WO2011048975A1

WO2011048975A1 - 歯面加工方法

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Publication number: WO2011048975A1
Application number: PCT/JP2010/067848
Authority: WO
Inventors: 利文川崎; 加藤　雅樹; 徹池川
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-04-28
Also published as: JP2011088242A; US8491236B2; EP2492037A4; EP2492037A1; US20120207558A1; CN102596472B; EP2492037B1; JP5126195B2; CN102596472A

Abstract

　シリンダ状の有歯部材の外周面に形成されており、有歯部材の中心軸線に沿って伸びる歯面を加工する方法であって、エンドミルの回転軸線を予め定められた一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程と、有歯部材を有歯部材の中心軸線周りに予め決められた角度だけ回転させる工程と、エンドミルの回転軸線を前記一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程を有する。

Description

歯面加工方法

　本発明は、有歯部材の歯面を加工する技術に関する。特に、シリンダ状の有歯部材の外周面に形成されており、有歯部材の中心軸線に沿って伸びる歯面を加工する方法に関する。本明細書における「有歯部材」は、典型的には歯車であるが、歯車に限らず、例えば、歯車成形用のアウターパンチ（金型の一種）など、歯面を有する部材を意味する。

　有歯部材はシリンダ状の形状を有している。有歯部材の外周面には、歯面が形成されている。歯面は、有歯部材の中心軸線に沿って伸びている、或いは、その中心軸線の回りに螺旋状に伸びている。有歯部材を加工する方法として、従来から放電加工が用いられてきた。放電加工は、被加工物が導電性を有していれば、高硬度のものでも加工することができる。そのため、高硬度の金属で形成される有歯部材を加工する際には、放電加工を用いることで精度の良い加工が実現されてきた。しかし、放電加工には作業の安全性または加工液処理の環境対策等の点で短所があり、現在、切削加工への変更が進められている。その一例として、日本国特許公開公報第２００４－７４３９４号（以下、特許文献１という）に、エンドミルを用いて傘歯車鋳造型を切削加工する技術が開示されている。特許文献１におけるエンドミルには、外周面に形成された外周刃と、先端面に形成された底刃と、外周刃と底刃を滑らかに接続するＲ刃が形成されている。特許文献１の技術では、これらの複数の刃を使用することで、傘歯車鋳造型を精度よく加工することができる。

　切削加工には、通常、ＮＣ装置（コンピュータが工具の動きを数値制御する加工装置）が用いられる。エンドミルを用いて有歯部材の歯面を切削加工する場合、歯面の設計形状に基づいて、各切削におけるエンドミルと有歯部材の向き、移動方向、移動量等を決定し、その決定に基づいてＮＣデータが作成される。コンピュータは、作成されたＮＣデータに基づいてエンドミルと有歯部材の双方を操作し、歯面を設計形状に加工する。

　特許文献１の技術では、エンドミルを有歯部材に対して相対的に３次元的に移動させながら歯面を加工する。そのため、エンドミルの向きと移動方向を複雑に変化させる必要があり、ＮＣデータの作成が煩雑となる。また、切削加工を用いて放電加工と同等の精度を出すためには、エンドミルの磨耗に伴って、その磨耗を考慮したＮＣデータの補正が必要となる。ＮＣデータの補正は、場合によっては一つの歯を加工する毎に行う必要がある。エンドミルを３次元的に移動させるためのＮＣデータを頻繁に補正するのは煩わしい。

　特許文献１の技術は、大変有用な技術である。しかし、ＮＣデータの作成や補正に必要な労力について、まだ改善すべき課題を残していた。本発明は、この課題を解決する。本発明は、有歯部材の歯面を効率よく加工する技術を提供することを目的とする。

　本明細書が開示する新規な歯面の加工方法は、シリンダ状の有歯部材の外周面に形成されており、有歯部材の中心軸線に沿って伸びる歯の歯面を加工する方法である。この歯面の加工方法は、以下の３つの工程を備えている。
（１）エンドミルの回転軸線を予め定められた一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程。
（２）有歯部材を有歯部材の中心軸線周りに予め決められた角度だけ回転させる工程。
（３）エンドミルの回転軸線を前記一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程。

