JPS63500442A - ハイポイドギヤ等の歯形を有するテ−パギヤの放電加工又は電気化学的加工方法 - 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】 ハイポイドギヤ等の歯形を有するテーパギヤの放電加工又は電気化学的加工方法 本発明はハイポイドギヤ等の歯形を備えたテーバギヤ又は傘歯車を放電加工又は 電気化学的に加工するための方法にして、それにより加工されるべき工作物は放 電加工又は電気化学的原理で作用する機械の電極中に浸され、その際浸漬は工作 物が工作物の反対の形状を有している電極に対してらせん形の運動を伴って行わ れる前記方法に関する。

ハイポイドギヤを備えたテーパ又は傘歯車は主として自動車及びヘリコプタ用ギ ヤに使用されている。

それらは歯切り工具を有する特別の歯切り機械上に高合金鋼から少しづつ加工さ れ、歯切りは回転又はホブ切り法によって実施される。その後歯車は硬化される 。

避けることのできない硬化による歪みのために、歯車はその元の精度より悪くな る。これらを自動車に最適に使用するために、歯車は特別のラッピング機械でラ ッピングされる。ラッピングの間、各車輪対のための最も好適な取り付は位置が 決定される。

ギヤの取り付けの間、車輪対の取り付けはこの位置でカリプレートされたワッシ ャ及び又は特別のベヤリングブツシュによって調整されなければならないのであ る。

人はこのような労働強化を伴う工程を避けたいと思い、かつ仕上げられたものが 研削平面のような高精度をもつことを望む。残念ながら、ハイポイドギヤのベベ ルギヤは非常に複雑な構造を有する。転がり平面の歯筋線はらせん、サイクロイ ド、ハイポイド、インボリュートである。歯の小さい曲率の狭い歯溝の加工は殆 ど鉛筆の先のような砥石又は甚だしく壁厚さの薄いカップ形砥石の使用をする場 合にのみ可能である。このような研削工具は既にいわゆる研削公差によって仕上 げられるべく経済的に前切削または前鍛造された傘歯車の研削の可能性をなくし てしまう。

工具加工において、放電加工及び又は電気化学的方法による複雑な３次元工作物 の加工は公知である。

一般的に知られているように、続いて硬化、即ち所望の硬化による歪みは回避さ れる。放電加工の最近の状態は、１９８４年のスイス国のジュネーブ、リオン１ ０９のチャーミルズテクノロジー株式会社のリーフレットＥＤＭ３３７４７　ロ ボフイル／ロボフォームに記載されている。第１２及び１３頁には浸漬放電加工 機の可能な形態が表わされ、簡単に説明されている。

放電加工によるハイポイドギヤ歯形をもつ傘歯車の加工のために、「ねじ及びら せん形凹部のらせん彫加工」はこれに最も近い。この種の加工では、工作物は工 作物と電極との間の相対的ならせん運動又はねじ運動を伴って、工作物の反対（ 以下「負」という）の形を有する電極へと浸漬される。これにより、次の条件に 応じた工作物のみが加工されることができる。

−即ち、浸漬中接触が生じないこと及び、−工学的に必要とされる加工ギャップ 幅にされる前にらせん歯筋のどこでもギャップが前記加工ギャップ幅を下回って はならないこと。

この種の円筒又はテーバねじの加工は、ねじピッチが一定である場合にのみ行わ れることができる。

もしもねじピッチが、技術的に必要な加工ギャップ幅よりも大きく変わる場合、 ねじは電極への工作物の浸漬中部公的に損傷される。全部で３つの場合において 、工作物及び電極はその最終位置では等距離にあることが必要である。

ハイポイドギヤ歯形のギヤは複雑な３次元体である。歯のピッチ、歯幅及び歯面 ば一般に高いオーダで歯幅に沿って変わる。従って、それらは実際的な方法でピ ッチ角σ、円錐距離Ｒ１歯幅ｂ、歯幅すの関数であるセグメント角β＝　Ｆ（ｂ ）　、モジュール剛そして歯直角圧力角ａで表される。

