TW202224818A - 齒輪刮滾加工法 - Google Patents
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Abstract
在齒輪刮滾加工法中，使用：配置在工件(3)的被切削面(31)中之第1加工位置(P10(1))的第1刮滾刀具(10)、以及配置在從第1加工位置(P10(1))起，於圓周方向上相差有180°之第2加工位置(P20(1))的第2刮滾刀具(20)，進行被切削面(31)的齒輪切削加工。主要是藉由第1刮滾刀具(10)，對要刮滾形成在工件(3)的被切削面(31)之內齒(32)的右齒面(32R)的部分。又，主要是藉由第2刮滾刀具(20)切削要成為左齒面(32L)的部分。可以各別地控制由第1、第2刮滾刀具(10、20)所進行的加工條件，因此可以效率良好地加工左右之齒面為不同形狀的齒。
Description
本發明，是關於使用刮滾刀具(齒輪型工具)對圓筒形狀之工件(被切削齒輪)的外周面及內周面之中的一方的被切削面進行齒輪切削加工的齒輪刮滾加工法(gear skiving method)。
周知有作為內齒輪、外齒輪之齒輪切削加工法的齒輪刮滾加工法。齒輪刮滾加工，是對於工件(被切削齒輪)的旋轉軸與工具旋轉軸，在賦予軸相對角度的狀態下，使雙方以與齒數比相應的旋轉比一面旋轉，一面藉由將工具往工件的軸向進刀來進行加工。
第2圖(a)，是顯示在齒輪刮滾加工中之由刮滾刀具所進行之作為內齒輪用之工件的加工狀態的一例的說明圖。在刮滾加工中，刮滾刀具1，是以使其旋轉軸1a與工件3(被切削內齒輪)的旋轉軸3a成為預定的交叉角(軸交叉角)之方式所配置。刮滾刀具1，是定位在工件3之被切削面31(圓形內周面)中之圓周方向的預定加工位置。使工件3及刮滾刀具1朝向同一方向同步旋轉。在此狀態下，將刮滾刀具1，沿著工件3的被切削面31朝向工件之旋轉軸3a的方向進行進刀。藉此，藉由刮滾刀具1的切削刃1b在工件3的被切削面31形成內齒32。如周知般，因應所要刮滾形成的齒形，可適切地設定：刮滾刀具1的切削刃形狀、螺旋角、刮滾刀具1與工件3之間的軸交叉角、刮滾刀具1及工件3之各別的旋轉速度、刮滾刀具1的進刀速度、切削量等之加工條件。
又，第2圖(b)是顯示將第2圖(a)所示的刮滾刀具1及工件3簡化後的模式圖。在以下所說明的圖中，同樣地是將刮滾刀具及工件予以簡化而顯示。
在此，在專利文獻1所記載的刮滾加工法中，是使用相同的刮滾工具，對工作件進行2次齒輪切削加工，然後再以另外的製程進行所要刮滾形成之右齒面與左齒面的精加工。在專利文獻2所記載的齒輪加工法中，是將刮滾刀具，沿著被切削材的軸向及周方向一面移動一面進行齒輪切削加工，而得以刮滾形成：於齒交線方向上齒面形狀有所變化的齒形、於齒交線方向上齒高有所變化的齒形。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-63506號公報
[專利文獻2]日本特開2020-19096號公報
[發明所欲解決的問題]
在齒輪刮滾加工中，以刮滾刀具使左齒面與右齒面同時被切削的情形時，並無法進行左右齒面為不同形狀之齒輪的齒輪切削加工。於被切削之左右的齒面中，相較於後傾角為銳角所加工的齒面，後傾角為負值(鈍角)所加工之相反側的齒面的加工精度較差。
本發明的目的，有鑑於如此的缺點，在於提供一種對於具備有沿著齒交線方向變化之齒形、左右齒面不同之齒形等，可以效率良好地進行齒輪切削加工的齒輪刮滾加工法。
[解決問題的技術手段]
為了解決上述的課題，本發明，是對圓筒形狀之工件的外周面及內周面之中之一方的面之被切削面進行齒輪切削加工的齒輪刮滾加工法，
將第1刮滾刀具，以成為預定之切削量的方式定位在：上述工件之上述被切削面中之圓周方向的第1加工位置；
