JP2023055021A - Gear processing method - Google Patents

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隆将 桑原
Takamasa Kuwabara
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Abstract

To provide a gear processing method capable of improving processing accuracy of a tooth surface by reducing an interference amount of a tooth root when the tooth surface is cut in post-processing.SOLUTION: Provided is a gear processing method of processing a gear by cutting. The method includes slightly cutting a center of a tooth form 104 so as to satisfy a minimum value of tolerance of OBD or BBD, and after cutting the center of the tooth form 104, cutting tooth surfaces 108, 110 so as to achieve a median value of the tolerance of OBD or BBD.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、切削加工により歯車を加工する歯車加工方法に関する。 The present invention relates to a gear machining method for machining gears by cutting.

歯車を切削加工する加工法として、スカイビング加工やシェービング加工、ホブ加工、シェーパ加工が知られている。 Skiving, shaving, hobbing, and shaper processing are known as processing methods for cutting gears.

スカイビング加工は、加工対象物であるワークの回転に切削工具であるスカイビングカッタの回転を同期させつつ、ワークの回転軸(ワーク軸)に対してスカイビングカッタの回転軸(カッタ軸)を傾けた状態で行われる。スカイビング加工によって一般的な平歯車を加工する場合、ワーク軸に対してカッタ軸がなす軸交差角を一定に保ち、スカイビングカッタをワークの歯幅方向に平行に移動させて歯切りが行われる。これによりスカイビング加工では、ワークの回転方向とスカイビングカッタの回転方向とに差異が生じ、ワークにスカイビングカッタを干渉させた際に「すべり」が生じる。このすべりを利用してワークから干渉部分をそぎ落とし、ワークに歯溝(歯形)などを加工する。 In skiving, the rotation of the workpiece is synchronized with the rotation of the skiving cutter, which is a cutting tool. It is done in a tilted position. When machining a general spur gear by skiving, gear cutting is performed by moving the skiving cutter parallel to the tooth width direction of the workpiece while keeping the crossed axis angle between the cutter axis and the workpiece axis constant. will be As a result, in skiving, a difference occurs between the rotation direction of the work and the rotation direction of the skiving cutter, and "slip" occurs when the skiving cutter interferes with the work. Using this sliding, the interfering portion is scraped off from the workpiece, and the tooth groove (tooth profile) is machined on the workpiece.

シェービング加工は、一例として、切削工具であるシェービングカッタを例えば上下に往復運動させながら、回転するワークに押し当てて切り込んでいくことにより、ワークに歯形などを加工する。 In the shaving process, for example, a shaving cutter, which is a cutting tool, is pressed against and cuts into a rotating work while reciprocating vertically, for example, to machine a tooth profile or the like in the work.

特許文献1の歯車加工方法は、スカイビングカッタをワークの歯幅方向だけでなく円周方向にも移動させながら歯切りを行うことにより、歯幅方向において歯先の位置が変化するバイアス歯形を加工することができる。 In the gear machining method of Patent Document 1, gear cutting is performed while a skiving cutter is moved not only in the face width direction of the workpiece but also in the circumferential direction, thereby forming a bias tooth profile in which the tip position changes in the face width direction. can be processed.

特開2020-19096号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-19096

歯車は、仕上げ加工や、熱処理後の仕上げ加工のように、いったん歯車の形状を創成した後にさらに切削する場合がある。以下の説明においてこれを「後加工」と称する。後加工は、特許文献1に示すようなスカイビング加工で行うこともできるし、シェービング加工、ホブ加工、シェーパ加工で行うこともできる。 A gear may be further cut after the shape of the gear is once created, such as finish machining or finish machining after heat treatment. In the following description, this is called "post-processing". The post-processing can be performed by skiving as shown in Patent Document 1, or by shaving, hobbing, or shaping.

しかしながら、歯面(歯の側面)を切削しているときにカッタの刃が歯元付近を加工するとき、かみ合い変動により唐突に切削負荷が大きくなるため、ワークやカッタが振動を生じたり、回転速度にムラが生じたりする。すると歯面の形状にも乱れが生じるため、加工精度が悪くなるという問題がある。 However, when the cutter blade is cutting the tooth flank (side of the tooth), when the cutter blade is processing near the tooth root, the cutting load abruptly increases due to the variation in meshing, causing the workpiece and cutter to vibrate and rotate. Uneven speed may occur. As a result, the shape of the tooth flank is also disturbed, resulting in a problem of poor machining accuracy.

