JP3522862B2 - 歯車材歯端面のｒ面取加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、歯車材の歯端面の面
取加工方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、歯車材歯端面にＲ面取を施す装置
として、特開昭６１−１５２３２０号に開示のようなＲ
面取装置がある。このＲ面取装置では、Ｒ面取ヘッドの
主軸先端に設けたペンシルカッタに対して、歯車材が軸
方向に連続的に進退しつつ、連続回転することで、歯端
面に、歯中心の両側に斜めの平面部と、その平面部の先
端を曲面でつないだ形状のＲ面取を施していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前記のように従来で
は、ペンシルカッタに対する歯車材の連続進退移動と、
連続回転とにより、前述のようなＲ面取を施している
が、これらの進退移動と回転運動とを、ペンシルカッタ
に対する切削送りとなる相対速度で制御するために、１
つの歯端面の面取に時間がかかる問題があった。また、
このように歯車材の連続進退移動と、連続回転とによる
Ｒ面取では、主軸から大きく前方へ突出したペンシルカ
ッタのひずみ、摩耗等により平面部の交叉角度が精度良
く得られないという問題もあった。また、ペンシルカッ
タが長時間にわたり、ひずんだ状態で加工を行うため、
ペンシルカッタに無理な荷重がかかり、ペンシルカッタ
の寿命が短くなる問題もあった。この発明の課題は、前
述のようなＲ面取を短時間で行い得て、しかも、平面部
の交叉角度を精度良く仕上げることのできる歯端面のＲ
面取り加工方法を提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】前記課題の解決のため、
本願では、歯車材の歯端面の面取加工方法であって、歯
端面に対して所定角度の傾きを持って交叉する角面取カ
ッタにより歯端面を所定角度で平面状に角面取りし、続
いて、角面取りした２つの面取面の先端稜線部分のみを
ペンシルカッタでＲ面取りすることを特徴とする。 【０００５】 【作用】前記構成によれば、歯車材の歯端面に対して所
定角度で交叉する角面取カッタにより、歯端面にＲ面取
り形状のうちの平面部を形成する。そして、角面取り面
の先端稜線部分のみを、ペンシルカッタでＲ面に切削す
る。平面部は、角面取りカッタで極めてフラットな平面
に仕上がり、これまでのように回転と軸方向移動で形成
される平面部に比べて、その交叉角度が精度良く仕上が
る。そして、平面部の稜線部分のみをＲ面取するため、
従来のように、歯端面全てをＲ面取り用の切削速度で制
御する場合に比べ、短時間で、Ｒ面取りをほどこすこと
ができ、ペンシルカッタにも大きな負荷がかからず、そ
の寿命を伸ばすことができる。 【０００６】 【実施例】図１、２に示す歯車材把持装置２において、
ベッド１上に固定されたベ−ス３上面の案内レール４
に、割出装置１０の割出軸頭１２がベアリング内蔵の案
内子５によって、軸方向移動自在に転がり案内されてい
る。割出軸頭１２は、第１サーボモータ（数値制御モー
タ）Ｍ１で回転される送りねじ機構（前後動装置）６で
正確に前後移動するようになっている。割出軸頭１２に
は、割出主軸１３が回動自在に支持してある。割出主軸
１３の段付中空孔１４には、ドロ−バ−１５が軸方向摺
動自在に挿通されると共に、ばね１６で後方に付勢して
ある。ドロ−バ−１５にはコレットチャック（把持手
段）１７のア−バ１８が接続され、コレットチャック１
７は割出主軸１３先端に取外し可能に固着してある。こ
