WO2011043358A1 - 樽形ねじ状工具の製作方法 - Google Patents

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吉言 ▲柳▼瀬
政志 越智
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for molding or dressing a barrel-shaped threaded grindstone having a barrel shape used for grinding a tooth surface of an internal gear.
  • gears are frequently used in automobile transmissions.
  • gear processing accuracy for the purpose of reducing transmission vibration and noise.
  • gear cutting is performed on a predetermined gear material to form a tooth profile, and after the gear that has been gear cut is heat-treated, finishing processing (grinding) is performed to remove distortion caused by the heat treatment. ) Is done.
  • finishing processing grinding
  • an external gear to be processed and a grindstone after heat treatment are engaged with each other in a state of giving an axis crossing angle, and tooth surface grinding of the external gear to be processed is performed.
  • the tools used in these grinding methods include various types of tools such as an external gear type, an internal gear type, and a screw (worm) type according to the shape of the gear to be ground.
  • Patent Document 1 relates to hard gear honing using an internal grindstone for a heat-treated gear, and in order to perform dressing or truing of the internal grindstone with high accuracy, the number of teeth of the dress gear is set to the gear (work) tooth to be processed.
  • a dress gear having a tooth number 1.5 times or more the number is disclosed.
  • a barrel-shaped threaded grindstone dressed / truded with a dress gear manufactured with the same specifications as the internal gear is used.
  • the tooth profile of the barrel-shaped threaded grindstone may not properly mesh with the tooth profile of the internal gear to be processed.
  • a removal tooth profile (machining allowance) 221 of a tooth profile 222 is formed on the workpiece internal gear 211.
  • the positions of the barrel-shaped threaded grindstone 212 and the internal gear 211 to be processed are appropriately meshed, but generally the meshing is performed with the center position of the barrel-shaped threaded grindstone 212 as a reference. ing. Therefore, at the beginning of machining, the blade 212a of the barrel-shaped screw-shaped grindstone 212 comes into contact only with the cutting tooth shape 221 of the internal gear 211 to be machined at both axial ends 212b, 212c of the barrel-shaped thread-shaped grindstone 212. It will bite more than necessary than the axial center of the thread-shaped grindstone 212.
  • a local load is applied to both end portions 212b and 212c of the barrel-shaped threaded grindstone 212 at the start of grinding, and an irregular grinding load is applied. And uneven wear may occur.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and provides a method for producing a barrel-shaped screw-like tool that can easily produce a barrel-shaped screw-like tool that can be efficiently ground without uneven wear. It is an object.
  • the manufacturing method of the barrel-shaped screw-like tool according to the present invention that solves the above-described problems is as follows.
  • Dressing with a dressing tool for a barrel-shaped screw-shaped tool that is formed so that its diameter gradually increases from the axial end to the axially intermediate part and is used for gear machining of the internal gear to be machined A method for producing a barrel-shaped screw-shaped tool, Based on the number of teeth data smaller than the number of teeth of the internal gear to be machined, the dress tool and the barrel-shaped screw-shaped tool are meshed at the same axis crossing angle as that when the gear is machined by the barrel-shaped screw-shaped tool. It is characterized by dressing.
  • the manufacturing method of the barrel-shaped screw-shaped tool according to the present invention that solves the above-described problems is a manufacturing method of the barrel-shaped screw-shaped tool described above,
  • As the dressing tool an internal-tooth dressing gear having a smaller number of teeth than the number of teeth of the internal gear to be processed is used.
  • the manufacturing method of the barrel-shaped screw-shaped tool according to the present invention that solves the above-described problems is a manufacturing method of the barrel-shaped screw-shaped tool described above,
  • a disk dresser having a shape with a cross-sectional shape of teeth of the internal gear to be processed as an outline is used,
  • the dressing operation data is calculated by reducing the number of teeth in the specification data of the internal gear to be processed,
  • the disc dresser and the barrel-shaped threaded tool are meshed, Based on the dressing operation data, the barrel-shaped threaded grindstone and the disk dresser are moved while being engaged with each other.
  • the barrel-shaped thread shape has a smaller grindstone pitch circle diameter at both ends in the axial direction and a smaller radius of curvature at that portion.
  • a grindstone can be easily manufactured. With such a barrel-shaped threaded grindstone, even when finishing an internal gear to be machined that is distorted by heat treatment or has a large machining allowance, the machining load and uneven wear are reduced, and gear processing is performed with high accuracy. It can be carried out.
  • FIG. 7A shows the analysis result of the simulation (1).
  • FIG. 7A shows the dress gear tooth root diameter (mm), the dress gear tooth tip diameter (mm), and the grindstone twist angle (deg) in the axial center for each number of dress gear teeth.
  • Shaft angle (deg) grinding wheel pitch circle diameter (mm) at the axial center
  • grinding wheel pitch circle diameter (mm) at the axial end
  • grinding wheel pitch radius change ⁇ r (mm) FIG. 7B is a graph showing the relationship between the grinding wheel pitch circle radius change ⁇ r (mm) and the number of dress gear teeth.
  • FIG. 8A shows the analysis result of simulation (2).
  • FIG. 8A shows the dress gear root diameter (mm), the dress gear tooth tip diameter (mm), and the grinding wheel twist angle (deg) at the center in the axial direction for each number of dress gear teeth.
