JP2538333B2 - Gear cutting machine - Google Patents

Gear cutting machine

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JP2538333B2
JP2538333B2 JP1057913A JP5791389A JP2538333B2 JP 2538333 B2 JP2538333 B2 JP 2538333B2 JP 1057913 A JP1057913 A JP 1057913A JP 5791389 A JP5791389 A JP 5791389A JP 2538333 B2 JP2538333 B2 JP 2538333B2
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inner hole
axis
gear
displacement
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恒佑 飯塚
直敏 佐藤
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Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
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Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/12Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F23/1237Tool holders
    • B23F23/125Face mill holders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は歯切盤に係り、特にマガリバカサ歯車を加
工するに際し、仮想歯車として冠歯車でもカサ歯車でも
使用することができ、高速化、小型化が可能で作業性に
すぐれた歯切盤に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gear cutting machine, and in particular, when machining a Magariba bevel gear, both a crown gear and a bevel gear can be used as a virtual gear, which is high speed and small in size. The present invention relates to a gear cutting machine that can be made easier and has excellent workability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、マガリバカサ歯車を加工する場合、歯車加工機
械に取付けられたカッタがその小歯車、大歯車に共通に
噛み合う仮想の歯車の一部を表わすことによって加工が
行なわれている。環状フライスカッタを使用した場合で
その関係を概念的に表わせば第5図のとおりである。
Conventionally, in the case of machining a magnifying glass gear, the machining is performed by a cutter attached to a gear machining machine representing a part of an imaginary gear that is commonly meshed with the small gear and the large gear. When the annular milling cutter is used, the relationship is conceptually represented as shown in FIG.

仮想歯車に冠歯車(円錐角が90゜のカサ歯車)を使う
場合と、カサ歯車を使う場合とがあり、その時の大小歯
車との関係を示せば第6図(冠歯車の場合)と第7図
(カサ歯車の場合)のとおりである。
There are cases where a crown gear (a bevel gear with a cone angle of 90 °) is used as a virtual gear and a case where a bevel gear is used. The relationship with the large and small gears at that time is shown in Fig. 6 (in the case of a crown gear) and It is as shown in FIG. 7 (in the case of a bevel gear).

その場合の機械とカッタの位置関係を平面的に表わせ
ば第8図(冠歯車の場合)と第9図(カサ歯車の場合)
のとおりである。
Figure 8 (in the case of crown gear) and 9 (in the case of bevel gear) are two-dimensionally showing the positional relationship between the machine and the cutter in that case.
It is as follows.

第8図、第9図において、カッタ40は仮想歯車41の中
心軸42で回転する回転体に保持されている。
In FIGS. 8 and 9, the cutter 40 is held by a rotating body that rotates on the central axis 42 of the virtual gear 41.

その回転体の内部でカッタを保持するカッタ軸43は仮
想歯車中心軸から平行にある距離Eだけ離れた所にセッ
ティングしたり、またある距離離れて仮想歯車中心軸42
に対してある角度θ傾けてセッティングすることができ
る。これは使用する仮想歯車によって変化するものであ
る。
The cutter shaft 43 that holds the cutter inside the rotating body is set parallel to the virtual gear center axis by a distance E or is separated by a certain distance.
Can be set at an angle θ with respect to. This changes depending on the virtual gear used.

このようにしておいてカッタ40を切削のため回転(細
い矢印)させておき、太い矢印で示している工作物44の
中心軸45と仮想歯車41の中心軸42をその歯数の歯の比で
回転させることにより所定の歯車を加工することができ
る。これら基本型に関しては特公昭30−3900号等の技術
が知られている。
In this way, the cutter 40 is rotated (thin arrow) for cutting, and the center axis 45 of the workpiece 44 and the center axis 42 of the virtual gear 41, which are indicated by the thick arrows, are set to the ratio of the number of teeth. A predetermined gear can be processed by rotating with. With regard to these basic types, techniques such as Japanese Patent Publication No. 30-3900 are known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

前記公知技術において、マガリバカサ歯車の加工をす
る場合に次のような問題点がある。
In the above-mentioned known technique, there are the following problems when machining a magaly beaker gear.

(A) カッタを保持し、仮想歯車を表わす回転体が大
きくなるため高速化が困難である。
(A) It is difficult to increase the speed because the rotating body that holds the cutter and represents the virtual gear becomes large.

(B) 歯車を加工するための準備、即ち段取りをする
部分が多いため、それに対して長時間と熟練を要してい
る。
(B) Since many parts need to be prepared, that is, set up, for processing the gear, it requires a long time and skill.

(C) 操作位置から機械のワーク着脱部までの距離が
長く作業性が悪い。
(C) The workability is poor because the distance from the operating position to the work attachment / detachment section of the machine is long.

(D) 機械全体が大型となり、所要床面積を広く要す
る。
(D) The entire machine is large and requires a large floor area.

