JP2021013988A - Grinding processing method using grindstone - Google Patents

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Abstract

To provide a processing method which is low-cost and enables a service life of a tool to be lengthened.SOLUTION: A processing method using a grindstone comprises: an arranging step in which a grindstone 20 is arranged at a processing initial position at which the grindstone 20 is inclined so that a center axis line of the grindstone 20 and a center axis line of a work-piece W have a predetermined crossing angle and further a rear end part 23b of the grindstone 20 is opposed to the work-piece W in a state where the grindstone 20 is moved along a circumferential direction of the work-piece W to be offset to have an offset angle; and a grinding processing step in which grinding processing is applied to a part Ww to be processed in the work-piece W by moving the grindstone 20 arranged at the processing initial position in the arranging step so that the grindstone 20 moves relatively to the work-piece W, from the rear end part toward a front end part, while synchronously-rotating the work-piece W and the grindstone 20.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、砥石による研削加工方法に関する。 The present invention relates to a grinding method using a grindstone.

従来から、例えば、特許第5222125号公報に開示された内歯車加工用樽型ねじ状工具(以下、「従来の工具」と称呼する。)が知られている。この従来の工具は、砥石であり、加工時に工作物に対して交差角が与えられた状態で噛み合わせて工作物を研削するようになっている。このため、砥石は、軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、径が漸次小さくなるような樽型且つ砥石歯がねじ状に形成されている。 Conventionally, for example, a barrel-shaped screw-shaped tool for processing internal gears (hereinafter, referred to as "conventional tool") disclosed in Japanese Patent No. 5222125 is known. This conventional tool is a grindstone, and is adapted to grind a workpiece by engaging with the workpiece in a state where an intersection angle is given to the workpiece during machining. For this reason, the grindstone is formed in a barrel shape and a grindstone tooth in a screw shape so that the diameter gradually decreases from the intermediate portion in the axial direction toward both ends in the axial direction.

特許第5222125号公報Japanese Patent No. 5222125

ところで、上記従来の工具においては、加工時における工作物の被加工部との干渉を回避する必要があるために、砥石を工作物の加工状態に応じた樽形状やねじ状の歯を形成する必要がある。これにより、砥石を工作物の加工状態ごとに応じて製造したり調整したりする必要があり、砥石の製造コストが増大する場合がある。 By the way, in the above-mentioned conventional tool, since it is necessary to avoid interference with the workpiece portion of the workpiece during machining, the grindstone forms barrel-shaped or screw-shaped teeth according to the machining state of the workpiece. There is a need. As a result, it is necessary to manufacture or adjust the grindstone according to the processing state of the workpiece, which may increase the manufacturing cost of the grindstone.

ここで、砥石の製造コストを低減するために、単純形状の安価な砥石を用いることが考えられる。しかしながら、単純形状の砥石を用いた場合には、研削加工において、砥石の工作物に最初に接触する端部側にて工作物の被加工部と無用な干渉を生じる可能性があり、又、最初に接触する端部側の加工量が大きくなる。その結果、砥石の寿命が短くなるという問題がある。 Here, in order to reduce the manufacturing cost of the grindstone, it is conceivable to use an inexpensive grindstone having a simple shape. However, when a grindstone with a simple shape is used, there is a possibility that unnecessary interference may occur with the workpiece on the workpiece on the end side of the grindstone that first contacts the workpiece in the grinding process. The amount of processing on the end side that comes into contact first increases. As a result, there is a problem that the life of the grindstone is shortened.

本発明は、安価な砥石の寿命を延ばすことが可能な砥石による研削加工方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a grinding method using a grindstone capable of extending the life of an inexpensive grindstone.

本発明に係る砥石による研削加工方法は、工作機械の主軸に同軸的に連結された軸部材を介して回転駆動されると共に環状の工作物に対して工作物の中心軸線の方向に相対的に前進及び後進し、且つ、中心軸線の方向の成分を有する一以上の突条の加工部を備える砥石を用いて、回転駆動される工作物に創成された溝形状の被加工部に研削加工を施す、砥石による研削加工方法であって、加工部は、外周面を研削部位として構成され、軸部材側となる後方端部から中心軸線の方向にて後方端部と反対側となる前方端部に至る範囲の径が等しい円筒状外接面を有するように形成されており、加工部の研削部位を被加工部に接触させるために、砥石の中心軸線と工作物の中心軸線とが所定の交差角を有するように砥石を傾斜させ、且つ、砥石を工作物の周方向に沿って移動させてオフセット角を有するようにオフセットさせた状態とし、更に、工作物が加工部の研削部位よりも主軸側となる加工初期位置に工作物及び砥石を配置する配置工程と、工作物及び砥石を同期して回転させた状態で、加工初期位置に配置された砥石を工作物に対して相対的に後進させることにより、加工部を被加工部に接触させて被加工部に研削加工を施す研削加工工程と、を備える。 The grinding method using a grindstone according to the present invention is rotationally driven via a shaft member coaxially connected to the spindle of the machine tool and is relative to the annular work piece in the direction of the central axis of the work piece. Grinding a groove-shaped workpiece created in a rotationally driven workpiece using a grindstone that moves forward and backward and has one or more ridges that have components in the direction of the central axis. This is a grinding method using a grindstone, in which the outer peripheral surface is configured as a grinding part, and the front end portion opposite to the rear end portion in the direction of the central axis from the rear end portion on the shaft member side. It is formed so as to have a cylindrical outer contact surface having the same diameter in the range up to, and the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece intersect with each other in order to bring the ground portion of the machined part into contact with the part to be machined. The grindstone is tilted so as to have an angle, and the grindstone is moved along the circumferential direction of the workpiece to be offset so as to have an offset angle. Furthermore, the workpiece is the main shaft of the machined portion rather than the ground portion. The process of arranging the workpiece and grindstone at the initial machining position on the side and the grindstone placed at the initial machining position are moved backward relative to the workpiece while the workpiece and grindstone are rotated in synchronization. It is provided with a grinding process in which the processed portion is brought into contact with the workpiece to be ground and the workpiece is ground.

これによれば、砥石を傾斜させると共に工作物の周方向に沿ってオフセットさせた状態で、更に砥石における円筒状研削部位の後方端部が工作物に対向する加工初期位置に工具を配置することができる。そして、工作物及び砥石を同期して回転させた状態で、後方端部から前方端部に向けて砥石を工作物に対して相対移動させることにより、工作物の被加工部に研削加工を施すことができる。 According to this, in a state where the grindstone is tilted and offset along the circumferential direction of the workpiece, the tool is further arranged at the initial machining position where the rear end of the cylindrical grinding part of the grindstone faces the workpiece. Can be done. Then, in a state where the workpiece and the grindstone are rotated in synchronization, the grindstone is moved relative to the workpiece from the rear end to the front end to grind the workpiece to be machined. be able to.

これにより、工作物の周方向においてオフセットされた加工初期位置から研削加工を開始することにより、単純形状の砥石を用いた場合でも、研削加工時における砥石と被加工部との無用な干渉を回避することができる。このため、工作物の被加工部に応じた複雑な形状の砥石を製造する必要がなく、砥石の製造コストを低減することができる。又、研削部位を被加工部に対して後方端部から前方端部に向けて徐々に接触させることができる。これにより、砥石の研削部位の一部にのみ著しい摩耗が生じることを防止することができるため、砥石の寿命を延ばすことができる。 As a result, by starting the grinding process from the initial machining position offset in the circumferential direction of the workpiece, unnecessary interference between the grindstone and the workpiece during the grinding process can be avoided even when a grindstone with a simple shape is used. can do. Therefore, it is not necessary to manufacture a grindstone having a complicated shape according to the workpiece portion of the workpiece, and the manufacturing cost of the grindstone can be reduced. Further, the ground portion can be gradually brought into contact with the workpiece from the rear end portion to the front end portion. As a result, it is possible to prevent significant wear from occurring only in a part of the ground portion of the grindstone, so that the life of the grindstone can be extended.

