JPH0631532A - 5軸制御マシニングセンタを用いた歯車の加工方法 - Google Patents

5軸制御マシニングセンタを用いた歯車の加工方法

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JPH0631532A
JPH0631532A JP19548492A JP19548492A JPH0631532A JP H0631532 A JPH0631532 A JP H0631532A JP 19548492 A JP19548492 A JP 19548492A JP 19548492 A JP19548492 A JP 19548492A JP H0631532 A JPH0631532 A JP H0631532A
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JP
Japan
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axis
gear
shape
tooth surface
tooth flank
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JP19548492A
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English (en)
Inventor
Koji Suzuki
浩司 鈴木
Yoshihiro Ikeda
好宏 池田
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 5軸制御マシニングセンタを用いて歯車を加
工する場合に、該歯車を基本形状に加工するために必要
な基本諸元(S1)と、該基本形状を修正する歯面形状
ファクタ(S2)とから上記5軸の各作動量の相関関係
式(S3)を求め、該相関関係式からシミュレーション
される歯面形状が所望する形状でない場合には上記歯面
形状ファクタを修正すると共に(S6)、シミュレーシ
ョンされる歯面形状が所望する形状の場合には、上記相
関関係式からNCプログラムを作成し(S7)、該NC
プログラムに基づいて上記歯車を加工するようにした。 【効果】 実際に加工する前に予め歯面形状の調整を行
うので、実際の歯車を試し加工しなくても所望する歯面
形状に加工でき、マシニングセンタの調整に要する工数
を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車の回動と傾動とを
担当するB軸・C軸と、歯車に対して回転刃具を相対的
に平行移動させるX軸・Y軸・Z軸とを備えた5軸制御
マシニングセンタを用いて歯車を加工する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車の差動装置等に使用されるすぐば
かさ歯車は、レバサイクル歯切法により加工されてい
る。このレバサイクル歯切法とは、回転円板の外周に、
互いに異なった点を中心とする同一半径の円弧状の切刃
を有するブローチ刃状の複数の刃具を周設し、該回転円
板を歯幅方向に往復させながら1回転させることにより
1個の歯溝を切削加工するものである。このレバサイク
ル歯切法により歯切加工を行う加工装置では、回転円板
と歯車との相対位置及び相対移動方向を調整することに
より歯当たり位置及び歯厚の調整を行うことができるも
のの、歯面の基本形状は上記のブローチ刃状の刃具の形
状により決定されるため、所望する形状に歯面を調整す
るためには刃具の形状を調整している。そして、この調
整の適否についての判断は、調整された刃具で実際に試
し加工を行って実際に加工された歯面形状を確認するこ
とにより行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記レバサイクル歯切
法により歯車を加工する場合に、所望する歯面形状に加
工できるか否かを判断するには、実際に歯車を加工し歯
面形状が所望する形状か否かを確認しつつ、所望する形
状になるまで上記のようにして刃具形状の調整を行わな
ければならず、歯面形状を決定するまでには多くの工数
を要する。
【0004】尚、レバサイクル歯切法によらず5軸制御
マシニングセンタを用いて上記すぐばかさ歯車を加工す
ることも考えられ、この場合には刃具自体を調整しなく
てもNCデータを修正するだけで歯面形状を調整するこ
とができ、そのため上記レバサイクル歯切法による場合
より調整に要する工数が削減されるが、単に5軸制御マ
シニングセンタで歯車を加工するようにしただけでは、
実際に歯車を試し加工し、その歯面形状に基づいてNC
データを修正しなければならず、最終的に歯面形状が決
定されるまでにはいくつかの歯車を実際に加工しなけれ
ばならない。
