JP7225715B2 - Gear processing method and gear processing device - Google Patents

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Description

本発明は、歯車加工方法及び歯車加工装置に関する。 The present invention relates to a gear machining method and a gear machining apparatus.

特許文献1には、工作物と歯切り工具とを同期回転させながら、工作物に対する歯切り工具の軸線方向への送り動作を複数回に亘って行うことにより、工作物を切削加工し、歯車を創成する技術が開示されている。歯切り工具によって工作物に歯車を創成する場合において、加工能率の向上を図りつつ、びびり振動を抑制することが要求される。 In Patent Document 1, while rotating the workpiece and the gear cutting tool synchronously, the workpiece is cut by performing a feed operation in the axial direction of the gear cutting tool with respect to the workpiece a plurality of times, thereby cutting the gear. is disclosed. When generating a gear on a workpiece with a gear cutting tool, it is required to suppress chatter vibration while improving machining efficiency.

特許文献2には、主軸の回転数(回転速度)を変化させながら切削加工を行いつつ、主軸の振動周波数の変動状態を監視し、振動周波数の変動が所定の基準値を超えたときの主軸の回転数を検出する技術が開示されている。また、特許文献2には、再生びびり振動の発生を検出すると、主軸の回転数を徐々に減少させ、振動周波数の変動が所定の基準値を超えたときの主軸の回転数を検出すると、その検出した回転数を安定回転数(安定回転速度)とする。 In Patent Document 2, while performing cutting while changing the number of rotations (rotational speed) of the spindle, the fluctuation state of the vibration frequency of the spindle is monitored, and when the fluctuation of the vibration frequency exceeds a predetermined reference value, the spindle is disclosed. Further, in Patent Document 2, when the generation of regenerative chatter vibration is detected, the rotational speed of the main shaft is gradually decreased, and when the fluctuation of the vibration frequency exceeds a predetermined reference value, the rotational speed of the main shaft is detected. The detected rotation speed is defined as a stable rotation speed (stable rotation speed).

特開2014-155990号公報JP 2014-155990 A 特開2015-217500号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-217500

特許文献2に記載の技術を特許文献1に記載の技術に適用しようとした場合、歯切り工具の1回の送り動作が短時間であるため、再生びびりが発生した時点で歯切り工具の回転数を変化させたとしても、振動周波数の変動が所定の基準値を超える前に送り動作が終了し、安定回転速度を検出できない場合がある。 When trying to apply the technology described in Patent Document 2 to the technology described in Patent Document 1, since one feed operation of the gear cutting tool is short, the rotation of the gear cutting tool is stopped when regenerative chatter occurs. Even if the number is changed, there are cases where the feeding operation ends before the fluctuation of the vibration frequency exceeds the predetermined reference value, and the stable rotation speed cannot be detected.

一方、特許文献1に記載の技術において、1回の送り動作の中で再生びびりが発生したとしても、その時点で工作物に研削代が残存していた場合には、歯切り工具を適正な回転速度で回転させながら切削加工を行うことにより、最終的には工作物を良品とすることができる。しかしながら、歯切り工具の適正な回転速度を把握できない状態で切削加工を続け、工作物が不良品になった場合に、その工作物は、破棄されることになる。その点において、適正な歯切り工具の回転速度を把握し、製造コストの低減を図りたいとの要請がある。 On the other hand, in the technique described in Patent Document 1, even if regenerative chatter occurs during one feed operation, if there is still a grinding allowance remaining in the workpiece at that time, the gear cutting tool is not properly adjusted. By performing the cutting while rotating at the rotational speed, the workpiece can finally be a non-defective product. However, if cutting is continued in a state in which the proper rotational speed of the gear cutting tool cannot be grasped and the work becomes a defective product, the work will be discarded. In this regard, there is a demand for reducing the manufacturing cost by grasping the proper rotation speed of the gear cutting tool.

本発明は、工具の適正な回転速度を把握できる歯車加工方法及び歯車加工装置を提供すること、及び、製造コストの低減を図ることができる歯車加工方法及び歯車加工装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gear machining method and a gear machining apparatus capable of ascertaining an appropriate rotational speed of a tool, and to provide a gear machining method and a gear machining apparatus capable of reducing manufacturing costs. do.

本発明の第一の歯車加工方法は、工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する。前記歯車加工方法は、切削加工時に発生する前記歯切り工具の振動を計測する振動計測工程と、前記振動計測工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定工程と、びびり振動が発生したと判定した場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり加工工程と、前記びびり加工工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する検出工程とを備える。 A first gear machining method of the present invention is a state in which the rotation axis of the gear cutting tool is inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, and the gear cutting tool and the workpiece are rotated synchronously. By performing the feeding operation of the gear cutting tool in the direction of the rotation axis of the object a plurality of times, the workpiece is cut to create a gear. The gear machining method includes a vibration measurement step of measuring vibration of the gear cutting tool generated during cutting, and a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the vibration measurement step to determine whether chatter vibration has occurred. a chatter determination step for determining whether or not chatter vibration has occurred, and when it is determined that chatter vibration has occurred, the gear cutting is performed with a cutting depth larger than the cutting depth when chatter vibration occurs and when chatter vibration occurs. A chatter machining process in which cutting is performed while continuously accelerating or decelerating over a predetermined range including the rotation speed of the tool to generate chatter vibration, and a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the chatter machining process. and a detection step of detecting the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount.

本発明の第一の歯車加工装置は、工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する。前記歯車加工装置は、前記歯切り工具の振動を計測する振動計測装置と、切削加工に関する制御を行う制御装置とを備える。前記制御装置は、前記
振動計測装置により計測された前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定部と、前記びびり判定部によりびびり振動が発生したと判定された場合に、びびり振動が発生したと判定されたときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり発生加工制御部と、前記びびり発生加工制御部による切削加工において前記振動計測装置が計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する適正回転速度検出部とを備える。
A first gear machining apparatus of the present invention is a state in which the rotation axis of the gear cutting tool is inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, and the gear cutting tool and the workpiece are synchronously rotated, By performing the feeding operation of the gear cutting tool in the direction of the rotation axis of the object a plurality of times, the workpiece is cut to create a gear. The gear machining apparatus includes a vibration measuring device that measures vibration of the gear cutting tool, and a control device that controls cutting. The control device performs a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measuring device, and a chatter determination unit that determines whether or not chatter vibration has occurred; When it is determined that it has occurred, the depth of cut is larger than the depth of cut when it is determined that chatter vibration has occurred, and a predetermined range including the rotation speed of the gear cutting tool when chatter vibration occurs A chattering machining control unit that performs cutting while continuously accelerating or decelerating over a period of time to generate chattering vibration; and a proper rotation speed detection unit that performs frequency analysis and detects the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount.

また、本発明の第二の歯車加工方法は、工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する。前記歯車加工方法は、切削加工時に発生する前記歯切り工具の振動を計測する振動計測工程と、前記振動計測工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定工程と、びびり振動が発生したと判定した場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり加工工程と、前記びびり加工工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する検出工程と、前記歯切り工具の回転速度を前記検出工程で検出した回転速度で、前記びびり加工工程で切削加工した前記工作物に対する切削加工を再度行う再加工工程とを備える。 Further, in the second gear machining method of the present invention, the gear cutting tool and the workpiece are synchronously rotated while the rotation axis of the gear cutting tool is inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece. By performing the feeding operation of the gear cutting tool in the direction of the rotation axis of the workpiece a plurality of times, the workpiece is cut to create a gear. The gear machining method includes a vibration measurement step of measuring vibration of the gear cutting tool generated during cutting, and a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the vibration measurement step to determine whether chatter vibration has occurred. a chatter determination step for determining whether or not chatter vibration has occurred, and when it is determined that chatter vibration has occurred, the gear cutting is performed with a cutting depth larger than the cutting depth when chatter vibration occurs and when chatter vibration occurs. A chatter machining process in which cutting is performed while continuously accelerating or decelerating over a predetermined range including the rotation speed of the tool to generate chatter vibration, and a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the chatter machining process. a detection step of detecting the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount; and a re-machining step of re-cutting the workpiece.

本発明の第二歯車加工装置は、工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する。前記歯車加工装置は、前記歯切り工具の振動を計測する振動計測装置と、切削加工に関する制御を行う制御装置とを備える。前記制御装置は、前記振動計測装置により計測された前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定部と、前記びびり判定部によりびびり振動が発生したと判定された場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり発生加工制御部と、前記びびり発生加工制御部による切削加工において前記振動計測装置が計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する適正回転速度検出部と、前記びびり発生加工制御部による切削加工を行った前記工作物に対する切削加工を、前記びびり発生加工制御部による切削加工時よりも切込量を小さくしつつ、前記適正回転速度検出部が検出した回転速度で前記歯切り工具を回転させながら行う再加工制御部とを備える。 In the second gear machining apparatus of the present invention, the gear cutting tool and the workpiece are synchronously rotated in a state in which the rotation axis of the gear cutting tool is inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece. By performing the feeding operation of the gear cutting tool in the direction of the rotational axis of the gear cutting tool a plurality of times, the workpiece is cut and a gear is created. The gear machining apparatus includes a vibration measuring device that measures vibration of the gear cutting tool, and a control device that controls cutting. The control device performs a frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measuring device, and a chatter determination unit that determines whether or not chatter vibration has occurred; When it is determined that the Perform cutting while accelerating or decelerating, and perform frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measurement device during the cutting by the chatter generation machining control unit that generates chatter vibration and the chatter generation processing control unit. , a proper rotation speed detection unit for detecting a rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount; a remachining control unit that rotates the gear cutting tool at the rotation speed detected by the proper rotation speed detection unit while making the cutting depth smaller than that during cutting by the part.