傘歯車の追加的データ及び特性は歯切機械によって決定される。必要な振動及び 騒音公差は２〜３μの範囲を目標とする幾何学的な精度を保持することを要求す る。

電極がその最終位置において傘歯車に対して等距離にあるけれども、歯車の負の 形の電極への侵清によるハイポイドギヤ歯形の傘歯車の加工は不可能である。ハ イポイドギヤ歯形の傘歯車の上記のパラメータの変形に依存して、歯面ば電極へ の工作物の挿入の間、多かれ少なかれ歯幅に沿って部分的に損傷されそしてもっ と悪い場合は歯が欠損する。

また以下のことは不可能であるか、一般的に広いギャップの電極及び公知の方法 の遊星運動を使用することは更に経済的に不可能である、そのわけは第１に表面 法線の非常に正確な変化を要することと非常に狭い局所への腐食の集中のためで ある。

特許請求の範囲の特徴部に記載された発明は電極を備えた放電加工及び又は電気 化学的加工によりハイポイドギヤ歯形等を備えたテーパ又は傘歯車の加工のため の方法を創造する課題を解決し、その際電極は負の歯面が負の歯面の中心に向か って成る角度で面しており、一方正作物は尚のピッチ曲線に応じて電極中に第１ のらせん運動を伴って浸漬されており、前記角度は少なくとも歯面上では材料除 去は生じない程のギャップが電極と歯面との間に形成される程度である。この方 法で歯は華に前加工されればよく、接触及び又は歯面損傷は最早化ぜず、そして 後で歯面は第２の反時計方向の運動及び第３の時計方向の運動によって、その際 の運動に応じて別々に仕上げ加工され、そして運動の間加工発電機のパラメータ は、微細組織の変化なしに所望の表面を得るためにカバーされるべき残された路 程に依存して調整される。

工作物と電極との間の３つの相対的運動及びカバーされるべき残された路程に依 存する放電加工発電機のパラメータの一定の調整と協働して、向かい合った負の 歯面に面した電極は研削と比較してハイポイドギヤ歯形を備えた傘歯車のより経 済的に代替される精密加工を可能にする。

研削許容量をもってかつ後で硬化されるように切削され、または鍛造された傘歯 車の加工は所望の精度の研削よりも経済的に実施されることができる。

しかし、本発明による方法は硬質金属及び他の硬い工作材料からハイポイドギヤ 歯形の傘歯車を製造することをも可能にする。本発明による方法は電極と同様に 高い精度で鍛造され又はダイカストにより作られる工具として使用されるハイポ イドギヤ歯形を備えた傘歯車の負の形態の製造を可能にする。

第１図は代表的な工作物即ち、ハイポイドギヤ歯形を備えたビニオンの斜視図で あって、見通しをよくするために１つの歯及び２つの隣接した歯面のみが加工さ れる状態を表し、第２図は電極であって、工作物の形と正確に反対の形を有しか つ本発明によれば、負の歯底の中心に向かう負の歯面の折り込みが一点鎖線で示 されている、第３図は向かい合う歯面を備えた電極、そして第４図は第２図及び 第３図の電極によって第１図による工作物を加工するための放電加工機を示す。

第１図、第２図及び第３図において、電極ｌが示され、電極は電極と工作物との 間の相対的運動によって工作物２を加工するようにされている。電極及び工作物 は放電加工又は電気化学的加工される。

本発明によれば、電極１はその負の歯面３が負の歯溝５の中心４に対して大きい 角γで向かい合っている。角γは工作物２がセグメント（歯）のピッチ曲線に相 応した第１のらせん運動をもって電極１中に浸漬されており、距離又はギャップ ６が負の工具面７と全セグメント上の歯面８との間に向かい合って形成されるよ うに選ばれている。このギヤツブは歯面８上で最早材料除去が生じない程の大き さである。この方法で工具９は前加工されるだけでよい。

接触又は歯面損傷は起こり得ない。後で歯面８は第２の時計方向に回転する運動 及び第３の反時計方向に回転する運動によって仕上げ加工され、これらの運動は 回転の方向に応じて異なる。

