JPH029528A - 歯車を不連続的にならい研削或いはならいフライス削りするための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスク状の工具或いは指状の工具を用いて
歯車を不連続的にならい研削或いはならいフライス削り
するための方法であって、工作物のフランクを１つの工
具を用いて、または右フランクと左フランクのそれぞれ
に対し別個の作業過程でそれぞれ１つの工具を用いて加
工し、調整パラメータとして軸線間隔（指状の工具の場
合には横断面間隔）ａと、工具の偏心率ｅと、工作物の
旋回角φ及び基準回転角マを選定するようにした。

ディスク状の工具或いは指状の工具を用いて歯車を不連
続的にならい研削或いはならいフライス削りするための
方法に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

ディスク状の工具を用いて円筒歯車をならい研削する方
法の場合、工作物に厳密に関係づけられる工具を必要と
することは一般に知られている（　Ｔ、　Ｂａｕｓｃｈ
、　ｒ歯車製造技術」、第４３４頁、　１９８６年、　
ｅｘｐｅｒｔ出版）。歯の形状が異なっている円筒歯車
のフランクを加工するためには、形状が異なる工具を必
要とする。これに対応する砥石車の目直しく年鑑「研削
、ホーニング、ラップ仕上げ。

研磨」第５１巻：工学博士、教授Ｊ、　Ｌｏｏｍａｎｎ
著。

「斜歯歯車のならい研削」二「目直し装置の幾何学的基
礎（接触比）」、第１８０頁乃至第１９３頁、１９８２
年。

Ｖｕｌｋａｎ−出版、エラセン）は、従来では共通に行
うことができなかった。即ち部品の多用性に応じて設計
が異なる多数のディスクを必要とするからである。新し
いディスクの調達及びもはや使用不能になったディスク
の再生（再カバーリング）には時間を要する。このよう
な事情から、ディスクを正確に整形することは不可能で
あり、或いは困難であり、或いは十分なものではなく、
これに伴って従来のならい研削にはいくつかの欠点が指
摘される。例えばコストに関わる欠点（目下のところ工
作物の個々の設計に対してそれぞれ特別に設計された工
具を必要とする）、及び工具を期限までに用意すること
に関わる欠点である。特に１例えば工作物に関するデー
タが予め正確に与えられていなかったために、または工
具が正確に製造されていなかったために、工具が工作物
歯部にフィツトしない場合に問題が生じる。また、工具
が破損してもはや使用できなくなった場合に大きな問題
が生じる。これらの問題は、個別生産及び小規模生産の
分野で特別な意味を持っている。また、指状の工具を用
いて円筒歯車をならい研削或いはならいフライス削りに
より加工する場合にも上記の問題が存在する。

〔発明が解決しようとする：ａ題〕

本発明の課頭は、工具の横断面を変えずに歯車のならい
研削或いはならいフライス削りの順応性を向上させるこ
とである。

（，１１題を解決するための手段及び効果〕本発明は、
上記ｉ１ｇを解決するため、加工されるべき工作物の構
断面形状にほぼ対応する横断面を備えた工具を使用する
場合、この種の使用にあたって通常生じる工作物におけ
る大きな横断面誤差を、工作物に対して工具を適切に位
置調整することにより回避し、その際前記調整パラメー
タａ。

ｅ、φ、甲を、コンピュータで加工過程の模擬実験を繰
返し行うことによって検出し、或いは工作物歯部に正確
に適合する工具の設計基準になるような値を調整パラメ
ータとして想定するための実験を反復して行うことによ
って検出し、それによって検出された期待される作業結
果をコンピュータにより、或いは試験工作物の測定によ
り決定して目標値と比較し、且つこの過程を調整パラメ
ータを変化させながら反復し、その際得られる調整パラ
メータと工作物横断面との関係から、変化した調整パラ
メータを導出し、上記のステップを所望の作業結果が得
られるまで繰り返すことを特徴とするものである。

