KR100835951B1 - 베벨 기어를 만드는 기계 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 측면(6) 및 제 2 측면(8)을 포함하는 기계 칼럼(4)을 가진 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 만드는 기계에 관한 것이다. 제 1 스핀들(10)은 제 1 축(Q)에 대하여 회전가능한 상태로 제 1 측면(6)에 이동가능하게 고정되어 있다. 제 2 스핀들(40)은 제 2 축(N)에 대하여 회전가능한 상태로 제 2 측면(8)에 이동가능하게 고정되어 있다. 제 1 및 제 2 스핀들(10, 40)은 제 1 및 제 2 스핀들 중의 적어도 하나가 그 각각의 측면에 대하여 각운동가능한 상태로 3 개의 직선 방향(X, Y, Z)을 따라 서로에 관하여 직선으로 이동가능하게 되어 있다. 제 1 및 제 2 스핀들중의 적어도 하나의 각운동은 그 각각의 측면과 대체로 평행으로 뻗어있는 각각의 피벗축(F)에 대하여 가능하다.
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베벨 기어, 하이포이드 기어, 공구 스핀들, 공작물 스핀들, 피벗축, 칼럼, 베벨 기어 창성기, 크레이들 기구, 헤드 셋팅

Description

베벨 기어를 만드는 기계 및 방법{MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING BEVEL GEARS}
본 발명은 기어 제작 기계에 관한 것으로서 보다 상세하게는 베벨 기어를 절삭 및 연삭하는 기계에 관한 것이다.
기어, 특히 베벨 기어의 생산에 있어서, 2 개 타입의 프로세스, 즉 창성 프로세스와 비-창성 프로세스가 일반적으로 사용된다.
창성 프로세스는 2 개의 카테고리, 즉 정면 밀링(단속적 분할(indexing)) 및 정면 호빙(연속적 분할)으로 나누어질 수 있다. 창성 정면 밀링 프로세스에 있어서, 회전하는 공구는 소정의 깊이까지 공작물 속으로 이송된다. 일단 이 깊이에 도달하면, 공작물이 이론적인 창성 기어와 맞물려 회전하듯이, 공구 및 공작물은 창성 롤(generating roll)이라고 알려진, 소정의 상대적인 롤링 운동으로 함께 롤링되고, 이론적인 창성 기어의 치형부는 공구의 절삭면에 의해 나타내진다. 상기 치형부의 프로필 형상은 창성 롤 도중에 공구와 공작물의 상대적인 운동에 의해 형성된다.
창성 정면 호빙 프로세스에 있어서, 공구 및 공작물은 시간조절된 관계로 회전하고 공구는 소정의 깊이로 이송되어서 공구의 단일 플런지 내의 모든 치형부 슬 롯을 형성한다. 최종 깊이까지 도달한 후에, 창성 롤이 시작된다.
단속적 분할 또는 연속적 분할의 비-창성 프로세스는 공작물상의 치형부의 프로필 형상이 공구상의 프로필 형상으로부터 직접 만들어지는 것이다. 공구가 공작물 속으로 이송되어서 공구상의 프로필 형상이 공작물에 부여된다. 창성 롤이 사용되지 않을 때, 이론적인 "크라운 기어"의 형태인 이론적인 창성 기어의 개념이 비-창성 프로세스에 적용될 수 있다. 크라운 기어는 치형부 표면이 비-창성 프로세스에서의 공작물의 치형부 표면과 상보적인 이론적인 기어이다. 따라서, 공구의 절삭 블레이드는 비-창성 공작물상의 치형부 표면을 형성하는 경우 이론적인 크라운 기어의 치형부를 나타낸다.
베벨 기어를 만드는 종래의 기계적인 기어 창성기는 공작물 지지기구 및 크레이들 기구를 포함하고 있다. 창성 프로세스 동안, 크레이들은 크레이들 축으로 알려진 축 주위의 원형 경로를 따라 원형 공구를 운반한다. 크레이들은 이론적인 창성 기어의 보디를 나타내며 크레이들 축은 이론적인 창성 기어의 축에 대응한다. 공구는 창성 기어상에 하나 이상의 치형부를 나타낸다. 공작물 지지부는 크레이들에 관하여 공작물을 배향시키고 크레이들 회전에 대한 특정 비율로 공작물을 회전시킨다. 전통적으로, 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기는 보통 조작자가 다양한 기계 구성요소를 적절한 위치에 정확하게 위치시키는 것을 도와주는 일련의 직선 스케일과 각도 스케일(즉, 세팅)을 구비하고 있다.
많은 타입의 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기에 있어서 커터 스핀들을 경사지게 하여, 크레이들의 축에 관하여 절삭 공구축을 경사지게(즉, 커 터 축은 크레이들 축과 평행하지 않음)하는 조정가능한 기구를 포함하고 있는 것이 일반적이다. "커터 경사"라고 알려진 조정은 보통 절삭 공구 압력 각도를 공작물의 압력 각도에 맞추는 것 및/또는 이론적인 창성 기어의 치형부 표면을 적절하게 나타내도록 공구의 절삭 표면을 위치결정하는 것을 하기 위해서 사용된다. 커터 경사 기구를 가지지 않은 몇몇 타입의 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기에 있어서, 커터 경사의 효과는 크레이들과 공작물 사이의 상대적인 롤링 관계를 변경시키므로써 달성될 수 있다. 이러한 변경은 또한 "수정된 롤(modified roll)"로서 알려져 있다.
최근에, 기어 제작 기계는 공작물에 관하여 공구를 배향시키는 데 필요한 기계의 세팅의 수를 감소시키는 것에 대해서 개발되고 있다. 이러한 기계는 종래의 기계 크레이들-스타일 기계의 몇가지 또는 모든 세팅 및 운동을 직선 축, 회전 축, 및/또는 피벗 축의 시스템으로 교체한다.