　この歯面の加工方法では、複数の切削工程を通してエンドミルの回転軸線の向きが一定に保たれる。そのため、切削中のエンドミルの移動軌道（向きを含む）が極めて単純になり、ＮＣデータの作成が簡略化される。また、この歯面の加工方法によれば、エンドミルの有する複数の刃（外周刃と底刃）のうち、外周刃のみを用いて歯面を切削することができる。そのため、磨耗を考慮したエンドミルの軌道補正は、エンドミルの外周刃に垂直な方向における位置を調整するだけでよい。上記した方法によれば、磨耗を考慮したエンドミル軌道のＮＣデータの補正を簡略化することができる。

　本明細書が開示する新規な歯面の加工方法は、有歯部材の中心軸線に交差する断面における歯面の設計上の形状である湾曲線を折れ線近似する工程をさらに備えていることが好ましい。折れ線近似する工程では、折れ線中の各直線と湾曲線の間の距離のうちの最大距離が歯面の加工公差以下となるように近似を行うとよい。このとき、回転工程では、前記直線のうちの１つがエンドミルの回転軸線と平行となるように有歯部材が回転される。以下では、有歯部材の中心軸線に交差する断面を横断面と称する。

　エンドミルの外周刃は巨視的に見れば直線状である。そのため、エンドミルの回転軸線を平行移動させながら外周刃のみを用いて切削工程を行うと、加工後の歯面は平面となる。その一方、歯面に求められる設計上の形状は湾曲面であることが多い。このため、横断面における設計上の形状は、例えばインボリュート曲線等の湾曲線となる。エンドミルの回転軸線を平行移動させながら外周刃のみを用いて湾曲した歯面に加工するためには、湾曲面を複数の平面で近似する工程が付加されるとよい。上記した近似工程を採用することで、エンドミルの回転軸線を平行移動させながら外周刃を用いて歯面を切削するという単純な方法でも、歯面の設計上の形状である湾曲面に対して一定の加工公差範囲内となる形状に歯面を加工することができる。

　本発明によれば、有歯部材の歯面を効率よく加工することができる。

図１は、ＮＣ加工装置２０の正面模式図を示す。図２は、ＮＣ加工装置２０の側面模式図を示す。図３は、アウターパンチ１０を切削するフローチャートを示す。図４は、実施例１の切削工程を説明する図である。図５は、実施例１の切削工程を説明する図である。図６は、歯面の折れ線近似を説明する図である。図７は、実施例２の切削工程を説明する図である。図８は、実施例２の切削工程を説明する図である。

　以下に説明する実施例の主要な特徴を最初に整理する。
（特徴１）エンドミルの外周刃を用いて有歯部材の歯面を切削する際には、エンドミルをその回転軸線に対して垂直な方向に移動させて、エンドミルの外周刃を有歯部材の歯面に当接させる。
（特徴２）エンドミルを同一の直線軌道上で移動させながら、歯面を繰り返し切削する。即ち、エンドミルを同一直線軌道上で往復させながら、歯面を繰り返し切削する。

（実施例１）
　本実施例の歯面の加工方法を説明する前に、図１、図２を用いてＮＣ加工装置２０を説明する。説明のため、直交座標系ＸＹＺを図１、図２に示す通りに定義する。ＮＣ加工装置２０は、アウターパンチ１０の歯面をラジアスエンドミル３０（以下、エンドミル３０と称する）によって切削する装置である。アウターパンチ１０は、歯車整形用の金型の一部品である。アウターパンチ１０は、例えばトランスミッションに用いられるハブクラッチ用の平歯車を焼成するために用いられる。アウターパンチ１０は、リング状の平歯車のリング内面に内歯を形成するためのいわゆる「中子」に相当する。アウターパンチ１０は、円筒形状を有している。アウターパンチ１０の外周面には、円筒軸線に沿って伸びる複数の歯が形成されている。すなわち、アウターパンチ１０の外周面に形成されている歯の表面が、歯面に相当する。

　エンドミル３０は、その回転軸線の回りを螺旋状に伸びる切刃（外周刃）を備えている。エンドミル３０は、その他に、工具先端に回転軸線から半径方向外側に向かって伸びる切刃（底刃）と、外周刃と底刃を連続している切刃（Ｒ刃）を備えている。ＮＣ加工装置２０では、エンドミル３０の外周刃のみを用いてアウターパンチ１０の歯面を切削する。底刃とＲ刃は使わない。エンドミル３０の外周刃は、巨視的にみると回転軸線に平行な直線状をしている。すなわち、エンドミル３０を回転軸線周りに回転させたときに外周刃の移動軌跡が円筒面を描く。その円筒面は、回転軸線を含む断面においては、回転軸線に平行な直線である。

