JPS5882622A - 歯付き工作物の歯面にクラウニングを付ける方法及び機械 - 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】 本発明は、歯付き工作物の歯面に、シェービング加工・
ローリング加工その他の仕上げ加工を施しながらクラウ
ニングを付ける方法であって、定置に支承されている工
作物の歯溝に歯車彫工作物の歯の両方の歯面な転がり係
合させ。

工作物軸線に対して平行な平面内での直線状の往復アキ
シャルフィード運動と、工作物軸線に対して垂直なイン
フィー１運動と、アキシャルフィード方向に対して横方
向の軸線を中心とする旋回運動とを工具に行わせる形式
の方法並びにこの方法を実施する機械に関する。

このような形式の方法で歯付き工作物の歯面な仕上げ加
工する公知の機械においては、クラウニングを付けるた
めに工具又は工作物の旋回運−動が軸間隔変化と連結さ
れている。例えばＰイン連邦共和国特許出願公開第２９
２７９７６号明細書に記載されている歯車シェービング
盤に罫いては、工具を保持しているアキシャルフィード
往復台は横軸線を中心にして揺動可能に懸架されていて
、一端部を案内定規の滑子案内に支えられている。案内
定規が水平になっている場合にはアキシャルフィード往
復台の一端部は水平の滑子案内に役って滑動し、アキシ
ャルフィード往復台の揺動は行われない。しかしながら
案内定規が傾斜せしめられると、アキシャルフィード往
復台は往復のアキシャルフイード運動中に揺動せしめら
れ、シェービングカッタは工作物の歯の端部において中
央におけるよりも多量の材料を削シ取シ、これにより歯
面にクラウニングが付けられる。クラウニングの程度つ
まり膨らみの大きさは、案内定規の傾斜角度を変えるこ
とによって簡単に調整することができる。しかしクラウ
ニングの基本形状は案内定規の傾斜角度を変えても不変
である。

クラウニングの基本形状を変えるには、別の形状の９例
えば湾曲した滑子案内を有する案内定規を使用しなけれ
ばならないが、このような湾曲した滑子案内を有する案
内定規はその設計及び製作に極めて長い時間を必要とし
、したがって高価である。しかもクラウニングの基本形
状を任意に選定することはできない。

そこで本発明の目的は、クラウニングの大きさ及び形状
の自由な選定をできるだけ簡単に行い得るようにするこ
とである。

この目的を達成するための本発明の方法の構成は特許請
求の範囲第１項に、まだその有利な実施態様は特許請求
の範囲第２項に記載したとおりである。また本発明の方
法を実施するだめの機械の構成は特許請求の範囲第３項
に、その有利な実施態様は特許請求の範囲第４項及び第
５項に記載したとおシである。

本発明による方法では、歯筋の各点における特定の旋回
角度は例えば歯筋の所望の形状に応じて調整可能である
。歯筋の形状は従来のように専ら凸形でなくてもよく、
直線状又は凹形の区分を有しているようにすることもで
きる。所望の形状にできるだけ正確に合致した歯筋な形
成するためには、工具が歯筋の各区分に対してその都度
垂直になるようにしなければならない。

この理由から、揺動体の旋回軸線が、少なくとも近似的
に、工具の中心回転平面の、工作物側の頂点を通ってい
るようにするのである。

本発明の方法及び機械は、主としてシェービング加工に
よって歯面にクラウニングを付けるのに適しているが１
例えばローリング加工・ホーニング加工などのような他
の仕上げ加工であってもよい。この場合半径方向の加工
力は揺動体の大きな案内面によって直接に受は止められ
。

軸方向の加工力だけを、工具ヘッドの回動調整に必要な
部材によって受は止めればよい。シェービングカッタを
傾斜させるために揺動体を使用することはドイツ連邦共
和国特許出願公開第２９１２５４５号明細書に記載され
ているけれども、この場合シェービングカッタは加工中
に傾斜せしめられるのではなく、工作物の歯が加工圧力
でたわむことを補償するのに役立つに過ぎない。