本発明は、このような課題に鑑み、後加工において歯面を切削しているときに歯元の干渉量を減らして、歯面の加工精度を向上させることができる歯車加工方法を提供することを目的としている。 In view of such problems, the present invention provides a gear machining method capable of improving machining precision of the tooth flank by reducing the interference amount of the tooth root when the tooth flank is cut in post-machining. It is an object.

上記課題を解決するために、本発明にかかる歯車加工方法の代表的な構成は、切削加工により歯車を加工する歯車加工方法であって、歯形中央をOBD(Over Ball Diameter:オーバーボール径)またはBBD(Between Ball Diameter:ビトウィーンボール径)の許容誤差の最小限を満たすように浅く切削し、必要歯形の長さ分を切削した後、切込量を変えずに、OBDまたはBBDの許容誤差の中央値となるように歯面を切削することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a representative configuration of the gear machining method according to the present invention is a gear machining method for machining a gear by cutting, wherein the center of the tooth profile is OBD (Over Ball Diameter) or After cutting shallowly to meet the minimum tolerance of BBD (Between Ball Diameter) and cutting the length of the required tooth profile, without changing the depth of cut, the tolerance of OBD or BBD It is characterized by cutting the tooth flank so as to obtain the median value.

「許容誤差の最小限を満たすように浅い」とは、外歯車の場合にはOBDの上限値を狙うことであり、内歯車の場合にはBBDの下限値を狙うことである。次に歯面を切削することにより歯溝が広がるため、OBDまたはBBDは中央値に向かう。このとき切込量を変えていないことから、必要歯形の長さ以上削らず、歯元付近の干渉量を減らし、かみ合い変動が起きにくい。このため、切削抵抗が変動することなく、歯面の加工精度を向上させることができる。 "Shallow to meet the minimum tolerance" means aiming for the upper limit of OBD for external gears and aiming for the lower limit of BBD for internal gears. The OBD or BBD then tends toward the median value because the tooth spaces are widened by cutting the tooth flanks. At this time, since the depth of cut is not changed, it is possible to reduce the amount of interference near the root of the tooth without cutting more than the necessary length of the tooth profile, and it is difficult for meshing fluctuation to occur. Therefore, it is possible to improve the machining precision of the tooth flanks without fluctuations in the cutting resistance.

上記の歯車の切削加工は、スカイビング加工、シェービング加工、ホブ加工、またはシェーパ加工によって行うとよい。これらの加工による歯面の後加工において工作精度を向上させることができる。 The above gear cutting may be performed by skiving, shaving, hobbing, or shaping. Machining accuracy can be improved in the post-machining of the tooth flank by these machining.

本発明によれば、後加工において歯面を切削しているときに歯元の干渉量を減らして、歯面の加工精度を向上させることができる歯車加工方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a gear machining method capable of improving machining precision of tooth flanks by reducing the amount of interference at the root of the tooth when the tooth flanks are cut in post-machining.

本発明の実施形態における歯車加工方法を説明する図である。It is a figure explaining the gear machining method in embodiment of this invention. 図1の歯車加工方法を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining the gear machining method of FIG. 1; 切削範囲を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a cutting range.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawings. do.

図1は、本発明の実施形態における歯車加工方法を説明する図である。図2は、図1の歯車加工方法を説明するフローチャートである。 FIG. 1 is a diagram explaining a gear machining method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flow chart for explaining the gear machining method of FIG.

歯車加工方法は、切削加工により歯車を加工する方法であって、いったん歯車の形状を創成した後(すなわち「前加工」の後)に、熱処理をして、さらに切削する仕上げ加工などの「後加工」に適用される。後加工は、いわゆるスカイビング加工やシェービング加工、ホブ加工、またはシェーパ加工によって行うことができる。以下では、スカイビング加工による後加工について説明する。 The gear machining method is a method of machining gears by cutting. applied to "processing". Post-processing can be performed by so-called skiving, shaving, hobbing or shaping. Post-processing by skiving will be described below.

歯車加工方法では、まず、前加工によっていったん歯車の形状(歯形)が創成されたワーク100を用意し、図1(a)に示すワーク100とスカイビングカッタ102の回転の位相を同期させて、後加工を開始する。 In the gear machining method, first, a workpiece 100 having a gear shape (tooth profile) created by pre-machining is prepared, and the rotation phases of the workpiece 100 and the skiving cutter 102 shown in FIG. Start post-processing.

