JPWO2019161942A5 - - Google Patents

Description

ツール技術に関して、この目的は、ワーク歯具を面取りするための面取りツールであって、各らせん状の条について、幾何学的に画定された切縁を有する複数の歯を有し、かつ、ワーク歯具とのローリング加工係合における片面加工のために設計され、面取りツールの軸方向に沿う断面で見ると非対称である、歯のプロファイルを有するらせん状の歯具を備える、面取りツールによって実現される。

したがって、本発明による面取りツールは、面取り中に面取りされる歯具とローリング加工係合しており、しかしながら、面取りされた歯溝のカウンター面は加工されていない一方で、プロファイルの１つの切断側のみが面取りされる。このため、歯のプロファイルは非対称である。さらに、各らせん状の条について複数の歯が提供され、好ましくは少なくとも２つ、より好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも６つの歯が提供され、その結果、１つの歯は、ワーク歯具の歯の先端と歯根との間の面取り全体を生成せず、むしろ、ワーク歯具の１つの面上の面取りは、異なる歯の複数の連続したメッシュによって生成され、したがって、面取りらせんの複数の包囲部分からなる。切削加工は、例えば、研削面取りよりも良好な加工時間を生み出す。各らせん状の条に対して複数の歯を有するツール設計は、複数の歯にわたってツール摩耗を分散させ、より良好な負荷条件につながる。また、ローリング加工係合により、一定の軸方向間隔での作業が可能となり、加工工程がより容易になる。片面加工はまた、面取りされた歯具の左右の面の面取り設計においてより高い柔軟性を可能にする。これは、異なる設計の面取りツールを他方の面に使用することができることを意味する。したがって、本発明による非対称面取りワームの設計は、ラック状のツールプロファイルを有するホビングに使用されるホブとも根本的に異なる。

所望の面取りへの歯のプロファイルの設計（面取り幅（端面上のワーク歯がその歯の厚さの５０％超を失う、すなわち、歯全体が加工されている、歯具のいわゆる研摩または開先加工とは異なり、面取り中、歯縁加工、端面のワークの歯の厚さが２０％未満、または場合によっては１５％未満、または１０％未満でテーパ状となる）および面取り角度）に関しては、複数の変形例が考えられる。らせん状の歯具（面取りワームまたはホブ）の外径およびらせん状の条数などの面取りツールのパラメータをまず設定することが便利である。ここでは、ホビングを基準として使用することが可能であり、すなわち、好適な外径およびらせん状の条数は、当業者が典型的には、面取りされる歯具を生成するためのホブを選択する範囲内であり得る。また、ツールを設計する際には、接点のレベルにおけるツール回転軸とツール歯具の端面の位置（ホビングオフセット角）との間の間隔からなる、ワーク軸に沿って見ると、加工動作が実行される軸配座、すなわち作業を行うツール軸の枢動角度を考慮することが便利である。このように発生するパラメータの大部分が設定されている場合、面取り結果を観察することにより、ツールプロファイルの加工側のプロファイル形状を実験的に開始プロファイルから最適化することができる。あるいは、プロファイル形状は、シミュレーションによってコンピュータによって、検討されているワーク歯具の加工される「ハーフプロファイル」（溝の１つの面のみ）によって設計され得、ツールの包囲ネジは、この時点でワーク歯具のプロファイルとの一致があるべきであるように、ワーク歯具の端面から所望の面取り幅で離間しているワークの端平面で検討されている。非切断側については、その貫通曲線が確実に他のワーク面（他のハーフプロファイル）と衝突させることを確実にする必要がある。所望したよりも大きな面取り角度が生成される／生成されるであろうことが判明した場合、枢動角度はやや小さくなるように選択され、逆も同様である。らせん状の条（複数可）のリード角度に関して、３０°未満の値が提供されることが好ましい。