【0005】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、5
軸制御マシニングセンタを用いて歯車を加工する際に、
実際に歯車を加工しなくても所望する歯面形状に加工で
きるように調整することのできる方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、被加工物である歯車を回動自在に保持する
C軸と、該C軸の軸線に対して直角な軸線回りに回動自
在に該C軸を保持するB軸と、該B軸の軸線に対して直
角な軸線回りに回転する回転刃具を歯車に対して相対的
に平行移動させるX軸・Y軸・Z軸とを備えた5軸制御
マシニングセンタを用いて上記歯車を加工する方法にお
いて、該歯車の歯面を基本形状に加工するための基本諸
元と該基本形状を修正する歯面形状ファクタとから上記
5軸の各作動の相関関係式を求め、該相関関係式から歯
面形状をシミュレーションし、該シミュレーションされ
る歯面形状が所望する形状でない場合には所望する形状
になるよう上記歯面形状ファクタを変更し、該所望する
形状をシュミレーションした相関関係式からNCプログ
ラムを作成し、該NCプログラムに基づいて上記歯車を
加工するようにしたことを特徴とする。
【0007】
【作用】歯面形状を決定する基本諸元と歯面形状ファク
タとから求められる相関関係式を基にNCプログラムを
作成する前に、該相関関係式から歯面形状をシミュレー
ションし、この段階でシミュレーションされた歯面形状
が所望する形状でない場合には上記歯面形状ファクタを
修正して、所望する歯面形状が得られる歯面形状ファク
タを決定し、この決定された歯面形状ファクタと上記基
本諸元とから求められる相関関係式を基にNCプログラ
ムを作成し、これにより歯車を加工することにより、実
際に試し加工しなくても初めから所望の歯面形状に歯車
を加工することができる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を、5軸制御のマシニングセ
ンタ1を用いてすぐばかさ歯車Wを加工する場合につい
て説明する。図1を参照して、マシニングセンタ1のベ
ッド11上にはワークヘッド2とスピンドルヘッド4と
が載置されている。該ワークヘッド2はX軸方向に摺動
自在なスライドテーブル21と、該スライドテーブル2
1上に載置され垂直なB軸の軸線回りに回動自在なター
ンテーブル22とを備えている。そして、該ターンテー
ブル22に立設されたブラケット23から水平なC軸の
軸線回りに回動自在なインデックスシャフト3を突設
し、該インデックスシャフト3の先端に被加工物である
ギヤWをクランプするようにした。
【0009】一方、上記スピンドルユニット4は上記X
軸に直交するY軸方向に摺動自在のコラム41と、該コ
ラム41に搭載されZ軸方向に沿って昇降自在のスピン
ドルユニット42とを備えている。そして、該スピンド
ルユニット42のスピンドル軸43には砥石ホルダ44
を介して砥石45が取り付けられている。尚、該砥石4
5の周縁には図2に示すように、半径rの凹円弧状の研
削部46が左右1対に設けられている。
【0010】この砥石45でギヤWの歯溝Waを加工す
る際には、インデックスシャフト3の回動軸であるC軸
がX軸に対して平行になるようにB軸を回動させると共
に、砥石45の幅方向の中心が該C軸の軸線の垂直上方
になる位置(図にAで示す位置)まで一旦該砥石45を
移動させる。また、歯溝Waの溝幅方向中心も該C軸の
軸線の垂直上方に位置するようB軸を回動させ、図3に
示すように、砥石45を歯溝Waの大端部Wc側から挿入
させ、続いてZ軸に沿ってスピンドルユニット42を下
降させ、これに連動するスライドテーブル21のX軸方
向の移動によりギヤWに対する相対運動として砥石45
を歯底線Wbに沿って小端部Wd側に移動させる。
【0011】また、図4に示すように、砥石45の小端
部Wd側への移動に連動して、C軸を所定角度回動する
と共に、B軸の回転によりギヤWを歯底線Wbの頂点We
を中心に回動させ、ギヤWをW′に示す状態に移行させ
ると共に砥石45をY軸に沿ってオフセットさせる。こ
の時、歯面Wfの研削部46に対する接触部分は図3の
歯面Wfに破線で示す曲線状になり、砥石45の移動に
伴ってこの接触部分は破線aから破線cへと順次連続し
て移動し、これにより歯面Wfは小端部Wdに向うに従っ
て曲率半径が小さく、かつ圧力角が増加する円弧形状に
成形されるように制御する。尚、該接触部分が破線a・
b・cに示す状態になる場合のV−V断面を各々図5の
(a)(b)(c)として示す。
【0012】上記工程により、歯溝Waを構成する1対
の歯面のうちの一方の加工が完了し、他方の歯面は砥石
45を再度大端部Wc側から小端部Wd側へ送りながら、
B軸及びC軸を逆方向に回動させて加工する。そして、
この工程を各歯溝について行うことによりギヤWの加工
を完了する。