詳細には、図1(a)に示すようにワーク100の歯形104の必要歯形の長さ分、OBD(Over Ball Diameter:オーバーボール径)の許容誤差の最小限を満たすように浅く、OBDの場合は上限値を狙って切削する(ステップS100)。ここでステップS100では、図中鎖線で示す歯形104の中心Aに、同じく鎖線で示すスカイビングカッタ102の中心Bを一致させることで、歯形中央を切削する。なお、外歯車の場合はOBDの上限値を狙うが、内歯車の場合はBBDの下限値を狙う。 Specifically, as shown in FIG. 1( a ), the required tooth profile length of the tooth profile 104 of the work 100 is shallow so as to satisfy the minimum allowable error of OBD (Over Ball Diameter). If so, cutting is performed aiming at the upper limit (step S100). Here, in step S100, the center A of the tooth profile 104 indicated by the chain line in the drawing is aligned with the center B of the skiving cutter 102 also indicated by the chain line, thereby cutting the center of the tooth profile. In the case of the external gear, the upper limit of the OBD is aimed, but in the case of the internal gear, the lower limit of the BBD is aimed.

つぎに、図1(b)に示すようにワーク100に対してスカイビングカッタ102を左側に位相を変化させる。これにより、スカイビングカッタ102の中心Bが歯形104の中心Aの左側に位置し、歯形104の左歯面108のみを切削する(ステップS102)。 Next, the phase of the skiving cutter 102 is changed to the left with respect to the work 100 as shown in FIG. 1(b). As a result, the center B of the skiving cutter 102 is positioned to the left of the center A of the tooth profile 104, and only the left tooth flank 108 of the tooth profile 104 is cut (step S102).

続いて、図1(c)に示すようにワーク100に対してスカイビングカッタ102を右側に位相を変化させる。これにより、スカイビングカッタ102の中心Bが歯形104の中心Aの右側に位置し、歯形104の右歯面110のみを切削する(ステップS104)。 Subsequently, the phase of the skiving cutter 102 is changed to the right side with respect to the workpiece 100 as shown in FIG. 1(c). As a result, the center B of the skiving cutter 102 is positioned on the right side of the center A of the tooth profile 104, and only the right tooth flank 110 of the tooth profile 104 is cut (step S104).

左右の歯面108、110を切削すると、歯溝が広がるため、OBDは小さくなる(内歯車の場合はBBDが大きくなる)。図1(a)、(b)、(c)に示すように、切込量(スカイビングカッタ102の深さ)は変えていないが、左右の歯面108、110を切削するとOBDは小さくなっていく。そして左右の歯面108、110の切削は、OBDまたはBBDの許容誤差の中央値となるように行う。 When the left and right tooth flanks 108 and 110 are cut, the tooth space is widened, so the OBD becomes smaller (in the case of an internal gear, the BBD becomes larger). As shown in FIGS. 1(a), (b), and (c), the depth of cut (the depth of the skiving cutter 102) is not changed, but when the left and right tooth flanks 108 and 110 are cut, the OBD becomes smaller. To go. The cutting of the left and right tooth flanks 108 and 110 is performed so as to be the median value of the allowable error of the OBD or BBD.

図3は切削範囲を説明する模式図である。なお図3において形状や寸法比については説明の便宜のために大幅に誇張している。破線Pで示す形状は従来技術を示していて、歯形104の中央をOBDまたはBBDの許容誤差の中央値まで切削した例を示している。すなわち破線Pは、左歯面108と右歯面110を同時に切削している。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the cutting range. Note that the shapes and dimensional ratios in FIG. 3 are greatly exaggerated for convenience of explanation. The shape indicated by the dashed line P represents the prior art, and shows an example in which the center of the tooth profile 104 is cut to the median allowable error of the OBD or BBD. That is, the dashed line P cuts the left tooth flank 108 and the right tooth flank 110 at the same time.

これに対し本発明では、まず破線N1で示すように歯形104の必要歯形の長さ分を切削する。そして切込量を変えずに(深さを変えずに)位相を変えて、破線N2で示すように左歯面108を切削し、同様に破線N3で示すように右歯面110を切削する(左右は順不同である)。すると、同じ左歯面108、右歯面110まで創成するために、従来技術の破線Pよりも本発明の破線N1~N3は歯底106から離れている(浅く切削している)ことがわかる。 On the other hand, in the present invention, first, the necessary tooth profile length of the tooth profile 104 is cut as indicated by the dashed line N1. Then, without changing the depth of cut (without changing the depth) and changing the phase, the left tooth flank 108 is cut as indicated by the dashed line N2, and the right tooth flank 110 is similarly cut as indicated by the dashed line N3. (Left and right are in no particular order). Then, in order to generate the same left tooth flank 108 and right tooth flank 110, it can be seen that the dashed lines N1 to N3 of the present invention are farther from the root 106 (cut shallower) than the dashed line P of the prior art. .

