JP2685709B2 - 歯車状の工作物におけるバルーン形又は円錐形の歯を精密加工する方法 - Google Patents

歯車状の工作物におけるバルーン形又は円錐形の歯を精密加工する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念部に
記載した、歯車のバルーン形及び（又は）円錐形の歯車
を精密加工する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】前記形式の方法を実施する機械はＥＰ０３
６０９５３Ａ２号によって公知である。この場合には歯
車状の工具が工具ヘツドに回転駆動可能に受容されてい
る。該工具ヘツドは工具及び工作物軸に対して直角に向
けられた調整軸を中心として旋回調整可能に、水平方向
に走行可能な送り往復台における水平な軸を中心として
旋回可能な揺動体に案内されている。両方の運動は９０
゜互いにずらされている。送り往復台は鉛直方向に走行
可能な接近往復台に案内されている。
【０００３】往復台運動に関して似た機械はＤＥ−Ｇｂ
ｍ８８０５２３７．０号により公知である。しかしなが
らこの機械においては工作物の歯にバルーン形及び（又
は）円錐形の歯面を生ぜしめるためには工具が旋回させ
られるのではなく、工作物を保持する機械テーブルが工
作物軸に直角に向けられた旋回軸を中心とした旋回運動
を行なう。
【０００４】両方の機械において共通であることは、回
転軸と純然たる調節軸なしで、４つの機械軸が存在し、
これらの機械軸の運動が、前もって適当にプログラミン
グされなければならない機械制御装置によって制御され
る必要があることである。工作機械において制御される
べき軸が多ければ多いほど、プログラミング費用は大き
く、加工される工作物における目標値偏差の惧れも大き
い。さらに多くの軸が制御されなければならないほど繰
返し精度も小さくなる。これは特に、接近運動が数μｍ
の大きさでしかないことが普通である歯車加工機械にあ
てはまる。
【０００５】
【発明の課題】本発明の課題は前述の問題から出発し
て、制御される機械軸が４つよりも少ない、バルーン形
及び（又は）円錐形の歯面を精密加工する方法及び機械
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決する手段】この課題を解決した本発明によ
れば、歯車状の工作物におけるバルーン形又は円錐形の
歯面を、切削する歯車状の工具を用いて精密加工する方
法であって、工具と工作物との軸線が軸交差角で交差さ
せられて工具が工作物に歯で噛合わされ、工具と工作物
との軸線に対して平行な平面内で、工具が工作物の軸線
に対して角度を成して斜めに向けられた送り運動と、こ
の送り運動に対して垂直に向けられた、軸間隔を減少さ
せる接近運動とを行う形式のものにおいて、前記送り運
動と一緒に該送り運動に対して垂直に向けられた付加運
動が工具に与えられ、前記送り運動と付加運動とが互い
に調和させられて、工具の加工ゾーンがカーブ軌道に沿
って工作物の一方の端面から他方の端面に向かって案内
されており、工具の加工ゾーンが、工作物の加工しよう
とする歯面に対するどの接触点においても、この加工し
ようとする歯面に対して接線方向の接触を有しており、
このために工具が工具と工作物との軸線に対して垂直な
軸線を中心として旋回調節するようにした。
【０００７】バルーン形の歯面を精密加工する方法であ
って、歯車状の工具の加工ゾーンが工作物の加工しよう
とする歯面と接線方向で接触する形式のものはＤＥ３１
４２８４３Ｃ２号によって公知である。しかしながらこ
のために使用された機械はシーソの形をした旋回装置を
備えている。このシーソの形をした旋回装置は申し分の
ない案内を保証するためには著しい製作技術的な費用を
必要とする。
【０００８】本発明の方法の別の利点は、いずれにして
も加工圧を受容しなければならない旋回装置が省略され
ることにより、機械の強度が著しく高められることであ
る。
【０００９】請求項１に記載した方法は外歯を有する工
作物の加工のためだけではなく、請求項２に記載されて
いるように内歯を備えた工作物にも有利な形式で用いる
ことができる。さらに外歯を有する工具の使用に限定さ
れるものではなく、請求項３に記載されているように、
内歯を有する工具で実施することもできる。
【００１０】
【実施例】図１に縦断面図で示された歯車状の工作物Ｗ
は図３に示されたように長手方向にバルーン形である歯
面２，３を有する歯１を有している。わかりやすくする
ために図はいくらか簡略化して、部分的に、特にバルー
ン性に関して誇張して示してある。工作物の歯面２，３