本発明の第一及び第二の歯車加工方法と第一及び第二の歯車加工装置によれば、びびり加工工程及びびびり発生加工制御部は、びびり振動が発生したと判定されたときの切込量より大きな切込量で切削加工を行うことで、びびり振動を確実に発生させやすくすることができる。そして、検出工程及び適正回転速度検出部は、1回の送り動作の中で行う切削加工において、周波数の変動量が所定量を超える回転速度を検出でき、その検出した回転速度を適正な歯切り工具の回転速度として導出することができる。よって、第一及び第二の歯車加工方法と第一及び第二の歯車加工装置とは、1回の送り動作で歯切り工具の適正な回転速度を把握することができる。 According to the first and second gear machining methods and the first and second gear machining apparatuses of the present invention, the chatter machining process and the chatter generation machining control unit control the cutting depth when it is determined that chatter vibration has occurred. By performing cutting with a depth of cut greater than the depth of cut, it is possible to reliably generate chatter vibration. Then, the detection process and the proper rotation speed detection unit can detect a rotation speed at which the amount of frequency fluctuation exceeds a predetermined amount in the cutting performed in one feeding operation, and the detected rotation speed is used for appropriate gear cutting. It can be derived as the rotational speed of the tool. Therefore, the first and second gear machining methods and the first and second gear machining apparatuses can grasp the proper rotational speed of the gear cutting tool by one feed operation.

これに加え、第二の歯車加工方法及び第二の歯車加工装置によれば、再加工工程及び再加工制御部は、びびり加工工程及びびびり発生加工制御部による切削加工を行った工作物に対する切削加工を行う。このとき、再加工工程及び再加工制御部は、びびり加工工程及びびびり発生加工制御部による切削加工時よりも切込量を小さくしつつ、適正回転速度検出部が検出した回転速度で歯切り工具を回転させながら切削加工を行うので、びびり振動の発生を抑制できる。その結果、第二の歯車加工方法及び第二の歯車加工装置は、びびり加工工程及びびびり発生加工制御部による切削加工を行った工作物を、最終的に良品とすることができる。よって、第二の歯車加工方法及び第二の歯車加工装置は、不良品として破棄される工作物を減らすことができるので、製造コストの低減を図ることができる。 In addition to this, according to the second gear machining method and the second gear machining apparatus, the remachining process and the remachining control unit perform cutting on the workpiece that has been cut by the chattering process and the chattering machining control unit. process. At this time, the remachining process and the remachining control unit reduce the depth of cut compared to that during cutting by the chatter machining process and the chatter generation machining control unit, and the gear cutting tool is rotated at the rotation speed detected by the appropriate rotation speed detection unit. Since cutting is performed while rotating, chatter vibration can be suppressed. As a result, the second gear machining method and the second gear machining apparatus can finally make the workpiece, which has been cut by the chattering process and the chattering occurrence machining control unit, a non-defective product. Therefore, the second gear machining method and the second gear machining apparatus can reduce the number of workpieces that are discarded as defective products, thereby reducing manufacturing costs.

本発明の一実施形態における歯車加工装置の斜視図である。1 is a perspective view of a gear machining apparatus according to one embodiment of the present invention; FIG. 回転主軸に固定された歯切り工具を拡大した図である。It is an enlarged view of the gear cutting tool fixed to the rotary spindle. スカイビング加工を行う際の歯切り工具と工作物との動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the motion of the gear cutting tool and the workpiece during skiving; 制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control device. 安定限界線図と、歯切り工具の回転速度及びびびり振動周波数の関係を示すグラフとを比較した図である。FIG. 5 is a diagram comparing a stability limit diagram with a graph showing the relationship between the rotational speed of the gear cutting tool and the chatter vibration frequency. 制御装置により実行される振動分析処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing vibration analysis processing executed by the control device; 歯切り工具の回転速度をSSR1からSSR2まで加速させながら切削加工を行ったときの歯切り工具の回転速度とびびり振動周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotational speed of a gear cutting tool and chatter vibration frequency when cutting is performed, accelerating the rotational speed of a gear cutting tool from SSR1 to SSR2.

以下、本発明に係る歯車加工方法及び歯車加工装置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から図3を参照して、本発明の一実施形態である歯車加工装置1の概略を説明する。 Embodiments to which the gear machining method and gear machining apparatus according to the present invention are applied will be described below with reference to the drawings. First, with reference to FIGS. 1 to 3, an outline of a gear machining apparatus 1, which is an embodiment of the present invention, will be described.

(1.歯車加工装置1の概略)
図1に示すように、歯車加工装置1は、相互に直交する3つの直進軸(X軸、Y軸及びZ軸)と3つの回転軸(A軸、B軸及びC軸)を駆動軸として有するマシニングセンタである。歯車加工装置1は、ベッド10と、コラム20と、サドル30と、回転主軸40と、テーブル50と、チルトテーブル60と、回転テーブル70と、保持部80と、制御装置100とを主に備える。
(1. Outline of Gear Machining Device 1)
As shown in FIG. 1, the gear machining apparatus 1 has three mutually orthogonal rectilinear axes (X-axis, Y-axis and Z-axis) and three rotating axes (A-axis, B-axis and C-axis) as drive axes. It is a machining center with The gear machining apparatus 1 mainly includes a bed 10, a column 20, a saddle 30, a rotary main shaft 40, a table 50, a tilt table 60, a rotary table 70, a holding section 80, and a control device 100. .

ベッド10は、床上に配置される。このベッド10の上面には、コラム20及びX軸モータ21(図4参照)が設けられ、コラム20は、X軸モータ21に駆動されることにより、X軸方向(水平方向)へ移動可能に設けられる。さらに、コラム20の側面には、サドル30及びY軸モータ31(図4参照)が設けられ、サドル30は、Y軸モータ31によりY軸方向(鉛直方向)に移動可能に設けられる。回転主軸40は、サドル30内に収容された主軸モータ41(図4参照)により回転可能に設けられる。回転主軸40の先端には、歯切り工具42が固定され、歯切り工具42は、回転主軸40の回転に伴って回転する。なお、駆動軸の構成は、上記の構成に限られるものではなく、加工対象や歯車加工装置の設置設計及び剛性設計により適宜変更してもよい。 Bed 10 is arranged on the floor. A column 20 and an X-axis motor 21 (see FIG. 4) are provided on the upper surface of the bed 10, and the column 20 is driven by the X-axis motor 21 to be movable in the X-axis direction (horizontal direction). be provided. Further, a saddle 30 and a Y-axis motor 31 (see FIG. 4) are provided on the side surface of the column 20, and the saddle 30 is provided so as to be movable in the Y-axis direction (vertical direction) by the Y-axis motor 31. The rotary main shaft 40 is rotatable by a main shaft motor 41 (see FIG. 4) housed in the saddle 30 . A gear cutting tool 42 is fixed to the tip of the rotation main shaft 40 , and the gear cutting tool 42 rotates as the rotation main shaft 40 rotates. The configuration of the drive shaft is not limited to the configuration described above, and may be changed as appropriate depending on the object to be machined, the installation design of the gear machining apparatus, and the rigidity design.

ここで、図2を参照しながら、歯切り工具42について説明する。図2に示すように、歯切り工具42は、外周面に複数の刃42aを備えたスカイビングカッタであり、各々の刃42aの端面は、すくい角γを有するすくい面を構成する。各々の刃42aのすくい面は、歯切り工具42の中心軸線を中心としたテーパ状としてもよく、刃42aごとに異なる方向を向く面状に形成してもよい。 The gear cutting tool 42 will now be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the gear cutting tool 42 is a skiving cutter having a plurality of blades 42a on its outer peripheral surface, and the end face of each blade 42a constitutes a rake face having a rake angle γ. The rake face of each blade 42a may be tapered around the central axis of the gear cutting tool 42, or may be formed in a surface shape facing in a different direction for each blade 42a.

