JP5777860B2 - Finish polishing method for face gear - Google Patents
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Description
この発明は、例えば直交形減速機などに好ましく用いられるねじれ角を有するフェースギヤの仕上げ研磨方法に関する。 The present invention relates to a finish polishing method for a face gear having a twist angle preferably used for, for example, an orthogonal reduction gear.
ねじれ角を有するフェースギヤは高効率、低振動、低騒音を実現する直交出力構造であるが、歯面を高精度かつ量産的に仕上げる方法は現在のところ確立されていない。例えば、刃先にCBN(立方晶窒化ホウ素)電着砥粒層を備えた環状ラック形加工工具を使用した傘歯車の加工において、仕上げ加工用電着砥石の外側又は内側に粗加工用電着砥石を装着する構成の傘歯車加工工具を用いて、1回の割り出しでひとつの歯溝の仕上げと隣の歯溝の粗加工を行うことにより加工時間の短縮または加工精度の向上と、工具寿命の向上を図るようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。 A face gear having a torsion angle has an orthogonal output structure that achieves high efficiency, low vibration, and low noise, but no method for finishing the tooth surface with high accuracy and mass production has been established at present. For example, in the processing of a bevel gear using an annular rack type processing tool having a CBN (cubic boron nitride) electrodeposited abrasive grain layer at the cutting edge, an electrodeposition grindstone for rough machining is provided outside or inside the electrodeposition grindstone for finishing. By using a bevel gear machining tool with a configuration to mount one, finishing one tooth groove and roughing the next tooth groove with one index, shortening the machining time or improving the machining accuracy and improving the tool life There is one designed to improve (see, for example, Patent Document 1).
上記のような従来の技術においては、工具寿命の向上を図り、且つ仕上げ面精度の高い傘歯車を効率よく生産することができるものの、ねじれ角を有するフェースギヤについて仕上げ加工を行う場合には、円筒研削盤等では砥石が干渉するため、ねじれ角を有するフェースギヤを効率的に研磨することは困難であるという課題があった。 In the conventional technology as described above, although the tool life can be improved and a bevel gear with high finished surface accuracy can be efficiently produced, when finishing a face gear having a helix angle, In a cylindrical grinder or the like, there is a problem that it is difficult to efficiently polish a face gear having a twist angle because a grindstone interferes.
この発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みなされたもので、ねじれ角を有するフェースギヤの仕上げ加工に、汎用的な加工機を用いて効率的に仕上げ研磨することができるフェースギヤの仕上げ研磨方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art as described above. A face gear that can be efficiently finished and polished by using a general-purpose processing machine for finishing a face gear having a twist angle. The object is to provide a finish polishing method.
この発明に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法は、ピニオンと噛合するねじれ角を有するフェースギヤを汎用ホブ盤またはNCホブ盤の受台に固定し上記フェースギヤの歯部を加工する方法において、上記フェースギヤの歯部を上記汎用ホブ盤または上記NCホブ盤により仕上げ研磨する際に、上記フェースギヤの歯部と噛み合うように形成され、上記ピニオンと同様形状で表面に砥粒が電着されたネジ状部を有する砥石を用い、該砥石の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態で上記フェースギヤと上記砥石を同期回転させることによって研磨するとともに、上記砥石の半径方向の切込み送りを与えると同時に、上記砥石の軸方向の切込み送りを与え、上記砥石の軸方向の送り分、回転補正を与えることを特徴とするものである。 The face gear finish polishing method according to the present invention is a method for processing a tooth portion of the face gear by fixing a face gear having a twist angle meshing with a pinion to a pedestal of a general-purpose hobbing machine or an NC hobbing machine. A screw that is formed so as to mesh with the tooth portion of the face gear when the gear tooth portion is finish-polished by the general-purpose hobbing machine or the NC hobbing machine , and has the same shape as the pinion and has electrodeposited abrasive grains on the surface. The grindstone having the shape portion is used for polishing by synchronously rotating the face gear and the grindstone in a meshed state in which the radial cutting feed of the grindstone is applied, and at the same time the radial cutting feed of the grindstone is given. The cutting wheel feed in the axial direction of the grindstone is given, and the feed amount in the axial direction of the grindstone and rotation correction are given.