본 발명은 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함하는 기계 칼럼을 가진 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 만드는 기계에 관한 것이다. 제 1 스핀들은 제 1 축에 관하여 회전가능하게 된 상태로 제 1 측면에 이동가능하게 고정되어 있다. 제 2 스핀들은 제 2 축에 관하여 회전가능하게 된 상태로 제 2 측면에 이동가능하게 고정되어 있다. 제 1 및 제 2 스핀들은 제 1 및 제 2 스핀들중의 적어도 하나가 각각의 측면에 대하여 각운동가능하게 된 상태로 3 개의 직선 방향을 따라 서로에 대하여 직선으로 이동가능하다. 제 1 및 제 2 스핀들중의 적어도 하나의 각운동은 각각의 측면과 거의 평행한 각각의 피벗 축에 대하여 이루어 진다.
도 1은 공구와 공작물이 떨어진 상태의 본 발명의 기어 제작 기계의 제 1 실시예의 등각 투영도이다.
도 2는 피니언과 결합된 절삭 공구를 도시하는 본 발명의 기어 제작 기계의 제 1 실시예의 등각 투영도이다.
도 3은 도 2의 기어 제작 기계의 평면도이다.
도 4는 링 기어와 결합된 절삭 공구를 도시하는 본 발명의 기어 제작 기계의 제 1 실시예의 등각 투영도이다.
도 5는 도 4의 기어 제작 기계의 평면도이다.
도 6은 커터 경사를 가진 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 예시도이다.
도 7은 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 개략적인 평면도이다.
도 8은 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 대략적인 정면도이다.
도 9는 도 8의 공구의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예의 절삭 공구 및 공작물의 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 10의 절삭 공구 축을 따른 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예의 절삭 공구의 기준 평면에 기초한 좌표계에 표시된 피벗 축(F)을 예시하는 도면이다.
도 13은 도 12의 좌표계와 본 발명의 기계의 제 1 실시예의 좌표계를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 절삭 공구의 좌표계, Xc-Zc, 및 본 발명의 기계의 좌표계, X-Z를 도시하는 도면이다.
도 15는 도 1-3에 도시된 기계상의 피니언 컷에 대한 기계 축 이동 다이아그램이다.
도 16은 공작물 스핀들과 결합된 피벗 축 배치를 예시하는 도면이다.
도 17은 기계 칼럼의 대체 실시형태를 예시하는 도면이다.
도 18은 공구 스핀들과 결합된 상태로 수직 기계 이동을 도시하는 도면이다.
도 19는 공구 스핀들 및 공작물 스핀들 양자를 포함하는 피벗 기구를 도시하는 평면도이다.
도 20은 공작물 스핀들의 이동을 위한 수직 가이드의 내측에 위치된 수평 가이드를 예시하는 도면이다.
본 발명의 상세한 설명은 단지 예시로서 본 발명을 도시하는 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 기술한다. 도면에 있어서, 유사한 특징부 또는 구성요소는 동일한 부재번호로 표시된다.
본 발명의 내용에 있어서, "베벨" 기어라는 용어는 "크라운" 기어 또는 "정 면" 기어라고 알려진 기어 뿐만 아니라, 베벨 기어, "하이포이드" 기어라고 알려진 타입의 기어를 포함하는 광범위한 의미로 사용된다.
베벨 기어를 제작하기 위한 본 발명 기계의 제 1 실시예는 도 1 내지 도 5에 예시되어 있으며 부재번호 2로 표시되어 있다. 다양한 기계 구성요소를 고찰하는 데 있어서 편리함을 위해, 도 1 내지 도 5는 도어 및 외부 시트 금속이 없는 본 발명의 기계를 예시하고 있다. 본 발명의 기계(2)는 미국특허제6,120,355호에 개시된 타입의 단일 정지 칼럼(4)를 포함하고 있다. 바람직하게는 칼럼(4)이 주철과 같은 모놀리식 구조이지만 금속 판, 예를 들면, 강철 판으로 조립될 수 있거나, 기계 안내 통로 또는 다른 구성요소를 지지하도록 적절하게 위치된 코너 포스트 및 프레임 요소와 같은 개개의 프레임 요소를 포함할 수 있다. 칼럼(4)은 적어도 2 개의 측면, 바람직하게는 4 개의 측면을 가진 것으로서, 4 개의 측면중 적어도 2 개의 측면, 즉 제 1 측면(6) 및 제 2 측면(8)이 원하는 각도로 배향되어 있고, 비록 본 발명에서는 측면들이 90°보다 더 크거나 더 작은 각도(예를 들면, 도 19에 도시된 칼럼(4)을 참고)로 배향된 것 또한 고려하지만 바람직하게는 측면들이 서로에 대하여 수직하게 배향된 상태의 4 개의 측면을 포함하고 있다. 제 1 측면과 제 2 측면의 각각은 일정한 높이와 폭을 가지고 있다(도 1 참고). 대체 실시형태로서, 모놀리식 칼럼(4)은 예를 들면, 도 17에 예시된 것과 같은 대체로 원통형의 칼럼과 같은 비-평면인 측면을 가진 형태를 포함할 수 있다.
제 1 측면(6)은 전방 표면 즉 시팅(seating) 표면을 가진 제 1 스핀들(10)을 포함하고 있다. 스핀들(10)은 축(Q)에 대하여 회전가능하고 바람직하게는 액체 냉 각되고 바람직하게는 전방 및 후방 스핀들 베어링(도시되지 않음) 뒤에 장착된 직접 구동 모터(12)에 의해 구동된다. 스핀들(10)은 스핀들(10)과 함께 칼럼(4)에 부착된 통로(14) 상의 제 1 측면(6)의 폭을 따라서 Z축 방향으로 이동가능한 스핀들 지지부(11)에 피벗가능하게 고정되어 있다. Z축 방향으로의 스핀들(10)의 이동은 직접 연결된 볼 나사(도시되지 않음)를 통하여 모터(16)에 의해 수행되거나 직접 구동에 의해 수행된다. 바람직하게는, 절삭 또는 연삭 공구(18)(절삭 공구가 도시되어 있음)가 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이 적절한 장착 장치에 의해 스핀들(10)에 해체가능하게 장착되어 있다.