図1に戻り、説明を続ける。ベッド10の上面には、テーブル50及びZ軸モータ51(図4参照)が設けられる。テーブル50は、Z軸モータ51によりZ軸方向(水平方向)に移動可能に設けられる。テーブル50の上面には、チルトテーブル60を支持する一対のチルトテーブル支持部61が設けられる。そして、一対のチルトテーブル支持部61の間には、チルトテーブル60がX軸に平行なA軸(水平方向)周りに揺動可能に設けられる。そして、チルトテーブル60は、チルトテーブル支持部61に設けられたチルトモータ62(図4参照)に駆動されることでA軸周りに揺動する。 Returning to FIG. 1, the description is continued. A table 50 and a Z-axis motor 51 (see FIG. 4) are provided on the upper surface of the bed 10 . The table 50 is provided so as to be movable in the Z-axis direction (horizontal direction) by a Z-axis motor 51 . A pair of tilt table support portions 61 that support the tilt table 60 are provided on the upper surface of the table 50 . A tilt table 60 is provided between the pair of tilt table support portions 61 so as to be swingable about an A axis (horizontal direction) parallel to the X axis. The tilt table 60 is driven by a tilt motor 62 (see FIG. 4) provided in the tilt table support portion 61 to swing about the A axis.

さらに、チルトテーブル60の底面には、テーブル用モータ71(図4参照)が設けられ、回転テーブル70は、テーブル用モータ71によりA軸に直交するB軸回りに回転可能に設けられる。回転テーブル70には、工作物Wを保持する保持部80が装着される。制御装置100は、切削加工に関する制御を行う。なお、制御装置100については、後ほど詳述する。 Further, a table motor 71 (see FIG. 4) is provided on the bottom surface of the tilt table 60, and the rotary table 70 is rotatable around a B axis perpendicular to the A axis by the table motor 71. As shown in FIG. A holding part 80 for holding the workpiece W is mounted on the rotary table 70 . The control device 100 controls cutting. Note that the control device 100 will be described later in detail.

(2.切削加工時における歯車加工装置1の動作)
次に、切削加工時における歯車加工装置1の動作を説明する。歯車加工装置1は、スカイビング加工により工作物Wに歯車を創成する。図1及び図3に示すように、歯車加工装置1は、チルトテーブル60をA軸周りに揺動させることにより、工作物Wの回転軸線であるB軸を、歯切り工具42の回転軸線Cの平行線に対して傾斜させる。なお、工作物Wの回転軸線(B軸)に対する歯切り工具42の回転軸線Cの傾斜角を交差角δと称す。そして、歯車加工装置1は、工作物Wと歯切り工具42とを同期回転させつつ、歯切り工具42をB軸方向へ送る(相対移動させる)送り動作を複数回に亘って行うことにより、工作物Wを切削加工し、歯車を創成する。
(2. Operation of gear machining apparatus 1 during cutting)
Next, the operation of the gear machining apparatus 1 during cutting will be described. The gear machining apparatus 1 creates gears on a workpiece W by skiving. As shown in FIGS. 1 and 3 , the gear machining apparatus 1 swings the tilt table 60 around the A axis so that the B axis, which is the rotation axis of the workpiece W, is shifted to the rotation axis C of the gear cutting tool 42 . be inclined with respect to the parallel lines of The angle of inclination of the rotation axis C of the gear cutting tool 42 with respect to the rotation axis (B-axis) of the workpiece W is called an intersection angle δ. Then, the gear machining apparatus 1 feeds (relatively moves) the gear cutting tool 42 in the B-axis direction while synchronously rotating the workpiece W and the gear cutting tool 42. A workpiece W is cut to create a gear.

なお、スカイビング加工において、工作物Wの回転速度V1及び歯切り工具42の回転速度V2は、交差角δと切削速度V3に基づいて決定される。そして、切削速度V3及び工作物Wに対する歯切り工具42の送り速度V4は、歯車加工に要する加工時間(サイクルタイム)、歯切り工具42の諸元、工作物Wの材質、及び、工作物Wに形成する歯車のねじれ角等に基づいて設定される。即ち、切削速度V3及び送り速度V4は、歯車加工を行う際の加工能率及び歯切り工具42の工具寿命等を勘案し、最適な速度に設定される。 In skiving, the rotation speed V1 of the workpiece W and the rotation speed V2 of the gear cutting tool 42 are determined based on the crossing angle δ and the cutting speed V3. The cutting speed V3 and the feed speed V4 of the gear cutting tool 42 with respect to the workpiece W are determined by the machining time (cycle time) required for gear machining, the specifications of the gear cutting tool 42, the material of the workpiece W, and the workpiece W It is set based on the torsion angle of the gear formed in the That is, the cutting speed V3 and the feed speed V4 are set to optimum speeds in consideration of the machining efficiency in gear machining, the tool life of the gear cutting tool 42, and the like.

(3.制御装置100について)
次に、図4を参照して、制御装置100の詳細を説明する。図4に示すように、制御装置100は、歯車加工を行う際の加工条件を設定する加工条件設定部110と、各種モータの駆動制御を行う駆動制御部120とを主に備える。
(3. Control device 100)
Next, details of the control device 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the control device 100 mainly includes a machining condition setting unit 110 that sets machining conditions for gear machining, and a drive control unit 120 that controls the driving of various motors.

加工条件設定部110は、加工プログラム記憶部111と、回転速度設定部112と、送り速度設定部113と、切込量設定部114とを主に備える。加工プログラム記憶部111には、1つの工作物Wに対する歯車加工を行う際に用いる加工プログラムが記憶される。この加工プログラムには、例えば、工作物Wの回転軸線方向への歯切り工具42の送り動作の回数(パス数)や、送り動作毎に設定する切込量に関する情報等を含む。 The machining condition setting unit 110 mainly includes a machining program storage unit 111 , a rotation speed setting unit 112 , a feed speed setting unit 113 and a depth of cut setting unit 114 . The machining program storage unit 111 stores a machining program used when performing gear machining on one workpiece W. As shown in FIG. This machining program includes, for example, the number of feed operations (number of passes) of the gear cutting tool 42 in the direction of the rotation axis of the workpiece W, information on the cutting depth set for each feed operation, and the like.

回転速度設定部112は、歯車加工時における工作物W及び歯切り工具42の回転速度を設定する。歯切り工具42の回転速度は、例えば、歯切り工具42の回転速度と、再生びびりが発生する限界切込量との関係を示す周知の安定限界線図に基づいて導出される安定限界速度に設定される。図5の上側には、歯切り工具42の固有振動数や切削抵抗、加工点の動剛性等に基づいて作成された安定限界線図が示されており、この安定限界線図に基づき、歯切り工具42の安定限界速度は、図5に示す回転速度範囲において、SS1,SS2,SS3,SS4であることが導出される。 The rotation speed setting unit 112 sets the rotation speed of the workpiece W and the gear cutting tool 42 during gear machining. The rotation speed of the gear cutting tool 42 is, for example, a stability limit speed derived based on a well-known stability limit diagram showing the relationship between the rotation speed of the gear cutting tool 42 and the limit depth of cut at which regenerative chatter occurs. set. The upper part of FIG. 5 shows a stability limit diagram created based on the natural frequency of the gear cutting tool 42, the cutting resistance, the dynamic rigidity of the machining point, etc. Based on this stability limit diagram, the tooth It is derived that the stability limit speeds of the cutting tool 42 are SS1, SS2, SS3 and SS4 in the rotation speed range shown in FIG.

なお、図5の下側には、歯切り工具42の回転速度と再生びびり振動の周波数との関係を示すグラフである。このグラフは、安定限界速度を境に、再生びびり振動の周波数が急激に変動することを示す。 5 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the gear cutting tool 42 and the frequency of regenerative chatter vibration. This graph shows that the frequency of regenerative chatter vibration fluctuates abruptly on the boundary of the stability limit speed.

送り速度設定部113は、歯車加工時における送り速度V4を設定する。切込量設定部114は、歯車加工時における切込量(切込深さ)を設定する。なお、本実施形態において、歯車加工装置1は、加工プログラム記憶部111に記憶される加工プログラムに基づき、1つの工作物Wに対して3回の送り動作を行う。そして、歯車加工装置1は、3回の送り動作のうち1回目及び2回目の送り動作において荒加工を行い、3回目の送り動作において仕上加工を行う。なお、加工プログラムにおいて、回転速度及び送り速度は、荒加工と仕上加工とで同一に設定されると共に、切込量は、仕上加工のほうが荒加工よりも小さく設定される。 The feed speed setting unit 113 sets a feed speed V4 during gear machining. The depth of cut setting unit 114 sets the depth of cut (depth of cut) during gear machining. In this embodiment, the gear machining apparatus 1 performs three feed operations for one workpiece W based on the machining program stored in the machining program storage unit 111 . Then, the gear machining apparatus 1 performs rough machining in the first and second feeding operations among the three feeding operations, and performs finishing machining in the third feeding operation. In the machining program, the same rotational speed and feed rate are set for rough machining and finish machining, and the depth of cut is set smaller for finish machining than for rough machining.

駆動制御部120は、工具回転速度制御部121と、工作物回転速度制御部122と、位置制御部123とを主に備える。工具回転速度制御部121は、回転速度設定部112に設定された回転速度で歯切り工具42が回転するように主軸モータ41を駆動制御する。工作物回転速度制御部122は、回転速度設定部112に設定された回転速度で工作物Wが回転するようにテーブル用モータ71を駆動制御する。 The drive control section 120 mainly includes a tool rotation speed control section 121 , a workpiece rotation speed control section 122 and a position control section 123 . The tool rotation speed control unit 121 drives and controls the spindle motor 41 so that the gear cutting tool 42 rotates at the rotation speed set by the rotation speed setting unit 112 . The workpiece rotation speed control unit 122 drives and controls the table motor 71 so that the workpiece W rotates at the rotation speed set by the rotation speed setting unit 112 .