本発明の技術思想は、研削或いはプライス削りの際に工
具が工作物に対して、工具横断面の設計のｓｑとなるよ
うな位置を占めることによって。

上述の工作物横断面を理想的な条件のもとに誤差なしで
生じさせることができ、前記位置からのずれが工作物に
おいて横断面の誤差１ｍ幅の誤差の原因になるという点
にある。この関係を詳細に追及すると、工具調整パラメ
ータを変えることにより、特に工作物に横断面角度、誤
差を生じさせることができることがわかる。ところで、
横断面角度誤差を基本円誤差に換算できることは周知で
ある（例えばＤＩＮ３９６０を参照）。即ち調整パラメ
ータを変化させることにより、基本円を変化させること
ができる。従って、生じた横断面は、工具の設計基準に
ならなかった歯部の横断面であると見なすことができる
。

本発明は、加工されるべき歯部に対して設計されていな
い工具を使用するため、軸線間隔（横断面間隔）ａ＋上
工具偏心率ｅ、及び旋回角φといった調整パラメータを
目的に応じて変化させることにより、工作物に予想され
る横断面の誤差を最小にし、基準回転角ψを順応させる
ことにより、要求される歯幅Ｗｋを所定の値にもたらす
ことを提案するものである。ディスク状の工具における
Ｒ１１ｌパラメータの意味は第１図から得られる６軸線
間隔ａは、工具の軸線と工作物の軸線との間隔である。

偏心率ｅとは、設計時に基礎となった軸線交差点Ｐから
の距離に対する、工具の軸線方向における該工具のずれ
である。公知の方法では、偏心率ｅはゼロであり、或い
はせいぜい百分の数ミリメートルであった。本発明によ
る方法では二指だけより大きく真整される。即ちミリメ
ートルのオーダーである。旋回角φは９０°　マイナス
軸線交差角Σである。基準回転角ψは、工作物のｍ溝の
中心と、工具と工作物の軸線を最短で結ぶ線とが成す角
度である。

予想される横断面誤差が許容横断面誤差の大部分を占め
る場合には、工作物の横断面を２つの領域またはそれ以
上の領域に分割し、別々の研削パスで且つ異なる調整パ
ラメータにより加工する。

従って本発明による方法を効果的に適用するための前捉
は、工作物の横断面に対して調整パラメータを量的に影
響させるという認識と、誤差を除去させるための方法で
ある。

調整パラメータの横断面への影響を実験を介して近似的
に検出することもできる。しかしこの処置は時間とコス
トを要する。いくつかの影響量を算出するのが望ましい
。

〔実＃ｉ例〕

次に１本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

個々の影響を考慮するにあたって、製造工程の模擬実験
を行う、まず工作物２と同じ形状の工具Ｏを用いた工作
物の歯部の研削或いはフライス削りの模擬実験を行う、
このため軸線間隔或いは横断面間隔ａと旋回角φを選定
する０例えば工具Ｏと工作物２が互いに正確にフィツト
するようにする。この時点で、期待される工作物の横断
面を予測し、これを所望の横断面と比較する。この比較
のため、横断面の全誤差Ｆαを４つの成分に分ける。即
ち歯幅誤差ΔＷｋと、歯車測定技術から公知の横断面角
度誤差ｆＨαと、高さクラウン盪Ｃαと、横断面形状誤
差ｆｆαである。高さクラウンｊｔｃαは、横断面グラ
フでは２次の放物線によって表わされる。

次に調整パラメータａ　ｇ　Ｂ　ｇ　φ、Ｖを変化させ
。

上記の方法を繰り返す、この場合最初の過程とは異なる
結果が得られる。これらの結果を比較して。

次の予測のために調整パラメータをどのように変化させ
るべきかを推論する。この過程を、適当な調整パラメー
タが見つかるまで反復する６通常は。

横断面角度誤差ｆＨαがＯになり、高さクラウンｌ　ｃ
αと横断面形状誤差ｆｆαが所定の誤差範囲になるまで
反復する。

丘述した公差が得られず、できるだけ好適な工具Ｏが得
られない場合には、歯のフランクの加工を２回または数
回のパスの間に行わねばならない。

このため所望の工作物横断面を２つの領域（場合によっ
てはそれ以上の領域）に分割し、ここで説明した方法を
これらの領域のそれぞれに別個に適用する。

、耳整パラメータがコンピュータに入力されているなら
ば、加工を機械で行うことができる。このため工具Ｏと
工作物２は当然これらのパラメータに調整される。

本発明による方法によれば、修正されなかったディスク
Ｏを用いてヘッドティクオフ及び／またはフットティク
オフ（にｏｐｆ−ｕｎｄｌｏｄｅｒ　Ｆｕｓｓｒｕｅｃ
ｋｎａｈｓｅ　）を生じさせることもできる。このため
個々の領域はフランクごとに別個のパスで異なる調整パ
ラメータで加工される６ さらに本発明による方法では、高さクラウンをもった歯
のフランクを生じさせることもできる。

