JP6871031B2 - Worm processing equipment and worm processing method - Google Patents
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Description
本発明は、ウォーム加工装置及びウォーム加工方法に関するものである。 The present invention relates to a worm processing apparatus and a worm processing method.
車両の電装品(例えば、パワーウィンドウ等)の駆動源に用いられる減速機付モータには、ウォームギヤを有するものがある(例えば、下記特許文献1参照)。ウォームギヤは、モータの回転軸に連結されたウォームと、ウォームに噛合するウォームホイールと、を有している。 Some motors with a speed reducer used as a drive source for electrical components of a vehicle (for example, a power window or the like) have a worm gear (see, for example, Patent Document 1 below). The worm gear has a worm connected to the rotating shaft of the motor and a worm wheel that meshes with the worm.
上述したウォームは、回転軸が連結される連結孔を有するウォーム軸と、ウォーム軸の外周面に形成された螺旋状の歯部と、を有している。この構成によれば、モータの駆動に伴い回転軸が回転すると、ウォームが回転軸と一体で回転する。ウォームの回転に伴い、ウォームホイールが回転することで、モータの回転力が減速されて電装品に出力される。 The above-mentioned worm has a worm shaft having a connecting hole to which the rotating shaft is connected, and a spiral tooth portion formed on the outer peripheral surface of the worm shaft. According to this configuration, when the rotating shaft rotates with the drive of the motor, the worm rotates integrally with the rotating shaft. As the worm rotates, the worm wheel rotates, which reduces the rotational force of the motor and outputs it to the electrical components.
ところで、上述したウォームは、丸棒状のワークを主軸チャックユニットにより保持した状態で、例えば以下の工程を経て製造される。
まず、ワークに対して、端面加工、面取り加工、下穴ドリル加工、リーマ加工の順番に違うツールを移動させ、ワークと同軸に延びる連結孔を形成する。その後、例えば複数のワーリングチップが取り付けられたリング状のホルダをワークに挿通させながら移動する。(いわゆる、ワーリング加工)。これにより、ワークの外周面がダイスにより切削され、歯部が形成される。
By the way, the above-mentioned worm is manufactured in a state where a round bar-shaped work is held by a spindle chuck unit, for example, through the following steps.
First, different tools are moved to the work in the order of end face processing, chamfering, pilot hole drilling, and reamer processing to form a connecting hole extending coaxially with the work. After that, for example, a ring-shaped holder to which a plurality of warling tips are attached is inserted into the work and moved. (So-called waring processing). As a result, the outer peripheral surface of the work is cut by the die to form the tooth portion.
しかしながら、上述した従来技術では、切断や端面加工、連結孔加工や歯部加工等の各工程を順番にそれぞれ違うツールを移動して行う必要があった。そのため、ウォーム加工装置の小型化やサイクルタイムを短縮させる点で、未だ改善の余地があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, it is necessary to move different tools in order to perform each process such as cutting, end face processing, connecting hole processing, and tooth processing. Therefore, there is still room for improvement in terms of downsizing the worm processing apparatus and shortening the cycle time.
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型化やサイクルタイムの短縮を図ることができるウォーム加工装置及びウォーム加工方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a worm processing apparatus and a worm processing method capable of reducing the size and shortening the cycle time.
上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係るウォーム加工装置は、回転軸が連結される連結孔を有するウォーム軸と、前記ウォーム軸の外周面に形成された螺旋状の歯部と、を有するウォームを加工するウォーム加工装置であって、第1方向に延びる棒状のワークを保持する主軸チャックユニットと、前記ワークの外周面を切削して前記歯部を形成する切削ユニットと、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に対向配置され、前記ワークに前記連結孔を形成するドリルユニットと、を備え、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記ワークのうち前記主軸チャックユニットから突出した突出領域に対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成し、前記ドリルユニットは、前記ドリルユニットの先端側に位置する小径部と、前記第1方向において前記小径部に対して前記ドリルユニットの基端側に連なり、前記基端側に向かうに従い外径が拡大するドリルユニット側テーパ部と、を備え、前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記小径部及び前記ドリルユニット側テーパ部を前記ワークに進入させて前記連結孔を形成するとともに、前記連結孔の縁部を前記ドリルユニット側テーパ部によって押圧することで、前記連結孔の縁部に前記ワークのうち前記第1方向を向く端面に向かうに従い漸次拡径するウォーム側テーパ部を形成し、前記切削ユニットは、前記第1方向に直交する第2方向から見た平面視において、前記第1方向に沿って延びる軸線回りに回転するとともに、外周縁に切削刃が形成されたメタルソーを有し、前記ワークに対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成する際において、前記主軸チャックユニット及び前記ドリルユニットの回転方向は、同一方向に設定され、前記ドリルユニットの回転速度は、前記主軸チャックユニットの回転速度よりも早く設定され、前記メタルソーの回転方向は、前記主軸チャックユニット及び前記ドリルユニットの回転方向と逆方向に設定されている。
本発明の一態様に係るウォーム加工方法は、上記態様に係るウォーム加工装置を用いたウォーム加工方法であって、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットを、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動させ、前記ワークに前記連結孔及び前記歯部を一括で形成する。
In order to solve the above problems, the present invention has adopted the following aspects.
