JPS60259318A - 歯車状の工具を用いて歯付工作物を精密加工する方法 - 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、工具・工作物対と同じ歯車比を有する互いに
かみ合うそれぞれ１つの案内歯車に工具および工作物を
結合していてしかも加工過程中それぞれ工具歯の右側歯
面又は左側側歯面のみを工作物歯に接触させて工具と工
作物と全互いに転動させるようになっていてかつ歯面接
触を変えるため案内歯車と工具との相互角面位−を調節
する装置を装置している加工機械において、歯面に硬質
材料粒子から成る被覆を備えた歯車状の工具を用いて、
゛スゲ歯又はノ・ス歯を外側又は内側に付けられた焼入
れされてないか又は焼入れされた工作物を精密加工する
方法に並びにこのような工具を目直しする方法に関する
。

従来の技術 上記形式の方法はドイツ連邦共和国特許出願公開第３３
０４９８０号明細書から公知である。

このばあい歯車の歯面を精密加工する工具のだめに多く
の別のケースにおけるのと同様に、金属製の基体の作業
面、つまり歯面に例えば電気メッキで設けられる立方体
状の窒化ホウ素（ＣＢＮ）が使用される。このような工
具によって得られる加工結果は極めて申し分のないもの
である。

耐用寿命に関してはこのような工具は必ずしも満足させ
られるものではない。何故ならばしばしは早い時期に窒
化ホウ素粒子がかけ落ちかつ著しく摩滅させられるから
である。このだめの原因は、長い時間に亘って申し分の
ない作業績□　果をもたらすために、窒化ホウ素が所定
の最低像 ・切削速度を必要とするということを発見するまでは知
られていなかった。つまり、すでにかみ合い状態にある
時に工具を所要の切削速度に加速するのは不可能である
。何故ならばこのばあいすでに著しく低速の切削速度で
作業が開始されかつこのばあい窒化ホウ素被覆が破壊さ
れるからである。このことは工具を積極的に使、用、即
ち切削加工に使用するためにもまた工具を消極的に使用
、即ち工具を目直しすげあいにも当て嵌る。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法を改良
して、上述の困難性が最早束じないようにし、更に、前
記工具を目直しする方法を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段 歯車状の工作物を精密加工するだめの本発明の方法によ
れば、 ａ）後での加工開始に相応する軸線間隔にまで、工具を
工作物の噛合歯内に又は工作物を工具の噛合歯内に進入
移動させる方法ステップと、ｂ）一方では加工工具歯面
が加工しようとする工作物歯面に接触しかつ他方では案
内歯車対の相応の対応歯面が互いに接触するまで、案内
歯車対の噛合歯に対して相対的に工作物・工具対の画部
分の一方の噛合歯を回動させる方法ステップと、 Ｃ）工具歯の両側でパックラッシが生ずる状態にまで（
軸線間隔日）１．案内歯車対において歯面接触を維持し
て一方では工具の案内歯車と他方では工作物の案内歯車
とを互いに離反移動させる方法ステップと、 ｄ）回転運動を開始して作業回転数まで加速する方法ス
テップと、 ｅ）同時に切削加工しながら工作物に対して相対的に工
具をノランジ送りしく軸線間隔の減小Ｘこの際工具歯の
一方の歯面のみが工作物歯に接触するように工具を案内
歯車対によって案内する方法ステップと、 ｆ）案内歯車対による案内を維持して工具と工作物とを
離反移動させかつ回転運動を遮断する方法ステップと、 ｇ）工作−および工具の他方の歯側のために上記過程を
繰返えす方法ステップとを行なうようにした。

本発明のように実施される方法によって、窒化ホウ素に
よって被覆された工具を、加工過程が開始される前に、
所要の切削速度にもたらすことができる。経済的な理由
から工具を工具が使用される機械内で目直しされねばな
らない。