さらに、鈍側を面取りするときに、尖側を面取りするときよりも、特に少なくとも５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍだけ、接線方向に見ると、さらに中心を外れて作業が行われることが好ましい。これにより、ツールの設計において、らせん状の条ピッチ（複数可）のピッチ角、または軸方向に見ると、歯のプロファイルの伸長または圧縮などの残りの自由度を有利に使用することが可能になる。

ツール歯のプロファイルの軸方向に沿う断面である。 ツール歯のプロファイルの軸方向に沿う断面である。 歯車と係合する面取りホブの概略横断面である。 らせん状の歯車の尖った面取り面を切断する際の面取りホブの位置を示す。 らせん状の歯車の鈍い面取り面を切断する際の面取りホブの位置を示す。 非対称な歯のプロファイルを有する面取りホブを示す。 ２つの面取りホブを有する加工ヘッドを示す。 ４つの面取りホブを有する加工ヘッドを示す。 面取りユニットの軸方向配置を示す。 フライカッターを示す。 ４つの面取りツールを有する取付ユニットの説明概要である。

面取りツール４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの各々は、図６に示すように、らせん状の歯５を有するツールであってもよい。図６は、マルチらせん状の条の変形例が考えられるが、単一らせん状の条の面取りホブ４を示す。一般的に、８つ未満、特に６つ未満のらせん状の条が提供されることが好ましい。

面取りツール４の軸方向に沿う断面において非対称である歯のプロファイルが明確に視認可能である。したがって、歯５は、著しく非対称なプロファイルを有して設けられ、加工歯面６および非加工歯面７を有する。したがって、面取りホブ４は、片面加工のみを意図する。したがって、図７において、ワーク主軸８２上の第２の面取りホブは、ワークの他方の面を加工するために設計されるであろう。

図１０に示されるフライカッターとは対照的に、図６に示される面取りホブ４は、各らせん状の条のための複数の歯のために、著しく大きな切縁領域を有する。１つの加工位置にすべての歯縁が加工効果を有するわけではなくても、加工領域は、ツール軸に対して軸方向の変位によって軸方向に移動することができ、したがって、面取りツールを再調整または交換する必要がある前に、常に新しい未使用切縁を加工に使用することができる。これにより、ツールの耐用年数にも利点が生まれる。

Claims (16)

