JP7375524B2 - 歯車のシェービング加工方法及びシェービング加工装置 - Google Patents
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Description
歯幅方向に対向する一対の端面を有する歯車とシェービングカッタとを噛み合わせた状態で前記シェービングカッタを回転させて前記歯車の歯面を仕上げるシェービング加工方法であって、
前記歯面を前記一対の端面の一方の端面から他方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記一方の端面に近い歯面部分が前記他方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加する、1次シェービング工程と、
前記歯面を前記一対の端面の他方の端面から一方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記他方の端面に近い歯面部分が前記一方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加する、2次シェービング工程を有する。
歯幅方向に対向する一対の端面を有する歯車とシェービングカッタとを噛み合わせた状態で前記シェービングカッタを回転させて前記歯車の歯面を仕上げるシェービング加工装置であって、
前記歯車の中心軸と前記シェービングカッタの中心軸との交差角を、第1交差角と、前記歯面の仕上げ条件に対応した第2交差角に設定する交差角調整機構を備えており、
前記第1交差角は、前記シェービングカッタが前記歯面を前記一対の端面の一方の端面から他方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記一方の端面に近い歯面部分が前記他方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加するような角度に設定されており、
前記第2交差角は、前記シェービングカッタが前記歯面を前記一対の端面の他方の端面から一方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記他方の端面に近い歯面部分が前記一方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加するような角度に設定されていることを特徴とする。
図1は実施形態に係るシェービング加工装置の概要を示す。図示する装置の大きさやそれを構成する各部分の大きさと形状は誇張して示されており、実際のものとは異なる。
歯車支持シャフト12は固定基台15に支持されている。歯車支持シャフト12は、固定基台15に回転可能に固定してもよいし、固定基台15に回転不能に固定してもよい。歯車支持シャフト12を固定基台15に回転可能に固定する場合、被削歯車11は歯車支持シャフト12に回転可能であっても回転不能であってもよい。歯車支持シャフト12を固定基台15に回転不能に固定する場合、被削歯車11は歯車支持シャフト12に対して回転可能とする。
加工装置100はまたカッタ駆動部20を有する。カッタ駆動部20は、シェービングカッタ(以下、「カッタ」という。)21を着脱可能に支持するカッタ支持シャフト22を有する。カッタ21がカッタ支持シャフト22に支持された状態でカッタ21の中心軸23とカッタ支持シャフト22の中心軸24は一致している。カッタ支持シャフト22は、カッタ21の中心軸23とカッタ支持シャフト22の中心軸24が、x方向とy方向を含むxy平面に平行な面上に位置するように保持される。
カッタ支持シャフト22はカッタ回転機構31に支持されている。カッタ回転機構31は、カッタ回転モータ32を有し、該カッタ回転モータ32がカッタ支持シャフト22に駆動連結されており、カッタ回転モータ32の駆動に基づいてカッタ支持シャフト22が回転するように構成されている。
カッタ回転機構31は、該カッタ回転機構31をz方向に移動又は昇降するカッタ昇降機構33に昇降可能に支持されている。実施形態において、カッタ昇降機構33はカッタ昇降モータ34を備えており、該カッタ昇降モータ34の回転軸(図示せず)がカッタ回転機構31に駆動連結され、カッタ昇降モータ34の駆動に基づいてカッタ回転機構31がz方向に移動又は昇降するように構成されている。
カッタ昇降機構33はカッタ旋回機構(交差角調整機構)35に支持されている。実施形態において、カッタ旋回機構35はカッタ旋回モータ36を備えており、カッタ旋回モータ36の駆動に基づいて、被削歯車支持機構10の歯車支持シャフト12に支持された被削歯車11の中心37を通るz方向の基準線38にカッタ21の中心39を位置させた状態で、カッタ回転機構31とカッタ昇降機構33とが一体的に旋回移動するように構成されている。
カッタ回転モータ32、カッタ昇降モータ34、及びカッタ旋回モータ36は、制御部40に接続されており、シェービング加工中、制御部40から出力される指示に基づいて駆動が制御されるように構成されている。具体的に、制御部40には、以下に説明するシェービング加工を行うために必要なプログラムが記憶されており、このプログラムに基づいてモータ32,34,36の駆動が制御される。
以上の構成を備えた加工装置100を用いて、被削歯車11の歯面をシェービング加工する実施形態を説明する。
実施形態において、被削歯車11は、平歯車で、中心軸13を中心とする内周面及び外周面と、中心軸13の方向(歯幅方向)に対向する一対の端面111,112を有し、外周面に周方向に一定の間隔をあけて、中心軸13と平行に伸びる歯(被削歯)113(図4参照)が形成されている。