The worm processing apparatus according to one aspect of the present invention is a worm that processes a worm having a worm shaft having a connecting hole to which a rotating shaft is connected and a spiral tooth portion formed on the outer peripheral surface of the worm shaft. A spindle chuck unit that is a processing device and holds a rod-shaped work extending in the first direction, a cutting unit that cuts the outer peripheral surface of the work to form the tooth portion, and the first shaft chuck unit with respect to the spindle chuck unit. A drill unit that is arranged to face each other in one direction and forms the connecting hole in the work is provided, and the cutting unit and the drill unit move relative to the spindle chuck unit in the first direction. The connecting hole and the tooth portion are collectively formed in the protruding region of the work that protrudes from the spindle chuck unit, and the drill unit includes a small diameter portion located on the tip end side of the drill unit and the first portion. The drill unit includes a drill unit-side tapered portion that is connected to the proximal end side of the drill unit with respect to the small diameter portion in one direction and whose outer diameter increases toward the proximal end side. In the process of relative movement in the first direction with respect to the above, the small diameter portion and the tapered portion on the drill unit side are made to enter the work to form the connecting hole, and the edge portion of the connecting hole is on the drill unit side. By pressing with the tapered portion, a worm-side tapered portion whose diameter gradually increases toward the end face of the work facing the first direction is formed at the edge of the connecting hole, and the cutting unit has the first direction. In a plan view seen from a second direction orthogonal to the above, it has a metal saw that rotates around an axis extending along the first direction and has a cutting blade formed on the outer peripheral edge, and has the connecting hole with respect to the work. And when the tooth portions are collectively formed, the rotation directions of the spindle chuck unit and the drill unit are set in the same direction, and the rotation speed of the drill unit is faster than the rotation speed of the spindle chuck unit. The rotation direction of the metal saw is set to be opposite to the rotation direction of the spindle chuck unit and the drill unit .
The worm processing method according to one aspect of the present invention is a worm processing method using the worm processing apparatus according to the above aspect, in which the cutting unit and the drill unit are placed in the first direction with respect to the spindle chuck unit. By moving relative to each other, the connecting hole and the tooth portion are collectively formed in the work.
この構成によれば、歯部加工及び連結孔加工の各工程を別々に行う場合に比べて、サイクルタイムを短縮させることができる。また、各工程毎にワークまたはツールを搬送することがないので、従来のように歯部加工や連結孔加工の際に、各工程毎にワークまたはツールを搬送する場合に比べて、切削ユニット及びドリルユニットを近接して配置できる。
これにより、ウォーム加工装置の小型化を図ることができる。
しかも、切削ユニットが軸線回りに回転するメタルソーを有しているため、例えばワーリング加工のようにワークの周囲を取り囲んで加工を行う場合に比べて、ウォーム加工装置のレイアウト性を向上させることができる。
また、ワーリング加工のように、複数のワーリングチップで切削を行う場合に比べて交換する部品点数を削減できる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。
According to this configuration, the cycle time can be shortened as compared with the case where each step of the tooth portion processing and the connecting hole processing is performed separately. In addition, since the work or tool is not transported in each process, the cutting unit and the tool are not transported in each process as compared with the conventional case where the work or tool is transported in the case of tooth processing or connection hole processing. Drill units can be placed in close proximity.
As a result, the worm processing apparatus can be miniaturized.
Moreover, since the cutting unit has a metal saw that rotates around the axis, the layout of the worm processing apparatus can be improved as compared with the case where the machining is performed by surrounding the circumference of the work as in the case of warping, for example. ..
In addition, the number of parts to be replaced can be reduced as compared with the case where cutting is performed with a plurality of warling tips as in the warling process. As a result, maintainability can be improved.
上記態様に係るウォーム加工装置において、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記第1方向に直交する第2方向から見た平面視において、前記第1方向に互いに平行に延びる軸線回りにそれぞれ回転可能に構成されていてもよい。
この構成によれば、主軸チャックユニットと、ドリルユニット及び切削ユニットと、が第1方向に移動する過程で、複雑な動作をすることなく、歯部及び連結孔を一括で形成できる。また、ドリルユニット及び切削ユニットのそれぞれの軸線が平面視で傾いている場合に比べてウォーム加工装置の平面視での小型化を図ることができる。
In the worm processing apparatus according to the above aspect, the cutting unit and the drill unit can rotate about axes extending parallel to each other in the first direction in a plan view viewed from a second direction orthogonal to the first direction. It may be configured in.
According to this configuration, in the process in which the spindle chuck unit, the drill unit, and the cutting unit move in the first direction, the tooth portion and the connecting hole can be collectively formed without performing complicated operations. Further, the size of the worm processing apparatus can be reduced in the plan view as compared with the case where the axes of the drill unit and the cutting unit are tilted in the plan view.
上記態様に係るウォーム加工装置において、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に同期して移動可能に構成されていてもよい。
この構成によれば、ドリルユニットと切削ユニットを別々に移動させる場合に比べて、動作の簡素化を図ることができる。
In the worm processing apparatus according to the above aspect, the cutting unit and the drill unit may be configured to be movable in synchronization with the spindle chuck unit in the first direction.
According to this configuration, the operation can be simplified as compared with the case where the drill unit and the cutting unit are moved separately.
上記態様に係るウォーム加工装置において、前記ドリルユニットを間に挟んで少なくとも前記切削ユニットと反対側から前記ワークを支持する振れ防止部を備えていてもよい。
この構成によれば、切削時にメタルソーからワークに作用する荷重によってワークが傾くのを抑制できる。その結果、ワークを高精度に加工できる。
The worm processing apparatus according to the above aspect may include a runout prevention portion that supports the work from at least the side opposite to the cutting unit with the drill unit sandwiched between them.
According to this configuration, it is possible to prevent the work from tilting due to the load acting on the work from the metal saw during cutting. As a result, the work can be machined with high accuracy.
本発明に係る態様によれば、小型化やサイクルタイムの短縮を図ることができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to reduce the size and shorten the cycle time.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[減速機付モータ]
図1は、減速機付モータ1の概略断面図である。
図1に示す減速機付モータ1は、車両の電装品(例えば、パワーウィンドウ等)を駆動するためのものである。但し、減速機付モータ1は、車両以外の電装品を駆動するためのものであってもよい。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Motor with reducer]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the motor 1 with a speed reducer.
