JP2022084107A - Gear grinding method and gear grinding device - Google Patents

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Abstract

To provide a gear grinding method capable of increasing the grinding rate by applying a grinding method different from the grinding method depending on the cross angle using a screw-shaped grindstone.SOLUTION: A gear grinding method uses a grinding tool T being a rotary tool for grinding a tooth surface Wb, and comprising one or more grindstones Tb protruding radially outward. The gear grinding method comprises: a tooth groove approach step (A1 → A3) of rotating a workpiece W and the grinding tool T in synchronization with a rotation axis of the workpiece W and a rotation axis of the grinding tool T arranged in parallel, so as to move a cutting edge Tb3 of the grindstone Tb of the grinding tool T along a predetermined trajectory with respect to the workpiece W to enter an internal space of a tooth groove Wa without contacting the tooth surface Wb; and a tooth surface grinding step (A3 → A5) of grinding one of the tooth surfaces Wb in the tooth groove Wa from a tooth bottom side toward a tooth tip while continuing the movement of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb of the grinding tool T along a predetermined trajectory.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、歯車研削方法及び歯車研削装置に関するものである。 The present invention relates to a gear grinding method and a gear grinding apparatus.

特許文献１には、ねじ状砥石による歯車研削を行うことが記載されている。また、ねじ状砥石により歯車ホーニングも知られている。また、特許文献２には、スカイビングカッタによる歯車加工を行うことが記載されている。 Patent Document 1 describes that gear grinding with a screw-shaped grindstone is performed. Gear honing is also known due to the threaded grindstone. Further, Patent Document 2 describes that gear processing is performed by a skiving cutter.

特開２０１６－１０７３５９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-107359 特開２０２０－１９０９６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-19096

研削速度を高速とすることにより、より高精度な歯面を得ることができる。しかし、ねじ状砥石を用いた歯車研削やホーニング研削においては、研削速度は交差角に依存するため、研削速度を高速にすることが容易ではない。例えば、内歯車の研削やホーニングにおいては、砥石径を大きくすることができないため、高速な研削速度を得ることは容易ではない。従って、内歯車の高精度な研削を行うことは容易ではない。また、外歯車の研削やホーニングにおいては、砥石径を大きくすることで高速な切削速度を得ることができる。ただし、大型化を招来する。 By increasing the grinding speed, a more accurate tooth surface can be obtained. However, in gear grinding and honing grinding using a screw-shaped grindstone, it is not easy to increase the grinding speed because the grinding speed depends on the crossing angle. For example, in grinding or honing of internal gears, it is not easy to obtain a high-speed grinding speed because the diameter of the grindstone cannot be increased. Therefore, it is not easy to grind the internal gear with high accuracy. Further, in grinding and honing of external gears, a high cutting speed can be obtained by increasing the diameter of the grindstone. However, it will lead to an increase in size.

本発明は、ねじ状砥石を用いた交差角に依存する研削方法とは異なる研削方法を適用し、研削速度を高速にすることが可能な歯車研削方法及び歯車研削装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gear grinding method and a gear grinding apparatus capable of increasing the grinding speed by applying a grinding method different from the grinding method using a screw-shaped grindstone that depends on an intersection angle. do.

（１．歯車研削方法）
歯車研削方法は、予め歯形が形成された歯車形の工作物に対して、前記歯形の歯溝における歯面を研削する歯車研削方法であって、前記歯面の研削において、回転工具であり、且つ、径方向外方に突出した１以上の砥石を備える研削工具を用いる。 (1. Gear grinding method)
The gear grinding method is a gear grinding method for grinding a tooth surface in a tooth groove of the tooth profile on a gear-shaped workpiece having a tooth profile formed in advance, and is a rotary tool in grinding the tooth surface. In addition, a grinding tool provided with one or more grindstones protruding outward in the radial direction is used.

歯車研削方法は、前記工作物の回転軸線と前記研削工具の回転軸線とを平行に配置した状態で前記工作物と前記研削工具とを同期回転させることにより前記工作物に対して前記研削工具の前記砥石の刃先を所定軌跡に沿って移動させ、前記歯面に非接触にて前記歯溝の内部空間に進入させる歯溝進入工程と、前記研削工具の前記砥石の刃先を前記所定軌跡に沿った移動を継続させながら、前記歯溝における前記歯面の一方を、前記歯面の歯底側から歯先に向かって研削する歯面研削工程とを備える。 The gear grinding method is to rotate the workpiece and the grinding tool synchronously with the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the grinding tool arranged in parallel, so that the grinding tool can be rotated with respect to the workpiece. A tooth groove approaching step of moving the cutting edge of the grindstone along a predetermined trajectory to enter the internal space of the tooth groove without contacting the tooth surface, and the cutting edge of the grindstone of the grinding tool along the predetermined trajectory. It is provided with a tooth surface grinding step of grinding one of the tooth surfaces in the tooth groove from the tooth bottom side toward the tooth tip while continuing the movement.

上記歯車研削方法によれば、歯面の一方面のみの研削ではあるが、ねじ状砥石を用いる研削方法に比べて、研削速度を高速とすることができる。従って、小径の研削工具を用いたとしても、高精度に歯面を研削することができる。特に、内歯車の研削加工においては、研削工具の外径に制約があるため、効果的である。 According to the gear grinding method, although only one surface of the tooth surface is ground, the grinding speed can be increased as compared with the grinding method using a screw-shaped grindstone. Therefore, even if a small-diameter grinding tool is used, the tooth surface can be ground with high accuracy. In particular, in the grinding process of the internal gear, it is effective because the outer diameter of the grinding tool is limited.

また、上記歯車研削方法においては、歯面の歯底から歯先に向かって研削する。これにより、研削時において、砥石にかかる負荷を小さくすることができる。仮に、砥石にかかる負荷が大きいと、高精度な歯面を得ることができない。しかし、上記のように、砥石を歯底から歯先に向かって研削することにより、砥石にかかる負荷を小さくすることができるため、高精度な歯面を得ることができる。 Further, in the above gear grinding method, grinding is performed from the tooth bottom of the tooth surface toward the tooth tip. This makes it possible to reduce the load applied to the grindstone during grinding. If the load applied to the grindstone is large, it is not possible to obtain a highly accurate tooth surface. However, as described above, by grinding the grindstone from the tooth bottom toward the tooth tip, the load applied to the grindstone can be reduced, so that a highly accurate tooth surface can be obtained.

（２．歯車研削装置）
歯車研削装置は、予め歯形が形成された歯車形の工作物に対して、前記歯形の歯溝における歯面を研削する歯車研削装置であって、回転工具であり、且つ、径方向外方に突出した１以上の砥石を備える研削工具と、前記工作物と前記研削工具とを制御する制御装置とを備える。 (2. Gear grinder)
The gear grinding device is a gear grinding device that grinds the tooth surface in the tooth groove of the tooth profile with respect to a gear-shaped workpiece having a tooth profile formed in advance, is a rotary tool, and is radially outward. A grinding tool having one or more protruding grindstones and a control device for controlling the workpiece and the grinding tool are provided.

前記制御装置は、前記工作物の回転軸線と前記研削工具の回転軸線とを平行に配置した状態で前記工作物と前記研削工具とを同期回転させることにより前記工作物に対して前記研削工具の前記砥石の刃先を所定軌跡に沿って移動させ、前記歯面に非接触にて前記歯溝の内部空間に進入させる歯溝進入部と、前記研削工具の前記砥石の刃先を前記所定軌跡に沿った移動を継続させながら、前記歯溝における前記歯面の一方を、前記歯面の歯底側から歯先に向かって研削する歯面研削部とを備える。上記歯車研削装置によれば、上記歯車研削方法と同様の効果を奏する。 The control device causes the grinding tool to rotate synchronously with the workpiece in a state where the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the grinding tool are arranged in parallel. A tooth groove approaching portion that moves the cutting edge of the grindstone along a predetermined trajectory and enters the internal space of the tooth groove without contacting the tooth surface, and the cutting edge of the grindstone of the grinding tool along the predetermined trajectory. It is provided with a tooth surface grinding portion that grinds one of the tooth surfaces in the tooth groove from the tooth bottom side toward the tooth tip while continuing the movement. According to the gear grinding device, the same effect as that of the gear grinding method can be obtained.