即ち、窒化ホウ素によって被覆された工具はダイヤモン
ｒで被覆された目直し歯車によって目直しされねばなら
ない。このばあい従来では、工具と目直し歯車との粒子
が互いにがき削シ合い、脱落するという問題が生じた、
しかしながら上記の本発明による方法が特許請求の範囲
第２項の実施態様に基づき実施されるばあいには、窒化
ホウ素被覆は申し分なく防護される。工具の目直しは極
めて有利には特許請求の範囲第６項の方法に従って行な
うことができる。

特許請求の範囲では本発明にとって重要な方法ネテツプ
のみを述べている。自明の方法ステツゾは省略されてい
る。従って例えばモータ、ブレーキ、切換えクラッチは
所定の条件下で記述の方法ステップが生ぜしめられるよ
うに制御することができる。

実施例 工作物スピンドル１には工作物２とこの工作物の横で第
１の案内歯車３とが交換可能に固定されている。工具ス
ピンドル５には工具６とこの工具の横で第２の案内歯車
７とが交換可能に固定されている。加工過程中玉具は工
作物とかみ合いかつ第１の案内歯車は第２の案内歯車と
かみ合う。案内歯車３，７は工作物・工具対と同じ歯車
比を有している。伝動装置全体は平行な軸線又は間隔を
おいて交差した軸線を以って回転せしめられる。交差し
た軸線を以ってかついわゆるプランジカット法で、つま
りゾランジ送りによってのみ加工しようとするばあいに
は、工具６および案内歯車３，７は軸線交点（共通の垂
線）の位置に応じて形成されねばならない。

軸線交点が例えば工作物・工具対の噛合歯の範囲内に位
置してい′るばあいには工具は工作物を取り囲むように
双曲面状又は球形状に又は類似の形状で成、形されねば
ならない。これに相応して案内歯車も、軸線交点が噛合
歯の外側範囲に位置しているので、附加的に円錐形に形
成されねばならない。上述のことは第１図では案内歯車
７において概略的にのみ平行な軸線を以って示している
。両スピンドルの一方、例えば工具スピンドル５はモー
タ８に連結されていてかつ他方の、例えば工作物・１業
スピンドル１はブレーキ９を備えている。両方ともブレ
ーキモータであってもよい。更に工具スピン１ル上には
、工具６をその他の伝動装置から連結解除する切換えク
ラッチ１０が設けられている。この切換えクラッチ１０
によって工具スピンドルが２部分から成っているばあい
には工具スピンドル５を案内歯車７と工具６との間で切
離すことも、又、工具スピンドルが一貫しているばあい
には工具６を工具スピンドル５から切離すこともできる
。

駆動装置から切離し可能な工具スビン−ル部分には更に
ブロッキングブレーキ４２が設られていて、該ブロッキ
ングブレーキは液力式又は空気力式又は電気式の操作機
構、例えば電磁石４３によって操作可能である。

工具スピンドル５は工具ヘッド１１に支承されていて、
該工具ヘッドは回動可能であるが長手方向移動不能に工
具往復台１２内に支承されている。工具ヘッドを回動さ
せるためにウオーム歯車１３およびウオーム１４が設け
られている。ウオーム１４はクランク又はモータ１５に
よって駆動される。従って軸線交差角を調節することが
できる。有利には工具ヘッドを締付るための部材（周知
のため゛）は図示していない。

工具往復台は機械フレーム１６においてがイド１７内に
移動可能に支承されていてかっモータ１８によって送り
スピンげル１９を介して駆動可能である。図示されてい
ない第２のガイドは、工具往復台によって工作物スピン
ドル１と工具スピンＰル５との軸線間隔を変えることが
できるように調整されている。工具往復台用の締付は部
材は周知であるため図示していない。

工具ヘッドおよび工具往復台用のモータ１５゜１８は、
両スビノＰルの軸線間隔を変えることによって工具ヘッ
ド１１が噛合歯のころが９円において軸線間隔に関連し
た傾斜角に相応して回動させられるように、電気式又は
液力式に互いに接続される。