のコレットチャック１７は、割出軸頭１２の上面に配置
したアンクランプシリンダ２０のピストンロッド２１が
第１レバ−２２を押し、この第１レバ−２２が揺動して
割出主軸１３内の第２レバ−２３を前方へ倒し、ドロ−
バ−１５をばね１６に抗して前方へ移動させてアンクラ
ンプされる。一方、アンクランプ状態からアンクランプ
シリンダ２０に供給されていた圧流体を抜くと、ピスト
ンロッド２１が引き込まれ（第１図の状態）、アンクラ
ンプシリンダ２０内のばね２４力で第１レバ−２２は第
２レバ−２３から離れ、ばね１６力により第２レバ−２
３はドロ−バ−１５と共に、透孔２５の後縁に当接し、
ア−バ１８が引き込まれて、歯車材Ｇをクランプするよ
うにしてある。 【０００７】割出主軸１３の後端には、減速比の大きな
減速装置２６、例えば、ハ−モニックドライブ（商標）
が接続される。この装置は周知のように、楕円状のカム
とその外周にはめたボ−ルベアリングから成るウエ−ブ
ジェネレ−タ、外周に多数の歯を有するカップ状の金属
弾性体から成るフレクスプライン、内周にフレクスプラ
インの歯と噛み合い、それより１〜２枚多い歯を有する
サ−キュラスプラインとから構成され、サ−キュラスプ
ラインを割出軸頭１２に、フレクスプラインを割出主軸
１３に、ウエ−ブジェネレ−タを第２サ−ボモ−タ（数
値制御モータ）Ｍ２に夫々接続してある。 【０００８】この歯車材把持装置２の前方には、角面取
加工装置３０が配置してある。この角面取加工装置３０
のカッタ軸頭４０には駆動軸４１が回動自在に支持さ
れ、この駆動軸４１は、駆動モータＭ３の回転により、
例えば特開昭４８−９３８７号や特公昭４５−７５７号
に開示のような適宜のギヤ列４２を介して、カッタ軸頭
４０先端に回動自在に支持された２本の角面取カッタ
（以下、カッタ）４３を互いに逆方向に回転させるよう
にしてある。この２本のカッタ４３は歯車材Ｇの歯端面
を、歯車材の上下で同時に加工するものである。この２
本のカッタ軸線Ｋと前記割出軸線Ｌは図１のように所定
角度で交差している。このカッタ軸頭４０は、ベッド１
に固定のベ−ス３１上の案内レール３２に摺動自在に案
内されるスライドベース３４上に取り付けられ、シリン
ダ３３の動作により、待機位置Ａ１と面取位置Ａ２との
間で、進退移動するようになっている。 【０００９】次に、歯車材把持装置２の前方側方に、歯
車材把持装置２の割出主軸軸線Ｌと交叉して、Ｒ面取加
工装置５０が配置されている。Ｒ面取加工装置５０のカ
ッタ軸頭５１には、加工主軸５２が回転自在に支持さ
れ、この加工主軸５２の先端には、Ｒ面取用のペンシル
カッタ５３が取着され、加工主軸５２は、主軸モータＭ
４により回転されるようになっている。ペンシルカッタ
５３の軸線Ｑの高さは、歯車材Ｇの割出軸線Ｌと同じで
ある。カッタ軸頭５１は、フィードユニット５４のベー
ス５５上の案内レール５６に沿って移動するスライドベ
ース５７上に取り付けられ、シリンダ５８の動作によ
り、待機位置Ｂ１と加工位置Ｂ２との間で進退可能にな
っている。このベース５５は、ベッド１上に前記割出軸
線Ｌと平行方向に位置調整自在に固定される台５９の上
面に水平摺動可能に載置固定してあり、ベース５５と台
５９間に設けた支持ピン６０を中心に、ペンシルカッタ
５３の、割出軸線Ｌに対する角度及び歯車材Ｇに対する
位置を変更できるようになっている。 【００１０】次に制御装置７０について説明する。制御
装置７０は、前記歯車材把持装置２のアンクランプシリ
ンダ２０の制御、角面取加工装置３０、Ｒ面取加工装置
５０のシリンダ３３、５８の制御の他、前記歯車材把持
装置２の第１サーボモータＭ１、第２サーボモータＭ２
の制御を司る。制御装置には、図８，９に示す複合プロ