  • FIG. 8B is a graph showing the relationship between the grinding wheel pitch circle radius change ⁇ r (mm) and the number of dress gear teeth. It is the figure which showed a mode when grinding a to-be-processed internal gear with the conventional grindstone. It is a principal part enlarged view of FIG.
  • the internal gear grinding machine 1 includes a bed 2, a column 3, a saddle 4, a turning head 5, and a grindstone head 6.
  • the column 3 is supported on the bed 2 so as to be movable in the horizontal X-axis direction.
  • the X-axis direction is a direction in which the distance between the grindstone rotation axis B1 and the workpiece rotation axis C1 is adjusted, and is along the front-rear direction of the internal gear grinding machine 1.
  • the saddle 4 is attached to the column 3 and supported so as to be movable up and down in a vertical Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction.
  • the turning head 5 is attached to the saddle 4 and is supported so as to be turnable around a grindstone turning axis A that is parallel to the X axis and horizontal.
  • the grindstone head 6 is attached to the turning head 5 and supported so as to be movable in the Y-axis direction orthogonal to the grindstone rotation axis B1.
  • a grindstone spindle (not shown) and a grindstone arbor 6a attached to the grindstone spindle are supported on the grindstone head 6 so as to be rotatable around a grindstone rotation axis (tool rotation axis) B1.
  • a barrel-shaped threaded grindstone 12 is detachably attached to the tip of the grindstone arbor 6a.
  • the Y-axis direction (the moving direction of the grindstone head 6) also turns around the grindstone turning axis A together with the turning head 5.
  • the barrel-shaped threaded grindstone 12 moves in the Y-axis direction as indicated by the arrow d along with the grindstone head 6 (grindstone arbor 6a).
  • the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 together with the grinding wheel arbor 6a rotates around the grinding wheel rotation axis B1 as indicated by an arrow e.
  • a rotary table 7 is provided on the front surface of the column 3 so as to be rotatable around a vertical workpiece rotation axis C1.
  • a cylindrical mounting jig 8 is provided on the upper surface of the rotary table 7, and an internal gear (workpiece) W to be processed is detachably mounted on the inner peripheral surface of the upper end of the mounting jig 8. . Therefore, when the rotary table 7 is driven, the workpiece internal gear W together with the rotary table 7 rotates around the workpiece rotation axis C1 as indicated by an arrow i.
  • the dress gear 11 When dressing the barrel-shaped threaded grindstone 12 with the dress gear 11, the dress gear 11 is attached to the attachment jig 8, and the barrel-shaped threaded grindstone 12 and the dress gear 11 are engaged with each other.
  • the dress gear 11 In the meshing state, the dress gear 11 is rotated about the dress gear rotation axis (work rotation axis) C1, and the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 is rotated in the vertical direction while the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 is rotated synchronously around the grinding wheel rotation axis B1.
  • the blade surface 12a of the barrel-shaped threaded grindstone 12 is dressed by the blade surface 11a of the dress gear 11.
  • the above-described dress gear 11 is based on data on the number of teeth smaller than the number of teeth of the internal gear W to be processed, and the number of teeth is smaller than the number of teeth of the internal gear to be processed to be ground by the barrel-shaped threaded grindstone 12. It is formed with a small number of teeth. Therefore, the dress gear 11 has a smaller pitch circle diameter than a dress gear formed with the same number of teeth as that of a normal internal gear to be processed. Based on this data, the operation data is calculated by the dressing operation calculation unit, and the operation at the time of dressing is controlled.
  • the barrel-shaped threaded grindstone 12 has a diameter in the direction of the grindstone width (the axial length of the grindstone) H from the axial middle portion (center portion) toward the axial end portions 12b and 12c.
  • the barrel shape is formed such that the size gradually becomes smaller than the size suitable for the shape of the processed internal gear after finishing.
  • the blade at the axial end of the barrel-shaped threaded grindstone 12 is more than necessary in the tooth groove of the internal gear to be machined. It can prevent biting. Therefore, it is possible to reduce the processing load and uneven wear. Furthermore, the entire barrel-shaped threaded grindstone 12 can be in uniform contact with the tooth surface of the internal gear to be processed, and gear processing can be performed with high accuracy.
  • the lower limit value of the number of teeth of the dress gear 11 is the machining allowance of the internal gear to be processed and the contact between the barrel-shaped threaded grindstone 12 and the internal gear to be processed when the internal gear is ground by the barrel-shaped threaded grindstone 12. Grindability (grinding time) is taken into consideration from the width (length).
  • the amount of change in the grinding wheel pitch circle radius of the barrel-shaped threaded grinding wheel is the value of the difference between the pitch circle radius at the axial center of the barrel-shaped threaded grinding wheel and the pitch circle radius at the axial end of the barrel-shaped threaded grinding wheel. It is.
  • simulation (1) will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
  • the dress gear specifications are set to the following (D1)
  • the barrel-shaped threaded wheel specifications are set to the following (T1)
  • the workpiece (worked internal gear) specifications are set to the following (W1).