これまで機械はプランジカット法で作業する機械として
、即ち、ノランジ送り（工作物と工具との軸線間隔の変
化）によってのみ作業する機械として記載されている。

しかしまた本発明＋ｉ は長手方向送りを以って作業させるためにも使用できる
。このばあいには支承ブロック４は機械フレーム上に支
承されるのではなく、往復台２０上に支承される。この
往復台は、歯車シェービング機械によって周知のように
、選択可能な方向で移動可能でかつこのために駆動可能
である。

第１図は概略図である。有利には両歯車対ｆｄ両スピン
ドル上に互いに密接して配置されている。このばあい本
発明を理解するだめに必要な部材のみが図示されている
。９機械フレーム、軸受は等は基本的に周知であるので
図示していない。

第２図は加工過程中かみ合い状態で工作物２と工具６と
の噛合歯の一区分を概略的にかつ拡大して示している。

工具は歯を付けられた金属製の基体２１を有していて、
該基体の作業面、つまシ通常歯面には窒化ホウ素粒子２
２および結合剤２３、例えば合成樹脂、青銅又は類似の
ものから成る被覆が設けられている。この被覆は第２図
で図示されているように一層の粒子を有しているか又は
多層の粒子を重ね合わせて設けることもできる（第５図
参照）。加工中には前記工具は工作物２上を、工具の一
方の歯面２４のみが工作物の対応する歯面２５に接触す
るように、転動する。案内歯車対においては欠乏　張そ
れぞれ一方の歯面２６のみが対応する案内歯車の歯面２
７に接触する。後方の歯面２８゜２９．３０．３１は接
触しない。つまり工作物・工具対が転動したばあい一方
の歯側の歯面２４゜２５のみがそれぞれ互いに接触する
のに対して、案内歯車対においては反対側の歯面２６，
２７が互いに接触する。りまりそれぞれの歯車対はバッ
ク２ツシを以って回転Ｌ−１構成要素２，６゜３．７か
ら成る全伝動装置は加工過程中遊びなく回転する。

第４図では概略的に本発明の方法による作業経過を示し
ている。符号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄによって工作物スピンドル
１と工具スピンドル５との有利な４つの軸線間隔におけ
る工作物スピンドル１の位置を示している。太い実線に
よって概略的に工作物に対して相対的な工具の経路を示
している。円矢印４０．４１によって転勤運動の回転方
向を示している。軸線間隔Ａにおいては工作物は工作物
スピンドルに固定される（点３２）。次いで後での加工
開始に相応する深さく軸線間隔Ｃ）に送り込まれる（点
３３）。次のステップで切換えクラッチ１０が開放され
かつブレーキ９およびブロッキングブレーキ４２が接続
されかつ回転方向４０で緩速運転速度でモータ８が接続
される。案内歯車γおよび工具６の噛合歯は、第２図お
よび第３図で概略的に矢印４４．４５によって示されて
いるように、互いに相対的に回動させられる（点３４）
、歯面が接触すると、モータ８が停止される。何故なら
ばモータ８は緩速運転ではわずかな出力によってのみ作
業しかつブロッキングブレーキ４３の保持力を克服でき
ないからである。ブレーキ９は案内歯車３，７が歯面接
触するよシも前にすでに開放されている。モータ８が遮
断されかつ切換えクラッチ１０が閉じられかつブロッキ
ングブレーキ４２が開、放される。次いで軸線間隔Ｂに
両スピンドルが離反移動させられる（点３５）。この位
置では案内歯車の歯面２６゜２７は互いに接触している
（第３図参照）のに対して、工作物と工具との歯は第２
図とは異って両側で遊びを有している。今やモータ８は
切削速度に相応する回転数で回転方向４ｏに回転しく点
３６）かつ次いでまず軸線間隔Ｃへの送り込みが行なわ
れ、このばあい工具歯面は工作物歯面に接触しく点３７
）かつ最小の軸線間隔Ｄ（点３８）まで送り込み運動が
続けられる。