(E) また特開昭62−162417号は前記特公昭30−3900
号の欠点を補うものではあるが、仮想歯車の中心軸に対
してカッタ回転中心軸を任意に傾けることができないと
いう大きな欠点がある。
(E) Further, JP-A-62-162417 discloses the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 30-3900.
Although it compensates for the drawback of No. 3, there is a major drawback that the cutter rotation center axis cannot be arbitrarily tilted with respect to the center axis of the virtual gear.

この発明は前記問題点を解消し、仮想歯車として冠歯
車でもカサ歯車でも使用することができ、高速化、小形
化が可能で、段取り操作が著しく簡単な歯切盤を提供す
ることを目的として開発されたものである。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a gear cutting machine which can be used as a virtual gear in both crown gears and bevel gears, which can be speeded up and downsized, and which is remarkably simple in setup operation. It was developed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、前記課題を解決し、目的を達成するため
に、ベット上にワーク保持ユニットと、カッタユニット
とを有するマガリバカサ歯車歯切盤において、前記カッ
タユニットは、コラムと刃物軸頭とで構成してワーク保
持ユニットの進退方向に対してコラムが直交横方向へ進
退可能に配設し、該コラムには刃物軸頭を昇降自在に配
設し、該刃物軸頭は内孔の軸心線をコラムの進退方向に
直交するように配設して内孔内に揺動体を回転自在に嵌
装し、該揺動体は基端部の中心部に内孔を形成してモー
タに連結する伝導軸を貫通軸支すると共に、その先端面
を軸心線と直交方向に対してθの角度に切り欠いて、内
部に軸頭内孔を形成し、該軸頭内孔には変位軸受を回転
自在に被着配設し、該変位軸受は刃物主軸を刃物軸頭と
同一軸線上に配設し、かつ変位軸を刃物主軸の軸心線に
対してθの角度で軸頭内孔に軸支させ、伝動軸,変位
軸,刃物主軸を共動するように構成すると共に、変位軸
を支軸として刃物主軸を0〜2θの範囲で変位可能に構
成し、前記ワーク保持ユニットはカッタユニット方向へ
進退するテーブル上に旋回台を介して工作主軸頭をその
ワーク主軸の先端部が旋回軸の上方に位置するように配
設した歯切盤、という技術的な手段を講じた。
In order to solve the above problems and to achieve the object, the present invention provides a work gear holding unit and a cutter unit on a bed, which is a gear cutting machine, and the cutter unit includes a column and a blade shaft head. Then, the column is arranged so that it can move forward and backward in a transverse direction orthogonal to the direction of movement of the work holding unit, and the tool shaft head is vertically movable in the column, and the tool shaft head is the axial center line of the inner hole. Is arranged so as to be orthogonal to the advancing / retreating direction of the column, and an oscillating body is rotatably fitted in the inner hole. The oscillating body has an inner hole formed at the center of the base end portion and is connected to a motor. The shaft is pierced through the shaft, and the tip surface is notched at an angle of θ with respect to the direction orthogonal to the axis, and a shaft head inner hole is formed inside. The displacement bearing has the blade spindle arranged on the same axis as the blade shaft head. In addition, the displacement shaft is pivotally supported in the shaft inner hole at an angle of θ with respect to the axis of the tool spindle, and the transmission shaft, the displacement shaft, and the tool spindle are configured to co-operate. The tool spindle is configured to be displaceable in the range of 0 to 2θ, and the work holding unit moves the work spindle head through the swivel base on the table that moves back and forth in the cutter unit direction, and the tip of the work spindle moves above the swivel axis. A technical measure was taken: a gear cutting machine arranged so as to be positioned.

〔作用〕[Action]

上記のように構成されたこの発明においては、刃物主
軸先端部にカッタを装着して刃物主軸を所望の傾斜角度
に設定することができ、刃物主軸を支承する揺動体を回
転させ、かつ揺動体を支承する刃物軸頭は垂直方向並び
に水平横摺り運動をさせることができるため、該垂直方
向並びに水平横摺り運動を自動的に合成させることによ
ってカッタが歯切りをするために必要な仮想歯車の歯山
表面形を描くように作動する。また加工する歯車の形が
異なっても、カッタ主軸の向きを傾斜することができる
ため、歯車の形に合致する仮想歯車の歯山表面部に切刃
を設定させることができる。
In the present invention configured as described above, a cutter can be attached to the tip of the blade main spindle to set the blade main spindle at a desired inclination angle, the swing body supporting the blade main spindle can be rotated, and the swing body Since the blade head supporting the blade can make vertical and horizontal sideways motions, it is possible to automatically combine the vertical and horizontal sideways motions to automatically create a virtual gear necessary for the cutter to perform gear cutting. It operates to draw the surface profile of teeth. Further, even if the shape of the gear to be machined is different, the direction of the cutter main shaft can be inclined, so that the cutting edge can be set on the tooth crest surface portion of the virtual gear that matches the shape of the gear.