  • (D1) Dress gear specifications Module: 2 Pressure angle: 20 ° Twist angle: 20 ° Tooth width: 30 mm
  • (T1) Whetstone specifications Number of teeth: 23 Grinding wheel outer diameter (center): 75.6mm Wheel width: 30 mm Grinding wheel helix angle (center): 50 °
  • Work pitch circle diameter 127.7mm Tooth tip diameter: 123.7 mm Tooth width: 30 mm
  • the grinding wheel pitch circle radius change amount ⁇ r is larger than that when dressing the barrel-shaped threaded grinding wheel (6 in FIG. 7A). That is, the grindstone pitch circle diameter at the axial end of the barrel-shaped thread-shaped grindstone changes, specifically, the grindstone pitch circle as the number of teeth of the dress gear becomes smaller than the number of teeth of the internal gear to be processed. It was found that the amount of radius change ⁇ r increases.
  • the barrel-shaped thread-shaped grindstone is dressed with the dress gear having the same number of teeth as the number of teeth of the internal gear to be processed. Compared to the case, the diameter at the end of the barrel-shaped threaded grindstone can be reduced.
  • the radius of curvature of the barrel-shaped threaded grindstone was smaller at the axial end than at the axial center.
  • the entire barrel-shaped threaded grindstone 12 can be in uniform contact with the tooth surface of the internal gear to be processed, and gear processing can be performed with high accuracy. It has been found that such a barrel-shaped threaded grindstone can be easily manufactured.
  • the dress gear specifications are set to the following (D2)
  • the barrel-shaped threaded wheel specifications are set to the following (T2)
  • the workpiece (worked internal gear) specifications are set to the following (W2).
  • Whetstone specifications Number of teeth: 31 Grinding wheel outer diameter (center): 60.3mm Wheel width: 30 mm Grinding wheel helix angle (center): 50 °
  • Work pitch circle diameter 114.9mm Tooth tip diameter: 112.5 mm Tooth width: 30 mm
  • the internal gear to be machined is the same as in the case of simulation (1) even when grinding the internal gear to be machined having different specifications compared to simulation (1).
  • the diameter of the grindstone pitch circle at the axial end of the barrel-shaped threaded grindstone changes. Specifically, the number of teeth in the dress gear It is found that the pitch circle diameter at the axial end of the barrel-shaped threaded wheel becomes smaller than the pitch circle diameter at the axial center as the number of teeth of the internal gear to be machined is reduced. It was.
  • the radius of curvature of the barrel-shaped threaded grindstone was smaller at the axial end than at the axial center.
  • the entire barrel-shaped threaded grindstone 12 can be in uniform contact with the tooth surface of the internal gear to be processed, and gear processing can be performed with high accuracy. It has been found that such a barrel-shaped threaded grindstone can be easily manufactured.
  • the internal gear grinding machine (not shown) is provided with a dressing device 20 including a disk dresser 21. That is, the dressing device 20 is attached to an attachment jig provided on a rotary table on the bed of the internal gear grinding machine.
  • the disk dresser 21 is supported rotatably around a dresser rotation axis (tool rotation axis) C13 that forms a predetermined mounting angle (for example, a torsion angle of the workpiece) A2 with respect to the vertical direction, and the vertical dresser swivel is performed. It is supported so as to be able to turn around an axis (work rotation axis) C1.
  • the disk dresser 21 is disposed at a predetermined distance from the dresser turning axis C1 and is turned around the C1 axis.
  • the disk dresser 21 has a shape with a cross-sectional shape (contact line with a grindstone) of one tooth of the internal gear W to be processed as an outline, and a blade surface 21a is formed on an edge portion along the peripheral surface, thereby forming a barrel shape.
  • a threaded grindstone (barrel shaped threaded tool) 12 can be dressed by a disk dresser 21.
  • the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 rotates around the grinding wheel rotation axis B ⁇ b> 1, and the dresser rotation axis C ⁇ b> 13 of the disk dresser 21.
  • the disk dresser 21 is swung around the dresser turning axis C1 while the barrel shaped threaded grindstone 12 is moved to the X axis and Y axis so that the disc dresser 21 follows the groove of the barrel shaped threaded grindstone 12.
  • the above-described operation of the disk dresser 21 and the operation of the barrel-shaped threaded grindstone 12 assume that the number of teeth in the input specification data of the internal gear to be processed is smaller by a predetermined number, and the torsion angle other than the number of teeth, etc.
  • the operation data is calculated and controlled by the dressing operation calculation unit based on the grindstone shape assumed to be the same as the specification data of the internal gear to be processed.
  • the shape of the barrel-shaped thread-shaped grindstone 12 becomes the diameter as it goes to the axial direction both ends 12b and 12c from the axial direction intermediate part (center part) in the direction of a grindstone width (the axial direction length of a grindstone).
  • the barrel shape is formed such that the size gradually becomes smaller than the size suitable for the shape of the processed internal gear after finishing.
  • the blades at the axial ends of the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 bite more than necessary into the tooth grooves of the machined internal gear. Can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the processing load and uneven wear. Furthermore, the entire barrel-shaped threaded grindstone 12 can be in uniform contact with the tooth surface of the internal gear to be processed, and gear processing can be performed with high accuracy.
  • Grindability is set from the contact width (length) between the barrel-shaped threaded grinding wheel 12 and the internal gear to be processed.
  • a barrel-shaped threaded grindstone capable of reducing machining load and uneven wear and performing gear machining with high accuracy can be easily produced, and thus can be beneficially used in the machine tool industry and the like.

