JP7435178B2 - 歯車のシェービング加工方法 - 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、
前記歯車と前記シェービングカッタとがバックラッシを有した状態で配置され、
前記歯車は、前記シェービングカッタの回転に抵抗する向きのブレーキ力を与えられながら加工され、
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する2次シェービング工程を有し、
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。
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に回転可能に支持されている。一方、被削歯車11は歯車支持シャフト12に対して回転不能に固定されている。
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60に接続されており、シェービング加工中、制御部60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。また、ブレーキ機構40の電磁コイル52も、制御部60に電気的に接続されており、シェービング加工中、制御部60から出力される指示に基づいて、プランジャ48を移動させる電磁力が制御されるように構成されている。したがって、ブレーキ機構40は、制御部60から出力される指示に基づいて、電磁コイル52が生じる電磁力を増減させることにより、プランジャ48を移動させて、ブレーキを解除又は作動させるように構成されている。具体的に、制御部60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、及び電磁コイル52の電磁力、すなわち該電磁力に応じて変化するブレーキ力が制御される。
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60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60は、1次シェービング工程と同様に、カッタ回転モータ32を駆動してカッタ21を回転させて、またブレーキ機構40の電磁コイル52が生じる電磁力を減少させて、ディスクロータ16にブレーキ力を与える。これにより、カッタ21の切れ歯213は、ディスクロータ16を介して、カッタ21の回転に抵抗するようにブレーキ力を与えられる被削歯車11の右歯面115に密着した状態になり、正確に削り込む。
上述の実施形態において、ブレーキ機構40は、電磁式ブレーキであるが、例えば液圧式ブレーキ又は空気圧式ブレーキであってもよい。
Claims (3)
- 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、
前記歯車と前記シェービングカッタとがバックラッシを有した状態で配置され、
前記歯車は、前記シェービングカッタの回転に抵抗する向きのブレーキ力を与えられながら加工され、
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する2次シェービング工程を有し、
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1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と前記2次シェービング工程とが実施された後、
前記シェービングカッタの回転方向が反対方向に切り替えられ、
再び、前記1次シェービング工程と前記2次シェービング工程とが実施される、ことを特徴とする請求項1~2のいずれかに記載のシェービング加工方法。
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