JPH0398715A - 歯車の歯面を精密仕上げするための方法並びにその方法の実施に適合した工具 - 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、請求項１の上位概念に記載の歯車状の工具を
用いて、特に表面硬化された歯車の歯面を精密仕上げす
るための方法並びにその方法の実施に適合した工具に関
する。

従来の技術 上述の形式の方法は、とシわけドイツ国の雑誌「工場と
運転」１１８巻（１９８５）８号、５０５〜５０９頁（
″Ｗｅｒｋｓｔａｔｔ　ｕｎｄ　Ｂｅｔｒｉｅｂ”，１
　１　８．　Ｊａｈｒｇａｎｇ　（　１　９　８　５　
）　，　Ｈｅｆｔ　８，Ｓｅｉｔ，ｅｎ　５　０　５　
−　５　０　９　）の特に５０６頁、及びＤＥ第３７３
４６５３０１号明細書に公開されている。工具の半径方
向の横送りが達成されているにも不拘、実際上は工具の
歯溝内に残っている残留ばシによシ、再三問題が発生し
ている。

該残留ばｂは、多くの場合ＣＢＮで被膜されている工具
を部分的に破壊して了り。上述の問題は、表 フライス加工後に澱面硬化された半製品の場合に特に発
生している。表面硬化の前にきさげ仕上げを行うような
工具にあっては、残留ばシは極く稀に見付けられるだけ
である。それは、残留ばシがきさげ仕上げの際に切シ取
られるか、又は押し出されるからである。表面硬化後、
研摩工具を用いて実施される精密仕上げの場合にあって
は、コスト上の理由から一般に、先行するきさげ仕上げ
が断念される。特に運搬の際及び硬化工場内及びその道
中にかける取扱いの際、特に歯先に於で、大部分が押潰
し部のような形状をした損傷を１００多回避することは
できない。

発明が解決しようとする課題 従って本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の方
法を改良して、上述の原因で発生する工具の損傷を阻止
することにある。更に工具を、改良された方法に適合せ
しめることも狙っている。

課題を解決するための手段 本発明では、請求項１に記載の特徴を備えた方法、並び
に請求項８に記載の特徴を備えた工具によって、特に有
利に上記課題を解決することができた。その際重要な点
は、半製品の噛合部内に場合によっては存在している残
留ばシ及びそれに類似の不規則物が第１の工具で取り除
かれ、かつ第１の工具は、本来の精密仕上げを行う第２
の工具と同じよう組み立てられておシ、かつ損傷から防
護されうるように弾性的に支承されているという点であ
る。弾性的に支承された１つの精密仕上げ工具だけでは
、総ての歯が均一で目的に適った切粉除去を行うことは
不可能であろう。

発明の効果 請求項１に記載の方法に対しては、請求項２に記載のス
テップでこれを実施することが有利であることが判った
。請求項３乃至７にはこの方法の機能的な詳細が述べら
れている。その内の請求項６に基く方法は、極めて効率
的であることが証明された。請求項６乃至７に基く方法
によれば、機械制御が簡便化されているにかかわらず、
仕上げ結果は満足できるものである。

請求項８に記載の工具に対しては、請求項９及び１０に
その機能的な構或が与えられている。

予め噛み合わされた歯車の歯面を精密仕上げするための
、弾性的な工具と剛性的な工具とを備えた複合工具が、
ＤＥ第３７０７６６４ｃＩ号明細書に開示されている。

この場合工具は螺線形をなしてかう、歯車は先づ剛性的
なウオーム歯車で研削され、続いて弾性的なウオーム歯
車で再度研摩される。後者は軟かい弾性的なプラスチッ
ク材料から成シ、その内部には硬質粒子が埋め込まれて
いる。つｔｔ第２の工具が別の形式に組み込まれてかｂ
１かつ両工具は異なった順序で使用されているため、こ
の公知の構成では、解決さるべき問題点の適切な解決策
には全く貢献していない。

実施例 本発明の実施例を図面に示し、次にこれを詳しく説明す
る。

第１図に図示の歯車の精密仕上げ機にあっては、仕上げ
さるべき半製品Ｗ及び斜行噛合の平歯車が、不動に起立
する主軸台と、案内部３内に調節可能かつ不動に固定可
能に配置された心押し台４と、の間の機械ベッド１の上
に、旋回駆動可能に受容されている。これに対し直角状
状に、案内部６が機械ベッド１上に配置されてｓｐ　ｂ
　ｓ該案内部６上には、横送ｂ往復台７が矢印方向Ｘで
水平にスライド可能に配置されている。該往復台７には
案内部８が設けられておシ、その内方には案内部３に対
し乃至は半製品軸線５に対し平行に、軸方向往復台９が
矢印方向２で水平にスライド可能に配置されている。軸
方向往復台９内には垂直な案内部１１が存在してシシ、
その内方には垂直往復台１２が、矢印方向Ｙで−ヒ下に
スライド可能に配置されている。