この軸線間隔の間、一方では軸線間隔修正に基づきかつ
他方では案内歯車の噛合歯のかみ合い角度の修正に基づ
き２つの座標内で工作物歯面が加工される。当然歯面に
対して垂直に向けられた成分は極めて小さい。最後のス
テップで軸線間隔Ｂへの戻し移動が行なわれかつモータ
８が遮断される（点３９）。次いで上記過程は別の回転
方向で他方の歯側のために繰返えされる。

第４図では点３４と３５および３６と３７との間の線は
明瞭にするために並べて示されているが、実際には同一
平面内で適当な運動を行なうので、線は合致していなけ
ればならない。

モータ８およびブレーキ９０代りに２つのブレーキモー
タを使用することもできる。このばあい歯面交換は回転
方向を変えるととなしに行なうことができる。何故なら
ば交互に一方のモータが駆動装置にかつ他方のモータが
ブレーキに接続されるからである。これによって加工時
間が短縮される。

第１図の同じ装置において工具６を目直しすることがで
きる。このために工作物２は目直し歯車５０に交換され
る。このことは実地においては着脱装置によって行なわ
れる。目直し歯車の符号は第１図では工作物のだめの符
号の横でカッコ内に符されている。目直し歯車５０は通
常はぼ工作物２の形状を有している。このばあい口直し
歯車は、作業面、通常歯面に結合剤５３を備えだダイヤ
セフ１粒子５２又は類似のものを設けられた基体５１を
有している（第６図参照）。被覆は多層であってもよい
（第５図参照）。

工具６を目直しするための方法は工具によって工作物を
精密加工するための上述の方法とは若干具っている。い
ずれにせよ著しい相違点は、噛合歯を相対的に回動させ
るだめの（第６図および第７図参照）軸線間隔Ｃを目直
し過程の最後での軸線間隔よりも小さくできるというこ
とにある。第９図から明らかなように工具６の窒化ホウ
素粒子２２はダイヤモンド粒子５２間の間隙内に突入し
ているので、窒化ホウ素粒子がダイヤモンド粒子の外被
面に接触するばあいよシも大きな噛合歯の相対回動が可
能にされている。

目直しの際の作業経過の一例は第８図で図示されている
。円矢印５４．５５によって転動運動の回転方向が示さ
れている。工作機械において目直しするばらい口直し歯
車５０を締付は固定することによって、又は、特別な装
置において目直しするばあい工具６を締付は固定するこ
とによって軸線間隔Ａで作業が開始される。次いで両ス
ピンドルの軸線間隔が減少され（点６６）かつ工具６お
よび案内歯車７の噛合歯は、工具６および目直し歯車５
０の歯面が互いに接触しかつ案内歯車がそれぞれ案内歯
車３．７の歯面に支持されるまで、互いに相対的に回動
させられる。回動は第４図に関連して記載されたように
して行なわれる（点６７）。モータ８は緩速運転でわず
かな出力でのみ作業させられるので、モータは歯面が互
いに接触すると停止する。工具６と目直し歯車５０との
間の軸線間隔は今や、工具歯および目直し歯車歯の両側
でノ々ツクラツシが生ずるまで（軸線間隔Ｂ１点６８）
拡大される。モータ８が接続されかつ切削速度に相応す
る回転数に達した後で（点６９）軸線間隔は、目直し歯
車−５０と工具との歯面が接触するまで減少される（点
７０）。目直し歯車５０に対して相対的な工具の前記送
り込み運動は軸１腺に対して直角に行なわれかつ目直し
加工のため継続させられる。このばあい案内歯車のかみ
合い角度を変えることによって、歯面に対して垂直方向
に向けられたいずれにせよりずかな運動が、送り込み運
動に重畳される。目直し過程の最後では、工具６および
目直し工具５０が互いに第６図および第１０図で示され
た位置を占める点７１に達する。この際に得られた軸線
間隔りは、工具６と目直し歯車５０との相対回動が行な
われる軸線間隔Ｃ↓シも大きい。何故ならば窒化ホウ素
粒子２２は完全に除去されずかつダイヤモンド粒子５２
は窒化ホウ素粒子間の間隙内に突入しないからである。