特に有利なことは、ヘッドティクオフ及びフットティク
オフの量と、一定の範囲で高さクラウンの量とを、適宜
な異形横断面を備えた工具を介してではなく機械の調整
を介して選定することができる点である６本発明による
方法によれば、一定の適用分野においては通常どおりデ
ィスク０を軸受で保持することができ、従って実際の加
工目的とは独立に上張り或いは再カバーリングを行うこ
とができる。

ならいフライス削りを行うための工具は、蔽い体として
ならい研削を行うための工具と同じ形状を有している１
両方法は製造上の運動学も同じである。従って本発明に
よる方法は、ディスク状の工具を用いたならいフライス
削りにも適用することができる。

理論的に必要なディスク横断面を生じさせることができ
ない整形システムでは１本発明による方法により作業結
果を明らかに改善させることができる。この種のケース
は、ディスク０を軌道制御して整形する場合ではなく、
例えばディスクＯに対して位置調整されるローラを介し
て整形する場合、またはディスクＯを型板を用いて整形
する場合に生じる。この種の方法には、数値制御される
装置を介して整形する方法に比べて最近ではいくつかの
利点がある。特に、工作物のフランクの表面粗さにとり
わけ厳しい要求が課せられる場合に利点がある。

次に１本発明による方法を第２図と第３図を用いて説明
する。第２図のグラフのは、横断面全誤差Ｆαと転動距
離Ｗとの関係を示す、この横断面全誤差Ｆαは、第２図
のグラフ■乃至■に示すように４つの成分に分けられ、
即ち歯幅誤差ΔＷｋと、横断面角度誤差ｆＨαと、高さ
クラウン量Ｃαと、横断面形状誤差ｆｆαとに分けられ
る。第２図のグラフ■乃至■に示されたこれらの量は。

上述した調整パラメータ、即ち軸線間隔ａ、偏心率ｅ、
旋回角φ、及び基準回転角マによって制御することがで
きる（第３図）。

第３図は斜歯の工作物（実線）或いは直歯の工作物（破
線）に対する関係を示し、横座標には調整パラメータそ
のものは含まれておらず、設計状態に対する。１１９１
パラメータの変化を含んでいる。

この第３図は調整パラメータΔａ、Δｅ、Δφ。

Δψの量ΔＷｋ、ｆＨα、Ｃα、ｆｆαに対する影うを
示している。Ｉｆｒ幅誤差ΔＷｋは、最も簡単には調整
パラメータΔマを介して、即ち工作物２の回動を介して
調整することができる。なぜならΔマは他の量ｆＨα、
Ｃα、ｆｆαには影響を及ぼさないからである。さらに
第３図は、ｌｆＨαとＣαを調整パラメータΔａ、Δｅ
、Δφによって最適にすることができることを示してい
る。基本的には量ｆＨαは０にすることができる。残っ
た量Ｃα、ｆｆαは本発明による方法の適用範囲を制限
する。

本発明による方法はディスク状の工作物に限定されるも
のではなく、指状の工具を用いて実施することもできる
。即ち指状の工具を用いる場合にも工具調整パラメータ
と工作物横断面の間には同様の関係がある。ただし指状
の工具を用いる場合には、パラメータａはディスク状の
工具を用いる場合とはいくぶん異なる意味を持っている
。指状の工具の場合ａは機械縦ｍ線の方向における工具
軸線上の標準点と工作物軸線との距離である。即ち工具
軸線方向に測ってｅ＝ｏで且つφ＝０の時の距離である
。