旋回運動のために、アキシャルフィード往復台に設けた
モータがウオーム伝動装置を介して揺動体を駆動するよ
うにすることもできるが。

ウオーム伝動装置は周知のように遊びをなくすために著
しい費用を必要とし、しかも強い摩擦のために効率が悪
く、迅速に磨滅する。したがって、アキシャルフィード
運動の特定の筒所で極めてわずかな旋回運動を生ぜしめ
るのにはウオーム伝動装置は余り適していないので、特
許請求の範囲第６項の実施態様が好ましい。

直線状に作用する調節ユニットとしては油圧シリンダを
使用し、そのピストン棒に連結部材を枢着して屯よいが
、揺動体をより敏感に調節するためには特許請求の範囲
第７項〜第９項の実施態様が適している。このような実
施態様では旋回運動を容易にかつ遊びなしに伝達するこ
とができる。長期間の作業によシ磨滅のため遊びが生じ
た場合には、スピンドル及びスピンＰルナット並びにヒ
ンジ接ぎ手は簡単に後調整することができる。連結部材
は簡単な連結ロンドであってもよいし、あるいは調節ユ
ニットを部分的又は完全に取シ囲む半円筒状又は円筒状
部材であってもよい。もちろん、互いに平行に配置され
た２つの連結ロツＰを使用することも可能である。調節
ユニットの作用軸線に対する連結部材の傾斜の変化に基
づく旋回角度の偏差は。

特許請求の範囲第１０項に記載したように作用軸線及び
連結部材を配置すれば、無視し得るほど小さい。この場
合「近似的に接線方向に」とは「接線に対して平行に」
をも意味するものとする。別の配置にすると、同一の調
節距離に対応する旋回角度が同一でなくなる。前述の実
施態様の旋回駆動装置は既に述べたように簡単かつ安価
に製作・組み立てができるだけでなく。

遊びがないにもかかわらず摩擦がわずかで、磨滅がほと
んど生じない。

以下においては図面を参照しながら本発明の構成を具体
的に説明する。

第１図及び第２図においては、加工される歯車１の２つ
の歯２・２′が示されてお９．歯２・２１の間の歯溝３
内には例えばシェービングカッタである歯車形工具牛の
１つの歯５が係合している。工具は矢印Ｒの方向に往復
にアキシャルフィーＰ運動を行う。歯幅Ｂ全体にわたっ
て両方の歯面の転がシ係合が維持されるようにするため
、若しくは所望の歯筋６・６１が得られるようにするた
めに、工具４はアキシャルフィード運動中に矢印ψの方
向に旋回運動を行わなければならない。この場合軸間隔
が変化せしめられる。第２図において工具４′は左側に
旋回せしめられておシ、右側においてはクラウニングの
程度が端面に向かって再び減少せしめられているので、
工具壬〃は幾分か逆向きに戻し旋回せしめられている。

特にクラウニングの程度がこのように端面に向かって再
び減少せしめられる工作物の場合には、クラウニングを
付けられた歯を有する工具を使用するのがよい。そうで
ないと。

工具の歯の縁７が工作物の歯を傷つけたり、工具の歯自
体が損傷するからである。同一の理由から、工具４の中
心回転平面８が各接触点９において常に歯筋に対して垂
直になるようにするのがよい。矢印ψの方向め旋回運動
の軸線１０はしたがって中心回転平面８の、工作物ｌ側
の頂点を通っている。

