JPH0775917A - 内歯を付けられた工具によって歯車形の工作物の歯面を精密加工する方法及びこの方法に適した内歯を付けられた工具並びにこの工具を仕上げ加工する方法 - Google Patents

内歯を付けられた工具によって歯車形の工作物の歯面を精密加工する方法及びこの方法に適した内歯を付けられた工具並びにこの工具を仕上げ加工する方法

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JPH0775917A
JPH0775917A JP6207326A JP20732694A JPH0775917A JP H0775917 A JPH0775917 A JP H0775917A JP 6207326 A JP6207326 A JP 6207326A JP 20732694 A JP20732694 A JP 20732694A JP H0775917 A JPH0775917 A JP H0775917A
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workpiece
tooth
honing
finishing
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Herbert Schriefer
シュリーファー ヘルベルト
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Furuto Mas & Buerukutsuoige GmbH
Hurth Maschinen & Werkzeuge GmbH
HURTH MASCHINEN WERKZEUGE
Original Assignee
Furuto Mas & Buerukutsuoige GmbH
Hurth Maschinen & Werkzeuge GmbH
HURTH MASCHINEN WERKZEUGE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 前ホーニング加工及び仕上げホーニング加工
を行い得るようにする。 【構成】 歯車形の工作物Ｗの歯面を，内歯を付けられ
た工具によって精密加工する方法である。歯が歯筋方向
で動的に異なった歯筋方向修正作用範囲を有している工
具，それも，歯が，前ホーニング加工のための動的に作
用する大きな歯筋方向修正を行う少なくとも１つの範囲
ＴVと，前ホーニング加工に続く仕上げホーニング加工
のための動的に作用する歯筋方向修正を行わないかある
いは動的に作用するたんにわずかな歯筋方向修正を行な
う少なくとも１つの範囲ＴFとを有している工具を使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，歯車形の工作物の歯面
を，内歯を付けられた工具によって精密加工する方法で
あって，工具の回転軸線と工作物の回転軸線とを交差さ
せて，工具を工作物とかみ合わせて回転させると同時
に，工具を工作物に対して相対的に，互いに直交する３
つの座標軸線の方向に動かし，工具を工作物に対して相
対的に動かす際に，付加的に，互いに交差している両方
の回転軸線に対して垂直な旋回軸線を中心とする相対的
旋回運動を同時に行って交差角度を変化させ，これによ
って，工具及び工作物の歯面が接線方向で互いに接触し
ているだけでなしに，位置が持続的に変化する接触点で
互いに接触している工具のピッチ面と工作物のピッチ面
も持続的に互いに接線方向で接触しているようにし，工
具のピッチ面及び工作物のピッチ面とその都度の接触点
において直交している直線が，接触点における工作物の
ピッチ面に対する理論的な包絡球の中心点を通ってお
り，クラウニングを付けられた歯を有する工具を使用す
る場合に，直線が更に，接触点における工具のピッチ面
に対する理論的な包絡球の中心点を通っているようにす