歯車形の工作物の一部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of a gear-shaped workpiece. 工作機械を示す図である。It is a figure which shows the machine tool. 工作物及び研削工具を示す図である。It is a figure which shows a work piece and a grinding tool. 第一例の研削工具を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grinding tool of 1st example. 第二例の研削工具を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grinding tool of the 2nd example. 制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control device. 工作物に対して研削工具の砥石の相対的な動作軌跡を示す図である。It is a figure which shows the relative operation locus of the grindstone of a grinding tool with respect to a work piece. 工作物に対して研削工具の砥石の刃先の相対的な動作軌跡を示す図である。It is a figure which shows the relative operation locus of the cutting edge of the grindstone of a grinding tool with respect to a work piece. 研削工具の砥石が弾性変形している状態の図である。It is a figure of the state in which the grindstone of a grinding tool is elastically deformed. 研削条件決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the grinding condition determination process.

（１．工作物Ｗ）
工作物Ｗについて、図１を参照して説明する。研削対象の工作物Ｗは、外周面又は内周面に歯形が形成された歯車形である。つまり、研削対象の工作物Ｗは、予め歯形が形成されている。ここで、研削対象の工作物Ｗにおいて、歯形の歯溝Ｗａにおける歯面Ｗｂは、インボリュート曲線に形成されている。 (1. Work W)
The workpiece W will be described with reference to FIG. The workpiece W to be ground is a gear shape having a tooth profile formed on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface. That is, the workpiece W to be ground has a tooth profile formed in advance. Here, in the workpiece W to be ground, the tooth surface Wb in the tooth groove Wa of the tooth profile is formed in an involute curve.

また、工作物Ｗの歯形は、歯すじ方向が工作物Ｗの回転軸線に平行としても良いし、歯すじ方向が工作物Ｗの回転軸線に対して角度を有するようにしても良い。前者の工作物Ｗの歯面Ｗｂは、平歯車の歯面となり、後者の工作物Ｗの歯面Ｗｂは、はすば歯車の歯面となる。 Further, the tooth profile of the work W may be such that the tooth streak direction is parallel to the rotation axis of the work W, or the tooth streak direction may have an angle with respect to the rotation axis of the work W. The tooth surface Wb of the former workpiece W is the tooth surface of the spur gear, and the tooth surface Wb of the latter workpiece W is the tooth surface of the helical gear.

そして、歯面Ｗｂが研削部位である。図１においては、歯面Ｗｂの歯幅方向の一部分のみを研削部位Ｗｃとしている。予め形成された歯面Ｗｂを研削することにより、歯厚を薄くする。研削後の歯面Ｗｂ（つまり研削部位Ｗｃ）も、インボリュート曲線に形成されている。なお、歯面Ｗｂにおける研削部位Ｗｃは、歯幅方向の全長としても良いし、歯幅方向の一部分のみとしても良い。 The tooth surface Wb is the grinding portion. In FIG. 1, only a part of the tooth surface Wb in the tooth width direction is used as the grinding portion Wc. The tooth thickness is reduced by grinding the preformed tooth surface Wb. The tooth surface Wb after grinding (that is, the grinding portion Wc) is also formed in an involute curve. The grinding portion Wc on the tooth surface Wb may be the total length in the tooth width direction or may be only a part in the tooth width direction.

（２．工作機械１の例）
工作物Ｗである歯車の歯面Ｗｂを研削する歯車研削装置である工作機械１は、研削工具Ｔと工作物Ｗとを相対的に移動させることにより、研削工具Ｔによって歯面Ｗｂの研削を行う装置である。さらに、対象の工作機械１は、研削工具Ｔと工作物Ｗとを相対的に移動させるための複数の構造体により構成される。対象の工作機械１は、例えば、マシニングセンタを例にあげる。 (2. Example of machine tool 1)
The machine tool 1 which is a gear grinding device for grinding the tooth surface Wb of the gear which is the workpiece W grinds the tooth surface Wb by the grinding tool T by relatively moving the grinding tool T and the workpiece W. It is a device to perform. Further, the target machine tool 1 is composed of a plurality of structures for relatively moving the grinding tool T and the workpiece W. The target machine tool 1 is, for example, a machining center.

工作機械１の例について、図２を参照して説明する。本例においては、工作機械１は、工具交換を可能なマシニングセンタを例にあげる。特に、工作機械１としてのマシニングセンタは、歯面Ｗｂの研削の他に、ギヤスカイビング加工やホブ加工等によって、工作物Ｗに歯形を切削加工するようにしても良い。もちろん、工作機械１は、研削専用機としても良い。工作機械１としてのマシニングセンタは、横形マシニングセンタを基本構成とする。なお、工作機械１は、上記構成を例にあげるが、立形マシニングセンタ等、他の構成を適用することができる。 An example of the machine tool 1 will be described with reference to FIG. In this example, the machine tool 1 uses a machining center capable of exchanging tools as an example. In particular, the machining center as the machine tool 1 may cut the tooth profile on the workpiece W by gear skiving, hobbing, or the like, in addition to grinding the tooth surface Wb. Of course, the machine tool 1 may be a dedicated grinding machine. The machining center as the machine tool 1 has a horizontal machining center as a basic configuration. The machine tool 1 has the above configuration as an example, but other configurations such as a vertical machining center can be applied.

図２に示すように、工作機械１は、例えば、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を駆動軸として有する。ここで、研削工具Ｔの回転軸線（工具主軸の回転軸線に等しい）の方向をＺ軸方向と定義し、Ｚ軸方向に直交する２軸をＸ軸方向及びＹ軸方向と定義する。図２においては、水平方向をＸ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向とする。さらに、工作機械１は、さらに、研削工具Ｔと工作物Ｗとの相対姿勢を変更するための２つの回転軸（Ｂ軸及びＣｗ軸）を駆動軸として有する。また、工作機械１は、研削工具Ｔを回転するための回転軸としてのＣｔ軸を有する。 As shown in FIG. 2, the machine tool 1 has, for example, three linear axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) orthogonal to each other as drive axes. Here, the direction of the rotation axis of the grinding tool T (equal to the rotation axis of the tool spindle) is defined as the Z-axis direction, and the two axes orthogonal to the Z-axis direction are defined as the X-axis direction and the Y-axis direction. In FIG. 2, the horizontal direction is the X-axis direction and the vertical direction is the Y-axis direction. Further, the machine tool 1 further has two rotation axes (B axis and Cw axis) for changing the relative postures of the grinding tool T and the workpiece W as drive axes. Further, the machine tool 1 has a Ct axis as a rotation axis for rotating the grinding tool T.

つまり、工作機械１は、自由曲面を加工可能な５軸加工機（工具主軸（Ｃｔ軸）を考慮すると６軸加工機となる）である。ここで、工作機械１は、Ｂ軸（基準状態においてＹ軸回りの回転軸）及びＣｗ軸（基準状態においてＺ軸回りの回転軸）を有する構成に代えて、Ａ軸（基準状態においてＸ軸回りの回転軸）及びＢ軸を有する構成としてもよいし、Ａ軸及びＣｗ軸を有する構成としてもよい。 That is, the machine tool 1 is a 5-axis machine tool capable of machining a free curved surface (it becomes a 6-axis machine tool when the tool spindle (Ct axis) is taken into consideration). Here, the machine tool 1 has an A axis (X axis in the reference state) instead of a configuration having a B axis (rotation axis around the Y axis in the reference state) and a Cw axis (rotation axis around the Z axis in the reference state). It may be configured to have a rotating axis) and a B axis, or it may be configured to have an A axis and a Cw axis.