この発明においては、ピニオンと噛合するねじれ角を有するフェースギヤの歯部を汎用ホブ盤またはNCホブ盤により仕上げ研磨する際に、上記フェースギヤの歯部と噛み合うように形成され、上記ピニオンと同様形状で表面に砥粒が電着されたネジ状部を有する砥石を用い、該砥石の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態でフェースギヤと砥石を同期回転させることによって研磨するようにしたので、砥石と加工対象物であるフェースギヤとの干渉がなく、専用の加工機を必要としないため、汎用ホブ盤やNCホブ盤などの汎用機によって高精度に加工することが容易となり、汎用機による加工が可能なため、量産性に優れ製造コストの削減ができるともに、砥石の半径方向の切込み送りを与えると同時に、砥石の軸方向の切込み送りを与え、上記砥石の軸方向の送り分、回転補正を与えるようにしたので、1回の仕上げ研磨操作で仕上げ面精度を向上できる。
In the present invention, when a face gear tooth portion having a torsion angle meshing with a pinion is finish-polished by a general-purpose hobbing machine or an NC hobbing machine , it is formed so as to mesh with the toothed portion of the face gear. Since a grindstone having a screw-shaped portion with a surface electrodeposited with abrasive grains is used and polishing is performed by synchronously rotating the face gear and the grindstone in a meshed state in which the radial cutting of the grindstone is applied. Because there is no interference between the grindstone and the face gear that is the object to be processed, and no special processing machine is required, it is easy to process with high precision using general-purpose machines such as general-purpose hobbing machines and NC hobbing machines. This makes it possible to reduce the manufacturing cost, while providing the grinding wheel in the radial direction and at the same time providing the grinding wheel in the axial direction. For example, the feed amount of the axial direction of the grinding wheel. Thus impart rotational correction, thereby improving the surface finish in one finish polishing operation.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法におけるフェースギヤと、フェースギヤの歯部を仕上げ加工するための、該歯部と噛み合うネジ状部を有するピニオン状の砥石との係合関係を概念的に示す斜視図、図2は図1に示された加工を汎用ホブ盤にて行うときの状態を概念的に示す図である。図において、仕上げ研磨前のフェースギヤ1は、ねじれ角を有する歯部1aが従来技術によって形成されたものである。上記フェースギヤ1は、歯部1aに噛み合うように形成された、ネジ状部2aに砥粒(図示省略)が電着されたピニオン状の砥石2を、図1のように係合させて仕上げ研磨される。
FIG. 1 shows a face gear in a finish polishing method for a face gear according to
上記仕上げ研磨前の歯部1aが形成されたフェースギヤ1は、図2に示すように汎用ホブ盤またはNCホブ盤の下部受台3に対して中心軸Oが合致するように固定される。そして、上部補助センター4を介して支え軸5により図の下方向に所定のセンター圧が加えられる。一方、砥石2は、退避位置Aで示すホブ軸後進端にネジ状部2aを図の手前方向に向けてホブ軸ヘッド(図示省略)に固定される。なお、上記汎用ホブ盤またはNCホブ盤としては、例えば所望速度で回転させたワークに対して、工具を同期して回転させ、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸方向に任意に移動可能に構成され、数値制御により動作されるものは、特別な制限なく用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
上記のようにNCホブ盤にセットされたフェースギヤ1は、下部受台3によって所定の回転数で回転され、その回転と同期して回転する砥石2を、中心軸Oに対して所定の寸法LだけオフセットされたZ軸上のB点に移動した後、Z軸上で矢印C方向に移動させて、砥粒が電着されたネジ状部2a(図1)がフェースギヤ1の、図2では図示省略されている歯部1aに噛み合うように、砥石2の半径方向に切り込ませる。そして、フェースギヤ1が1周以上の所定角度回転するまで研磨を続ける。なお、砥石2は、用いる砥粒の粒子の大きさが異なるものを複数用意し、複数段階で研磨するようにしても良い。