を精密加工するためには歯車状の工具Ｔが設けられてい
る。該工具Ｔは歯面５，６に幾何学的に規定された切断
エツヂ７を有するシエービングホイール又は歯面に研削
面を有するホーニングホイール、硬質シエービングホイ
ール又はそれに類似したものである。申し分のない表面
が歯面に与えられるようにするためには工具Ｔの歯面
５，６の加工ゾーンをすべての接触点Ｋにおいて接線方
向で工作物の歯面２，３に接触させることが必要である
（図３）。
【００１１】工作物Ｗのバルーン形の歯面２，３を精密
加工する機械は図４から６までに３つの異なる方向から
見て図示されている。機械１１の上にはシエービング、
ホーニング又は類似した方法で加工される歯の付いた工
作物Ｗが心押し台１２，１３の間に回転可能に受容され
ている。コラム１５の上では接近送り往復台１６が垂直
に移動可能（矢印Ｚ）でかつそのためにモータ１７と図
示されていないスピンドル駆動装置で駆動可能である。
長手方向案内１９内には送り往復台２０が工作物軸３１
に対して平行に往復運動可能に受容されている（矢印
Ｘ）。このためには伝動装置２３を有するモータ２２が
設けられている。
【００１２】長手方向案内１９に対して９０゜ずらされ
た、送り往復台２０における長手方向案内３９には横往
復台４０が往復運動可能に受容されている（矢印Ｙ）。
このためには伝動装置４２を有するモータ４１が設けら
れている。
【００１３】横往復台４０の下面における円形案内２６
には工具ヘッド２７が垂直な軸２８を中心として回転可
能に受容されている。工具ヘッド２７には歯車状の工具
Ｔが支承されている。この工具Ｔはモータ２９により伝
動装置３８を介して駆動可能である。工具ヘッド２７の
回転軸２８は各加工プロセスの開始にあたって、対称的
なバルーン性を有する工作物の場合には有利には、しか
し強制的にではなく、工具Ｔの中央の回転平面に位置し
ているかもしくは非対称のバルーン性を有する工作物
（図９参照）の場合にはバルーン性の頂点に位置してい
る回転軸平面８ａに位置している。
【００１４】工具ヘッド２７を軸２８を中心として回動
させるためにはモータ３６と伝動装置３７とが設けられ
ている。工具ヘッド２７を軸２８を中心として回転させ
ることにより、工具Ｔの軸３０と工作物軸３１との間の
軸交差角δが調節される。この場合、軸３０，３１は平
行な面５７，５８の上に位置している。この面５７，５
８についてはあとで説明する。送り往復台２０の運動Ｘ
と横往復台４０の運動Ｙを適当に調和させることによ
り、図１，２の図平面に対して送り角ε（図８）を成し
て傾けられた工具Ｔの送り方向Ｖが調節される。
【００１５】本発明の方法は以下の如く実施される。す
なわち、工具Ｔが公知の形式で工作物Ｗと歯で噛合わさ
れて回転するように係合させられる。この場合には歯面
は片側又は両側で接触させられる。次いで工具Ｔは先き
に述べた位置から、同様に公知の形式で少なくとも１回
の送り方向Ｖの往復運動を行なう。この場合には通常は
少なくとも一度軸間隔ａを減少させる方向での接近送り
運動が必要である。バルーン形の歯面を生ぜしめるため
にはＸ方向とＹ方向の運動成分から合成されたＶ方向の
送り運動には、常にこれに対して垂直に向けられた、矢
印Ｚ方向の正又は負の付加運動が重畳される。この重畳
は工作物の一方の端面から他方の端面に向かって案内さ
れた工具Ｔの加工ゾーンがすべての接触点Ｋにおいて、
工具Ｔの歯面５，６と工作物Ｗの歯面２，３との間に常
に接線方向の接触が生じるように工作物の包絡体５０円
周面５１に位置するように行われる。前記付加運動は接
近送り運動とは無関係であるので、この接近送り運動と
混同されてはならない。
【００１６】包絡体５０の周面５１は、両側で接触して
それぞれの転がり円において工作物Ｗの１つの歯溝を通
して案内された球５４の接触点５３を通る母線５２で規
定されている。したがってバルーン状の歯面２３を有す
る工作物Ｗの包絡体はバルーン状ではない、すなわち平
行な歯面を有する工作物の場合のピッチ円筒、すなわち
ピッチ円の軸方向の延びに相応している。工作物Ｗの歯
端だけにバルーン状の歯面区分を与えたい場合には、そ
の間にあるバルーン状ではない区分においては付加運動
は不要である。
【００１７】図１と図８とに示されているように工作物
Ｗに対称的なバルーン性を与えたい場合には、接触点Ｋ
はＺ方向で見て直線として見える平らなカーブ５５（図
８）上を移動する。工作物Ｗにこれに対して非対称的な
バルーン性を与えたい場合（図９参照）には接触点Ｋは
立体的なカーブ５６の上を移動する。
【００１８】カーブ５５，５６の経過と形状とは無関係