將第2刮滾刀具，以成為預定之切削量的方式定位在：從上述被切削面中的上述第1加工位置起，於上述圓周方向相差180°的第2加工位置；
將第1刮滾刀具，以相對於上述工件成為第1軸交叉角的方式來配置，將第2刮滾刀具，以相對於上述工件成為第2軸交叉角的方式來配置；
使上述工件、上述第1及第2刮滾刀具，繞各別的旋轉軸，一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著上述工件的旋轉軸的方向同時進刀，並藉由上述第1、第2刮滾刀具，進行上述被切削面的齒輪切削加工。
又，於本發明的齒輪刮滾加工法中，其特徵為：
上述第1刮滾刀具與上述第2刮滾刀具，為螺旋角相反的刀具；
上述第1軸交叉角與上述第2軸交叉角，是相對於上述工件的旋轉軸，相互朝相反方向例如，傾斜有同樣的角度；
上述被切削面的齒輪切削加工，是包含第1製程及第2製程的兩個製程；
在上述第1製程中，是使上述工件、上述第1、第2刮滾刀具繞各別的旋轉軸，朝第1方向一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著工件中心軸線的方向同時進刀，藉由上述第1刮滾刀具，對成為刮滾形成在上述被切削面之齒的左齒面及右齒面之中之一方的齒面的部分進行切削，上述第2刮滾刀具是處於沒有參與上述被切削面之切削的狀態；
在上述第2製程中，是使上述工件、上述第1、第2刮滾刀具繞各別的旋轉軸，朝與上述第1方向相反的第2方向一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著工件中心軸線的方向同時進刀，藉由上述第2刮滾刀具，對成為刮滾形成在上述被切削面之齒的左齒面及右齒面之中之另一方的齒面的部分進行切削，上述第1刮滾刀具是處於沒有參與上述被切削面之切削的狀態。
在本發明的方法中，是使用2支的刮滾刀具，以兩個製程進行工件的齒輪切削加工。在第1製程中，是以使第1刮滾刀具之切削刃成為銳角的後傾角的方式，來對要刮滾形成在工件的被切削面之齒的兩側齒面之中之一方的齒面設定加工條件，切削該一方的齒面。在其次的第2製程中，是以使第2刮滾刀具的切削刃成為銳角的後傾角的方式，來對另一方的齒面設定加工條件，切削該另一方的齒面。藉此，可以精度良好地切削雙方的齒面。
以下參照圖面，說明使用本發明之齒輪刮滾加工方法的齒輪切削加工的實施形態。以下的例子，是使用本發明之齒輪刮滾加工法的內齒輪加工法。
作為內齒輪用的工件，例如是經由母材鍛造製程及車削製程所取得。工件，係於第1次齒輪切削製程的粗加工製程中，對作為其被切削面的圓形內周面施以內齒(齒溝)加工。其次，工件，在經過熱處理等之製程後，係於第2次齒輪切削製程的精加工製程中，對內齒的左齒面、右齒面施以精加工。於粗加工製程及精加工製程，使用本發明的齒輪刮滾加工。
粗加工製程，是由第1刮滾刀具10所進行之加工、以及由第2刮滾刀具20所進行之加工的2個製程所構成。同樣地，精加工製程，也是由第1刮滾刀具10所進行之加工、以及由第2刮滾刀具20所進行之加工的2個製程所構成。
第1圖(a)～(d)是顯示內齒輪之粗加工製程的說明圖。如第1圖(a)所示，在粗加工製程中，第1刮滾刀具10是被定位在：於工件3之被切削面31中之圓周方向的第1加工位置P10(1)。又，第2刮滾刀具20是被定位在：從被切削面31的第1加工位置P10(1)起，於圓周方向上相差有180°之角度的第2加工位置P20(1)。亦即，第1、第2刮滾刀具10、20，是夾隔著工件3的旋轉軸3a被配置在相對向的相對向位置。
如第1圖(b)所示，作為第1、第2刮滾刀具10、20，是使用螺旋角相反的刀具。又，若將第1刮滾刀具10與工件3之間的軸交叉角(第1軸交叉角)設為＋θ時，則第2刮滾刀具20與工件3之間的軸交叉角(第2軸交叉角)設為-θ。