상기한 바와 같이, 제 1 스핀들(10)은 스핀들과 공구(18)의 피벗운동이 피벗 축(F)에 대해서 발생되도록 스핀들 지지부(11)에 부착되어 있다. 스핀들 브래킷(13)은 적어도 하나, 바람직하게는 2 개의 베어링 연결부(20, 22), 즉 상부 베어링 연결부(20) 및 하부 베어링 연결부(22)를 통하여 지지부(11)에 피벗가능하게 부착되어 있다. 스핀들(10)의 피벗운동은 모터(24) 및 직접 연결된 볼 나사(26)에 의하거나, 요크(30)의 슬리브 부분(28)을 통하여 작용하는, 직접 구동에 의해 실행된다. 요크(30)는 스핀들(10)에 바람직하게는 상부 연결부(32)와 하부 연결부(34)에 피벗가능하게 부착되어 있어서 요크(30)는 축(V) 주위로 스핀들(10)에 대하여 각운동할 수 있다. 볼 나사(26)의 및 요크(30)의 전진이동은 실제로 구동 모터(12)를 칼럼(4)으로부터 멀어지도록 각을 이루게 하여 그 결과 축(F)에 관한 피벗 운동이 공구(18)를 기계 칼럼(4)을 향하여 각운동하게 한다. 피니언을 절삭하는 것에 대한 도 3 및 링 기어를 절삭하는 것에 대한 도 5를 고찰 한다. 물론, 볼 나사(26)를 후퇴시키는 것은 반대의 효과를 가진다. 대체 형태로서, 스핀들(10)의 피벗운동을 실행시키기 위해서, Z축 방향으로 배향되어 있으며 스핀들 지지부(11)상에 위치된 적어도 하나의 안내 통로 상의 이동가능한 슬라이드가 연결 기구를 통하여 스핀들(10) 또는 모터(12)에 연결될 수 있다. 안내 통로 상의 슬라이드의 이동은 축(F)에 대하여 스핀들(10)의 피벗운동을 일으킨다. 다른 대체 형태는 스핀들(10)의 피벗운동을 일으키기 위해서 베어링 연결부(22, 23)의 하나 또는 양측에 모터를 포함하는 것이다.
제 2 측면(8)은 제 2 스핀들(40)을 포함하고 있고, 상기 제 2 스핀들(40)은 축(N)에 대하여 회전가능하고 바람직하게는 액체 냉각되며 바람직하게는 전방 및 후방 스핀들 베어링(도시되지 않음) 뒤에 장착된 직접 구동 모터(42)에 의해 구동된다. 스핀들(40)은 슬라이드(46)에 부착된 통로(44) 상의 제 2 측면의 폭을 따라서 X축 방향으로 이동가능하다. X축 방향으로의 스핀들(40)의 이동은 직접 연결된 볼 나사(49)를 통하여 모터(48)에 의하거나 직접 구동에 의해서 실행된다. 바람직하게는, 공작물(도 1에서의 피니언(50) 및 도 4에서의 링 기어(51))은 당해 기술분야에서 알려진 것과 같이 적절한 공작물 유지장치(41)에 의해 스핀들(40)에 해체가능하게 장착되어 있다. 이동이 직접연결된 볼 나사(55)를 통하여 모터(54)에 의하거나 직접 구동에 의해 실행되는 상태로 슬라이드(46)가 Y축 방향으로 이동가능하기 때문에 스핀들(40)은 또한 제 2 측면(8)의 높이를 따라서 Y축 방향으로 이동가능하다. X, Y 및 Z축 방향은 비록 하나 이상이 수직 배향에 대하여 경사질 수 있지만 바람직하게는 서로에 관하여 상호 수직이다. 예시의 목적을 위해서, 모든 도 면에는 Y축 방향이 수직이다.
통로(44, 52)의 배치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 표시되어 있지만, 도 20은 대체 형태로서 슬라이드(46)가 통로(44) 상의 X축 방향으로 이동가능한 상태로 통로(44)가 측면(8)에 부착될 수 있는 실시예를 예시하고 있다. 통로(52)는 슬라이드(46) 및 Y축 방향으로 이동을 위한 통로(52)에 부착된 스핀들(40) 상에 배치될 수 있다. Y축 방향으로의 이동은 스핀들(40) 대신에 스핀들(10)에 의해 실행될 수 있다는 것이 또한 고려된다(명료함을 위해서 모터가 제거된 상태의 도 18을 참고).
본 발명은 공작물 스핀들 및 공구 스핀들 양자에 대한 공통 지지부로서 수직 칼럼을 사용함으로써, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 공구가 존재하는 스핀들의 피벗운동을 가능하게 한다. 종래의 공작물 스핀들의 피벗운동은 또한 도 16에 도시된 바와 같이 기술적으로 가능하다. 그러나 공작물 스핀들의 피벗운동은 정적 강성 및 동적 강성의 열화를 초래하는 링 기어에 대한 큰 피벗 각도를 요구할 수 있다. 장착 거리, 아버 높이 및 피치 각도가 피니언의 범위내에서 나아가서는 피니어과 링 기어 양자를 고려하는 경우에 광범위하게 변화하면, 피니언에 의한 공작물 스핀들의 피벗운동은 기껏해야 절충 수준에 지나지 않는다.
대체 실시형태로서, 각각의 스핀들(10, 40)에 대한 축(V, V') 주위로 각운동을 위해 부착된 피벗운동 기구(예를 들면, 요크(30, 30'))를 도시하고 있는 도 19에서 볼 수 있는 바와 같이 양자의 스핀들(10, 40)이 피벗될 수 있다. 기어를 제작하는 동안 각각의 스핀들(10, 40)이 각각의 피벗축(F, F')에 대하여 활발히 피벗 운동할 수 있을 때, 본 발명은 또한 스핀들(10, 40)중의 하나가 기어를 제작하기 전에 소정의 피벗 각도로 설정되거나, 스핀들(10, 40) 중의 하나가 기어를 제작하는 동안 증가분의 설정 위치 사이에서 피벗운동하는 것을 고려한다. 상기와 같은 증가분의 설정 위치 사이에서의 이동은 기어를 제작하는 동안 스핀들 중의 다른 하나에 의해 필요한 피벗운동의 양 또는 크기를 감소시킬 수 있다.