The motor 1 with a speed reducer shown in FIG. 1 is for driving an electrical component of a vehicle (for example, a power window or the like). However, the motor 1 with a speed reducer may be used to drive electrical components other than the vehicle.
減速機付モータ1は、電動モータ2と、電動モータ2の回転軸3に接続されたウォームギヤ10と、がユニット化されて構成されている。なお、以下の説明では、回転軸3の軸線方向を回転軸方向O1という場合がある。また、回転軸方向O1のうち、ウォームギヤ10に対してヨーク5に向かう方向を第1端側とし、ウォームギヤ10に対してヨーク5から離間する方向を第2端側とする。
電動モータ2は、回転軸3に固定されたアーマチュア6が、ヨーク5内で回転可能に配置されて構成されている。
The motor 1 with a speed reducer is configured by unitizing an
The
ウォームギヤ10は、ウォーム11と、ウォームホイール12と、を備えている。
ウォーム11は、上述した回転軸3のうち、ヨーク5よりも外側に突出した部分に連結されている。具体的に、ウォーム11は、回転軸方向O1に沿って延びる筒状のウォーム軸13と、ウォーム軸13の外周面に形成された歯部14と、を有している。
The
The
図2は、ウォーム11の側面図である。
図2に示すように、ウォーム軸13には、ウォーム軸13を回転軸方向O1に貫通する連結孔15が形成されている。連結孔15は、ストレート部15aと、テーパ部15bと、が連なって形成されている。ストレート部15aは、連結孔15のうち内径が一様に形成された部分である。ストレート部15aは、ウォーム軸13における回転軸方向O1の第1端面16a以外の部分に全長に亘って形成されている。すなわち、ストレート部15aは、ウォーム軸13における第2端面16bで開口している。
FIG. 2 is a side view of the
As shown in FIG. 2, the
テーパ部15bは、ウォーム軸13における回転軸方向O1の第1端面16aに形成されている。テーパ部15bは、ウォーム軸13における回転軸方向O1の第2端面16bから第1端面16aに向かうに従い漸次拡径されている。テーパ部15bは、ウォーム軸13における第1端面16aで開口している。本実施形態のウォーム11は、例えば上述した回転軸3がテーパ部15bを通して連結孔15内に圧入されることで、アーマチュア6に固定される。
The tapered
歯部14は、ウォーム軸13の外周面に螺旋状に形成されている。歯部14のうち、回転軸方向O1における両端部に位置する外側歯部14a,14bは、回転軸方向O1における中央部に位置する中央歯部14cに比べて歯たけが低くなっている(刃先円直径が小さくなっている。)。なお、外側歯部14a,14b及び中央歯部14cそれぞれの刃先円直径は、適宜変更が可能である。
The
外側歯部14a,14bにおける頂部は、回転軸方向O1に沿う縦断面視において、回転軸3の径方向に直交する平坦面に形成されている。なお、外側歯部14a,14bは、両終端部を含む所定の範囲(所定のピッチ分)の頂部が平坦面に形成されていれば構わない。また、図2の例では、両外側歯部14a,14bの頂部が平坦面に形成されているが、少なくとも一方の外側歯部14a,14bの頂部が平坦面に形成されていれば構わない。
中央歯部14cにおける頂部は、回転軸方向O1に沿う縦断面視において、径方向の外側に凸の円弧状に形成されている。
The tops of the
The apex of the
図1に示すように、ウォームホイール12は、いわゆるヘリカルギヤである。すなわち、ウォームホイール12は、回転軸方向O1に直交する方向に延びるホイール軸線O2回りに回転可能に構成された円板状に形成されている。ウォームホイール12の外周面には、ウォーム11の歯部14に噛合するホイール歯部17が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
この構成によれば、電動モータ2の駆動に伴い回転軸3が回転すると、ウォーム11が回転軸3と一体で回転する。ウォーム11の回転に伴い、ウォームホイール12が回転することで、電動モータ2の回転力が減速されて電装品に出力される。
According to this configuration, when the
[ウォーム加工装置]
次に、上述したウォーム11を製造するためのウォーム加工装置(以下、単に加工装置30という。)について説明する。図3は、加工装置30の一部を−X方向から見た斜視図である。以下の説明では、必要に応じてX,Y,Zの直交座標系を用いて説明する。この場合、上下方向をZ方向(第2方向)とし、Z方向に直交する水平方向をそれぞれX方向(第1方向)、及びY方向とする。また、図中の矢印方向を+方向とし、矢印方向とは反対の方向を−方向とする。この場合、+Z方向は、鉛直上方を示している。
[Warm processing equipment]
Next, a worm processing apparatus for manufacturing the above-mentioned worm 11 (hereinafter, simply referred to as a processing apparatus 30) will be described. FIG. 3 is a perspective view of a part of the
図3に示すように、本実施形態の加工装置30は、上述したウォーム11を製造するためのものであって、ワークWに対して歯部14及び連結孔15(図2参照)を加工した後、ワークWを所定長さに切断することで、上述したウォーム11を形成する。本実施形態のワークWは、金属材料により形成されるとともに、上述したウォーム11複数本分の長さを有する丸棒状のものである。但し、ワークWは樹脂材料等であっても構わない。
As shown in FIG. 3, the
加工装置30は、主軸チャックユニット31、ツールユニット32及び搬送ユニット33が架台35に支持されて構成されている。
主軸チャックユニット31は、架台35に固定された主軸41と、主軸41に支持されたチャック部42と、を備えている。
The
The
チャック部42は、X方向に延びる筒状に形成されている。チャック部42は、X方向に延びるチャック軸線(第1軸線)C1回りに回転可能に、主軸41に支持されている。チャック部42は、ワークWを保持した状態で、図示しない駆動源の駆動によってチャック軸線C1回りに回転することで、ワークWをチャック軸線C1回りに回転させる。