【0013】次に上記作動を実行するためのNCプログ
ラムの作成について説明する。上記5軸の駆動制御を行
うコントローラ5は図6に示すように、マシニングセン
タ1の各軸の作動を行うサーボモータ(図示せず)をフ
ィードバック制御する駆動制御部51と、各種設定値か
ら各軸の作動量の関係式を算出し、これに基づいて作成
したNCプログラムを駆動制御部51に転送する演算部
52とから構成されている。
【0014】該NCプログラムを駆動制御部51に転送
するために演算部52内で実行されるステップは図7に
示すものであり、上記ギヤWの加工に先立って、キーボ
ード54を用いて、演算部52にギヤWの歯数やモジュ
ール、及び砥石45の寸法等の歯面の基本形状を決定す
る基本諸元を入力しておく(S1)。次に、歯面Wfの
クラウニング量や歯形修正量等の上記基本形状に対する
修正量を決定する歯面形状ファクタを入力する(S
2)。これら基本諸元及び歯面形状ファクタから上記5
軸の作動関係を規定する相関関係式を求め(S3)、こ
の相関関係式に基づいてギヤWを加工した場合に得られ
るであろう歯面形状をシミュレーションし(S4)、そ
の結果をCRT53に表示する。尚、この時シミュレー
ション結果と共に基本形状を合わせて表示させれば該基
本形状に対する修正量が把握しやすい。このようにCR
T53に表示されたシミュレーションによる歯面形状が
所望する歯面形状か否かを判断し(S5)、所望するも
のでない場合には再度歯面形状ファクタを修正する(S
6)。そして、所望する形状の場合、あるいは歯面形状
ファクタを修正した結果所望する形状になった場合に
は、相関関係式をNCプログラム化し(S7)、これを
駆動制御部51に転送して(S8)、このNCプログラ
ムに基づいてギヤWを加工する。尚、本実施例では該駆
動制御部51と演算部52とを一体に示したが、両者を
別個に設け演算部52で求めたNCプログラムを穿孔テ
ープ等を媒体として駆動制御部51に転送するように構
成してもよい。
【0015】また、上記実施例では刃具として砥石を用
いたがフライスカッタを用いて切削加工を行うように構
成してもよく、更に、上記実施例ではすぐばかさ歯車の
加工について示したが、ひら歯車等の他の形状の歯車を
加工する場合にも本発明を適用することができる。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、実際に加工する前に予め歯面形状をシミュレーショ
ンにより求め、このシミュレーションされた歯面形状を
基に歯面形状ファクタの修正を行ったあとでNCプログ
ラムを作成するので、実際の歯車を試し加工しなくても
所望する歯面形状に加工でき、マシニングセンタの調整
に要する工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用される5軸制御マシニングセン
タの斜視図
【図2】 砥石の形状を示す断面図
【図3】 III矢視断面図
【図4】 IV矢視図
【図5】 砥石と歯面の接触状態の変化を示すV−V断
面図
【図6】 コントローラの構成を示すブロック図
【図7】 NCプログラムの作成工程の内容を示すフロ
ー図
【符号の説明】
1 マシニングセンタ 2 ワークヘッド 3 インデックスシャフト 4 スピンドルヘ
ッド 5 コントローラ 22 ターンテーブ
ル 45 砥石 51 駆動制御部 52 演算部 W ギヤ Wa 歯溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物である歯車を回動自在に保持す
    るC軸と、該C軸の軸線に対して直角な軸線回りに回動
    自在に該C軸を保持するB軸と、該B軸の軸線に対して
    直角な軸線回りに回転する回転刃具を歯車に対して相対
    的に平行移動させるX軸・Y軸・Z軸とを備えた5軸制
    御マシニングセンタを用いて上記歯車を加工する方法に
    おいて、該歯車の歯面を基本形状に加工するための基本
    諸元と該基本形状を修正する歯面形状ファクタとから上
    記5軸の各作動の相関関係式を求め、該相関関係式から
    歯面形状をシミュレーションし、該シミュレーションさ
    れる歯面形状が所望する形状でない場合には所望する形
    状になるよう上記歯面形状ファクタを変更し、該所望す
    る形状をシュミレーションした相関関係式からNCプロ
    グラムを作成し、該NCプログラムに基づいて上記歯車
    を加工するようにしたことを特徴とする5軸制御マシニ
    ングセンタを用いた歯車の加工方法。
JP19548492A 1992-07-22 1992-07-22 5軸制御マシニングセンタを用いた歯車の加工方法 Pending JPH0631532A (ja)

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