次いで再び軸線間隔Ｂに戻し移動させられ（点７２）力
・つ次いで他方の歯側のために上記過程７５；逆回転方
向で繰返えされる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明による方法を実施する装置を概略的に示した図、第
２図は工作物・工具対の噛合歯の一部を概略的に示した
拡大図、第６図は第２図に適合した位置で案内歯車対の
噛合歯の一部を概略的に示した図、第４図は工作物を精
密加工するだめの本発明による方法の作業過程を概略的
に示した図、第５図は多層の粒子で被覆された工具又は
目直し歯車の歯面の部分断面図、第６図は工具・目直し
歯車対の噛合歯の一部の拡大図、第７図は第６図に適合
した位置で案内歯車対の噛合歯の一部を概略的に示しだ
図、第８図は工具を目直しすための本発明による方法の
作業過程を概略的に示した図、第９図は最小間隔で工具
と目直し歯車との作業面（歯面）の一部を概略的に示し
た図、第１０図は目直しを完了した後での工具と目直し
歯車との歯面の一部を概略的に示した図である。 １・・・工作物スピンドル、２・・・工作物、３，７・
・案内歯車、４・・・支承ブロック、５・・・工具スピ
ンドル、６・・・工具、８・・・モータ、９・・・ブレ
ーキ、１０・・切換えクラッチ、１１・・・工具ヘッド
、１２・・・工具往復台、１３・・・ウオーム歯車、１
４・・・ウオーム、１５・・クランク又はモータ、１６
・・・機械フレーム、１７・・・ガイド、１８・・モー
タ、１９・・・送りスピンドル、２０・・・往復台、２
１゜５１　・基体、２２・・窒化ホウ素粒子、２３゜５
３　・結合剤、２４，２５．２６．２７，２８゜２９．
３０．３１・・・歯面、４２・・・ゾロッキングブレー
キ、４３・・電磁石、５０・・目直し歯車、（ｆま刀き
］　る　ツ タ０．　目上しｔ４ 第１頁の続き ＠発明者　へルベルトφロース　１０ ０発　明　者　ゲルハルト・ライヒエ ルート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工具・工作物対と同じ歯車比を有する互いにかみ合
   うそれぞれ１つの案内歯車に工具および工作物を結合し
   ていてしかも加工過程中それぞれ工具歯の右側歯面又は
   左側側歯面のみを工作物歯に接触させて工具と工作物と
   を互いに転動させるようになっていてかつ歯面接触を変
   えるだめ呪案内歯車と工具との相互角度位置を調節する
   装置を装備している加工機械において、歯面に硬質材料
   粒子から成る被覆を備えた歯車状の工具を用いて、スゲ
   歯又はハス歯を外側又は内側に付けられた焼入れされて
   ないか又は焼入れされた工作物を精密加工する方法にお
   いて、 ａ）後での加工開始に相応する軸線間隔にまで、工具（
   ６）を工作物（２）の噛合歯内に又は工作物（２）を工
   具（６）の噛合歯内に進入移動させる方法ステップと、 ｂ）一方では加工工具歯面（２４）が加工しようとする
   工作物歯面（２５）に接触しかつ他方では案内歯車対の
   相応する対応歯面（２６゜２７）が互いに接触するまで
   、案内歯車対（３，７）の噛合歯に対して相対的に工作
   物・工具対の画部分の一方の噛合歯を回動させる方法ス
   テップと、 Ｃ）工具歯の両側でバツクラツシが生ずる状態にまで（
   軸線間隔Ｂ）、案内歯車対（３゜７）において歯面接触
   を維持して一方では工具（６）の案内歯車（７）と他方
   では工作物（２）の案内歯車（３）とを互いに離反移動