る形式の方法及びこの方法に適した工具並びにこの工具
を仕上げ加工（ドレッシング）する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような精密加工法は，ドイツ連邦共
和国特許出願公開第 43 29 358 号明細書に記載されて
いる。工具を工作物に対して相対的に，３つの直交座標
軸線の方向に動かすと同時に，工具軸線と工作物軸線と
の交差角度を変化させることは，この精密加工法の最小
限の手段である。この場合，前述のように工具及び工作
物の歯面が接線方向で互いに接触しているだけでなし
に，位置が持続的に変化する接触点で互いに接触してい
る工具のピッチ面と工作物のピッチ面も持続的に互いに
接線方向で接触し，工具のピッチ面及び工作物のピッチ
面とその都度の接触点において直交している直線が，接
触点における工作物のピッチ面に対する理論的な包絡球
の中心点を通っている。クラウニングを付けられた歯を
有する工具を使用する場合には，前記直線は更に，接触
点における工具のピッチ面に対する理論的な包絡球の中
心点を通る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，この
精密加工法並びにこの精密加工法のための内歯を付けら
れている工具に更に改良を加えて，可及的に広範に適用
し得るようにすること，特に前ホーニング加工及び仕上
げホーニング加工を行い得るようにすることである。更
に，この工具の仕上げ加工を申し分なく行い得るように
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に，本発明の構成では，最初の述べた形式の精密加工法
において，歯が歯筋方向で動的に異なった歯筋方向修正
作用範囲を有している工具，それも，歯が，前ホーニン
グ加工のための動的に作用する大きな歯筋方向修正を行
う少なくとも１つの範囲と，前ホーニング加工に続く仕
上げホーニング加工のための動的に作用する歯筋方向修
正を行わないかあるいは動的に作用するたんにわずかな
歯筋方向修正を行なう少なくとも１つの範囲とを有して
いる工具を使用するようにした。更に，本発明による工
具の構成は，歯が歯筋方向で動的に異なった歯筋方向修
正作用範囲を有していること，それも，歯が，仕上げホ
ーニング加工のための動的に作用する歯筋方向修正を行
わないかあるいは動的に作用するたんにわずかな歯筋方
向修正を行なう少なくとも１つの範囲と前ホーニング加
工のための動的に作用する大きな歯筋方向修正を行う少
なくとも１つの範囲とを有していることである。
【０００５】
【発明の効果】請求項１の構成によれば，互いに異なっ
た歯筋方向修正作用を有する１つの工具あるいは軸方向
に並べた複数の工具によって，締め替えなしに，精密加
工を行うことが可能である。例えば，加工力を減少させ
るために，接触領域が小さく軽く切削する工具によって
前ホーニング加工を行い，歯面の研削だけを行う仕上げ
ホーニング加工は，接触領域が大きく柔らかく作用する
工具によって行うのが望ましい。
【０００６】請求項２及び３の構成によれば，前ホーニ
ング加工及び仕上げホーニング加工を両歯面接触で行
い，あるいは前ホーニング加工を単歯面接触で行うこと
が可能であり，請求項５によれば単歯面接触は電子制御
の伝動装置で強制案内することによって保障される。強
制案内で行う単歯面接触では，右側の歯側面歯筋方向修
正加工及び左側の歯側面歯筋方向修正加工を互いに無関
係に自由に行うことができる。続いて行われる自由回転
の両歯面接触はピッチ面の相対移動によって生ぜしめら
れ，歯面の研削だけに役立つ。
【０００７】請求項６から１０に記載した工具は個々に
使用することができるが，しかし，軸方向に並べて配置
した複数の工具を締め替えなしに使用することも可能で
あり，この場合同じような歯を有する複数の工具あるい
は互いに異なった歯を有する複数の工具を使用すること
ができる。理想的な場合には，個々の歯を機械のＸ座標