The
上記のように、実施の形態1は、フェースギヤ1のねじれ角を有する歯部1aと噛み合うネジ状部2aに砥粒を電着したピニオン状の砥石2を用いて実際の噛み合いと同様の動きによってフェースギヤ1の歯部1aを仕上げ研磨するようにしたので、砥石2とワークであるフェースギヤ1の干渉がない。そのため、汎用ホブ盤またはNCホブ盤を用いて容易に仕上げ研磨を行うことができる。また、フェースギヤ1とピニオンとの通常の噛合動作で研磨できるので作業が簡単で容易であり、効率的で歩留まりも高い。
As described above, the first embodiment uses the pinion-
なお、仕上げ面精度を向上させるため、上記のように砥石2の半径方向の切り込みを行った後、砥石2の軸方向送り(タンジェンシャル送り)を加え、該砥石2の軸方向送り分、回転補正を加えて、同様にフェースギヤ1が所定回転するまで研磨を行うようにしても良い。さらに、砥石2の半径方向の切り込みと、砥石2の軸方向送りを同時に加える(ダイアゴナル送り)ようにしても良い。なお、その際、砥石2の軸方向送り分、回転補正を加える。この場合には、1回の仕上げ研磨操作で仕上げ面精度を向上できる。
In order to improve the accuracy of the finished surface, the
なお、砥石2として、図1に示すピニオンと同様形状のものを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば図3に示すように、図示していないホブ軸ヘッドに固定できる棒状の工具の端部に形成されたフェースギヤ1のねじれ角を有する歯部1aに噛み合うに形成されたネジ状の加工部6a(図では模式化してネジ状部分を示していない)に砥粒が電着された砥石6としても良い。また、砥粒として好ましく用いることができるものとしては、一般的な例えばCBN砥粒、ダイヤモンド砥粒などを挙げることができる。これらは何れも容易に入手できるものである。
In addition, although the thing similar to the pinion shown in FIG. 1 was used as the
図4は上記のように汎用ホブ盤によって仕上げ研磨されたフェースギヤを直交軸減速機に用いた例を示す要部断面図、図5は直交軸ギヤードモータに用いた例を示す要部断面図である。図4において、仕上げ研磨されたフェースギヤ20は、入力軸7の先端部に歯切りされたピニオン7aに噛合され、減速機構8を介して出力軸9を駆動する。また、図5において、モータ10の回転軸11の先端部に歯切りされたピニオン11aは、同様にフェースギヤ20に噛合され、減速機構9を介して出力軸9を駆動する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing an example in which the face gear finish-polished by a general-purpose hobbing machine as described above is used in an orthogonal shaft reduction gear, and FIG. It is. In FIG. 4, the finish-polished
上記のように構成された直交軸減速機、及び直交軸ギヤードモータは、何れも従来の直交軸減速ギヤを用いたものよりも振動や騒音が低減され、減速ロスも少ないものであった。なお、実施の形態1では、フェースギヤ20の回転軸と入力軸7がオフセットされているものについて説明したが、直交するものにも適用できる。
Both the orthogonal shaft reduction gear and the orthogonal shaft geared motor configured as described above have reduced vibration and noise and less deceleration loss than those using a conventional orthogonal shaft reduction gear. In the first embodiment, the rotation axis of the
以上説明したように、実施の形態1によれば、ねじれ角を有するフェースギヤ1の歯部1aを仕上げ研磨する際に、フェースギヤ1と噛み合うネジ状部2aに砥粒を電着した砥石2にて該砥石2の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態で上記フェースギヤと上記砥石を同期回転させることによって研磨するようにしたので、砥石2がフェースギヤ1の歯部1aと干渉することがない。このため、専用の加工機を必要とせず、汎用の加工機にて高精度に加工することが容易となる。また、汎用機にて製造可能なため、量産性及び製造コストの削減ができるなどの効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment, the
1 フェースギヤ、 1a 歯部、 2 砥石、 2a ネジ状部、 3 下部受台、 4 上部補助センター、 5 支え軸、 6 砥石、 6a 加工部、 7 入力軸、 7a ピニオン、 8 減速機構、 9 出力軸、 10 モータ、 11 回転軸、 11a ピニオン、 20 仕上げ研磨されたフェースギヤ、 A 退避位置、 O 中心軸。
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