〔実施例〕〔Example〕

この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1図
は斜視図であり、図中垂直方向をY軸方向、左右方向を
X軸方向、前後方向をZ軸方向という。第2図は第1図
におけるA−A線断面図であり、刃物主軸の傾斜角が0
゜の場合を示し、第3図は刃物主軸を2θに傾斜させた
状態を示す。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view, in which the vertical direction is called the Y-axis direction, the left-right direction is called the X-axis direction, and the front-back direction is called the Z-axis direction. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, in which the inclination angle of the main shaft of the blade is 0.
FIG. 3 shows a state in which the main axis of the blade is tilted at 2θ.

歯切盤1のベッド2の上には、Z軸方向へ向いた一対
の平行な摺動ガイド3,3が正面側(図中右方)に配設さ
れ、またベット2上の背後側には前記摺動ガイド3,3と
直交状にX軸方向を向く一対の平行な摺動ガイド4,4が
配設されている。
On the bed 2 of the gear cutting machine 1, a pair of parallel sliding guides 3, 3 oriented in the Z-axis direction are arranged on the front side (right side in the figure), and on the back side on the bed 2. Is provided with a pair of parallel sliding guides 4, 4 which are orthogonal to the sliding guides 3, 3 and are oriented in the X-axis direction.

前記正面側の摺動ガイド3,3上には、ワーク保持ユニ
ット5が摺動ガイド3,3に沿って摺動自在に配設され、
また背後側の摺動ガイド4,4上にはカッタユニット6が
摺動ガイド4,4に沿って摺動自在に配設されている。
A work holding unit 5 is slidably arranged along the slide guides 3, 3 on the front side slide guides 3, 3.
A cutter unit 6 is slidably arranged along the slide guides 4, 4 on the rear side slide guides 4, 4.

前記ワーク保持ユニット5は、テーブル7が摺動ガイ
ド3,3上に摺動可能に配設されており、テーブル7に設
けた送りネジ8の先端部はベット2外に突出させて該先
端部にサーボモータ9が連結されており、該サーボモー
タ9の正逆回転によってテーブル7はカッタユニット6
側へ進退が可能に構成されている。
In the work holding unit 5, the table 7 is slidably arranged on the sliding guides 3, 3, and the tip end of the feed screw 8 provided on the table 7 is projected outside the bed 2 and the tip end portion is formed. A servo motor 9 is connected to the table 7, and the table 7 is rotated by the forward / reverse rotation of the servo motor 9 to move the table 7 to the cutter unit 6.
It is configured to move forward and backward.

前記テーブル7の上面は図中正面右方を平坦に切欠い
て切欠面7Aが形成され、該切欠面7Aの壁面7Bは、テーブ
ル7の上面左後方縁部に立設した旋回軸10を中心とした
円周面に形成されている。該テーブル7上には、前記旋
回軸10を中心に旋回及び固定可能な旋回台11が軸着さ
れ、該旋回台11上に工作主軸頭12が固定配設されてい
る。しかして前記旋回軸10はワークWのピッチ円錐の頂
点(第8図にPで示す)と一致しないようワーク主軸13
先端部の下方に位置構成されている。
A notch surface 7A is formed by flatly notching the front right side in the figure on the upper surface of the table 7, and a wall surface 7B of the notch surface 7A is centered on a pivot shaft 10 standing on the upper left rear edge of the table 7. Is formed on the circumferential surface. A swivel base 11 that can swivel and fix around the swivel shaft 10 is mounted on the table 7, and a work spindle head 12 is fixedly disposed on the swivel base 11. Then, the rotary shaft 10 does not coincide with the apex (indicated by P in FIG. 8) of the pitch cone of the work W, so that the work main shaft 13
It is located below the tip.

工作主軸頭12には、ワーク主軸13が回転自在に支承さ
れており、サーボモータ14と図示しないウオームギヤを
介して駆動されるよう構成され、ワーク主軸13の先端部
にはワークWを着脱できるように構成されている。
A work spindle 13 is rotatably supported on the work spindle head 12, and is configured to be driven via a servo motor 14 and a worm gear (not shown). The work W can be attached to and detached from the tip of the work spindle 13. Is configured.

以上の構成によりワーク保持ユニット5は、サーボモ
ータ9の駆動によりテーブル7をコラム15に対して進退
させ、旋回台11をワークWの形状に適するように旋回軸
10を中心に旋回固定させ、サーボモータ14の駆動によっ
てワーク主軸13を回転させることができる。
With the above configuration, the work holding unit 5 drives the servo motor 9 to move the table 7 forward and backward with respect to the column 15, and the swivel base 11 is swung to a shape suitable for the work W.
It is possible to rotate and fix the work spindle 13 about the center of the work piece 10, and to rotate the work spindle 13 by driving the servo motor 14.