位置制御部123は、X軸モータ21、Y軸モータ31、Z軸モータ51及びチルトモータ62を駆動制御する。なお、本実施形態において、制御装置100は、1つの位置制御部123によってX軸モータ21、Y軸モータ31、Z軸モータ51及びチルトモータ62を駆動制御しているが、X軸モータ21、Y軸モータ31、Z軸モータ51及びチルトモータ62を別個に駆動制御してもよい。 The position control unit 123 drives and controls the X-axis motor 21 , the Y-axis motor 31 , the Z-axis motor 51 and the tilt motor 62 . In this embodiment, the control device 100 drives and controls the X-axis motor 21, the Y-axis motor 31, the Z-axis motor 51, and the tilt motor 62 by one position control unit 123. The Y-axis motor 31, the Z-axis motor 51 and the tilt motor 62 may be driven and controlled separately.

そして、位置制御部123は、切込量設定部114に設定された切込量で切削加工が行われるように工作物Wに対する歯切り工具42の位置決め及び角度調整を行う。また、位置制御部123は、送り速度設定部113に設定された送り速度で歯切り工具42が送られるようにZ軸モータ51を駆動制御する。 The position control unit 123 then positions and adjusts the angle of the gear cutting tool 42 with respect to the workpiece W so that cutting is performed with the depth of cut set by the depth of cut setting unit 114 . Further, the position control unit 123 drives and controls the Z-axis motor 51 so that the gear cutting tool 42 is fed at the feed speed set by the feed speed setting unit 113 .

また、歯車加工装置1は、切削加工時に発生する歯切り工具42の振動を計測する振動計測装置90を更に備える。振動計測装置90は、例えば、回転主軸40に取り付けられる加速度センサである。 The gear machining apparatus 1 further includes a vibration measuring device 90 that measures vibration of the gear cutting tool 42 generated during cutting. The vibration measuring device 90 is, for example, an acceleration sensor attached to the rotation main shaft 40 .

そして、制御装置100は、振動計測装置90の計測結果に基づき、びびり振動が発生したか否かの判定を行うびびり判定部130を備える。びびり判定部130は、工作物Wの切削加工中に計測した歯切り工具42の振動の周波数分析(フーリエ解析等)を行い、再生びびりが発生すると予測される周波数帯域の振幅を監視する。その結果、振幅が所定の閾値を超えた場合に、びびり判定部130は、びびり振動が発生したと判定する。 The control device 100 includes a chatter determination unit 130 that determines whether or not chatter vibration has occurred based on the measurement result of the vibration measuring device 90 . The chatter determination unit 130 performs frequency analysis (Fourier analysis, etc.) of the vibration of the gear cutting tool 42 measured during cutting of the workpiece W, and monitors the amplitude of the frequency band in which regenerative chatter is expected to occur. As a result, when the amplitude exceeds a predetermined threshold, chatter determination unit 130 determines that chatter vibration has occurred.

また、制御装置100は、歯切り工具42の適正な回転速度を導出する分析部140を備える。分析部140は、加工条件設定部110に設定された加工条件で行った切削加工においてびびり振動が発生した場合に、その後に実行する切削加工の中で、歯切り工具42の適正な回転速度を導出する。 The control device 100 also includes an analysis unit 140 that derives the proper rotational speed of the gear cutting tool 42 . When chatter vibration occurs in cutting performed under the machining conditions set in the machining condition setting part 110, the analysis part 140 determines the appropriate rotation speed of the gear cutting tool 42 in the subsequent cutting. derive

分析部140は、びびり発生加工制御部141と、適正回転速度検出部142とを備える。びびり発生加工制御部141は、1回の送り動作の中で行う切削加工において、加工条件設定部110に設定された加工条件とは異なる加工条件で各種モータの駆動制御を行い、意図的にびびり振動を発生させる。本実施形態において、びびり発生加工制御部141は、2回目の送り動作で行う切削加工(荒加工)において、歯切り工具42の回転速度を連続的に加速させながら工作物Wの切削加工(以下「びびり加工」と称す)を行う。 The analysis unit 140 includes a chattering machining control unit 141 and an appropriate rotational speed detection unit 142 . The chattering machining control unit 141 controls the driving of various motors under machining conditions different from those set in the machining condition setting unit 110 in cutting performed during one feeding operation, thereby intentionally suppressing chattering. generate vibration. In the present embodiment, the chattering machining control unit 141 continuously accelerates the rotation speed of the gear cutting tool 42 in the cutting (rough machining) performed in the second feed operation to cut the workpiece W (hereinafter referred to as (referred to as "chatter processing").

適正回転速度検出部142は、歯切り工具42の適正な回転速度を検出する。図5の上側のグラフ(安定限界線図)が示すように、びびり振動の発生は、歯切り工具42の回転速度及び切込量に依存し、びびり振動が発生しない切込量である限界切込量は、歯切り工具42の回転速度が安定限界速度SS1,SS2,SS3,SS4であるときに大きくなる。つまり、歯車加工装置1は、歯切り工具42の回転速度を安定限界速度に設定することで、加工能率の向上を図ることができる。 The proper rotation speed detector 142 detects the proper rotation speed of the gear cutting tool 42 . As shown in the upper graph (stability limit diagram) of FIG. The amount of loading increases when the rotation speed of the gear cutting tool 42 is at the stable limit speeds SS1, SS2, SS3 and SS4. That is, the gear machining apparatus 1 can improve machining efficiency by setting the rotation speed of the gear cutting tool 42 to the stable limit speed.

図5の下側のグラフが示すように、びびり振動の周波数は、歯切り工具42の回転速度の変化に伴って変動すると共に、安定限界速度を境に急激に変動する。この点に着目し、適正回転速度検出部142は、びびり加工時に計測した歯切り工具42の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する。つまり、分析部140は、適正回転速度検出部142が検出した回転速度を、実際の安定回転速度として導出し、導出した安定回転速度を回転速度設定部112に設定する。 As shown in the lower graph of FIG. 5, the chatter vibration frequency fluctuates with changes in the rotation speed of the gear cutting tool 42, and also fluctuates sharply at the stability limit speed. Focusing on this point, the proper rotation speed detection unit 142 performs frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool 42 measured during chatter machining, and detects the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount. That is, analysis unit 140 derives the rotation speed detected by appropriate rotation speed detection unit 142 as an actual stable rotation speed, and sets the derived stable rotation speed in rotation speed setting unit 112 .

また、制御装置100は、びびり振動が発生したと判定されたときに切削加工がなされた工作物Wに対し、加工条件設定部110に設定した加工条件を修正して切削加工を行う加工条件修正部150を備える。そして、加工条件修正部150は、再加工制御部151と、分割加工制御部152とを備える。 In addition, the control device 100 corrects the machining conditions set in the machining condition setting unit 110 to cut the workpiece W that has been cut when it is determined that chatter vibration has occurred. A unit 150 is provided. The machining condition correction section 150 includes a re-machining control section 151 and a division processing control section 152 .

再加工制御部151は、びびり加工を行った工作物Wに対して切削加工を行う際に、工作物Wが良品となるように各種モータの駆動制御を行う。再加工制御部151は、2回目の送り動作でびびり加工を行った工作物Wに対して3回目の切削加工(仕上加工)を行う際に、歯切り工具42の回転速度を、適正回転速度検出部142が検出した安定回転速度に設定する。この場合、歯車加工装置1は、仕上加工時にびびり振動が発生することを抑制できる。また、歯車加工装置1は、びびり加工を行った工作物Wに対し、歯切り工具42の回転速度を適正にした状態で仕上加工を行うことにより、最終的に工作物Wが良品となるように切削加工することができる。その結果、歯車加工装置1は、不良品として廃棄する工作物Wを少なくすることができるので、全体的な製造工ストの低減を図ることができる。 The remachining control unit 151 performs drive control of various motors so that the workpiece W becomes a non-defective product when cutting the workpiece W that has undergone chattering. The remachining control unit 151 adjusts the rotational speed of the gear cutting tool 42 to the appropriate rotational speed when performing the third cutting (finishing) on the workpiece W that has undergone chattering machining in the second feeding operation. The stable rotation speed detected by the detection unit 142 is set. In this case, the gear machining apparatus 1 can suppress the occurrence of chatter vibration during finishing. In addition, the gear machining apparatus 1 performs finish machining on the workpiece W that has been subjected to chattering processing, with the rotation speed of the gear cutting tool 42 set at an appropriate level, so that the workpiece W is finally a non-defective product. can be cut into As a result, the gear machining apparatus 1 can reduce the number of workpieces W to be discarded as defective products, thereby reducing the overall manufacturing cost.