案内部１１から離隔している乃至は半製品Ｗに向い合っ
ている垂直往復台１２の側部上の円弧案内部１４内には
、揺動体１５が配置されてかｂ１該揺動体１５上の見え
ない円形案内部内には、工具ヘッド１７が水平な調整軸
線１８を中心に旋回調節可能に受容されている。工具ヘ
ッド１７上では、２つの歯車状の工具Ｔｉ，Ｔ２から組
み立てられた２重工具Ｔが、シフト往復台２３内に支承
されている。この工具についてはもう１度触れることに
する。調整軸線１８は各仕上げ工程の開始に対し、有利
には各工具Ｔ１、Ｔ２の中央回転平面１６．２６内に位
置しているが、これは強制的なものではない。

工具ヘッド１７と２重工具Ｔとを備えた揺動体１５は、
円弧案内部１４内で矢印方向ψに軸線２ｍｍを中心に旋
回可能であシ、これによって半製品の歯に球状の歯面を
生成せしめることができる。半製品Ｗの歯の不都合な切
削と、これに関係する工具Ｔ１、Ｔ２の歯の損傷とを防
止するため、夫々に利用される工具Ｔ１、Ｔ２の中央回
転平面１６．２６が、夫々の接触点内で歯面線に対し常
に垂直に起立していなければならない。そのために旋回
運動ψ用の軸線２ｍｍが、半製品Ｗに向い合う中央回転
平面１６．２６の頂点を通って延びている。工具ヘッド
１７を調整軸線１８を中心に回転せしめることによう、
工具Ｔ１、Ｔ２の軸線１９と半製品Ｗの軸線５との間の
軸線交差角度δを調節することができる（よく理解でき
るように第１図では、半製品Ｗと工具Ｔ１、Ｔ２とは平
行な軸線、つまシδ＝σで描かれている）。その際軸線
５，１９は、ψ＝σである限シ、軸間距離ａで互いに平
行な平面内に位置している。

種々の往復台（横送ｂ往復台７、軸方向往復台９、垂直
往復台１２、シフト往復台２３）の駆動、揺動体１５の
旋回と軸線交差角δとの調節用の運動、並びに半製品Ｗ
の回転駆動、のための、モータ、伝導部等のような駆動
部材は公知であｂ１かつ本発明の対象ではないので、こ
れらは図示してない。

第２図には、両工具Ｔ１、Ｔ２と半製品Ｗとが簡単に図
示されて釦ｂ１これらの軸ＭＳ，１９は軸線交差角δを
形成している。受容部、引張装置、心押し台と主軸台、
往復台等のようなその他の部材は総て、ここには図示さ
れていない。

その理由は、下方に図示の移動ダイヤグラムに基いて運
動の経過だけを説明しようとしているからである。その
際総ての距離は非縮尺で与えられている。出発位置Ａか
らスタートして工具Ｔ１は、先づ半製品Ｗと歯車結合を
行い、しかもＸ方向に３ける半径方向の横送ｂによって
軸間距離が減少せしめられる。歯と歯とが突き当ること
なしにこれが実行できるように、工具Ｔ１、Ｔ２と半製
品Ｗとは機械内の正しい位置に受容され、乃至は装着さ
れている。横送ｂ運動中に出発点３０が移動して、工具
Ｔ１と半製品Ｗとの間に２歯面装置が成立するようにな
る。

半製品Ｗには、工具Ｔ１と半製品Ｗとの歯の間に伺遊び
が残っている間に、既にいち早く回転運動が加わる。つ
まシその歯が工具で１に回転運動を加える。回転数は連
続的に上昇して、工具Ｔ１の回転が例えば１分間に４０
０回転に達するまでになる。同時に半径方向の横送ｂが
続行されて、点３１では第１の軸間距離ａ１が達成され
るようになる。点３０と３１との間の距離上で工具歯の
研摩表面は、半製品の歯面上の総ての残留ぼりとその他
の不規則物とを除去するが、これらのものは後の工具Ｔ
２による精密仕上げの際に障害物になる怖れがあるもの
である。半製品の歯の歯面から突き出た個々の押潰し部
又はその類似物が、公知の損傷結果を伴って工具歯を拘
束するようなことがないように、工具Ｔ１は、押潰し部
又はその類似物が取ｂ払われるまで、半径方向にばね付
勢されて偏拉せしめられている。しかし工具Ｔ１結合を
解き、かつ第２のばね付勢された配置によう１半製品噛
合部の同心回転偏位運動及び部分的には揺動運動も、こ
れを弾発状に行うことができる。このため、歯面接触と
歯面圧とが、工具Ｔ１と半製品Ｗとの間で充分に維持さ
れた状態になる。