The
ワークWは、主軸チャックユニット31に対して+X方向に配置された供給源(不図示)において、チャック軸線C1と同軸上に保持されている。供給源に保持されたワークWは、主軸チャックユニット31に向けてチャック軸線C1に沿って−X方向に搬送される。すなわち、供給源から搬送されるワークWは、チャック部42内を貫通するとともに、−X方向の端部が所定長さ突出した状態で、チャック部42に保持される。なお、ワークWにおいて、チャック部42から−X方向に突出した部分(以下、突出領域という場合がある。)の長さは、例えばウォーム11の1本分の長さよりも長く、例えばウォーム11の2本分の長さ未満程度に設定されている。但し、突出領域の長さは、適宜調整が可能である。
The work W is held coaxially with the chuck axis C1 at a supply source (not shown) arranged in the + X direction with respect to the
ツールユニット32は、主軸チャックユニット31に対して−X方向に間隔をあけて配置されている。ツールユニット32は、ドリルユニット51、振れ防止部52、切削ユニット53及び切断ユニット54が可動ベース55に支持されて構成されている。
可動ベース55は、X方向にスライド移動可能に架台35に支持されたメインテーブル57と、Y方向にスライド移動可能にメインテーブル57に支持されたサブテーブル58と、を有している。
The
The
ドリルユニット51は、主軸チャックユニット31に対してX方向で対向配置されている。ドリルユニット51は、メインテーブル57上に支持されたドリルベース61に、スピンドル62が回転可能に支持されて構成されている。
ドリルベース61は、メインテーブル57に対するX方向の位置を調整可能に、メインテーブル57に支持されている。
The
The
スピンドル62は、上述したチャック軸線C1と同軸上に位置するドリル軸線C2回りに回転可能に、ドリルベース61に支持されている。スピンドル62は、ドリルベース61に搭載された駆動源の駆動によって回転する。スピンドル62における+X方向端部には、ドリル63が着脱可能に装着されている。ドリル63は、スピンドル62の回転に伴い、スピンドル62とともにドリル軸線C2回りに回転する。なお、ドリル軸線C2は、チャック軸線C1と同軸に限らず、チャック軸線C1に対して平行に配置されていても構わない。
The
図4は、加工装置30において、ドリル63を含む部分の平面図である。
図4に示すように、ドリル63は、先端(+X方向の端部)に向かうに従い段々と外径が縮小する多段形状に形成されている。具体的に、ドリル63は、基端部(−X方向の端部)に位置する大径部66と、テーパ部67を介して大径部66の先端に連なる小径部68と、を有している。
FIG. 4 is a plan view of a portion of the
As shown in FIG. 4, the
大径部66は、X方向の全長に亘って外径が一様に形成されている。大径部66の基端部は、ドリル63の装着時にスピンドル62に保持される。
テーパ部67は、大径部66の先端に連なり、+X方向に向かうに従い漸次外径が縮小している。
小径部68は、テーパ部67の先端から+X方向に一様な外径で延在した後、先端が先鋭している。なお、ドリル63のうち、少なくともテーパ部67及び小径部68の外周面には、螺旋状のドリル刃(不図示)が形成されている。
The
The tapered
The
図5は、加工装置30の一部を+X方向から見た斜視図である。
図5に示すように、振れ防止部52は、メインテーブル57のうち、X方向における主軸チャックユニット31とドリルユニット51との間に位置する部分から+Z方向に立設されている。振れ防止部52において、X方向から見てチャック軸線C1(ドリル軸線C2)と重なり合う位置には、スピンドル収容部71、ドリル収容部72、ワーク収容部73及びメタルソー92の切削刃収容部(不図示)が形成されている。スピンドル収容部71、ドリル収容部72及びワーク収容部73は、−X方向から+X方向に順に連なっている。
FIG. 5 is a perspective view of a part of the
As shown in FIG. 5, the
スピンドル収容部71は、X方向から見て半円形状の窪みである。スピンドル収容部71は、−X方向及び−Y方向に開口している。スピンドル収容部71内には、上述したスピンドル62の一部(+Y方向に位置する部分)が収容されている。
ドリル収容部72は、スピンドル収容部71に対して+X方向に連なっている。ドリル収容部72は、スピンドル収容部71よりも小径で、かつワークWが進入可能な大きさに形成された半円形状の窪みである。ドリル収容部72内には、上述したドリル63の一部(+Y方向に位置する部分)が収容されている。
The
The
ワーク収容部73は、ドリル収容部72に対して+X方向に連なっている。ワーク収容部73は、ドリル収容部72内に連通するとともに、+X方向に開口する孔である。ワーク収容部73内には、ワークWが通過可能に構成されている。なお、本実施形態では、スピンドル収容部71及びドリル収容部72が窪み、ワーク収容部73が孔である構成について説明したが、この構成のみに限られない。各収容部71〜73は、窪みや孔等の何れであっても構わない。また、ワーク収容部73は取り外し可能なブッシュでも構わない。
The
図3に示すように、切削ユニット53は、サブテーブル58において上述したドリル軸線C2に対して−Y方向に位置する部分に支持されている。すなわち、切削ユニット53は、ドリル軸線C2を間に挟んで振れ防止部52とは反対側に配置されている。切削ユニット53は、切削ベース81と、ツール保持部82と、切削部83とを主に有している。
切削ベース81は、サブテーブル58から+Z方向に立設されている。なお、切削ベース81は、架台35に対する切削部83のZ方向の位置、Y方向に延びる調整軸線C3回りの切削部83の傾きを調整可能に構成されている。
As shown in FIG. 3, the cutting
The cutting
ツール保持部82は、切削ベース81における+Y方向を向く面に固定されている。
図5に示すように、切削部83は、ツール保持部82に着脱可能に取り付けられている。切削部83は、ホルダ91と、ホルダ91に固定されたメタルソー92と、を備えている。
The
As shown in FIG. 5, the cutting