上記の歯車加工方法によれば、左歯面108、右歯面110を切削する際に、歯形中央を切削するときと切込量を変えていないことから、歯元の干渉量を減らすことができ、かみ合い変動が起きにくいため、歯面の加工精度を向上させることができる。そしてスカイビング加工による歯面の後加工において工作精度を向上させることができる。 According to the gear machining method described above, when cutting the left tooth flank 108 and the right tooth flank 110, since the depth of cut is not changed from when cutting the center of the tooth profile, the amount of interference at the root can be reduced. It is possible to improve the machining accuracy of the tooth flanks because it is difficult for meshing fluctuation to occur. In addition, machining accuracy can be improved in post-machining of the tooth flank by skiving.

上記の歯車加工方法では、左歯面108を切削した後に、右歯面110を切削するようにしたが、これに限られず、右歯面110を切削した後に、左歯面108を切削するようにしてもよい。また、左歯面108または右歯面110の一方のみを切削してもよい。 In the gear machining method described above, the right tooth flank 110 is cut after the left tooth flank 108 is cut. can be Alternatively, only one of the left tooth flank 108 and the right tooth flank 110 may be cut.

また上記の歯車加工方法では、上記の各切削加工において、OBD(Over Ball Diameter:オーバーボール径)の許容誤差を適用したが、これに限定されない。すなわち、前加工によっていったん創成された歯車が内歯車の場合には、BBD(Between Ball Diameter:ビトウィーンボール径)の許容誤差を適用して各切削加工を行うことにより、スカイビング加工による歯面の後加工において工作精度を向上させることができる。外歯車のOBDの場合は上限値近傍を狙うが、内歯車のBBDの場合は下限値近傍を狙う。 In the gear machining method described above, the allowable error of OBD (Over Ball Diameter) is applied in each of the above cutting processes, but the present invention is not limited to this. In other words, if the gear that has been created by pre-machining is an internal gear, the tolerance of BBD (Between Ball Diameter) is applied to perform each cutting process, so that the tooth flank is formed by skiving. Work accuracy can be improved in post-machining. In the case of OBD of the external gear, the vicinity of the upper limit is aimed, but in the case of BBD of the internal gear, the vicinity of the lower limit is aimed.

さらに上記の歯車加工方法では、スカイビング加工によって後加工を行ったが、これに限られず、シェービング加工、ホブ加工、またはシェーパ加工によって行うこともできる。この場合には、スカイビングカッタ102に代えて、シェービングカッタを回転するワーク100に押し当てて切り込んで、上記の各切削加工を行うことにより、シェービング加工による歯面の後加工において工作精度を向上させることができる。 Furthermore, in the gear machining method described above, post-machining is performed by skiving, but the present invention is not limited to this, and can be performed by shaving, hobbing, or shaping. In this case, in place of the skiving cutter 102, a shaving cutter is pressed against the rotating workpiece 100 to perform the above-described cutting processes, thereby improving machining accuracy in post-machining of the tooth surface by shaving. can be made

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope described in the claims, and these also belong to the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、切削加工により歯車を加工する歯車加工方法として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a gear machining method for machining gears by cutting.

100…ワーク、102…スカイビングカッタ、104…歯形、106…歯底、108…左歯面、110…右歯面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Work, 102... Skiving cutter, 104... Tooth profile, 106... Tooth bottom, 108... Left tooth surface, 110... Right tooth surface

Claims (2)

切削加工により歯車を加工する歯車加工方法であって、
歯形中央をOBDまたはBBDの許容誤差の最小限を満たすように浅く切削し、
前記歯形中央を切削した後、切込量を変えずに、OBDまたはBBDの許容誤差の中央値となるように歯面を切削することを特徴とする歯車加工方法。
A gear machining method for machining gears by cutting,
Cut the center of the tooth profile shallow to meet the minimum OBD or BBD tolerance,
A gear machining method, comprising: after cutting the center of the tooth profile, cutting the tooth flank so as to achieve the median allowable error of OBD or BBD without changing the depth of cut.
前記歯車の切削加工は、スカイビング加工、シェービング加工、ホブ加工、またはシェーパ加工によって行うことを特徴とする請求項1に記載の歯車加工方法。 2. The gear machining method according to claim 1, wherein the gear cutting is performed by skiving, shaving, hobbing, or shaper machining.
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