これによシ、例えば予め同心回転偏位が除去されていな
くても、半製品の総ての歯面が接触するようになる。

工具Ｔ１が点３１に到達すれば横送り運動は終了し、工
具軸線の方向（矢印Ｓ）の短い送り運動が、距離Ｃに亘
シ点３２まで行われる。そのため、場合によっては存在
する加工跡、例えば溝が消去されることになる。距離Ｃ
は、ほぼ半製品歯の幅ｂに応じてこれを自由に選ぶこと
ができるが、例えば２Ｈの長さでこれが常に一定であっ
ても宜い。このようにして半製品の歯は、申し分のない
精密仕上げが可能な状態になる。

更に工具Ｔ１は、これまでの回転数ｎｌを維持し乍ら点
３３ｔで引き戻される。この位置で半製品Ｗと工具Ｔ１
との歯は、遊びを有して伺結合状態にある。次に工具Ｔ
１結合を解き、かつ第２の軸線１９の方向に新たにシフ
トし、その位置で工具で２結合を解き、かつ第２れまで
工具Ｔ１と総て同じ運動を行ってきたが、未だ半製品Ｗ
とは噛合状態になっていない。矢印Ｓ方向の新しいシフ
ト運動によｂ１工具Ｔ２は半製品Ｗと歯車結合をするよ
うになシ、しかもその歯は、工具Ｔ１の歯がその幅の１
部分に亘って半製品Ｗと尚噛合状態にある間に、既に噛
合状態に入るようになっている。更に工具Ｔ１、’ｒ２
は、工具Ｔ２の歯が工具Ｔ１の歯の連続体を形成するよ
うに互いに配置されている。その状況は［２４によって
示唆されている通シである。この歯の整合性がシフトを
可能にしている、つまり回転中に工具Ｔ１，Ｔ２の交換
を可能ならしめているのである。その臥及び残留ばｂ除
去のための補助工具としての機能によって、工具Ｔ１は
（主）工具Ｔ２のための保護部としても役立っている。

つまりａ）工具Ｔ２は、歯車結合部へ進入する際工具Ｔ
１によって案内されて＞！＋、ｂ）　　工具Ｔ２、場合
によっては存在するＣＢＮ被膜部のために、工具Ｔ１は
、停止状態（回転数雪０）から作動回転数に加速される
際の有害ｉ加速負荷を回避することができるようになっ
ている。

シフト運動は点３４で終了し、該点３４で工具Ｔ２だけ
が、更に半製品Ｗと歯車結合状態一当初は遊びを保有し
乍らーに入る。次に工具Ｔ２は、点３４から出発してＸ
方向に横送りされる。つまり再度軸間距離が減少するよ
うになる。しかも同時に回転数を高め乍ら、点３５で２
歯面装置が再度形成され、かつ工具Ｔ２は、例えば１分
間に２ｍｍ００回転の回転数に達するまでになる。

債で使用される本来の精密仕上げのために、Ｘ方向の横
送り運動に交差運動Ｄが重畳される。

該運動Ｄは、Ｙ方向の垂直往復台１２の運動と２方向の
軸方向往復台９の運動との合成運動である。交差運動Ｄ
の代シに、２方向だけの平行運動、クま，少半製品の軸
線に平行な運動が実施されても差支えない。そして工具
Ｔ２は、常に切削除去を行い乍ら半製品Ｗ上を往復する
。その際例として示した点３６，３７，３８，３９上で
交差運動の反転、つまシ工具運動の反転が夫々行われる
。点４０にかいて、工具Ｔ２と半製品Ｗとの間の目標軸
間距離ａ２が達成され、かつ工具Ｔ２は、横送ｂ運動な
しで爾１回又は数回の往復運動を行う。その後点４１か
ら、工具Ｔ２及びそれと一緒の工具Ｔ１とが出発位置に
戻シ、そして回転運動が停止せしめられる。

