JP7476670B2 - 歯切り工具の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る歯切り工具の製造方法の対象である歯切り工具は、工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、外周面に創成された複数の支持刃を有する環状の支持刃部と、支持刃部の形成材料より硬質な材料を用いて形成され、支持刃部の一端側に同軸上に連結され且つ外周面に複数の支持刃の各々によって支持されるように創成された複数の切刃を有する環状の切刃部とを備える。
本発明に係る歯切り工具の製造方法は、支持刃部の素材である支持刃用環状部材の外周面に複数の支持刃を創成することにより、支持刃部を形成する支持刃創成工程と、支持刃部の一端側に、支持刃部の形成材料より硬質な材料を用いて形成された切刃用環状部材を接合する接合工程と、切刃用環状部材の外周面に支持刃部に創成された複数の支持刃に対応する複数の切刃を創成することにより、切刃部を形成する切刃創成工程とを備える。
本発明に係る歯切り工具の製造方法は、支持刃部の素材である支持刃用環状部材と切刃部の素材である切刃用環状部材とを接合する接合工程と、支持刃用環状部材の外周面に複数の支持刃を創成することにより支持刃部を形成すると共に、切刃用環状部材の外周面に複数の切刃を創成することにより切刃部を形成する創成工程と、
対象の歯切り工具は、工作機械に装着され、工作物を機械加工、例えば、歯車を創成する切削加工や研削加工するための回転工具である。歯切り工具は、外接面の形状が円錐台形状又は円筒形状とすることができる。本例では、外接面の形状が円錐台形状の回転工具であるスカイビングカッタを例に挙げる。そして、本例においては、工作機械としてスカイビング加工によって工作物(歯車)を製造する歯車加工装置を例に挙げる。
本例における歯切り工具10の形状について、図1及び図2を参照して説明する。歯切り工具10は、図1及び図2に示すように、支持刃部11と、切刃部12とを備える。支持刃部11と切刃部12とは、互いの境界面において、支持刃部11及び切刃部12の少なくとも一方が溶融して固化することにより、一体に接合(溶接)される。又、歯切り工具10は、支持刃部11に連結される工具本体13を備える。工具本体13は、本例においては、中空円筒形状に形成される。尚、工具本体13は、円柱状であっても良い。
上述した歯切り工具10を製造する製造装置は、円環状の支持刃部11において工具本体13と連結される小径部11b及び支持刃11aの分だけ大径の大径部11cを加工する装置として、旋盤やマシニングセンタ等の切削装置が用いられる。尚、切削装置については詳細な説明を省略する。又、支持刃部11の支持刃11a及び切刃部12の切刃12aを加工する装置として、工具研削盤やアンギュラ研削盤等の研削装置が用いられる。以下、図5及び図6を参照して製造装置としての研削装置60を説明すると共に、支持刃部11の支持刃11a及び切刃部12の切刃12aの研削及び接合を行う場合について説明する。
次に、歯切り工具10の製造方法について図7、図8A-図8D、図9A-図9Bを参照して説明する。先ず、図8Aに示すように、円環状の支持刃部11の小径部11b及び大径部11cを切削装置を用いて加工した支持刃用環状部材A1(支持刃部11の素材)を準備する。支持刃用環状部材A1は、支持刃部11の大径部11cの端面においてボルト14を挿通する4つの貫通孔の加工も施されている。尚、上述したように、支持刃部11は円筒形状の工具本体13とボルト14により連結される。このため、工具本体13の端面には、支持刃部11の貫通孔を挿通したボルト14と螺合する雌ねじが加工されている。
上述したように形成された支持刃部11及び切刃部12の外周面には、図10にて太実線により示すように、クロムを含むコーティングを行うことによってコーティング層15を形成することも可能である。具体的に、コーティング層15は、支持刃11aの前逃げ面11a1及び側逃げ面11a2(歯溝を含む)と、切刃12aのすくい面12a1、前逃げ面12a2及び側逃げ面12a3(歯溝を含む)に形成される。
上述においては、硬質材(ハイス鋼又は超硬材)を用いて形成された切刃用環状部材A2を摩擦圧接によって支持刃部11に一体に接合(溶接)し、その後、研削装置60を用いて複数の切刃12aを創成するようにした。支持刃部11と切刃部12との接合(溶接)については、摩擦圧接に限定されるものではなく、例えば、付加製造(レーザクラッド等)により支持刃部11の先端側に硬質材(ハイス鋼又は超硬材)の肉盛りを行い、その後、研削装置60の砥石車64を用いて切刃12aを創成することも可能である。この場合、付加製造としては、支持刃部11に対する肉盛り加工が容易な指向性エネルギー堆積(Directed Energy Deposition)方式のうち、例えば、LMD(Laser Metal Deposition)を用いることができる。
本例の歯切り工具110の形状について、図12を参照して説明する。歯切り工具110は、第一例の歯切り工具10に対して、以下に説明する点以外は同一であるため、同一構成部分についての説明は省略する。
歯切り工具110の製造方法について、図12、図13A、図13Bを参照して説明する。図13Aに示すように、支持刃用環状部材A1(支持刃部11の素材)及び切刃用環状部材A2(切刃部12の素材)を準備する。