軸線及びＺ座標軸線によってずらせて軸線を交差させ，
工具の内径を増大させることが可能である。この場合の
前提は，工作物自体も締め付け装置も，工具軸線の方向
に位置している別の歯と衝突しないことである。なぜな
らこれらの歯は衝突の理由から，円筒形ではなしに，双
曲面のピッチ面に配置しておかなければならないからで
ある。
【０００８】内歯を付けられた工具の仕上げ加工は原理
的に，内歯を付けられた工具による工作物の精密加工と
同じように行われる。この場合請求項１１に記載した方
法が特に有利である。
【０００９】
【実施例】以下においては図面に示した実施例に基づい
て本発明の構成を具体的に説明する。
【００１０】図１において，互いに直交する３つの機械
座標軸線Ｘ・Ｙ・Ｚ並びに旋回軸線Ａが示されており，
旋回軸線Ａは３つの機械座標軸線と同時に作用するよう
に組み合わされ，この旋回軸線によって，外歯を有する
工作物Ｗの回転軸線ＣWと内歯を有する工具Ｔの回転軸
線ＣTとの間の交差角度を調整することができる。これ
ら両方の回転軸線ＣW及びＣTは自由回転させてもよい
し，あるいは図示していない電子制御の伝動装置によっ
て強制案内してもよい。
【００１１】図２において，工作物Ｗ及び工具Ｔのピッ
チ面のほかに，瞬間的な接触点ＩＶを通る接触線の包絡
球ＫW及びＫTが示されている。座標軸系ＸW−ＹW−ＺW
は工作物Ｗの座標軸系であり，座標軸系ＸT−ＹT−ＺT
は工具Ｔの座標軸系である。
【００１２】座標軸系ＸKW−ＹKW−ＺKWは瞬間的な工作
物歯面線修正点の包絡球中心点Ｉを原点とするものであ
り，座標軸系ＸKT−ＹKT−ＺKTは工具歯面線修正の包絡
球中心点Ｖを原点とするものである。工作物Ｗの回転軸
線はやはりＣWで示されており，工具Ｔの回転軸線はや
はりＣTで示されている。工具座標軸ＸTと同一である旋
回軸線Ａを中心とする旋回によって調整される工具Ｔの
瞬間的な傾斜位置は，符号Ａmで示されている。直線ｇ
は，工作物Ｗのピッチ面と工具Ｔのピッチ面との間の接
触点ＩＶ及び工作物包絡球ＫWと工具包絡球ＫTとの間の
接触点ＩＶのための瞬間的接触条件を示す。この接触条
件を満たすためには，直線ｇは，工作物歯面線修正点の
包絡球中心点Ｉ及び工具歯面線修正点の包絡球中心点Ｖ
を通り，工作物回転軸線ＣWと点IIIで交差し，工具回転
軸線ＣTと点IIで交差しなければならない。例えば工作
物Ａのピッチ面上に接触点列が設けられ，この接触点列
がピッチ面全体を歯筋方向ＺWでカバーしている場合に
は，座標軸系ＸW−ＹW−ＺWとＸT−ＹT−ＺTとの間の相
対旋回は，直線ｇが常に前述の条件を満たしているよう
に，選定しなければならない。同時に接触点列を工具Ｗ
のピッチ面上に設けることができ，その際に，前述の接
触条件を維持する場合，両方のピッチ面の表面は互いに
相対的に移動する。もちろん接触点列は，有利な移動が
行われ，工作物Ｗに対する工具Ｔの位置が持続的に変化
するように，設けなければならない。
【００１３】包絡球の半径が無限大になると，円筒形の
ピッチ面が生じる。しかし，工作物包絡球ＫWの中心点
及び工具包絡球ＫTの中心点を，歯筋方向で凹面クラウ
ニング状の，あるいは円すい状の，あるいは円すいクラ
ウニング状のピッチ面が生じるように，位置させること
もできる。これらすべての形状のピッチ面において，接
触条件で注意すべきことは，何通りもの接触が可能でな
いようにすることである。何通りもの接触が可能であれ
ば，例えば工作物歯面が２次カットによって損傷せしめ
られることがある。またエッジ接触も，種々の接触を可
能にするので，避けなければならない。
【００１４】図３においては工作物Ｗのピッチ面及び接
触点ＩＶ並びに直線ｇが改めて拡大して示されている。
接触点ＩＶにおいて，工作物Ｗ及び工具Ｔのピッチ面並
びに工作物包絡球ＫWと工具包絡球ＫTとがそれぞれ接線
方向に接触しており，このことは平行四辺形の接線平面
Ｅによって示されており，この接線平面は直線ｇと直交