第３図においては９本発明の方法を実施する機械の１例
として歯車シェービング盤が示されている。ベッド１１
上で工作物としての歯車ｌが心押し台１２・１３の間で
回転可能に支承されている。スタンド１５に沿うてイン
フィード往復台１６が矢印Ｚで示すように鉛直に移動可
能であって、モータ１７によりスピンドル１８を介して
駆動される。回動案内１９によりアキシャルフィード往
復台２０が鉛直の軸線２１を中心にして回動調整可能に
支承されている。アキシャルフィード往復台２０はイン
フィード往復台１６に対して相対的に水平方向（矢印Ｒ
）に往復移動可能であシ、このためにモータ２２及びス
ピンドル２３が設けられている。アキシャルフィード往
復台２０の下側で円弧案内２４に揺動体２５が支承され
ており、この揺動体２５には回動案内２６によシ鉛直の
軸線２８を中心にして回動調整可能に工具ヘッド２７が
支承されている。工具ヘラｒ２７には工具４としてのシ
ェービングカッタが支承されていて、モータ２９により
回転せしめられる。第３図に示した状態では軸線２１及
び２８は互いに合致していて、工共養の中心回転平面内
に位置している。

軸線２８を中心として工具ヘラｒ２７を回動させること
によって、工具４の軸線３０と工作物１の軸線３１との
交差角が調整される。この場合軸線３０及び３１は互い
に平行な平面内に位置している。軸線２１を中心として
アキシャルフィード往復台２０を回動させることによっ
て、工具４の送シ方向（アキシャルフィーｒ方向）が調
整される。この調整を行うのは、コンベンショナルシェ
ービングではなしにダイヤザナルシェービングを行う場
合であって、この場合アキシャルフィード方向（矢印Ｒ
）が図平面に対して傾斜せしめられる。

工具ヘッド２７及び工具（４を有する揺動体２５は軸線
１ｏを中心にして円弧案内２４に沿って旋回可能である
。この旋回（矢印ψ）のための駆動装置については後で
詳細に説明する。

工具ヰが所望の形状の歯筋を生ぜしめるようにするため
に、歯筋の各点における軸間隔ａ及び旋回角度ψ′・ψ
〃は互いに無関係に決定される。

工具養の運動は最も簡単には外周の１点が描く軌跡によ
って決定され、これは２機械・ξラメータを計算するプ
ログラミング装置を介して機械の制御装置（数値制御装
置）に入力される。

既に述べた旋回運動（矢印ψ）のための調節装置（駆動
装置）は第４図に示されている。この調節装置は、アキ
シャルフィード往復台２０の片持ち腕３４に設−けられ
ているモータ３２と。

軸受け３７・３８によって回転可能かつ軸方向に不動に
片持ち腕に支承されているスピンドル３５と、このスピ
ンドルに遊びなしにねじはめられているスピンドルナツ
ト３６とよシ成っている。モータは油圧モータ・三相交
流モータあるいは直流サーブモータとして構成しておく
ことができ、場合によシ減速伝動装置をモータに設けて
おくこともできる。スピンドル３５の軸線３９は円弧案
内２４に対して接線方向に延びているが、この接線方向
に対して平行な方向に延ヒていてもよい。スピンドルナ
ツト３６を取シ囲んでＵ字形の連結部材４０が、遊びな
しに調整可能なヒンジビン４１によって枢着されておシ
、ヒンジピン４１の軸線４２は揺動体２５の旋回軸線１
ｏに対して平行である。更に連結１ｏに対して平行な軸
線４４を有しているヒンジビン４３によって、揺動体２
５に固定されているフォーク部材４５に枢着されている
。

ところでモータ３２によってスピンドル３５を駆動する
と９回転方向に応じて左又は右に向かってスピンドルナ
ツトが動く。この場合揺動体２５ひいては工具ヰは軸線
１０を中心にして逆時計回シ方向又は時計回シ方向に旋
回せしめられる。すなわち矢印′Ｒの方向のスピンドル
ナツト３６の直線運動は連結部材４０と円弧案内２４と
によって揺動体２５の旋回運動（矢印ψ）に変換せしめ
られる。