亦即，如第1圖(c)所示，工件3的旋轉軸3a與第1刮滾刀具10的旋轉軸10a之間的軸交叉角，在以工件3的旋轉軸3a為中心並以繞順時鐘的方向為正之情形時，為＋θ。如第1圖(d)所示，工件3的旋轉軸3a與第2刮滾刀具20的旋轉軸20a之間的軸交叉角為-θ。
又，在第1製程中，工件3、及第1、第2刮滾刀具10、20的旋轉方向為繞順時鐘方向。於第2製程中，工件3、及第1、第2刮滾刀具10、20的旋轉方向為繞逆時鐘方向。
在粗加工製程的第1製程中，是藉由繞順時鐘進行旋轉的第1刮滾刀具10中之以銳角的後傾角抵接於工件3的被切削面31之切削刃的刀鋒部分，主要是切削用以形成內齒32之右齒面32R的部分。相對於此，於繞順時鐘進行旋轉的第2刮滾刀具20而言，其切削刃的刀鋒是沿著由第1刮滾刀具10所切削後之部分的表面而移動，並沒有進行被切削面31的切削。
在粗加工製程中之其次的第2製程中，是藉由繞逆時鐘進行旋轉的第2刮滾刀具20中之以銳角的後傾角抵接於工件3的被切削面31之切削刃的刀鋒部分，主要是切削用以形成內齒32之左齒面32L的部分。相對於此，於繞逆時鐘進行旋轉的第1刮滾刀具10而言，其切削刃的刀鋒是沿著由第2刮滾刀具20所切削後之部分的表面而移動，並沒有進行被切削面31的切削。
於齒輪切削加工中，使第1、第2刮滾刀具10、20，分別位在：在工件圓周方向上，相對於直徑線L上的第1加工位置P10(1)、第2加工位置P20(1)，是從被切削面31朝向沿著旋轉軸3a的方向已離開的位置。
在第1製程中，是使工件3、及第1、第2刮滾刀具10、20，繞順時鐘同步旋轉，並以成為預定之切削量的方式將第1、第2刮滾刀具10、20定位在工件直徑方向上。在此狀態下，以預定的速度朝向沿著工件3之旋轉軸3a的方向一面對工件3的被切削面31進刀，一面切削被切削面31而刮滾形成內齒32的齒溝。藉由第1刮滾刀具10，主要切削形成內齒32的右齒面32R之部分。第2刮滾刀具20實質上並沒有參與切削。
在第2製程中，是使工件3，及第1、第2刮滾刀具10、20，繞逆時鐘同步旋轉，並以成為預定之切削量的方式將第1、第2刮滾刀具10、20定位在工件直徑方向上。在此狀態下，以預定的速度朝向沿著工件3之旋轉軸3a的方向一面對工件3的被切削面31進刀，一面切削被切削面31而刮滾形成內齒32的齒溝。藉由第2刮滾刀具20，主要切削形成內齒32的左齒面32L之部分。第1刮滾刀具10實質上並沒有參與切削。
其次，於作為第2齒輪切削製程之齒面的精加工製程中，也是設定與上述的粗加工製程同樣的加工條件，來進行第1製程及第2製程。在第1製程中，主要是藉由第1刮滾刀具10，來對藉由第1齒輪切削製程而在被切削面31所刮滾形成之各內齒32的右齒面32R實施精加工。在第2製程中，主要是藉由第2刮滾刀具20，來對另一方的左齒面32L實施精加工。
在本例的齒輪刮滾加工方法中，第1刮滾刀具10之切削刃的刀鋒是在其後傾角為銳角的狀態抵接於右齒面32R，第2刮滾刀具20是在其後傾角為銳角的狀態抵接於左齒面32L。因此，可以精度良好地加工左右的齒面。
又，由於可以獨立地控制第1、第2刮滾刀具10、20的進刀速度、切削量等，因此與第1圖、第2圖所示之情形同樣地，可以加工出左右齒面不同齒形的內齒。又，由於使用2支的第1、第2刮滾刀具10、20，所以相較於使用單一刀具之情形，可以抑制各切削刃的刀鋒摩耗。
