JP3148034B2 - ギアホーニング加工方法及び装置 - Google Patents
ギアホーニング加工方法及び装置Info
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- JP3148034B2 JP3148034B2 JP2014393A JP2014393A JP3148034B2 JP 3148034 B2 JP3148034 B2 JP 3148034B2 JP 2014393 A JP2014393 A JP 2014393A JP 2014393 A JP2014393 A JP 2014393A JP 3148034 B2 JP3148034 B2 JP 3148034B2
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- gear
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- 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
- B23F19/05—Honing gear teeth
- B23F19/057—Honing gear teeth by making use of a tool in the shape of an internal gear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車状のワーク表面を
これに噛合する砥石によって加工するギアホーニング加
工方法及び装置に関するものである。
これに噛合する砥石によって加工するギアホーニング加
工方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯車状のワークの歯面を仕上げ加
工する手段として、ギアホーニング加工方法が知られて
いる。この方法は、例えば図９に示すような外歯車状の
ワーク９０を加工する場合、上記ワーク９０に噛合う内
歯車状の砥石９２を用意し、上記ワーク９０を図の実線
に示す位置から同図矢印Ａ１に示すような切込み送り方
向に移動させて図の二点鎖線位置すなわち砥石９２とバ
ックラッシュがなくなる状態まで噛合う位置へ移動さ
せ、さらに上記切込み送りを行いながら砥石９２でワー
ク９０を矢印Ａ２方向に回転させることにより、上記ワ
ーク９０の歯面を加工するものである。
工する手段として、ギアホーニング加工方法が知られて
いる。この方法は、例えば図９に示すような外歯車状の
ワーク９０を加工する場合、上記ワーク９０に噛合う内
歯車状の砥石９２を用意し、上記ワーク９０を図の実線
に示す位置から同図矢印Ａ１に示すような切込み送り方
向に移動させて図の二点鎖線位置すなわち砥石９２とバ
ックラッシュがなくなる状態まで噛合う位置へ移動さ
せ、さらに上記切込み送りを行いながら砥石９２でワー
ク９０を矢印Ａ２方向に回転させることにより、上記ワ
ーク９０の歯面を加工するものである。
【０００３】ところで、このようなギアホーニング加工
では、上記ワーク９０の切込み送り速度をその位置に応
じて適宜制御する必要がある。具体的には、一例として
図１０（ａ）に示すように、ワーク９０と砥石９２が接
触するまでは、加工時間を短縮するために可及的速やか
にワーク９０を砥石９２に近付け（割り出し；切込み送
り位置は０→Ｘ０）、その後、両者の間に加工を行うの
に十分な圧接力が生じるまでは上記割り出しの速度より
も少し低い速度で切込み送りし（切込み送り位置Ｘ０→
Ｘ１）、実際に加工を行う際にはさらに低い速度（加工
用速度）で切込み送りを行い、一定の切込み送り位置
（仕上げ寸法位置）Ｘ２に達した時点で加工を終了する
といった制御が行われている。
では、上記ワーク９０の切込み送り速度をその位置に応
じて適宜制御する必要がある。具体的には、一例として
図１０（ａ）に示すように、ワーク９０と砥石９２が接
触するまでは、加工時間を短縮するために可及的速やか
にワーク９０を砥石９２に近付け（割り出し；切込み送
り位置は０→Ｘ０）、その後、両者の間に加工を行うの
に十分な圧接力が生じるまでは上記割り出しの速度より
も少し低い速度で切込み送りし（切込み送り位置Ｘ０→
Ｘ１）、実際に加工を行う際にはさらに低い速度（加工
用速度）で切込み送りを行い、一定の切込み送り位置
（仕上げ寸法位置）Ｘ２に達した時点で加工を終了する
といった制御が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記ギアホーニング加
工が実行されるワークには、予め前加工が施されている
が、この前加工でのワークの切込み寸法にはバラツキが
あり、よってギアホーニング加工前の各ワークの寸法に
もバラツキがある。しかしながら、従来のギアホーニン
グ加工では、ワークの寸法バラツキに関係なく一定の切
込み送り位置Ｘ１まで急速に切込み送りした後、低速で
加工を開始しているので、ワークの研削負荷もその寸法
によってばらついてしまう。具体的に、前加工時の切込
み寸法が小さいワーク（すなわち径寸法が大きいワー
ク）は、前加工時の切込み寸法が大きいワーク（すなわ
ち径寸法が小さいワーク）よりも早く砥石と接触するの
で、すべてのワークに対して同じ加工動作を行っても、
実際の研削負荷はワーク寸法に応じて大きく変動するこ
とになる。例えば、前加工時の切込み寸法が過小である
場合には、図１０（ｂ）に実線で示すように加工開始時
の研削負荷が過大となり、この研削負荷は加工中に漸次
減少することとなり、逆に前加工時の切込み寸法が過大
である場合には、同図に一点鎖線で示すように加工開始
時の研削負荷が過小となり、この研削負荷は加工に伴っ
て漸次増大することとなる。従って、同じ仕上げ寸法位
置Ｘ２で切込み送りを停止しても、これに至るまでの研
削状態が異なるために実際のワークの仕上げ寸法は大き
くばらつき、安定した歯面精度が得られない不都合があ
る。
工が実行されるワークには、予め前加工が施されている
が、この前加工でのワークの切込み寸法にはバラツキが
あり、よってギアホーニング加工前の各ワークの寸法に
もバラツキがある。しかしながら、従来のギアホーニン
グ加工では、ワークの寸法バラツキに関係なく一定の切