Abstract

　偏摩耗することなく効率良く研削できる樽形ねじ状工具を容易に製作できる樽形ねじ状工具の製作方法を提供することにある。軸方向端部（１２ｂ，１２ｃ）から軸方向中間部（１２ａ）に向かうに従って、その径が漸次大きくなるように形成され、被加工内歯車の歯車加工に用いられる樽形ねじ状工具（１２）に対して、ドレスギヤ（１１）を用いてドレッシングすることにより、樽形ねじ状工具（１２）を製作する方法であって、被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数のデータに基づき、ドレスギヤ（１１）と樽形ねじ状工具（１２）とが、樽形ねじ状工具（１２）による歯車加工時と同じ軸交差角にて噛み合わされドレッシングした。

Description

樽形ねじ状工具の製作方法
　本発明は、内歯車の歯面を研削加工するために用いられる樽形形状をなす樽形ねじ状砥石を成形あるいはドレッシングする方法に関する。
　歯車は自動車用トランスミッション等において多用されている。近年、トランスミッションの低振動化及び低騒音化を図ることを目的として、歯車の加工精度の向上が求められている。一般に、歯車加工法では、所定の歯車素材に対し歯切り加工を行って歯形を形成し、歯切り加工された歯車を熱処理した後に、この熱処理による歪等を除去するために仕上げ加工（研削加工）が行われている。従来から、熱処理後の被加工外歯車と砥石とを、軸交差角を与えた状態で噛み合わせ、被加工外歯車の歯面研削を行っている。これら研削方法に用いられる工具にも、研削する歯車の形状に応じて、外歯車形、内歯車形、ねじ（ウォーム）形等の各種形状の工具がある。
　研削加工を行うに従い砥石は目詰まりや摩耗を生じ、砥石の切れ味が低下する。そのため、所定数量の歯車を研削した後に、研削面が摩耗した砥石に対して、ドレッシングやツルーイングを行って鋭い刃面を再生させることが必要となる。
　ドレッシングやツルーイングを行う方法として、仕上げ加工された後の歯車とほぼ同じ歯車諸元に設定されたドレスギヤを用いて砥石をドレスすることが行われている。特許文献１には、熱処理後の歯車に対し内歯砥石を用いたハードギヤホーニング加工に関し、内歯砥石を高精度にドレッシングあるいはツルーイングを行うためにドレスギヤの歯数を被加工歯車（ワーク）歯数の１．５倍以上の歯数とするドレスギヤが開示されている。
特開平７－３２２１４号公報（例えば、明細書の段落［０００６］～［０００８］など参照）
　近年は外歯車のみならず内歯車についても、その加工精度の更なる向上が求められている。被加工内歯車を研削加工する際に用いる砥石として、砥石の回転軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、その径寸法が漸次小さくなるような樽形に形成された樽形ねじ状砥石がある。この樽形ねじ状砥石に対しドレッシングあるいはツルーイングを行うドレスギヤの形状は、樽形ねじ状砥石の形状を仕上げ加工後の被加工内歯車の形状に適した形状とするため、仕上げ加工後の被加工内歯車と同一の諸元で設計製作されることが一般的である。
　しかし、熱処理後の被加工内歯車には研削加工のための加工代が設定されているため、内歯車と同一諸元で製作されたドレスギヤによりドレッシング／ツルーイングされた樽形ねじ状砥石を用いて被加工内歯車を仕上げ加工しようとする際、樽形ねじ状砥石の歯形が被加工内歯車の歯形に適切に噛合うことができないことがある。具体的には、図９および図１０に示すように、被加工内歯車２１１には歯形２２２の取代歯形（加工代）２２１が形成されている。そして、研削加工を始める際、樽形ねじ状砥石２１２と被加工内歯車２１１との位置を適切に噛み合わせるが、一般的には樽形ねじ状砥石２１２の中心位置を基準として噛み合わせを行っている。そのため、加工当初は樽形ねじ状砥石２１２の軸方向両端部２１２ｂ，２１２ｃにて樽形ねじ状砥石２１２の刃２１２ａが被加工内歯車２１１の取代歯形２２１にのみ接触することになり、樽形ねじ状砥石２１２の軸方向中心部よりも必要以上に喰い込むことになる。このような歯合わせ状態で研削加工を行うと、研削加工開始時においては、樽形ねじ状砥石２１２の両端部２１２ｂ，２１２ｃに対して、局所的な負荷がかかってしまい、変則的な研削負荷や偏摩耗が発生するおそれがある。
　従って、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたものであって、偏摩耗することなく効率良く研削できる樽形ねじ状工具を容易に製作できる樽形ねじ状工具の製作方法を提供することを目的としている。
　上述した課題を解決する本発明に係る樽形ねじ状工具の製作方法は、
　軸方向端部から軸方向中間部に向かうに従って、その径が漸次大きくなるように形成され、被加工内歯車の歯車加工に用いられる樽形ねじ状工具に対して、ドレス工具を用いてドレッシングすることにより、樽形ねじ状工具を製作する方法であって、
　前記被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数のデータに基づき、前記ドレス工具と前記樽形ねじ状工具とが、前記樽形ねじ状工具による歯車加工時と同じ軸交差角にて噛み合わされドレッシングする
