JP4551526B2 - 切削ウォームを形成するための装置ならびに方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、切削ウォームを輪郭形成するための装置ならびに方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最も知られており広く使われている特に歯車の歯の硬化微細加工は、外周に沿って渦巻き形状に形成された切削ウォームと呼ばれるシリンダ形状の切削盤によって歯のフランクを回転切削することである。歯車を切削する際、この歯車は切削ウォームと回転状態で噛合し、この際歯車の歯のフランク部分は切削ウォームのフランクによって切削され、歯間根底部分は切削ウォームの先端部分によって切削される。従って、歯車を切削する前に切削ウォームのねじ山部分を加工材料の歯間形状に合わせて精密に輪郭形成しなければならない。
【０００３】
切削ウォームを輪郭形成するためには多数の方式が知られており、そのうち最も効率的で多用されている方式は、ドレッシング加工盤を使用しての左右のウォームフランクをドレッシングするとともに、成形ローラを使用して切削ウォームの歯頭をドレッシングするものである。この３つの工具を組み合わせて加工装置を形成したものにおいて、成形ローラの外形寸法はそれぞれの加工材料の根底の窪みおよび歯の高さに相当し、ドレッシング中において硬質材料結晶で被覆された工具表面を同時に使用するため、短いドレッシング時間を達成する。このドレッシング方法は高い効率を有するが、しかしながら柔軟性に劣るとともに装置コストが大きなものとなる。
【０００４】
別の方法においては、能動外周面が硬質材料結晶で被覆されるとともに回転動作するドレッシング工具を使用して、切削ウォームの能動輪郭全体を点接触する線形状に輪郭形成し、この際作用するねじ山輪郭全体がドレッシングされるまで線と線とが近接した距離に配置される。この方法においてはただ１つのみの工具が必要となり、歯間の形状に関して非常に柔軟性の高いものとなる。しかしながら、速度が遅いという難点もある。この難点は、ドイツ特許第ＯＳ１９６２４８４２号公報に記載されているように、線形輪郭形成とドレッシング輪郭形成盤とが組み合わされる場合においても部分的に存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、小さな改造および設備費用にもかかわらず高い柔軟性をもって短いドレッシング時間で能動切削ウォーム輪郭全体の輪郭形成を達成する方法ならびに装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このことは、両方の切削ウォームフランクを輪郭形成するための両面が硬質結晶で被覆されたドレッシング輪郭形成盤と、これと同軸に配設されるとともに周囲面が硬質結晶で被覆され切削ウォーム歯の先端を輪郭形成するための円曲成形ローラとを組み合わせ、この際円曲成形ローラの能動領域は、切削ウォームに対して同軸に移動および回転させることによってこれと衝突しないように作用状態に移行し得るように幾何学的に構成および配置される。両面を硬質結晶で被覆する代わりに、２つの球形ドレッシング盤を使用することもできる。
【０００７】
本発明の一変更例は、前述した円曲成形ローラに代えて、ドレッシングスピンドルの回転軸受け上に取り付けられた硬質材料製の円曲工具を使用して切削ウォームの歯頭をドレッシングすることであり、これによって切削ウォームのフランクのドレッシングと周囲のドレッシングとの間においてドレッシング装置の移動距離を短縮することが達成される。
【０００８】
【実施例】
次に、前述した本発明に係る装置および方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【０００９】
図１には、切削ウォーム１１を輪郭形成するためのドレッシング装置１０が示されている。ドレッシング装置は、例えばドイツ特許第ＯＳ１９７０６８６７．７号に従って構成することができる。これは十字形スライドを備えており、ここで第１のスライド１２は装置スタンド１４のガイド１３に沿って切削スピンドル１６の軸１５に垂直に推動することができる。切削ウォーム１１はスピンドル１６上に取り付けられ、これはモータ１７によって駆動されるとともに、回転伝達器１８に結合されている。スライド１２上において、軸１５に並行するガイド１９内に第２のスライド２０が推動可能に配設されている。