これらの運動の間、点火電圧、平均電流、パルス波形、パルス電流、間隔、平均 電流、作業電圧、噴流圧力、噴流量のような放電加工発電機のパラメータは不断 に、微細組織の変化なしに所望の表面を得るために、カバーされるべき残される 路程に依存して適用される。

本発明によれば、電極１は次の交互の加工を実施する。第１のらせん運動によっ て］工作物２は工具頂部９及び工具底部１０におけるギャップが粗い加工条件の 下で材料除去がこれらの個所で始まる程度に減少されるだ＋Ｊの深さに電極１中 に浸漬される。

この深さはここでは歯面８は、上記の加工条件の下で、工具底部１０でも工具頂 部でも損傷されないので、中立位置とも称される。

後で歯面８は回転運動に従って別々に、この中立位置かららせん及び回転運動の ために構成される第２のコースに、時計方向に加工される。第３のコースによっ て、工作物２は中立位置に戻され、かつ第４のコースにおいて、反時計方向に仕 上げ加工されるのである。

時計方向及び反時計方向への加工の順序は変換され、それによって微細構造的変 化なしに所望の表面を得るように、機械発電機のパラメータは不断にカバーされ るべき路程に依存して適用される。

本発明によるより短い加工周期を達成するために、好ましくは電極１は電気的に 相互に絶縁された多数の部分から構成されている。各電極部分はそれ自体のケー ブルによって放電加工発電機又は電気化学的発電機と電気的に接続している。こ の方法で、実買上減少された加工周期を持つ多チヤンネル加工が可能になる。

中実ブランク又は大き過ぎる材料公差をもったブランクからからハイポイドギヤ 歯形を備えた傘歯車を加工する場合、工作物を高い精度で加工するために、本発 明による数個の電極１の使用が好適である。これらの電極は等しいまたは相異な る寸法を有する。

第４図は第１図の工作物２が加工される放電加工機を示す。工作物は電気化学的 機械によっても加工されることができる。第４図によれば、誘電のための容器は １３は機械ベッド１２上に固定され、かつ工作物２はこの容器と接続されている 。容器１３はよく分かるようにするために断面で示されている。工作物２は誘電 液体中に浸漬されている。放電加工中のゆすぎの条件の改良のために、工作物２ は加工中工作物２から電極１を隔離し、かつ放電加工のために使用される加工ギ ャップを通して誘電体を吸引する吸引ポット１４上に置かれている。誘電液体は 吸引開口１５及び図示しない導管を通して図示しないポンプに搬送されそして後 に汚れを除去されて容器１３へ戻される。加工中ガスがシンボル的にのみ表示さ れているガス蒸発装置１６によって除去される誘電体から分離される。電極１が 工作物２の加工のための工具として固定されている機械ヘッド２３は放電加工機 １に摺動可能に取りつけられている。その配列はＮＣ又はＣＮＣＮＣ制置装置２ ９制御信号を受け取る電気的駆動モータ２７によって実施されることができる。

回転系２８は工作物の加工のための工具として電極１が固定された機械へラド２ ３は放電加工機１１に滑動可能に取り付けられている。その変移はＮＣ又はＣＮ Ｃ制御装置２９からの制御信号を受け取る電動モータ２７によって実施される。

回転計２８はモータ２７の回転を、直線スケ・−ル１７及びＺ軸２１のための測 定センサ１８を経て機械ヘッド２３によって実施される運動の情報を受け取る制 御装置２９に伝達される。

このＺ軸において電極１の進行及び持ち上げ運動が実施される。電極１はＣ軸方 向にも動き、Ｃ軸の円形路は矢印２０によって表されている。これらの運動は電 動モータ２５を通して制御装置２９によって行われる。測定装置２４は電極１の Ｃ軸方向の運動を制御装置２９に伝達する。加工発電機３０は点火電圧、作業電 圧、パルス波形、パルス持続、パルス間のピッチ、瞬間的加工のために必要なパ ルス電流、平均電流を発生し、そして集電リング２２を経て電極ｌへ及び機械ベ ッド１２を経て工作物２に伝達する。加工パラメータの値は常に電極１による工 作物の加工中変化する。更に噴流圧力の値及び誘電液体の量もまた変化する。制 御装置２９は常にこれらのパラメータが前加工工程中カバーされるべき残った路 程に最適に適用される。制御装置２９は噴流制御系を制御し、その結果誘電液体 はカバーされるべき残った路程を考慮して加工中加工ギャップを支配する条件に 最適に適合される。