ことを特徴とする。
　上述した課題を解決する本発明に係る樽形ねじ状工具の製作方法は、上述した樽形ねじ状工具の製作方法であって、
　前記ドレス工具として、前記被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数を有する内歯状のドレスギヤが用いられる
ことを特徴とする。
　上述した課題を解決する本発明に係る樽形ねじ状工具の製作方法は、上述した樽形ねじ状工具の製作方法であって、
　前記ドレス工具として、前記被加工内歯車の歯の断面形状を輪郭とする形状をなすディスクドレッサが用いられ、
　前記被加工内歯車の諸元データの歯数を少なくしてドレッシング動作データが演算され、
　前記ディスクドレッサと前記樽形ねじ状工具とが噛み合わされ、
　前記ドレッシング動作データに基づき、互いに噛み合った状態で前記樽形ねじ状砥石及び前記ディスクドレッサが移動される
ことを特徴とする。
　本発明に係る樽形ねじ状工具の製作方法によれば、従来の樽形ねじ状砥石と比べて、軸方向両端部における砥石ピッチ円直径が小さく、その箇所における曲率半径が小さい樽形ねじ状砥石を容易に製作することができる。このような樽形ねじ状砥石により、熱処理で歪んだり加工代が大きかったりする被加工内歯車を仕上げ加工する場合であっても、加工負荷及び偏摩耗の低減を図り、高精度に歯車加工を行うことができる。
内歯車研削盤の概略図である。 本発明の一実施形態に樽形ねじ状工具の製作方法を適用するドレッシング装置における砥石およびドレスギヤの支持構造を示した図である。 樽形ねじ状砥石の縦断面図である。 本発明の他実施形態に樽形ねじ状工具の製作方法を適用するドレッシング装置における砥石およびディスクドレッサの支持構造を示した図である。 樽形ねじ状砥石をディスクドレッサによりドレッシングするときの様子を示した図である。 ディスクドレッサのドレッシング動作を示した模式図である。 シミュレーション（１）の解析結果であって、図７（ａ）は各ドレスギヤ歯数に対する、ドレスギヤ歯底径（ｍｍ）、ドレスギヤ歯先径（ｍｍ）、軸方向中心部における砥石ねじれ角（ｄｅｇ）、軸角（ｄｅｇ）、軸方向中心部における砥石ピッチ円直径（ｍｍ）、軸方向端部における砥石ピッチ円直径（ｍｍ）、砥石ピッチ円半径変化量Δｒ（ｍｍ）を示した表であり、図７（ｂ）は砥石ピッチ円半径変化量Δｒ（ｍｍ）とドレスギヤ歯数との関係を示したグラフである。 シミュレーション（２）の解析結果であって、図８（ａ）は各ドレスギヤ歯数に対する、ドレスギヤ歯底径（ｍｍ）、ドレスギヤ歯先径（ｍｍ）、軸方向中心部における砥石ねじれ角（ｄｅｇ）、軸角（ｄｅｇ）、軸方向中心部における砥石ピッチ円直径（ｍｍ）、軸方向端部における砥石ピッチ円直径（ｍｍ）、砥石ピッチ円半径変化量Δｒ（ｍｍ）を示した表であり、図８（ｂ）は砥石ピッチ円半径変化量Δｒ（ｍｍ）とドレスギヤ歯数との関係を示したグラフである。 従来の砥石により被加工内歯車を研削加工するときの様子を示した図である。 図９の要部拡大図である。
　本発明に係る樽形ねじ状工具の製作方法の各実施形態について、詳細に説明する。
［第一番目の実施形態］
　第一番目の実施形態の樽形ねじ状工具の製作方法について、図１～図３を参照して説明する。本実施形態では、ドレスギヤ（ドレス工具）を具備するドレッシング装置に適用した場合を説明する。
　図１に示すように、内歯車研削盤１は、ベッド２、コラム３、サドル４、旋回ヘッド５、砥石ヘッド６を具備する。コラム３はベッド２上にて水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。Ｘ軸方向は砥石回転軸Ｂ１とワーク回転軸Ｃ１との間の距離が調整されるよう移動する方向であり、内歯車研削盤１の前後方向に沿っている。サドル４は、コラム３に取り付けられ、Ｘ軸方向と直行する鉛直なＺ軸方向に昇降可能に支持されている。旋回ヘッド５はサドル４に取り付けられ、Ｘ軸と平行で水平な砥石旋回軸Ａ周りに旋回可能に支持されている。砥石ヘッド６は旋回ヘッド５に取り付けられ、砥石回転軸Ｂ１と直交するＹ軸方向に移動可能に支持されている。砥石ヘッド６には図示しない砥石主軸及び砥石主軸に取り付けられた砥石アーバ６ａが、砥石回転軸（工具回転軸）Ｂ１周りに回転可能に支持されている。砥石アーバ６ａの先端部には樽形ねじ状砥石１２が、着脱可能に装着されている。
　上記のような軸構成の内歯車研削盤１では、コラム３を移動させることにより、このコラム３及びサドル４、旋回ヘッド５、砥石ヘッド６（砥石アーバ６ａ）とともに樽形ねじ状砥石１２が、矢印ａの如く、Ｘ軸方向に移動する。また、サドル４を移動させることにより、このサドル４及び旋回ヘッド５、砥石ヘッド６（砥石アーバ６ａ）とともに樽形ねじ状砥石１２が、矢印ｂの如く、Ｚ軸方向に（内歯車研削盤１の上下方向に）移動する。また、旋回ヘッド５を旋回させることにより、この旋回ヘッド５とともに樽形ねじ状砥石１２が、矢印ｃの如く、砥石旋回軸Ａ周りに旋回する。なお、このときＹ軸方向（砥石ヘッド６の移動方向）も、旋回ヘッド５とともに砥石旋回軸Ａ周りに旋回することになる。砥石ヘッド６を移動させることにより、この砥石ヘッド６（砥石アーバ６ａ）とともに樽形ねじ状砥石１２が、矢印ｄの如く、Ｙ軸方向に移動する。そして、砥石ヘッド６内の砥石主軸を駆動させることにより、砥石アーバ６ａとともに樽形ねじ状砥石１２が、矢印ｅの如く、砥石回転軸Ｂ１周りに回転する。