第三例の歯切り工具110は、突起11dを支持刃部11に設けることとした。この他に、支持刃部11と切刃部12との接合面において、切刃部12に設けるようにしても良い。更に、支持刃部11と切刃部12との接合面において、支持刃部11及び切刃部12に突起を設け、それぞれの突起同士が摩擦圧接により接合されるようにしても良い。なお、支持刃部11の材料の方が切刃部12の材料よりも溶融しやすいため、支持刃部11に突起11dを設けるのが好ましい。
Claims (12)
- 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、
外周面に創成された複数の支持刃を有する環状の支持刃部と、
前記支持刃部の形成材料より硬質な材料を用いて形成され、前記支持刃部の一端側に同軸上に連結され且つ外周面に複数の前記支持刃の各々によって支持されるように創成された複数の切刃を有する環状の切刃部と、を備える歯切り工具の製造方法であって、
前記支持刃部の素材である支持刃用環状部材の外周面に複数の前記支持刃を創成することにより、前記支持刃部を形成する支持刃創成工程と、
前記支持刃部の一端側に、前記支持刃部の形成材料より硬質な材料を用いて形成された切刃用環状部材を接合する接合工程と、
前記切刃用環状部材の外周面に前記支持刃部に創成された複数の前記支持刃に対応する複数の前記切刃を創成することにより、前記切刃部を形成する切刃創成工程と、
を備える、歯切り工具の製造方法。 - 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、
外周面に創成された複数の支持刃を有する環状の支持刃部と、
前記支持刃部の形成材料より硬質な材料を用いて形成され、前記支持刃部の一端側に同軸上に連結され且つ外周面に複数の前記支持刃の各々によって支持されるように創成された複数の切刃を有する環状の切刃部と、を備える歯切り工具の製造方法であって、
前記支持刃部の素材である支持刃用環状部材と前記切刃部の素材である切刃用環状部材とを接合する接合工程と、
前記支持刃用環状部材の外周面に複数の前記支持刃を創成することにより前記支持刃部を形成すると共に、前記切刃用環状部材の外周面に複数の前記切刃を創成することにより前記切刃部を形成する創成工程と、
を備える、歯切り工具の製造方法。 - 前記支持刃部の径方向にて外方となる前記支持刃の前逃げ面は、前記切刃部の径方向にて外方となる前記切刃の前逃げ面を仮想的に回転軸線方向に沿って延長した延長面よりも小径である、請求項1または2に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記支持刃部の回転軸線方向に沿って創成された前記支持刃の2面一対の側逃げ面の間の距離を表す幅の大きさは、前記切刃部の回転軸線方向に沿って創成された前記切刃の2面一対の側逃げ面を回転軸線方向に沿って仮想的に延長した2面一対の延長面の間の距離を表す幅の大きさよりも小さい、請求項1-3のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記切刃部の回転軸線方向における厚みは、前記切刃の形状を再現する少なくとも1回の再研磨を可能とする厚み以上である、請求項1-4のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記支持刃部と前記切刃部とは、前記支持刃部及び前記切刃部の少なくとも一方が溶融して固化して接合された、請求項1-5のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記支持刃部と前記切刃部とは、互いに押圧した状態で擦り合わせて発生する摩擦熱によって、前記支持刃部及び前記切刃部の少なくとも一方が溶融して固化して接合された、請求項6に記載の歯切り工具の製造方法。
- 更に、前記切刃のすくい面と、前記支持刃部及び前記切刃部の外周面とにクロムを含む層がコーティングにより形成された、請求項1-7のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記支持刃部と前記切刃部との接合面において、前記支持刃部と前記切刃部の少なくとも一方に突起が設けられ、
前記突起によって前記支持刃部と前記切刃部とが接合されている、請求項1-8のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。 - 前記突起は、前記支持刃部と前記切刃部のうち接合相手に向かって先細に形成されている、請求項9に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記歯切り工具は、スカイビング加工に用いられるスカイビングカッタである、請求項1-10のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
- 前記支持刃部は、浸炭鋼を用いて形成され、
前記切刃部は、ハイス鋼又は超硬材を用いて形成された、請求項1-11のうちの何れか一項に記載の歯切り工具の製造方法。
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