JP2022168203A - 歯車加工装置及び歯車加工方法 - Google Patents
歯車加工装置及び歯車加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022168203A JP2022168203A JP2022144244A JP2022144244A JP2022168203A JP 2022168203 A JP2022168203 A JP 2022168203A JP 2022144244 A JP2022144244 A JP 2022144244A JP 2022144244 A JP2022144244 A JP 2022144244A JP 2022168203 A JP2022168203 A JP 2022168203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- gear
- axis
- correction amount
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 180
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 109
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 109
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 297
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 31
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
- B23F19/002—Modifying the theoretical tooth flank form, e.g. crowning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
- B23F23/1218—Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/006—Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/02—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding
- B23F5/06—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding the tool being a grinding disc with a plane front surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Processing (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
本発明の歯車加工支援装置は、工作物の中心軸線回りへの前記工作物の回転と加工用工具の中心軸線回りへの前記加工用工具の回転とを同期させながら、前記工作物と前記加工用工具を相対移動させて、前記工作物に歯車の歯を加工するときに加工支援する歯車加工支援装置であって、前記歯車の歯の歯面形状の修整要素であるクラウニング、バイアス、ねじれ角、圧力角及び歯形丸みの少なくとも2つの目標修整量を記憶する目標修整量記憶部と、前記修整要素のうち少なくとも2つが前記目標修整量記憶部に記憶されている前記目標修整量に近似するように、加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する補正量決定部とを備える。
本発明の歯車加工装置は、歯車加工支援装置を備える歯車加工装置であって、前記補正量決定部で決定した前記加工制御要素の補正量に基づいて、前記歯車の歯の加工を制御する加工制御部を備える。決定された加工制御要素の補正量に基づいて工作物に歯車の歯を加工することで、修整した歯面形状を有する歯車の歯の加工時間(加工検討時間)の短縮化を図ることができる。
歯車加工装置の構成について図1を参照して説明する。図1に示すように、歯車加工装置10は、例えば、工作物Wと加工用工具Tの相対的な位置及び姿勢を変化させる駆動軸として、3つの直進軸及び2つの回転軸を有する5軸マシニングセンタである。本例では、歯車加工装置10は、直進軸としての直交3軸(X軸,Y軸,Z軸)、並びに、回転軸としてのB軸及びCw軸を有する。本例においては、B軸は、Y軸線に平行な回転テーブル14の中心軸線RB回りの回転軸であり、Cw軸は、工作物Wの中心軸線RW回りの回転軸である。なお、歯車加工装置10は、加工用工具Tの中心軸線RT回りの回転軸であるCt軸を有し、Ct軸を含めると6軸マシニングセンタとなる。
スカイビング加工について、図2A、図2B、図3A及び図3Bを参照して説明する。スカイビング加工は、図2A及び図2Bに示すように、加工用工具Tの中心軸線RTを工作物Wの中心軸線RWに平行な軸線に対して交差角θを有する状態にする。また、X軸方向から見た場合に、加工用工具Tの中心軸線RTと工作物Wの中心軸線RWとは平行である。そして、加工用工具Tの中心軸線RTと工作物Wの中心軸線RWの中心間距離をDとする。
歯車の歯面形状を修整する場合における歯面修整要素について、図4A-図4Eを参照して説明する。図4A-図4Eに示すように、歯車の歯Gの歯面Gfの形状の修整要素としては、クラウニング(図4A)、バイアス(図4B)、ねじれ角(図4C)、圧力角(図4D)及び歯形丸み(図4E)がある。ここで、クラウニングとは、歯すじ方向において歯幅の中央部が両端部よりも高くなるようにすることである。バイアスとは、歯すじ方向に圧力角を連続的に変化させ、歯面にねじれを持たせることである。
歯面形状の修整要素のうち、圧力角及び歯形丸みは、歯形方向の修整であり、工具形状の転写となる。すなわち、加工用工具Tの刃形、刃数、転位係数、ねじれ角(交差角)、刃付け角、すくい角等の工具諸元で修整可能である。一方、クラウニング、バイアス及びねじれ角は、歯幅方向の修整であり、歯車加工装置10の運動軌跡の転写となる。すなわち、歯車加工装置10の加工制御要素であるCw軸、B軸、X軸及びY軸で修整可能である。なお、圧力角及び歯形丸みも、歯車加工装置10の加工制御要素で修整可能であるが、本例では加工用工具Tの工具刃形(諸元)に基づいて修整する。
次に、各修整要素と各加工制御要素との相関について、図6A-図6Dを参照して説明する。ここで、各修整要素と各加工制御要素との相関は、加工用工具Tの諸元によって異なる。そして、加工用工具Tの工具諸元は、工作物Wに加工する歯車諸元に基づいて決定される。従って、図6A-図6Dに示す各相関は、ある加工用工具Tにおける相関を表し、加工用工具Tが異なれば、異なる相関を示す。また、修整要素は、クラウニング、バイアス及びねじれ角を例示し、加工制御要素は、Y軸、B軸、Cw軸、オフセット角(X,Y軸による同期2軸)を例示する。