　ベッド２上においてコラム３の正面には、回転テーブル７が鉛直なワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に設けられている。回転テーブル７の上面には、円筒状の取付治具８が設けられており、この取付治具８の上端内周面には、被加工内歯車（ワーク）Ｗが着脱可能に取り付けられている。従って、回転テーブル７を駆動すると、回転テーブル７とともに被加工内歯車Ｗが、矢印ｉの如く、ワーク回転軸Ｃ１周りに回転する。
　樽形ねじ状砥石１２をドレスギヤ１１によりドレッシングする場合には、ドレスギヤ１１が取付治具８に取り付けられ、樽形ねじ状砥石１２とドレスギヤ１１が噛み合わされる。噛み合い状態において、ドレスギヤ１１をドレスギヤ回転軸（ワーク回転軸）Ｃ１周りに回転させるとともに、樽形ねじ状砥石１２を砥石回転軸Ｂ１周りに同期回転させながら、樽形ねじ状砥石１２を上下方向（Ｚ軸方向）に揺動させることにより、ドレスギヤ１１の刃面１１ａにより、樽形ねじ状砥石１２の刃面１２ａがドレッシングされる。
　上述したドレスギヤ１１は、被加工内歯車Ｗの歯数よりも少ない歯数のデータに基づくものであり、その歯数が樽形ねじ状砥石１２により研削加工する被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数にて形成されている。したがって、ドレスギヤ１１は、通常の被加工内歯車の歯数と同じ歯数で形成されたドレスギヤと比べ小さいピッチ円直径を有する。このデータを基にドレッシング動作演算部にて動作データが演算され、ドレッシング時の動作が制御される。そのため、通常の被加工内歯車の歯数と同じ歯数で形成されたドレスギヤと比べ小さいピッチ円直径を有するドレスギヤ１１により樽形ねじ状砥石１２のドレッシング／ツルーイングを行うと、樽形ねじ状砥石１２の形状は、図３に示すように、砥石幅（砥石の軸方向長さ）Ｈの方向にてその軸方向中間部（中心部）から軸方向両端部１２ｂ，１２ｃに向かうに従って、その径寸法が仕上げ加工後の被加工内歯車の形状に適した寸法よりもさらに漸次小さくなるような樽形の形状に形成される。
　これにより、樽形ねじ状砥石１２を用いて熱処理後の被加工内歯車を仕上げ加工する際、樽形ねじ状砥石１２の軸方向端部の刃が被加工内歯車の歯溝に必要以上に食い込むことを防止できる。よって、加工負荷及び偏摩耗の低減を図ることができる。さらには、樽形ねじ状砥石１２全体が被加工内歯車の歯面と一様に接触することもでき、高精度に歯車加工を行うことができる。
　なお、ドレスギヤ１１の歯数の下限値は、被加工内歯車の加工代や樽形ねじ状砥石１２により被加工内歯車を研削するときの樽形ねじ状砥石１２と被加工内歯車との接触幅（長さ）から研削性（研削加工時間）が考慮され設定される。
　次に、被加工内歯車が熱処理により歪んでいたり加工代が大きかったりするものであっても、加工負荷及び偏摩耗の低減を図り、高精度に歯車加工を行うことができる樽形ねじ状砥石を製作できることを目的とした、被加工内歯車の歯数に基づくドレスギヤの歯数の設定方法について、図７および図８を用いて具体的に説明する。
　ここで、外歯状のドレスギヤの歯数と樽形ねじ状砥石の砥石ピッチ円半径変化量との関係を明らかにするため、後述するシミュレーション（１）、（２）の解析を行なった。なお、樽形ねじ状砥石の砥石ピッチ円半径変化量は、樽形ねじ状砥石の軸方向中心部におけるピッチ円半径と樽形ねじ状砥石の軸方向端部におけるピッチ円半径との差の値である。
　先ず、シミュレーション（１）について、図７（ａ），図７（ｂ）を用いて説明する。
　このシミュレーション（１）にて、ドレスギヤ諸元を下記の（Ｄ１）、樽形ねじ状砥石諸元を下記の（Ｔ１）、ワーク（被加工内歯車）諸元を下記の（Ｗ１）にそれぞれ設定した。
　　（Ｄ１）ドレスギヤ諸元
　　　　　　モジュール　　　　　　　　：２
　　　　　　圧力角　　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　ねじれ角　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　歯幅　　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　　（Ｔ１）砥石諸元
　　　　　　歯数　　　　　　　　　　　：２３
　　　　　　砥石外径（中心部）　　　　：７５．６ｍｍ
　　　　　　砥石幅　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　　　　　　砥石ねじれ角（中心部）　　：５０°
　　（Ｗ１）ワーク諸元
　　　　　　モジュール　　　　　　　　：２
　　　　　　歯数　　　　　　　　　　　：６０
