TWI444239B - Gear processing method - Google Patents

Description

齒輪加工方法

本發明係關於使旋轉工具與被加工齒輪嚙合、令其等同步旋轉，藉此對被加工齒輪進行齒輪加工之齒輪加工方法。

自先前以來，作為利用旋轉工具將被加工齒輪之工件進行齒輪加工者，已提供有齒輪加工機械。如此之齒輪加工機械，具有如滾齒機或齒輪研磨機之利用齒輪滾刀或螺絲狀磨石等旋轉工具，對工件進行創造性加工者。且，進行齒輪加工時，係在使旋轉工具及工件繞著各自之軸心旋轉之狀態下，使旋轉工具切入工件，藉此利用旋轉工具之刃部將工件外周切削，於該工件形成齒形。

此處，工件繞著其軸心之旋轉，係藉由使安裝工件之旋轉桌台繞著其軸心旋轉而進行。即，工件在旋轉桌台上必須與該旋轉桌台同軸安裝。

一般而言，旋轉桌台上安裝有安裝治具，且工件係經由該安裝治具而安裝於旋轉桌台。然而，由於該等之加工誤差或安裝誤差等之要因，與旋轉桌台同軸地高精度安裝工件較為困難。特別是在直徑為數m，且重量為數噸之較大的工件，如此之工件之定心作業更為困難。

若工件相對旋轉桌台係偏心地安裝，則不僅會產生切入量(徑向)之誤差，亦會產生齒輪之累積間距(周向)之誤差。只修正切入量之誤差較容易，但進行亦包含齒輪之累積間距誤差之修正，由於計算式較複雜，因此並非容易。

因此，先前已提供有一種可對偏心安裝之工件進行齒輪加工之齒輪加工方法。如此之齒輪加工方法例如揭示於專利文獻1中。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-191131號公報

上述先前之齒輪加工方法，係由工件對於旋轉桌台之偏心量及旋轉相位差，算出旋轉桌台之桌台旋轉相位修正量後，再使用該桌台旋轉相位修正量算出齒輪滾刀之切入修正量。其後，將桌台旋轉相位修正量加入預先設定之目標桌台旋轉相位，使旋轉桌台旋轉，且將切入修正量加入預先設定之目標切入量，將旋轉工具切入，藉此，即使工件偏心安裝，亦可進行齒輪加工。

然而，先前之齒輪加工方法中，所算出之桌台旋轉相位修正量之中心未必與旋轉桌台之軸心一致，亦有設定在從旋轉桌台之旋轉軸偏離之位置之情形。再者，切入修正量之算出，若不使用加上桌台旋轉相位修正量之修正後的實際桌台旋轉相位，則無法利用旋轉工具進行正確切入，儘管如此使用修正前之目標桌台旋轉相位。因此，先前之齒輪加工方法難以高精度地加工偏心安裝之工件。

因此，本發明係解決上述問題者，其目的在於提供一種可高精度地對偏心安裝之被加工齒輪進行齒輪加工之齒輪加工方法。

解決上述問題之本發明之齒輪加工方法，其特徵在於：其係使旋轉工具與被加工齒輪嚙合、令其等同步旋轉，藉此對被加工齒輪進行齒輪加工者，且，基於被加工齒輪之各種要素，設定使被加工齒輪旋轉之旋轉桌台之目標桌台旋轉相位、與對應於該目標桌台旋轉相位之前述旋轉工具對於被加工齒輪的目標切入量；基於對於前述旋轉桌台之被加工齒輪之偏心量及旋轉相位差，求出前述旋轉桌台之桌台旋轉相位修正量，並以於前述目標桌台旋轉相位加上前述桌台旋轉相位修正量之實際桌台旋轉相位，使前述旋轉桌台旋轉；基於前述偏心量、前述旋轉相位差、及前述實際桌台旋轉相位，求出前述旋轉工具之切入修正量，並以於前述目標切入量加上前述切入修正量之實際切入量，將前述旋轉工具切入被加工齒輪。

根據本發明之齒輪加工方法，即使被加工齒輪係對於旋轉桌台偏心安裝，亦可高精度地對該被加工齒輪進行齒輪加工。

以下，玆使用附圖詳細說明本發明之齒輪加工方法。

[實施例]