グラムＣＰ１が記憶してある。複合プログラムＣＰ１の
各制御ステップは、機能実現手段であり、ステップＳ１
は、角面取指令手段、ステップＳ３はＲ面取指令手段で
ある。角面取指令手段による指令が出されると、角面取
加工装置３０のカッタ４３が待機位置Ａ１から加工位置
Ａ２へ前進してそこで前進を停止し、この加工位置Ａ２
のカッタ４３に対して、第１サーボモータＭ１が動作し
て、歯車材Ｇを角面取加工位置Ｐ１へ前進させ、外歯Ｔ
の歯端面ＴＥの片側を切削して面取面８０とし、切削を
終えると、歯車材Ｇを、カッタ４３と干渉しない位置ま
で僅かに後退して次の外歯Ｔを割り出して、再び前進す
る動作を繰り返すようになっている。 【００１１】また、Ｒ面取指令手段による指令が出され
ると、Ｒ面取加工装置５０のペンシルカッタ５３が待機
位置Ｂ１から加工位置Ｂ２へ前進して停止し、この軸方
向に停止しているペンシルカッタ５３に対して、歯車材
Ｇを連続して割出回転させつつ前後動させて、その前後
動及び割出位置が、先端稜線部分Ｓであるときには、予
め制御装置７０に設定された切削軌跡Ｈに沿うように、
切削送りでペンシルカッタ５３に対する歯車材Ｇの移動
を制御し、また、先端稜線部分Ｓでないときには、面取
面８０にペンシルカッタ５３が接触しないように、予め
定めた逃げ軌跡Ｊに従って早送りで移動するようにし
て、図７で示すように、角面取りした面取面８０，８０
の先端稜線部分ＳのみにＲ面取を施すようになってい
る。また、制御装置７０には、上述の角面取と先端稜線
部分のみのＲ面取を連続して行う複合プログラムＣＰ１
のほか、角面取を単独で行うプログラムＣＰ２が記憶さ
れ、これらのプログラムは、セレクトスイッチ８１によ
り選択的に実行される。 【００１２】次に作用を説明する。角面取のみを単独で
実施したいとき、セレクトスイッチ８１により対応する
プログラムＣＰ２を選択し、実行する。角面取では、カ
ッタ４３が加工位置Ａ２まで前進し、このカッタ４３に
対して、歯車材Ｇが前進し、歯端面ＴＥを加工し、後退
し、割出し、前進し、という動作を繰り返す。このとき
の割出は、間欠的（加工中は割出回転しないという意味
で）である。 【００１３】角面取後にＲ面取をするときには、セレク
トスイッチ８１でこれに対応する複合プログラムＣＰ１
を選択し、実行する。これにより、ステップＳ１で先
ず、角面取加工装置３０のカッタ４３がシリンダ３３の
動作で加工位置Ａ２に前進し、停止する（カッタ４３は
回転）。このカッタ４３の前進に対応して、第１サーボ
モータＭ１が作動し、送りねじ機構６を介して歯車材把
持装置２の割出装置１０を前進させ、割出主軸１３先端
の歯車材Ｇの歯端面ＴＥにカッタ４３を作用させ、図４
に示すように上下２個所で同時に角面取を行う。加工が
終わると、歯車材Ｇをカッタ４３と干渉しない位置まで
後退させ、次の外歯Ｔをカッタ対向位置に間欠割出す
る。そして、再度前進し、角面取を行う。全歯について
角面取りが完了すると、判別手段としてのステップＳ２
でこれを判別し、シリンダ３３を動作させて、カッタ４
３を待機位置Ａ１へ戻すと共に、歯車材Ｇを、次に加工
位置Ｂ２に前進してくるペンシルカッタ５３と干渉しな
い後退位置まで後退させる。 【００１４】続いて、ステップＳ３では、Ｒ面取加工装
置５０のシリンダ５８を制御して、ペンシルカッタ５３
を回転させて加工位置Ｂ２まで前進させる。そして、第
１，第２サーボモータＭ１，Ｍ２を同時に制御して、先
端稜線部分Ｓが予め制御装置７０に設定してあるＲ面取
形状となるように、ペンシルカッタ５３に対する歯端面
ＴＥの位置を、歯車材Ｇの軸方向移動と割出方向移動と