している。容易に分かるように，個々のピッチ面及び包
絡球は直線ｇを中心として回動させることができ，その
際前記の接触条件が損なわれることはない。しかしなが
ら，実際の歯車においてはこの回動は工作物歯面と工具
歯面との間の接触状態に大きな影響を及ぼす。したがっ
て各瞬間的接触点ＩＶのために，接触平面Ｅ内に歯面の
接触状態を表す線Ｌを規定することができる。線Ｌの瞬
間的回動位置から，相応する幾何学的転換の結果として
の旋回軸線Ａを中心とする同時的旋回を規定することが
できる。
【００１５】図４・図５及び図６においては，工作物Ｗ
及び工具Ｔのピッチ面並びに工具包絡球ＫTが，工作物
の幅にわたって分配された３つの異なった瞬間的接触位
置０・１・２において，正面図・平面図・側面図で示さ
れている。この場合接触点はＩＶ1からＩＶを経てＩＶ2
に変位し，これに伴って直線もｇ1からｇを経てｇ2に変
位する。工具Ｔは軌道ＸT1−ＹT1−ＺT1からＸT−ＹT−
ＺTを経てＸT2−ＹT2−ＺT2に変位する。この場合，工
具包絡球ＫTの半径はＲKT1からＲKTを経てＲKT2に変化
する。図４においては，線Ｌの変化する回動位置がＬ1
・Ｌ・Ｌ2で示されている。
【００１６】図７においては，２つのピッチ面ＴF及び
ＴVから成る工具が工作物Ｗに対して相対的な種々の位
置において示されており，この場合工作物Ｗの代わりに
仕上げ車ＡＲを使用することもできる。図面では簡単に
するために，工具Ｔが定置で，工作物Ｗ若しくは仕上げ
車ＡＲのピッチ面が工具Ｔに対して相対的に工具に沿っ
て動かされるようになっており，このために工作物Ｗも
しくは仕上げ車ＡＲのピッチ面は４つの接触位置１・２
・３・４において示されている。更に，接触状態が簡単
化されかつ著しく拡大されて平らな断面で示されてい
る。動的に作用する小さなクラウニング半径ＲKVを有す
る工具ピッチ面ＴVは前ホーニングのために使用され，
動的に作用する大きなクラウニング半径ＲKFを有する工
具ピッチ面ＴFは仕上げホーニングのために使用され
る。クラウニング包絡球の中心点はＭKV及びＭKFで示さ
れている。
【００１７】以下においては，両側に端面面取り部Ｆを
有している仕上げ車ＡＲについてだけ述べる。工具Ｔの
仕上げ加工の場合に，仕上げ車ＡＲの円筒形のピッチ面
が中心点ＭKVの包絡球軌道に沿って中心点ＭKFの包絡球
軌道に向かって導かれ，この場合両方の包絡球の間にお
いて接線方向の移行が行われる。両方の包絡球の間に
は，中間包絡球を位置させておくこともでき，これらの
中間包絡球の中心点はＭKZで，かつその半径はＲKZで示
されている。これらの中間包絡球は工作物Ｗの加工の際
に端面側の自由フローティングを可能にする。仕上げ加
工の際には，この中間包絡球の箇所は仕上げ車ＡＲの硬
質研削粒を設けられた端面面取り部Ｆによって仕上げ加
工され，その場合仕上げ車ＡＲの，円筒形のかつ端面面
取り部Ｆによって斜面を設けられたピッチ面は連続的に
中間包絡球と接触せしめられる。これによって中断のな
い仕上げ加工が，図７で見て工具Ｔの右側端面から左側
端面に接線方向速度ｖtで行われる。工具Ｔの前ホーニ
ング範囲を，粗い研削粒を備えた仕上げ車部分によって
仕上げ加工し，仕上げ車の幅に関連して接触が進捗する
につれて，工具の仕上げホーニング範囲のための細かい
研削粒を備えた仕上げ車部分を工具と接触させて作用さ
せることも可能である。
【００１８】前ホーニングを行い，次いで仕上げホーニ
ングを行う場合，工作物Ｗは連続的に，工具ピッチ面Ｔ
V・ＴF上を前ホーニング範囲から仕上げホーニング範囲
に接線方向に動く。これによって，自由回転ホーニング
の場合に，工作物Ｗの歯面と工具Ｔの歯面との間の接触
が前ホーニングから仕上げホーニングへの移行の際に維
持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施することのできる機械
の構造を示した図である。