工作機械１において、研削工具Ｔと工作物Ｗとを相対的に移動させる構成は、適宜選択可能である。本例では、工作機械１は、研削工具ＴをＹ軸方向及びＺ軸方向に直動可能とし、工作物ＷをＸ軸方向に直動可能とし、さらに工作物ＷをＢ軸回転及びＣｗ軸回転可能とする。また、研削工具Ｔは、Ｃｔ軸回転可能である。 In the machine tool 1, the configuration for relatively moving the grinding tool T and the workpiece W can be appropriately selected. In this example, the machine tool 1 allows the grinding tool T to move linearly in the Y-axis direction and the Z-axis direction, the workpiece W to move linearly in the X-axis direction, and the workpiece W to rotate in the B-axis and the Cw-axis. Make it rotatable. Further, the grinding tool T is rotatable on the Ct axis.

工作機械１は、ベッド１０と、工作物保持装置２０と、工具保持装置３０とを備える。ベッド１０は、略矩形状等の任意の形状に形成されており、床面に設置される。工作物保持装置２０は、工作物Ｗをベッド１０に対して、Ｘ軸方向に直動可能とし、Ｂ軸回転及びＣｗ軸回転可能とする。工作物保持装置２０は、Ｘ軸移動テーブル２１と、Ｂ軸回転テーブル２２と、工作物主軸装置２３とを主に備える。 The machine tool 1 includes a bed 10, a work holding device 20, and a tool holding device 30. The bed 10 is formed in an arbitrary shape such as a substantially rectangular shape, and is installed on the floor surface. The work holding device 20 makes the work W linearly movable with respect to the bed 10 in the X-axis direction, and enables B-axis rotation and Cw-axis rotation. The work holding device 20 mainly includes an X-axis moving table 21, a B-axis rotary table 22, and a work spindle device 23.

Ｘ軸移動テーブル２１は、ベッド１０に対してＸ軸方向に移動可能に設けられる。具体的に、ベッド１０には、Ｘ軸方向（図２前後方向）へ延びる一対のＸ軸ガイドレールが設けられ、Ｘ軸移動テーブル２１は、図示しないリニアモータ又はボールねじ機構によって駆動されることにより、一対のＸ軸ガイドレールに案内されながらＸ軸方向へ往復移動する。 The X-axis moving table 21 is provided so as to be movable in the X-axis direction with respect to the bed 10. Specifically, the bed 10 is provided with a pair of X-axis guide rails extending in the X-axis direction (front-back direction in FIG. 2), and the X-axis moving table 21 is driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown). As a result, it reciprocates in the X-axis direction while being guided by the pair of X-axis guide rails.

Ｂ軸回転テーブル２２は、Ｘ軸移動テーブル２１の上面に設置され、Ｘ軸移動テーブル２１と一体的にＸ軸方向へ往復移動する。また、Ｂ軸回転テーブル２２は、Ｘ軸移動テーブル２１に対し、Ｂ軸回転可能に設けられる。Ｂ軸回転テーブル２２には、図示しない回転モータが収納され、Ｂ軸回転テーブル２２は、回転モータに駆動されることでＢ軸回転可能となる。 The B-axis rotary table 22 is installed on the upper surface of the X-axis moving table 21 and reciprocates in the X-axis direction integrally with the X-axis moving table 21. Further, the B-axis rotary table 22 is provided so as to be rotatable on the B-axis with respect to the X-axis moving table 21. A rotary motor (not shown) is housed in the B-axis rotary table 22, and the B-axis rotary table 22 can rotate on the B-axis by being driven by the rotary motor.

工作物主軸装置２３は、Ｂ軸回転テーブル２２に設置され、Ｂ軸回転テーブル２２と一体的にＢ軸回転する。工作物主軸装置２３は、工作物主軸基台２３ａ、工作物主軸ハウジング２３ｂ、及び、工作物主軸２３ｃを備える。工作物主軸基台２３ａは、Ｂ軸回転テーブル２２の上面に固定されている。 The work spindle device 23 is installed on the B-axis rotary table 22 and rotates on the B-axis integrally with the B-axis rotary table 22. The geographic head shaft device 23 includes a geographic head shaft base 23a, a geographic head shaft housing 23b, and a geographic head shaft 23c. The work spindle base 23a is fixed to the upper surface of the B-axis rotary table 22.

工作物主軸ハウジング２３ｂは、工作物主軸基台２３ａに固定され、Ｂ軸中心線に直交するＣｗ軸中心線を中心とする円筒内周面を有する。工作物主軸２３ｃは、工作物主軸ハウジング２３ｂに回転可能に支持される。工作物主軸２３ｃには、工作物Ｗが着脱可能に保持される。つまり、工作物主軸２３ｃは、工作物Ｗを工作物主軸ハウジング２３ｂにＣｗ軸回りに回転可能に保持し、工作物Ｗと一体的に回転する。 The geographic head shaft housing 23b is fixed to the geographic head shaft base 23a and has a cylindrical inner peripheral surface centered on the Cw axis center line orthogonal to the B axis center line. The work spindle 23c is rotatably supported by the work spindle housing 23b. The workpiece W is detachably held on the workpiece spindle 23c. That is, the work spindle 23c holds the work W rotatably around the Cw axis in the work spindle housing 23b, and rotates integrally with the work W.

工作物主軸ハウジング２３ｂの内部には、工作物主軸２３ｃを回転させる回転モータ（図示せず）と、工作物主軸２３ｃの回転角度を検出するエンコーダ等の検出器（図示せず）が設けられる。このように、工作物保持装置２０は、工作物Ｗを、ベッド１０に対して、Ｘ軸方向へ移動可能とし、且つ、Ｂ軸回りに回転可能及びＣｗ軸回りに回転可能とする。 Inside the work spindle housing 23b, a rotary motor (not shown) for rotating the work spindle 23c and a detector (not shown) such as an encoder for detecting the rotation angle of the work spindle 23c are provided. In this way, the work holding device 20 makes the work W movable with respect to the bed 10 in the X-axis direction, and can be rotated around the B axis and around the Cw axis.

工具保持装置３０は、コラム３１と、サドル３２と、工具主軸装置３３とを主に備える。コラム３１は、ベッド１０に対してＺ軸方向に移動可能に設けられる。具体的に、ベッド１０には、Ｚ軸方向（図２左右方向）へ延びる一対のＺ軸ガイドレールが設けられ、コラム３１は、図示しないリニアモータ又はボールねじ機構によって駆動されることにより、一対のＺ軸ガイドレールに案内されながらＺ軸方向へ往復移動する。 The tool holding device 30 mainly includes a column 31, a saddle 32, and a tool spindle device 33. The column 31 is provided so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the bed 10. Specifically, the bed 10 is provided with a pair of Z-axis guide rails extending in the Z-axis direction (left-right direction in FIG. 2), and the column 31 is driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown) to form a pair. It reciprocates in the Z-axis direction while being guided by the Z-axis guide rail.