分割加工制御部152は、加工条件設定部110に設定された加工条件で行った切削加工(荒加工)でびびり振動が発生したと判定された後、当該切削加工がなされた工作物Wを切削加工する際に各種モータの駆動制御を行う。分割加工制御部152は、送り動作に残数がある場合(切削代が残存している場合)に、送り動作の残り回数を、加工プログラムに基づいて決められた送り動作の残り回数よりも増やし、1回の送り動作毎の切込量を小さくする。 After determining that chatter vibration has occurred in the cutting (rough machining) performed under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110, the divisional machining control unit 152 cuts the workpiece W that has been subjected to the cutting. It controls the driving of various motors during processing. When there is a remaining number of feed operations (when cutting allowance remains), the divisional machining control unit 152 increases the remaining number of feed operations beyond the remaining number of feed operations determined based on the machining program. , to reduce the depth of cut for each feed operation.

このように、分割加工制御部152は、びびり振動が発生した時に切削加工がなされた工作物Wが良品となるように加工条件を修正し、切削加工を行う。これにより、歯車加工装置1は、びびり振動が発生した場合であっても、びびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物が不良品として廃棄されることを少なくすることができるので、全体的な製造工ストの低減を図ることができる。
(4:振動分析処理)
In this manner, the divisional machining control unit 152 performs cutting by correcting the machining conditions so that the workpiece W that has been cut when chatter vibration occurs is a non-defective product. As a result, even when chatter vibration occurs, the gear machining apparatus 1 can reduce the possibility that the workpiece cut when the chatter vibration occurs is discarded as a defective product. It is possible to reduce the overall manufacturing man-hours.
(4: vibration analysis processing)

次に、図6に示すフローチャートを参照しながら、制御装置100により実行される振動分析処理について説明する。振動分析処理は、工作物Wの切削加工中に計測した振動を分析し、びびり振動が発生したか否かを判定する。そして、振動分析処理は、びびり振動が発生したと判断した場合に、歯切り工具42の適正な回転速度を求める。また、振動分析処理は、びびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物Wに対し、その工作物Wが最終的に良品となるような加工条件で切削加工を再度行う。 Next, vibration analysis processing executed by the control device 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The vibration analysis process analyzes the vibration measured during cutting of the workpiece W, and determines whether or not chatter vibration has occurred. Then, the vibration analysis processing obtains an appropriate rotation speed of the gear cutting tool 42 when it is determined that chatter vibration has occurred. In the vibration analysis process, the workpiece W that has been cut when chatter vibration occurs is cut again under machining conditions such that the workpiece W is finally a non-defective product.

図6に示すように、振動分析処理において、制御装置100は、工作物Wの切削加工中に発生する歯切り工具42の振動を計測する(S1:振動計測工程)。なお、S1の処理の中で行われる切削加工は、加工条件設定部110に設定された加工条件で行われ、歯切り工具42の回転速度及び切込量は、1回の送り動作を通して不変とする。そして、びびり判定部130は、計測した歯切り工具42の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かの判定を行う(S2:びびり判定工程)。なお、S2の処理は、1回の送り動作が終了する毎に行う。 As shown in FIG. 6, in the vibration analysis process, the control device 100 measures vibration of the gear cutting tool 42 generated during cutting of the workpiece W (S1: vibration measurement step). The cutting performed in the process of S1 is performed under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110, and the rotation speed and the depth of cut of the gear cutting tool 42 are unchanged throughout one feed operation. do. Then, the chatter determination unit 130 performs frequency analysis of the measured vibration of the gear cutting tool 42 to determine whether or not chatter vibration has occurred (S2: chatter determination step). Note that the process of S2 is performed each time one feed operation is completed.

S2の処理において、びびり振動が発生しなかったと判定された場合(S3:No)、回転速度設定部112に設定された回転速度を変更する必要がないため、制御装置100は、そのまま本処理を終了する。そして、制御装置100は、S1の処理で行った送り動作が最後の送り動作でない(荒加工である)場合には、次の送り動作を行い、S2の処理で行った切削加工が最後の送り動作(仕上加工)であれば、工作物Wを交換し、新たに工作物Wに対する切削加工を行う。 In the processing of S2, if it is determined that chatter vibration has not occurred (S3: No), there is no need to change the rotation speed set in the rotation speed setting unit 112, so the control device 100 continues this processing as it is. finish. If the feed operation performed in the process of S1 is not the last feed operation (rough machining), the control device 100 performs the next feed operation, and the cutting performed in the process of S2 is the last feed operation. If it is an operation (finishing), the workpiece W is replaced and a new workpiece W is cut.

一方、S2の処理において、びびり振動が発生したと判定した場合(S3:Yes)、分割加工制御部152は、切削加工中の工作物(びびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物W)に対する切削加工を再度行う(S4)。なお、S4の処理は、S1の処理で行った送り動作が最後の送り動作でない(荒加工である)場合に実行される。つまり、S2の処理で行った切削加工が最後の送り動作(仕上加工)の場合、工作物Wに切削代が残存しないため、S4の処理は、省略される。 On the other hand, if it is determined in the process of S2 that chatter vibration has occurred (S3: Yes), the divided machining control unit 152 controls the workpiece being cut (the workpiece that was cut when the chatter vibration occurred). W) is cut again (S4). The process of S4 is executed when the feed operation performed in the process of S1 is not the final feed operation (rough machining). In other words, if the cutting performed in the processing of S2 is the final feed operation (finishing), the processing of S4 is omitted because there is no cutting allowance left on the workpiece W.

次に、制御装置100は、工作物Wを交換し(S5)、交換された新たな工作物Wに対するびびり加工を行う(S6:びびり加工工程)。本実施形態において、びびり加工は、2回目の送り動作の中で行うため、1回目の送り動作の中で行う切削加工は、加工条件設定部110に設定された加工条件で行う。 Next, the control device 100 replaces the workpiece W (S5), and performs chatter machining on the new replaced workpiece W (S6: chatter machining process). In the present embodiment, since chatter machining is performed during the second feed operation, cutting during the first feed operation is performed under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110 .

S6の処理後、分析部140は、S6のびびり加工工程で計測した歯切り工具42の振動の周波数分析を行う。そして、適正回転速度検出部142は、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度、つまり、図5の下側のグラフにおいて、周波数が急変し、周波数曲線が分断されたときの歯切り工具42の回転速度を検出する(S7:検出工程)。そして、適正回転速度検出部142は、検出した回転速度を、歯切り工具42の適正な回転速度として回転速度設定部112に再設定する(S8)。 After the process of S6, the analysis unit 140 performs frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool 42 measured in the chatter machining process of S6. Then, the appropriate rotation speed detection unit 142 determines the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount, that is, the tooth rotation speed when the frequency changes suddenly and the frequency curve is divided in the lower graph of FIG. The rotation speed of the cutting tool 42 is detected (S7: detection step). Then, the proper rotational speed detection section 142 resets the detected rotational speed in the rotational speed setting section 112 as the proper rotational speed of the gear cutting tool 42 (S8).

ここで、S6からS8の処理について具体例を挙げながら説明する。例えば、びびり振動が発生したときの加工条件として、回転速度設定部112に設定された歯切り工具42の回転速度がSS3、切込量設定部114に設定された切込量がF1であったとする。この場合、S6の処理において、びびり発生加工制御部141は、例えば、歯切り工具42の回転速度を、回転速度SS3に対して±3%の範囲であるSSR1からSSR2になるまで連続的に加速させながらびびり加工を行う。また、S6の処理において、びびり発生加工制御部141は、例えば、歯切り工具42の切込量を、F1よりも25%大きくしたF2に設定した状態でびびり加工を行う。 Here, the processing from S6 to S8 will be described with a specific example. For example, as machining conditions when chatter vibration occurs, the rotation speed of the gear cutting tool 42 set in the rotation speed setting unit 112 is SS3, and the cutting depth set in the cutting depth setting unit 114 is F1. do. In this case, in the processing of S6, the chattering machining control unit 141, for example, continuously accelerates the rotation speed of the gear cutting tool 42 from SSR1 to SSR2, which is within a range of ±3% of the rotation speed SS3. Chatter machining is performed while Further, in the process of S6, the chattering machining control unit 141 performs chattering machining with the depth of cut of the gear cutting tool 42 set to F2, which is 25% larger than F1, for example.

そして、図7に示すように、適正回転速度検出部142は、S7の処理において、びびり振動が発生すると予測される周波数帯域の振幅を監視し、周波数が急変したときの歯切り工具42の回転速度SS3´を検出する。そして、適正回転速度検出部142は、S8の処理において、検出された回転速度SS3´を、適正な歯切り工具42の回転速度として回転速度設定部112に再設定する。 Then, as shown in FIG. 7, in the process of S7, the proper rotation speed detection unit 142 monitors the amplitude of the frequency band in which chatter vibration is expected to occur, and detects the rotation of the gear cutting tool 42 when the frequency suddenly changes. Speed SS3' is detected. Then, the appropriate rotation speed detection unit 142 resets the detected rotation speed SS3′ in the rotation speed setting unit 112 as the appropriate rotation speed of the gear cutting tool 42 in the process of S8.