前記カッタユニット6は、摺動ガイド4,4上にコラム1
5が摺動ガイド4,4に沿ってテーブル7の進退方向に対し
て直角横方向へ摺動可能に配設され、コラム15に設けた
送りネジ16の先端部はベット2の外側面に固定されたサ
ーボモータ17に連結されており、サーボモータ17の正逆
回転によってコラム15はX軸方向にそって進退可能に構
成されている。
The cutter unit 6 is mounted on the slide guides 4, 4 on the column 1
5 is slidable along the slide guides 4, 4 in a transverse direction at right angles to the advancing / retreating direction of the table 7, and the tip end of the feed screw 16 provided on the column 15 is fixed to the outer surface of the bed 2. The column 15 is configured to be movable back and forth along the X-axis direction by the forward and reverse rotations of the servo motor 17.

前記コラム15の図中左端面には、前後端部に昇降ガイ
ド18,18が一体に形成されており、またコラム15左端面
には穴部15Aあ形成されている。該穴部15A内に垂直に送
りネジ19が配設され、送りネジ19の上端部はコラム15上
部に配設されたサーボモータ20に連結されている。
Elevating guides 18, 18 are integrally formed at the front and rear ends of the left end surface of the column 15 in the figure, and a hole 15A is formed in the left end surface of the column 15. A feed screw 19 is vertically arranged in the hole 15A, and an upper end portion of the feed screw 19 is connected to a servo motor 20 arranged above the column 15.

しかして前記両昇降ガイド18,18には刃物軸頭21のガ
イド部21Aが摺動可能に嵌装されており、前記送りネジ1
9の基端部は刃物軸頭21のメネジ部21B(第2図)に螺合
されていて、サーボモータ20の正逆回転によって送りネ
ジ19が回転し、刃物軸頭21は昇降するように構成されて
いる。
Then, the guide portions 21A of the tool shaft head 21 are slidably fitted to both the elevating guides 18 and 18, and the feed screw 1
The base end of 9 is screwed into the female screw portion 21B (Fig. 2) of the blade shaft head 21, and the forward and reverse rotation of the servomotor 20 rotates the feed screw 19 so that the blade shaft head 21 moves up and down. It is configured.

前記刃物軸頭21は第2図に示すように、Z軸方向へ長
い外側方形内孔円形の略筒状形に形成されており、水平
な内孔21C内に略筒状の揺動体22が回転可能に遊嵌され
ている。
As shown in FIG. 2, the blade shaft head 21 is formed in a substantially cylindrical shape having an outer rectangular inner hole that is long in the Z-axis direction, and a substantially cylindrical rocking body 22 is provided in a horizontal inner hole 21C. It is loosely fitted to rotate.

該揺動体22の基端部にはフランジ22Aが形成されてお
り、また先端部は大径の頭部22Bが形成されている。更
に揺動体22の外周面の長手中間部には、周面に沿ってウ
オーム23に対応するウォームホイール部22Cが刻設さ
れ、該ウォームホイール部22Cにはウォーム23が歯合さ
れて、該ウオーム23の先端部は刃物軸頭21上部に配設さ
れたサーボモータ24(第1図)に連結されている。しか
して、該サーボモータ24を駆動することによってウオー
ム23が回転し、揺動体22が回転するように構成されてい
る。
A flange 22A is formed at the base end portion of the oscillating body 22, and a large-diameter head portion 22B is formed at the tip end portion. Further, a worm wheel portion 22C corresponding to the worm 23 is engraved along the peripheral surface in the longitudinal middle portion of the outer peripheral surface of the oscillating body 22, and the worm 23 is meshed with the worm wheel portion 22C to form the worm wheel. The tip of 23 is connected to a servo motor 24 (FIG. 1) arranged above the tool shaft head 21. Then, the worm 23 is rotated by driving the servo motor 24, and the oscillating body 22 is rotated.

前記揺動体22の内孔22Dには伝動軸25が回転可能に支
承され、該伝動軸25の基端部は刃物軸頭21外に配設され
たモータ26に連結され、かつ伝動軸25の先端部は前記頭
部22Bの頭部内孔22Eに突出して、該先端部に伝動歯車31
が固定されている。
A transmission shaft 25 is rotatably supported in the inner hole 22D of the oscillating body 22, and a base end portion of the transmission shaft 25 is connected to a motor 26 arranged outside the blade shaft head 21 and the transmission shaft 25 The tip portion projects into the head internal hole 22E of the head portion 22B, and the transmission gear 31 is attached to the tip portion.
Has been fixed.