点３５と点４１との間で工具Ｔ２が進む道程は、図示し
かつ説明した形状が単に例として用いられているだけで
あって、これには多数の変化態様が可能である。

第３図には１つの可能な実施例として、その本質的な部
材を備えた２重工具Ｔが図示されている。ボス部２５は
、図示なしの手段で工具ヘッド１７内乃至はシフト往復
台２３内に受容されかつ張設されておυ、該ボス部２５
の上で工具Ｔ２が芯決めされ、かつ不動に螺着されてい
る。カラー２７と保持ディスク２８との間で、工具Ｔ１
は軸方向に保持されている。工具Ｔ２とは異なって、工
具Ｔ１はボス部２５の上に直接芯決めされるのではなく
、弾性リング２９を介して芯決めされる。その理由は、
残留ばシとその類似物の除去が両噛合部間の可変な軸間
距離によってのみ可能であることが確認されたからであ
る。他方、工具歯車の急速な破壊が発生し、乃至は半製
品噛合部の同心回転偏位と揺動とによシ、半製品セグメ
ント内で部分接触だけが行われる。工具軸線乃至ボス部
は弾性的に支承されてい々くても宜い。弾性リング２９
として、取扱い易いシールリングを使用することができ
る。該シールリングは相応の半径方向の負荷を受けて、
工具Ｔ１の半径方向の偏位が”／ｌＯｎよう大きくなる
ことを可能にしている。工具Ｔ１はカラー２７と保持リ
ング２８との間で締付けられることが許されていないの
で、工具Ｔ１は一極く僅かではあるが一傾斜位置を採る
ことも、乃至は揺動することも可能である。工具Ｔ１は
、工具Ｔ２と全く同一寸法の噛合部を有して＞Ｆｉ，か
つ両噛合部は、第２図内の線２４で示唆されているよう
に整合している。両工具Ｔ　１、Ｔ２間には距離ｅが存
在しておｂ１該距離の大きさは、使用されていない夫々
の工具が、距離Ｓに亘るシフトの間及び点３５と点４１
との間の往復運動の間、最大に可能な軸線交差角δの場
合でも半製品Ｗと接触しないような大きさに女っている
。

歯面の被膜部は、両工具Ｔ１、Ｔ２の種々の課題に対応
して異なっていても差支えない。工具Ｔ１に対しては、
例えば噴射成形されたタングステンカーバイドから成る
薄い層であって宜く、又工具Ｔ２Ｋ使用されるのと同じ
ＣＢＮ粒子を備えた被膜部であっても宜い。工具Ｔ２に
あっては引続いて歯面の研摩が必要である力よ、工具Ｔ
１にはこれは不必要である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
方法が実施可能である機械の図、第２図は方法経過の概
略図、第３図は本発明の工具の断面図である。 １・・・機械ベッド、２・・・主軸台、３・・・案内部
、４・・・心神し台、５・・・軸線、６・・・案内部、
７・・・横送り往復台、８・・・案内部、９・・・軸方
向往復台、１１・・・案内部、１２・・・垂直往復台、
１４・・・円弧案内部、１５・・・揺動体、１６・・・
中央回転面、１７・・・工具ヘッド、１８・・・調整軸
線、１９．２ｍｍ・・・軸線、２１・・・加工領域、２
３・・・シフト往復台、２４・・・連絡線、２５・・・
ボス部、２７・・・カラー、２８・・・支持ディスク、
２９・・・弾性リング、３０乃至４１・・・送ｂ工程中
の点、ａ・・・軸間距離、ｂ・・・幅、Ｃ・・・シフト
距離、ｅ・・・距離、Ａ・・・出発位置、Ｄ・・・交差
運動、Ｓ・・・シフト運動、Ｔ・・・２重工具、Ｔ１，
Ｔ２・・・工具、Ｗ・・・半製品、Ｘ・・・水平運動、
Ｙ・・・垂直運動、２・・・水平運動、φ・・・旋回運
動、δ・・・軸線交差角