図6に戻り、振動分析処理の説明を続ける。S8の処理後、再加工制御部151は、びびり加工においてびびり振動を発生させながら切削加工を行った工作物Wに対し、歯切り工具42の回転速度をSS3´に設定した状態で仕上加工(再加工)を再度行い(S9:再加工工程)、本処理を終了する。このように、歯車加工装置1は、S9の再加工工程で、びびり加工がなされた工作物Wに対する切削加工を再度行う際に、歯切り工具42の回転速度を、S7の検出工程で検出した回転速度に設定する。よって、歯車加工装置1は、びびり加工がなされた工作物Wを、最終的には良品にすることができ、不良品として破棄される工作物Wの数を減らすことができる。 Returning to FIG. 6, the description of the vibration analysis process is continued. After the process of S8, the re-machining control unit 151 performs finish machining ( re-processing) is performed again (S9: re-processing step), and this process ends. In this way, the gear machining apparatus 1 detects the rotation speed of the gear cutting tool 42 in the detection step of S7 when performing again the cutting of the workpiece W that has undergone chattering in the re-machining step of S9. Set to rotation speed. Therefore, the gear machining apparatus 1 can finally convert the chatter-processed workpiece W into a non-defective product, and can reduce the number of workpieces W discarded as defective products.

ここで、びびり加工時における切込量は、切込量設定部114に設定された切込量(加工プログラムに基づいて定められた2回目の送り動作での切込量)よりも大きくなるため、3回目の送り動作(仕上加工)における切込量は、切込量設定部114に設定された切込量(加工プログラムに基づいて定められた3回目の送り動作での切込量)よりも小さくなる。その一方で、びびり加工で発生させた再生びびりによって不良となった加工面が仕上加工で良好となるように、びびり加工後の工作物Wには、一定以上の切削代を残存させておく必要がある。 Here, the depth of cut during chatter machining is larger than the depth of cut set in the depth of cut setting unit 114 (the depth of cut in the second feed operation determined based on the machining program). , the depth of cut in the third feed operation (finishing) is the depth of cut set in the depth of cut setting unit 114 (the depth of cut in the third feed operation determined based on the machining program) also becomes smaller. On the other hand, it is necessary to leave a certain amount or more of cutting allowance on the workpiece W after chatter machining so that the machined surface that has become defective due to regenerative chatter generated in chatter machining can be finished in good condition. There is

この点に関し、びびり発生加工制御部141は、1回目の送り動作での切込量を、切込量設定部114に設定された切込量(加工プログラムに基づいて定められた1回目の送り動作での切込量)よりも小さくしてもよい。これにより、歯車加工装置1は、2回目の送り動作での切込量を確保しつつ、びびり加工後の工作物Wに対し、一定以上の切削代を残存させておくことができる。よって、歯車加工装置1は、びびり加工で発生させた再生びびりによって不良となった加工面を、仕上加工で良好にすることができ、びびり加工を行った工作物Wを最終的に良品とすることができる。 Regarding this point, the chatter generating machining control unit 141 sets the depth of cut in the first feed operation to the depth of cut set in the depth of cut setting unit 114 (first feed determined based on the machining program). It may be smaller than the depth of cut in operation). As a result, the gear machining apparatus 1 can leave a certain amount or more of cutting allowance for the workpiece W after chatter machining, while ensuring the depth of cut in the second feeding operation. Therefore, the gear machining apparatus 1 can improve the machined surface, which has become defective due to regenerative chatter generated in chatter machining, by finishing machining, and the workpiece W subjected to chatter machining is finally a non-defective product. be able to.

またこの場合、びびり発生加工制御部141は、びびり加工後に行う仕上加工を2回に分けて行い、各々の送り動作での切込量を分割して小さくしてもよい。これにより、歯車加工装置1は、工作物Wの加工面の面性状を良くすることができる。 Further, in this case, the chattering machining control unit 141 may divide the finishing machining performed after the chattering machining into two times, and divide the depth of cut in each feeding operation to make it smaller. As a result, the gear machining apparatus 1 can improve the surface properties of the machined surface of the workpiece W. As shown in FIG.

このように、びびり発生加工制御部141は、びびり振動が発生したときの加工条件を元に、びびり加工時における加工条件を決定する。即ち、加工条件設定部110に設定された加工条件で行った切削加工でびびり振動が発生した場合に、びびり発生加工制御部141は、びびり加工時における切込量を、切込量設定部114に設定された切込量よりも大きくする。これにより、びびり発生加工制御部141は、1回の送り動作の中で行う1回のびびり加工で、びびり振動を発生させやすくすることができる。 In this way, the chatter generating machining control unit 141 determines the machining conditions during chatter machining based on the machining conditions when chatter vibration occurs. That is, when chatter vibration occurs in cutting performed under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110, the chatter generation machining control unit 141 sets the depth of cut during chatter machining to the depth of cut setting unit 114. Make it larger than the depth of cut set in . As a result, the chatter generating machining control unit 141 can easily generate chatter vibration in one chatter machining performed in one feed operation.

その結果、適正回転速度検出部142は、1回の送り動作の中で行う切削加工において、周波数の変動量が所定量を超える回転速度を検出でき、その検出した回転速度を適正な歯切り工具の回転速度として導出することができる。このように、歯車加工装置1は、1回の送り動作の中で行うびびり加工で歯切り工具42の適正な回転速度(安定限界速度)を検出できるので、安定限界速度の把握を効率よく行うことができる。そして、再加工制御部151は、歯切り工具42を適正な回転速度に設定した状態で仕上加工を行うことにより、びびり加工でびびり振動を発生させながら切削加工を行った工作物Wを、最終的には良品とすることができる。よって、歯車加工装置1は、不良品として破棄される工作物Wの数量を減らすことができる分、全体的な製造コストの低減を図ることができる。 As a result, the proper rotational speed detection unit 142 can detect a rotational speed at which the amount of frequency fluctuation exceeds a predetermined amount in the cutting performed in one feed operation, and the detected rotational speed can be used as an appropriate gear cutting tool. can be derived as the rotational speed of In this way, the gear machining apparatus 1 can detect the appropriate rotational speed (stable limit speed) of the gear cutting tool 42 in chatter machining performed in one feeding operation, so that the stable limit speed can be grasped efficiently. be able to. Then, the re-machining control unit 151 performs finish machining while the gear cutting tool 42 is set to an appropriate rotational speed, so that the workpiece W that has been cut while generating chatter vibration in the chatter machining is finished as a final workpiece W. It can be regarded as a good product. Therefore, the gear machining apparatus 1 can reduce the number of workpieces W discarded as defective products, thereby reducing the overall manufacturing cost.

また、びびり発生加工制御部141は、回転速度設定部112に設定された回転速度の±3%の範囲内で歯切り工具42を加速させる。これにより、歯車加工装置1は、1回の送り動作の中で行うびびり加工において、歯切り工具42の回転速度の変化量を小さくすることができる。つまり、びびり振動は、回転速度変化(変動)が大きい場合に抑制されることがある。これに対し、歯車加工装置1は、歯切り工具42の回転速度の変化量を小さくすることで、びびり振動が抑制されることを回避できる。また、びびり発生加工制御部141は、歯切り工具42の回転速度の変化を回転速度設定部112に設定された回転速度の前後で行うことにより、びびり振動を発生させやすくすることができる。 Further, the chatter generating machining control unit 141 accelerates the gear cutting tool 42 within a range of ±3% of the rotation speed set in the rotation speed setting unit 112 . As a result, the gear machining apparatus 1 can reduce the amount of change in the rotation speed of the gear cutting tool 42 in chatter machining performed in one feed operation. That is, chatter vibration may be suppressed when the rotation speed change (variation) is large. On the other hand, the gear machining apparatus 1 can avoid the suppression of chatter vibration by reducing the amount of change in the rotational speed of the gear cutting tool 42 . Further, the chatter generating machining control unit 141 changes the rotation speed of the gear cutting tool 42 around the rotation speed set in the rotation speed setting unit 112, thereby making it easier to generate chatter vibration.

なお、本実施形態において、びびり加工は、加工条件設定部110に設定した加工条件で切削加工したときにびびり振動が発生したと判定された工作物Wとは別の工作物Wを用いて行う。この場合、びびり発生加工制御部141は、びびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物Wに残存する切削代とは関係なく、びびり加工時における加工条件を設定できる。よって、歯車加工装置1は、びびり加工を行った後、工作物Wに残存する切削代を十分に確保できるので、びびり加工を行った工作物Wを最終的に良品とすることができる。 In this embodiment, chatter machining is performed using a workpiece W other than the workpiece W determined to have chatter vibration when cutting under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110. . In this case, the chattering machining control unit 141 can set machining conditions during chattering machining regardless of the cutting allowance remaining in the workpiece W that has been cut when chattering vibration occurs. Therefore, the gear machining apparatus 1 can secure a sufficient cutting allowance remaining in the workpiece W after chatter machining, so that the workpiece W subjected to chatter machining can finally be a non-defective product.