前記揺動体22の頭部内孔22Eには前記伝動軸25の軸心
線C3に対して角度θだけ傾斜した円形の軸受部22Fが形
成されており、該軸受部22Fに変位軸受27が回転可能に
被着嵌設されている。
A circular bearing portion 22F inclined by an angle θ with respect to the axis C 3 of the transmission shaft 25 is formed in the head inner hole 22E of the oscillating body 22, and the displacement bearing 27 is formed in the bearing portion 22F. It is attached so as to be rotatable.

前記変位軸受27は内孔27Aに刃物主軸28が軸支されて
いる。該刃物主軸28の基端部は変位軸受27外に突出し
て、該突出部に伝動歯車32が固定されており、刃物主軸
28の先端部はカッタ29が装着可能に構成されている。
In the displacement bearing 27, a tool spindle 28 is axially supported in an inner hole 27A. The base end portion of the tool spindle 28 projects outside the displacement bearing 27, and the transmission gear 32 is fixed to the projecting portion.
A cutter 29 can be attached to the tip of 28.

また変位軸受27の基端部には第2図に示すように刃物
主軸28の軸心線C1に対して所望の角度θ(例えば10゜)
だけ軸心線C2の位置を変えた変位軸30が回転可能に支承
されている。該変位軸30には、二個の伝動歯車33,34が
並設され、一つは前記刃物主軸28の伝動歯車32と歯合
し、他は前記伝動軸25の伝動歯車31と歯合する位置関係
とし、変位軸30の先端部は変位軸受27を頭部内孔22Eの
軸受部22Fに嵌装し、刃物主軸28の軸心線C1と伝動軸の
軸心線C3とを一直線に設定したときに頭部内孔22Eの基
端部に形成された軸孔22Gに嵌合する態様に構成されて
いる。しかして、前記変位軸30を回転中心として、変位
軸受27を軸受部22Fに沿って回転させると第3図に示す
ように、刃物主軸28の軸心線C1は伝動軸25の軸心線C3
対して2θ(例えば20゜)の傾斜角となる。すなわち、
刃物主軸28は変位軸30を回転中心として、伝動軸25の軸
心線C3に対して0゜から2θまでの範囲で傾斜させるこ
とができ、どのような傾斜角にあるときにおいても刃物
主軸28はモータ26の駆動により伝動軸25並びに伝動歯車
31〜34を介して一定の速度で回転させることができる。
As shown in FIG. 2, the base end of the displacement bearing 27 has a desired angle θ (for example, 10 °) with respect to the axis C 1 of the tool spindle 28.
A displacement shaft 30 in which the position of the axis C 2 is changed is rotatably supported. On the displacement shaft 30, two transmission gears 33 and 34 are arranged in parallel, one meshes with the transmission gear 32 of the cutting tool spindle 28, and the other meshes with the transmission gear 31 of the transmission shaft 25. and the positional relationship, the tip end portion of the displacement shaft 30 is fitted to displace the bearing 27 to the bearing portion 22F of the head in the hole 22E, straight to the axial center line C 1 of the tool spindle 28 and the axial line C 3 of the transmission shaft When set to, it is configured to be fitted into the shaft hole 22G formed at the base end of the head inner hole 22E. Then, when the displacement bearing 27 is rotated along the bearing portion 22F with the displacement shaft 30 as the rotation center, as shown in FIG. 3, the shaft center line C 1 of the blade main shaft 28 becomes the shaft center line of the transmission shaft 25. The inclination angle is 2θ (for example, 20 °) with respect to C 3 . That is,
The tool spindle 28 can be tilted about the displacement axis 30 with respect to the axis C 3 of the transmission shaft 25 within a range of 0 ° to 2θ, and the tool spindle 28 can be tilted at any tilt angle. 28 is a transmission shaft 25 and a transmission gear driven by the motor 26.
It can be rotated at a constant speed through 31 to 34.

以上のような構成から、旋回台11の旋回角度及び変位
軸受27の傾斜角度はワークWの歯車諸元や歯切法によっ
て決定され、切削加工中は位置が固定されるものであ
る。
With the above configuration, the turning angle of the swivel base 11 and the inclination angle of the displacement bearing 27 are determined by the gear specifications of the work W and the gear cutting method, and the positions are fixed during cutting.

また前記各サーボモータ並びに他の駆動機は図示しな
い一般的な配電盤内の制御機構(含NC制御)によって所
望のコントロールをするものであり、カッタ29が切削の
ため回転(自転)しながら仮想歯車の回転中心軸の囲り
を回転(公転)すれば歯切加工をすることができる。
Further, the servo motors and other driving machines perform desired control by a control mechanism (including NC control) in a general switchboard (not shown), and the cutter 29 rotates (spins) for cutting and the virtual gear. Gear cutting can be performed by rotating (revolving) the circumference of the rotation center axis.