サドル３２は、コラム３１における工作物Ｗ側の側面（図２の左側面）であって、Ｚ軸方向に直交する平面に平行な側面に配置される。このコラム３１の側面には、Ｙ軸方向（図２の上下方向）へ延びる一対のＹ軸ガイドレールが設けられ、サドル３２は、図示しないリニアモータ又はボールねじ機構に駆動されることで、Ｙ軸方向へ往復移動する。 The saddle 32 is a side surface of the column 31 on the W side of the workpiece (the left side surface of FIG. 2), and is arranged on the side surface parallel to the plane orthogonal to the Z-axis direction. A pair of Y-axis guide rails extending in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 2) are provided on the side surface of the column 31, and the saddle 32 is driven by a linear motor or a ball screw mechanism (not shown) to Y. It moves back and forth in the axial direction.

工具主軸装置３３は、サドル３２に設置されると共に、サドル３２と一体的にＹ軸方向へ移動する。工具主軸装置３３は、工具主軸ハウジング３３ａと、工具主軸３３ｂとを備える。工具主軸ハウジング３３ａは、サドル３２に固定され、Ｚ軸に平行なＣｔ軸中心線を中心とする円筒内周面を有する。工具主軸３３ｂは、工具主軸ハウジング３３ａに回転可能に支持される。工具主軸３３ｂには、研削工具Ｔが着脱可能に保持される。つまり、工具主軸３３ｂは、研削工具Ｔを工具主軸ハウジング３３ａにＣｔ軸回転可能に保持し、研削工具Ｔと一体的に回転する。 The tool spindle device 33 is installed in the saddle 32 and moves integrally with the saddle 32 in the Y-axis direction. The tool spindle device 33 includes a tool spindle housing 33a and a tool spindle 33b. The tool spindle housing 33a is fixed to the saddle 32 and has a cylindrical inner peripheral surface centered on the Ct axis center line parallel to the Z axis. The tool spindle 33b is rotatably supported by the tool spindle housing 33a. The grinding tool T is detachably held on the tool spindle 33b. That is, the tool spindle 33b holds the grinding tool T in the tool spindle housing 33a so that the Ct axis can rotate, and rotates integrally with the grinding tool T.

工具主軸ハウジング３３ａの内部には、工具主軸３３ｂを回転させる工具回転モータ（図示せず）と、工具主軸３３ｂの回転角度を検出するエンコーダ等の検出器（図示せず）とが設けられる。このように、工具保持装置３０は、研削工具Ｔを、ベッド１０に対して、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能とし、且つ、Ｃｔ軸回転可能に保持する。 Inside the tool spindle housing 33a, a tool rotation motor (not shown) for rotating the tool spindle 33b and a detector (not shown) such as an encoder for detecting the rotation angle of the tool spindle 33b are provided. In this way, the tool holding device 30 makes the grinding tool T movable with respect to the bed 10 in the Y-axis direction and the Z-axis direction, and holds the grinding tool T so as to be rotatable in the Ct axis.

（３．研削工具Ｔの詳細構成）
（３－１．第一例の研削工具Ｔの詳細構成）
第一例の研削工具Ｔの構成について、図３及び図４を参照して説明する。第一例の研削工具Ｔは、歯すじ方向が工作物Ｗの回転軸線に平行な歯面Ｗｂを研削する回転工具である。工作物Ｗの回転軸線Ｃｗと研削工具Ｔの回転軸線Ｃｔとが平行に配置される。この状態で、研削工具Ｔは、工作物Ｗに対して同期回転させることにより、工作物Ｗである歯車の歯面Ｗｂを研削する。 (3. Detailed configuration of grinding tool T)
(3-1. Detailed configuration of the grinding tool T of the first example)
The configuration of the grinding tool T of the first example will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The grinding tool T of the first example is a rotary tool that grinds a tooth surface Wb whose tooth streak direction is parallel to the rotation axis of the workpiece W. The rotation axis Cw of the workpiece W and the rotation axis Ct of the grinding tool T are arranged in parallel. In this state, the grinding tool T grinds the tooth surface Wb of the gear which is the workpiece W by rotating the grinding tool T synchronously with the workpiece W.

研削工具Ｔは、工具本体Ｔａと、砥石Ｔｂとを備える。工具本体Ｔａは、例えば、円柱状に形成され、中心軸線が工具主軸３３ｂのＣｔ軸中心線に一致するように工具主軸３３ｂに保持される。工具本体Ｔａは、例えば、鋼材により形成される。 The grinding tool T includes a tool body Ta and a grindstone Tb. The tool body Ta is formed in a columnar shape, for example, and is held by the tool spindle 33b so that the center axis coincides with the Ct axis center line of the tool spindle 33b. The tool body Ta is formed of, for example, a steel material.

砥石Ｔｂは、工具本体Ｔａの先端に設けられ、工具本体Ｔａの径方向外方に突出するように設けられている。つまり、砥石Ｔｂは、研削工具Ｔの軸直角断面において、研削工具Ｔの径方向に延在する板状に形成されている。特に本例においては、砥石Ｔｂは、板状の面法線方向から見た場合に、長方形に形成されている。ただし、砥石Ｔｂの当該形状は、長方形に限られず、台形に形成されるようにしても良い。 The grindstone Tb is provided at the tip of the tool body Ta so as to project outward in the radial direction of the tool body Ta. That is, the grindstone Tb is formed in a plate shape extending in the radial direction of the grinding tool T in the cross section perpendicular to the axis of the grinding tool T. In particular, in this example, the grindstone Tb is formed in a rectangular shape when viewed from the plate-shaped surface normal direction. However, the shape of the grindstone Tb is not limited to a rectangle, and may be formed into a trapezoid.

第一例の研削工具Ｔは、歯すじ方向が工作物Ｗの回転軸線に平行な歯面Ｗｂを研削する場合を対象とするため、研削工具Ｔの砥石Ｔｂは、板の延在方向が工具本体Ｔａの中心軸線に平行となるように設けられている。 Since the grinding tool T of the first example is intended for grinding a tooth surface Wb whose tooth streak direction is parallel to the rotation axis of the workpiece W, the grindstone Tb of the grinding tool T is a tool whose plate extending direction is the tool. It is provided so as to be parallel to the central axis of the main body Ta.

従って、砥石Ｔｂは、研削工具Ｔの径方向外方の先端面Ｔｂ１と、研削工具Ｔの周方向を向く側面Ｔｂ２とを備える。そして、砥石Ｔｂにおいて、工作物Ｗの歯面Ｗｂの研削を行う部位は、先端面Ｔｂ１と側面Ｔｂ２との稜線部分Ｔｂ３（刃先）である。より詳細には、砥石Ｔｂにおいて歯面Ｗｂの研削を行う刃先Ｔｂ３は、当該稜線を含み、さらに、側面Ｔｂ２における稜線付近の部位を含む。 Therefore, the grindstone Tb includes a tip surface Tb1 outward in the radial direction of the grinding tool T and a side surface Tb2 facing the circumferential direction of the grinding tool T. In the grindstone Tb, the portion where the tooth surface Wb of the workpiece W is ground is the ridge line portion Tb3 (cutting edge) of the tip surface Tb1 and the side surface Tb2. More specifically, the cutting edge Tb3 for grinding the tooth surface Wb on the grindstone Tb includes the ridgeline, and further includes a portion near the ridgeline on the side surface Tb2.

さらに、砥石Ｔｂは、弾性変形可能な弾性砥石である。つまり、砥石Ｔｂは、先端面Ｔｂ１と側面Ｔｂ２との上記稜線部分にて歯面Ｗｂの研削を行う際に、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３（先端の稜線部分）が撓み変形する。 Further, the grindstone Tb is an elastic grindstone that can be elastically deformed. That is, in the grindstone Tb, when the tooth surface Wb is ground at the ridgeline portion of the tip surface Tb1 and the side surface Tb2, the cutting edge Tb3 (the ridgeline portion of the tip end) of the grindstone Tb is bent and deformed.