その一方で、歯車加工装置1は、加工条件設定部110に設定した加工条件で行った切削加工でびびり振動が発生した場合に、そのびびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物Wに切削代が残存していれば、その工作物Wが最終的に良品となるような加工条件で、切削加工を再度行う。このとき、分割加工制御部152は、びびり振動が発生したときよりも切込量を小さくしつつ、歯切り工具42の送り動作を複数回に亘って行いながら切削加工する。これにより、歯車加工装置1は、びびり振動が再度発生することを抑制することができるので、びびり振動が発生したときに切削加工がなされた工作物Wを最終的に良品とすることができる。 On the other hand, when chatter vibration occurs in the cutting performed under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110, the gear machining apparatus 1 cuts the workpiece W when the chatter vibration occurs. If there is a cutting allowance remaining in the workpiece W, cutting is performed again under machining conditions such that the workpiece W is finally a non-defective product. At this time, the division processing control unit 152 cuts while performing the feed operation of the gear cutting tool 42 a plurality of times while making the depth of cut smaller than when chatter vibration occurs. As a result, the gear machining apparatus 1 can suppress the chatter vibration from occurring again, so that the workpiece W that has been cut when the chatter vibration has occurred can finally be a non-defective product.

(5.その他)
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。例えば、本実施形態では、びびり加工時において歯切り工具42の回転速度を変化させる範囲が、回転速度設定部112に設定された回転速度の±3%の範囲内とする場合を例に挙げて説明したが、歯切り工具42の回転速度を変化させる範囲は、適宜変更してもよい。
(5. Others)
As described above, the present invention has been described based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can easily be made without departing from the scope of the present invention. can be inferred. For example, in the present embodiment, the range in which the rotation speed of the gear cutting tool 42 is changed during chatter machining is set within ±3% of the rotation speed set in the rotation speed setting unit 112. As described above, the range in which the rotation speed of the gear cutting tool 42 is changed may be changed as appropriate.

例えば、上記実施形態では、1つの工作物Wに対して3回の送り動作を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明は、複数回の送り動作を行う歯車加工装置及び歯車加工方法に適用することが可能である。また、上記実施形態において、びびり加工が2回目の送り動作の中で行われる場合について説明したが、1回目の送り動作の中でびびり加工を行ってもよい。つまり、びびり加工は、複数回行う送り動作のうち、最後の送り動作以外の送り動作の中で行えばよい。 For example, in the above embodiment, the case where one workpiece W is fed three times has been described as an example, but the present invention provides a gear machining apparatus and a gear machining method that perform a plurality of feed operations. can be applied to Further, in the above embodiment, the case where chatter machining is performed during the second feed operation has been described, but chatter machining may be performed during the first feed operation. In other words, chatter machining may be performed during a feed operation other than the last feed operation among the feed operations performed a plurality of times.

また、本実施形態において、びびり加工は、歯切り工具42の回転速度を加速させながら工作物Wの切削加工を行う場合について説明したが、歯切り工具42の回転速度を減速させながら工作物Wの切削加工を行ってもよい。さらに、本実施形態において、びびり加工は、歯切り工具42の回転速度を連続的に変化させる場合について説明したが、歯切り工具42の回転速度を段階的に変化させてもよい。例えば、歯切り工具42は、定速での回転と加速しながらの回転とを繰り返しながら切削加工を行い、振動計測装置90は、歯切り工具42が定速で回転しているときに歯切り工具42の振動を計測する。この場合、適正回転速度検出部142は、歯切り工具42の回転速度を連続的に変化させる場合と比べて、適正な回転速度を正確に検出しやすくすることができる。 In addition, in the present embodiment, chatter machining is performed by cutting the workpiece W while accelerating the rotational speed of the gear cutting tool 42, but the workpiece W is cut while reducing the rotational speed of the gear cutting tool 42. may be cut. Furthermore, in the present embodiment, chatter machining is performed by continuously changing the rotational speed of the gear cutting tool 42, but the rotational speed of the gear cutting tool 42 may be changed stepwise. For example, the gear cutting tool 42 performs cutting while repeating rotation at a constant speed and rotation with acceleration. Measure the vibration of the tool 42 . In this case, the proper rotational speed detection section 142 can make it easier to accurately detect the proper rotational speed than in the case where the rotational speed of the gear cutting tool 42 is changed continuously.

上記実施形態では、分析部140が、加工条件設定部110に設定された加工条件で切削加工を行っているときにびびり振動が発生した場合に、びびり加工を行うと共に歯切り工具42の回転速度の再設定を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、制御装置100が、びびり加工を行った後に切削加工を行った工作物Wの数をカウントするカウント部を備え、分析部140は、カウント部のカウント値が所定数に到達した場合、即ち、びびり加工後に切削加工を行った工作物Wの数が所定数に到達した場合に、びびり加工及び歯切り工具42の回転速度の再設定を行ってもよい。 In the above-described embodiment, when chatter vibration occurs during cutting under the machining conditions set in the machining condition setting unit 110, the analysis unit 140 performs chatter machining and increases the rotational speed of the gear cutting tool 42. Although the case of resetting is described, the present invention is not limited to this. For example, the control device 100 includes a counting section that counts the number of workpieces W that have been cut after chattering, and the analysis section 140 detects when the count value of the counting section reaches a predetermined number, i.e. When the number of workpieces W that have been cut after chatter machining reaches a predetermined number, chatter machining and the rotation speed of the gear cutting tool 42 may be reset.

この場合、分析部140は、びびり加工及び歯切り工具42の回転速度の再設定を定期的に行うことができる。つまり、実際の安定限界速度は、歯車加工装置1の各種部品や歯切り工具42等の経年劣化によって変化することも考えられる。これに対し、歯車加工装置1は、適正な回転速度を定期的に見直すことにより、びびり振動の発生を未然に防止することができる。 In this case, the analysis unit 140 can periodically reset chatter machining and the rotation speed of the gear cutting tool 42 . In other words, it is conceivable that the actual stable limit speed may change due to aged deterioration of various parts of the gear machining apparatus 1, the gear cutting tool 42, and the like. On the other hand, the gear machining apparatus 1 can prevent chatter vibration from occurring by periodically reviewing the appropriate rotation speed.

1:歯車加工装置、 42:歯切り工具、 90:振動計測装置、 100:制御装置、 130:びびり判定部、 141:発生加工制御部、 142:適正回転速度検出部、 151:再加工制御部、 S1:振動計測工程、 S2:びびり判定工程、 S6:びびり加工工程、 S7:検出工程、 S9:再加工工程、 O:歯切り工具の回転軸線、 W:工作物 1: Gear processing device 42: Gear cutting tool 90: Vibration measuring device 100: Control device 130: Chatter determination unit 141: Occurrence machining control unit 142: Proper rotation speed detection unit 151: Re-machining control unit , S1: vibration measurement process, S2: chatter judgment process, S6: chatter machining process, S7: detection process, S9: re-machining process, O: rotation axis of gear cutting tool, W: workpiece

Claims (8)