如圖1所示，於滾齒機1之底座11上，可在水平之X軸方向移動地支持有立柱12。立柱12之前面，可在垂直之Z軸方向升降地支持有滾刀滑座13，該滾刀滑座13上，有滾刀頭14可繞著水平之A軸旋轉、且可在水平之Y軸方向移動地被支持。該滾刀頭14上，可裝卸地安裝有齒輪滾刀(旋轉工具)15，該齒輪滾刀15藉由安裝於滾刀頭14，可繞著水平之B軸旋轉。

又，如圖1及圖2所示，該底座11上之立柱12之正面，可繞著鉛直之C軸旋轉地支持有旋轉桌台16。旋轉桌台16之上面，可裝卸地安裝有安裝治具17，該安裝治具17上，可裝卸地安裝有作為齒輪材料之工件(被加工齒輪)W。另，圖1中未進行工件W朝安裝治具17之安裝。

再者，夾著底座11上之旋轉桌台16之立柱12之相反側，立設有支持柱18。支持柱18之前面，可在Z軸方向升降地支持有升降頭19，該升降頭19之前端設有支持中心20。另，支持中心20係以其軸心與C軸一致之方式配置。即，利用升降頭19使支持中心20下降，藉而在安裝治具17與支持中心20間可旋轉地支持有工件W，於此狀態下使旋轉桌台16旋轉，藉此使工件W繞著C軸旋轉。

且，滾齒機1上設有統一控制該滾齒機1整體之NC裝置21。該NC裝置21例如與立柱12、滾刀滑座13、滾刀頭14、旋轉桌台16、升降頭19等連接，且基於所輸入之加工條件或工件(齒輪)各種要素，控制齒輪滾刀15之往X軸、Y軸、Z軸方向之移動、繞著A軸之旋轉、繞著B軸之旋轉或工件W之繞著C軸的旋轉。

因此，使用滾齒機1對工件W進行齒輪加工時，首先，將工件W安裝於安裝治具17後，使支持中心20下降，於安裝治具17與支持中心20間可旋轉地支持工件W。其次，藉由使立柱12、滾刀滑座13、滾刀頭14驅動，使齒輪滾刀15於X、Y、Z軸方向移動，且對應工件W之扭轉角使其繞著A軸旋轉，並與工件W嚙合。其後，使齒輪滾刀15繞著B軸旋轉，且使旋轉桌台16繞著C軸旋轉後，由該狀態使立柱12於X軸方向移動，將齒輪滾刀15切入工件W。藉此，利用齒輪滾刀15之刃部切削工件W之外周，於該工件W構成齒形。

此處，滾齒機等齒輪加工機械中，加工大型工件時，難以與旋轉桌台同軸地高精度地安裝工件。因此，由於工件對於旋轉桌台偏心，會有導致切入量誤差或齒輪之累積間距誤差等之齒輪加工精度降低之虞。

因此，滾齒機1之NC裝置21，即使在無法充分進行如上述之工件定心作業之情形下，為消除對於旋轉桌台16之工件W之偏心量，而對於旋轉桌台16之旋轉相位(後述之目標桌台旋轉相位Co)與齒輪滾刀15之切入量(立柱12之X軸方向之移動量，後述之目標切入量Xo)進行修正。

其後，使用圖3詳細說明利用如此之NC裝置21之工件偏心修正處理。

首先，在將齒輪滾刀15切入工件W之前，測量旋轉桌台16之中心Ot與工件W之中心Ow之間之距離(以下稱其為工件偏心量δ)、與相對於旋轉桌台16之工件W之旋轉相位差(以下稱其為工件偏心旋轉相位Φ)，且將該等工件偏心量δ及工件偏心旋轉相位Φ輸入NC裝置21。另，NC裝置21，係基於用以將預先輸入之工件W加工成特定之齒形形狀之工件各種要素，來設定齒輪滾刀15及旋轉桌台16之旋轉數，或旋轉桌台16達到特定之旋轉相位(以下稱其為目標桌台旋轉相位Co)時之齒輪滾刀15之切入量(以下稱其為目標切入量Xo)。

其後，NC裝置21使用工件偏心量δ及工件偏心旋轉相位Φ，算出加入於目標桌台旋轉相位Co之修正量，即桌台旋轉相位修正量ΔC。該桌台旋轉相位修正量ΔC係由以下所示之式(1)算出。

ΔC=δ‧sin(Co+Φ)/(Dp/2-δx)…(1)