ホルダ91は、ツール保持部82から+X方向に突出した状態で、ツール保持部82に支持されている。ホルダ91は、図示しない駆動源の駆動により、上述した調整軸線C3に直交する切削軸線C4回りに回転可能に構成されている。なお、本実施形態において、切削軸線C4は、上述したドリル軸線C2に対してY方向に並んで配置されている。具体的に、切削軸線C4は、Z方向から見た平面視でドリル軸線C2と平行に延び、かつY方向から見た平面視でX方向に対して僅かに傾いた状態でX方向に沿って延在している。なお、切削軸線C4は、ツール保持部82の調整軸線C3回りの位置に応じてX方向とのなす角度(歯部14のピッチ)が調整される。
The
メタルソー92は、リング状に形成されている。メタルソー92の外周縁には、切削刃が形成されている。メタルソー92は、ホルダ91に着脱可能に取り付けられている。メタルソー92は、切削軸線C4と同軸に配置されている。すなわち、メタルソー92は、ホルダ91の回転に伴い、切削軸線C4回りに回転する。
The metal saw 92 is formed in a ring shape. A cutting blade is formed on the outer peripheral edge of the metal saw 92. The metal saw 92 is detachably attached to the
切断ユニット54は、サブテーブル58において上述したドリル軸線C2に対して+Y方向に位置する部分に支持されている。切断ユニット54は、上述した切削ユニット53とともにサブテーブル58に支持され、メインテーブル57に対してY方向に移動可能に構成されている。切断ユニット54は、切断ベース100と、切断ベース100に支持されたバイト101及びストッパ102と、を備えている。
The cutting
切断ベース100は、サブテーブル58から+Z方向に立設されている。
バイト101は、刃先を−Y方向に向けた状態で切断ベース100に支持されている。切断ユニット54は、サブテーブル58のY方向へのスライド動作に伴い、バイト101がチャック軸線C1から+Y方向に退避したバイト退避位置(図6参照)と、バイト101がチャック軸線C1に交わる切断位置(図12参照)と、に移動する。バイト101は、バイト退避位置から切断位置に向かう過程において、ワークWの突出領域に接触してワークWを切断する。
The cutting
The
ストッパ102は、切断ベース100のうち、バイト101よりも−X方向に位置している。ストッパ102は、サブテーブル58のY方向へのスライド移動に伴い、チャック軸線C1に対して進退する。具体的に、ストッパ102は、メタルソー92によるワークWの切削時(図7等における歯部加工位置)において、チャック軸線C1から+Y方向に退避している。一方、ストッパ102は、上述したバイト退避位置において、チャック軸線C1上に位置する。バイト退避位置において、ストッパ102には、ワークWの先端面(−X方向端面)が当接可能とされている。これにより、ストッパ102は、ワークWの供給時において、ワークWの−X方向への移動を規制して、ワークWの突出領域の長さを規定している。
The
図3に示すように、搬送ユニット33は、架台35から+Z方向に立設された縦ベース110において、主軸チャックユニット31よりも+Z方向に位置する部分に設けられている。具体的に、搬送ユニット33は、Y方向に延びるスライドレール111と、Y方向に移動可能にスライドレール111に支持されたアームユニット112と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
スライドレール111は、縦ベース110から−X方向に突出したステー115に固定されている。
アームユニット112は、スライドベース120と、スライドベース120に支持された一対の把持アーム121,122と、複数の支持ローラ125と、を有している。
The
The
スライドベース120は、スライドレール111に吊り下げられた状態で、Y方向に往復移動可能に支持されている。具体的に、スライドベース120は、スライドレール111における+Y方向端部に位置する受け取り位置と、スライドレール111における−Y方向端部に位置する受け渡し位置と、の間をスライド移動する。
The
各把持アーム121,122は、スライドベース120の先端部(−X方向、かつ−Z方向に位置する端部)に、Y方向に並んで配設されている。各把持アーム121,122は、X方向に互いに平行に延びる軸線P1,P2回りに回動可能に、スライドベース120に片持ちで支持されている。
各支持ローラ125は、各把持アーム121,122の先端部に、X方向に互いに平行に延びる軸線回りに回転可能にそれぞれ支持されている。本実施形態において、支持ローラ125は、把持アーム121に2つ設けられ、把持アーム122に1つ設けられている。
The gripping
Each of the
図5に示すように、各把持アーム121,122は、上述した受け取り位置において、軸線P1,P2回りの回動に伴い、チャック軸線C1に対して接近離間する。各把持アーム121,122は、受け取り位置において、チャック軸線C1に最も接近した際に、X方向における上述したバイト101及びストッパ102の間に位置する部分で、各支持ローラ125がチャック軸線C1を取り囲む。これにより、各支持ローラ125がワークWの突出領域の外周面に接触して、ワークWを保持できる。
As shown in FIG. 5, the gripping
[ウォーム加工方法]
次に、上述した加工装置30を用いて、ウォーム11を製造する方法について説明する。図6〜図12は、加工装置30の要部を+Z方向から見た概略平面図であって、ウォーム11の加工方法を説明するための工程図である。なお、以下の説明では、図6に示す状態を初期状態とする。すなわち、初期状態では、ドリルユニット51(メインテーブル57)が−X方向端部に位置し、切断ユニット54(サブテーブル58)がバイト退避位置に位置し、搬送ユニット33が受け取り位置に位置している。
本実施形態のウォーム加工方法は、ワークセット工程と、切削工程と、バリ取り工程と、ワーク保持工程と、切断工程と、搬送工程と、を主に備えている。
[Warm processing method]
Next, a method of manufacturing the
The worm processing method of the present embodiment mainly includes a work setting process, a cutting process, a deburring process, a work holding process, a cutting process, and a transporting process.