工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、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、
切削加工時に発生する前記歯切り工具の振動を計測する振動計測工程と、
前記振動計測工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定工程と、
びびり振動が発生したと判定した場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり加工工程と、
前記びびり加工工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する検出工程と、
を備える、歯車加工方法。
With the rotation axis of the gear cutting tool inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, the gear cutting tool and the workpiece are rotated synchronously, and the gear cutting tool is rotated in the direction of the rotation axis of the workpiece. A gear machining method for cutting the workpiece and creating a gear by performing the feeding operation of a plurality of times,
a vibration measurement step of measuring the vibration of the gear cutting tool that occurs during cutting;
a chatter determination step of performing frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the vibration measurement step and determining whether or not chatter vibration has occurred;
When it is determined that chatter vibration has occurred, the depth of cut is larger than the depth of cut when chatter vibration occurs, and over a predetermined range including the rotational speed of the gear cutting tool when chatter vibration occurs a chattering process of performing cutting while continuously accelerating or decelerating to generate chattering;
a detection step of performing frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the chatter machining step, and detecting the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount;
A gear machining method comprising:
工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、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、
切削加工時に発生する前記歯切り工具の振動を計測する振動計測工程と、
前記振動計測工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かの判定するびびり判定工程と、
びびり振動が発生したと判定した場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり加工工程と、
前記びびり加工工程で計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する検出工程と、
前記歯切り工具の回転速度を前記検出工程で検出した回転速度で、前記びびり加工工程で切削加工した前記工作物に対する切削加工を再度行う再加工工程と、
を備える、歯車加工方法。
With the rotation axis of the gear cutting tool inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, the gear cutting tool and the workpiece are rotated synchronously, and the gear cutting tool is rotated in the direction of the rotation axis of the workpiece. A gear machining method for cutting the workpiece and creating a gear by performing the feeding operation of a plurality of times,
a vibration measurement step of measuring the vibration of the gear cutting tool that occurs during cutting;
a chatter determination step of performing frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the vibration measurement step and determining whether or not chatter vibration has occurred;
When it is determined that chatter vibration has occurred, the depth of cut is larger than the depth of cut when chatter vibration occurs, and over a predetermined range including the rotational speed of the gear cutting tool when chatter vibration occurs a chattering process of performing cutting while continuously accelerating or decelerating to generate chattering;
a detection step of performing frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured in the chatter machining step, and detecting the rotation speed when the amount of frequency variation exceeds a predetermined amount;
a re-machining step of re-cutting the workpiece cut in the chatter machining step at the rotation speed of the gear cutting tool detected in the detecting step;
A gear machining method comprising:
前記びびり加工工程での前記所定の範囲は、前記びびり判定工程によりびびり振動が発生したと判定されたときの切削加工時に設定されていた前記歯切り工具の回転速度を基準として、前記回転速度の-3%から前記回転速度の+3%までの範囲である、請求項1又は2に記載の歯車加工方法。 The predetermined range in the chatter machining step is based on the rotation speed of the gear cutting tool set during cutting when it is determined in the chatter determination step that chatter vibration has occurred. The gear machining method according to claim 1 or 2, wherein the range is from -3% to +3% of the rotational speed . 前記びびり加工工程は、びびり振動が発生したと判定されたときに切削加工がなされた前記工作物を用いて行う、請求項1-3の何れか一項に記載の歯車加工方法。 The gear machining method according to any one of claims 1 to 3, wherein the chatter machining step is performed using the workpiece that has undergone cutting when it is determined that chatter vibration has occurred. 前記びびり加工工程は、びびり振動が発生したと判定されたときに切削加工がなされた前記工作物とは別の前記工作物を用いて行い、
前記歯車加工方法は、びびり振動が発生したときに切削加工がなされた前記工作物に対し、びびり振動が発生したときよりも切込量を小さくしつつ、前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行いながら切削加工し、前記工作物に歯車を創成する、請求項1-3の何れか一項に記載の歯車加工方法。
The chatter machining step is performed using the workpiece different from the workpiece that was cut when it was determined that chatter vibration occurred,
In the gear cutting method, the gear cutting tool is fed a plurality of times while reducing the depth of cut compared to when chatter vibration occurs on the workpiece that has been cut when chatter vibration occurs. 4. The gear machining method according to any one of claims 1 to 3, wherein cutting is performed while performing cutting to create a gear on the workpiece.
前記びびり加工工程は、最後に前記びびり加工工程を実行してから切削加工した前記工作物の数が所定数に到達した場合に実行される、請求項1-5の何れか一項に記載の歯車加工方法。 The gear machining according to any one of claims 1 to 5, wherein the chattering process is executed when the number of workpieces cut after the last chattering process is executed reaches a predetermined number. Method. 工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、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、
前記歯車加工装置は、
前記歯切り工具の振動を計測する振動計測装置と、
切削加工に関する制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記振動計測装置により計測された前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定部と、
前記びびり判定部によりびびり振動が発生したと判定された場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり発生加工制御部と、
前記びびり発生加工制御部による切削加工において前記振動計測装置が計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する適正回転速度検出部と、
を備える、歯車加工装置。
With the rotation axis of the gear cutting tool inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, the gear cutting tool and the workpiece are rotated synchronously, and the gear cutting tool is rotated in the direction of the rotation axis of the workpiece. A gear machining device that cuts the workpiece and creates a gear by performing the feeding operation of a plurality of times,
The gear processing device is
a vibration measuring device for measuring vibration of the gear cutting tool;
a control device for controlling cutting;
with
The control device is
a chatter determination unit that performs frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measuring device and determines whether or not chatter vibration has occurred;
Rotational speed of the gear cutting tool when the chatter vibration is determined by the chatter determination unit to be greater than the depth of cut when the chatter vibration occurs and when the chatter vibration occurs A chatter generation processing control unit that performs cutting while continuously accelerating or decelerating over a predetermined range to generate chatter vibration;
Frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measurement device during cutting by the chatter generation processing control unit, and appropriate rotation speed detection for detecting the rotation speed when the amount of frequency fluctuation exceeds a predetermined amount. Department and
A gear machining device.
工作物の回転軸線の平行線に対して歯切り工具の回転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、前記工作物の回転軸線方向への前記歯切り工具の送り動作を複数回に亘って行うことにより、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、
前記歯車加工装置は、
前記歯切り工具の振動を計測する振動計測装置と、
切削加工に関する制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記振動計測装置により計測された前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、びびり振動が発生したか否かを判定するびびり判定部と、
前記びびり判定部によりびびり振動が発生したと判定された場合に、びびり振動が発生したときの切込量より大きな切込量で、且つ、びびり振動が発生したときの前記歯切り工具の回転速度を含む所定の範囲にわたって連続的に加速又は減速させながら切削加工を行い、びびり振動を発生させるびびり発生加工制御部と、
前記びびり発生加工制御部による切削加工において前記振動計測装置が計測した前記歯切り工具の振動の周波数分析を行い、周波数の変動量が所定量を超えたときの回転速度を検出する適正回転速度検出部と、
前記びびり発生加工制御部による切削加工を行った前記工作物に対する切削加工を、前記びびり発生加工制御部による切削加工時よりも切込量を小さくしつつ、前記適正回転速度検出部が検出した回転速度で前記歯切り工具を回転させながら行う再加工制御部と、
を備える、歯車加工装置。
With the rotation axis of the gear cutting tool inclined with respect to a line parallel to the rotation axis of the workpiece, the gear cutting tool and the workpiece are rotated synchronously, and the gear cutting tool is rotated in the direction of the rotation axis of the workpiece. A gear machining device that cuts the workpiece and creates a gear by performing the feeding operation of a plurality of times,
The gear processing device is
a vibration measuring device for measuring vibration of the gear cutting tool;
a control device for controlling cutting;
with
The control device is
a chatter determination unit that performs frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measuring device and determines whether or not chatter vibration has occurred;
Rotational speed of the gear cutting tool when the chatter vibration is determined by the chatter determination unit to be greater than the depth of cut when the chatter vibration occurs and when the chatter vibration occurs A chatter generation processing control unit that performs cutting while continuously accelerating or decelerating over a predetermined range to generate chatter vibration;
Frequency analysis of the vibration of the gear cutting tool measured by the vibration measurement device during cutting by the chatter generation processing control unit, and detection of a proper rotation speed for detecting the rotation speed when the amount of frequency fluctuation exceeds a predetermined amount. Department and
Rotation detected by the proper rotation speed detection unit while making the depth of cut smaller than that during cutting by the chatter generation processing control unit for cutting the workpiece that has been cut by the chatter generation processing control unit. a remachining control unit that performs while rotating the gear cutting tool at a speed;
A gear machining device.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7315178B2 (en) * 2021-09-30 2023-07-26 三菱重工業株式会社 End mill specification setting method, machining condition setting method, and machining method using the same
JP2023073872A (en) 2021-11-16 2023-05-26 オークマ株式会社 Machine tool and machining method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009190096A (en) 2008-02-12 2009-08-27 Mazda Motor Corp Method and device for machining gear
JP2012056051A (en) 2010-09-10 2012-03-22 Makino Milling Mach Co Ltd Chatter vibration detection method, chatter vibration avoidance method, and machine tool
JP2014226754A (en) 2013-05-23 2014-12-08 中村留精密工業株式会社 Machine self diagnosis and machine accuracy correction method
JP2015062967A (en) 2013-09-24 2015-04-09 アイシン精機株式会社 Gear manufacturing apparatus and gear manufacturing method
JP2015217500A (en) 2014-05-21 2015-12-07 Dmg森精機株式会社 Calculation method of spindle stable rotation number capable of suppressing chattering vibration, information method thereof, spindle rotation number control method, nc program edition method, and device of the same
JP2018001343A (en) 2016-07-01 2018-01-11 株式会社ジェイテクト Gear processing method
JP2018062056A (en) 2016-10-13 2018-04-19 株式会社ジェイテクト Gear machining apparatus and gear machining method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009190096A (en) 2008-02-12 2009-08-27 Mazda Motor Corp Method and device for machining gear
JP2012056051A (en) 2010-09-10 2012-03-22 Makino Milling Mach Co Ltd Chatter vibration detection method, chatter vibration avoidance method, and machine tool
JP2014226754A (en) 2013-05-23 2014-12-08 中村留精密工業株式会社 Machine self diagnosis and machine accuracy correction method
JP2015062967A (en) 2013-09-24 2015-04-09 アイシン精機株式会社 Gear manufacturing apparatus and gear manufacturing method
JP2015217500A (en) 2014-05-21 2015-12-07 Dmg森精機株式会社 Calculation method of spindle stable rotation number capable of suppressing chattering vibration, information method thereof, spindle rotation number control method, nc program edition method, and device of the same
JP2018001343A (en) 2016-07-01 2018-01-11 株式会社ジェイテクト Gear processing method
JP2018062056A (en) 2016-10-13 2018-04-19 株式会社ジェイテクト Gear machining apparatus and gear machining method

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