ここで、図３においては、工作物Ｗは外歯車を例示するが、内歯車とすることもできる。この場合、研削工具Ｔは、内歯車である工作物Ｗの内側に位置し、研削工具Ｔの回転軸線Ｃｔは、工作物Ｗの回転軸線Ｃｗに対して偏心している。 Here, in FIG. 3, the workpiece W exemplifies an external gear, but it can also be an internal gear. In this case, the grinding tool T is located inside the workpiece W which is an internal gear, and the rotation axis Ct of the grinding tool T is eccentric with respect to the rotation axis Cw of the workpiece W.

（３－２．第二例の研削工具Ｔの詳細構成）
第二例の研削工具Ｔの構成について、図５を参照して説明する。第二例の研削工具Ｔは、歯すじ方向が工作物Ｗの回転軸線に対して角度を有する歯面Ｗｂを研削する回転工具である。つまり、第二例の研削工具Ｔは、はすば歯車の歯面を研削する工具である。 (3-2. Detailed configuration of the grinding tool T of the second example)
The configuration of the grinding tool T of the second example will be described with reference to FIG. The grinding tool T of the second example is a rotary tool that grinds the tooth surface Wb whose tooth streak direction has an angle with respect to the rotation axis of the workpiece W. That is, the grinding tool T of the second example is a tool for grinding the tooth surface of the helical gear.

研削工具Ｔの複数の砥石Ｔｂは、工作物Ｗの歯面Ｗｂのねじれ角に対応する研削工具Ｔのねじれ角の線上に沿って配列される。第二例の研削工具Ｔにおいては、それぞれの砥石Ｔｂは、平面状の側面Ｔｂ２を有する板状に形成されている。従って、隣り合う砥石Ｔｂは、僅かに段差を有して配列されている。 The plurality of grindstones Tb of the grinding tool T are arranged along the line of the helix angle of the grinding tool T corresponding to the helix angle of the tooth surface Wb of the workpiece W. In the grinding tool T of the second example, each grindstone Tb is formed in a plate shape having a flat side surface Tb2. Therefore, the adjacent grindstones Tb are arranged with a slight step.

（３－３．第三例の研削工具Ｔの詳細構成）
第二例の研削工具Ｔの複数の砥石Ｔｂが、研削工具Ｔの回転軸線方向に断続的に配列されている。これに対して、第三例の研削工具Ｔは、工作物Ｗの歯面Ｗｂのねじれ角に対応する研削工具Ｔの線上に沿った三次元状の曲面の側面Ｔｂ２を有する１つの砥石Ｔｂを備えるようにしても良い。 (3-3. Detailed configuration of the grinding tool T of the third example)
A plurality of grindstones Tb of the grinding tool T of the second example are arranged intermittently in the rotation axis direction of the grinding tool T. On the other hand, the grinding tool T of the third example has one grindstone Tb having a side surface Tb2 of a three-dimensional curved surface along the line of the grinding tool T corresponding to the helix angle of the tooth surface Wb of the workpiece W. You may be prepared.

（４．制御装置５０の構成）
上述した工作機械１の制御装置５０の機能ブロック構成について、図６を参照して説明する。制御装置５０は、研削条件記憶部５１、歯溝進入部５２、歯面研削部５３を備える。 (4. Configuration of control device 50)
The functional block configuration of the control device 50 of the machine tool 1 described above will be described with reference to FIG. The control device 50 includes a grinding condition storage unit 51, a tooth groove entry unit 52, and a tooth surface grinding unit 53.

研削条件記憶部５１は、研削工具Ｔにより工作物Ｗの歯面Ｗｂを研削する際の研削条件を記憶する。研削条件とは、研削工具Ｔの回転速度、工作物Ｗの回転速度、工作物Ｗの回転軸線Ｃｗに対する研削工具Ｔの回転軸線Ｃｔの相対的な位置、工作物Ｗの回転位相に対する研削工具Ｔの相対的な回転位相等が含まれる。 The grinding condition storage unit 51 stores the grinding conditions when the tooth surface Wb of the workpiece W is ground by the grinding tool T. The grinding conditions are the rotation speed of the grinding tool T, the rotation speed of the workpiece W, the relative position of the rotation axis Ct of the grinding tool T with respect to the rotation axis Cw of the workpiece W, and the grinding tool T with respect to the rotation phase of the workpiece W. Relative rotation phase of.

歯溝進入部５２及び歯面研削部５３は、研削条件記憶部５１に記憶された研削条件に基づいて、モータ等の駆動装置６０を制御する。後述にて詳細に説明するが、歯溝進入部５２は、歯面Ｗｂを研削する前に砥石Ｔｂを歯溝Ｗａに進入する制御を行う。歯面研削部５３は、砥石Ｔｂを歯溝Ｗａに進入させた後に、砥石Ｔｂにより歯面Ｗｂを歯底から歯先に向かって研削する制御を行う。 The tooth groove approach portion 52 and the tooth surface grinding portion 53 control a drive device 60 such as a motor based on the grinding conditions stored in the grinding condition storage unit 51. As will be described in detail later, the tooth groove entry portion 52 controls the grindstone Tb to enter the tooth groove Wa before grinding the tooth surface Wb. The tooth surface grinding unit 53 controls the tooth surface Wb to be ground from the tooth bottom toward the tooth tip by the grindstone Tb after the grindstone Tb is made to enter the tooth groove Wa.

（５．研削方法）
研削工具Ｔによる工作物Ｗの歯面Ｗｂの研削方法について、図７－図９を参照して説明する。図７の二点鎖線は、図３に示すように、工作物Ｗが反時計回りに回転し、研削工具Ｔが時計回りに回転する場合において、工作物Ｗを固定したと仮定した場合の研削工具Ｔの砥石Ｔｂの動作軌跡を示す。 (5. Grinding method)
A method of grinding the tooth surface Wb of the workpiece W by the grinding tool T will be described with reference to FIGS. 7-9. As shown in FIG. 3, the two-dot chain line of FIG. 7 is grinding when the workpiece W is rotated counterclockwise and the grinding tool T is rotated clockwise, assuming that the workpiece W is fixed. The operation locus of the grindstone Tb of the tool T is shown.

つまり、砥石Ｔｂは、Ａ１→Ａ２→Ａ３→Ａ４→Ａ５の順に移動する。研削工具Ｔは時計回りに回転しているため（図３参照）、砥石Ｔｂの姿勢は、Ａ１からＡ５に行くに従って、砥石Ｔｂの基端（図７の上端）に対して、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３が時計回りに移動するように変化する。そして、研削工具Ｔは、工作物Ｗの回転に同期して回転するため、研削工具Ｔの回転軸線が、工作物Ｗに対して公転することになる。従って、砥石Ｔｂの位置及び姿勢が、図７に示すように、工作物Ｗに対して変化する。 That is, the grindstone Tb moves in the order of A1 → A2 → A3 → A4 → A5. Since the grinding tool T rotates clockwise (see FIG. 3), the posture of the grindstone Tb is such that the cutting edge of the grindstone Tb is relative to the base end (upper end of FIG. 7) of the grindstone Tb as it goes from A1 to A5. The Tb3 changes so as to move clockwise. Since the grinding tool T rotates in synchronization with the rotation of the workpiece W, the rotation axis of the grinding tool T revolves with respect to the workpiece W. Therefore, the position and orientation of the grindstone Tb change with respect to the workpiece W as shown in FIG. 7.