電極１は工作物２に向かって進み、そして中実材料から歯面８を加工する。第４ 図において、工作物２は仕上げ加工される状態が示されている。Ｚ方向及びＣ方 向への運動は第１．２及び３図に関連して記載された方法で制御される。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＸＮＴＥＲＮＡＴＸＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＸＯ）Ｊ　１４０ ．　ＰＣＴ／Ｃ）Ｉ　８６１００１３　（ＳＡ　１４０６５１−・＋――−鋤− ＋＋−−＋＋―・―＋＋―−＋−・骨・＋＋―−―・―−・―−―−−−＋＋＋ 　−一＋Ｉ−―＋−一一一響

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハイポイドギヤを備えたテーパギヤを放電加工又は電気化学的に加工するた めの方法にして、それにより加工されるべき工作物は放電加工又は電気化学的方 法で作用する機械の電極に浸され、その浸しは電極に対してらせん形の運動を引 き起こし、当該電極は工作物の反対の形状を有している、前記方法において、 電極が使用され、その歯面（３）は電極の負の歯面（７）と工作物の加工される べき方（８）との間のギャップの生成を可能にする角度（γ）で工具ギャップ（ ５）の中心（４）に関して回転され、当該ギャップ（６）は加工されるべき歯面 （８）上での材料の除去を回避し、更に工作物の当該歯面（８）は反対向きの少 なくとも２つの回転運動によって仕上げ加工され、そして機械上での全ての運動 の間、放電加工発電機は点火電圧、パルス波形、パルス持続、２つのパルス間の 間隔、パルス電流、作用張力並びに噴流圧力及び浸している液体の噴流量は加工 中カバーされべき残りの路程に依存して一定にされ、この適用は機械の制御プラ ントによって実施されることを特徴とする前記方法。 ２．電極（１）及び工作物（２）は相互にセグメントのピッチ曲線に相応した第 １のらせん運動で動かされ、そして後で電極と工作物は第２の時計方向の回転運 動に導き、その後相互に第３の反時計方向の回転運動を行う、請求の範囲第１項 記載の方法。 ３．第３の回転運動は電極（１）と工作物（２）との間の反時計方向の第４のコ ースによって行われる、請求の範囲第２項記載の方法。 ４．第１のらせん運動によって、電極（１）は工作物中単に所定の深さに動かさ れ、その深さでは工具先端（９）と工作物の歯底（１０）との隙間は荒削り状態 の下では材料除去は後で歯面（８）が、第２のコースで時計方向への回転の方向 に応じて時間的に順次加工され、所望の曲線に従って、電極（１）が所定の深さ に戻され、工作物（２）は所望の曲線に従う第４の反時計方向のコースによって 仕上げ加工される位置で始動する範囲まで減少される、請求の範囲第１項記載の 方法。 ５．放電加工機（１１）に保持される電極（１）と工作物（２）との間の相次ぐ 運動は制御装置（２９）によって制御され、加工発電機（３０）は点火電圧、パ ルス波形、パルス持続、パルス間の間隔、パルス電流、平均電流及び電極（１） と工作物（２）との間のギャップの瞬間的状態に対する作用電圧を供給する、請 求の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか１つに記載の方法を実施するた めの装置。 ６．電極（１）は各々電気的に絶縁されている多数の部分から成り、各電極部分 はそれ自体のケーブルによって放電発電機（３０）に対して接続されている、請 求の範囲第５項記載の装置。 ７．数個の電極は工作物（２）上の順次の加工ステップのために使用され、各電 極は他の電極に関して異なる方向又は同一の方向を有している、請求の範囲第５ 項記載の装置。