제 1 스핀들(10)의 회전 및 제 2 스핀들(40)의 회전뿐만 아니라 Z축 방향으로 제 1 스핀들(10)의 이동, X축 방향으로 제 2 스핀들(40)의 이동, Y축 방향으로 슬라이드(46)를 통한 제 2 스핀들(40)의 이동, 축(F)에 대한 제 1 스핀들(10)의 피벗운동은 개개의 구동모터(16, 48, 54, 24, 12 및 42)에 의해 각각 부여된다. 상기한 구성요소는 서로에 대하여 독립적인 이동을 할 수 있거나 서로 동시에 이동할 수 있다. 바람직하게는 각각의 모터가 파눅(Fanuc) 모델 160i 또는 지멘스 모델 840D(도시되지 않음)와 같은 컴퓨터 제어기(즉, CNC)에 입력된 명령에 따라 구동 모터의 작동을 제어하는 CNC 시스템의 일부로서, 피벗축 인코더(23)(도 1 참고)와 같은 선형 또는 회전형 인코더와 같은 피드백 장치에 결합되어 있다.
실시예로 예시된 본 발명의 기계는 바람직하게는 연속적으로 위치결정 명령 및/또는 속도 명령을 다양한 구동 모터에 발하는 제어장치에 의해 가이드된다. 제어장치에 많은 수의 축-위치결정 명령을 입력하는 것 보다는, 기어 제작 프로세스를 기술하는 작은 일련의 데이타를 입력하는 것이 보다 효율적이며 의미있는 것일 수 있다. 이러한 데이타에 대한 논리적 후보는 일련의 "기본 기계 세팅(basic machine settings)"이다. 이러한 방법을 이용하면, 기계 조작자는 일련의 기본 기 계 세팅(이하에서 상세하게 기술됨)을 차례로 크레이들 위치에 대응하는 축 위치를 산출하는 제어장치에 입력한다. 따라서, 베벨 기어 창성 운동을 기술하는 기본적인 "랭귀지"는 본 발명에 포함된다.
공작물과 맞물려 있는 이론적인 창성 기어의 관계는 3 개의 직선 축의 하나 이상을 따르는 공구와 공작물 사이의 상대적인 직선운동과 축 주위로의 공작물의 회전운동을 조합한 공구축과 공작물축 사이의 각운동에 의해 본 발명에서 유지된다. 연속 분할의 경우에 있어서는, 공구 축의 회전운동 또한 제어된다.
종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기에 의해 형성된 치형부 표면의 복잡성 때문에, 이러한 치형부 표면은 이 치형부 표면을 만들기 위해 사용된 기계 운동에 의해 기하학적으로 정확하게 한정될 수 있을 뿐이다. 기어 설계의 몇가지 일반적인 파라미터(예를 들면, 기어 이빨 수, 피치 각도, 등)가 명시될 수 있는 한, 베벨 기어 치형부 표면을 한정하도록 사용된 방정식은 창성기의 운동 방정식이다.
상기한 바와 같이, 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기와 다른 형태의 각각의 기계에 의해, 새로운 일련의 법칙 및 다른 노하우가 주지된 기어 치형부 구조 및 결합 특징을 생성하기 위한 적절한 기계 세팅과 작동 파라미터를 결정하기 위해 요구된다. 그러나, 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기가 오랜 동안 사용되었기 때문에, 종래의 크레이들-스타일 기계 세팅에 대한 원하는 치형부 구조 및 결합 특징에 관한 많은 노하우가 이미 존재한다.
따라서, 비록 새로운 형태의 기계에 대한 새로운 일련의 법칙이 개발될 수 있지만, 상이한 수 및/또는 형태의 축을 가진 다른 기계에 대하여 종래의 기계 크레이들-스타일 기어 창성기와 동일한 입력 파라미터를 사용하는 것이 일반적으로 당해 기술분야에서 관례로 되어 왔다. 다시 말해서, 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 좌표계에 있어서 공구 축 및 공작물 축의 위치는 새로운 형태의 기계의 대체형태의 좌표계로 변환된다. 이러한 변환의 한 예가 미국특허제4,981,402호에 개시되어 있다. 본 발명과 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기 사이의 관계는 이하에서 기술한다.
베벨 기어를 생산하는 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기(60)(도 6참고)는 일반적으로 기계 프레임(62), 공작물 지지기구(64) 및 크레이들 기구(68)를 가진 크레이들 지지부(66)를 포함하고 있다. 전통적으로, 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기는 보통 작동자가 다수의 기계 구성요소를 적절한 위치에 정확하게 위치시키게 도와주는 일련의 직선 스케일 및 각도 스케일(즉, 세팅)을 구비하고 있다. 아래의 사항은 도 6에 도시된 기계와 같은 틸트식 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기에서 볼 수 있는 세팅의 기술사항으로서;
● 편심각(70)은 크레이들 축(Ac)과 공구 축(T) 사이의 거리를 제어하고,
● 공구 스핀들 회전각(72)은 통상 경사각이라 칭하는, 크레이들 축과 공구 축 사이의 각도를 제어하고,
● 선회각(74)은 크레이들(88) 상의 고정된 기준에 관하여 공구 축의 배향을 제어하고,
● 크레이들각(76)은 크레이들 축 주위의 몇가지 각위치에 공구(78)를 위치 결정하고,
● 루트각(80)은 크레이들 축에 관하여 공작물 지지부(64)를 배향시키고,
● 슬라이딩 베이스(82)는 공작물과 맞물린 공구의 깊이를 조절하는 직선 치수이고,
● 헤드 세팅(84)은 공작물 축(W)을 따른 공작물 지지부(64)의 직선 조정이고, 그리고
● 공작물 오프셋(86)은 크레이들 축에 관하여 공작물 축의 오프셋을 제어한다.
최종 세팅인, 롤의 비율은 크레이들(68)과 공작물(88) 사이의 상대적인 회전운동을 조절한다. 상기한 기계 세팅 중의 몇가지는 아래의 공작물 및 공구 설계의 명세를 고려하여 계산되어야만 한다는 것을 명심해야 한다.
