JP7187913B2 - 歯車加工装置及び歯車加工方法 - Google Patents
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Description
(1-1.歯車加工装置1の概略構成)
以下、本発明に係る歯車加工装置及び歯車加工方法を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図1を参照して、本発明の一実施形態における歯車加工装置1の概略構成を説明する。
次に、図2を参照して、歯切り工具40について説明する。図2に示すように、歯切り工具40は、ねじれ角を有する複数の工具刃41を備える。複数の工具刃41は、歯切り工具40の軸線L方向から見た形状がインボリュート曲線形状に形成される。各々の工具刃41には、歯切り工具40の先端側(図2下側)を向く端面42に、歯切り工具40の軸線L方向に直交する平面に対して角度γだけ傾斜したすくい角を有するすくい面43が設けられる。さらに、各々の工具刃41は、歯切り工具40の軸線Lと平行な直線に対し、角度δだけ傾斜した前逃げ角が設けられる。
次に、図3を参照して、加工制御部100について説明する。加工制御部100は、工作物W及び歯切り工具40の回転を制御すると共に、工作物Wに対する歯切り工具40の相対的な送り動作を行う。図3に示すように、加工制御部100は、工具回転制御部101と、工作物回転制御部102と、チルト制御部103と、位置制御部104と、加工プログラム記憶部105と、演算部106とを備える。
次に、補正角βについて説明する。本実施形態において、補正角βは、以下のように定義される。即ち、歯切り工具40が工作物Wを切削する位置を「切削点C」とした場合、切削加工を開始する時点での切削点Cを「始点S」とし、始点Sから歯切り工具40を所定の送り量Fだけ送った時点での切削点Cを「移動点M」と定義する。また、所定の基準同期回転状態で工作物W及び歯切り工具40を回転させながら、始点Sから所定の送り量Fだけ送った時点での切削点Cを「基準移動点MR」と定義する。そして、始点Sから歯切り工具40を所定の送り量Fだけ送る際に、基準移動点MRに対して移動点Mの位相をずらすときに設定する工作物Wの周方向一方側への位相ずれ角度を「補正角β」と定義する。
次に、図6から図7Eを参照しながら、右歯面115cに右前テーパ歯面122f、右前サブ歯面122af及び右前チャンファ歯面132fを形成する際の歯車加工装置1の動作を説明する。
次に、図8に示すフローチャートを参照して、加工制御部100により実行される歯車加工処理について説明する。歯車加工処理は、円筒状に形成された工作物Wの内周面にスプライン歯115a0を形成し、その後にギヤ抜け防止部120Fを形成する際に実行される処理である。
次に、第二実施形態を説明する。第二実施形態では、2つの工具を備えた歯切り工具240を用いて、ギヤ抜け防止部120F,120Bを形成する場合について説明する。なお、上記した第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図9に示すように、歯切り工具240は、複数の第一工具刃241Fを有する第一工具240Fと、複数の第二工具刃241Bを有する第二工具240Bと、第一工具240F及び第二工具240Bの間に配置されるカラー244とを備える。歯切り工具240は、特開2018-69435号公報に記載の加工用工具と同等の構成を有する工具であり、第一工具240F及び第二工具240Bは、同等の形状を有する。第一工具240Fは、第一工具刃241Fのすくい面243Fが歯切り工具240の軸線L方向一方側(図9上側)を向くように配置され、第二工具240Bは、第二工具刃241Bのすくい面243Bが歯切り工具240の軸線L方向他方側(図9下側)を向くように配置される。カラー244は、円筒状に形成され、第一工具240Fと第二工具240Bとを一体回転可能に連結する。
次に、図10A及び図10Bに示すフローチャートを参照して、加工制御部100により実行される歯車加工処理2について説明する。なお、歯車加工処理2におけるS21からS28までの処理は、第一実施形態で説明した歯車加工処理におけるS1からS8までの処理と同じであるため、それらの処理についての説明を省略する。なお、S23,S24及びS28の処理において、切削加工は、第一工具240Fを用いて行われる。
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら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内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。また、上記実施形態では、スプライン歯115a0にギヤ抜け防止部120F,120Bを形成する場合に本発明を適用する場合について説明したが、ギヤ抜け防止部120F,120Bを形成する場合以外にも本発明を適用することが可能である。
Claims (10)
- 工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備え、
前記第一歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記歯切り工具が前記第一歯面の切削加工終了時点の状態とされる前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の位相ずれを前記第一角度にしたがって調整する位相調整を行うことで前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる、歯車加工装置。 - 前記加工制御部は、前記基準同期回転状態とは異なる回転速度比で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送ることにより、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらす、請求項1に記載の歯車加工装置。
- 前記加工制御部は、前記工作物Wの軸線方向における前記第一終了位置と前記第二開始位置との距離と前記補正角とに基づき、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送る際の前記工作物と前記歯切り工具との回転速度比を演算する、請求項2に記載の歯車加工装置。