又，藉由將工件3與第1、第2刮滾刀具10、20之間的軸交叉角設定成相互不同的角度，可以將左右的齒面加工成不同的齒形。藉由在加工途中改變工件3與第1、第2刮滾刀具10、20之間的軸交叉角，而可以從齒交線方向的途中開始改變壓力角。藉此，可以取得沿著齒交線方向使壓力角變化的左右對稱齒面、或是具備有左右非對稱之齒面的三次元齒形。又，藉由改變第1、第2刮滾刀具10、20之徑向方向的進刀量，可以取得齒高沿著齒交線方向變化的錐狀齒形(三次元齒形)。
(其他的實施形態)
上述的例子，雖然是關於內齒輪的齒輪切削加工，不過本發明，當然也同樣地可以適用在外齒輪的齒輪切削加工上。
1:刮滾刀具
1a:旋轉軸
1b:切削刃
3:工件
3a:旋轉軸
10:第1刮滾刀具
10a:旋轉軸
20:第2刮滾刀具
20a:旋轉軸
31:被切削面
32:內齒
32L:左齒面
32R:右齒面
L:直徑線
P10(1):第1加工位置
P20(1):第2加工位置
θ:軸交叉角
[第1圖]，(a)是顯示在作為內齒輪用之工件的粗加工製程中，由第1、第2刮滾刀具對工件的加工狀態之一例的說明圖；(b)是顯示主要加工條件及右齒面、左齒面的說明圖；(c)是顯示從沿著通過第1刮滾刀具中心之工件的徑向進行觀察時，第1刮滾刀具相對於被切削面之配置關係的說明圖；(d)是顯示從沿著通過第2刮滾刀具中心之工件的徑向進行觀察時，第2刮滾刀具相對於被切削面之配置關係的說明圖。
[第2圖]，(a)是顯示由刮滾刀具對作為內齒輪用之工件的加工狀態之一例的說明圖；(b)是顯示將刮滾刀具及工件簡化的說明圖。
3:工件
3a:旋轉軸
10:第1刮滾刀具
10a:旋轉軸
20:第2刮滾刀具
20a:旋轉軸
31:被切削面
32:內齒
32L:左齒面
32R:右齒面
L:直徑線
P10(1):第1加工位置
P20(1):第2加工位置
θ:軸交叉角
Claims (1)
- 一種齒輪刮滾加工法，是對圓筒形狀之工件的外周面及內周面之中之一方的面之被切削面進行齒輪切削加工的齒輪刮滾加工法，其特徵為： 將第1刮滾刀具，以成為預定之切削量的方式定位在：上述工件之上述被切削面中之圓周方向的第1加工位置； 將第2刮滾刀具，以成為預定之切削量的方式定位在：從上述被切削面的上述第1加工位置起，於上述圓周方向相差180°的第2加工位置； 將該第1刮滾刀具以相對於上述工件成為第1軸交叉角的方式來配置，將該第2刮滾刀具以相對於上述工件成為第2軸交叉角的方式來配置； 使上述工件、上述第1及第2刮滾刀具，繞各別的旋轉軸，一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著上述工件的旋轉軸的方向同時進刀，並藉由上述第1、第2刮滾刀具，進行上述被切削面的齒輪切削加工； 上述第1刮滾刀具與上述第2刮滾刀具，為螺旋角相反的刀具； 上述第1軸交叉角及上述第2軸交叉角，是相對於上述工件的旋轉軸，相互朝反方向傾斜的角度； 上述被切削面的齒輪切削加工，是包含第1製程及第2製程的兩個製程； 在上述第1製程中，是使上述工件、上述第1、第2刮滾刀具繞各別的旋轉軸且朝第1方向一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著工件中心軸線的方向同時進刀，藉由上述第1刮滾刀具，對成為刮滾形成在上述被切削面之齒的左齒面及右齒面之中之一方的齒面的部分進行切削，上述第2刮滾刀具是處於沒有參與上述被切削面之切削的狀態； 在上述第2製程中，是使上述工件、上述第1、第2刮滾刀具繞各別的旋轉軸且朝與上述第1方向相反的第2方向一面同步旋轉，一面將上述第1、第2刮滾刀具在沿著工件中心軸線的方向同時進刀，藉由上述第2刮滾刀具，對成為刮滾形成在上述被切削面之齒的左齒面及右齒面之中之另一方的齒面的部分進行切削，上述第1刮滾刀具是處於沒有參與上述被切削面之切削的狀態。
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