スライド１２，２０の推動は、それぞれモータ２１，２２ならびに帰還ガイド２３，２４を使用して実施される。スライド２０上には回転テーブル２６が装着されており、これは軸１５およびガイド１３に対して垂直な軸２５周りで旋回可能である。この旋回動作は回転伝達器２８を備えた別のサーボモータ２７を使用して制御される。回転テーブル２６上にはドレッシングスピンドル３０を駆動するドレッシングモータ２９が装着されており、このドレッシングスピンドル上にはドレッシング盤３１および円曲成形ローラ３２が同軸に取り付けられている。全てのサーボモータ１７，２１，２２，２７、行程および角度伝達器１８，２３，２４，２８、ならびにモータ２９は制御装置３３と接続されている。
【００１０】
図１に示されたものと異なって、切削ウォーム１１とドレッシング工具３１および３２との間の相対的動作のために切削スピンドル１６を十字形スライド上に取り付けることもでき、このためドレッシングスピンドル３０の回転テーブル２６を台座に固定的に取り付けることができる。この変更例は、特に材料の切削に際して切削ウォーム１１が軸１５に対して平行および垂直に動作する際に効果的である。この場合、ドイツ特許第ＯＳ１９６２５３７０．５号公報に記載されているように、同一の装置のＮＣ軸を切削ならびにドレッシングの両方に使用することができる。
【００１１】
図２（ａ）には、切削ウォームフランク４２，４３のうちの一方を輪郭形成するためにドレッシング盤３１が切削ウォーム１１と噛合している様子を示す上面図である。
【００１２】
図２（ｂ）において、ドレッシングスピンドル３０は、切削ウォームのねじ山の周囲４５と左側の先端丸み部分４６のドレッシングを行う位置および角度に存在する。図２（ｃ）には、切削ウォームのねじ山の右側の先端丸み部分４７の輪郭形成をする際のドレッシングスピンドル３０の位置が示されている。円曲成形ローラ３２は硬質材料で被覆された円錐台形状の部分４８を備えており、これがシリンダ状の周囲４５をドレッシングし、さらに接線を形成する状態で接続する凹環形状の部分４９を備えており、その湾曲半径は先端丸み部分４６，４７の軸方向断面の湾曲半径に相当するかあるいはこれより大きくなり、ここで後者の場合円曲成形ローラ３２は万能的に適用することができるが、先端丸み部分４６，４７は線形状にドレッシングする必要がある。
【００１３】
図３（ａ）および図３（ｂ）には、ドレッシング盤３１と、軸２５周りで旋回可能な回転テーブル２６上に取り付けられ、それ自体は回転しない円曲形状工具５０とが２つの異なった構図で示されている。
【００１４】
切削ウォーム１１の輪郭形成は３つのステップによって実施される。第１のステップにおいて、ドレッシング盤３１を使用して切削ウォーム１１のフランク輪郭４２，４３および歯の根底４４がドレッシングされる。ここでドレッシングスピンドル３０は図１および図２（ａ）の位置に存在する。第２のステップにおいて、円曲成形ローラ３２を使用して切削ウォームフランクの周囲４５と左側の先端丸み部分４６とが輪郭形成され、この際まずドレッシングスピンドル３０は軸２５周りで図２（ｂ）の角度位置に旋回し、スライド１２と２０を推動することによって噛合状態に移行する。その後、第３のステップにおいて切削ウォームフランクの右側の先端丸み部分４７が輪郭形成され、このためドレッシングスピンドル３０が再度旋回および推動される。その角度位置は、第３のステップにおいて、図２（ｃ）の状態に相当する。
【００１５】
円曲成形ローラ３２に代えて、切削ウォームのねじ山の周囲４５および先端丸み部分４６，４７を輪郭形成するために硬質材からなる固定式輪郭形成ドレッシング工具５０を使用する変更例において、切削ウォーム１１の周囲側のドレッシングは図３（ａ）および図３（ｂ）に示されたドレッシングスピンドル３０の角度位置において実施され、この際円曲工具５０は、ねじ山切削に際する成形回転工具と同様な状態で、切削ウォーム１１の歯の頭と噛合する位置に存在する。回転テーブル２６上における工具５０の配置に応じて別の角度位置とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】輪郭形成装置の上面図である。
【図２】輪郭形成工程を示す説明図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ ドレッシング装置
１１ 切削ウォーム
１２， スライド
１３，１９ ガイド
１４ 装置スタンド
１５，２５ 軸
１６ 切削スピンドル
１７，２１，２２ モータ
１８，２８ 回転伝達器