● 블랭크 공작물의 장착거리(기호-Md),
● 공작물 유지장치의 전체 길이(기호-Ab), 그리고,
● 공구의 전체 높이(기호-h).
비록 이러한 세팅의 치수는 기계 구성요소의 정확한 위치결정을 가능하게 하지만, 이 치수 자체는 서로에 대하여 그 자신의 위치에 관한 정보를 거의 제공하지 못한다. 예를 들면, 5 인치의 헤드세팅은 고려중인 기계의 모델에 의존하는 크레이들에 관한 상이한 물리적인 위치에 공작물 지지부를 위치시킨다. 이러한 상황은 상이한 모델의 기계에 대하여 상이하게 한정된 "제로" 헤드-세팅 위치로부터 초래된다. 유사한 방식으로, 편심각에 있어서 30°의 세팅은 이러한 세팅이 직선 치수 를 실제로 제어하는 각치수이기 때문에 공구와 크레이들 축 사이의 거리에 관하여 거의 정보를 제공하지 않는다. 보다 의미있는 직선 거리가 산출될 수 있기 위해서는 부가적인 상세한 내용이 제공되어야 한다.
기술자에게 보다 직접적으로 중요한 것은 기계 구성요소의 위치결정의 일련의 절대적 치수, 즉, 고려중인 공구 및 기계 모델과 독립된 치수이다. 이러한 일반적, 또는 기본적인 기계 세팅은 직접적으로 창성 기어와 공작물이 만들어지는 것에 관하여 크기 및 비율의 인식을 제공한다. 상기와 같은 세팅은 또한 기어 설계에 대한 공통의 시작점을 제공한다. 예를 들면, 기어 세트는 기본적인 세팅에 의해서 설계될 수 있고, 그래서 다수의 기계 모델에 있어서 단일의 설계가 진행된다. 게다가, 기본적인 세팅이 사용되면 모든 기계 구성을 커버하기 위해서 분석 절차가 단 한 번만 기억장치에 기록될 것이 요구된다. 물론, 진정한 기계-의존식 세팅으로의 전환이 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기를 설치하기 위해서 요구되지만 이러한 전환은 기계 설치 개요로서의 설명을 위해서 가장 잘 수행된다.
기본적인 기계 세팅의 설명은 이하에서 도 7 내지 도 9를 참고하여 행한다. 도 7 및 도 8은 각각 틸트를 갖춘 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 평면도 및 정면도이다. 도 9는 전체 길이로 공구의 측면을 도시하는 입면도이다. 본 발명과 관련없는 상세한 내용은 본 발명의 명확한 기술을 위해 생략한다.
먼저, 2 개의 기준점이 정의되어 있다. 제 1 기준점(CT)은 공구축 상에서의 공구에 관하여 몇가지 주지된 위치에 있다. 공구 중심이라고 칭하는 이 점은 보통 공구의 팁(도 9 참고)에 의해서 형성된 평면에 놓이도록 선택된다. 제 2 기준점(CP)은 공작물축 상에서의 교차 지점, 즉, 공작물축과 공작물과 맞물리는 부재의 축과의 교차점에 놓여 있다. 하이포이드 기어의 경우에 있어서, CP는 양 축에 평행한 평면에서 보았을 때 맞물리는 부재와의 외견상의 교차점에 놓여 있다. 또 다른 중요한 한 지점(O)은 기계중심으로 알려져 있다. 이 지점은 크레이들 축과 크레이들 회전의 평면과의 교점에 의해서 형성된다(도 7 참고).
상기한 지점들을 이용하여, 아래의 기본 세팅이 한정될 수 있다.
● 레이디얼(s) - 크레이들 회전의 평면에서 보았을 때 기계중심(0)으로부터 공구중심(CT)까지의 거리.
● 크레이들 각도(q)(도 8 참고) - 레이디얼(OCT)과 공작물 및 크레이들 축 양자에 평행한 평면에 의해 형성된 각도.
● 경사 각도(i)(도 9 참고) - 공구 축과 크레이들 축에 의해 형성된 각도로서, 보통 0°와 90°사이에 있다.
● 선회 각도(j)(도 8 참고) - 공구축 경사의 방향을 결정하는 것으로서, 레이디얼 라인(OCT)에 수직하게 고정적으로 연결된 라인(CTA)으로부터 측정된다. 그 치수는 라인(CTA)과 크레이들 회전의 평면 상에 공구 축의 투영에 의해 형성된 각도이다.
● 공작물 오프셋(Em)(도 8 참고) - 크레이들 축과 공작물 축 사이의 최소 거리.
● 슬라이딩 베이스(Xb)(도 7 참고) - 기계중심(0)과 공작물 축과 크레이들 축의 외견상의 교차지점(H) 사이의 거리로서, 크레이들 축과 공작물 축 양자에 평행한 평면에서 보았을 때의 실제 길이를 나타낸다.
● 헤드 셋팅(Xp)(도 7 참고) - (상기한 바와 같은)외견상의 지점(H)과 교차지점(CP) 사이의 거리로서, 공작물 축을 따라서 측정된다.
● 루트 각도(γ)(도 7 참고) - 공작물 축과 크레이들 회전의 평면에 의해서 형성된 각도.
주의: 모든 파라미터는 표시된 도면에서 실제 길이를 나타내며, 도시된 방향이 양의 방향이다.
창성 프로세스는 주로 롤의 비율(크레이들 회전에 대한 공작물 회전의 비율)에 의해서 조절된다. 부가적인 운동 파라미터(예를 들면, 나선 운동)가 크레이들과 공작물사이의 롤링 운동을 증가시키기 위해서 한정될 수 있다. 기본 기계 셋팅의 다른 배치는 상기한 것 대신에 선택될 수 있었다. 그러나, 셋팅의 이러한 특정한 선택은 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기와 유사성을 가지며, 사용되는 곳의 본질적인 기하하적 특성을 명확히 한다.
