JP4148579B2 - ホブ盤を用いた樹脂歯車成形用金型の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホブ盤を用いた樹脂歯車成形用金型の製造方法に関し、詳しくは金型内に注入した樹脂が冷却固化する際の温度の不均一により発生する変形により精度が低下するのを防止したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スグバ歯車、ハスバ歯車を樹脂成型で製作するのに用いられる金型は、初めにホブ盤を用いて電極歯車を作成し、次いで、この電極歯車を用いた放電加工により、金型を作成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうして作成された金型に熱可塑性の樹脂を注入し冷却固化させて樹脂歯車を成型した場合は、樹脂の冷却固化時に不均一な温度分布すなわち温度勾配を生じ、固化収縮の時間差により変形を生じる。図５は、軸方向から見た場合の変形の一例を示すものであり、図（ａ）が正規の形状であるが、ゲート１が６個均等に配置されているため、その部分の冷却固化が他の部分よりも遅れて、図（ｂ）のようにゲート１の外周部が中心方向に若干後退した形状となり、全体としては外形の周方向に凹凸が発生して、真円からずれた多角形のような形状となる。同様に、側面から見た形状も図６に示すように、図（ａ）が正規の形状であるものの、図（ｂ）のように中間部の冷却が遅れるとその部分が後退して全体としては括れた鼓形となる。これらの変形は、歯車としての精度を低下させることになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するために、請求項１の発明は、
回転により回転位相（Ｃ軸）が位置決めされる円柱状の歯車材に対し、歯車材の半径方向（Ｘ軸）および中心軸方向（Ｚ軸）にホブ送りするようなＮＣホブ盤を用いて歯車材を切削して電極となる電極歯車を形成し、その電極歯車を用いた放電加工により金型を作成する樹脂歯車成形用金型の製造方法において、
樹脂歯車に発生する中心軸方向の中間部が括れる鼓形状の変形を補償するためＮＣホブ盤のホブ送り（Ｚ軸）に応じて電極歯車が樽形状となるようにホブの送り量（Ｘ軸）を調整するとともに、樹脂歯車に発生する中心軸回りの断面非円形の変形を補償するためＮＣホブ盤の歯車材の回転位相（Ｃ軸）に応じて電極歯車のゲート部分で外側へ突出させた形状となるようにホブの送り量（Ｘ軸）を調整しつつ電極歯車を切削加工することで、
電極歯車の形状を、この電極歯車から放電加工された金型内で樹脂が冷却固化するときの温度の不均一により発生する樹脂歯車の変形を補償する形状にしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明が適用される横型のＮＣホブ盤の全体を示す斜視図である。図において、２は歯車材であり、主軸モータ（Ｃ軸）３により駆動される。４はホブであり、ホブ軸モータ（Ｂ軸）５、ホブシフトモータ（Ｙ軸）６、ホブ旋回モータ（Ａ軸）７、Ｘ軸モータ８、Ｚ軸モータ９により駆動される。
【０００８】
図２は、図１のＮＣホブ盤の動作を示すフローチャートである。
このフローチャートでは、加工プログラムが開始されると、先ず、主軸（ホブ軸）を回転させ（Ｓ１）、送り軸（Ｚ軸）の位置を決めて（Ｓ２）、切削油の吐出を開始する（Ｓ３）。次に、切込軸（Ｘ軸）の位置決めをして（Ｓ４）、送り軸（Ｚ軸）の送りを開始して切削を開始する（Ｓ５）。ここで、このステップＳ５の動作中の割り込み動作により、切込軸（Ｘ軸）を作動させて形状補正をする。
【０００９】