込み送り位置Ｘ１まで急速に切込み送りした後、低速で
加工を開始しているので、ワークの研削負荷もその寸法
によってばらついてしまう。具体的に、前加工時の切込
み寸法が小さいワーク（すなわち径寸法が大きいワー
ク）は、前加工時の切込み寸法が大きいワーク（すなわ
ち径寸法が小さいワーク）よりも早く砥石と接触するの
で、すべてのワークに対して同じ加工動作を行っても、
実際の研削負荷はワーク寸法に応じて大きく変動するこ
とになる。例えば、前加工時の切込み寸法が過小である
場合には、図１０（ｂ）に実線で示すように加工開始時
の研削負荷が過大となり、この研削負荷は加工中に漸次
減少することとなり、逆に前加工時の切込み寸法が過大
である場合には、同図に一点鎖線で示すように加工開始
時の研削負荷が過小となり、この研削負荷は加工に伴っ
て漸次増大することとなる。従って、同じ仕上げ寸法位
置Ｘ２で切込み送りを停止しても、これに至るまでの研
削状態が異なるために実際のワークの仕上げ寸法は大き
くばらつき、安定した歯面精度が得られない不都合があ
る。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、加工前
のワークの寸法にばらつきがある場合でも、安定した歯
面精度でワークを仕上げることができるギアホーニング
加工方法及び装置を提供することを目的とする。
のワークの寸法にばらつきがある場合でも、安定した歯
面精度でワークを仕上げることができるギアホーニング
加工方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記ギアホーニング加工
において、加工中の研削負荷は切込み送り速度と密接な
関係があり、また切込み送り速度が一定の場合、加工中
の研削負荷は上記切込み送り速度に見合った一定の収束
研削負荷に収束しようとする。
において、加工中の研削負荷は切込み送り速度と密接な
関係があり、また切込み送り速度が一定の場合、加工中
の研削負荷は上記切込み送り速度に見合った一定の収束
研削負荷に収束しようとする。
【０００７】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであり、歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工方法において、１回
目の加工では、上記ワークと砥石とを上記切込み送り方
向に予め定められた一定の切込み送り速度で相対移動さ
せながらワークの加工を行い、上記ワークと砥石とを予
め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相対移動させた
時点で加工を終了し、２回目以降の加工については、実
際の研削負荷が前回の加工終了時の研削負荷に達した時
点で当該加工を開始し、上記切込み送り速度と同じ速度
で切込み送りするものである（請求項１）。
たものであり、歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工方法において、１回
目の加工では、上記ワークと砥石とを上記切込み送り方
向に予め定められた一定の切込み送り速度で相対移動さ
せながらワークの加工を行い、上記ワークと砥石とを予
め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相対移動させた
時点で加工を終了し、２回目以降の加工については、実
際の研削負荷が前回の加工終了時の研削負荷に達した時
点で当該加工を開始し、上記切込み送り速度と同じ速度
で切込み送りするものである（請求項１）。
【０００８】また本発明は、歯車状のワークと歯車状の
砥石とを噛合しながら両者が互いに圧接する方向である
切込み送り方向に相対移動させかつ相対回転させること
によりワーク表面を加工するギアホーニング加工装置に
おいて、加工中の研削負荷を検出する負荷検出手段と、
加工終了時に検出された研削負荷を記憶する負荷記憶手
段と、１回目の加工では、上記ワークと砥石とを上記切
込み送り方向に予め定められた一定の切込み送り速度で
相対移動させながらワークの加工を行わせ、上記ワーク
と砥石とを予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相
対移動させた時点で加工を終了させ、２回目以降の加工
については、実際の研削負荷が上記負荷記憶手段で記憶
された前回の加工終了時における研削負荷に達した時点
で当該加工を開始させ、上記切込み送り速度と同じ速度
で切込み送りさせる加工制御手段とを備えたものである
（請求項２）。
砥石とを噛合しながら両者が互いに圧接する方向である
切込み送り方向に相対移動させかつ相対回転させること
によりワーク表面を加工するギアホーニング加工装置に
おいて、加工中の研削負荷を検出する負荷検出手段と、
加工終了時に検出された研削負荷を記憶する負荷記憶手
段と、１回目の加工では、上記ワークと砥石とを上記切
込み送り方向に予め定められた一定の切込み送り速度で
相対移動させながらワークの加工を行わせ、上記ワーク
と砥石とを予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相
対移動させた時点で加工を終了させ、２回目以降の加工
については、実際の研削負荷が上記負荷記憶手段で記憶
された前回の加工終了時における研削負荷に達した時点
で当該加工を開始させ、上記切込み送り速度と同じ速度
で切込み送りさせる加工制御手段とを備えたものである
（請求項２）。
【０００９】また本発明は、歯車状のワークと歯車状の
砥石とを噛合しながら両者が互いに圧接する方向である
切込み送り方向に相対移動させかつ相対回転させること
によりワーク表面を加工するギアホーニング加工方法に
おいて、加工中の研削負荷を加工開始時の研削負荷に近
付けるように上記切込み送り方向へのワークと砥石との
相対移動速度を制御しながら加工を行い、上記ワークと
砥石とを予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで上記
切込み送り方向に相対移動させた時点で加工を終了する
ものである（請求項３）。
砥石とを噛合しながら両者が互いに圧接する方向である
切込み送り方向に相対移動させかつ相対回転させること
