有しており、かつ刃付け角は、２°以上１５°以下の範囲とした。また、その切れ刃はトレーリング側の切れ刃であって、その切れ刃の刃物角を鋭角とすることもできる。ここで、「切れ刃の刃物角」とは、「切れ刃のすくい面と逃げ面とが成す角（度）」を言うものとする。

本発明のスカイビングカッタを用いることで、歯車加工時における切れ刃への負荷を低減することができるので、結果として歯車加工時において過大な負荷を軽減し、寿命を向上できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すスカイビングカッタ１の破断図である。スカイビングカッタＴ１と内歯車部品Ｗ１の加工形態を示す模式平面図である。図２に示すＸ１部の拡大図である。図２に示すＰ１矢視図である。スカイビングカッタＴ２と内歯車部品Ｗ２の加工形態を示す模式平面図である。図５に示すＸ２部の拡大図である。図５に示すＰ２矢視図である。スカイビングカッタＴ３と外歯車部品Ｗ３の加工形態を示す模式平面図である。図８に示すＸ３部の拡大図である。図８に示すＰ３矢視図である。スカイビングカッタＴ４と外歯車部品Ｗ４の加工形態を示す模式平面図である。図１１に示すＸ４部の拡大図である。図１１に示すＰ４矢視図である。

本発明のスカイビングカッタの形態について図面を用いて説明する。本発明の一実施形態を示すスカイビングカッタ１の破断図を図１に示す。本発明のスカイビングカッタ１は図１に示すように歯車型の歯面に複数の切れ刃２，２を備えている。この複数の切れ刃２，２はスカイビングカッタ１の軸心Ｏを中心とする円周上に平行に配置されている。

そして、その切れ刃２の先端部分には軸心Ｏと直交する基準面Ｈに対して刃付け角αを有している。この刃付け角αは２°以上１５°以下の範囲である。なお、ここで切れ刃２の「刃付け角」とは、ＪＩＳＢ０１７４に規定される「刃付け角」と同義であり、「はすばピニオンカッタのすくい面の軸直角面に対する角（度）」を言うものとする。

スカイビングカッタ１の切れ刃２の先端部分に２°以上１５°以下の範囲で刃付け角αを設けることで、歯車加工時における被削材（特に切り込み側）に対する切削性能を向上させることができる。その結果、歯車加工時において被削材切削時の過大な負荷を軽減し、スカイビングカッタの寿命を向上できる。

なお、本願ではスカイビングカッタを用いた歯車加工を行う際に、スカイビングカッタが回転する場合に先導する切れ刃側をリーディング側の切れ刃、後続する切れ刃側をトレーリング側の切れ刃と区別する。

次に、本発明のスカイビングカッタを用いた歯車部品の加工形態について説明する。歯車部品を加工する形態としては、加工部品の内周側への内歯車の加工と加工部品の外周側への外歯車の加工に大別できる。本発明のスカイビングカッタを用いて内歯車を加工する場合の加工形態を図２〜図７に示す。また、本発明のスカイビングカッタを用いて外歯車を加工する場合の加工形態を図８〜図１３にそれぞれ示す。

図２はスカイビングカッタＴ１と内歯車部品Ｗ１が共に反時計回りで加工される場合の加工形態を示す模式図（平面図）、図３は図２に示すＸ１部の拡大図、図４は図２に示すＰ１矢視図（模式図）を示す。図２および図４に示す加工形態では、スカイビングカッタＴ１は軸心Ｃ１を中心にして反時計回りで回転し、内歯車部品Ｗ１は軸心Ｃ２を中心にして反時計回りで回転しながら歯車加工を行う。その際、図３に示すスカイビングカッタＴ１（の切れ刃）と内歯車部品Ｗ１（の歯）が互いに接触している側をリーディング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して左側）、その反対側をトレーリング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して右側）と言う。

また、図５はスカイビングカッタＴ２と内歯車部品Ｗ２が共に時計回りで加工される場合の加工形態を示す模式図（平面図）、図６は図５に示すＸ２部の部分拡大図、図７は図５に示すＰ２矢視図をそれぞれ示す。図５および図７に示す加工形態では、スカイビングカッタＴ２は軸心Ｃ１を中心にして時計回りで回転し、内歯車部品Ｗ２は軸心Ｃ２を中心にして時計回りで回転しながら歯車加工を行う。その際、図６に示すスカイビングカッタＴ２（の切れ刃）と内歯車部品Ｗ２（の歯）が互いに接触している側をリーディング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して右側）、その反対側をトレーリング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して左側）と言う。