【図２】工作物Ｗ及び工具Ｔのピッチ面を三次元的に示
した図である。
【図３】工作物Ｗのピッチ面及び工具と工作物との接触
点ＩＶにおける状態を示した拡大図である。
【図４】加工中の工具及び工作物のピッチ面の種々の相
対位置における正面図である。
【図５】加工中の工具及び工作物のピッチ面の種々の相
対位置における平面図である。
【図６】加工中の工具及び工作物のピッチ面の種々の相
対位置における側面図である。
【図７】工作物あるいは仕上げ車のピッチ面に対して相
対的な，２部分から成る工具のピッチ面の種々の位置を
簡略化して示した図である。
【符号の説明】
０・１・２・３・４ 接触位置， Ａ 旋回軸線， Ａ
m 瞬間的な工具傾斜位置， ＡＲ 仕上げ車， ＣT
工具回転軸線， ＣW 工作物回転軸線， Ｅ接線平
面， Ｆ 端面面取り部， ｇ・ｇ1・ｇ2 直線， Ｉ
瞬間的な工作物歯面線修正点の包絡球中心点， ＩＶ
・ＩＶ1・ＩＶ2 接触点， ＫT 工具包絡球， ＫW
工作物包絡球， Ｌ・Ｌ1・Ｌ2 線， ＭKF・ＭKV・Ｍ
KZ クラウニング包絡球の中心点， ＲKT・ＲKT1・Ｒ
KT2 工具包絡球半径， ＲKV・ＲKF・ＲKZ クラウニ
ング半径， Ｔ 工具， ＴF・ＴV 工具ピッチ面，
Ｖ瞬間的な工具歯面線修正点の包絡球中心点， ｖt
接線方向速度， Ｗ 工作物， Ｘ 機械座標軸線，
ＸKT−ＹKT−ＺKT・ＸKW−ＹKW−ＺKW・ＸT−ＹT−ＺT
・ＸW−ＹW−ＺW 座標軸系， ＸT−ＹT−ＺT・ＸT1−
ＹT1−ＺT1・ＸT2−ＹT2・ＺT2 工具座標軸系， ＸW
−ＹW−ＺW 工作物座標軸系， Ｙ 機械座標軸線，
Ｚ 機械座標軸線， ＺW 歯筋方向

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 歯車形の工作物の歯面を，内歯を付けら
    れた工具（Ｔ）によって精密加工する方法であって，工
    具（Ｔ）の回転軸線（ＣT）と工作物（Ｗ）の回転軸線
    （ＣW）とを交差させて，工具（Ｔ）を工作物（Ｗ）と
    かみ合わせて回転させると同時に，工具（Ｔ）を工作物
    （Ｗ）に対して相対的に，互いに直交する３つの座標軸
    線（Ｘ・Ｙ・Ｚ）の方向に動かし，工具（Ｔ）を工作物
    （Ｗ）に対して相対的に動かす際に，付加的に，互いに
    交差している両方の回転軸線に対して垂直な旋回軸線
    （Ａ）を中心とする相対的旋回運動を同時に行って交差
    角度を変化させ，これによって，工具（Ｔ）及び工作物
    （Ｗ）の歯面が接線方向で互いに接触しているだけでな
    しに，位置が持続的に変化する接触点（ＩＶ）で互いに
    接触している工具（Ｔ）のピッチ面と工作物（Ｗ）のピ
    ッチ面も持続的に互いに接線方向で接触しているように
    し，工具（Ｔ）のピッチ面及び工作物（Ｗ）のピッチ面
    とその都度の接触点（ＩＶ）において直交している直線
    （ｇ）が，接触点（ＩＶ）における工作物（Ｗ）のピッ
    チ面に対する理論的な包絡球（ＫW）の中心点（Ｉ）を
    通っており，クラウニングを付けられた歯を有する工具
    を使用する場合に，直線（ｇ）が更に，接触点（ＩＶ）
    における工具（Ｔ）のピッチ面に対する理論的な包絡球
    （ＫT）の中心点（Ｖ）を通っているようにする形式の
    方法において，歯が歯筋方向で動的に異なった歯筋方向
    修正作用範囲を有している工具，それも，歯が，前ホー
    ニング加工のための動的に作用する大きな歯筋方向修正
    を行う少なくとも１つの範囲（ＴV）と，前ホーニング
    加工に続く仕上げホーニング加工のための動的に作用す
    る歯筋方向修正を行わないかあるいは動的に作用するた
    んにわずかな歯筋方向修正を行なう少なくとも１つの範
    囲（ＴF）とを有している工具を使用することを特徴と
    する，内歯を付けられた工具によって歯車形の工作物の