によりワーク表面を加工するギアホーニング加工方法に
おいて、加工中の研削負荷を加工開始時の研削負荷に近
付けるように上記切込み送り方向へのワークと砥石との
相対移動速度を制御しながら加工を行い、上記ワークと
砥石とを予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで上記
切込み送り方向に相対移動させた時点で加工を終了する
ものである（請求項３）。
【００１０】また本発明は、上記ギアホーニング加工を
行う装置であって、加工中の研削負荷を検出する負荷検
出手段と、予め設定された研削負荷で加工を開始させ、
加工中に検出される研削負荷を上記加工開始時の研削負
荷に近付けるように上記切込み送り方向へのワークと砥
石との相対移動速度を加工中に制御し、上記ワークと砥
石とが予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで上記切
込み送り方向に相対移動した時点で加工を終了させる加
工制御手段とを備えたものである（請求項４）。
行う装置であって、加工中の研削負荷を検出する負荷検
出手段と、予め設定された研削負荷で加工を開始させ、
加工中に検出される研削負荷を上記加工開始時の研削負
荷に近付けるように上記切込み送り方向へのワークと砥
石との相対移動速度を加工中に制御し、上記ワークと砥
石とが予め設定された一定の仕上げ寸法位置まで上記切
込み送り方向に相対移動した時点で加工を終了させる加
工制御手段とを備えたものである（請求項４）。
【００１１】
【作用】ギアホーニング加工において切込み送り速度が
一定の場合、この切込み送り速度に見合った適当な研削
負荷で加工を開始すれば、加工中の研削負荷はほぼ一定
となるが、この研削負荷に比べて加工開始時の研削負荷
が小さいと、この研削負荷が加工中に増大し、逆に加工
開始時の研削負荷が大きいと、この研削負荷が加工中に
減少して、いずれの場合も最終的に上記適当な研削負荷
（収束研削負荷）に収束しようとする。従って、請求項
１，２記載の方法及び装置によれば、２回目以降の加工
について、実際の研削負荷が前回の加工終了時の研削負
荷に達した時点で当該加工を開始することにより、加工
回数が増えるに従って加工時の研削負荷が次第に安定
し、加工後のワークの歯面精度も安定し向上していく。
一定の場合、この切込み送り速度に見合った適当な研削
負荷で加工を開始すれば、加工中の研削負荷はほぼ一定
となるが、この研削負荷に比べて加工開始時の研削負荷
が小さいと、この研削負荷が加工中に増大し、逆に加工
開始時の研削負荷が大きいと、この研削負荷が加工中に
減少して、いずれの場合も最終的に上記適当な研削負荷
（収束研削負荷）に収束しようとする。従って、請求項
１，２記載の方法及び装置によれば、２回目以降の加工
について、実際の研削負荷が前回の加工終了時の研削負
荷に達した時点で当該加工を開始することにより、加工
回数が増えるに従って加工時の研削負荷が次第に安定
し、加工後のワークの歯面精度も安定し向上していく。
【００１２】また、請求項３，４記載の方法及び装置に
よれば、ワークの加工中、加工開始時の研削負荷に近付
けるように切込み送り速度が制御されるため、これによ
り研削負荷が加工中安定し、従って加工後のワークの歯
面精度も安定する。
よれば、ワークの加工中、加工開始時の研削負荷に近付
けるように切込み送り速度が制御されるため、これによ
り研削負荷が加工中安定し、従って加工後のワークの歯
面精度も安定する。
【００１３】
【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図５に基づいて
説明する。
説明する。
【００１４】図１〜３に示すギアホーニング加工装置
は、ワーク１０を支持するワーク支持系と、これを加工
するための砥石３０を支持する砥石支持系とを備えてい
る。
は、ワーク１０を支持するワーク支持系と、これを加工
するための砥石３０を支持する砥石支持系とを備えてい
る。
【００１５】上記ワーク１０は、その全周にわたり外歯
１２をもつ外歯車状に形成されている。ワーク支持系と
しては、図２に示すようなワーク支持台１４が設置され
ている。このワーク支持台１４上には、横向きに主軸１
６が設置されるとともに、この主軸１６と対向した状態
でその軸方向（水平方向）にスライド可能にテイルスト
ック軸１８が設置されている。そして、このテイルスト
ック軸１８と上記主軸１６とでワーク１０が水平軸回り
（外歯車の中心軸回り）に回転可能に挾持されている。
１２をもつ外歯車状に形成されている。ワーク支持系と
しては、図２に示すようなワーク支持台１４が設置され
ている。このワーク支持台１４上には、横向きに主軸１
６が設置されるとともに、この主軸１６と対向した状態
でその軸方向（水平方向）にスライド可能にテイルスト
ック軸１８が設置されている。そして、このテイルスト
ック軸１８と上記主軸１６とでワーク１０が水平軸回り
（外歯車の中心軸回り）に回転可能に挾持されている。
【００１６】砥石支持系としては、べッド２０上に砥石
支持台２２が水平方向（図１の左右方向；以下、切込み
送り方向と称する。）にスライド可能に設置され、この
砥石支持台２２にリング状の軸受２４が保持されてい
る。この軸受２４は、上記砥石支持台２２側に固定され
る外輪２５と、この外輪２５内にボール等を介して回転
可能に保持される内輪２６とを有し、この内輪２６の内
周面に沿い、位置決めリング２８等を用いて上記砥石３
０が固定されている。すなわち、砥石３０は砥石支持台
２２に対して上記ワーク１０の回転中心軸に対して任意
に角度設定ができ、回転可能に支持されている。この砥
石３０の内周面には、上記ワーク１０と内接し、かつそ
の外歯１２と噛合可能な内歯３２が形成されている。
支持台２２が水平方向（図１の左右方向；以下、切込み
送り方向と称する。）にスライド可能に設置され、この
砥石支持台２２にリング状の軸受２４が保持されてい
る。この軸受２４は、上記砥石支持台２２側に固定され
る外輪２５と、この外輪２５内にボール等を介して回転
可能に保持される内輪２６とを有し、この内輪２６の内
周面に沿い、位置決めリング２８等を用いて上記砥石３
０が固定されている。すなわち、砥石３０は砥石支持台
２２に対して上記ワーク１０の回転中心軸に対して任意