上述したように、各相関は、各加工制御要素を変化させたときの歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。そして、基準の歯面形状は、例えば、インボリュート歯面である。
歯車加工支援装置20の構成について、図8-図9を参照して説明する。歯車加工支援装置20は、歯面形状を修整して歯車の歯を加工する際の支援が可能な装置である。歯面形状の修整要素は、上述したように、クラウニング(図4A)、バイアス(図4B)、ねじれ角(図4C)、圧力角(図4D)及び歯形丸み(図4E)がある。ただし、歯車加工装置10は、当該修整要素のうち少なくとも2つを対象とする。
上述の歯車加工支援装置20では、工作物Wに加工する歯車の歯の歯幅位置に応じて交差角θを補正するため、加工用工具TをY軸に平行な軸の軸線回りに回転させることを前提でシミュレーションを行っている。しかし、本例の歯車加工装置10は、工作物WがY軸に平行なB軸の軸線回りに回転して交差角θを補正しているため、加工用工具Tによる工作物Wの加工中に加工点は工作物Wの中心軸線RW上からずれてしまい、加工誤差が発生することになる。
前記工作物と前記加工用工具とを同期回転させながら、前記加工用工具の中心軸線と前記工作物の中心軸線に平行な軸線との成す交差角を変化させながら、前記加工用工具を前記工作物の中心軸線方向に相対移動させることにより、前記歯車の歯を加工するように構成された加工制御部を備える、歯車加工装置にある。
前記工作物と前記加工用工具とを同期回転させながら、前記加工用工具の中心軸線と前記工作物の中心軸線に平行な軸線との成す交差角を変化させながら、前記加工用工具を前記工作物の中心軸線方向に相対移動させることにより、前記歯車の歯を加工する、歯車加工方法にある。
Claims (10)
- 工作物の中心軸線回りへの前記工作物の回転と加工用工具の中心軸線回りへの前記加工用工具の回転とを同期させながら、前記工作物と前記加工用工具を相対移動させて、前記工作物に歯車の歯を加工するときに加工支援する歯車加工支援装置であって、
前記歯車の歯の歯面形状の修整要素であるクラウニング、バイアス、ねじれ角、圧力角及び歯形丸みの少なくとも2つ目標修整量を記憶する目標修整量記憶部と、
前記修整要素のうち少なくとも2つが前記目標修整量記憶部に記憶されている前記目標修整量に近似するように、加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する補正量決定部と、
を備える、歯車加工支援装置。 - 前記歯車加工支援装置は、さらに、
前記補正量決定部で決定した前記加工制御要素の補正量を用いて前記歯車の歯面形状を算出する歯面形状算出部と、
前記歯面形状算出部で算出した前記歯面形状と前記目標修整量記憶部に記憶されている前記目標修整量とを比較して誤差を算出する形状誤差算出部と、
を備え、
前記補正量決定部は、前記形状誤差算出部で算出した前記誤差が許容値外のとき、前記加工制御要素の補正量を変更して決定する、請求項1に記載の歯車加工支援装置。 - 前記歯車加工支援装置は、さらに、
前記加工制御要素を変化させたときの前記歯車の歯面形状に基づいて、前記修整要素と前記加工制御要素との相関を算出する相関算出部を備え、
前記補正量決定部は、前記相関算出部で算出した前記相関に基づいて、前記加工制御要素の補正量を決定する、請求項1又は2に記載の歯車加工支援装置。 - 前記加工制御要素は、前記加工用工具の中心軸線と前記工作物の中心軸線との中心間距離、前記加工用工具の中心軸線と前記工作物の中心軸線との成す交差角、前記加工用工具と前記工作物の加工点を前記工作物の周方向にずらしたときのオフセット角、及び、前記加工用工具の回転角に対する前記工作物の回転角であり、
前記補正量決定部は、前記加工制御要素のうち少なくとも2つの補正量を決定する、請求項1-3の何れか一項に記載の歯車加工支援装置。 - 前記補正量決定部は、前記クラウニングの修整量に基づいて、前記加工制御要素の補正量を決定する、請求項1-4の何れか一項に記載の歯車加工支援装置。
- 前記補正量決定部は、前記バイアスの修整量に基づいて、前記加工制御要素の補正量を決定する、請求項5に記載の歯車加工支援装置。
- 前記補正量決定部は、前記ねじれ角に基づいて、前記加工制御要素の補正量を決定する、請求項6に記載の歯車加工支援装置。
- 前記加工用工具と前記工作物の加工点が、前記加工用工具の中心軸線と前記工作物の中心軸線との成す交差角を作るための軸に向かって移動することで、前記工作物に前記歯車の歯を加工する場合、
前記交差角を作るための軸の中心軸線と前記加工点との距離を算出する加工点距離算出部と、
算出した前記距離に基づいて、加工動作中における前記加工点の位置を算出する加工点位置算出部と、を備える、請求項1-7の何れか一項に記載の歯車加工支援装置。 - 前記加工点位置算出部は、前記補正量決定部で決定した前記加工制御要素である前記交差角の補正量を含む補正交差角に応じて、前記加工点が前記工作物の中心軸線上に位置するように、前記加工制御要素である前記加工用工具と前記工作物の相対移動位置を算出する、請求項8に記載の歯車加工支援装置。
- 請求項1-9の何れか一項に記載の歯車加工支援装置を備える歯車加工装置であって、
前記補正量決定部で決定した前記加工制御要素の補正量に基づいて、前記歯車の歯の加工を制御する加工制御部を備える、歯車加工装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019127052 | 2019-07-08 | ||
JP2019127052 | 2019-07-08 | ||
JP2020060969A JP2021011011A (ja) | 2019-07-08 | 2020-03-30 | 歯車加工支援装置及び歯車加工装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020060969A Division JP2021011011A (ja) | 2019-07-08 | 2020-03-30 | 歯車加工支援装置及び歯車加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022168203A true JP2022168203A (ja) | 2022-11-04 |
Family
ID=74005653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022144244A Pending JP2022168203A (ja) | 2019-07-08 | 2022-09-12 | 歯車加工装置及び歯車加工方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11623289B2 (ja) |