第4図において、仮想歯車中心軸35はワークWのピッ
チ円錐頂点の位置で決まる仮想の点である。この点はx
軸の基準の位置Xo,Y軸の基準の位置Yoからそれぞれx,y
だけ離れた位置であることを計算により求めることがで
きる。そして仮想歯車の中心から揺動体22の中心線C
3(変位軸受27の傾斜角が0゜の場合は中心線C2)まで
の距離をR、仮想歯車中心を通る垂直面から、角度θ
離れた位置が切削の開始点P1であり、そこから角度θ
回転した位置が切削終了点P2とする。このR,θ1
計算で求められるものである。
In FIG. 4, the virtual gear shaft 35 is an imaginary point determined by the position of the vertex of the pitch cone of the work W. This point is x
Axis reference position Xo, Y Axis reference position Yo, x, y
It is possible to calculate that the positions are apart from each other. Then, from the center of the virtual gear, the center line C of the oscillator 22 is
R is the distance to 3 (the center line C 2 when the inclination angle of the displacement bearing 27 is 0 °), and the angle θ 1 from the vertical plane passing through the virtual gear center.
The distant position is the cutting start point P 1 , from which the angle θ 2
The rotated position is the cutting end point P 2 . These R, θ 1 and θ 2 are also calculated.

ここでP1−P2間の途中の点は仮想歯車の中心を通る垂
直面からの角度をθとすると、X,Y座標でX軸Y軸の基
準位置からの距離は X軸 X=R・SINθ−x Y軸 Y=y−R・COSθ と表わすことができる。
Here, the point on the way between P 1 and P 2 is θ, which is the angle from the vertical plane passing through the center of the virtual gear, and the distance from the reference position on the X axis and Y axis in X and Y coordinates is X axis X = R -SIN? -X Y-axis Y = y-R-COS?

この時、刃物軸頭21の軸心線C3も基準位置からθ
け回転する。そしてワークWの歯数をZw,仮想歯車の歯
数をZcとすると、揺動体22の軸心線C3(変位軸受27の傾
斜角がθ゜のときは刃物主軸28の軸心線C1)がθだけ
回転運動する時間にワーク主軸13はその軸心線C1の廻り
を、 だけ回転することによって所定の切削加工が行なわれ
る。
At this time, the axis C 3 of the tool shaft head 21 also rotates from the reference position by θ 2 . When the number of teeth of the work W is Zw and the number of teeth of the virtual gear is Zc, the axis line C 3 of the oscillator 22 (when the inclination angle of the displacement bearing 27 is θ °, the axis line C 1 of the tool spindle 28) ) Is rotated by θ 2 , the work spindle 13 rotates around its axis C 1 . A predetermined cutting process is performed by rotating only.

1歯の切削加工が終了するとワークWとカッタ29が干
渉しない位置までテーブル7がZ軸方向で後退する。そ
して揺動体22の中心点P2から点P1まで戻り、この間にワ
ーク主軸13は切削に要した回転角からワークWの1歯分
の角度を減じた分又は増加させた分すなわち だけ切削と逆方向に回転させる。次にテーブルがZ軸に
そってカッタ方向へ前進し次の歯を加工する。これを繰
り返すことによって全歯の加工をすることができる。
When the cutting process for one tooth is completed, the table 7 retracts in the Z-axis direction to a position where the work W and the cutter 29 do not interfere with each other. Then, it returns from the center point P 2 of the oscillating body 22 to the point P 1 , and during this time, the work spindle 13 subtracts or increases the angle of one tooth of the work W from the rotation angle required for cutting, that is, Only rotate in the opposite direction to cutting. Next, the table advances in the cutter direction along the Z axis to process the next tooth. By repeating this, all teeth can be processed.

これらの必要な一連の動作はそれぞれのサーボモータ
をNC制御することによって行なわれる。すなわちワーク
主軸13駆動用のサーボモータ14のパルス信号を基準にし
てカッタユニット6におけるX軸のサーボモータ17、Y
軸方向のサーボモータ20は位置と速度を加工の進展に伴
なって変化させ、同時に揺動体22駆動用のサーボモータ
24は一定の同期性を持たせた制御となる。以上の説明は
環状フライスカッタを使用した例で示したが、カッタの
代りにCBN工具やカップ条砥石を使用しても全く揺動の
動作でマガリバカサ歯車を製作することができる。また
歯切りの別の方法として、仮想歯車とワークが創成運動
をしていくに従い、切り込みの深さを変えていく方法が
ある。この時には上述の一連の動作にサーボモータ9に
よるテーブル7のZ軸方向での動きを更に同期させれば
容易に行うことができる。なおこの発明による機械は、
カッタに円板状正面ホブを使用する場合にも刃物主軸28
駆動用のモータ26をサーボモータにして一連の動作に他
のサーボモータ14と同時制御することにより容易に実現
摺ることができる。またハイポイドヤの場合は、そのオ
フセット量だけY軸の基準位置を変更することにより容
易に加工することができる。
These required series of operations are performed by controlling the NC of each servo motor. That is, with reference to the pulse signal of the servo motor 14 for driving the work spindle 13, the X-axis servo motors 17, Y in the cutter unit 6 are used.
The axial servomotor 20 changes the position and speed as the machining progresses, and at the same time, the servomotor for driving the oscillator 22.
24 is a control with a certain synchronism. The above description has been given by using the annular milling cutter as an example. However, even if a CBN tool or a cup grindstone is used in place of the cutter, it is possible to fabricate a magnifying bevel gear by a completely swinging motion. Another method of gear cutting is to change the depth of cutting as the virtual gear and the work make a creative motion. At this time, if the series of operations described above is further synchronized with the movement of the table 7 in the Z-axis direction by the servo motor 9, it can be easily performed. The machine according to the present invention is
Even when using a disk-shaped front hob for the cutter, the blade spindle 28
This can be easily realized by using the driving motor 26 as a servo motor and simultaneously controlling a series of operations with other servo motors 14. Further, in the case of hypoidia, it can be easily processed by changing the Y-axis reference position by the offset amount.