　　　　　　圧力角　　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　ねじれ角　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　歯底径　　　　　　　　　　：１３１．７ｍｍ
　　　　　　ワークピッチ円直径　　　　：１２７．７ｍｍ
　　　　　　歯先径　　　　　　　　　　：１２３．７ｍｍ
　　　　　　歯幅　　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　被加工内歯車の歯数より少ない歯数のドレスギヤにより樽形ねじ状砥石をドレッシングすることで（図７（ａ）における１～５）、被加工内歯車の歯数と同じ歯数を有するドレスギヤにより樽形ねじ状砥石をドレッシングした場合（図７（ａ）における６）と比べて、砥石ピッチ円半径変化量Δｒが大きくなることが分かった。すなわち、樽形ねじ状砥石の軸方向端部における砥石ピッチ円直径が変化すること、具体的には、ドレスギヤの歯数を被加工内歯車の歯数よりも少なくしていくにしたがって砥石ピッチ円半径変化量Δｒが増加していくことが分かった。よって、被加工内歯車の歯数より少ない歯数のドレスギヤにより樽形ねじ状砥石をドレッシングすることにより、被加工内歯車の歯数と同じ歯数を有するドレスギヤにより樽形ねじ状砥石をドレッシングした場合と比べて、樽形ねじ状砥石の端部における直径を小さくすることができる。
　これにより、樽形ねじ状砥石の曲率半径は、軸方向中心部と比べて軸方向端部にて小さくなった。その結果、樽形ねじ状砥石を用いて熱処理後の被加工内歯車を仕上げ加工する際、軸方向端部の刃が被加工内歯車の歯溝に必要以上に喰い込むことが防止できる。よって、加工負荷及び偏摩耗の低減を図ることができる。さらには、樽形ねじ状砥石１２全体が被加工内歯車の歯面と一様に接触することもでき、高精度に歯車加工を行うことができる。このような樽形ねじ状砥石を容易に製作できることが分かった。
　次いで、シミュレーション（２）について、図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
　このシミュレーション（２）にて、ドレスギヤ諸元を下記の（Ｄ２）、樽形ねじ状砥石諸元を下記の（Ｔ２）、ワーク（被加工内歯車）諸元を下記の（Ｗ２）にそれぞれ設定した。
　　（Ｄ２）ドレスギヤ諸元
　　　　　　モジュール　　　　　　　　：１．２
　　　　　　圧力角　　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　ねじれ角　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　歯幅　　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　　（Ｔ２）砥石諸元
　　　　　　歯数　　　　　　　　　　　：３１
　　　　　　砥石外径（中心部）　　　　：６０．３ｍｍ
　　　　　　砥石幅　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　　　　　　砥石ねじれ角（中心部）　　：５０°
　　（Ｗ２）ワーク諸元
　　　　　　モジュール　　　　　　　　：１．２
　　　　　　歯数　　　　　　　　　　　：９０
　　　　　　圧力角　　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　ねじれ角　　　　　　　　　：２０°
　　　　　　歯底径　　　　　　　　　　：１１７．３ｍｍ
　　　　　　ワークピッチ円直径　　　　：１１４．９ｍｍ
　　　　　　歯先径　　　　　　　　　　：１１２．５ｍｍ
　　　　　　歯幅　　　　　　　　　　　：３０ｍｍ
　図８（ａ）に示すように、シミュレーション（１）と比べて、異なる諸元の被加工内歯車を研削加工する場合であっても、シミュレーション（１）の場合と同様に、被加工内歯車の歯数と異なるドレスギヤを用いて樽形ねじ状砥石をドレッシング／ツルーイングした際、樽形ねじ状砥石の軸方向端部における砥石ピッチ円直径が変化すること、具体的には、ドレスギヤの歯数を被加工内歯車の歯数よりも少なくしていくにしたがって、樽形ねじ状砥石の軸方向端部におけるピッチ円直径が軸方向中心部のピッチ円直径と比べて小さくなっていくことが分かった。
　これにより、樽形ねじ状砥石の曲率半径は、軸方向中心部と比べて軸方向端部にて小さくなった。その結果、樽形ねじ状砥石を用いて熱処理後の被加工内歯車を仕上げ加工する際、軸方向端部の刃が被加工内歯車の歯溝に必要以上に喰い込むことが防止できる。よって、加工負荷及び偏摩耗の低減を図ることができる。さらには、樽形ねじ状砥石１２全体が被加工内歯車の歯面と一様に接触することもでき、高精度に歯車加工を行うことができる。このような樽形ねじ状砥石を容易に製作できることが分かった。
　［第二番目の実施形態］
　第二番目の実施形態の樽形ねじ状工具の製作方法について、図４～図６を参照して説明する。本実施形態では、ディスクドレッサ（ドレス工具）を具備するドレッシング装置を適用した場合について説明する。