指状工具を用いて作業する場合の旋回角φは。

９０°マイナス軸線交差角Σである。指状の工具を従来
どおり使用する場合、旋回角はほぼゼロである。工作物
の＃！断面に対して所望どおりの影響を与えるためには
この旋回角は通常ゼロではなり１゜ 次に、本発明の実施態様を列記しておく。

（Ｌ）工作物（２）に対して横断面の修正なしに設計さ
れた工具（Ｏ）を用いて、且つ調整パラメータを変化さ
せながら、それぞれ１回の作業工程でヘッドティクオフ
及びフットティクオフのいずれか一方を生じさせること
を特徴とする請求項ｌに記載のディスク状の工具或いは
指状の工具を用いて歯車を不連続的にならい研削或いは
ならいフライス削りするための方法。

（２）工作物（２）に対して高さクラウンなしに設計さ
れた工具（Ｏ）を用いて、または工作物（２）に対して
別の高さクラウンで設計された工具（Ｏ）を用いて、工
作物（２）に対して工具（Ｏ）を目的に応じて位置調整
することにより所望の高さクラウンを生じさせることを
特徴とする請求項１または上記第１項に記載のディスク
状の工具或いは指状の工具を用いて歯車を不連続的にな
らい研削或いはならいフライス削りするための方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は調整パラメータである軸線間隔ａ、偏心十〇、
旋回角φ、Ｊｆｉ、卆回転角マ、ディスク状の工具と工
作物との軸線交差角Σを示す図、第１ａ図は調整パラメ
ータである軸線間隔ａ、偏心率ｅ。 旋回角φ、基準回転角ψ、指状の工具と工作物との軸線
交差角Σを示す図、第２図は横断面全誤差Ｆαを歯幅誤
差ΔＷｋと、横断面角度誤差ｆｌｌαと。 高さクラウンｆｆ１ｃαと、横断面形状誤差ｆｆαとに
分けることを説明する図、第３図は軸線間隔ａ。 偏心率ｅ、旋回角φ、基準回転角平の歯幅誤差ΔＷｋ、
横断面角度誤差ｆＨα、高さクラウン量Ｃα。 横断面形状誤差ｆｆαへの影響をそれぞれ直歯の工作物
と斜歯の工作物とに対して示す図である。 ０・・・・・工具 ２・・・・・工作物 軸線間隔・・・・・ａ 偏心率・・・・・・ｅ 旋回角・・・・・・φ 基準回転角・・・・マ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク状の工具或いは指状の工具を用いて歯車
   を不連続的にならい研削或いはならいフライス削りする
   ための方法であって、工作物のフランクを１つの工具を
   用いて、または右フランクと左フランクのそれぞれに対
   し別個の作業過程でそれぞれ１つの工具を用いて加工し
   、調整パラメータとして軸線間隔（指状の工具の場合に
   は横断面間隔）ａと、工具の偏心率ｅと、工作物の旋回
   角φ及び基準回転角Ψを選定するようにした、ディスク
   状の工具或いは指状の工具を用いて歯車を不連続的にな
   らい研削或いはならいフライス削りするための方法にお
   いて、加工されるべき工作物（２）の横断面形状にほぼ
   対応する横断面を備えた工具（Ｏ）を使用する場合、こ
   の種の使用にあたって通常生じる工作物（２）における
   大きな横断面誤差を、工作物（２）に対して工具（Ｏ）
   を適切に位置調整することにより回避し、その際前記調
   整パラメータａ、ｅ、φ、Ψを、コンピュータで加工過
   程の模擬実験を繰返し行うことによって検出し、或いは
   工作物歯部に正確に適合する工具の設計基準になるよう
   な値を調整パラメータとして想定するための実験を反復
   して行うことによって検出し、それによって検出された
   期待される作業結果をコンピュータにより、或いは試験
   工作物の測定により決定して目標値と比較し、且つこの
   過程を調整パラメータを変化させながら反復し、その際
   得られる調整パラメータと工作物横断面との関係から、
   変化した調整パラメータを導出し、上記のステップを所
   望の作業結果が得られるまで繰り返すことを特徴とする
   、ディスク状の工具或いは指状の工具を用いて歯車を不
   連続的にならい研削或いはならいフライス削りするため
   の方法。