軸線３９は必ずしも水平でなくてもよく、少なくとも近
似的に接線方向であれば、構造上都合のよい位置にする
ことができる。更に調節装置を別の形式で構成すること
もできる。例えばＵ字形の連結部材４０の代わりに、ス
ピンドルナツト３６を筒状に取シ囲む連結部材、あるい
はスピンドルナツトの両側で平行に延びる２つの連結ロ
ッドを使用することができる。

第５図に示した実施例においては、ただ１つの連結部材
として連結ロッド４６が、遊びなしに調整可能な玉接ぎ
手４７・４８を介してスピンドルナツト３６と揺動体２
５とに連接されている。この場合片持ち腕３４に条片４
９が設けられておシ、この条片４９はスピンドルナツト
３６の溝５０内に遊びなしに係合していて、スピンドル
ナツトの回動を防止している。

本発明によれば円すい形又は円すいクラウニングを付け
た歯筋も生ぜしめることができる。

これら両方の場合には工具を矢印Ｒ及びＺの方向に同時
に動かす必要があり、後者の場合には更に旋回運動が重
畳される。

本発明による機械は図示の実施例に限定されるものでは
なく、更に種種の態様で実施することができる。例えば
水平軸であれ鉛直軸であれ。

工具と工作物とを同じ高さ位置に配置することもできる
。

工具を工作物の軸方向に送るだけでよい別の加工機械に
おいては２回動案内１９及び（又は）回動案内２６を省
略することができる。この場合アキシャルフィード往復
台２０はインフィード往復台１６によシ直接的に案内さ
れ、工具ヘッド２７は揺動体−２５に直接的に取シ付け
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作物歯車の２つの歯の水平歯筋にｄつた断面
図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第３図
は本発明による機械の概略図、第４図は旋回駆動装置の
１例を示した斜視図、第５図は別の形式の旋回駆動装置
の斜視図である。 １・・・歯車、２及び２′・・・歯、３・・・歯；７溝
、４〜４〃・・・工具、５・・・歯、６及び６／・・・
歯筋、７・・・縁、８・・・中心平面、９・・・接触点
、１０・・・軸線、１１・・・（ラド、１２及び１３・
・・心押し台、１５・・・スタンド、１６・・・インフ
ィード往復台、１７・・・モータ、１８・・・スピンド
ル、１９・・・回動案内、２０・・・アキシャルフィー
ド往復台、２１１・・・軸線、２２・・・モータ、２３
・・・スピンダル、２４・・・円弧案内。 略 ２５・・・揺動体、２６・・・回動案内、２７・・・工
具ヘッド、２８・・・軸線、２９・・・モータ、３０及
び３１・・・軸線、３２・・・モータ、３４・・・片持
ち腕、３５・・・スピンダル、３６・・・スピンｒルナ
ット、　　３７及び３８・・・軸受け、３９・・・軸線
、４０・・・連結部材、４１・・・ヒンジビン、４２・
・・軸線、４３・・・ビン、ジビン、４４・・・軸線、
４５・・・フォーク部材。 ４６・・・連結ロツｒ、４７及び４８・・・玉接ぎ手。 ４９・・・条片、５０・・・溝、ａ・・・軸間隔、Ｂ・
・・歯幅。 Ｒ−Ｚ及びψ・・・矢印、ψｌ及びψＩＴ・・・旋回角
度噌−−Ｒ−−１ Ｆｉｇ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　歯付き工作物の歯面に、シェービング加工・ロー
   リング加工その他の仕上げ加工を施しながらクラウニン
   グを付ける方法であって。 定置に支承されている工作物の歯溝に歯車彫工作物の歯
   の両方の歯面な転がシ係合させ。 工作物軸線に対して平行な平面内での直線状・の往復ア
   キシャルフィード運動と、工作物軸線に対して垂直なイ
   ンフィード運動と、アキシャルフィード方向に対して横
   方向の軸線を中心とする旋回運動とを工具に行わせる形
   式のものにおいて、インフィード運動及び旋回運動を互