　ＮＣ加工装置２０は主たる部品として、コラム２２と、第１移動機構２４と、スライダ２６と、第１回転機構２８と、エンドミル３０と、第２回転機構３２と、心押台３４と、第２移動機構３６と、ステージ３８と、第３移動機構４０と、心出し部材４２と、固定具４４と、チャック４６と、コンピュータ５０を備えている。第１移動機構２４と第３移動機構４０と第１回転機構２８は、加工工具であるエンドミル３０を移動・回転させる機構である。第２移動機構と第２回転機構は、被加工物であるアウターパンチ１０を移動・回転させる機構である。

　第３移動機構４０は、ステージ３８に設置されている。第３移動機構４０は、コラム２２を水平面内に伸びるＹ軸に沿って移動させるためのアクチュエータである。第３移動機構４０を駆動させると、コラム２２がステージ３８に対してＹ軸に沿って移動する。第１位同機構２４は、コラム２２に設置されている。第１移動機構２４は、スライダ２６を鉛直方向に伸びるＺ軸に沿って上下動させるためのアクチュエータである。第１移動機構２４を駆動させると、スライダ２６がコラム２２に対してＺ軸に沿って移動する。スライダ２６は、第１回転機構２８を備えている。エンドミル３０は、第１回転機構２８に回転可能に支持されている。エンドミル３０は、その回転軸線Ａ１が鉛直方向に沿って伸びるように支持されている。つまり、回転軸線Ａ１はＺ軸と平行に設定されている。第１回転機構２８を駆動させると、エンドミル３０はその回転軸線Ａ１の周りに回転する。

　第２移動機構３６は、ステージ３８に設置されている。第２移動機構３６は、第２回転機構３２及び心押台３４を水平面内に伸びるＸ軸に沿って移動させるためのアクチュエータである。第２移動機構３６を駆動させると、第２回転機構３２及び心押台３４がステージ３８に対してＸ軸に沿って移動する。第２回転機構３２は、チャック４６を備えている。チャック４６は、第２回転機構３２に回転可能に支持されている。固定具４４は、その一端がチャック４６に支持されている。即ち、固定具４４は第２回転機構３２によって回転可能に支持される。固定具４４は、その中心軸線Ａ２がＸ軸と平行となるように支持される。第２回転機構３２がチャック４６を回転させると、固定具４４はその中心軸線Ａ２回りに回転する。心押台３４は、心出し部材４２を備えている。心出し部材４２は、チャック４６に支持された固定具４４と同軸となるように配置されている。固定具４４がチャック４６に支持されると、心出し部材４２は固定具４４の他端を回転可能に支持する。

　ＮＣ加工装置２０は、コンピュータ５０を備えている。コンピュータ５０はケーブル５２を通して各移動機構２４、３６、４０及び各回転機構２８、３２に接続されている。コンピュータ５０には、アウターパンチ１０の歯面の設計上の形状に基づいたＮＣデータが入力されている。ＮＣデータは、アウターパンチ１０の歯面をエンドミル３０で切削するときの各移動機構および各回転機構を駆動（移動）させるためのデータである。ＮＣデータは、各移動機構の動作軌道（移動経路と移動速度）と、各回転機構の回転数などのデータを含んでいる。即ちＮＣデータは、エンドミル３０の移動経路を規定する。ここで、エンドミル３０の移動経路には、並進経路と、エンドミルの回転軸線に交差する２軸回りの回転角度が含まれる。コンピュータ５０は、入力されたＮＣデータに基づいて各移動機構２４、３６、４０及び各回転機構２８、３２を制御する。その結果、ＮＣ加工装置２０のエンドミル３０によって、アウターパンチ１０の歯面が切削される。

　次に、ＮＣ加工装置２０の動作を説明する。図１、図２は、第１移動機構２４が上限位置に停止している状態のＮＣ加工装置２０を示す。アウターパンチ１０は、その貫通孔（中心孔）内に円柱状の固定具４４が挿入された状態で、固定具４４に固定される。アウターパンチ１０は、固定具４４の中心軸線Ａ２がアウターパンチ１０の中心軸線と一致するように固定具４４に固定される。そして、図１、図２に示すように、アウターパンチ１０が固定された固定具４４が、第１移動機構２４が上限位置に停止している状態のＮＣ加工装置２０に固定される。第２回転機構３２が固定具４４を回転させると、アウターパンチ１０は中心軸線Ａ２回りに回転する。