   させる方法ステップと、 ｄ）回転運動を開始して作業回転数に加速する方法ステ
   ップと、 ｅ）同時に切削加工しながら工作物（２）に対して相対
   的に工具（６）を７０ランジ送シし（軸線間隔減少）、
   この際工具歯の一方の歯面のみが工作物歯に接触するよ
   うに工具を案内歯車対（３，７）によって案内する方法
   ステソゲと、 ｆ）案内歯車対による案内を維持して工具と工作物とを
   離反移動させかつ回転運動を遮断する方法ステップと、 ｇ）工作物（２）および工具（６）の他方の歯側のため
   に上記過程を繰返えす方法ステップとを行なうことを特
   徴とする歯車状の工具を用いて歯付き工作物を精密加工
   する方法。 ２、歯面に工具の窒化ホウ素被覆よりも硬質の硬質材料
   粒子から成る被覆を備えた歯車状の目直し歯車（５０）
   に、工作物（２）を交換する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３　工具・目直し歯車対と同じ歯車比を有する互いにか
   み合うそれぞれ１つの案内歯車に工具および目直し歯車
   を結合していてしかも目直し過程中それぞれ工具歯の右
   側歯面又は左側歯面のみを目直し歯車歯に接触させて工
   具と目直し歯車とを互いに転動させるようになっていて
   かつ歯面接触を変えるため案内歯車と工具との相互角度
   位置を調節する装置を装備している加工機械において、
   歯面に工具の被覆よりも硬い硬度の硬質材料粒子から成
   る被覆を備えた歯車状の目直し歯車を用いて、歯付き工
   作物を精密加工するのに用いられるスゲ歯又はハス歯を
   外側又は内側に付けられた、歯面に硬質材料粒子から成
   る被覆を備えた工具を目直しする方法において、 ａ）目直ししようとする工具（６）を目直し歯車の噛合
   歯内に又は目直し歯車を目直ししようとする工具（６）
   の噛合歯内に進入移動させる方法ステップと、 ｂ）工具（６）と目直し歯車（６）との最小の軸線間隔
   （Ｃ）に軸線間隔を減少させる方法ステップと、 Ｃ）一方では加工口直し歯車歯面（５０）が目直ししよ
   うとする工具歯面に接触しかつ他方では案内歯車対の相
   応する対応歯面（２６゜２７）が互いに接触ししかもそ
   れぞれ他方の歯面でバツクラソシが生ず灸まで、案内歯
   車対（３，７）の噛合歯に対して相対的に工具・目直し
   歯車対（６，５０）の画部分の一方の噛合歯を回動させ
   る方法ステップと、ｄ）工具歯の両側でバツクラツシが
   生ずる状態にまで（軸線間隔Ｂ）、案内歯車対（３゜７
   ）において歯面接触を維持して一方では工具（６）の案
   内歯車（７）と他方では目直し歯車（５０）の案内歯車
   （３）とを互いに離反移動させる方法ステップと、 ｅ）回転運動を開始して作業回転数に加速する方法ステ
   ップと、 ｆ）工具歯面（２４）を同時に目直ししながら目直し歯
   車（５０）に対して相対的に工具（６）をプランジ送り
   しく軸線間隔の減少）、この際工具歯の一方の歯面（２
   ４）のみが目直し歯車歯（５６）に接触するように工具
   （６）を案内歯車対（３，７）によって案内する方法ス
   テップと、 ｇ）案内歯車対による案内を維持して、工具と目直し歯
   車とを離反移動させかつ回転運動を遮断する方法ステッ
   プと、 ｈ）工具と目直し歯車との他方の歯側のために上記過程
   を繰返えす方法ステップとを行なうことを特徴とする、
   歯車状の工具を目直しする方法。