歯車研削盤の構成を概略的に示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the gear grinding machine schematicly. 内歯車の構成を概略的に示す概略斜視図である。It is the schematic perspective view which shows the structure of the internal gear schematicly. 砥石と工作物の基準位置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the reference position of a grindstone and a work piece. 図3Aの背面図である。It is a rear view of FIG. 3A. 砥石と工作物との間の交差角を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the intersection angle between a grindstone and a work piece. 図4Aの背面図である。It is a rear view of FIG. 4A. 砥石と工作物の加工初期位置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the processing initial position of a grindstone and a work piece. 図5Aの背面図である。It is a rear view of FIG. 5A. 研削加工の終了状態を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the end state of grinding. 図6Aの背面図である。It is a rear view of FIG. 6A. 砥石の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the grindstone. 砥石の他例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of another example of a grindstone. 研削加工方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the grinding process. 研削加工の状態を説明するための図5BのH−H線断面図である。5B is a cross-sectional view taken along the line HH of FIG. 5B for explaining a state of grinding. 比較例による研削加工の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state of the grinding process by a comparative example.

(1.砥石による研削加工方法の概要)
以下、本発明の砥石による切削加工方法を、図1から図11を用いて説明する。本発明の砥石による研削加工方法は、工作機械である歯車研削盤10の工具主軸11に同軸的に連結された軸部材であるアーバ21を介して回転駆動されると共に環状の工作物Wに対して工作物Wの中心軸線Cwの方向に相対的に前進及び後進が可能であり、且つ、中心軸線Ctの方向の成分を有する一以上の突条の加工部である砥石歯部23を備える砥石20を用いて、回転駆動される工作物Wに創成された溝形状の被加工部Wwに研削加工を施す。
(1. Outline of grinding method using a grindstone)
Hereinafter, the cutting method using the grindstone of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. The grinding method using a grindstone of the present invention is rotationally driven via an arbor 21 which is a shaft member coaxially connected to a tool spindle 11 of a gear grinding machine 10 which is a machine tool, and is driven by rotation with respect to an annular workpiece W. A grindstone having a grindstone tooth portion 23 which is a machined portion of one or more ridges capable of moving forward and backward relative to the direction of the central axis Cw of the workpiece W and having a component in the direction of the central axis Ct. 20 is used to grind the groove-shaped workpiece Ww created in the rotationally driven machine tool W.

本発明の砥石による研削加工方法における適用対象の工作機械として歯車研削盤10は、環状の工作物である内歯車や外歯車を製造する際にスカイビングオフセット加工が可能なマシニングセンタを利用することができる。又、本発明の砥石による研削加工方法における適用対象の環状の工作物Wは、溝形状の被加工部Wwが内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に創成されるものであり、一例として被加工部の溝形状が歯形である内歯の創成された内歯車や外歯の創成された外歯車を挙げることができる。尚、内歯車や外歯車の場合、工作物Wの中心軸線Cwの方向の成分を有していれば、溝形状がスプライン溝や、はす歯溝、ねじり角溝を有することも可能である。 As a machine tool to be applied in the grinding method using the grindstone of the present invention, the gear grinding machine 10 can utilize a machining center capable of skiving offset machining when manufacturing internal gears and external gears which are annular workpieces. it can. Further, in the annular workpiece W to be applied in the grinding method using the grindstone of the present invention, the groove-shaped workpiece Ww is created on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, and as an example. Examples thereof include an internal gear in which an internal tooth has a groove shape of a workpiece and an external gear in which an external tooth is created. In the case of an internal gear or an external gear, the groove shape may have a spline groove, a spiral tooth groove, and a torsion angle groove as long as it has a component in the direction of the central axis Cw of the workpiece W. ..

更に、本発明の砥石による研削加工方法における砥石20は、砥石歯部23を構成する一以上の突条である砥石歯23aを備えている。砥石歯23aは、例えば、外周面であり歯先面である歯先部23dと、歯先部23dに対して回転方向両側に設けられた歯面である歯側部23eと、歯底面である歯底部23fと、アーバ21側の端面である後方端部23bと、中心軸線の方向にてアーバ21と反対側の端面である前方端部23cと、からなっている。砥石歯23aは、砥石20の中心軸線Ctに対して傾斜したねじれ角αを有している。そして、歯側部23eは、工作物Wの被加工部Wwであって、例えば、歯車の歯における歯先と歯底とを除く歯面Weの研削を行う研削部位である。ここで、砥石歯部23(歯側部23e)は、後方端部23bから前方端部23cに至る範囲までの径が等しい円筒状外接面を有するように形成されている。 Further, the grindstone 20 in the grindstone grinding method of the present invention includes a grindstone tooth 23a which is one or more ridges constituting the grindstone tooth portion 23. The grindstone teeth 23a are, for example, a tooth tip portion 23d which is an outer peripheral surface and a tooth tip surface, a tooth side portion 23e which is a tooth surface provided on both sides in the rotation direction with respect to the tooth tip portion 23d, and a tooth bottom surface. It is composed of a tooth bottom portion 23f, a rear end portion 23b which is an end surface on the arbor 21 side, and a front end portion 23c which is an end surface opposite to the arbor 21 in the direction of the central axis. The grindstone teeth 23a have a twist angle α inclined with respect to the central axis Ct of the grindstone 20. The tooth side portion 23e is a workpiece Ww of the workpiece W, and is, for example, a grinding portion for grinding the tooth surface We excluding the tooth tip and the tooth bottom in the tooth of the gear. Here, the grindstone tooth portion 23 (tooth side portion 23e) is formed so as to have a cylindrical circumscribed surface having the same diameter from the rear end portion 23b to the front end portion 23c.

ここで、砥石20としては、後方端部23bから前方端部23cに至る範囲までの径が等しい円柱状や円筒状の単純形状を有する砥石本体22の周面に砥石歯部23を備えたものを挙げることができる。又、砥石20としては、鉄又はアルミニウム等の金属の砥石本体22に形成された歯の表面、特に歯側部23eに砥粒を電着した電着工具を用いることができる。 Here, the grindstone 20 includes a grindstone tooth portion 23 on the peripheral surface of a grindstone main body 22 having a simple cylindrical or cylindrical shape having the same diameter from the rear end portion 23b to the front end portion 23c. Can be mentioned. Further, as the grindstone 20, an electrodeposition tool in which abrasive grains are electrodeposited on the tooth surface formed on the grindstone main body 22 of a metal such as iron or aluminum, particularly on the tooth side portion 23e, can be used.

そして、本発明の砥石による研削加工方法では、配置工程において、砥石歯23aのねじれ角αに応じて、しかも砥石歯23aの歯側部23eと工作物Wの被加工部Ww(歯面We)との間に逃げ角を確保するために、砥石20の中心軸線Ctと工作物Wの中心軸線Cwとが所定の交差角θを有するように砥石20を傾斜させる。加えて、砥石歯23aが接触している工作物Wの歯があり、図5Bにてこの歯の右隣りの歯を砥石歯23aからみて下方へ逃がす必要があるために、X軸線、Y軸線及びZ軸線の方向に砥石20と工作物Wとを相対させあたかも工作物Wの周方向に沿って砥石20を移動させたかのように、オフセット角φを有するようにオフセットさせた状態にする。更に、工作物Wが工具主軸11側の歯先部23dと対応する加工初期位置に工作物W及び砥石20を配置する。従って、一例として工作物が内歯車の場合においては、砥石20は、歯車研削盤10の工具主軸11を基準として見た状態でアーバ21が内歯車を通過するように配置される。 Then, in the grinding method using the grindstone of the present invention, in the arrangement process, the tooth side portion 23e of the grindstone tooth 23a and the workpiece W (tooth surface We) of the workpiece W are processed according to the twist angle α of the grindstone tooth 23a. In order to secure a clearance angle between the grindstone 20 and the grindstone 20, the grindstone 20 is tilted so that the central axis Ct of the grindstone 20 and the central axis Cw of the workpiece W have a predetermined crossing angle θ. In addition, there is a tooth of the workpiece W with which the grindstone tooth 23a is in contact, and in FIG. 5B, the tooth to the right of this tooth needs to be released downward when viewed from the grindstone tooth 23a. The grindstone 20 and the workpiece W are made to face each other in the direction of the Z-axis, and the grindstone 20 is offset so as to have an offset angle φ as if the grindstone 20 was moved along the circumferential direction of the workpiece W. Further, the workpiece W and the grindstone 20 are arranged at the initial machining positions where the workpiece W corresponds to the tooth tip portion 23d on the tool spindle 11 side. Therefore, as an example, when the workpiece is an internal gear, the grindstone 20 is arranged so that the arbor 21 passes through the internal gear when viewed with reference to the tool spindle 11 of the gear grinding machine 10.