　図３は、コンピュータ５０が実行する処理の流れを示すフローチャートである。以下、図３を用いて、コンピュータ５０で行われる処理を説明する。なお、図４と図５は、切削中のアウターパンチ１０とエンドミル３０の位置関係を示しており、図３とともに参照されたい。

　コンピュータ５０はまず、ＮＣデータに基づいて移動機構２４、３６、４０及び第２回転機構３２を駆動し、エンドミル３０の外周刃がアウターパンチ１０の歯６６の第１歯面６２に対向する位置にエンドミル３０を配置する（Ｓ２）。「第１歯面」とは、歯６６の表面のことを意味している。「第１歯面」は、複数の歯面を区別するために便宜上付した名称である。また、歯６６に隣接する歯６８の表面を、以下では第２歯面６４と称する。第２回転機構３２は、エンドミル３０の回転軸線Ａ１が第１歯面６２の設計面と平行となるように、アウターパンチ１０の角度を調節する。本実施例では、エンドミル３０の回転軸線Ａ１が鉛直方向に固定されている。エンドミル３０の角度は、予めＮＣデータに記述されている。

　次に、コンピュータ５０は、エンドミル３０の外周刃で第１歯面６２を切削する（Ｓ４）。具体的には、コンピュータ５０は、第１回転機構２８を駆動し、エンドミル３０を連続的に回転させる。また、コンピュータ５０は、第３移動機構４０を駆動し、図４に矢印で示すように、エンドミル３０を回転軸線Ａ１と垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動させ、エンドミル３０の外周刃を第１歯面６２に接触させる。これにより、第１歯面６２が切削される。第３移動機構４０は、エンドミル３０の外周面（すなわち、外周刃の移動軌跡が描く面）が第１歯面６２の設計面と接する位置までエンドミル３０を移動させ、その位置でエンドミル３０のＹ軸方向の位置を固定する。次に、コンピュータ５０は、第２移動機構３６を駆動し、アウターパンチ１０をその中心軸線Ａ２方向に移動させる。その結果、エンドミル３０によって第１歯面６２がＸ軸方向に沿って切削される。これによって、Ｘ軸方向の広い範囲で、第１歯面６２が設計面へ成形される。ここまでのエンドミル３０の移動において、エンドミル３０の回転軸線Ａ１は同一方向に維持されている。すなわち、回転軸線Ａ１のステージ３８に対する向きが変化しない。

　次に、コンピュータ５０は、エンドミル３０の外周刃の磨耗度を検査する（Ｓ６）。コンピュータ５０は、図示されていない検査手段によってエンドミル３０の回転軸線Ａ１に対して垂直方向における外周刃の幅を測定する。コンピュータ５０は、この測定値を取得し、予め入力されている切削開始前のエンドミル３０の幅の測定値と比較する。コンピュータ５０は、今回の測定値が予め入力されている測定値に比べて規定値以上に小さくなっている場合に、ＮＣデータを補正する。本実施例では、ＮＣデータのうち、切削時に第３移動機構４０がエンドミル３０をＹ軸方向に移動させる移動量を予め設定されている値よりも大きな値に補正する。本実施例では、切削時に第３回転機構４０がエンドミル３０を移動させる移動量を補正するだけでよく、ＮＣデータの補正が容易となる。なお、検査手段の測定値を比較する際の規定値は、例えば第３移動機構４０の最小移動量に基づいて決定される値である。

　次に、コンピュータ５０は、第１移動機構２４でエンドミル３０を上限位置まで移動させ、その後、図５に矢印で示すように、第２回転機構３２によりアウターパンチ１０を角度Ｂ１だけ回転させる（Ｓ７）。角度Ｂ１について説明する。図４と図５において、破線Ｌ１は、アウターパンチ１０の中心軸線Ａ２から歯６６へ向かって半径方向に沿って伸びる線を示している。破線Ｌ２は、中心軸線Ａ２から歯６８へ向かって半径方向に沿って伸びる線を示している。角度Ｂ１は、破線Ｌ１とＬ２の間の角度を示している。角度Ｂ１は、隣接する歯の間のピッチ角に相当する。即ち、コンピュータ５０は、第１歯面６２を切削したのち、アウターパンチ１０を、歯の間のピッチ角に相当する角度Ｂ１だけ回転させる。