に角度設定ができ、回転可能に支持されている。この砥
石３０の内周面には、上記ワーク１０と内接し、かつそ
の外歯１２と噛合可能な内歯３２が形成されている。
【００１７】上記砥石支持台２２には、回転駆動モータ
３４が取付けられ、べッド２０には切込み送りモータ３
６が取付けられている。上記回転駆動モータ３４は、上
記砥石支持台２２に対して砥石３０を回転駆動するもの
であり、切込み送りモータ３６は、上記べッド２０に対
して砥石支持台２２を切込み送り方向にスライド駆動す
るものである。
３４が取付けられ、べッド２０には切込み送りモータ３
６が取付けられている。上記回転駆動モータ３４は、上
記砥石支持台２２に対して砥石３０を回転駆動するもの
であり、切込み送りモータ３６は、上記べッド２０に対
して砥石支持台２２を切込み送り方向にスライド駆動す
るものである。
【００１８】上記テイルストック軸１８のすぐ側方の位
置には、非接触式の変位量センサ（負荷検出手段）３８
が設けられている。この変位量センサ３８は、その検出
部からテイルストック軸１８周面までの距離の変化、換
言すれば無負荷状態での基準位置からテイルストック軸
１８が切込み送り方向に変位する量を検出するものであ
り、静電容量型センサや光センサ、超音波センサ等、従
来から知られている種々の距離センサ等を適用できるも
のである。
置には、非接触式の変位量センサ（負荷検出手段）３８
が設けられている。この変位量センサ３８は、その検出
部からテイルストック軸１８周面までの距離の変化、換
言すれば無負荷状態での基準位置からテイルストック軸
１８が切込み送り方向に変位する量を検出するものであ
り、静電容量型センサや光センサ、超音波センサ等、従
来から知られている種々の距離センサ等を適用できるも
のである。
【００１９】この変位量センサ３８からの検出信号は、
図１に示すような制御装置５０に入力される。この制御
装置５０は、制御信号の出力によって上記回転駆動モー
タ３４や切込み送りモータ３６の駆動制御を行う。この
制御装置５０は、加工を行う度にその加工開始時の研削
負荷を変更することにより、研削負荷の一定化を図る制
御を行う。すなわち、加工中に研削負荷が増減する場
合、それが増加であっても減少であっても、最終的には
ある決まった収束値に近づくように変化するので、その
加工終了時の研削負荷でもって次回の加工動作を開始す
るようにしている。
図１に示すような制御装置５０に入力される。この制御
装置５０は、制御信号の出力によって上記回転駆動モー
タ３４や切込み送りモータ３６の駆動制御を行う。この
制御装置５０は、加工を行う度にその加工開始時の研削
負荷を変更することにより、研削負荷の一定化を図る制
御を行う。すなわち、加工中に研削負荷が増減する場
合、それが増加であっても減少であっても、最終的には
ある決まった収束値に近づくように変化するので、その
加工終了時の研削負荷でもって次回の加工動作を開始す
るようにしている。
【００２０】具体的に、この制御装置５０は、図４に示
すような構成を有している。同図に示す変位量記憶器５
２は、切込み送りが終了した時点で変位量センサ３８が
検出した変位量を読取り、これを記憶するものである。
切込み送り制御器５４は、上記変位量記憶器５２で記憶
された研削負荷で次回の研削動作を行うように構成され
ている。
すような構成を有している。同図に示す変位量記憶器５
２は、切込み送りが終了した時点で変位量センサ３８が
検出した変位量を読取り、これを記憶するものである。
切込み送り制御器５４は、上記変位量記憶器５２で記憶
された研削負荷で次回の研削動作を行うように構成され
ている。
【００２１】次に、この装置を用いたギアホーニング加
工方法を図５（ａ）（ｂ）も併せて参照しながら説明す
る。
工方法を図５（ａ）（ｂ）も併せて参照しながら説明す
る。
【００２２】まず、１回目の加工に際し、ワーク１０と
砥石３０とが所定距離離間した位置（図５（ａ）のグラ
フの原点）から所定切込み送り位置Ｘ０までワーク１０
を大きな速度（割出し用速度）で切込み送り方向に迅速
に移動させる。なお、この時の切込み送り位置Ｘ０は、
ワーク１０の加工前寸法の大小にかかわらず、ワーク１
０と砥石３０とがゼロバックラッシュ状態で接触しない
ような量に制限する。
砥石３０とが所定距離離間した位置（図５（ａ）のグラ
フの原点）から所定切込み送り位置Ｘ０までワーク１０
を大きな速度（割出し用速度）で切込み送り方向に迅速
に移動させる。なお、この時の切込み送り位置Ｘ０は、
ワーク１０の加工前寸法の大小にかかわらず、ワーク１
０と砥石３０とがゼロバックラッシュ状態で接触しない
ような量に制限する。
【００２３】この割り出し終了後、切込み送り速度を上
記割出し用速度よりも少し小さい圧接用速度に落として
切込み送りを続行する一方、適当なタイミングで砥石３
０の回転駆動を開始する。この動作中、ワーク１０の外
歯１２が砥石３０の内歯３２にバックラッシュを残して
接触している間は、ワーク１０及び砥石３０は大きな抵
抗を受けることなく回転するのみで、両者が互いに受け
る反力はほとんど生じないが、両者がゼロバックラッシ
ュ状態で噛合い始めると、回転抵抗が急激に増大すると
ともに、ワーク１０が砥石３０から切込み送り方向に受
ける反力も急激に高まり、これを支持するテイルストッ
ク軸１８の撓み量すなわち変位量センサ３８により検出
される変位量が急増する。このような圧接用速度で切込
み送り位置Ｘ１まで切込み送りを行った後、切込み送り
速度を所望の加工精度に適応した比較的低い加工用速度
まで落とし、ワーク１０表面の仕上げ加工を開始する。
そして、最終仕上げ寸法位置Ｘ２に達した時点で切込み
送りを終了する。
記割出し用速度よりも少し小さい圧接用速度に落として
切込み送りを続行する一方、適当なタイミングで砥石３
０の回転駆動を開始する。この動作中、ワーク１０の外
歯１２が砥石３０の内歯３２にバックラッシュを残して
接触している間は、ワーク１０及び砥石３０は大きな抵
抗を受けることなく回転するのみで、両者が互いに受け
る反力はほとんど生じないが、両者がゼロバックラッシ
ュ状態で噛合い始めると、回転抵抗が急激に増大すると
ともに、ワーク１０が砥石３０から切込み送り方向に受
ける反力も急激に高まり、これを支持するテイルストッ