1. ワーク歯具（２２）の面取りのための面取りツール（４）であって、
   前記面取りツール（４）は、軸長（Ｌ）を有し、
   各らせん状の条について、幾何学的に画定された切縁を有する複数の歯（５）を有し、かつ、
   前記歯（５）のプロファイル（８、９；８’、９’）は、前記ワーク歯具（２２）とのローリング加工係合における片面加工のために設計され、前記面取りツールの軸方向に沿う断面で見ると非対称であり、
   前記歯のプロファイルの加工歯面側は、根元領域における曲線から始まり、前記歯の先端の丸みに遷移する遷移部まで、凹形で延在し、前記歯の先端に向かって凸形に遷移する、面取りツール（４）。
2. 前記歯のプロファイルの非加工歯面側の軸長（ａ_p/1）の、前記歯のプロファイルの前記加工歯面側の軸長（ａ_p/2）に対する比率が、１より小さく、かつ／または０．０５より大きい、請求項１に記載の面取りツール。
3. 前記根元領域と前記遷移部との間の前記加工歯面側の前記歯のプロファイルの圧力角度が、前記歯の先端に向う凸形の領域へと減少しており、前記歯のプロファイルの圧力角度の変化率を示す相対変化係数が、０．１より大きく、かつ／または１０より小さい、請求項１または請求項２に記載の面取りツール。
4. 前記面取りツールの軸に沿った前記ツールの変位に一致する、前記面取りツールおよび前記ワーク歯具の相対位置の再位置決めの際に、他のツール歯が、少なくとも一部、前記ワーク歯具と加工係合することができるように、前記面取りツールの軸長（Ｌ）が少なくとも２つのツール歯を有する加工動作の接触長を超えて延在する、請求項１～３のいずれか１項に記載の面取りツール。
5. 前記面取りツールの前記軸長（Ｌ）が、前記接触長を超えて、前記接触長の少なくとも５０％延在する、請求項４に記載の面取りツール。
6. 第１の面取りツール（４ａ）が、前記ワーク歯具の左側面上の歯縁の片面面取りのために設計され、異なるように形成された第２の面取りツール（４ｂ）が、ワーク歯具の右側面上の前記歯縁の片面面取りのために設計されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の２つ以上の面取りツールからなる面取りシステム（１００）。
7. １つ以上の面取りツール（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を支持し、かつ自転でそれらを駆動するように設計されたツールヘッド（８０；８０’）が、少なくとも１つの空間軸において、ワーク回転軸（Ｃ）に対して移動することができ、かつ前記ワーク回転軸に対するツール軸の傾斜角（η）に対して枢動することができ、この枢動性（Ａ）を引き起こす枢動デバイスが、軸間の軸方向間隔を設定する半径方向スライド（７４）によって直接支持され、このスライドが、残りの空間軸移動を引き起こすスライド装置（７０、７２）によって支持される、請求項６に記載の面取りシステム。
8. 前記枢動デバイスが、＋／－１２０°以上の枢動を可能にする、請求項７に記載の面取りシステム。
9. １つ以上のフライカッター（１４）がさらなる面取りツールとして提供され、どのフライカッターもさらに同じツールヘッド（８０’）に配置されており、前記面取りシステムが、第１の動作モードにおいては、請求項１～５のいずれか１項に記載された面取りツールを使用して、第２の動作モードにおいては、少なくとも１つのフライカッター面取りツールを使用して、面取りするように制御される、請求項６～８のいずれか１項に記載の面取りシステム。
10. 加工によりワーク歯具を生成するための主加工ステーションを備える歯車切断機であって、請求項１～５のいずれか１項に記載の面取りツールおよび／または請求項６～９のいずれか１項に記載の面取りシステムを備えた面取りシステム（１００）を備える、歯車切断機。
11. 請求項１～５のいずれか１項に記載の面取りツールを使用して片面加工処理を行うことにより、前記ワーク歯具の歯面側の歯縁上に面取りを生成するための方法。
12. 前記ワーク歯具の端面の両歯面側の前記歯縁が、２つの片面加工処理を行うことにより、請求項６～９のいずれか１項に記載の面取りシステム（１００）を使用して面取りされる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記面取りツールを、ツール軸の軸方向に変位させることにより、加工領域を、前記ツール軸の軸方向に沿って、第１のツール領域から第２のツール領域へと移動させることができ、
    前記面取りツールの前記軸長（Ｌ）に沿って見ると、前記ワーク歯具が、前記第１のツール領域によって面取りされ、同じ種類の歯を有する別のワーク歯具が、前記第２のツール領域によって面取りされる、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
14. らせん歯状の前記ワーク歯具であり、前記らせん歯状の前記ワーク歯具の尖縁および鈍縁を面取りするために、請求項７に記載の面取りツールが、前記ワーク回転軸に対してツール回転軸の異なる枢動位置で行われ、前記軸方向間隔の方向で見られる前記回転軸（Ｂ、Ｃ）の直交位置に対して、尖側が、１０°未満の枢動角度（η）で加工され、かつ／または鈍側が、５°超、かつ３５°未満の枢動角度（η）で加工される、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記鈍側を面取りするときに、前記尖側を面取りするときよりも、少なくとも５ｍｍだけ、接線方向に見ると、さらに中心を外れて作業が行われる、請求項１４に記載の方法。
16. 前記面取りツールのうちの少なくとも２つから形成され、前記ツールの共通回転軸を有する取付ユニットを備え、その取付ユニットによって、前記共通回転軸に対する相対軸位置および／または相対回転位置が、前記面取りツールの所定の参照歯の間に画定される、請求項６～９のいずれか１項に記載の面取りシステム。