- 前記第一開始位置に対する前記第一終了位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第二角度と定義し、前記第一開始位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第三角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、前記第三角度から前記第二角度を差し引いた角度を前記第一角度とする、請求項1-3の何れか一項に記載の歯車加工装置。 - 前記複数の歯の各々に形成された他の側面は、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第三歯面と、
前記第三歯面とはねじれ角が異なる第四歯面と、
を更に備え、
前記第三歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第三開始位置、前記歯切り工具が前記第三歯面の切削加工終了時点の状態とされる前記送り動作の終了位置を第三終了位置、前記第四歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第四開始位置とそれぞれ定義し、
前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の前記工作物における周方向他方側への位相ずれ角度を第四角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、
前記第一歯面を切削加工する際と前記第二歯面を切削加工する際とで、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を同一とし、前記第二歯面の切削加工を終了した後に、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を、前記第一歯面を切削加工する際とは反対方向に設定し、
前記第三歯面の切削加工を終了した後に前記第四歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第四角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の位相ずれを前記第四角度にしたがって調整する位相調整を行うことで前記歯切り工具を前記第三終了位置から前記第四開始位置へ移動させる、請求項1-4の何れか一項に記載の歯車加工装置。 - 工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記第一歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記歯切り工具が前記第一歯面の切削加工終了時点の状態とされる前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義し、
前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、
前記歯車加工方法は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の位相ずれを前記第一角度にしたがって調整する位相調整を行うことで前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる、歯車加工方法。 - 前記歯車加工方法は、前記基準同期回転状態とは異なる回転速度比で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送ることにより、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらす、請求項6に記載の歯車加工方法。
- 前記歯車加工方法は、前記工作物Wの軸線方向における前記第一終了位置と前記第二開始位置との距離と前記補正角とに基づき、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送る際の前記工作物と前記歯切り工具との回転速度比を演算する、請求項7に記載の歯車加工方法。
- 前記第一開始位置に対する前記第一終了位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第二角度と定義し、前記第一開始位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第三角度と定義した場合に、
前記第一角度は、前記第三角度から前記第二角度を差し引いた角度である、請求項6-8の何れか一項に記載の歯車加工方法。 - 前記歯の他の側面は、
第三歯面と、
前記第三歯面とはねじれ角が異なる第四歯面と、
を備え、
前記第三歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第三開始位置、前記歯切り工具が前記第三歯面の切削加工終了時点の状態とされる前記送り動作の終了位置を第三終了位置、前記第四歯面を形成する際に前記歯切り工具が前記工作物から離れた切削加工開始前の状態とされる前記送り動作の開始位置を第四開始位置とそれぞれ定義し、
前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の前記工作物における周方向他方側への位相ずれ角度を第四角度と定義した場合に、
前記歯車加工方法は、
前記第一歯面を切削加工する際と前記第二歯面を切削加工する際とで、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を同一とし、前記第二歯面の切削加工を終了した後に、
前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を、前記第一歯面を切削加工する際とは反対方向にし、
前記第三歯面の切削加工を終了した後に前記第四歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第四角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の位相ずれを前記第四角度にしたがって調整する位相調整を行うことで前記歯切り工具を前記第三終了位置から前記第四開始位置へ移動させる、請求項6-9の何れか一項に記載の歯車加工方法。
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