ク軸１８の撓み量すなわち変位量センサ３８により検出
される変位量が急増する。このような圧接用速度で切込
み送り位置Ｘ１まで切込み送りを行った後、切込み送り
速度を所望の加工精度に適応した比較的低い加工用速度
まで落とし、ワーク１０表面の仕上げ加工を開始する。
そして、最終仕上げ寸法位置Ｘ２に達した時点で切込み
送りを終了する。
【００２４】ここで、加工開始時の切込み送り位置Ｘ１
が一定であっても、ワークの前加工の切込み量が小さい
場合（すなわちワークの加工前寸法が大きい場合）に
は、加工開始時の研削負荷は大きくなり、逆にワークの
前加工の切込み量が大きい場合（すなわちワークの加工
前寸法が小さい場合）には、加工開始時の研削負荷は小
さくなる。この加工開始時の研削負荷が、毎加工時にお
ける一定の切込み送り速度に見合った研削負荷である場
合には、加工開始後も加工終了時まで終始研削負荷が安
定することになるが、加工開始時の研削負荷が過大であ
る場合には、図５（ｂ）実線Ａ２に示すように研削負荷
は加工開始時の研削負荷Ｗｂから次第に減少し、逆に加
工開始時の研削負荷が過小である場合には、同図実線Ｂ
２に示すように研削負荷は加工開始実験策負荷Ｗａから
次第に増大し、いずれの場合も上記切込み送り速度に見
合った一定の収束値に収束しようとする。
が一定であっても、ワークの前加工の切込み量が小さい
場合（すなわちワークの加工前寸法が大きい場合）に
は、加工開始時の研削負荷は大きくなり、逆にワークの
前加工の切込み量が大きい場合（すなわちワークの加工
前寸法が小さい場合）には、加工開始時の研削負荷は小
さくなる。この加工開始時の研削負荷が、毎加工時にお
ける一定の切込み送り速度に見合った研削負荷である場
合には、加工開始後も加工終了時まで終始研削負荷が安
定することになるが、加工開始時の研削負荷が過大であ
る場合には、図５（ｂ）実線Ａ２に示すように研削負荷
は加工開始時の研削負荷Ｗｂから次第に減少し、逆に加
工開始時の研削負荷が過小である場合には、同図実線Ｂ
２に示すように研削負荷は加工開始実験策負荷Ｗａから
次第に増大し、いずれの場合も上記切込み送り速度に見
合った一定の収束値に収束しようとする。
【００２５】そこで変位量記憶器５２は、加工終了時の
検出変位量を記憶し、切込み送り制御器５４は、次の加
工時において、今度は切込み送り位置にかかわらず、変
位量センサ３８で検出される変位量が上記変位量記憶器
５２で検出された変位量に達した時点（すなわち研削負
荷が前回の加工終了時の研削負荷に達した時点）から加
工を始める。例えば、１回目の加工時に研削負荷が図５
（ｂ）の実線Ａ２に示すように変化した場合には次回に
図５（ａ）（ｂ）に破線で示すような加工となり、１回
目の加工時に研削負荷が実線Ｂ２に示すように変化した
場合には次回に図５（ａ）（ｂ）に一点鎖線で示すよう
な加工となる。このように、Ｎ回目の加工の終了時にお
ける研削負荷（すなわち収束研削負荷）で（Ｎ＋１）回
目の加工を開始していくことにより、加工前のワーク寸
法にかかわらず、加工後に安定した歯面精度を得ること
ができる。
検出変位量を記憶し、切込み送り制御器５４は、次の加
工時において、今度は切込み送り位置にかかわらず、変
位量センサ３８で検出される変位量が上記変位量記憶器
５２で検出された変位量に達した時点（すなわち研削負
荷が前回の加工終了時の研削負荷に達した時点）から加
工を始める。例えば、１回目の加工時に研削負荷が図５
（ｂ）の実線Ａ２に示すように変化した場合には次回に
図５（ａ）（ｂ）に破線で示すような加工となり、１回
目の加工時に研削負荷が実線Ｂ２に示すように変化した
場合には次回に図５（ａ）（ｂ）に一点鎖線で示すよう
な加工となる。このように、Ｎ回目の加工の終了時にお
ける研削負荷（すなわち収束研削負荷）で（Ｎ＋１）回
目の加工を開始していくことにより、加工前のワーク寸
法にかかわらず、加工後に安定した歯面精度を得ること
ができる。
【００２６】次に、第２実施例を図６，７に基づいて説
明する。
明する。
【００２７】前記第１実施例では、１回のギアホーニン
グ加工を行っている間、切込み送り速度は常時一定の速
度に制御されているが、この実施例では、加工中の研削
負荷を加工開始時の研削負荷と略等しい負荷に維持する
ことにより、歯面精度の安定を図っている。その具体的
な手段として、この実施例では図６に示すような制御装
置６０を用いている。
グ加工を行っている間、切込み送り速度は常時一定の速
度に制御されているが、この実施例では、加工中の研削
負荷を加工開始時の研削負荷と略等しい負荷に維持する
ことにより、歯面精度の安定を図っている。その具体的
な手段として、この実施例では図６に示すような制御装
置６０を用いている。
【００２８】図示の変位量設定器６２は、加工開始時点
（すなわち切込み送り速度が低速の加工用速度に切換え
られた時点）で変位量センサ３８が検出した変位量（す
なわち加工開始時の研削負荷Ｗoに対応する変位量）を
読取り、この変位量を中心とする変位量許容幅を設定し
（すなわち変位量許容上限値及び変位量許容下限値を設
定し）、これを比較器６４に出力するものである。
（すなわち切込み送り速度が低速の加工用速度に切換え
られた時点）で変位量センサ３８が検出した変位量（す
なわち加工開始時の研削負荷Ｗoに対応する変位量）を
読取り、この変位量を中心とする変位量許容幅を設定し
（すなわち変位量許容上限値及び変位量許容下限値を設
定し）、これを比較器６４に出力するものである。
【００２９】比較器６４は、加工中に変位量センサ３８
で検出される実際の変位量と、上記変位量設定器６２で
設定された変位量許容幅（以下、設定幅と称する。）と
を照らし合わせ、上記検出変位量が上記許容幅から外れ
た場合に速度変更指令信号を切込み送り制御器６６に出
力するものである。
で検出される実際の変位量と、上記変位量設定器６２で
設定された変位量許容幅（以下、設定幅と称する。）と
を照らし合わせ、上記検出変位量が上記許容幅から外れ
た場合に速度変更指令信号を切込み送り制御器６６に出
力するものである。
【００３０】切込み送り制御器６６は、加工中に比較器
６４から速度変更指令信号を受けた時に、実際の変位量
を上記許容幅に収めるように切込み送り速度を加工途中
で変えるように構成されている。具体的には、図７