図８において、太実線が、工作物Ｗに対して研削工具Ｔの砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３の相対的な動作軌跡である。つまり、図８に示すように、工作物Ｗの回転軸線Ｃｗと研削工具Ｔの回転軸線Ｃｔとを平行に配置した状態で、工作物Ｗと研削工具Ｔとを同期回転させることにより、工作物Ｗに対して研削工具Ｔの砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３を所定軌跡に沿って移動させている。そして、当該所定軌跡は、サイクロイド曲線となる。 In FIG. 8, the thick solid line is the relative operation locus of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb of the grinding tool T with respect to the workpiece W. That is, as shown in FIG. 8, the work piece W and the grinding tool T are rotated in synchronization with the rotation axis Cw of the work piece W and the rotation axis Ct of the grinding tool T arranged in parallel. The cutting edge Tb3 of the grindstone Tb of the grinding tool T is moved with respect to W along a predetermined locus. Then, the predetermined locus becomes a cycloid curve.

図７及び図８において、まず、Ａ１→Ａ２→Ａ３に示すように、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３を所定軌跡に沿って移動させ、刃先Ｔｂ３を歯面Ｗｂに非接触にて歯溝Ｗａの内部空間に進入させる（歯溝進入工程）。この歯溝進入工程は、図６に示す制御装置５０における歯溝進入部５２により制御される。 In FIGS. 7 and 8, first, as shown in A1 → A2 → A3, the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb is moved along a predetermined trajectory, and the cutting edge Tb3 is not in contact with the tooth surface Wb and is in the internal space of the tooth groove Wa. (Tooth groove entry process). This tooth groove approach step is controlled by the tooth groove approach portion 52 in the control device 50 shown in FIG.

このとき、砥石Ｔｂは、砥石Ｔｂの先端面Ｔｂ１を研削対象である歯溝Ｗａの両側の歯面Ｗｂのうちの一方の歯面Ｗｂに向けるような姿勢にて、歯溝Ｗａの内部空間に進入する。そして、歯溝Ｗａの内部空間に進入した最終段階にて、砥石Ｔｂは、研削対象である一方の歯面Ｗｂの歯底付近にて接触する状態となる。このとき、砥石Ｔｂの側面Ｔｂ２が、一方の歯面Ｗｂの接触点における接線にほぼ等しい状態となる。 At this time, the grindstone Tb is placed in the internal space of the tooth groove Wa in a posture in which the tip surface Tb1 of the grindstone Tb is directed toward the tooth surface Wb of one of the tooth surface Wb on both sides of the tooth groove Wa to be ground. enter in. Then, at the final stage of entering the internal space of the tooth groove Wa, the grindstone Tb comes into contact with the tooth bottom of one of the tooth surfaces Wb to be ground. At this time, the side surface Tb2 of the grindstone Tb is in a state substantially equal to the tangent line at the contact point of one tooth surface Wb.

続いて、Ａ３→Ａ４→Ａ５に示すように、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３を所定軌跡に沿った移動を継続させながら、刃先Ｔｂ３を、歯溝Ｗａにおける歯面Ｗｂの一方にて、歯面Ｗｂの歯底側から歯先に向かって移動させる。つまり、歯面Ｗｂの一方を、歯面Ｗｂの歯底側から歯先に向かって研削する（歯面研削工程）。この歯面研削工程は、図６に示す制御装置５０における歯溝進入部５２により制御される。 Subsequently, as shown in A3 → A4 → A5, while continuing the movement of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb along a predetermined trajectory, the cutting edge Tb3 is moved to the tooth surface Wb at one of the tooth surfaces Wb in the tooth groove Wa. Move from the tooth bottom side toward the tooth tip. That is, one of the tooth surface Wb is ground from the tooth bottom side of the tooth surface Wb toward the tooth tip (tooth surface grinding step). This tooth surface grinding process is controlled by the tooth groove approach portion 52 in the control device 50 shown in FIG.

このとき、研削工具Ｔの砥石Ｔｂの側面Ｔｂ２と歯面Ｗｂとのなす角度を鋭角として、歯溝Ｗａにおける歯面Ｗｂの一方を、歯面Ｗｂの歯底側から歯先に向かって研削する。砥石Ｔｂは弾性砥石であるため、撓み変形することが可能である。そして、上記のように、砥石Ｔｂの側面Ｔｂ２と歯面Ｗｂとのなす角度を鋭角とすることで、砥石Ｔｂが撓みやすい姿勢にできる。従って、図９に示すように、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３が撓み変形しながら、歯面Ｗｂの一方を研削することができる。そして、砥石Ｔｂを板状としたとしても、弾性砥石により構成することで、砥石Ｔｂの耐久性を確保することができる。 At this time, one of the tooth surfaces Wb in the tooth groove Wa is ground from the tooth bottom side of the tooth surface Wb toward the tooth tip, with the angle formed by the side surface Tb2 of the grindstone Tb of the grinding tool T and the tooth surface Wb as an acute angle. .. Since the grindstone Tb is an elastic grindstone, it can be bent and deformed. Then, as described above, by setting the angle formed by the side surface Tb2 of the grindstone Tb and the tooth surface Wb at an acute angle, the grindstone Tb can be in a posture in which it is easy to bend. Therefore, as shown in FIG. 9, one of the tooth surfaces Wb can be ground while the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb is bent and deformed. Even if the grindstone Tb is formed into a plate shape, the durability of the grindstone Tb can be ensured by forming the grindstone Tb with an elastic grindstone.

ここで、歯面Ｗｂは、インボリュート曲線であるのに対して、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３の軌跡は、サイクロイド曲線である。そのため、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３の軌跡であるサイクロイド曲線のうち、歯面Ｗｂのインボリュート曲線に近似する部分を用いて、歯面Ｗｂが研削される。このことは、工作物Ｗと研削工具Ｔの回転速度比、研削工具Ｔの砥石Ｔｂの刃先径、工作物Ｗに対する研削工具Ｔの回転位相調整量を設定することにより、実現される。 Here, the tooth surface Wb is an involute curve, whereas the locus of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb is a cycloid curve. Therefore, the tooth surface Wb is ground by using a portion of the cycloid curve which is the locus of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb, which is close to the involute curve of the tooth surface Wb. This is realized by setting the rotation speed ratio between the workpiece W and the grinding tool T, the cutting edge diameter of the grindstone Tb of the grinding tool T, and the rotation phase adjustment amount of the grinding tool T with respect to the workpiece W.

また、図７－図９には、１つの歯溝Ｗａにおける一方の歯面Ｗｂを研削する場合を示した。この動作を、全ての歯溝Ｗａにて行うことにより、全ての歯溝Ｗａにおける一方の歯面Ｗｂを研削することができる。さらに、他方の歯面Ｗｂについては、工作物Ｗと研削工具Ｔの回転方向を逆転させることにより、実質的に同様に研削することができる。 Further, FIGS. 7-9 show a case where one tooth surface Wb in one tooth groove Wa is ground. By performing this operation on all the tooth grooves Wa, one tooth surface Wb in all the tooth grooves Wa can be ground. Further, the other tooth surface Wb can be ground in substantially the same manner by reversing the rotation directions of the workpiece W and the grinding tool T.

なお、工作物Ｗに対する研削工具Ｔの回転位相調整量を、微小に増減することにより、砥石Ｔｂによる研削深さを調整することができる。つまり、回転位相調整量を適宜変更することにより、研削能率を調整することができる。 The grinding depth by the grindstone Tb can be adjusted by slightly increasing or decreasing the amount of rotation phase adjustment of the grinding tool T with respect to the workpiece W. That is, the grinding efficiency can be adjusted by appropriately changing the rotation phase adjustment amount.