カッタ21は、中心軸23を中心とする内周面及び外周面と、中心軸23に直交する一対の対向する端面211,212を有し、外周面に周方向に一定の間隔をあけて弦巻状に伸びる切れ歯213が形成されている。(つまり、実施形態のカッタ21は、はすば歯車型である。)図2に示すように、カッタ21の中心軸23方向に関する切れ歯213の長さ(対向する一対の端面の間隔にほぼ相当する)214(図2参照)は、被削歯車11における中心軸13方向に関する被削歯113の長さ114よりも十分に大きく、カッタ21の中心軸23を被削歯車11の中心軸13に対して所定角度(後に説明する交差角θ1、θ2)傾けて交差させたシェービング加工状態で、カッタ21の切れ歯213が対応する被削歯車11の被削歯113の全長に亘って噛み合うように決められている(図2参照)。
シェービング加工は、概略、1次シェービング工程と2次シェービング工程に分けられる。1次シェービング工程において、制御部40はカッタ旋回モータ36を駆動し、歯車支持シャフト12の中心軸14に対するカッタ支持シャフト22の中心軸24の交差角(z方向から見た交差角)を第1交差角θ1に設定する(図2(a)参照)。第1交差角θ1は、最終的に得られる被削歯車11の歯面形状を得るための仕上げ条件に対応した交差角(第2交差角θ2)よりも大きい。
次に、2次シェービング工程に入り、制御部40は、カッタ回転モータ32を駆動しながら、カッタ昇降モータ34を駆動して(図6(a)の時刻T4、カッタ位置P4(=P3))カッタ21を被削歯車11に近づけ、カッタ21の切れ歯213を被削歯車11の歯面115に当てて被削歯車11の歯面115を削り込む。カッタ21が被削歯車11に接触した時刻が図6(b)における時刻T45である。
以上の説明では、加工装置に交差角調整機構(カッタ旋回機構)を設け、これによって交差角を調整するものとしたが、被削歯車支持シャフトの中心軸とカッタ支持シャフトの中心軸の交差角を一定に維持し、1次シェービング工程と2次シェービング工程で使用するカッタを切り替えるとともに、1次シェービング工程で使用するはすば歯車型カッタ21’(図9参照)における切れ歯のねじれ角によって第1交差角を設定し、2次シェービング工程で使用するはすば歯車型カッタ21’’における切れ歯のねじれ角によって第2交差角を設定するようにしてもよい。
Claims (6)
- 歯幅方向に対向する一対の端面を有する歯車とシェービングカッタとを噛み合わせた状態で前記シェービングカッタを回転させて前記歯車の歯面を仕上げるシェービング加工方法であって、
前記歯面を前記一対の端面の一方の端面から他方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記一方の端面に近い歯面部分が前記他方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加する、1次シェービング工程と、
前記1次シェービング工程の後、前記歯面を前記一対の端面の他方の端面から一方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記他方の端面に近い歯面部分が前記一方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加する、2次シェービング工程を有する、シェービング加工方法。 - 前記歯車の中心軸と前記シェービングカッタの中心軸との交差角が、前記1次シェービング工程では第1交差角に設定され、前記2次シェービング工程では第2交差角に設定され、
前記第1交差角は前記第2交差角よりも大きく、
前記第2交差角は、前記歯面の仕上げ条件に対応している、ことを特徴とする請求項1に記載のシェービング加工方法。 - 前記歯車を支持するシャフトの中心軸と前記シェービングカッタを支持するシャフトの中心軸との交差角が、前記1次シェービング工程では前記第1交差角に設定され、前記2次シェービング工程では第2交差角に設定される、ことを特徴とする請求項2に記載のシェービング加工方法。
- 前記1次シェービング工程では、前記第1交差角に対応する方向に伸びる第1切れ歯を有する第1シェービングカッタが使用され、
前記2次シェービング工程では、前記第2交差角に対応する方向に伸びる第2切れ歯を有する第2シェービングカッタが使用される、ことを特徴とする請求項2に記載のシェービング加工方法。 - 前記シェービングカッタの回転方向が前記2次シェービング工程の途中で反対方向に切り替えられることを特徴とする請求項1又は2に記載のシェービング加工方法。
- 歯幅方向に対向する一対の端面を有する歯車とシェービングカッタとを噛み合わせた状態で前記シェービングカッタを回転させて前記歯車の歯面を仕上げるシェービング加工装置であって、
前記歯車の中心軸と前記シェービングカッタの中心軸との交差角を、第1交差角と、前記歯面の仕上げ条件に対応した第2交差角に設定する交差角調整機構を備えており、
前記第1交差角は、前記シェービングカッタが前記歯面を前記一対の端面の一方の端面から他方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記一方の端面に近い歯面部分が前記他方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加するような角度に設定されており、
前記第2交差角は、前記シェービングカッタが前記歯面を前記一対の端面の他方の端面から一方の端面に向かって次第に加工領域が拡大するように加工し、前記他方の端面に近い歯面部分が前記一方の端面に近い歯面部分よりも深く削られて、前記シェービングカッタにかかる負荷が前記シェービングカッタの切り込み量の増加とともに次第に増加するような角度に設定されていることを特徴とするシェービング加工装置。
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