（ａ）（ｂ）に示すように、研削負荷が上限値に達した
場合（実際には検出変位量が上限値に達した場合）には
切込み送り速度を下げ、逆に研削負荷が下限値に達した
場合（実際には検出変位量が下限値に達した場合）には
切込み送り速度を上げる。このような速度制御が加工中
に行われることにより、研削負荷は安定した状態に保た
れ、これにより歯面精度の一定化及び向上が実現され
る。
６４から速度変更指令信号を受けた時に、実際の変位量
を上記許容幅に収めるように切込み送り速度を加工途中
で変えるように構成されている。具体的には、図７
（ａ）（ｂ）に示すように、研削負荷が上限値に達した
場合（実際には検出変位量が上限値に達した場合）には
切込み送り速度を下げ、逆に研削負荷が下限値に達した
場合（実際には検出変位量が下限値に達した場合）には
切込み送り速度を上げる。このような速度制御が加工中
に行われることにより、研削負荷は安定した状態に保た
れ、これにより歯面精度の一定化及び向上が実現され
る。
【００３１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、例として次のような態様をとることも可能で
ある。
のでなく、例として次のような態様をとることも可能で
ある。
【００３２】(1) 上記各実施例では、１回目の加工を行
う際、適当に定められた切込み送り位置Ｘ１に達した時
点で加工を開始する（すなわち低速の加工用速度に切換
える）ようにしているが、これに代え、本加工を行う前
に試し加工（１回目の加工）を行っておき、この試し加
工によって研削負荷が最終的に収束するであろう値を調
べておき、この収束研削負荷で１回目の本加工を開始す
るようにすれば、１回目の本加工時から所望の精度に近
い歯面精度をもつワークを得ることができる。具体的
に、１回目の試し加工において図１０（ｂ）の実線や一
点鎖線で示すように研削負荷が変化した場合には、その
負荷曲線の漸近線を予測してこの漸近線に相当する研削
負荷で１回目の本加工を行うようにしてもよいし、１回
目の試し加工において収束値が予測しにくい場合には試
し加工を複数回行って最終的な収束研削負荷を求めるよ
うにすればよい。このようにして求めた収束研削負荷に
達した時点から１回目の本加工を開始し、その後前記各
実施例に示した方法を実行することにより、研削負荷及
びワーク歯面精度をより安定させることができる。
う際、適当に定められた切込み送り位置Ｘ１に達した時
点で加工を開始する（すなわち低速の加工用速度に切換
える）ようにしているが、これに代え、本加工を行う前
に試し加工（１回目の加工）を行っておき、この試し加
工によって研削負荷が最終的に収束するであろう値を調
べておき、この収束研削負荷で１回目の本加工を開始す
るようにすれば、１回目の本加工時から所望の精度に近
い歯面精度をもつワークを得ることができる。具体的
に、１回目の試し加工において図１０（ｂ）の実線や一
点鎖線で示すように研削負荷が変化した場合には、その
負荷曲線の漸近線を予測してこの漸近線に相当する研削
負荷で１回目の本加工を行うようにしてもよいし、１回
目の試し加工において収束値が予測しにくい場合には試
し加工を複数回行って最終的な収束研削負荷を求めるよ
うにすればよい。このようにして求めた収束研削負荷に
達した時点から１回目の本加工を開始し、その後前記各
実施例に示した方法を実行することにより、研削負荷及
びワーク歯面精度をより安定させることができる。
【００３３】(2) 上記各実施例、上記非接触式の変位量
センサ３８に代え、テイルストック軸１８の周面に直接
ひずみゲージを貼り付け、このテイルストック軸１８の
撓み量を検出するようにしても上記と同様の効果を得る
ことができる。変位量の検出対象も上記テイルストック
軸１８に限らず、ワーク支持系の他の部分例えば主軸１
６や、ワーク１０そのものの変位量を検出するようにし
てもよい。
センサ３８に代え、テイルストック軸１８の周面に直接
ひずみゲージを貼り付け、このテイルストック軸１８の
撓み量を検出するようにしても上記と同様の効果を得る
ことができる。変位量の検出対象も上記テイルストック
軸１８に限らず、ワーク支持系の他の部分例えば主軸１
６や、ワーク１０そのものの変位量を検出するようにし
てもよい。
【００３４】(3) 前記実施例で示した装置において、研
削負荷が増大するとこれに伴って回転駆動モータ３４の
モータ電流も急増する。従って、図８に示すように、上
記モータ電流に基づいて研削負荷を把握し、加工開始時
点の判断を行うようにしてもよい。具体的に、図示の制
御装置４０には、モータ電流設定器４２′、比較器４
４、切込み送り制御器４６、及びモータ制御器４８が設
けられている。
削負荷が増大するとこれに伴って回転駆動モータ３４の
モータ電流も急増する。従って、図８に示すように、上
記モータ電流に基づいて研削負荷を把握し、加工開始時
点の判断を行うようにしてもよい。具体的に、図示の制
御装置４０には、モータ電流設定器４２′、比較器４
４、切込み送り制御器４６、及びモータ制御器４８が設
けられている。
【００３５】(4) 上記実施例では、外歯車状のワーク１
０を加工する装置を示したが、内歯車状のワークを加工
する場合には、これに内接する外歯車状の砥石を用いれ
ばよい。この場合、前記実施例のように変位量に基づく
研削負荷検出を行うのには、砥石の支持系もしくは砥石
そのものの変位量を検出すればよい。
０を加工する装置を示したが、内歯車状のワークを加工
する場合には、これに内接する外歯車状の砥石を用いれ
ばよい。この場合、前記実施例のように変位量に基づく
研削負荷検出を行うのには、砥石の支持系もしくは砥石
そのものの変位量を検出すればよい。
【００３６】(5) 上記実施例では、砥石３０を回転駆動
してこれにワーク１０を従動させるものを示したが、ワ
ーク１０を回転駆動するようにしてもよいし、砥石３０
とワーク１０の双方を回転駆動するようにしてもよい。
また、上記実施例では砥石３０を切込み送り方向にスラ
イド駆動するものを示したが、ワーク１０を移動させる
ようにしてもよいし、ワーク１０と砥石３０とを相互逆
方向にスライド駆動するようにしてもよい。
してこれにワーク１０を従動させるものを示したが、ワ
ーク１０を回転駆動するようにしてもよいし、砥石３０