図6に示すように、ワークセット工程では、ワークWの供給源からワークWを送り出す。供給源から送り出されたワークWは、チャック部42をX方向に通過した後、ストッパ102に突き当たる。これにより、チャック部42に対してワークWが位置決めされ、ワークWの突出領域がチャック部42から所定の長さ分だけ突出する。その後、チャック部42によりワークWを保持する。
As shown in FIG. 6, in the work set process, the work W is sent out from the source of the work W. The work W sent out from the supply source passes through the
続いて、切削工程では、まずチャック部42、スピンドル62及び切削部83をそれぞれの軸線C1,C2,C4回りに回転させる。本実施形態において、上述したチャック部42及びスピンドル62(ドリル63)の回転方向は同一方向に設定されている。この場合、スピンドル62の回転速度は、チャック部42の回転速度に比べて速く設定されている。また、切削部83の回転方向は、チャック部42及びスピンドル62(ドリル63)の回転方向と逆方向に設定されている。
Subsequently, in the cutting step, first, the
次に、図7に示すように、チャック部42、スピンドル62及び切削部83を回転させた状態で、メインテーブル57を+X方向に移動させるとともに、サブテーブル58を+Y方向に移動させる。具体的に、メインテーブル57は、+X方向に一定の速度で移動させる。また、サブテーブル58は、メタルソー92及びドリル63間の隙間(最も狭い部分)をワークWの半径よりも接近させ、メタルソー92がワークWの外周面に対して+Y方向に所定の進入量となる位置(歯部加工位置)まで移動させる。なお、サブテーブル58が歯部加工位置に移動することで、ストッパ102はチャック軸線C1から+Y方向に退避する。
Next, as shown in FIG. 7, the main table 57 is moved in the + X direction and the sub table 58 is moved in the + Y direction while the
図8に示すように、サブテーブル58が歯部加工位置で停止した状態で、メインテーブル57が+X方向に移動することで、ドリル63及びメタルソー92が+X方向に向けて同期して移動する。具体的に、ドリル63がワークWの−X方向端面から進入するとともに、メタルソー92がワークWの外周面に対して−X方向端部から進入する。この際、スピンドル62の回転速度は、チャック部42の回転速度に比べて速く設定されているため、メインテーブル57の移動に伴い、ワークWのうちドリル軸線C2上に位置する部分がX方向に切削される。
また、メタルソー92は、Z方向から見た平面視でドリル軸線C2と平行に延びる切削軸線C4がX方向に対して傾いた状態で、チャック部42と逆方向に回転しているため、メインテーブル57の移動に伴い、ワークWの外周面が螺旋状に切削される。これにより、ウォーム11の歯部14及び連結孔15に相当する部分がワークWに加工される。
As shown in FIG. 8, with the sub-table 58 stopped at the tooth processing position, the main table 57 moves in the + X direction, so that the
Further, since the metal saw 92 rotates in the opposite direction to the
図3に示すように、切削工程では、メインテーブル57の+X方向への移動を所定のストロークで停止する。本実施形態では、ドリル63のうち、テーパ部67がワークW内に進入して第1端面16aと連結孔15との縁部を押圧することでテーパ部15bを形成し、かつ小径部68の先端部がワークWの突出領域において次に形成されるウォーム11の一部に進入する位置までメインテーブル57を移動させる。すなわち、ワークWの−X方向端面からのメインテーブル57の移動量は、ウォーム11の1本分とバイト101による切断代Wa(図3における鎖線で囲まれた領域)との合計よりも長く設定されている。これにより、切断工程での切断後、ワークWの−X方向端面に、ドリル63の先端部に倣った切削痕Wbが残存する。その結果、次に形成するウォーム11の切削工程において、切削痕Wbがドリル63のガイドとなり、ドリル63とチャック軸線C1との同軸度を高めることができる。なお、メインテーブル57の+X方向へのストロークは、適宜変更が可能である。
As shown in FIG. 3, in the cutting step, the movement of the main table 57 in the + X direction is stopped at a predetermined stroke. In the present embodiment, of the
上述した切削工程において、メインテーブル57の+X方向への移動に伴い、ワークWが上述したワーク収容部73を通して振れ防止部52内に進入する。これにより、ワークWの外周面の一部が、ワーク収容部73又はドリル収容部72の内周面に近接又は当接しながら、切削が行われる。すなわち、ワークWは、ワークWに対してメタルソー92とは反対側から振れ防止部52に支持された状態で、切削が行われる。そのため、切削時にメタルソー92からワークWに作用する+Y方向に向けた荷重によってワークWが+Y方向に傾くのを抑制できる。その結果、歯部14及び連結孔15を一括で形成する場合であっても、ワークWを高精度に加工できる。
In the above-mentioned cutting step, as the main table 57 moves in the + X direction, the work W enters the
次に、図9に示すように、バリ取り工程では、メインテーブル57を−X方向に移動させる過程(初期状態に復帰させる過程)で、メタルソー92による切削によりワークWの外周面(外側歯部14a,14b)に発生したバリを除去する。具体的には、まずメタルソー92がワークWの外周面から退避し、かつストッパ102がチャック軸線C1上に進入しない位置(一時退避位置)まで、サブテーブル58を−Y方向に移動させる。続いて、メタルソー92が歯部14のうち外側歯部14bとX方向で同じ位置に配置されるように、メインテーブル57を−X方向に移動させる。
Next, as shown in FIG. 9, in the deburring step, in the process of moving the main table 57 in the −X direction (the process of returning to the initial state), the outer peripheral surface (outer tooth portion) of the work W is cut by cutting with the metal saw 92. Remove the burrs generated in 14a and 14b). Specifically, the sub-table 58 is first moved in the −Y direction until the metal saw 92 retracts from the outer peripheral surface of the work W and the
続いて、チャック部42をチャック軸線C1回りに回転させ、外側歯部14bの終端部とメタルソー92とのチャック軸線C1回りの位置合わせを行う。この際、チャック部42は、チャック軸線C1を中心として、外側歯部14bの終端部とメタルソー92におけるワークWとの接触部分とがなす中心角のうち、狭い方の角度(劣角)を0°にする方向に回転させることが好ましい。