상기한 8 가지 셋팅 외에, 몇 가지 기준으로부터 자신의 축에 대한 공작물의 회전위치를 측정하는 것이 유용하다. 또한, 정면 호빙의 경우에 있어서, 자신의 축에 대한 공구의 회전위치는 중요할 수 있다. 함께 조합하면, 이러한 10 개의 파라미터는 모든 순간에 공구와 공작물 사이의 상대적인 위치를 완전히 기술한다. 창성 프로세스에 있어서 이들 중의 3 개(크레이들 각도, 공작물 회전, 공구 회전) 가 변화하는 반면에, 나머지 7 개는 "진정한" 세팅상태, 다시 말해서 고정된 값으로 남아 있다.
상기한 기본 기계 셋팅을 수용하며, 6 개의 축을 따라서, 또는 6 개의 축 둘레로의 변위를 통하여 본 발명의 실시예에 관한 베벨 기어 창성을 정확하게 복제하는 수학적인 모델이 개발되어 있다. 도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 제 1 실시예의 좌표계에 있어서의 본 발명의 공구 및 공작물 배치의 부분적인 정면도 및 평면도이다. 도 7 내지 도 9를 참고하면, 종래의 기계의 좌표계에 있어서의 종래의 기계 크레이들-스타일 베벨 기어 창성기의 공구 및 공작물 배치를 예시하고 있으며, 벡터는 공작물 축과 공구 축을 따라서 정의되어 있다.
Figure 112002033912903-pct00001
다음으로, 공작물 축과 공구 축에 수직하게 된 "키-웨이" 벡터는 아래와 같이 정의되어 있다.
Figure 112002033912903-pct00002
마지막으로, 벡터 R은 공구 시트(TR)(공구의 후방)로부터 공작물 아버의 시팅 표면에 직접 놓여 있는 공작물 축 상의 지점(WR)까지로 정의되어 있다.
Figure 112002033912903-pct00003
도 1 내지 도 5의 기계 실시예의 운동은 이하에서 결정될 수 있다. 새로운 좌표계는 기계 스핀들(40)의 시팅 표면 즉 노즈부(43)상의 지점(WR)에 원점을 가진 도 1 내지 도 5의 직교성 기계의 축 배치와 관련되어 있는 것으로, 직교 축은 다음과 같이 정의되어 있다.
Figure 112002033912903-pct00004
X축과 일치된, 공작물 축
Figure 112002033912903-pct00005
Y축과 일치된, 상부를 향한 수직선
Figure 112002033912903-pct00006
Z축과 일치된, ux에 수직인 수평선
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 피벗축(F)은 공작물축 상에 위치되어 있지 않고, 통상적으로, 그 대신에 도 10에 벡터 Δ1에 의해 도시된 바와 같이 공구의 근처에 위치되어 있으므로, 새로운 좌표계에 있어서의 피벗축의 위치는 한정되어야 한다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 축(Zc)이 절삭 공구의 축인 벡터 c와 일치하고 축(Xc)은 Zc에 수직이며 공구(18)(도 12 참고)의 후방 표면을 따라서 뻗어있는 공구(18)에 수반된 좌표계에서 피벗축(F)이 정의되어 있다. 아래의 관계는 도 12로부터 알 수 있다.
Figure 112002033912903-pct00007
Zc 방향의 단위 벡터 uzc
Figure 112002033912903-pct00008
Xc 방향의 단위 벡터 uxc
Figure 112002033912903-pct00009
도 13에 도시된 바와 같이, 도 12의 공구 좌표계에서의 벡터 Δc를 도 1 내 지 도 5에 도시된 실시예의 새로운 좌표계로의 변환은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112002033912903-pct00010
도 1 내지 도 5에 예시된 실시예의 좌표계를 나타내는, 도 10 및 도 11의 좌표계로부터 다음 관계를 알 수 있다.
Figure 112002033912903-pct00011
여기서,
R1 = 공구상의 지점(TR)으로부터 기계 스핀들(40)의 시팅 표면(43)상의 지점(WR)까지의 벡터, 그리고
R2 = 기계 스핀들(40)의 시팅 표면(43)상의 지점(WR)으로부터 피벗축(F)까지의 벡터이다.
그러므로, 창성 롤의 각각의 증가량과 같은 특정 증가량에 있어서 도 1 내지 도 5의 기계 실시예의 X, Y, Z 직선축을 따른 변위는 다음과 같이 산출된다.
Figure 112002033912903-pct00012
3 개의 각회전이 또한 알려져야 한다. 창성 롤의 각각의 증가량과 같은 특 정 증가량에 있어서의 피벗각도(B)는 아래와 같이 주어진다.
Figure 112002033912903-pct00013
공구축 및 공작물축 각각은 종래의 기계적인 창성기에 의해서 한정된 것과 같은 운동에 첨가된 관련 회전 위상각을 가지고 있다. 이러한 회전 위상각은 창성 롤의 각각의 증가량과 같은, 특정 증가량에 있어서의 종래의 기계 수평면과 본 발명의 기계 수평면의 상대적인 배향을 변화시키는 것을 보상하는 것으로서, 다음과 같이 정의된다.
Figure 112002033912903-pct00014
위상각 알파와 베타 그리고 창성에 필요한 가상 크레이들 및 공작물 사이의 상대적인 회전의 비를 명시하는 롤의 비율(Ra), 연속적인 분할을 위해 공구와 공작물 사이의 상대적인 회전의 비를 명시하는 분할 또는 호빙상수(Rc), 그리고 공구와 공작물 사이의 주지된 회전위치를 명시하는 기준 상수(ωo)를 포함한 다른 설정 상수에 따라, 공작물의 원하는 회전위치(ω)를 결정하기 위해 일정한 조작이 또한 수행된다. 다른 상수(명시되지 않음)는 "수정된 롤"과 같은 종래의 기계적 크레이들-스타일 기계의 특수한 운동을 복제하기 위한 공작물축 회전위치를 더 조정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 조작은 다음과 같이 표현될 수 있다.