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、歯車（半製品ｗ）の歯面を精密仕上げするための方
   法であつて、歯車状の工具を有し、その歯面が、一様に
   配向された切削縁部を全く備えていない表面、つまり研
   摩表面を有しており、その際工具は、半製品と相互に歯
   車結合を行つて回転している形式のものにおいて、少く
   ともその歯数、モヂユール及び傾斜角に関し同一の寸法
   を有して軸方向に離隔する、２つの工具（Ｔ１、Ｔ２）
   を備えた２重工具（Ｔ）が使用されており、該工具（Ｔ
   １、Ｔ２）は、半製品（ｗ）のチャック替えを行うこと
   なしに順次使用され、その際 ａ）第１の工具（Ｔ１）が、２歯面装置内で残留ばりと
   他の不規則物とを半製品（ｗ）の歯面から取り除き、続
   いて ｂ）第２の工具（Ｔ２）が、同じ様に２歯面装置内で半
   製品（ｗ）の歯面の本来の精密仕上げを行う ことを特徴とする、歯車の歯面を精密仕上げするための
   方法。 ２、次のようなステップ、つまり ａ）第１の工具（Ｔ１）は、２重工具（Ｔ）の出発位置
   （Ａ）からスタートして半製品（ｗ）と歯車結合を行い
   、又連続的な半径方向の横送りの間に回転運動が加わり
   、かつ加速されて、第１の回転数（ｎ＿１）が達成され
   、かつ２歯面装置の元で第１の作動軸間距離（ａ＿１）
   が達成されるようになり、 ｂ）２重工具（Ｔ）は、２歯面装置と第１の回転数（ｎ
   ＿１）とを保持しながら、短かい距離（ｃ）に亘つてそ
   の軸線（１９）の方向に送り運動を行い、その際距離（
   ｃ）は、半製品の歯車結合部の幅よりも著しく小さくな
   つており、 ｃ）２重工具（Ｔ）を半径方向に引き戻しながら２歯面
   装置を持ち揚げ、 ｄ）２重工具（Ｔ）をその軸線（１９）の方向にシフト
   して、第１の工具（Ｔ１）の歯車結合を解き、かつ第２
   の工具（Ｔ２）と半製品（ｗ）とがルーズな歯車結合を
   行い、その際シフト中に通過する両工具（Ｔ１、Ｔ２）
   は、その幅の１部分に亘つて半製品（ｗ）とルーズな歯
   車結合を行い、 ｅ）第２の工具（Ｔ２）を連続的に半径方向に横送りし
   乍ら、回転数を更に上昇せしめ、第２の回転数（ｎ＿２
   ）で再び２歯面装置が形成されるようにし、 ｆ）往復状の送り運動を畳重しながら半径方向の横送り
   を継続して、目標軸間距離に相応する第２の作動軸間距
   離（ａ＿２）が達成されるようにし、 ｇ）２重工具（Ｔ）をその出発位置に引き戻して回転を
   停止せしめる、 のようなステップを行うことを特徴とする、請求項１記
   載の方法。 ３、第２の回転数（ｎ＿２）が第１の回転数（ｎ＿１）
   よりも著しく高いことを特徴とする、請求項２記載の方
   法。 ４、送り距離の長さ（ｃ）が、半製品（ｗ）の幅（ｂ）
   に依存して決められることを特徴とする、請求項２記載
   の方法。 ５、送り距離の長さ（ｃ）が、１ｍｍから５ｍｍまでで
   あることを特徴とする、請求項４記載の方法。 ６、送り距離が、半製品（ｗ）の幅とは無関係に同一の
   長さ（ｃ）に留まつていることを特徴とする、請求項２
   記載の方法。 ７、同一に留まつている送り距離の長さ（ｃ）が、約２
   ｍｍであることを特徴とする、請求項６記載の方法。 ８、歯車状の工具であつて、その歯面が一様に配向され
   た切削縁部を全く備えていない表面、つまり研摩表面を
   有している形式のものにおいて、その構成が、同一の寸
   法を有して噛み合う２つの工具（Ｔ１、Ｔ２）を備えた
   ２重工具（Ｔ）として形成されており、該工具 （Ｔ１、Ｔ２）は互いに整合する歯車結合部を有し、該
   歯車結合部は、歯車精密仕上機内に張設可能なボス部（
   ２５）の上又はその類似物の上で軸方向に離隔して載置
   されており、その際第１の工具（Ｔ１）は、半径方向に
   柔軟性があり、第２の工具（Ｔ２）は、ボス部（２５）
   の上又はその類似物の上に剛性的に固定されていること
   を特徴とする、請求項１記載の方法の実施に適合した工
   具。 ９、第１の工具（Ｔ１）の歯面がタングステンカーバイ
   ドで被膜されていることを特徴とする、請求項８記載の
   工具。 １０、第２の工具（Ｔ２）の歯面がＣＢＮで被膜され、
   かつ場合によつては研摩されていることを特徴とする、
   請求項８記載の工具。