Subsequently, the
外側歯部14bの終端部とメタルソー92との位置合わせを行った後、メタルソー92とチャック部42を互いに逆方向に回転させる。続いて、サブテーブル58を再び+Y方向に移動させ、メタルソー92を外側歯部14bに進入させる。この際、メタルソー92のワークWの外周面への進入量は、上述した歯部加工位置よりも小さく設定されている(バリ取り位置)。メタルソー92が外側歯部14bに進入することで、外側歯部14bの頂部が切削されるとともに、外側歯部14bに発生したバリが切削される。このように、外側歯部14bの一部とともにバリを切削することで、バリを確実に除去できる。但し、バリのみを切削により除去しても構わない。
After aligning the end portion of the
また、外側歯部14bのバリを除去するには、図10に示すように、サブテーブル58を一時退避位置まで−Y方向に移動させた状態で、メタルソー92が外側歯部14aとX方向で同じ位置に配置されるようにメインテーブル57を−X方向に移動させる。その後、上述した外側歯部14bのバリ取り方法と同様の方法により、外側歯部14aの頂部及び外側歯部14aに発生したバリをメタルソー92により切削する。
Further, in order to remove the burr on the
バリ取り工程の終了後、図11に示すように、メインテーブル57及びサブテーブル58を初期状態の位置まで復帰させる。 After the deburring step is completed, as shown in FIG. 11, the main table 57 and the sub table 58 are returned to the positions in the initial state.
図12に示すように、アーム保持工程では、搬送ユニット33の把持アーム121,122を回動させる。そして、把持アーム121,122(図5参照)の支持ローラ125によってワークWのうち歯部14が形成された部分(加工領域)を保持する。
As shown in FIG. 12, in the arm holding step, the gripping
切断工程では、チャック部42を回転させながら、サブテーブル58を切断位置まで−Y方向にスライドさせる。サブテーブル58の移動に伴い、バイト101がワークWに対して−Y方向に移動することで、ワークWがY方向に沿って切断される。これにより、ワークWの突出領域が、加工領域と非加工領域とに分離される。なお、ワークWの加工領域は、切断後にも把持アーム121,122により保持されている。また、切断工程後は、サブテーブル58をバイト退避位置まで復帰させ、次のワーク加工に備える。
In the cutting step, the sub-table 58 is slid to the cutting position in the −Y direction while rotating the
搬送工程では、上述した切断工程で切断されたワークWの加工領域を保持した状態で、アームユニット112を受け渡し位置まで移動させる。受け渡し位置まで搬送されたワークWは、その後仕上転造等の仕上げ工程を経て上述したウォーム11となる。また、搬送工程中において、上述した主軸チャックユニット31及びツールユニット32により、上述したウォーム11の加工方法を並行して行うことが好ましい。
In the transfer step, the
このように、本実施形態では、ドリルユニット51と切削ユニット53とがX方向に移動する過程で、ワークWの突出領域に対して連結孔15及び歯部14を一括して形成する構成とした。
この構成によれば、歯部加工及び連結孔加工の各工程を別々に行う場合に比べて、サイクルタイムを短縮させることができる。また、各工程毎にワークWまたはツールを搬送することがないので、従来のように歯部加工や連結孔加工の際に、各工程毎にワークWまたはツールを搬送する場合に比べて、切削ユニット53及びドリルユニット51を近接して配置できる。これにより、加工装置30の小型化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the connecting
According to this configuration, the cycle time can be shortened as compared with the case where each step of the tooth portion processing and the connecting hole processing is performed separately. In addition, since the work W or tool is not transported for each process, cutting is performed during tooth processing or connection hole processing as in the conventional case, as compared with the case where the work W or tool is transported for each process. The
本実施形態では、切削ユニット53の切削軸線C4及びドリルユニット51のドリル軸線C2が、Z方向から見た平面視において、X方向に互いに平行に延在している構成とした。
この構成によれば、主軸チャックユニット31と、ドリルユニット51及び切削ユニット53と、がX方向に移動する過程で、複雑な動作をすることなく、歯部14及び連結孔15を一括で形成できる。また、ドリルユニット51及び切削ユニット53のそれぞれの軸線が平面視で傾いている場合に比べて加工装置30の平面視での小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the cutting axis C4 of the cutting
According to this configuration, the
本実施形態では、切削ユニット53及びドリルユニット51が、主軸チャックユニット31に対してX方向に同期して移動する構成とした。
この構成によれば、ドリルユニット51と切削ユニット53を別々に移動させる場合に比べて、動作の簡素化を図ることができる。
In the present embodiment, the cutting
According to this configuration, the operation can be simplified as compared with the case where the
本実施形態では、切削ユニット53が切削軸線C4回りに回転するメタルソー92を有しているため、例えばワーリング加工のようにワークWの周囲を取り囲んで加工を行う場合に比べて、加工装置30のレイアウト性を向上させることができる。
また、ワーリング加工のように、複数のワーリングチップで切削を行う場合に比べて交換する部品点数を削減できる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。
In the present embodiment, since the cutting
In addition, the number of parts to be replaced can be reduced as compared with the case where cutting is performed with a plurality of warling tips as in the warling process. As a result, maintainability can be improved.