とワーク１０の双方を回転駆動するようにしてもよい。
また、上記実施例では砥石３０を切込み送り方向にスラ
イド駆動するものを示したが、ワーク１０を移動させる
ようにしてもよいし、ワーク１０と砥石３０とを相互逆
方向にスライド駆動するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明は、ワークと砥石と
を切込み送り方向に一定の切込み送り速度で相対移動さ
せながら加工を行い、上記ワークと砥石とを予め設定さ
れた一定の仕上げ寸法位置まで上記切込み送り方向に相
対移動させた時点で加工を終了し、２回目以降の加工に
ついては実際の研削負荷が前回の加工終了時における研
削負荷に達した時点で当該加工を開始し、もしくは加工
中の研削負荷を加工開始時の研削負荷に近付けるように
上記切込み送り方向へのワークと砥石との相対移動速度
を制御しながら加工を行うようにしたものであるので、
加工中の研削負荷を安定化していくことができる。この
ため、ワークの加工前寸法のばらつきにかかわらず、最
終的に得られるワークの歯面精度を安定化し向上させる
ことができる効果がある。
を切込み送り方向に一定の切込み送り速度で相対移動さ
せながら加工を行い、上記ワークと砥石とを予め設定さ
れた一定の仕上げ寸法位置まで上記切込み送り方向に相
対移動させた時点で加工を終了し、２回目以降の加工に
ついては実際の研削負荷が前回の加工終了時における研
削負荷に達した時点で当該加工を開始し、もしくは加工
中の研削負荷を加工開始時の研削負荷に近付けるように
上記切込み送り方向へのワークと砥石との相対移動速度
を制御しながら加工を行うようにしたものであるので、
加工中の研削負荷を安定化していくことができる。この
ため、ワークの加工前寸法のばらつきにかかわらず、最
終的に得られるワークの歯面精度を安定化し向上させる
ことができる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例において用いられるギアホ
ーニング加工装置の一部断面正面図である。
ーニング加工装置の一部断面正面図である。
【図２】上記ギアホーニング加工装置の要部を示す一部
断面側面図である。
断面側面図である。
【図３】上記ギアホーニング加工装置の要部を示す一部
断面平面図である。
断面平面図である。
【図４】上記ギアホーニング加工装置に設けられる制御
装置の機能ブロック図である。
装置の機能ブロック図である。
【図５】（ａ）は上記ギアホーニング加工装置による加
工時の切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）
は同装置における研削負荷の時間変化を示すグラフであ
る。
工時の切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）
は同装置における研削負荷の時間変化を示すグラフであ
る。
【図６】本発明の第２実施例におけるギアホーニング加
工装置に設けられる制御装置の機能ブロック図である。
工装置に設けられる制御装置の機能ブロック図である。
【図７】（ａ）は上記ギアホーニング加工装置による加
工時の切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）
は同装置における研削負荷の時間変化を示すグラフであ
る。
工時の切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）
は同装置における研削負荷の時間変化を示すグラフであ
る。
【図８】他の実施例における制御装置の機能ブロック図
である。
である。
【図９】一般のギアホーニング加工装置における砥石と
ワークとの噛合状態を示す説明図である。
ワークとの噛合状態を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は従来のギアホーニング加工方法での
切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は同方
法での研削負荷の時間変化を示すグラフである。
切込み送り位置の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は同方
法での研削負荷の時間変化を示すグラフである。
１０ ワーク １４ ワーク支持台 １６ 主軸 １８ テイルストック軸（ワークを支持する部材） ２２ 砥石支持台（砥石を支持する部材） ３０ 砥石 ３４ 回転駆動モータ ３６ 切込み送りモータ ３８ 変位量センサ ５０，６０ 制御装置 ５２ 変位量記憶器（負荷記憶手段） ５４，６６ 切込み送り制御器（加工制御手段）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−284819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−87152（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−10392（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23F 19/05
Claims (4)
- 【請求項１】 歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工方法において、１回
目の加工では、上記ワークと砥石とを上記切込み送り方
向に予め定められた一定の切込み送り速度で相対移動さ
せながらワークの加工を行い、上記ワークと砥石とを予
め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相対移動させた
時点で加工を終了し、２回目以降の加工については、実
際の研削負荷が前回の加工終了時の研削負荷に達した時
点で当該加工を開始し、上記切込み送り速度と同じ速度
で切込み送りすることを特徴とするギアホーニング加工
方法。 - 【請求項２】 歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工装置において、加工
中の研削負荷を検出する負荷検出手段と、加工終了時に
検出された研削負荷を記憶する負荷記憶手段と、１回目