   いに無関係に、アキシャルフィード経路における工具の
   その都度の位置に関連して変化させることを特徴とする
   歯付き工作物の歯面にクラウニングを付ける方法 ２６　　少なくとも近似的に、工具（４）の中心回転平
   面（８）の、工作物側の頂点を通っている軸線（１０）
   を中心として工具を旋回させる特許請求の範囲第１項記
   載の方法 ３、歯付き工作物の歯面に、シェー　ピング加工・ロー
   リング加工その他の仕上げ加工を施しながらクラウニン
   グを付ける機械であって。 工作物（１）がベッド（１１）上で定置に回転可能に支
   承されておシ、工具（４）は、工具軸線（３０）及び工
   作物軸線（３１）に対して垂直な軸線（２８’）を中心
   にして回動調整可能な工具ヘッド（２７）に支承されて
   いる形式のものにおいて、工具ヘッド（２７）が、アキ
   シャルフィード方向に対して横方向の軸線（１０）を中
   心にして旋回駆動可能な揺動体（２５）に支承されてお
   り、揺動体（２５）は、工作物軸線（３１）に対して平
   行に往復駆動可能なアキシャルフィード往復台（２０）
   に支承されておシ、アキシャルフィード往復台（２０）
   は、工具軸線（３０）及びｊ工作物軸線（３１）に対し
   て垂直に機枠に沿って移動駆動可能なインフィード往復
   台（１６）に支承されていることを特徴とする歯付き工
   作物の歯面にクラウニングを付ける機械 ４．８揺動体（２５）ノ旋回軸線（１０）が、少なくと
   も近似的に、工具（４）の中心回転平面（８）の、工作
   物側の頂点を通っている特許請求の範囲第３項記載の機
   械 ５、アキシャルフィード往復台（２０）が、工具軸線（
   ３０）及び工作物軸線（３１）に対して垂直で工具ヘラ
   Ｐ（２７）の回動軸線（２８）と合致している軸線（２
   １）を中心として回動調整可能にインフィード往復台（
   １６）に−支承されている特許請求の範囲第３項又は第
   ４項記載の機械 ６、　揺動体（２５）を旋回駆動するためにアキシャル
   フィード往復台（２ｏ）に、１つの軸線（３９）に沿っ
   て直線状に作用する調節ユニットが設けられていて、少
   なくとも１つの連結部材を介して揺動体（２５）に結合
   され調節ユニットの、直線状に調−節回能な部材と揺動
   体（２５）とに枢着応れている特許請求の範囲第３項〜
   第５項のいずれかに記載の機械 ７、調ｌユニットが、アキシャルフィード往復台（２ｏ
   ）に支承されている回転駆動可能なスピンドル（３５）
   、！ニスピン１ルナット（３６）とによって構成されて
   おり、少なくとも１つの連結部材がスピンドルナラ）’
   （３６）Ｋ枢着されている特許請求の範囲第６項記載の
   機械 ８、　少なくとも１つの連結部材が直線状に調節可能な
   部材と揺動体（２５）とに、それぞれ遊びなしに調整可
   能なヒンジピン（４１・４３）を介して枢着されており
   、これらのヒンジピンの軸線（４２・４４）は揺動体（
   ２５）の旋回軸線（１０）に対して平行である特許請求
   の範囲第６項記載の機械 ９、　少なくとも１つの連結部材が連結ロンド（４６）
   であシ、この連結ロツＰは直線状に調節可能な部材と揺
   動体（２５）とに、それぞれ遊びなしに調整可能な玉接
   ぎ手（４７・４８）を介して枢着されている特許請求の
   範囲第６項記載の機械 １０、　　調節ユニットの作用軸線（３９）が少なくと
   も近似的に、アキシャルフィード往復台（２ｏ）に形成
   されている揺動体（２５）の円弧案内（２４）に対して
   接線方向に向いており、少なくとも１つの連結部材が中
   立位置では前記作用軸線（３９）に対して平行である特
   許請求の範囲第６項〜第９項のいずれかに記載の機械