　内歯車研削盤（図示せず）には、図４に示すように、ディスクドレッサ２１を備えたドレッシング装置２０が設けられている。すなわち、ドレッシング装置２０が内歯車研削盤のベッド上の回転テーブルに設けられた取付治具に取り付けられる。これにより、ディスクドレッサ２１は、鉛直方向に対して所定の取付角（例えばワークのねじれ角）Ａ２をなすドレッサ回転軸（工具回転軸）Ｃ１３周りに回転可能に支持されるとともに、鉛直なドレッサ旋回軸（ワーク回転軸）Ｃ１周りに旋回可能に支持される。ディスクドレッサ２１はドレッサ旋回軸Ｃ１から所定の距離に配置され、Ｃ１軸周りに旋回される。
　ディスクドレッサ２１は、被加工内歯車Ｗの１歯の断面形状（砥石との接触線）を輪郭とした形状となっており、その周面に沿う縁部に刃面２１ａが形成され、樽形ねじ状砥石（樽形ねじ状工具）１２をディスクドレッサ２１によりドレッシング可能になっている。
　次に、図５および図６を用いてドレッシング装置２０によるドレッシング動作を説明する。
　図５および図６に示すように、樽形ねじ状砥石１２とディスクドレッサ２１とが噛み合わされた後、樽形ねじ状砥石１２の砥石回転軸Ｂ１周りの回転、ディスクドレッサ２１のドレッサ回転軸Ｃ１３周りの回転と共に、樽形ねじ状砥石１２の刃溝にディスクドレッサ２１が沿うよう樽形ねじ状砥石１２をＸ軸、Ｙ軸へ移動させながらディスクドレッサ２１をドレッサ旋回軸Ｃ１周りに旋回させて、ｄ１の位置から、樽形ねじ状砥石２１の中間部と噛み合うｄ２の位置、次いで、ｄ２の位置から、樽形ねじ状砥石２１の他端部と噛み合うｄ３の位置に移動させドレッシング／ツルーイングが行われる。
　ここで、上述したディスクドレッサ２１の動作や樽形ねじ状砥石１２の動作は、入力された被加工内歯車の諸元データにおける歯数を所定の数量少なく想定し、歯数以外のねじれ角などを被加工内歯車の諸元データと同一に想定した砥石形状に基づきドレッシング動作演算部にて動作データが演算され制御される。これにより、樽形ねじ状砥石１２の形状は、砥石幅（砥石の軸方向長さ）の方向にてその軸方向中間部（中心部）から軸方向両端部１２ｂ，１２ｃに向かうに従って、その径寸法が仕上げ加工後の被加工内歯車の形状に適した寸法よりもさらに漸次小さくなるような樽形の形状に形成される。
　したがって、樽形ねじ状砥石１２を用いて熱処理後の被加工内歯車を仕上げ加工する際、樽形ねじ状砥石１２の軸方向端部の刃が被加工内歯車の歯溝に必要以上に喰い込むことが防止できる。よって、加工負荷及び偏摩耗の低減を図ることができる。さらには、樽形ねじ状砥石１２全体が被加工内歯車の歯面と一様に接触することができ、高精度に歯車加工を行うことができる。
　なお、ディスクドレッサ２１によりドレッシング／ツルーイングを行う際に想定する被加工内歯車の歯数の下限値は、被加工内歯車の加工代や樽形ねじ状砥石１２により被加工内歯車を研削するときの樽形ねじ状砥石１２と被加工内歯車との接触幅（長さ）から研削性（研削加工時間）が考慮され設定される。
　本発明によれば、加工負荷及び偏摩耗の低減を図り、高精度に歯車加工を行うことができる樽形ねじ状砥石を容易に作製できるため、工作機械産業などで有益に利用することができる。
１１　　　　　ドレスギヤ
１２　　　　　樽形ねじ状砥石
２０　　　　　ドレッシング装置
２１　　　　　ディスクドレッサ
Ａ１　　　　　軸交差角
Ａ２　　　　　ドレッサ取付角
Ｂ１　　　　　砥石回転軸
Ｃ１　　　　　ワーク回転軸（ドレスギヤ回転軸）
Ｃ１３　　　　ドレッサ回転軸

Claims (3)

  1. 　軸方向端部から軸方向中間部に向かうに従って、その径が漸次大きくなるように形成され、被加工内歯車の歯車加工に用いられる樽形ねじ状工具に対して、ドレス工具を用いてドレッシングすることにより、樽形ねじ状工具を製作する方法であって、
    　前記被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数のデータに基づき、前記ドレス工具と前記樽形ねじ状工具とが、前記樽形ねじ状工具による歯車加工時と同じ軸交差角にて噛み合わされドレッシングする
    ことを特徴とする樽形ねじ状工具の製作方法。
  2. 　請求項１に記載された樽形ねじ状工具の製作方法であって、
    　前記ドレス工具として、前記被加工内歯車の歯数よりも少ない歯数を有する内歯状のドレスギヤが用いられる
    ことを特徴とする樽形ねじ状工具の製作方法。
  3. 　請求項１に記載された樽形ねじ状工具の製作方法であって、
    　前記ドレス工具として、前記被加工内歯車の歯の断面形状を輪郭とする形状をなすディスクドレッサが用いられ、
    　前記被加工内歯車の諸元データの歯数を少なくしてドレッシング動作データが演算され、
    　前記ディスクドレッサと前記樽形ねじ状工具とが噛み合わされ、
    　前記ドレッシング動作データに基づき、互いに噛み合った状態で前記樽形ねじ状砥石及び前記ディスクドレッサが移動される
    ことを特徴とする樽形ねじ状工具の製作方法。
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