すなわち、図６に示されているような電極歯車の鼓型の変形を補正する場合は、送り軸（Ｚ軸）の位置に応じて、切込軸（Ｘ軸）を後退させて、歯車の形状を、図３（ａ）に示すように、樽形状に加工する。同様に、図５に示されているような歯車の非円形のいわば多角形状の変形を補正する場合は、主軸（ホブ軸）の位相に応じて、切込軸（Ｘ軸）を前進・後退させて、図４（ａ）に示すように、歯車の変形時の多角形（太線表示）を補償する多角形の形状に加工する。具体的には、ゲート１の部分を外側へ突出させた形状となる。
【００１０】
このステップＳ５における割り込み動作を具体的に説明すると、主軸等からの分解信号にもとづき、切込軸の駆動が必要な場合（Ｓ５１ＯＮ）に、切込軸（Ｘ軸）を一定量切り込み（Ｓ５２）、次いで切込軸（Ｘ軸）を一定量戻す（Ｓ５３）。これらの割り込み動作が終了して、送り軸（Ｚ軸）が加工終了点に到達すると（Ｓ６）、切込軸（Ｘ軸）を原点に復帰し（Ｓ７）、切削油を停止し（Ｓ８）、次いで、主軸（ホブ軸）を停止し（Ｓ９）、プログラムを終了する。
【００１１】
次に、これらの加工で得られた歯車を用いて、放電加工により図３（ａ）、図４（ａ）に示す形状の金型を作成することで、樹脂の冷却固化時の変形が修正されて、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す本来の正規の形状をした樹脂歯車が得られる。
【００１２】
なお、図２のフローチャートのステップＳ５で、割り込み動作をしない場合は、そのままステップＳ６以降へ進み、従来の加工の場合と同じ動作となる。
このように本発明では、従来のＮＣホブ盤の加工プログラムに、加工形状を修正するためのプログラムを追加しただけの比較的簡単な変更で、電極歯車の形状の補正を実現して、樹脂成型歯車の精度を向上させることが可能になる。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、予め、金型内での樹脂の冷却固化時に発生する変形を見越して、電極歯車の形状を、変形を修正する形状としたことで、形状変形の少ない高精度の歯車が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される横型のＮＣホブ盤の全体を示す斜視図である。
【図２】図１のＮＣホブ盤の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２の加工で得られた電極歯車の形状とその成型品の形状を示す図である。
【図４】図２の加工で得られた電極歯車の形状とその成型品の形状を示す図である。
【図５】従来の金型形状とその成型品の形状を示す図である。
【図６】従来の金型形状とその成型品の形状を示す図である。
【符号の説明】
１ ゲート
２ 歯車材
３ 主軸モータ（Ｃ軸）
４ ホブ
５ ホブ軸モータ（Ｂ軸）
６ ホブシフトモータ（Ｙ軸）
７ ホブ旋回モータ（Ａ軸）
８ Ｘ軸モータ
９ Ｚ軸モータ
Claims (1)
- 回転により回転位相（Ｃ軸）が位置決めされる円柱状の歯車材に対し、歯車材の半径方向（Ｘ軸）および中心軸方向（Ｚ軸）にホブ送りするようなＮＣホブ盤を用いて歯車材を切削して電極となる電極歯車を形成し、その電極歯車を用いた放電加工により金型を作成する樹脂歯車成形用金型の製造方法において、
樹脂歯車に発生する中心軸方向の中間部が括れる鼓形状の変形を補償するためＮＣホブ盤のホブ送り（Ｚ軸）に応じて電極歯車が樽形状となるようにホブの送り量（Ｘ軸）を調整するとともに、樹脂歯車に発生する中心軸回りの断面非円形の変形を補償するためＮＣホブ盤の歯車材の回転位相（Ｃ軸）に応じて電極歯車のゲート部分で外側へ突出させた形状となるようにホブの送り量（Ｘ軸）を調整しつつ電極歯車を切削加工することで、
電極歯車の形状を、この電極歯車から放電加工された金型内で樹脂が冷却固化するときの温度の不均一により発生する樹脂歯車の変形を補償する形状にしたことを特徴とするホブ盤を用いた樹脂歯車成形用金型の製造方法。
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