    歯面を精密加工する方法。
  2. 【請求項２】 前ホーニング加工及びこれに続く仕上げ
    ホーニング加工を，工具（Ｔ）と工作物（Ｗ）とを両歯
    面接触させて行うことを特徴とする，請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前ホーニング加工を，工具（Ｔ）と工作
    物（Ｗ）とを単歯面接触させて行い，これに続く仕上げ
    ホーニング加工を，工具（Ｔ）と工作物（Ｗ）とを両歯
    面接触させて行うことを特徴とする，請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前ホーニング加工及びこれに続く仕上げ
    ホーニング加工の際に，工具（Ｔ）を工作物（Ｗ）と自
    由回転でかみ合わせることを特徴とする，請求項２又は
    ３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前ホーニング加工の際に，工具（Ｔ）を
    強制案内して工作物（Ｗ）とかみ合わせ，これに続く仕
    上げホーニング加工の際に，工具（Ｔ）を工作物（Ｗ）
    と自由回転でかみ合わせることを特徴とする，請求項２
    又は３記載の方法。
  6. 【請求項６】 歯が歯筋方向で動的に異なった歯筋方向
    修正作用範囲を有していること，それも，歯が，仕上げ
    ホーニング加工のための動的に作用する歯筋方向修正を
    行わないかあるいは動的に作用するたんにわずかな歯筋
    方向修正を行なう少なくとも１つの範囲（ＴF）と前ホ
    ーニング加工のための動的に作用する大きな歯筋方向修
    正を行う少なくとも１つの範囲（ＴV）とを有している
    ことを特徴とする，内歯を付けられた工具。
  7. 【請求項７】 動的に異なった歯筋方向修正作用を有し
    ている範囲（ＴV・ＴF）の間に，接線方向の移行部が存
    在していることを特徴とする，請求項６記載の内歯を付
    けられた工具。
  8. 【請求項８】 動的に異なった歯筋方向修正作用を有し
    ている範囲（ＴV・ＴF）が無接触領域によって互いに隔
    てられていることを特徴とする，請求項６又は７記載の
    内歯を付けられた工具。
  9. 【請求項９】 動的に異なった歯筋方向修正作用を有し
    ている範囲（ＴV・ＴF）が互いに異なった研削物質又は
    研削粒形状を有していることを特徴とする，請求項６か
    ら８までのいずれか１項に記載の内歯を付けられた工
    具。
  10. 【請求項１０】 少なくとも２つの部分から構成されて
    おり，これらの部分の歯は，動的な歯筋方向修正作用が
    互いに異なっていることを特徴とする，請求項６から９
    までのいずれか１項に記載の内歯を付けられた工具。
  11. 【請求項１１】 外歯を付けられた工具（Ｗ）を加工す
    る内歯を付けられた工具（Ｔ）を，歯を付けられた仕上
    げ車（ＡＲ）によって仕上げ加工する方法であって，工
    作物（Ｗ）の代わりに仕上げ車（ＡＲ）を工具として使
    用し，内歯を付けられた工具（Ｔ）を工作物とし，仕上
    げ車（ＡＲ）の歯のデータを，内歯を付けられた工具
    （Ｔ）によって加工される工作物（Ｗ）の歯のデータと
    同じにし，仕上げ車（ＡＲ）の歯面に極めて硬質の研削
    粒を設けておく形式のものにおいて，請求項１の方法を
    行い，前ホーニング加工範囲及び仕上げホーニング加工
    範囲を，仕上げ車（ＡＲ）と内歯を付けられた工具
    （Ｔ）との間の単歯面接触で，強制案内して仕上げるこ
    とを特徴とする，内歯を付けられた工具を仕上げ加工す
    る方法。
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