２３，２４ 帰還ガイド
２６ 回転テーブル
２７ サーボモータ
２９ ドレッシングモータ
３０ ドレッシングスピンドル
３１ ドレッシング盤
３２ 円曲成形ローラ
３３ 制御装置
４２，４３ フランク
４５ 周囲
４６，４７，４８，４９ 部分
５０ 円曲形状工具

Claims (10)

1. 歯車の歯を連続的に回転切削するための切削ウォーム（１１）を輪郭形成するための装置であり、切削スピンドル軸（１５）を有する切削スピンドル（１６）を備え、この切削スピンドル（１６）上に切削ウォーム（１１）が取り付けられ、ドレッシングスピンドル（３０）を備え、このドレッシングスピンドル上に切削ウォームのねじ山のフランク（４２，４３）をドレッシングするための第１のドレッシング工具（３１）が取り付けられ、２つのスライド（１２，２０）を備え、これによってドレッシングスピンドル（３０）を切削スピンドル（１６）に対して半径方向に装入可能であるとともに切削スピンドル軸（１５）に対して平行に移動することができ、さらに回転テーブル（２６）を備え、この回転テーブルは切削スピンドル軸（１５）に対して垂直な軸（２５）周りで回転可能であるとともに、前記回転テーブル上にはドレッシングスピンドル（３０）が回転可能に取り付けられている装置において、さらに切削ウォームのねじ山の先端丸み部分（４６，４７）の半径、および外周（４５）をドレッシングするための第２のドレッシング工具（３２，５０）が回転テーブル（２６）と共に回転可能であり、回転テーブル（２６）を回転させるとともにスライド（１２，２０）を介して推動することによって第１および第２のドレッシング工具（３１，３２，５０）を前後して切削ウォーム（１１）と噛合させ得ることを特徴とする装置。
2. 第２のドレッシング工具はダイヤモンド粒子で被覆された半径成形ドレッシングローラ（３２）であり、これは第１のドレッシング工具（３１）に対して同軸にドレッシングスピンドル（３０）上に取り付けられている請求項１記載の装置。
3. 半径成形ドレッシングローラ（３２）の作用領域は凹環形状部分（４９）を有する請求項２記載の装置。
4. 半径成形ドレッシングローラ（３２）の作用領域はさらに凹環形状部分（４９）に連続的に隣接する円錐台形状の部分（４８）を備えることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 第２のドレッシング工具（５０）は回転テーブル（２６）と固定的に結合されるとともに、その作用領域はダイヤモンドまたはＣＢＮから形成される請求項１記載の装置。
6. 歯車の歯を連続的に回転切削するための切削ウォーム（１１）を輪郭形成するものであり、ドレッシングスピンドル（３０）は切削ウォーム（１１）が取り付けられた切削スピンドル（１６）に対して切削スピンドル軸（１５）について平行および垂直に移動可能であるとともに、ドレッシング工具（３０）上に第１のドレッシング工具（３１）を固定し、この第１のドレッシング工具によって切削ウォームのねじ山のフランク（４２，４３）を輪郭形成し、この際ドレッシングスピンドル（３０）はさらに切削スピンドル軸（１５）に対して垂直な回転軸（２５）周りにおいて切削スピンドル（１６）に相対して回転可能である方法において、ドレッシングスピンドル（３０）と共に回転させることができる第２のドレッシング工具（３２，５０）を使用し、この第２のドレッシング工具（３２，５０）によって切削ウォームのねじ山の先端領域（４５−４７）を加工し、フランク（４２，４３）および先端領域（４５−４７）を前後に連続するステップによって輪郭形成する方法。
7. 第２のドレッシング工具としてダイヤモンド粒子で被覆された半径成形ドレッシングローラ（３２）を使用し、これを第１のドレッシング工具（３１）に対して同軸にドレッシングスピンドル（３０）上に取り付ける請求項６記載の方法。
8. 第２のドレッシング工具はキャリア（２６）上に固定的に取り付け、そのキャリア上にドレッシングスピンドル（３０）を回転可能に取り付ける請求項６記載の方法。
9. 作用表面にダイヤモンド粒子で被覆した半径成形ドレッシングローラ（３２）を設け、前記作用表面が凹環形状部分（４９）を有する、請求項７記載の方法を実施するための輪郭形成工具。
10. 作用表面がさらに円錐台形状の部分（４８）を備え、これが凹環形状部分（４９）に対して連続的に隣接する請求項９記載の輪郭形成工具。

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