JP (1) | JP2022168203A (ja) |
CN (1) | CN112191949A (ja) |
DE (1) | DE102020117709A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021189639A (ja) * | 2020-05-28 | 2021-12-13 | 三菱重工業株式会社 | 歯面形状設計支援装置、歯車加工システム及び歯車形状設計支援プログラム |
JP6941751B1 (ja) * | 2021-06-10 | 2021-09-29 | 豊精密工業株式会社 | 歯車製造装置及び歯車製造方法 |
DE102022124966A1 (de) | 2022-09-28 | 2024-03-28 | Präwema Antriebstechnik GmbH | Verfahren zum erzeugen von zahnflankenmodifikationen an zahnflanken einer werkstückverzahnung eines werkstücks |
CN116393769B (zh) * | 2023-04-17 | 2024-03-26 | 南京工大数控科技有限公司 | 一种基于附加抛物线运动的磨削齿面偏差修正方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4631870A (en) * | 1985-03-28 | 1986-12-30 | Industrial Technology Research Institute | CNC grinding machine |
DE3915976C2 (de) * | 1989-05-17 | 2002-01-31 | Pfauter Hermann Gmbh Co | Verfahren zur Schlichtbearbeitung der Flanken von gerad- oder schrägverzahnten, innen- oder außenverzahnten Zylinderrädern durch Wälzschälen sowie Wälzmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
DE4012432C1 (ja) * | 1990-04-19 | 1991-07-04 | Hermann Pfauter Gmbh & Co, 7140 Ludwigsburg, De | |
JPH05274027A (ja) | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Osaka Seimitsu Kikai Kk | 歯車研削法 |
JP3786982B2 (ja) | 1995-01-19 | 2006-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 歯車の歯面修整方法 |
JP4048090B2 (ja) * | 2002-08-28 | 2008-02-13 | 住友重機械工業株式会社 | 歯車加工シミュレーション方法、歯車加工シミュレーションプログラム及び歯車加工シミュレーション装置 |
EP1995010B1 (de) * | 2007-05-22 | 2012-10-31 | GLEASON-PFAUTER, Maschinenfabrik GmbH | Diagonalwälzverfahren zur Erzeugung von Flanken mit vorgegebener Schränkung bei vorgegebener Breitenballigkeit |
WO2010060596A1 (de) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Verfahren zur bearbeitung der flanken im wesentlichen zylindrischer, aber breitenballig modifizierter verzahnungen im diagonal-wälzverfahren |
US20100242283A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-09-30 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method for finishing a gear surface |
WO2011129008A1 (ja) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | 三菱重工業株式会社 | 歯車加工方法 |
JP5737965B2 (ja) | 2011-01-25 | 2015-06-17 | 三菱重工業株式会社 | 歯車形状修整入力描画装置及び歯車形状修整入力描画方法 |
EP2596893A1 (de) * | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Klingelnberg AG | Semi-Completing-Wälzschälverfahren mit zwei Achskreuzwinkeln und Verwendung eines entsprechenden Wälzschälwerkzeugs zum Semi-Completing-Wälzschälen |
JP6440452B2 (ja) * | 2014-10-28 | 2018-12-19 | トーヨーエイテック株式会社 | 歯車研削盤の加工精度修正方法 |
JP6363469B2 (ja) * | 2014-10-28 | 2018-07-25 | トーヨーエイテック株式会社 | 歯車研削盤の加工精度修正方法 |
DE102015000907A1 (de) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zur Verzahnbearbeitung eines Werkstückes durch ein Diagonalwälzverfahren |
JP6746940B2 (ja) | 2016-02-16 | 2020-08-26 | 株式会社ジェイテクト | 歯車の歯形のシミュレーション装置及び方法並びに加工用工具の刃面のシミュレーション装置及び方法 |
DE102016005257A1 (de) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zur Verzahnbearbeitung eines Werkstückes |