另，Dp係作為工件各種要素之一個要素之工件節距圓直徑。且，δx係表示工件偏心量δ之X軸方向成份，δx=δ‧cos(Co+Φ)。

其後，藉由於目標桌台旋轉相位Co加上所算出之桌台旋轉相位修正量ΔC，而算出成為旋轉桌台16之實際旋轉相位之實際桌台旋轉相位Ct。該實際桌台旋轉相位Ct係由以下所示之式(2)算出。

Ct=Co+ΔC…(2)

再者，NC裝置21使用如上算出之實際桌台旋轉相位Ct，算出加入於目標切入量Xo之修正量，即切入修正量ΔX。該切入修正量ΔX係由以下所示之式(3)算出。

ΔX=δ‧cos(Ct+Φ)…(3)

其後，藉由於目標切入量Xo加上算出之切入修正量ΔX，算出成為齒輪滾刀15之實際切入量之實際切入量Xh。該實際切入量Xh係由以下所示之式(4)算出。

Xh=Xo+ΔX…(4)

因此，於旋轉桌台16之目標桌台旋轉相位Co加上以該旋轉桌台16之中心Ot(C軸)為中心之桌台旋轉相位修正量ΔC，且於齒輪滾刀15之目標切入量Xo加上根據修正後之實際桌台旋轉相位Ct求出之切入修正量ΔX，藉此由於工件W之外周經常接觸於齒輪滾刀15之軸向中央部，因此，表觀上消除工件W之工件偏心量δ，於其外周構成齒形。藉此，即使工件W對於旋轉桌台16偏心安裝，亦可高精度地對該工件W進行齒輪加工。

另，本實施例中，係將本發明之齒輪加工方法適用於利用滾齒機之齒輪滾刀滾切工件之滾刀加工方法，然而亦可適用於利用刨齒機之刀具刨製(刨削)工件之刨製加工方法、或利用齒輪研磨機之螺絲狀磨石研磨工件之研磨加工方法。

[產業上之可利用性]

本發明可適用於可防止因工件偏心安裝而導致旋轉工具或工件破損之齒輪加工方法。

1．．．滾齒機

11．．．底座

12．．．立柱

13．．．滾刀滑座

14．．．滾刀頭

15．．．齒輪滾刀

16．．．旋轉桌台

17．．．安裝治具

18．．．支持柱

19．．．升降頭

20．．．支持中心

21．．．NC裝置

Co．．．目標桌台旋轉相位

Ct．．．實際桌台旋轉相位

Dp．．．工件節距圓直徑

Ot．．．旋轉桌台之中心

Ow．．．工件之中心

W．．．工件

Xh．．．實際切入量

Xo．．．目標切入量

ΔC．．．桌台旋轉相位修正量

ΔX．．．切入修正量

δ．．．工件偏心量

Φ．．．工件偏心旋轉相位

圖1係適用本發明之一實施例之齒輪加工方法之滾齒機之側視圖。

圖2係圖1之主要部份放大圖。

圖3係顯示對偏心安裝之工件進行齒輪加工時之情況的概要平面圖。

15．．．齒輪滾刀

Co．．．目標桌台旋轉相位

Dp．．．工件節距圓直徑

Ot．．．旋轉桌台之中心

Ow．．．工件之中心

W．．．工件

Xh．．．實際切入量

Xo．．．目標切入量

ΔC．．．桌台旋轉相位修正量

ΔX．．．切入修正量

δ．．．工件偏心量

Φ．．．工件偏心旋轉相位

Claims (1)

1. 一種齒輪加工方法，其特徵在於：其係使旋轉工具與被加工齒輪嚙合並令其等同步旋轉而藉以對被加工齒輪進行齒輪加工者，且，根據被加工齒輪之各種要素，設定使被加工齒輪旋轉之旋轉桌台之目標桌台旋轉相位、與對應於該目標桌台旋轉相位之前述旋轉工具對被加工齒輪的目標切入量；根據相對於前述旋轉桌台之被加工齒輪之偏心量及旋轉相位差，求出前述旋轉桌台之桌台旋轉相位修正量，並以於前述目標桌台旋轉相位加上前述桌台旋轉相位修正量之實際桌台旋轉相位，使前述旋轉桌台旋轉；根據前述偏心量、前述旋轉相位差、及前述實際桌台旋轉相位，求出前述旋轉工具之切入修正量，並以於前述目標切入量加上前述切入修正量之實際切入量，使前述旋轉工具切入被加工齒輪。