[発明の効果] 以上のように構成されたこの発明に於ては、次のよう
な勝れた効果を有している。
[Advantages of the Invention] The present invention configured as described above has the following advantages.

(A) カッタを保持し、仮想歯車を表現する従来の大
きな回天体を使用せずに刃物主軸を傾斜状に支持可能な
構成なので高速化ができる効果がある。
(A) Since the cutter main shaft can be supported in an inclined shape without using the conventional large revolving body that holds the cutter and expresses the virtual gear, there is an effect that the speed can be increased.

(B) 歯車を加工するための段取りに熟練と時間を要
しないので、作業性に勝れて生産性向上ができる効果が
ある。
(B) Since skill and time are not required for the setup for machining the gear, there is an effect that workability is superior and productivity can be improved.

(C) 機械全体をコンパクトにすることができるの
で、所要床面積を小さくして工場スペースを活用するこ
とができる効果がある。
(C) Since the entire machine can be made compact, there is an effect that the required floor area can be reduced and the factory space can be utilized.

(D) ハイポイドギヤを加工する場合、小歯車と大歯
車のオフセットを刃物軸頭の昇降基準位置を変えること
により行うことによって、ワーク主軸のオフセット機構
を不用とすることができる効果がある。
(D) When machining a hypoid gear, by offsetting the small gear and the large gear by changing the ascending / descending reference position of the tool shaft head, there is an effect that the offset mechanism of the work spindle can be dispensed with.

(E) ワークの加工や組付けのための基準面から円錐
頂点までの距離を水平送りの基準位置とテーブルの基準
位置とを変えることによって行うことにより、ワーク主
軸方向の調整機構を不用にすることができる効果があ
る。
(E) By making the distance from the reference plane for machining or assembling the work to the cone apex by changing the reference position of the horizontal feed and the reference position of the table, the adjustment mechanism in the work spindle direction becomes unnecessary. There is an effect that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面はこの発明の実施例に係り、第1図は斜視図、第2
図は第1図におけるA−A線断面図(刃物軸の傾斜角0
゜の場合)、第3図は刃物軸の傾斜角2θの場合の第1
図におけるA−A線断面図、第4図は刃物主軸の動きを
示す概念図、第5図ないし第9図は従来例におけるカッ
ターとワークと仮想歯車0関係を示す斜視図である。 1……歯切盤、2……ベット 3,4……摺動ガイド、5……ワーク保持ユニット、 6……カッタユニット、7……テーブル、 7A……切欠面、7B……壁面、 8……送りネジ、9……サーボモータ、 10……旋回軸、11……旋回台、 12……工作主軸頭、13……ワーク主軸、 14……サーボモータ、W……ワーク、 15……コラム、16……送りネジ、 17……サーボモータ、18……昇降ガイド、 19……送りネジ、20……サーボモータ、 21……刃物軸頭、21A……ガイド部、 21B……メネジ部、21C……内孔、 22……揺動体、22A……フランジ、 22B……頭部、22C……ウオームホイール部、 22D……内孔、22E……頭部内孔、 22F……軸受部、22G……軸孔、 23……ウオーム、24……サーボモータ、 25……伝動軸、26……モータ、 27……変位軸受、27A……内孔、 28……刃物主軸、29……カッタ、 30……変位軸、31,32,33,34……伝動歯車、 35……仮想歯車中心軸。
The drawings relate to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view and FIG.
The figure is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
3), and FIG. 3 shows the first when the angle of inclination of the blade axis is 2θ.
Fig. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in the drawing, Fig. 4 is a conceptual diagram showing the movement of the blade main shaft, and Figs. 5 to 9 are perspective views showing the relationship between the cutter, the work, and the virtual gear 0 in the conventional example. 1 ... Tooth cutter, 2 ... Bed 3, 4 ... Sliding guide, 5 ... Work holding unit, 6 ... Cutter unit, 7 ... Table, 7A ... Notch surface, 7B ... Wall surface, 8 …… Feed screw, 9 …… Servo motor, 10 …… Swivel axis, 11 …… Swivel base, 12 …… Work spindle head, 13 …… Work spindle, 14 …… Servo motor, W …… Work, 15 …… Column, 16 …… Feed screw, 17 …… Servo motor, 18 …… Lift guide, 19 …… Feed screw, 20 …… Servo motor, 21 …… Cut shaft head, 21A …… Guide section, 21B …… Female thread section , 21C …… Inner hole, 22 …… Oscillator, 22A …… Flange, 22B …… Head, 22C …… Warm wheel part, 22D …… Inner hole, 22E …… Head inner hole, 22F …… Bearing part , 22G …… Shaft hole, 23 …… worm, 24 …… Servo motor, 25 …… Transmission shaft, 26 …… Motor, 27 …… Displacement bearing, 27 A …… Inner hole, 28 …… Tool spindle, 29 …… Cutter, 30 …… Displacement axis, 31,32,33,34 …… Transmission gear, 35 …… Virtual gear central axis.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ベット上にワーク保持ユニットと、カッタ
ユニットとを有する曲り歯カサ歯車歯切盤において、前
記カッタユニットは、コラムと刃物軸頭とで構成され、
ワーク保持ユニットの進退方向に対してコラムが直交方
向へ進退可能に配設され、該コラムには刃物軸頭が昇降
自在に配設され、該刃物軸頭は内孔の軸心線がコラムの
進退方向に直交するように水平に配設され、内孔内に揺
動体が内嵌され、該揺動体とコラム間に配設されたウオ
ームにより揺動体が内孔周面に沿って回転自在に構成さ
れ、該揺動体は基部中心部の内孔に外部のモータと連結
した伝導軸が貫通支持され、その前部の軸頭内孔はその
先端面が軸線直交方向に対してθ角に形成され、軸頭内
孔には変位軸受が、その基端部の変位軸を軸頭内孔基部
に遊嵌され軸心線先が前記伝導軸の軸心線延長とθ角で
接するように回転自在に被着配設され、該変位軸受の内
孔には変位軸の軸心線に対してθ角に傾斜するよう刃物
主軸が内嵌され、刃物主軸,変位軸,伝導軸が共動する
よう構成され、伝導軸と同一軸心線上にある刃物主軸の
軸心線が変位軸を中心として0θから2θの範囲で変位
可能に構成され、前記ワーク保持ユニツトはカツタユニ
ット方向へ進退するテーブル上に旋回台を介して工作主
軸頭を、そのワーク主軸の先端部が旋回軸の上方に位置
するよう配設され、各駆動部はNC制御されたサーボモー
タにより駆動制御されることを特徴とする歯切盤。
1. A spiral tooth gear cutting machine having a work holding unit and a cutter unit on a bed, wherein the cutter unit is composed of a column and a blade shaft head.
A column is arranged so as to be able to move forward and backward in a direction orthogonal to the forward and backward direction of the work holding unit, and a blade shaft head is vertically movable in the column. The blade shaft head has an axial center line of the inner hole of the column. The oscillating body is horizontally arranged so as to be orthogonal to the advancing / retreating direction, the oscillating body is fitted in the inner hole, and the oscillating body is freely rotatable along the inner hole peripheral surface by the worm arranged between the oscillating body and the column. The oscillating body is formed such that a conduction shaft connected to an external motor penetrates through an inner hole at the center of the base, and the front end surface of the shaft head inner hole is formed at an angle θ with respect to the direction orthogonal to the axis. The displacement bearing in the shaft head inner hole is loosely fitted to the base of the shaft head inner hole with the displacement shaft of the base end portion thereof rotated so that the tip of the shaft center line contacts the extension of the shaft center line of the conduction shaft at a θ angle. The main shaft of the tool is fitted in the inner hole of the displacement bearing so as to incline at an angle of θ with respect to the axis of the displacement shaft. The main shaft, the displacement shaft, and the transmission shaft are configured to move together, and the shaft center line of the blade main shaft on the same axis as the transmission shaft is displaceable within a range of 0θ to 2θ about the displacement shaft. The holding unit is provided with a work spindle head on a table that moves back and forth in the direction of the cutter unit via a swivel base, and the tip of the work spindle is located above the swivel axis, and each drive unit is an NC-controlled servo. A gear cutting machine characterized by being driven and controlled by a motor.
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Title
仙波正荘,歯車第7巻,初版,昭和38年2月20日,日刊工業新聞社,第2694〜2695頁,第2832〜2834頁

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