そして、本発明の砥石による研削加工方法では、研削加工工程において、加工初期位置に工作物W及び砥石20を配置した後、工作物W及び砥石20を砥石20の砥石歯23aと工作物Wの被加工部Ww(歯面We)とが互いに噛み合うように同期して回転させた状態で、加工初期位置に配置された砥石20を工作物Wに向けて相対的に後進させることにより、研削部位である歯側部23eを前方端部23cで後方端部23b側から被加工部Ww(歯面We)に接触させて被加工部Ww(歯面We)に研削加工を施す。この場合、加工初期位置から研削加工を施すため、本発明の砥石による研削加工方法における加工経路は、例えば、工具等を前進させる周知のスカイビングオフセット加工の加工経路に対して逆向きになる。 Then, in the grinding method using the grindstone of the present invention, in the grinding process, after the workpiece W and the grindstone 20 are placed at the initial machining positions, the workpiece W and the grindstone 20 are placed on the grindstone teeth 23a and the grindstone W of the grindstone 20. The grindstone 20 arranged at the initial position of machining is moved backward relatively toward the workpiece W in a state of being rotated in synchronization with the workpiece Ww (tooth surface We) so as to mesh with each other. The tooth side portion 23e is brought into contact with the workpiece Ww (tooth surface We) from the rear end portion 23b side at the front end portion 23c, and the workpiece Ww (tooth surface We) is ground. In this case, since the grinding process is performed from the initial processing position, the processing path in the grinding method using the grindstone of the present invention is, for example, opposite to the well-known processing path for skiving offset processing that advances a tool or the like.

A軸線の回りにターンテーブル12bを回転させることにより、砥石20は工作物Wの被加工部Ww(歯面We)に対して交差角θを有している。又、工作物Wの周方向に沿って砥石20を移動させたかのように、X軸、Y軸及びZ軸の方向に砥石20と工作物Wを相対移動させることにより、砥石20は工作物Wに対してオフセット角φを有している。 By rotating the turntable 12b around the A axis, the grindstone 20 has an intersection angle θ with respect to the workpiece W (tooth surface We) of the workpiece W. Further, by moving the grindstone 20 and the workpiece W relative to each other in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions as if the grindstone 20 was moved along the circumferential direction of the workpiece W, the grindstone 20 is moved by the workpiece W. It has an offset angle φ with respect to.

ここで、オフセット角φは、被加工部Wwが工作物Wの内周面に創成されている場合、被加工部Wwに接触している歯側部23eにおける後方端部23b側から工作物Wの中心軸線Cwに延ばした第一垂線D1の長さは、被加工部Wwに接触している歯側部23eにおける前方端部23c側から工作物Wの中心軸線Cwに延ばした第二垂線D2の長さよりも小さくなるように決定される。一方、被加工部Wwが工作物Wの外周面に創成されている場合、第一垂線D1の長さは、第二垂線D2の長さよりも大きくなるように決定される。 Here, the offset angle φ is set from the rear end portion 23b side of the tooth side portion 23e in contact with the workpiece Ww when the workpiece Ww is created on the inner peripheral surface of the workpiece W. The length of the first perpendicular line D1 extending to the central axis Cw of the workpiece is the second perpendicular line D2 extending from the front end 23c side of the tooth side portion 23e in contact with the workpiece Ww to the central axis Cw of the workpiece W. Is determined to be less than the length of. On the other hand, when the workpiece Ww is created on the outer peripheral surface of the workpiece W, the length of the first perpendicular line D1 is determined to be larger than the length of the second perpendicular line D2.

このように、砥石20が交差角θ及びオフセット角φを有することにより、工作物Wの歯面Weの断面形状を最適なものにすることができ、砥石歯23aが接触している工作物Wの歯の右隣りの歯を図5Bにて砥石歯23aから見て下方に逃がすことができる。即ち、砥石20を工作物Wに対して相対移動させた場合、砥石20においては、先ず、歯面Weに対して、前方端部23c側が被加工部Ww(歯面We)に接触するようになる。ここで、研削加工工程において、歯側部23eを被加工部Ww(歯面We)に接触させる際に、後方端部23bの軸方向端面は被加工部Ww(歯面We)に接触しない。 As described above, since the grindstone 20 has the intersection angle θ and the offset angle φ, the cross-sectional shape of the tooth surface We of the workpiece W can be optimized, and the workpiece W with which the grindstone teeth 23a are in contact can be optimized. The tooth to the right of the tooth can be released downward when viewed from the grindstone tooth 23a in FIG. 5B. That is, when the grindstone 20 is moved relative to the workpiece W, in the grindstone 20, first, the front end portion 23c side is in contact with the tooth surface We in contact with the workpiece Ww (tooth surface We). Become. Here, in the grinding process, when the tooth side portion 23e is brought into contact with the workpiece Ww (tooth surface We), the axial end surface of the rear end portion 23b does not come into contact with the workpiece Ww (tooth surface We).

その結果、砥石歯部23即ち歯側部23eにおける局所的な摩耗の進行が防止される。そして、砥石20が円柱状や円筒状等の単純形状であっても、砥石20の砥石歯部23(歯側部23e)と工作物Wの被加工部Ww(歯面We)とが無用に干渉することを防止して研削加工を施すことができる。従って、砥石20の製造に伴う製造コストを低減することが可能であると共に、砥石20の寿命を延ばすことが可能となる。 As a result, the progress of local wear on the grindstone tooth portion 23, that is, the tooth side portion 23e is prevented. Even if the grindstone 20 has a simple shape such as a columnar shape or a cylindrical shape, the grindstone tooth portion 23 (tooth side portion 23e) of the grindstone 20 and the workpiece Ww (tooth surface We) of the workpiece W are unnecessary. Grinding can be performed by preventing interference. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost associated with the manufacturing of the grindstone 20, and it is possible to extend the life of the grindstone 20.

(2.歯車研削盤10の構成)
歯車研削盤10について図面を参照しながら説明する。歯車研削盤10は、図1に示すように、例えば、直交三軸(X軸線、Y軸線、Z軸線)方向の移動、C軸線(工作物Wの中心軸線Cw及び砥石20の中心軸線Ct)回りの回転、及び、A軸線回りの回転が可能な五軸マシニングセンタである。歯車研削盤10は、図2に示すように、内歯車である工作物Wの内周面に被加工部Wwである歯面Weを砥石20によって研削加工するものである。
(2. Configuration of gear grinding machine 10)
The gear grinding machine 10 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the gear grinding machine 10 moves, for example, in three orthogonal axes (X-axis, Y-axis, Z-axis) and C-axis (center axis Cw of the workpiece W and center axis Ct of the grindstone 20). It is a five-axis machining center that can rotate around and around the A axis. As shown in FIG. 2, the gear grinding machine 10 grinds the tooth surface We, which is the workpiece Ww, on the inner peripheral surface of the workpiece W, which is an internal gear, with a grindstone 20.