の加工では、上記ワークと砥石とを上記切込み送り方向
に予め定められた一定の切込み送り速度で相対移動させ
ながらワークの加工を行わせ、上記ワークと砥石とを予
め設定された一定の仕上げ寸法位置まで相対移動させた
時点で加工を終了させ、２回目以降の加工については、
実際の研削負荷が上記負荷記憶手段で記憶された前回の
加工終了時における研削負荷に達した時点で当該加工を
開始させ、上記切込み送り速度と同じ速度で切込み送り
させる加工制御手段とを備えたことを特徴とするギアホ
ーニング加工装置。 - 【請求項３】 歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工方法において、加工
中の研削負荷を加工開始時の研削負荷に近付けるように
上記切込み送り方向へのワークと砥石との相対移動速度
を制御しながら加工を行い、上記ワークと砥石とを予め
設定された一定の仕上げ寸法位置まで上記切込み送り方
向に相対移動させた時点で加工を終了することを特徴と
するギアホーニング加工方法。 - 【請求項４】 歯車状のワークと歯車状の砥石とを噛合
しながら両者が互いに圧接する方向である切込み送り方
向に相対移動させかつ相対回転させることによりワーク
表面を加工するギアホーニング加工装置において、加工
中の研削負荷を検出する負荷検出手段と、予め設定され
た研削負荷で加工を開始させ、加工中に検出される研削
負荷を上記加工開始時の研削負荷に近付けるように上記
切込み送り方向へのワークと砥石との相対移動速度を加
工中に制御し、上記ワークと砥石とが予め設定された一
定の仕上げ寸法位置まで上記切込み送り方向に相対移動
した時点で加工を終了させる加工制御手段とを備えたこ
とを特徴とするギアホーニング加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014393A JP3148034B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | ギアホーニング加工方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014393A JP3148034B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | ギアホーニング加工方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226534A JPH06226534A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3148034B2 true JP3148034B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=12018929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014393A Expired - Fee Related JP3148034B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | ギアホーニング加工方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148034B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019052724A1 (de) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | Microcut Ltd | Verfahren und vorrichtung zur feinbearbeitung von zylindrischen werkstückflächen |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001150343A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-05 | Shigiya Machinery Works Ltd | ハードディスク用基板周縁の研削方法 |
| JP4517091B2 (ja) * | 2000-10-20 | 2010-08-04 | 株式会社 神崎高級工機製作所 | 同期駆動による歯車仕上げ加工方法 |
| JP4635143B2 (ja) * | 2002-04-19 | 2011-02-16 | 株式会社 神崎高級工機製作所 | 同期駆動による歯車仕上げ加工方法 |
| JP4635142B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2011-02-16 | 株式会社 神崎高級工機製作所 | 歯車仕上装置及び歯車の噛合わせ方法 |
| US8251620B2 (en) * | 2007-03-02 | 2012-08-28 | GM Global Technology Operations LLC | Method and system to manufacture oriented internal and external gear teeth |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP2014393A patent/JP3148034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019052724A1 (de) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | Microcut Ltd | Verfahren und vorrichtung zur feinbearbeitung von zylindrischen werkstückflächen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06226534A (ja) | 1994-08-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |