KR860000147B1 - 헬리컬기어의 형삭법 및 그 형삭용 피니언커터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

헬리컬기어의 형삭법 및 그 형삭용 피니언커터

제1도는 일반적인 기어형삭반의 커터헤드 단면구조도.

제2도는 본 발명에 사용하는 피니언커터의 일실시예를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1), (1') : 피니언커터 (2) : 커터축

(3) : 헬리컬가이드 (4) : 슬라이더

(5) : 절삭날

본 발명은 피니언커터에 의한 창성법(創成法)에 관한 것으로, 특히 기어형삭반에 부착된 헬리컬가이드 및 슬라이더를 교환하지 않고 커터만을 교환하므로서 임의의 비틀림각 및 임의의 모듈을 갖는 헬리컬기어를 절삭할 수 있도록 한 것이다.

종래의 기어형삭반으로 헬리컬기어의 절삭을 행할때에는 제1도에 커터헤드를 나타낸 바와같이, 도시하지 않은 기어소재에 형성되는 비틀림각과 동일한 각도를 가지고 또한 비틀림 방향이 반대인 피니언커터(1)를 사용한다. 또 이 피니언커터(1)를 부착한 커터축(2)은 헬리컬가이드(3)에 안내되는 슬라이더(4)에 부착되어 있으며, 상기 헬리컬가이드(3)의 나선홈에 연한 나선형상의 왕복절삭운동을 한다. 이때 헬리컬가이드(3)에 각설되는 나선홈의 리이드 L는 기어소재에 정한 치지각 모듈 m_n및 비틀림각 ψ에 의해서 결정된다. 즉 상기 헬리컬가이드(3)의 나선홈에 연해서 나사운동하는 커터축(2)에 부착한 피니언커터(1)의 치(齒)직각모듈 및 비틀림 각도 상기 기어소재에 정해진 값으로 정해져서 각각 m_n,ψ이므로 스파이럴 리이드 L는 다음식[1]에 의해서 구해진다.

L : 헬리컬가이드의 스파이럴리이드(mm)

m_n: 피니언커터의 치직각모듈(mm)

Z : 피니언커터의 치수

ψ : 피니언커터의 비틀림각(도)

상기의 헬리컬가이드의 스파이럴리이드L는 피니언커터의 치수 Z에 의해서도 결정되나 여기서 기어소재의 치직각모듈 m_n이나 비틀림각(ψ)이 바뀌었을 경우, 자연수의 값밖에 취할 수 없는 치수Z를 바꿔보아도 스파이럴리이드 L는 반드시 바꿔기 전과같은 값으로 될수 없다. 따라서 기어소재의 치각모듈 m_n이나 비틀림각 ψ이 바꿔면 이것에 맞추어서 피니언 커터는 물론 스파이럴리이드 L가 틀리는 헬리컬가이드 및 이것에 따라서 바궈는 슬라이더도 교환하는 것이 보통이었다.

그러나, 이 헬리컬가이드 및 슬라이더의 교환은 시간이 걸리게 될뿐만이 아니라 조정에 숙련을 필요로 하고 있었기 때문에 작업능률 저하의 커다란 원인이 되고 있었다. 그 위에 헬리컬가이드 및 슬라이더 그 자체는 고가이며 이것을 다수 준비하지 않으면 안되는 것은 대단히 불경제적이기도 했다.

그래서 본 발명은 이 결점을 해소하고자 한쌍의 헬리컬가이드와 슬라이더로 비틀림각이 다른 다종류의 헬리컬기어를 절삭하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이것에 의하면 작업능률의 향상에 수반하는 원가저감을 기도한 것이다.

이러한 목적을 달성하는 본 발명의 구성은 피니언커터가 부착된 커터축을 헬리컬가이드에 각설한 일정리이드 L의 나선홈에 연해서 기어소재에 대해서 왕복이동하면서 상기 커터축과 상기 기어소재를 동기회전시켜서 상기 기어소재를 비틀림각이 ψ로 치각모듈이 m_n의 헬리컬기어로 형성함에 있어서,

의 피치원 직경을 가지고 또한 원피치가 m_n·π가 되는 부분을 형성하는 복수의 절삭치를 갖춘 상기 피니언커터를 준비하고, 이 상기 절삭치의 간격이 m_n·π로 된 부분에서 상기 기어소재를 절삭하도록 한 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 한쌍의 헬리컬가이드와 슬라이더로 임의의 방식의 헬리컬기어의 절삭을 가능하게 하기 위해서 피니언커터의 치수 Z의 한정 범위를 넓히고, 피니언커터의 치수 Z의 한정 범위를 넓히고, 피니언커터의 치수 Z는 다음식 [2]와 같이 앞식[1]을 변형해서

로 표시되므로, 스파이럴리이드 L를 고정치로 했을 경우, 치직각모듈 m_n이나 비틀림각 ψ의 변화로 소수치를 포함한 것이 되는 경우가 생기게 된다. 종래에는 이와같이 치수가 소수가 되는 기어는 당연히 잇을 수없었던 것이나 본 발명에서는 소수치의 치수를 가진 지어가 존재한다고 가정해서, 다음식과 같이 피니언커터의 피치원 직경 d을 고정치(상수)가 되는 스파이럴리이드 L와 기어소재에서 결정되는 비틀림각 (에서 구하면,