歯車研削盤10は、工具側主軸装置Mと、工作物側主軸装置Nと、研削の動作制御を行う制御装置15とを備えている。尚、図示を省略するが、歯車研削盤10は、複数の工具を収容可能な工具マガジンや、複数種類の砥石20を交換する砥石交換装置等を備えることができる。 The gear grinding machine 10 includes a tool-side spindle device M, a workpiece-side spindle device N, and a control device 15 for controlling the operation of grinding. Although not shown, the gear grinding machine 10 can be provided with a tool magazine capable of accommodating a plurality of tools, a grindstone changing device for exchanging a plurality of types of grindstones 20, and the like.

工具側主軸装置Mは、砥石20を支持して回転可能な工具主軸11を備えている。工具主軸11は、チャック11aを介して砥石20の中心軸線Ctの回りに回転可能に支持する。又、工具側主軸装置Mは、図示省略のベッド上にてY軸線方向に移動可能なコラム13により、Z軸線方向に移動可能に支持されている。従って、砥石20は、中心軸線Ctの回りに回転可能であり、且つ、ベッドに対してY軸線方向及びZ軸線方向に移動可能となる。 The tool-side spindle device M includes a tool spindle 11 that supports and rotates the grindstone 20. The tool spindle 11 is rotatably supported around the central axis Ct of the grindstone 20 via the chuck 11a. Further, the tool-side spindle device M is movably supported in the Z-axis direction by a column 13 that can move in the Y-axis direction on a bed (not shown). Therefore, the grindstone 20 can rotate around the central axis Ct and can move in the Y-axis direction and the Z-axis direction with respect to the bed.

工作物側主軸装置Nは、工作物Wを支持して回転可能であり、工具主軸11と相対移動可能な工作物主軸12を備えている。工作物主軸12は、保持具12aを介して工作物WをC軸線回り、即ち、工作物Wの中心軸線Cwの回りに回転可能に支持する。又、工作物側主軸装置Nは、工作物主軸12をA軸線の回りに回転可能(チルト(傾斜)可能)に支持するターンテーブル12bと、ターンテーブル12bをベッド上にてX軸線方向に移動に支持するX軸テーブル14と、を備えている。従って、工作物Wは、工作物Wの中心軸線Cwの回りに回転可能となり、ベッドに対してA軸線の回りに回転可能且つX軸線方向即ち砥石20に対して相対移動可能となる。 The workpiece-side spindle device N includes a workpiece spindle 12 that supports and rotates the workpiece W and can move relative to the tool spindle 11. The work spindle 12 rotatably supports the work W around the C axis, that is, around the central axis Cw of the work W via the holder 12a. Further, the workpiece-side spindle device N moves the turntable 12b that rotatably (tilts) the workpiece spindle 12 around the A axis and the turntable 12b on the bed in the X-axis direction. It is provided with an X-axis table 14 that supports the above. Therefore, the workpiece W can rotate around the central axis Cw of the workpiece W, can rotate around the A axis with respect to the bed, and can move relative to the X-axis direction, that is, the grindstone 20.

制御装置15は、工具主軸11の移動用の図示省略のボールねじ機構及び駆動モータ(コラム13に設けられている)を駆動制御して、工具主軸11に支持される砥石20をY軸線方向及びZ軸線方向に移動させる。又、制御装置15は、工具主軸11の回転用の図示省略の駆動モータ(工具側主軸装置Mに設けられている)を制御して、工具主軸11に支持される砥石20を中心軸線Ctの回りに回転させる。 The control device 15 drives and controls a ball screw mechanism (not shown) for moving the tool spindle 11 and a drive motor (provided in the column 13) to drive the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 in the Y-axis direction and. Move in the Z-axis direction. Further, the control device 15 controls a drive motor (provided in the tool-side spindle device M) for rotation of the tool spindle 11 (provided in the tool-side spindle device M), and uses the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 as the center axis Ct. Rotate it around.

又、制御装置15は、工作物主軸12の移動用の図示省略のボールねじ機構及び駆動モータ(X軸テーブル14に設けられている)を駆動制御して、工作物主軸12に支持される工作物WをX軸線方向に移動させる。又、制御装置15は、工作物主軸12の回転用の図示省略の駆動モータ(工作物側主軸装置Nに設けられている)を制御して、工作物主軸12に支持される工作物Wを中心軸線Cwの回りに回転させる。更に、制御装置15は、ターンテーブル12b用の駆動モータを駆動制御して、ターンテーブル12bに支持される工作物WをA軸線の回りに回転させる。 Further, the control device 15 drives and controls a ball screw mechanism (not shown) and a drive motor (provided on the X-axis table 14) for moving the work spindle 12, and is supported by the work spindle 12. The object W is moved in the X-axis direction. Further, the control device 15 controls a drive motor (provided in the workpiece side spindle device N) for rotation of the workpiece spindle 12 (provided in the workpiece side spindle device N) to control the workpiece W supported by the workpiece spindle 12. Rotate around the central axis Cw. Further, the control device 15 drives and controls the drive motor for the turntable 12b to rotate the workpiece W supported by the turntable 12b around the A axis.

尚、工作物Wを工具主軸11即ち砥石20に対して相対的にA軸線の回りに回転させることに代えて、砥石20を工作物Wに対してA軸線の回りに回転させるように構成することも可能である。この場合には、工具主軸11は、ターンテーブルに支持されるように構成される。 Instead of rotating the workpiece W around the A axis relative to the tool spindle 11, that is, the grindstone 20, the grindstone 20 is configured to rotate around the A axis with respect to the workpiece W. It is also possible. In this case, the tool spindle 11 is configured to be supported by the turntable.

そして、制御装置15は、工作物Wに研削加工を施す際には、図3A及び図3Bに示すように、工具主軸11に支持される砥石20の中心軸線Ctと工作物主軸12に支持される工作物Wの中心軸線Cwとを平行な位置(基準位置)にする。尚、以下の説明において、中心軸線Ct及び中心軸線Cwを通る平面を基準平面BPとする。 Then, when grinding the workpiece W, the control device 15 is supported by the central axis Ct of the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 and the workpiece spindle 12, as shown in FIGS. 3A and 3B. The central axis Cw of the workpiece W is set to a parallel position (reference position). In the following description, the plane passing through the central axis Ct and the central axis Cw is referred to as the reference plane BP.

又、制御装置15は、工作物Wが砥石20よりも工具主軸11側になるように砥石20を配置する。そして、制御装置15は、ターンテーブル12b用の駆動モータを駆動制御して、ターンテーブル12bに支持される工作物WをA軸線の回りに回転させる。これにより、制御装置15は、図4A及び図4Bに示すように、基準平面BPから垂直な方向に向かって工具主軸11に支持されている砥石20の中心軸線Ctを交差角θだけ傾斜させる。この交差角θは、工作物Wである内歯車の歯面Weのねじれ角αに基づいて調整され、且つ、砥石20の研削部位である歯側部23eと工作物Wの歯面Weとの間の逃げ角を確保するように決定される。 Further, the control device 15 arranges the grindstone 20 so that the workpiece W is closer to the tool spindle 11 than the grindstone 20. Then, the control device 15 drives and controls the drive motor for the turntable 12b to rotate the workpiece W supported by the turntable 12b around the A axis. As a result, as shown in FIGS. 4A and 4B, the control device 15 inclines the central axis Ct of the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 in the direction perpendicular to the reference plane BP by the intersection angle θ. This intersection angle θ is adjusted based on the twist angle α of the tooth surface We of the internal gear which is the workpiece W, and the tooth side portion 23e which is the grinding portion of the grindstone 20 and the tooth surface We of the workpiece W It is decided to secure a clearance angle between them.

又、制御装置15は、図5A及び図5Bに示すように、交差角θを有した状態で砥石20を基準平面BP上の基準位置から工作物Wの周方向にオフセット角φだけずらして、工作物W及び砥石20を加工初期位置に配置する。ここで、この砥石20のオフセット角φは、図5Bにて砥石歯23aが接触している工作物Wの歯の右隣りの歯を砥石歯23aから見て下方へ逃がすように決定される。 Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the control device 15 shifts the grindstone 20 from the reference position on the reference plane BP by an offset angle φ in the circumferential direction of the workpiece W while having the intersection angle θ. The workpiece W and the grindstone 20 are arranged at the initial processing positions. Here, the offset angle φ of the grindstone 20 is determined so that the tooth to the right of the tooth of the workpiece W in contact with the grindstone tooth 23a in FIG. 5B is released downward when viewed from the grindstone tooth 23a.

そして、制御装置15は、砥石20を加工初期位置から工作物Wの中心軸線Cwの方向に相対的に図6A及び図6Bに示す加工終了位置まで後進させ、工作物Wの研削加工を行う。即ち、砥石による研削加工においては、通常広く行われているような工具等を前進させるスカイビング加工とは逆向きの加工経路となる。 Then, the control device 15 moves the grindstone 20 backward from the initial machining position to the machining end position shown in FIGS. 6A and 6B relative to the direction of the central axis Cw of the workpiece W to grind the workpiece W. That is, in the grinding process using a grindstone, the processing path is opposite to the skiving process for advancing a tool or the like, which is usually widely performed.

具体的に、制御装置15は、砥石20を加工初期位置に配置した状態で、工具主軸11の回転用の駆動モータを駆動制御する。そして、制御装置15は、工具主軸11に支持された砥石20を中心軸線Ctの回りに回転させる。又、制御装置15は、工作物主軸12の回転用の駆動モータを駆動制御して、工作物主軸12に支持された工作物Wを中心軸線Cwの回りに回転させる。このとき、制御装置15は、砥石20の砥石歯23aと工作物Wの歯面Weとが互いに噛み合って同期して回転するように、工具主軸11及び工作物主軸12の各回転用の駆動モータを駆動制御する。 Specifically, the control device 15 drives and controls the drive motor for rotating the tool spindle 11 with the grindstone 20 arranged at the initial machining position. Then, the control device 15 rotates the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 around the central axis Ct. Further, the control device 15 drives and controls a drive motor for rotating the workpiece spindle 12 to rotate the workpiece W supported by the workpiece spindle 12 around the central axis Cw. At this time, the control device 15 is a drive motor for each rotation of the tool spindle 11 and the workpiece spindle 12 so that the grindstone teeth 23a of the grindstone 20 and the tooth surface We of the workpiece W mesh with each other and rotate in synchronization. Drive control.

そして、制御装置15は、工具主軸11及び工作物主軸12の各移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御する。これにより、制御装置15は、工具主軸11に支持された砥石20を、工作物主軸12に支持された工作物Wに対して相対移動させる。そして、制御装置15は、図5A及び図5Bに示すように、加工点Pcを実現する加工初期位置に砥石20を配置し、工作物Wの歯面Weを研削加工(仕上げ加工)する制御を行う。 Then, the control device 15 drives and controls the ball screw mechanism and the drive motor for each movement of the tool spindle 11 and the workpiece spindle 12. As a result, the control device 15 moves the grindstone 20 supported by the tool spindle 11 relative to the workpiece W supported by the workpiece spindle 12. Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the control device 15 arranges the grindstone 20 at the initial processing position where the processing point Pc is realized, and controls the grinding (finishing) of the tooth surface We of the workpiece W. Do.

(3.砥石20の構成)
砥石20は、図7に示すように、軸部材としてのアーバ21と、円柱状の砥石本体22と、砥石歯部23と、を備える。アーバ21は、歯車研削盤10の工具主軸11に対してチャック11aを介して支持される。砥石本体22は、砥石を用いて円柱状に形成されており、アーバ21の先端側、即ち、チャック11aによって支持される基端側と反対側に固定されている。
(3. Composition of grindstone 20)
As shown in FIG. 7, the grindstone 20 includes an arbor 21 as a shaft member, a columnar grindstone main body 22, and a grindstone tooth portion 23. The arbor 21 is supported by the tool spindle 11 of the gear grinding machine 10 via the chuck 11a. The grindstone main body 22 is formed in a columnar shape using a grindstone, and is fixed to the tip end side of the arbor 21, that is, the side opposite to the proximal end side supported by the chuck 11a.

加工部としての砥石歯部23は、砥石本体22の外周面側に砥石本体22に一体に中心軸線Ctに沿って延設された溝によって形成される複数の突条の砥石歯23aを有している。ここで、砥石歯部23における砥石歯23aは、例えば、工作物Wの歯面Weの形状に基づいて、図7に示すように、中心軸線Ctに沿って直線状に形成された形状である。尚、砥石歯23aの形状については、図8に示すように、工作物Wの歯面Weがねじれ角αを有していなければ、ねじれ角を有することになる。 The grindstone tooth portion 23 as a processed portion has a plurality of ridged grindstone teeth 23a formed by grooves extending integrally with the grindstone main body 22 along the central axis Ct on the outer peripheral surface side of the grindstone main body 22. ing. Here, the grindstone teeth 23a in the grindstone tooth portion 23 have a shape formed linearly along the central axis Ct, as shown in FIG. 7, based on, for example, the shape of the tooth surface We of the workpiece W. .. As for the shape of the grindstone teeth 23a, as shown in FIG. 8, if the tooth surface We of the workpiece W does not have a twist angle α, it will have a twist angle.

砥石歯23aは、図7及び図8に示すように、アーバ21側の端面である後方端部23bと、アーバ21と中心軸線Ctの方向にて反対側の端面である前方端部23cとを備えている。そして、砥石歯23aは、後方端部23bと前方端部23cとの間において、外周面であり歯先面である歯先部23dと、歯先部23dに対して回転方向両側に設けられた歯面である歯側部23eと、歯底面である歯底部23fと、を備えている。ここで、歯側部23eの外周面は、研削部位として構成される。尚、砥石歯部23(歯側部23e)は、後方端部23bから前方端部23cに至る範囲までの径が等しい円筒状外接面を有するように形成される。 As shown in FIGS. 7 and 8, the grindstone teeth 23a have a rear end portion 23b which is an end surface on the arbor 21 side and a front end portion 23c which is an end surface opposite to the arbor 21 in the direction of the central axis Ct. I have. The grindstone teeth 23a are provided between the rear end portion 23b and the front end portion 23c on both sides in the rotational direction with respect to the tooth tip portion 23d, which is the outer peripheral surface and the tooth tip surface, and the tooth tip portion 23d. It includes a tooth side portion 23e which is a tooth surface and a tooth bottom portion 23f which is a tooth bottom surface. Here, the outer peripheral surface of the tooth side portion 23e is configured as a grinding portion. The grindstone tooth portion 23 (tooth side portion 23e) is formed so as to have a cylindrical circumscribed surface having the same diameter from the rear end portion 23b to the front end portion 23c.

砥石による研削加工方法においては、オフセット角φを有する加工初期位置に砥石20を配置して研削加工を行う。このように、砥石20が工作物Wに対してオフセット角φを有することにより、研削加工において、加工部である砥石歯部23の歯側部23eを工作物Wの歯面Weに対して前方端部23c側で後方端部23b側から前方端部23c側に向けて徐々に切込みを増やしながら接触させることができる。又、砥石歯部23の歯側部23eと接触している工作物Wの歯の右隣りの歯(図5Bを参照)との無用な干渉を回避することができる。このため、砥石20は、単純形状である円柱状の砥石本体22の周面に砥石歯部23を有するように構成することができる。 In the grinding method using a grindstone, the grindstone 20 is arranged at the initial machining position having an offset angle φ to perform the grinding process. As described above, since the grindstone 20 has an offset angle φ with respect to the workpiece W, the tooth side portion 23e of the grindstone tooth portion 23, which is a machining portion, is forward with respect to the tooth surface We of the workpiece W in the grinding process. On the end 23c side, contact can be made while gradually increasing the notch from the rear end 23b side toward the front end 23c side. Further, it is possible to avoid unnecessary interference with the tooth on the right side (see FIG. 5B) of the tooth of the workpiece W in contact with the tooth side portion 23e of the grindstone tooth portion 23. Therefore, the grindstone 20 can be configured to have the grindstone tooth portion 23 on the peripheral surface of the cylindrical grindstone main body 22 having a simple shape.

これにより、砥石20を製造する場合、例えば、上述した従来の砥石のように、工作物Wの被加工部Wwである歯面Weの形状ごとに干渉が生じないように砥石本体22や砥石歯部23(砥石歯23a)の形状を変更する必要がない。従って、砥石20の汎用性を高めることができ、その結果、製造コストを低減することができる。 As a result, when the grindstone 20 is manufactured, for example, the grindstone body 22 and the grindstone teeth are prevented from interfering with each other for each shape of the tooth surface We, which is the workpiece W to be processed, as in the conventional grindstone described above. It is not necessary to change the shape of the portion 23 (grinding stone tooth 23a). Therefore, the versatility of the grindstone 20 can be increased, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.

ここで、砥石20をアーバ21と一体に工具主軸11に向けて移動させる、即ち、砥石歯部23の後方端部23bを工作物Wに向けて相対的に移動させることを「後進」と称呼する。更に、砥石20をアーバ21と一体に工具主軸11から離間するように移動させる、即ち、砥石歯部23の前方端部23cを工作物Wに向けて或いは工作物Wを通過させて相対的に移動させることを「前進」と称呼する。 Here, moving the grindstone 20 together with the arbor 21 toward the tool spindle 11, that is, moving the rear end portion 23b of the grindstone tooth portion 23 relatively toward the workpiece W is called "reverse". To do. Further, the grindstone 20 is moved integrally with the arbor 21 so as to be separated from the tool spindle 11, that is, the front end portion 23c of the grindstone tooth portion 23 is relatively directed toward the workpiece W or passed through the workpiece W. Moving is called "advancing".

尚、砥石20として電着工具を用いることも可能である。この場合、例えば、超硬質合金から砥石歯部23を有するように砥石本体22を形成する。そして、砥石歯部23のそれぞれの砥石歯23a特に歯側部23eに対して砥粒を電着し、電着工具を製造する。電着工具を用いた場合でも、工作物Wの歯面Weを研削することができる。 It is also possible to use an electrodeposition tool as the grindstone 20. In this case, for example, the grindstone body 22 is formed from a cemented carbide so as to have the grindstone tooth portions 23. Then, the abrasive grains are electrodeposited on each of the grindstone teeth 23a of the grindstone tooth portion 23, particularly the tooth side portion 23e, to manufacture an electrodeposition tool. Even when an electrodeposition tool is used, the tooth surface We of the workpiece W can be ground.

(4.砥石による研削加工方法の詳細)
次に、研削加工方法の詳細について、制御装置15によって実行される図9の「加工プログラム」を参照しながら説明する。尚、工作物主軸12には、歯車加工方法の一つであるスカイビング加工方法によって円筒部材に内歯車の歯面We(内歯)が被加工部Wwとして創成された工作物Wが回転駆動可能に支持されているものとする。
(4. Details of grinding method using a grindstone)
Next, the details of the grinding method will be described with reference to the “machining program” of FIG. 9 executed by the control device 15. The workpiece W, which is created by the skiving processing method, which is one of the gear processing methods, in which the tooth surface We (internal teeth) of the internal gear is formed as the workpiece Ww on the cylindrical member, is rotationally driven on the workpiece spindle 12. It shall be supported as much as possible.

制御装置15は、研削加工プログラムの実行をステップS10にて開始する。続いて、制御装置15は、ステップS11にて、砥石20を加工初期位置に配置する(配置工程)。具体的に、制御装置15は、図3A及び図3Bに示すように、砥石20及び工作物Wを基準位置にする。そして、制御装置15は、図4A及び図4Bに示すように、基準位置から砥石20を工作物Wの中心軸線Cwに沿って工作物Wに向けて前進させ、砥石20を工作物Wに対し交差角θを有する状態にする。 The control device 15 starts the execution of the grinding process program in step S10. Subsequently, the control device 15 arranges the grindstone 20 at the initial processing position in step S11 (arrangement step). Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the control device 15 sets the grindstone 20 and the workpiece W as reference positions. Then, as shown in FIGS. 4A and 4B, the control device 15 advances the grindstone 20 from the reference position toward the workpiece W along the central axis Cw of the workpiece W, and advances the grindstone 20 toward the workpiece W with respect to the workpiece W. The state has an intersection angle θ.

そして、制御装置15は、砥石20及び工作物Wを加工初期位置に配置する。具体的に、制御装置15は、図5A及び図5Bに示すように、交差角θを保持した状態で、オフセット角φを有するように砥石20を工作物Wの周方向に配置することにより、砥石20を加工初期位置に配置する。 Then, the control device 15 arranges the grindstone 20 and the workpiece W at the initial machining position. Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the control device 15 arranges the grindstone 20 in the circumferential direction of the workpiece W so as to have an offset angle φ while holding the intersection angle θ. The grindstone 20 is arranged at the initial processing position.

これにより、制御装置15は、図5A及び図5Bに示すように、加工初期位置において、砥石20が交差角θ及びオフセット角φを有するように配置する。又、制御装置15は、加工初期位置において、アーバ21が工作物Wの内部を通過し、且つ、砥石歯部23(歯側部23e)における後方端部23bが工作物Wと対向するように配置する。 As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, the control device 15 is arranged so that the grindstone 20 has an intersection angle θ and an offset angle φ at the initial machining position. Further, in the control device 15, at the initial machining position, the arbor 21 passes through the inside of the workpiece W, and the rear end portion 23b of the grindstone tooth portion 23 (tooth side portion 23e) faces the workpiece W. Deploy.

続いて、制御装置15は、ステップS12にて、砥石20と工作物Wとを図5Bにて時計回りにほぼ同期回転させる(研削加工工程)。具体的に、制御装置15は、工具主軸11の回転用の駆動モータと、工作物主軸12の回転用の駆動モータとを、砥石歯23aと歯面Weとが接触する点における工作物Wの回転方向において砥石20の回転周速度が工作物Wの回転周速度より若干早くなるように、砥石20と工作物Wとを図5Bにて時計回りに回転制御する。交差角θにより、工作物Wの歯面Weに沿って歯側部23eが工作物Wの歯幅(歯すじ)方向に移動しながら、工作物Wの歯が砥石20の砥石歯23aより回転方向にて遅れる状態になる。 Subsequently, in step S12, the control device 15 rotates the grindstone 20 and the workpiece W substantially synchronously clockwise in FIG. 5B (grinding process). Specifically, the control device 15 connects the drive motor for rotating the tool spindle 11 and the drive motor for rotating the workpiece spindle 12 to the point where the grindstone teeth 23a and the tooth surface We come into contact with each other. The rotation of the grindstone 20 and the workpiece W is controlled clockwise in FIG. 5B so that the rotational peripheral speed of the grindstone 20 is slightly faster than the rotational peripheral speed of the workpiece W in the rotation direction. Due to the intersection angle θ, the teeth of the workpiece W rotate from the tooth 23a of the grindstone 20 while the tooth side portion 23e moves in the tooth width (tooth streak) direction of the workpiece W along the tooth surface We of the workpiece W. It will be delayed in the direction.

そして、制御装置15は、ステップS13にて、砥石20を工作物Wに対して工作物Wの中心軸線Cwの方向に相対的に後進させると、工作物Wの歯面Weに沿って歯側部23eが工作物Wの歯幅(歯すじ)方向に移動しながら、工作物Wの歯が砥石20の砥石歯23aより回転方向にて先行する。回転方向における先行と遅れとによって互いにキャンセルされて、工作物Wの歯(歯面We)と砥石20の砥石歯23aとが互いに噛み合った状態となり、工作物Wの歯面Weを研削加工する(研削加工工程)。具体的に、制御装置15は、工具主軸11の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することにより、図6A及び図6Bに示すように、砥石20を工作物Wに対して工作物Wの中心軸線Cwの方向に相対的に後進させて加工初期位置から工作物Wの内部を通過させる。これにより、砥石20の砥石歯部23の砥石歯23a即ち歯側部23eが工作物Wの歯面Weと接触し、その結果、歯面Weが研削される。 Then, in step S13, when the grindstone 20 is moved backward relative to the work W in the direction of the central axis Cw of the work W, the control device 15 moves backward along the tooth surface We of the work W on the tooth side. While the portion 23e moves in the tooth width (tooth streak) direction of the workpiece W, the teeth of the workpiece W precede the grindstone teeth 23a of the grindstone 20 in the rotational direction. The teeth (tooth surface We) of the workpiece W and the grindstone teeth 23a of the grindstone 20 are in mesh with each other due to the advance and the delay in the rotation direction, and the tooth surface We of the workpiece W is ground ( Grinding process). Specifically, the control device 15 drives and controls the ball screw mechanism for moving the tool spindle 11 and the drive motor to move the grindstone 20 to the workpiece W as shown in FIGS. 6A and 6B. It is moved backward relative to the direction of the central axis Cw of W and passes through the inside of the workpiece W from the initial machining position. As a result, the grindstone teeth 23a, that is, the tooth side portions 23e of the grindstone tooth portion 23 of the grindstone 20 come into contact with the tooth surface We of the workpiece W, and as a result, the tooth surface We is ground.

尚、この場合、制御装置15は、工具主軸11の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することに代えて、工作物主軸12の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することもできる。この場合には、工作物Wが砥石20に対して相対的に移動することにより、砥石20が工作物Wに対して相対的に後進するため、砥石20を加工初期位置から工作物Wの内部を通過させることができる。従って、この場合にも、砥石20の砥石歯部23の砥石歯23a即ち歯側部23eが工作物Wの歯面Weと接触し、歯面Weに沿って工作物Wの歯幅(歯すじ)方向に歯側部23eを移動させることによって、歯面Weが研削される。 In this case, the control device 15 drives and controls the ball screw mechanism and the drive motor for moving the work spindle 12 instead of driving and controlling the ball screw mechanism and the drive motor for moving the tool spindle 11. You can also do it. In this case, since the work piece W moves relative to the work piece 20 and the grindstone 20 moves backward relative to the work piece W, the grindstone 20 is moved from the initial machining position to the inside of the work piece W. Can be passed through. Therefore, also in this case, the tooth 23a of the tooth portion 23 of the grindstone 20, that is, the tooth side portion 23e comes into contact with the tooth surface We of the workpiece W, and the tooth width (tooth streak) of the workpiece W is along the tooth surface We. ), The tooth surface We is ground by moving the tooth side portion 23e.

又、砥石20が研削加工を行う際に、砥石20からクーラントを供給する、所謂、スルークーラントを行うことも可能である。これにより、スルークーラントを行うことにより、簡単な構造によって工作物Wの被加工部Ww(歯面We)及び砥石20の砥石歯23a(歯側部23e)に効率よくクーラントを供給することができる。従って、研削加工における研削品質及び研削精度を向上させることが可能になる。 It is also possible to perform so-called through coolant, in which coolant is supplied from the grindstone 20 when the grindstone 20 performs the grinding process. As a result, by performing the through coolant, the coolant can be efficiently supplied to the workpiece W (tooth surface We) of the workpiece W and the grindstone teeth 23a (tooth side portion 23e) of the grindstone 20 with a simple structure. .. Therefore, it is possible to improve the grinding quality and the grinding accuracy in the grinding process.

制御装置15は、ステップS13にて砥石20を後進させて工作物Wの歯面Weに研削加工を施すと、ステップS14にて加工プログラムの実行を終了する。そして、制御装置15は、次の工作物Wが工作物主軸12に固定された後、再び、ステップS10にて加工プログラムを実行する。 When the grindstone 20 is moved backward in step S13 to grind the tooth surface We of the workpiece W, the control device 15 ends the execution of the machining program in step S14. Then, after the next workpiece W is fixed to the workpiece spindle 12, the control device 15 executes the machining program again in step S10.

(5.砥石による研削加工方法の効果)
上述したように、本発明の砥石による研削加工方法に従って工作物Wに研削加工を行う場合、砥石20は、加工初期位置から研削加工を行う。加工初期位置に砥石20が配置された場合、砥石20は交差角θ及びオフセット角φを有する。ここで、図10に示すように、オフセット角φは、第一垂線D1の長さが第二垂線D2の長さよりも短くなるように決定される。このため、図10に示すように、砥石20は、工作物Wの被加工部Wwである歯面Weに対して研削部位である砥石歯23aの歯側部23eの前方端部23c側で接触する。歯側部23eの歯面Weに対する工作物Wの回転方向の切込みは、前方端部23c側で深く、後方端部23bに向かって徐々に浅くなる。前方端部23cの後方端部23b側から切り込まれるので、前方端部23cの摩耗が抑えられる。
(5. Effect of grinding method with grindstone)
As described above, when the workpiece W is ground according to the grinding method using the grindstone of the present invention, the grindstone 20 grinds from the initial position. When the grindstone 20 is arranged at the initial processing position, the grindstone 20 has an intersection angle θ and an offset angle φ. Here, as shown in FIG. 10, the offset angle φ is determined so that the length of the first perpendicular line D1 is shorter than the length of the second perpendicular line D2. Therefore, as shown in FIG. 10, the grindstone 20 contacts the tooth surface We, which is the workpiece Ww of the workpiece W, on the front end portion 23c side of the tooth side portion 23e of the grindstone tooth 23a, which is the grinding portion. To do. The notch in the rotation direction of the workpiece W with respect to the tooth surface We of the tooth side portion 23e is deep on the front end portion 23c side and gradually becomes shallower toward the rear end portion 23b. Since the cut is made from the rear end 23b side of the front end 23c, wear of the front end 23c is suppressed.

ここで、比較例として、図11に示すように、例えば、従来から広く行われているスカイビング加工と同様に、砥石20を工作物Wに向けて前進させて工作物Wの歯面Weを研削する場合を想定する。この場合、砥石20の砥石歯部23を構成する砥石歯23aの前方端部23cから歯側部23eの歯面Weに対する工作物Wの回転方向の切込みが最も深い状態で切り込まれる。そして、歯側部23eの歯面Weに対する工作物Wの回転方向の切込みが、後方端部23bに向かって急激に浅くなる。 Here, as a comparative example, as shown in FIG. 11, for example, the grindstone 20 is advanced toward the work piece W to move the tooth surface We of the work piece W, as in the skiving process widely performed conventionally. Assume the case of grinding. In this case, the cut is made in the deepest state in the rotation direction of the workpiece W from the front end 23c of the grindstone teeth 23a constituting the grindstone tooth portion 23 of the grindstone 20 to the tooth surface We of the tooth side portion 23e. Then, the notch in the rotation direction of the workpiece W with respect to the tooth surface We of the tooth side portion 23e sharply becomes shallow toward the rear end portion 23b.