● ω = ωo + f(Ra, Δq) + f(Rc, Δt) + f(Rc, beta) + alpha
여기서, Δq = q - qo, q = 순간 크레이들 롤 배향
qo = 롤의 중심에서의 크레이들 배향
Δt = t - to, t = 순간 공구 스핀들 배향
to = 초기 공구 스핀들 배향
상기 방정식은 일반적인 수학 관계식의 한 실시예를 나타내며, 공작물 회전은 Ra, Rc, alpha, beta, q 및 t의 함수이다. 그러나, 기본 셋팅의 형태인 중간 변수, s, i, j, Em, Xb, Xp, 및 γ와 같은 다른 변수는 예를 들면, 입력 파라미터로부터 초래되는 공작물 회전을 기술하는 데 사용될 수도 있다. ω에 대한 계산식은 본 실시예에 대해서 상기한 특정 표현으로 제한되는 것은 아니다.
도 14의 절삭공구 기준평면 좌표계 XCR-ZCR 내에서, 예를 들면 절삭공구에 관하여 정의된 피벗축(F)이 XCR 값은 양이고 ZCR 값은 음인 좌표계의 사분면에 위치되어 있다는 것을 알게 되었다. 축(XCR)은 블레이드 절삭 에지의 높이의 중간 지점에 의해 정의된 커터 기준평면(92)에 놓여있고 축(ZCR)은 공구축 벡터 c와 일치한다. 예를 들어 축(Q)가 축(N)과 수직인 상태의 도 1의 실시예에 대해 이러한 정의를 적용하면, 피벗축(F)은 절삭공구(18)의 기준평면상에 또는 기준평면의 후방에 위치되며 축(Q)와 기계 칼럼(4) 사이의 한 지점에 위치되어야 한다는 것을 알 수 있다. 비록 피벗축의 상기와 같은 배치가 바람직하지만, 축(Q)를 따라서 배치되거나 기계 칼럼(4)으로 멀어지게 축(Q)으로부터 바깥쪽으로 배치되는 것도 본 발명에 포함된 다.
바람직하게는, 기계 운동을 분석하기 위해서 사용된 운동 다이아그램에 표시된 것과 같이, 있다고 해도 아주 적은 반전점 또는 변곡점을 가진 축을 따라서 원활하면서도 최소한의 이동이 나타나는 위치에 피벗축(F)이 배치되어야 한다. 바람직하게는, 피벗축(F)이 상기한 사분면내에서 기계에 사용될 절삭공구의 평균반경(s)과 동일한 양의 ΔXCR 값에 의해 한정된 위치에 위치되어야 한다. 바람직하게는, ΔZCR은 제로와 같다. 예를 들어, 3인치의 직경을 가진 절삭공구와 9인치의 직경을 가진 절삭공구가 고려된다면, 절삭공구의 평균반경은 3인치가 된다. 따라서, 예를 들어 절삭공구(18)가 4.5인치의 반경을 가지면 ΔXCR은 도 14의 지점(G) 주위에 위치하며, 3인치가 된다. 지점(G)은 치형부의 중심에 위치되어 있는 (평균 피니언 또는 링 기어에 대한)기어 치형부 계산 지점의 근처에 있다. 지점(G)을 통과하는 피벗축은 XCR-ZCR 평면에 수직이다.
피벗운동 기구가 표류 절삭분(stray chips)으로부터 보호될 수 있도록 피벗운동 기구를 공작물 및 공구로부터 격리시킬 수 있는 위치에 피벗축을 배치하는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게는 피벗축을 격리시키는 것이 상기한 바와 같이 기계 운동 다이아그램상에 표시된 대로 있다고 해도 아주 적은 반전점 또는 변곡점을 가진 축을 따라서 최소한의 원활한 운동을 허용해야 한다. 이러한 경우, 피벗축(F)에 대한 한 가지 바람직한 위치는 기계에 대해서 고려된 가장 큰 공구의 절삭 블레이드와 기계 칼럼(4) 사이에 위치된 한 지점 ΔXCR 그리고 ΔXCR과 크기가 대체로 동일한 ΔZCR이라는 것을 알게 되었다. 보다 상세하게는, ΔXCR이 기계에 대해서 고려된 공구의 평균 직경 정도인 것이 바람직하고, ΔZCR은 ΔXCR과 크기가 대체로 동일한 것이 바람직하다. 예를 들면, 3인치 직경의 절삭공구와 9인치 직경의 절삭공구를 고찰하는 경우, 평균 직경은 6인치이다. 따라서, ΔXCR = 6인치이고, 9인치의 공구 직경에 대해 ΔXCR = 4.5인치에 있는 가장 큰 공구의 절삭 블레이드를 넘어서 위치하고 있다. ΔZCR은 또한 대체로 6인치 정도인지만 ±2인치 정도 변화할 수 있다. 상기한 바와 같은 피벗축의 배치에 의해, 작지만 축을 따른 운동이 기계 제어장치에 의해 정확하게 제어될 수 있도록 하는 크기인 각각의 직선 축을 따른 약 10 내지 30 mm의 이동이 표시되어 있다.
한 예로서, 28.73°의 피치각과 50.0°의 나선각을 가진 12개 이빨의 피니언이 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 기계에서 창성 정면 호브절삭(generated face hobbing)에 의해 만들어 진다. 이 기계에 대한 기본 셋팅은 다음과 같다.
s = 135.82 레이디얼
q = 65.83 롤의 중심
i = 31.79 경사각
j = 320.26 선회각
Em = 48.2638 오프셋
Xp = -0.0091 헤드 셋팅
Xb = 34.6578 슬라이드 베이스 오프셋
감마(γ) = -0.01 루트각
Md = 116.84 장착거리
Ab = 139.7 아버 높이
h = 101.6 공구 높이
BN = 17 절삭공구상의 블레이드 그룹의 수
R = 3.58335 롤의 비율
호빙 상수 즉 분할 상수(Rc)는 공작물의 이빨의 수에 의해 분할된 절삭공구상의 블레이드 그룹의 수의 비에 의해 정의된다. 따라서,
Rc = BN/공작물의 이빨 수 = 17/12
부가적인 기계 상수(도 12 참고)는,
ΔXc = 152.4mm
ΔZc = -76.2mm
도 15의 기계축 운동 다이어그램을 고찰하면, 상기한 정면 호브절삭된 피니언의 창성 동안 Z축 및 Y축의 각각을 따른 약 20mm의 이동 및 X축을 따른 약 30mm의 이동이 있는 것으로 도시되어 있다. 피벗축(F) 주위로의 회전은 약 0.5°로 표시되어 있다. 어떠한 축에 대해서도 변곡점 또는 반전점이 다이어그램 상에 표시되어 있지 않다.