で制御する。即ち、ステップＳ３を詳細に記述した図９
で説明すると、ステップＳ３−１で先端稜線部分Ｓであ
るかどうかを判別し、そうであるときには、ペンシルカ
ッタ５３がステップＳ３−２で加工軌跡Ｈに沿って切削
送りで移動するように制御して先端稜線部分Ｓのみを加
工し、そうでないときには、ステップＳ３−２で逃げ軌
跡Ｊに沿ってペンシルカッタ５３が相対移動するように
早送り制御する。そして、後の先端稜線部分Ｓの加工が
終わると、ペンシルカッタ５３が逃げて、次の外歯Ｔを
割り出し、これを全ての外歯Ｔについて繰返し実行す
る。全ての外歯Ｔについて、Ｒ面取が終わると、歯車材
Ｇがコレットチャック１７から図示しないワーク取出し
装置により取り出され、代わって、新たな歯車材Ｇがワ
ーク供給装置によりコレットチャック１７に供給され、
把持される。こうして得られた歯車材Ｇでは、その外歯
Ｔの歯端面ＴＥが角面取され、しかも、面取面８０，８
０の先端稜線部分ＳがＲ面で接続されるので、平面部は
極めてフラットな平面に仕上がり、交叉角度θが精度良
く仕上がる。そして、本願では、このように角面取りし
た後で、歯車材を取外し、再取付することなく、しか
も、前記先端稜線部分のみをＲ面取りするようにしたの
で、歯端面をすべてＲ面取りする場合に比べ、短時間で
端面加工ができ、ペンシルカッターの寿命も伸ばすこと
もできる。また、面取形状を直線−円弧−直線のもので
説明したが他の形状も実現できることは言うまでもな
い。例えば、面取面８０と歯側面ＴＳの稜線部分をＲ面
取し、円弧−直線−円弧−直線−円弧等の形状が形成で
きる。 【００１５】 【発明の効果】以上のように本願発明では、歯端面に対
して所定角度の傾きを持って交叉する角面取カッタによ
り歯端面を所定角度で平面状に角面取りし、続いて、角
面取りした２つの面取面の先端稜線部分のみをペンシル
カッタでＲ面取りするようにしたので、歯端面を加工し
た斜めの平面部は極めてフラットな平面に仕上がり交叉
角度が精度良く得られる。そして角面取りした後で、前
記先端稜線部分のみをＲ面取りするようにしたので、歯
端面をすべてＲ面取りする場合に比べ、短時間で端面加
工ができ、ペンシルカッタにも大きな負荷がかからず、
その寿命を伸ばすことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】複合歯車材面取加工装置の平面図である。 【図２】歯車材把持装置と角面取加工装置の側面図であ
る。 【図３】Ｒ面取加工装置の側面図である。 【図４】角面取カッタと歯車材の関係を示す図である。 【図５】図４のＶ視図である。 【図６】ペンシルカッタと歯車材の関係を示す図であ
る。 【図７】図６のＶＩＩ視図である。 【図８】制御フローチャートである。 【図９】制御フローチャートである。 【符号の説明】 ２ 歯車材把持装置、 ６ 送りねじ機構（前後動装
置）、 １０ 割出装置、 １３ 割出主軸、 １７
コレットチャック（把持手段）、３０ 角面取加工装
置、 ４３ 角面取カッター、 ５０ Ｒ面取加工装
置、５３ ペンシルカッター、 ７０ 制御装置、 ８
０ 面取面、 Ｇ 歯車材、 Ｔ 外歯、 ＴＥ 歯端
面、 Ｓ 先端稜線部分、 ＴＳ 歯側面

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 歯車材の歯端面の面取加工方法であっ
   て、歯端面に対して所定角度の傾きを持って交叉する角
   面取カッタにより歯端面を所定角度で平面状に角面取り
   し、続いて、角面取りした２つの面取面の先端稜線部分
   のみをペンシルカッタでＲ面取りすることを特徴とする
   歯車材歯端面のＲ面取加工方法。