このため、前方端部23cが工作物Wを研削するときの研削量(仕事量)は、著しく大きくなる。従って、砥石20を前進させて研削加工を行う場合は、砥石歯部23(砥石歯23a)の前方端部23cの摩耗が著しく大きくなって、異常摩耗が生じる。 Therefore, the amount of grinding (work amount) when the front end portion 23c grinds the workpiece W becomes remarkably large. Therefore, when the grindstone 20 is advanced to perform the grinding process, the wear of the front end portion 23c of the grindstone tooth portion 23 (grindstone tooth 23a) becomes remarkably large, and abnormal wear occurs.

これ対して、本発明の加工方法においては、砥石20に摩耗の偏りを少なくすることができる。従って、砥石20の耐久性を向上させることができ、その結果、砥石20の寿命を延ばす、即ち、砥石20の高寿命化を達成することができる。 On the other hand, in the processing method of the present invention, the uneven wear of the grindstone 20 can be reduced. Therefore, the durability of the grindstone 20 can be improved, and as a result, the life of the grindstone 20 can be extended, that is, the life of the grindstone 20 can be extended.

10…歯車研削盤(工作機械)、11…工具主軸(主軸)、11a…チャック、12…工作物主軸、12a…保持具、12b…ターンテーブル、13…コラム、14…X軸テーブル、15…制御装置、20…砥石(工具)、21…アーバ、22…砥石本体、23…砥石歯部(加工部)、23a…砥石歯、23b…後方端部、23c…前方端部、23d…歯先部、23e…歯側部(研削部位)、23f…歯底部、W…工作物、Ww…被加工部、We…歯面、Pc…加工点、Ct…(工具の)中心軸線、Cw…(工作物の)中心軸線、θ…交差角、φ…オフセット角、D1…第一垂線、D2…第二垂線、M…工具側主軸装置、N…工作物側主軸装置 10 ... Gear grindstone (machine tool), 11 ... Tool spindle (spindle), 11a ... Chuck, 12 ... Work spindle, 12a ... Holder, 12b ... Turntable, 13 ... Column, 14 ... X-axis table, 15 ... Control device, 20 ... Grindstone (tool), 21 ... Arbor, 22 ... Grindstone body, 23 ... Grindstone tooth (machined), 23a ... Grindstone tooth, 23b ... Rear end, 23c ... Front end, 23d ... Tooth tip Part, 23e ... Tooth side (grinding part), 23f ... Tooth bottom, W ... Machine tool, Ww ... Work part, We ... Tooth surface, Pc ... Machining point, Ct ... (Tool) center axis, Cw ... ( (Workpiece) central axis, θ ... intersection angle, φ ... offset angle, D1 ... first vertical line, D2 ... second vertical line, M ... tool side spindle device, N ... workpiece side spindle device

Claims (7)

工作機械の主軸に同軸的に連結された軸部材を介して回転駆動されると共に環状の工作物に対して前記工作物の中心軸線の方向に相対的に前進及び後進が可能であり、且つ、中心軸線の方向の成分を有する一以上の突条の加工部を備える砥石を用いて、回転駆動される前記工作物に創成された溝形状の被加工部に研削加工を施す、砥石による研削加工方法であって、
前記加工部は、外周面を研削部位として構成され、前記軸部材側となる後方端部から中心軸線の方向にて前記後方端部と反対側となる前方端部に至る範囲の径が等しい円筒状外接面を有するように形成されており、
前記加工部の前記研削部位を前記被加工部に接触させるために、前記砥石の中心軸線と前記工作物の中心軸線とが所定の交差角を有するように前記砥石を傾斜させ、且つ、前記砥石を前記工作物の周方向に沿って移動させてオフセット角を有するようにオフセットさせた状態とし、更に、前記工作物が前記加工部の前記研削部位よりも前記主軸側となる加工初期位置に前記工作物及び前記砥石を配置する配置工程と、
前記工作物及び前記砥石を同期して回転させた状態で、前記加工初期位置に配置された前記砥石を前記工作物に対して相対的に後進させることにより、前記加工部を前記被加工部に接触させて前記被加工部に研削加工を施す研削加工工程と、を備えた、砥石による研削加工方法。
It is rotationally driven via a shaft member coaxially connected to the spindle of the machine tool, and can move forward and backward relative to the central axis of the work with respect to the annular work. Grinding with a grindstone that grinds the groove-shaped workpiece created in the rotationally driven geographic feature using a grindstone with one or more ridges that have components in the direction of the central axis. It's a method
The machined portion is a cylinder having an outer peripheral surface as a grinding portion and having the same diameter in a range from the rear end portion on the shaft member side to the front end portion on the opposite side to the rear end portion in the direction of the central axis. It is formed so as to have a circumscribed surface,
In order to bring the ground portion of the processed portion into contact with the workpiece, the grindstone is tilted so that the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece have a predetermined crossing angle, and the grindstone is tilted. Is moved along the circumferential direction of the workpiece to be offset so as to have an offset angle, and further, the workpiece is located at the initial machining position where the workpiece is on the spindle side of the grinding portion of the machining portion. The placement process for arranging the workpiece and the grindstone,
In a state where the workpiece and the grindstone are rotated in synchronization, the grindstone arranged at the initial machining position is moved backward relative to the workpiece to make the workpiece into the workpiece. A grinding method using a grindstone, comprising a grinding process in which the workpiece is brought into contact with the ground to be ground.
前記交差角は、前記加工部と前記被加工部との間の逃げ角を含み、
前記研削加工工程において、前記前方端部で前記被加工部を研削する、請求項1に記載の砥石による研削加工方法。
The crossing angle includes a clearance angle between the machined portion and the machined portion.
The method for grinding with a grindstone according to claim 1, wherein in the grinding step, the portion to be processed is ground at the front end portion.
前記被加工部の前記溝形状は、前記工作物の歯幅方向に延設される、請求項1又は請求項2に記載の砥石による研削加工方法。 The method for grinding with a grindstone according to claim 1 or 2, wherein the groove shape of the workpiece is extended in the tooth width direction of the workpiece. 前記被加工部の前記溝形状は、歯形である、請求項1−3のうちの何れか一項に記載の砥石による研削加工方法。 The method for grinding with a grindstone according to any one of claims 1-3, wherein the groove shape of the workpiece is a tooth profile. 前記被加工部は、前記工作物の内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に創成される、請求項1−4のうちの何れか一項に記載の砥石による研削加工方法。 The method for grinding with a grindstone according to any one of claims 1-4, wherein the workpiece is created on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the workpiece. 前記オフセット角は、
前記被加工部が前記工作物の前記内周面に創成されている場合、前記被加工部に接触している前記研削部位における前記後方端部から前記工作物の中心軸線に延ばした第一垂線の長さは、前記被加工部に接触している前記研削部位における前記前方端部から前記工作物の中心軸線に延ばした第二垂線の長さよりも小さくなるように決定され、
前記被加工部が前記工作物の前記外周面に創成されている場合、前記第一垂線の長さは、前記第二垂線の長さよりも大きくなるように決定される、請求項5に記載の砥石による研削加工方法。
The offset angle is
When the workpiece is created on the inner peripheral surface of the workpiece, a first perpendicular line extending from the rear end portion of the grinding portion in contact with the workpiece to the central axis of the workpiece. Is determined to be smaller than the length of the second perpendicular extending from the front end of the grinding site in contact with the workpiece to the central axis of the workpiece.
The fifth aspect of the present invention, wherein when the workpiece is created on the outer peripheral surface of the workpiece, the length of the first perpendicular line is determined to be larger than the length of the second perpendicular line. Grinding method using a grindstone.
前記工作物は、前記内周面に内歯の創成された内歯車又は前記外周面に外歯の創成された外歯車である、請求項6に記載の研削加工方法。 The grinding method according to claim 6, wherein the workpiece is an internal gear having internal teeth created on the inner peripheral surface or an external gear having external teeth created on the outer peripheral surface.
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