통상적으로, 공작물은 베이스에 관하여 피벗운동한다. 공구 스핀들 및 공작물 스핀들 양자를 지지하는 단일 칼럼을 사용하면 공구 스핀들이 칼럼에 관하여 피벗운동할 수 있게 된다. 그러나 일정한 사용에 대해서는 공작물 스핀들만 피벗운동시키거나 공구 스핀들을 피벗운동시키는 것과 함께 공작물 스핀들을 피벗운동시킬 수도 있다.
비록 본 발명이 절삭 기계에 관하여 기술되고 도시되었지만, 본 발명은 또한 베벨 기어용 연삭 기계를 동등하게 포함하는 것으로 이해된다.
본 발명이 바람직한 실시예에 관하여 기술되었지만 본 발명은 상기 실시예의 특정 내용에 제한되지 않는다. 본 발명은 본 발명의 요지를 포함하고 있는 기술분야의 전문가에게 자명한 변형 실시형태를 포함한다.

Claims (14)

  1. 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계로서,
    제 1 및 제 2 수직 표면구역을 구비한 칼럼;
    상기 칼럼의 상기 제 1 수직 표면구역에 이동가능하게 장착된 공작물 스핀들; 그리고
    상기 칼럼의 상기 제 2 수직 표면구역에 이동가능하게 장착된 공구 스핀들을 포함하고 있으며;
    상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들은 3 개의 다른 방향을 따라 서로에 관하여 이동가능하게 되어 있고;
    상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들은 적어도 하나의 수직 피벗축 둘레로 서로에 관하여 각운동가능한 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 3 개의 다른 방향이 서로에 대하여 상호 수직인 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공작물 스핀들과 상기 공구 스핀들중 단 하나만 상기 칼럼에 관하여 각운동가능한 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 공구 스핀들은 상기 3 개의 다른 방향중의 제 1 방향으로 직선 운동하고 상기 공작물 스핀들은 상기 3 개의 다른 방향중의 제 2 방향 및 제 3 방향으로 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  5. 제 1 항에 있어서, 베어링중의 하나는 상기 공구 스핀들의 상부에 위치되어 있고 베어링중의 다른 하나는 상기 공구 스핀들 하부에 위치되어 있는 적어도 2 개의 베어링에 의해 상기 적어도 하나의 수직 피벗축 둘레로 각운동할 수 있게 상기 공구 스핀들이 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 공구 스핀들은 공구 스핀들축을 가지고 있고 상기 적어도 하나의 수직 피벗축은 상기 공구 스핀들축과 상기 칼럼 사이에 형성된 구역에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수직 피벗축이 상기 공구 스핀들 상에 장착된 공구의 기준평면의 후방 구역에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  8. 칼럼, 상기 칼럼의 제 1 수직 표면구역에 이동가능하게 고정된 공작물 스핀들 및 상기 칼럼의 제 2 수직 표면구역에 이동가능하게 고정된 공구 스핀들을 포함하는 기계로 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 방법으로서,
    상기 공구 스핀들에 공구를 장착하는 단계;
    상기 공작물 스핀들에 공작물을 장착하는 단계;
    공구축 둘레로 상기 공구를 회전시키는 단계;
    공작물축 둘레로 상기 공작물을 회전시키는 단계;
    수직방향으로 상기 칼럼에 대하여 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들중의 하나를 이동시키는 단계;
    제 1 수평방향으로 상기 칼럼에 대하여 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들 중의 하나를 이동시키는 단계;
    제 2 수평방향으로 상기 칼럼에 대하여 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들 중의 하나를 이동시키는 단계;
    적어도 하나의 수직 피벗축 둘레로 상기 칼럼에 대하여 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들 중의 적어도 하나를 피벗운동시키는 단계; 그리고
    상기 공작물 상에 치형부 슬롯을 기계가공하기 위해 상기 공작물과 상기 공구를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 공구 스핀들은 상기 적어도 하나의 수직 피벗축 둘레로 피벗운동하고 상기 적어도 하나의 수직 피벗축은 상기 공구축과 상기 칼럼 사 이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 공작물과 상기 공구를 결합하는 단계는 상기 공작물로부터 상기 공구를 분리시키지 않고서 상기 공작물에 모든 치형부 슬롯을 기계가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 방법.
  11. 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계로서,
    제 1 및 제 2 수직 표면구역을 구비한 칼럼;
    공작물 스핀들;
    공구 스핀들;
    제 1 직선방향, 제 2 직선방향 및 제 3 직선방향을 따라서 상대적인 병진운동을 하기 위해, 상기 칼럼의 상기 제 1 수직 표면구역 상에 상기 공작물 스핀들 및 상기 칼럼의 상기 제 2 수직 표면구역 상에 상기 공구 스핀들을 이동가능하게 지지하는 수단; 그리고
    상대적인 각운동을 위해 상기 공작물 스핀들과 상기 공구 스핀들 중의 적어도 하나를 피벗가능하게 지지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 칼럼은 정지 모놀리식 칼럼인 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들을 이동가능하게 지지하는 상기 수단은 수직방향 및 제 1 수평방향을 따라서 상기 공작물 스핀들을 이동시키기 위해 상기 제 1 수직 표면구역 상에 상기 공작물 스핀들을 이동가능하게 지지하는 수단 및 제 2 수평방향을 따라서 상기 공구 스핀들을 이동시키기 위해 상기 제 2 수직 표면구역 상에 상기 공구 스핀들을 이동가능하게 지지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 공작물 스핀들 및 상기 공구 스핀들 중의 적어도 하나를 피벗가능하게 지지하는 수단은 수직 피벗축 둘레로 상기 공구 스핀들이 운동할 수 있도록 상기 공구 스핀들에 연결된 피벗부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베벨 기어 및 하이포이드 기어를 제작하는 기계.
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