に工具軸３０と工作物軸３１は接触点のどの位置におい
ても、互いにかつ軸ＸとＹとによって規定された平面５
９に平行な平面５７，５８に位置している（第１０
図）。この場合工作物軸３１を含む平面５８はその位置
を変化させない。つまり軸３１を中心とした回転を行な
わない。
【００１９】工具Ｔにより行なわれる種々の運動は互い
に無関係に行なうことができ、その相互間の関連性は機
械制御の適当なプログラミングだけによって得られる。
これによって実地において歯面線における修正が任意に
大幅に実現される。この場合には、工具Ｔが常に包絡体
５０の母線５１の上をそれに沿って案内され、工具の歯
面５，６の加工ゾーンがどの接触点においても工作物歯
面２，３に接線方向で接触するようにすればよい。さら
に適当なプログラミングによって、例えば送り角εを変
えることが形成するバルーン性の形にとって有意義であ
る場合にはこれを加工サイクルの間に変えることもでき
る。
【００２０】バルーン状の歯について成した加工経過及
び使用される機械は、円錐状の歯にも意義的に同じ形式
で使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルーン状の歯を有する歯車（工作物）の縦断
面図。
【図２】図１の歯車の歯の横断面図。
【図３】工具歯車と工作物歯車との接触点における協働
を示した図。
【図４】本発明の機械の側面図。
【図５】本発明の機械を図４の矢印ＩＩの方向で見た
図。
【図６】機械の主要部分の斜視図。
【図７】工具と工作物の間の運動経過を示した図。
【図８】工具と工作物との間の運動経過を図７とは別の
方向から示した図。
【図９】別の歯車を示した図。
【図１０】工具が図７と図８として示した位置にある場
合の工具と工作物の軸線の位置を示した図。
【符号の説明】 １ 工作物の歯、 ２，３ 工作物の歯面、 ４ 工具
の歯、 ５，６ 工具の歯面、７ 切断エッヂ、 ８，
８′ 工具の中央回転面、 １１ ベッド、１２，１３
心押し台、 １５ コラム、 １６ 接近送り往復
台、 １７ モータ、 １９ 縦案内、 ２０ 送り往
復台、 ２２ モータ、 ２３ 伝動装置、 ２６ 円
形案内、 ２７ 工具ヘッド、 ３６ モータ、 ３７
伝動装置、 ３８ 伝動装置、 ３９ 長手方向案
内、 ４０ 横往復台、 ４１ モータ、 ４２ 伝動
装置、 ５０ 包絡体、 ５１ 周面、 ５２ 母線、
５３ 接触点、 ５４ 球、 ５５，５６ カーブ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 歯車状の工作物（Ｗ）におけるバルーン
    形又は円錐形の歯面（２，３）を、切削する歯車状の工
    具（Ｔ）を用いて精密加工する方法であって、工具
    （Ｔ）と工作物（Ｗ）との軸線（３０，３１）が軸交差
    角（δ）で交差させられて工具（Ｔ）が工作物（Ｗ）に
    歯で噛合わされ、工具（Ｔ）と工作物（Ｗ）との軸線
    （３０，３１）に対して平行な平面内で、工具（Ｔ）が
    工作物（Ｗ）の軸線（３１）に対して角度（ε）を成し
    て斜めに向けられた送り運動（Ｖ）と、この送り運動
    （Ｖ）に対して垂直に向けられた、軸間隔（ａ）を減少
    させる接近運動とを行う形式のものにおいて、前記送り
    運動（Ｖ）と一緒に該送り運動（Ｖ）に対して垂直に向
    けられた付加運動が工具（Ｔ）に与えられ、前記送り運
    動（Ｖ）と付加運動とが互いに調和させられて、工具
    （Ｔ）の加工ゾーンがカーブ軌道（５５，５６）に沿っ
    て工作物（Ｗ）の一方の端面から他方の端面に向かって
    案内されており、工具（Ｔ）の加工ゾーンが、工作物
    （Ｗ）の加工しようとする歯面（２，３）に対するどの
    接触点（Ｋ）においても、この加工しようとする歯面
    （２，３）に対して接線方向の接触を有しており、この
    ために工具（Ｔ）が工具（Ｔ）と工作物（Ｗ）との軸線
    （３０，３１）に対して垂直な軸線（２８）を中心とし
    て旋回調節することを特徴とする、歯車状の工作物にお
    けるバルーン形又は円錐形の歯を精密加工する方法。
  2. 【請求項２】 内歯を有する工作物のために外歯を有す
    る工具（Ｔ）を使用する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 外歯を有する工作物のために内歯を有す
    る工具（Ｔ）を使用する、請求項１記載の方法。
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