次に、図８はスカイビングカッタＴ３が外歯車部品Ｗ３を歯車加工する場合の加工形態を示す模式図（平面図）、図９は図８に示すＸ３部の部分拡大図、図１０は図８に示すＰ３矢視図をそれぞれ示す。図８および図１０に示す加工形態では、スカイビングカッタＴ３は軸心Ｃ１を中心にして反時計回りで回転し、外歯車部品Ｗ３は軸心Ｃ２を中心にして時計回りで回転しながら歯車加工を行う。その際、図９に示すスカイビングカッタＴ３（の切れ刃）と外歯車部品Ｗ３（の歯）が互いに接触している側がリーディング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して左側）、その反対側がトレーリング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して右側）となる。

また、図１１はスカイビングカッタＴ４が外歯車部品Ｗ４を歯車加工する場合の加工形態を示す模式図（平面図）、図１２は図１１に示すＸ４部の部分拡大図、図１３は図１１に示すＰ４矢視図を示す。図１１および図１３に示す加工形態では、スカイビングカッタＴ４は軸心Ｃ１を中心にして時計回りで回転し、外歯車部品Ｗ４は軸心Ｃ２を中心にして反時計回りで回転しながら歯車加工を行う。その際、図１２に示すスカイビングカッタＴ４（の切れ刃）と外歯車部品Ｗ４（の歯）が互いに接触している側がリーディング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して右側）、その反対側がトレーリング側（紙面上で切れ刃の中心線に対して左側）になる。

本発明のスカイビングカッタ（以下、「本発明品」という）および従来のスカイビングカッタ（以下、「従来品」という）を用いて切削加工試験（以下、「本試験」という）を行った。本試験では、スカイビングカッタにおける切れ刃の刃付け角の違いによる工具寿命の効果を確認した。

本試験における本発明品の諸元は、刃数７４枚、切れ刃の刃付け角を２°３０′とした。これに対して、従来品の諸元は刃数７４枚、切れ刃の刃付け角を０°とした。また、本試験に用いた被削材（ワーク）の諸元は、モジュール１．０５、圧力角２０°、歯数１０１、材質Ｓ４５Ｃとした。なお、本試験での加工条件は、切削速度１００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１ｍｍ／ｒｅｖ、交差角（被削材の中心軸とスカイビングカッタの回転軸との成す角度）２２．５°とした。

本試験では、被削材の加工数（累計）を１３６個として、試験終了後の本発明品および従来品の切れ刃の摩耗度合い（摩耗量）を測定し、それぞれの測定値を比較した。その結果、従来品の切れ刃における摩耗量は、０．０９〜０．１１ｍｍであった。それに対して、本発明品の切れ刃の摩耗量は、０．０６〜０．０９ｍｍであり、従来品に比べて摩耗量が約２０％低減された。

以上の試験結果より、スカイビングカッタを構成する切れ刃の刃付け角を２°〜１５°の範囲とすることで、スカイビングカッタの切れ刃の摩耗量が低減し、工具寿命が向上することがわかった。

１，Ｔ１〜Ｔ４スカイビングカッタ
２切れ刃
Ｏ，Ｃ１スカイビングカッタの軸心
Ｈスカイビングカッタの軸心と直交する基準面
α 切れ刃の刃付け角
β 切れ刃のねじれ角

Claims

歯車型の歯面に複数の切れ刃を備えるスカイビングカッタであって、前記複数の切れ刃は前記スカイビングカッタの軸心と平行に配置されており、前記切れ刃には前記軸心と直交する基準面に対して所定の刃付け角を有しており、かつ前記刃付け角は２°以上１５°以下の範囲であることを特徴とするスカイビングカッタ。
前記切れ刃はトレーリング側の切れ刃であって、前記切れ刃の刃物角は鋭角であることを特徴とする請求項１に記載のスカイビングカッタ。