DE102017125602A1 (de) * | 2016-11-04 | 2018-05-09 | Jtekt Corporation | Zahnradbearbeitungsvorrichtung und Zahnradbearbeitungsverfahren |
JP7052194B2 (ja) * | 2016-11-04 | 2022-04-12 | 株式会社ジェイテクト | 歯車加工装置及び歯車加工方法 |
WO2018177563A1 (de) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Klingelnberg Ag | Verfahren zur bearbeitung eines zahnrad-werkstücks und entsprechende zahnradpaarung |
EP3628428B1 (de) * | 2018-09-25 | 2024-05-29 | Klingelnberg AG | Vorrichtung und verfahren zum läppen von zahnradpaaren |
-
2020
- 2020-07-03 CN CN202010630700.4A patent/CN112191949A/zh active Pending
- 2020-07-06 US US16/920,797 patent/US11623289B2/en active Active
- 2020-07-06 DE DE102020117709.7A patent/DE102020117709A1/de active Pending
-
2022
- 2022-09-12 JP JP2022144244A patent/JP2022168203A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11623289B2 (en) | 2023-04-11 |
DE102020117709A1 (de) | 2021-01-14 |
US20210008653A1 (en) | 2021-01-14 |
CN112191949A (zh) | 2021-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022168203A (ja) | 歯車加工装置及び歯車加工方法 | |
JP5651345B2 (ja) | 少なくとも5本の軸を含む工作機械で工具を制御するための制御データを発生するための方法および装置 | |
US10343256B2 (en) | Method of dressing a tool | |
US10322461B2 (en) | Method of dressing a tool | |
US10500659B2 (en) | Method of producing a toothed workpiece having a modified surface geometry | |
US10493546B2 (en) | Method of producing a toothed workpiece having a modified surface geometry | |
US10603730B2 (en) | Method of producing a workpiece having a desired gear geometry | |
JP2019206071A5 (ja) | ||
KR20120034814A (ko) | 내치차 가공 방법 및 내치차 가공기 | |
Shih et al. | A flank correction face-milling method for bevel gears using a five-axis CNC machine | |
US10773356B2 (en) | Method of producing a workpiece having a modified gearing geometry | |
Chen et al. | A generic and theoretical approach to programming and post-processing for hypoid gear machining on multi-axis CNC face-milling machines | |
US10583508B2 (en) | Method of producing a toothed workpiece having a modified surface geometry | |
JP2021011011A (ja) | 歯車加工支援装置及び歯車加工装置 | |
US10500657B2 (en) | Method of producing one or more workpieces | |
KR20120060332A (ko) | 5축 cνc 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법 | |
Zhang et al. | A CNC tooth grinding method for formate face hobbed hypoid gears | |
WO2024057428A1 (ja) | 歯車加工用工具の設計方法および歯車加工用工具の設計支援装置 | |
JP6348049B2 (ja) | 歯車研削盤の加工精度修正方法 | |
JP2002239676A (ja) | かさ状歯車鍛造用金型の製造方法 | |
WO2021193712A1 (ja) | 工作機械の制御装置 | |
US20220395919A1 (en) | Gear manufacturing apparatus and gear manufacturing method | |
Gosselin et al. | Integrated closed loop in 5 Axis CnC gear manufacturing | |
Arifin et al. | An analytical model for precision milling of screw rotor using a disk-like form-milling cutter with multiple inserts | |
Fang et al. | Research Article Analysis and Compensation for Gear Accuracy with Setting Error in Form Grinding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220912 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240507 |