（６．研削条件決定処理）
研削条件決定処理について、図１０を参照して説明する。上述したように、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３のサイクロイド曲線のうち、歯面Ｗｂのインボリュート曲線に近似する部分を見つける必要がある。さらに、サイクロイド曲線のうち、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３が、歯面Ｗｂの歯底側から歯先に向かって研削するような工作物Ｗと研削工具Ｔの位置関係とする必要がある。さらに、工作物Ｗにおいて複数の歯溝Ｗａの全てについて、歯面Ｗｂを研削する必要がある。これらのことを実現するために、以下に説明するような研削条件決定処理にて、研削条件が決定される。 (6. Grinding condition determination process)
The grinding condition determination process will be described with reference to FIG. As described above, it is necessary to find a portion of the cycloid curve of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb that is close to the involute curve of the tooth surface Wb. Further, in the cycloid curve, it is necessary to have a positional relationship between the workpiece W and the grinding tool T such that the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb grinds from the tooth bottom side of the tooth surface Wb toward the tooth tip. Further, it is necessary to grind the tooth surface Wb for all of the plurality of tooth grooves Wa in the workpiece W. In order to realize these things, the grinding conditions are determined by the grinding condition determination process as described below.

図１０に示すように、研削工具Ｔの刃数を決定する（ステップＳ１）。例えば、図３に示す研削工具Ｔは、１個の刃数である。刃数は、例えば、１個、２個、３個が好適である。次に、工作物Ｗと研削工具Ｔとの回転速度比を決定する（ステップＳ２）。つまり、砥石Ｔｂが全ての歯面Ｗｂを研削できる条件を決定する。砥石Ｔｂにより、全ての歯面Ｗｂを１回ずつ研削するための回転速度比を決定する。 As shown in FIG. 10, the number of blades of the grinding tool T is determined (step S1). For example, the grinding tool T shown in FIG. 3 has one blade. The number of blades is preferably 1, 2, or 3, for example. Next, the rotation speed ratio between the workpiece W and the grinding tool T is determined (step S2). That is, the condition that the grindstone Tb can grind all the tooth surface Wb is determined. The grindstone Tb determines the rotation speed ratio for grinding all tooth surfaces Wb once.

次に、砥石Ｔｂの刃先径の初期値を入力する（ステップＳ３）。次に、工作物Ｗを固定した条件で、回転速度比、砥石Ｔｂの刃先径を用いて、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３をサイクロイド運動軌跡として算出する（ステップＳ４）。 Next, the initial value of the cutting edge diameter of the grindstone Tb is input (step S3). Next, under the condition that the workpiece W is fixed, the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb is calculated as a cycloid motion locus by using the rotation speed ratio and the cutting edge diameter of the grindstone Tb (step S4).

次に、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３の軌跡であるサイクロイド曲線が、インボリュート曲線である歯面Ｗｂに一致するか否かを判定する（ステップＳ５）。一致しなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、砥石Ｔｂの刃先径を変更する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ４，Ｓ５を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the cycloid curve, which is the locus of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb, matches the tooth surface Wb, which is the involute curve (step S5). If they do not match (S5: No), the cutting edge diameter of the grindstone Tb is changed (step S6). Then, steps S4 and S5 are repeated.

ステップＳ５にて一致する場合には（Ｓ５：Ｙｅｓ）、そのときの砥石Ｔｂの刃先径を決定する（ステップＳ７）。決定された砥石Ｔｂの刃先径、且つ、回転速度比を用いれば、歯面Ｗｂが存在する工作物Ｗの径方向範囲において、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３のサイクロイド曲線の一部分と、インボリュート曲線である歯面Ｗｂとが近似することになる。 If they match in step S5 (S5: Yes), the diameter of the cutting edge of the grindstone Tb at that time is determined (step S7). If the determined cutting edge diameter of the grindstone Tb and the rotation speed ratio are used, a part of the cycloid curve of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb and a tooth which is an involute curve in the radial range of the workpiece W where the tooth surface Wb exists. It will be close to the surface Wb.

次に、砥石Ｔｂの刃先Ｔｂ３の軌跡が、歯面Ｗｂの歯底から歯先に向かって研削するように、回転位相調整量を決定する（ステップＳ８）。工作物Ｗの回転位相と研削工具Ｔの回転位相との関係によっては、砥石Ｔｂが、歯溝Ｗａの内部空間に歯面Ｗｂに非接触で進入した後、歯面Ｗｂに非接触で歯溝Ｗａの内部空間から退避する場合がある。また、回転位相によっては、砥石Ｔｂが、歯溝Ｗａの内部空間に進入する際に、歯面Ｗｂに接触する場合がある。さらには、回転位相によっては、砥石Ｔｂが歯溝Ｗａに進入できずに、歯に衝突する場合がある。そこで、図７－図９にて示したような動作を実現するような回転位相調整量を決定する。このようにして、研削条件が決定される。 Next, the rotation phase adjustment amount is determined so that the locus of the cutting edge Tb3 of the grindstone Tb grinds from the tooth bottom of the tooth surface Wb toward the tooth tip (step S8). Depending on the relationship between the rotation phase of the workpiece W and the rotation phase of the grinding tool T, the grindstone Tb enters the internal space of the tooth groove Wa in a non-contact manner with the tooth surface Wb, and then enters the tooth surface Wb in a non-contact manner. It may be evacuated from the internal space of Wa. Further, depending on the rotation phase, the grindstone Tb may come into contact with the tooth surface Wb when entering the internal space of the tooth groove Wa. Further, depending on the rotation phase, the grindstone Tb may not be able to enter the tooth groove Wa and may collide with the tooth. Therefore, the rotation phase adjustment amount that realizes the operation as shown in FIGS. 7 to 9 is determined. In this way, the grinding conditions are determined.

上述した歯車研削方法によれば、歯面Ｗｂの一方面のみの研削ではあるが、ねじ状砥石を用いる研削方法に比べて、研削速度を高速とすることができる。従って、小径の研削工具Ｔを用いたとしても、高精度に歯面Ｗｂを研削することができる。特に、内歯車の研削加工においては、研削工具Ｔの外径に制約があるため、効果的である。 According to the gear grinding method described above, although only one surface of the tooth surface Wb is ground, the grinding speed can be increased as compared with the grinding method using a screw-shaped grindstone. Therefore, even if a small-diameter grinding tool T is used, the tooth surface Wb can be ground with high accuracy. In particular, in the grinding process of the internal gear, the outer diameter of the grinding tool T is restricted, which is effective.

また、上述した歯車研削方法においては、砥石Ｔｂを歯面Ｗｂの歯底から歯先に向かって研削する。これにより、研削時において、砥石Ｔｂにかかる負荷を小さくすることができる。仮に、砥石Ｔｂにかかる負荷が大きいと、高精度な歯面を得ることができない。しかし、上記のように、砥石Ｔｂを歯底から歯先に向かって研削することにより、砥石Ｔｂにかかる負荷を小さくすることができるため、高精度な歯面を得ることができる。 Further, in the gear grinding method described above, the grindstone Tb is ground from the tooth bottom of the tooth surface Wb toward the tooth tip. As a result, the load applied to the grindstone Tb at the time of grinding can be reduced. If the load applied to the grindstone Tb is large, a highly accurate tooth surface cannot be obtained. However, as described above, by grinding the grindstone Tb from the tooth bottom toward the tooth tip, the load applied to the grindstone Tb can be reduced, so that a highly accurate tooth surface can be obtained.