이라는 일반식에 상기의 2식을 대입해서

이 된다. 이 [3']식에서 구해지는 피치원직경 d을 가지고 또한 기어소재와 같은 치직각모듈 m_n과 비틀림각 ψ을 가진 특수한 피니언커터를 사용하면 스파이럴리이드 L를 바꾸지 않아도 피니언 커터만을 변환하므로서 창성기어절삭이 행해진다. 그러나 상술한 특수한 피니언커터에는 치홈의 값이 mn·π/2보다 크고 m_n·π보다 작은 개소가 생기거나 혹은 치형의 불완전한 개소가 생기거나 하는 경우가 있으며 불완전한 치를 형성하는 경우 이것을 제거해서 이곳의 치홈을 m_h·π/2보다 큰값을 가진 개소로 하는 것이 바람직하다. 예를들면 치수가 11.6매라는 값으로 산출되면 제2도에 나타낸 바와같이 11매의 완전한 절삭날(5)과 1개소에 m_n·π/2이상의 치홈을 형성하는 피니언커터(1')로 되기 때문에 치의 간격이 m_n·π로 된 완전한 절삭치(5)의 부분으로 기어절삭작업을 행하면 된다. 즉 완전한 절삭치(5)를 형성하는 부분의 원피치는 기어소재의 원피치와 같아서 값이 mn·π로 되나 불완전부분의 절삭치를 제거한 개소를 개재하는 완전한 절삭치(5)사이의 원피치만이 이것과 다른 값이 되어있다. 물론 치수를 11매 이하로해서 그 완전한 절삭치의 부분으로 기어 절삭을 행하여도 창성은 가능하다. 또한 본 피니언커터의 제조에 있어서는 당해 피니언커터의 설계에 알맛는 분할판(dividing plate)을 사용하므로서 용이하게 제조할 수가 있다.

본 발명의 방법은 상기의 피니언커터를 사용하는데에 하나의 특징이 있으며 임의로 설정되는 기어소재의 치직각모듈 m_n및 비틀림각 ψ에 맞추어서 만든 피치원직경 d·(L/π) tanψ의 피니언커터를 커터축에 부착하고, 절삭치의 간격이 mn·π, 된 부분만으로 창성운동 및 절삭운동을 종래대로 행한다. 그리고 상기 피니언커터의 치홈의 값이 다른 것과 상이하는 다시말해서 피니언커터의 m_n·π보다 큰 원피치부분이 기어소재에 접근했을때는 기어소재를 상기 피니언커터로부터 멀리해서 커터축 및 피니언커터와 기어소재의 창성회전운동을 급송으로 역전시켜서 절삭개시 위치로 되돌아와서 재차절삭하고, 창성운동을 제개하면 된다. 혹은 치홈의 값이 다른 것과 상이하는 즉 피니언커터의 m_n·π보다 큰 원피치부분이 기어소재에 접근했을때에 작업대를 피니언커터로부터 떨어지게 한뒤 당해 피니언커터를 급송으로 동일회전 방향으로 돌려서 이 부분 즉 기어소재의 접촉점을 당해 피니언 커터의 원피치 m_n·π보다 큰값의 개소를 통과할때까지 회전시킨 다음, 재차 절삭치의 간격이 m_n·π의 등원(圓等)피치가 된 절삭치에서 창성운동을 계속시키는 것도 가능하나 이때 치홈의 값이 상이한 개소의 위상을 커터축과 작업대와의 사이에서 보정할 필요가 있다. 이들의 커터축과 작업대와의 사이의 불연속회전운동은 양자의 구동을 수치케어(Numerical Control)화 했을 경우에 미리 설정하므로서 용이하게 실시할 수 있다. 또 당연한 것이기는 하나, 상기 [2]식에서 치수 Z가 자연수의 값이되었을 경우는 극히 보통의 피니언커터에 의해서 종래대로의 창성운동을 행하게 표는 것은 가능하다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의한 방법으로는 기어형삭반에 치홈의 값이 다른 것과 상이하는 부분을 일개소 가진 특수한 피니언 커터를 사용해서 불연속인 창성운동을 행하게 하므로서 번거롭고 곤란한 헬리컬가이드와 슬라이더와의 교환을 불필요하게 하고, 피니언커터의 교환만으로 비틀림각이 다른 다종류의 헬리컬기어의 기어절삭가공이 가능해졌다. 그 위에 가공 원가의 저감에도 기여한다.

Claims (3)

1. 헬리컬기어를 형삭하는 피니언커터에 있어서, 치수(Z)를

   

   로 계산한 결과가 정수가 아닌 것으로서 그 원(圓)피치를 1개소만 m_n·π보다 크게한 것을 특징으로 하는 피니언커터.
2. 헬리컬가이드에 의해 커터스핀들에 나사운동을 행하게 하도록 한기어 형삭반(形削盤)에 의한 헬리컬기어 형삭법에 있어서 커터스핀들에 장착된 상기 1항 기재의 피니언커터에 의해 기어소재를 치절삭가공할때 그 피니언커터의 m_n·π보다 큰 원피치부분이 기어소재에 접근했을 때는 기어소재와 피니언커터를 절삭개시 위치로 되돌린 상태에서 치절삭가공을 속행하는 것은 특징으로 하는 헬리컬기어 형삭법.
3. 헬리컬가이드에 의해서 커터스핀들에 나사운동을 행하도록 한 기어형삭반에 의한 헬리컬기어 형삭법에 있어서 커터스핀들에 장착된 상기 1항 기재의 피니언커터에 의하여 기어소재를 치절삭 가공할때에 그 피니언커터가 기어소재에 접근하였을때는 기어소재의 접촉점을 통과할때까지 피니언커터만을 회전시킨후 치절삭 가공을 속행하는 것을 특징으로 하는 헬리컬기어 형삭법.

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