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、切削ユニット53がメタルソー92を有している構成について説明したが、この構成のみに限られない。切削ユニット53がワークWの外周面を切削可能なツールを有していれば構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
上述した実施形態では、Z方向から見た平面視でドリル軸線C2と切削軸線C4とが平行に配置される構成について説明したが、この構成のみに限られない。
上述した実施形態では、ドリルユニット51と切削ユニット53を同期して移動させる構成について説明したが、この構成のみに限られない。歯部14及び連結孔15を一括して形成できる構成(例えば、歯部14及び連結孔15加工の終了タイミングが同じ構成)であれば、切削工程においてドリルユニット51と切削ユニット53をそれぞれ独立して動作させても構わない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the drill axis C2 and the cutting axis C4 are arranged in parallel in a plan view from the Z direction has been described, but the configuration is not limited to this configuration.
In the above-described embodiment, the configuration in which the
上述した実施形態では、主軸チャックユニット31に対してドリルユニット51と切削ユニット53をX方向に移動させる構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、ドリルユニット51と切削ユニット53に対して主軸チャックユニット31を移動させてもよく、主軸チャックユニット31、ドリルユニット51及び切削ユニット53全てを移動させてもよい。
上述した実施形態では、切削ユニット53及び切断ユニット54がサブテーブル58の移動によって一体で移動する構成について説明したが、この構成のみに限らず、切削ユニット53及び切断ユニット54が独立して移動する構成であっても構わない。
上述した実施形態では、歯部14が一条形成された場合について説明したが、歯部14が多条であっても構わない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
In the above-described embodiment, the configuration in which the
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、加工装置30において、切削工程の後にバリ取り工程を行う構成について説明したが、この構成のみに限らず、バリ取り工程は他の装置で行っても構わない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the deburring step is performed after the cutting step in the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to replace the constituent elements in the above-described embodiment with well-known constituent elements as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-mentioned modified examples may be appropriately combined.
11…ウォーム
13…ウォーム軸
14…歯部
15…連結孔
30…ウォーム加工装置
31…主軸チャックユニット
51…ドリルユニット
52…振れ防止部
53…切削ユニット
92…メタルソー
11 ...
Claims (5)
第1方向に延びる棒状のワークを保持する主軸チャックユニットと、
前記ワークの外周面を切削して前記歯部を形成する切削ユニットと、
前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に対向配置され、前記ワークに前記連結孔を形成するドリルユニットと、を備え、
前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記ワークのうち前記主軸チャックユニットから突出した突出領域に対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成し、
前記ドリルユニットは、
前記ドリルユニットの先端側に位置する小径部と、
前記第1方向において前記小径部に対して前記ドリルユニットの基端側に連なり、前記基端側に向かうに従い外径が拡大するドリルユニット側テーパ部と、を備え、
前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記小径部及び前記ドリルユニット側テーパ部を前記ワークに進入させて前記連結孔を形成するとともに、前記連結孔の縁部を前記ドリルユニット側テーパ部によって押圧することで、前記連結孔の縁部に前記ワークのうち前記第1方向を向く端面に向かうに従い漸次拡径するウォーム側テーパ部を形成し、
前記切削ユニットは、前記第1方向に直交する第2方向から見た平面視において、前記第1方向に沿って延びる軸線回りに回転するとともに、外周縁に切削刃が形成されたメタルソーを有し、
前記ワークに対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成する際において、
前記主軸チャックユニット及び前記ドリルユニットの回転方向は、同一方向に設定され、
前記ドリルユニットの回転速度は、前記主軸チャックユニットの回転速度よりも早く設定され、
前記メタルソーの回転方向は、前記主軸チャックユニット及び前記ドリルユニットの回転方向と逆方向に設定されていることを特徴とするウォーム加工装置。 A worm processing device for processing a worm having a worm shaft having a connecting hole to which a rotating shaft is connected and a spiral tooth portion formed on the outer peripheral surface of the worm shaft.
A spindle chuck unit that holds a rod-shaped workpiece extending in the first direction,
A cutting unit that cuts the outer peripheral surface of the work to form the tooth portion,
A drill unit that is arranged to face the spindle chuck unit in the first direction and forms the connecting hole in the work is provided.
In the process of relative movement of the cutting unit and the drill unit in the first direction with respect to the spindle chuck unit, the connecting hole and the tooth portion with respect to the protruding region of the work protruding from the spindle chuck unit. Formed all at once,
The drill unit is
A small diameter portion located on the tip side of the drill unit and
A drill unit-side tapered portion that is connected to the base end side of the drill unit with respect to the small diameter portion in the first direction and whose outer diameter increases toward the base end side is provided.
In the process of relative movement of the drill unit with respect to the spindle chuck unit in the first direction, the small diameter portion and the tapered portion on the drill unit side are made to enter the work to form the connection hole, and the connection is formed. By pressing the edge of the hole with the taper on the drill unit side, a worm-side taper that gradually expands in diameter toward the end face of the work in the first direction is formed on the edge of the connecting hole.
The cutting unit has a metal saw that rotates around an axis extending along the first direction and has a cutting blade formed on the outer peripheral edge in a plan view seen from a second direction orthogonal to the first direction. ,
When forming the connecting hole and the tooth portion collectively with respect to the work,
The rotation directions of the spindle chuck unit and the drill unit are set to be the same.
The rotation speed of the drill unit is set to be faster than the rotation speed of the spindle chuck unit.
A worm processing apparatus characterized in that the rotation direction of the metal saw is set in a direction opposite to the rotation direction of the spindle chuck unit and the drill unit.
前記切削ユニット及び前記ドリルユニットを、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動させ、前記ワークに前記連結孔及び前記歯部を一括で形成することを特徴とするウォーム加工方法。 A worm processing method using the worm processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
A worm processing method characterized in that the cutting unit and the drill unit are moved relative to the spindle chuck unit in the first direction to collectively form the connecting hole and the tooth portion in the work.
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