１：工作機械、１０：ベッド、２０：工作物保持装置、２１：Ｘ軸移動テーブル、２２：Ｂ軸回転テーブル、２３：工作物主軸装置、２３ａ：工作物主軸基台、２３ｂ：工作物主軸ハウジング、２３ｃ：工作物主軸、３０：工具保持装置、３１：コラム、３２：サドル、３３：工具主軸装置、３３ａ：工具主軸ハウジング、３３ｂ：工具主軸、５０：制御装置、５１：研削条件記憶部、５２：歯溝進入部、５３：歯面研削部、Ｃｔ：回転軸線、Ｃｗ：回転軸線、Ｔ：研削工具、Ｔａ：工具本体、Ｔｂ：砥石、Ｔｂ１：先端面、Ｔｂ２：側面、Ｔｂ３：刃先、Ｗ：工作物、Ｗａ：歯溝、Ｗｂ：歯面、Ｗｃ：研削部位 1: Machine tool, 10: Bed, 20: Work piece holding device, 21: X-axis moving table, 22: B-axis rotary table, 23: Work piece spindle device, 23a: Work piece spindle base, 23b: Work piece spindle Housing, 23c: Machine tool spindle, 30: Tool holding device, 31: Column, 32: Saddle, 33: Tool spindle device, 33a: Tool spindle housing, 33b: Tool spindle, 50: Control device, 51: Grinding condition storage unit , 52: Tooth groove entry part, 53: Tooth surface grinding part, Ct: Rotating axis, Cw: Rotating axis, T: Grinding tool, Ta: Tool body, Tb: Grinding stone, Tb1: Tip surface, Tb2: Side surface, Tb3: Cutting edge, W: Machine tool, Wa: Tooth groove, Wb: Tooth surface, Wc: Grinding part

Claims (7)

予め歯形が形成された歯車形の工作物に対して、前記歯形の歯溝における歯面を研削する歯車研削方法であって、
前記歯面の研削において、回転工具であり、且つ、径方向外方に突出した１以上の砥石を備える研削工具を用い、
前記工作物の回転軸線と前記研削工具の回転軸線とを平行に配置した状態で前記工作物と前記研削工具とを同期回転させることにより前記工作物に対して前記研削工具の前記砥石の刃先を所定軌跡に沿って移動させ、前記歯面に非接触にて前記歯溝の内部空間に進入させる歯溝進入工程と、
前記研削工具の前記砥石の刃先を前記所定軌跡に沿った移動を継続させながら、前記歯溝における前記歯面の一方を、前記歯面の歯底側から歯先に向かって研削する歯面研削工程と、
を備える、歯車研削方法。 A gear grinding method for grinding a tooth surface in a tooth groove of a tooth profile of a gear-shaped workpiece having a tooth profile formed in advance.
In grinding the tooth surface, a grinding tool that is a rotary tool and has one or more grindstones protruding outward in the radial direction is used.
By rotating the work piece and the grinding tool synchronously with the rotation axis of the work piece and the rotation axis of the grinding tool arranged in parallel, the cutting edge of the grindstone of the grinding tool is attached to the work piece. A tooth groove approaching step of moving along a predetermined trajectory and entering the internal space of the tooth groove without contacting the tooth surface, and
Tooth surface grinding that grinds one of the tooth surfaces in the tooth groove from the tooth bottom side toward the tooth tip while continuing the movement of the cutting edge of the grindstone of the grinding tool along the predetermined locus. Process and
A gear grinding method. 前記所定軌跡は、サイクロイド曲線であり、
前記歯面は、インボリュート曲線であり、
前記歯面研削工程は、前記サイクロイド曲線のうち前記インボリュート曲線に近似する部分を用いて、前記歯面を研削する、請求項１に記載の歯車研削方法。 The predetermined trajectory is a cycloid curve.
The tooth surface is an involute curve and has an involute curve.
The gear grinding method according to claim 1, wherein the tooth surface grinding step grinds the tooth surface using a portion of the cycloid curve that is close to the involute curve. 前記歯面研削工程は、
前記工作物と前記研削工具の回転速度比、前記研削工具の前記砥石の刃先径、前記工作物に対する前記研削工具の回転位相調整量を設定することにより、
前記サイクロイド曲線のうち前記インボリュート曲線に近似する部分を用いて、前記歯面を研削する、請求項２に記載の歯車研削方法。 The tooth surface grinding step is
By setting the rotation speed ratio between the workpiece and the grinding tool, the cutting edge diameter of the grindstone of the grinding tool, and the rotation phase adjustment amount of the grinding tool with respect to the workpiece.
The gear grinding method according to claim 2, wherein the tooth surface is ground by using a portion of the cycloid curve that is close to the involute curve. 前記研削工具の前記砥石は、弾性変形可能な弾性砥石であり、
前記歯面研削工程は、前記砥石の刃先が撓み変形しながら、前記歯面を研削する、請求項１－３の何れか１項に記載の歯車研削方法。 The grindstone of the grinding tool is an elastic grindstone that can be elastically deformed.
The gear grinding method according to any one of claims 1-3, wherein the tooth surface grinding step grinds the tooth surface while the cutting edge of the grindstone is bent and deformed. 前記研削工具の前記砥石は、前記研削工具の径方向外方の先端面と、前記研削工具の周方向を向く側面と、を備え、
前記歯面研削工程は、前記研削工具の前記砥石の前記側面と前記歯面とのなす角度を鋭角として、前記歯溝における前記歯面の一方を、前記歯面の歯底側から歯先に向かって研削する、請求項４に記載の歯車研削方法。 The grindstone of the grinding tool comprises a radial outer tip surface of the grinding tool and a side surface facing the circumferential direction of the grinding tool.
In the tooth surface grinding step, one of the tooth surfaces in the tooth groove is set from the tooth bottom side of the tooth surface to the tooth tip, with the angle formed by the side surface of the grindstone of the grinding tool and the tooth surface as a sharp angle. The gear grinding method according to claim 4, wherein the grindstone is grinded toward the tooth. 前記研削工具の前記砥石は、前記研削工具の軸直角断面において、前記研削工具の径方向に延在する板状に形成されている、請求項１－５の何れか１項に記載の歯車研削方法。 The gear grinding according to any one of claims 1 to 5, wherein the grindstone of the grinding tool is formed in a plate shape extending in the radial direction of the grinding tool in a cross section perpendicular to the axis of the grinding tool. Method. 予め歯形が形成された歯車形の工作物に対して、前記歯形の歯溝における歯面を研削する歯車研削装置であって、
回転工具であり、且つ、径方向外方に突出した１以上の砥石を備える研削工具と、
前記工作物と前記研削工具とを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記工作物の回転軸線と前記研削工具の回転軸線とを平行に配置した状態で前記工作物と前記研削工具とを同期回転させることにより前記工作物に対して前記研削工具の前記砥石の刃先を所定軌跡に沿って移動させ、前記歯面に非接触にて前記歯溝の内部空間に進入させる歯溝進入部と、
前記研削工具の前記砥石の刃先を前記所定軌跡に沿った移動を継続させながら、前記歯溝における前記歯面の一方を、前記歯面の歯底側から歯先に向かって研削する歯面研削部と、
を備える、歯車研削装置。 A gear grinding device that grinds the tooth surface in the tooth groove of the tooth profile with respect to a gear-shaped workpiece having a tooth profile formed in advance.
A grinding tool that is a rotary tool and has one or more grindstones protruding outward in the radial direction.
A control device that controls the workpiece and the grinding tool,
Equipped with
The control device is
By rotating the workpiece and the grinding tool synchronously with the rotation axis of the workpiece and the rotation axis of the grinding tool arranged in parallel, the cutting edge of the grindstone of the grinding tool is attached to the workpiece. A tooth groove entry portion that is moved along a predetermined locus and enters the internal space of the tooth groove without contacting the tooth surface, and a tooth groove entry portion.
Tooth surface grinding that grinds one of the tooth surfaces in the tooth groove from the tooth bottom side toward the tooth tip while continuing the movement of the cutting edge of the grindstone of the grinding tool along the predetermined locus. Department and
Equipped with a gear grinding device.
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