　次にコンピュータ５０は、移動機構２４、３６、４０を駆動し、エンドミル３０の外周刃が第２歯面６４に対向する位置にエンドミル３０を配置（Ｓ８）する。次いで、第３移動機構４０によってエンドミル３０をＹ軸方向に移動させて、エンドミル３０の外周刃を第２歯面６４に接触させる。これにより、第２歯面６４が切削される。第３移動機構４０は、エンドミル３０の外周面が第２歯面６４の設計面と接する位置までエンドミル３０を移動させ、その位置でエンドミル３０のＹ軸方向の位置を固定する。次に、コンピュータ５０は、第２移動機構３６を駆動し、アウターパンチ１０をその中心軸線Ａ２方向に移動させる。その結果、エンドミル３０によって第２歯面６４がＸ軸方向に沿って切削される（ステップＳ１０）。これによって、Ｘ軸方向の広い範囲で、第２歯面６４が設計面へ成形される。ステップＳ１０において第２歯面６４を切削しているときのエンドミル３０の向き（回転軸線Ａ２の向き）は、ステップＳ４において第１歯面６２を切削したときのエンドミル３０の向きと同じである。即ち、コンピュータ５０は、今回（ステップＳ１０）の切削時におけるエンドミル３０の向きを、前回（ステップＳ４）の切削時におけるエンドミル３０の向きと同じ向きに維持しながら、アウターパンチ１０の中心軸線Ａ２に平行にエンドミル３０を移動させることによって、第２歯面６４を切削する。

　第２歯面６４を切削する際には、ステップＳ１４において補正したＮＣデータに基づいて第２歯面６４を切削する。そのため、外周刃の磨耗により第２歯面６４の切削が不十分となることが防止され、第２歯面６４を精度良く切削することができる。以後、更に切削を繰返す場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、即ち、第１歯面６２及び第２歯面６４とは別の歯面を切削する場合には、ステップＳ６～ステップＳ１０を繰り返し実施する。なお、ステップＳ１０を繰り返し実行する場合においても、エンドミル３０の中心軸線Ａ２の向きは前回切削を行ったときのエンドミル３０の向きと同じに保たれる。

　以上に説明したように、実施例１の技術では、エンドミル３０によってアウターパンチ１０を繰り返し切削する。各切削工程では、エンドミル３０の外周刃のみによって歯面を切削する。したがって、各切削工程において歯面を切削する量（切削する部分の厚さ）は、エンドミル３０を歯面に向かって回転軸線Ａ１と垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動させる量（図４の矢印に示す方向の移動量）によって調節することができる。また、各切削工程において、エンドミル３０の回転軸線の向きは一定（鉛直方向）に維持される。このため、各切削工程において、第３移動機構４０がエンドミル３０を移動させる方向は、常にエンドミル３０の回転軸線Ａ１に対して垂直な方向となる。このため、外周刃が磨耗した場合に、第３移動機構４０による移動量のみを補正すれば、加工精度を維持することができる。このため、ＮＣデータの補正が容易となる。

（実施例２）
　第２実施例では、歯車１００を加工する技術について説明する。歯車１００の歯面の設計上の形状は、歯車１００の中心軸線に交差する断面において曲線である。歯車１００は、全体が円筒形であり、その外周面に複数の歯が形成されている平歯車である。歯車１００の歯の加工にも、第１実施例で説明したＮＣ加工装置２０を用いる。図６の実線は、歯車１００の中心軸線に交差する断面であり、その断面における歯車１００の歯７２の設計上の形状を示している。設計上では、歯７２は湾曲した歯面７４を有している。しかし、エンドミル３０の外周刃は巨視的に見れば直線状である。そのため、エンドミル３０を平行移動させながら外周刃のみを用いて切削工程を行うと、加工後の歯面は平面となる。本実施例では、加工に先立って、歯面７４の設計上の形状である湾曲線を折れ線近似する。本実施例では、前記断面で見たときに、湾曲線と各近似直線（湾曲線を近似した折れ線中の各直線）との間の最大距離Ｄが、歯面の加工公差以下となるように折れ線を算出する。なお、各近似直線の長さＬがエンドミル３０の刃長以下であることが前提である。本実施例では、歯面７４の湾曲線は、２つの直線７５ａと７５ｂで近似される。

　図６で説明した折れ線近似に基づいて、多段階で歯面を切削する工程を、図７と図８を用いて説明する。なお、切削工程全体は、図３に示したフローチャートの処理に等しい。異なるのは、ステップＳ７における回転角度のみである。なお、磨耗に関する説明は第１実施例と同一であるのでここでは説明を省略する。

　先ず、コンピュータ５０は、移動機構２４、３６、４０及び第２回転機構３２を駆動し、エンドミル３０の外周刃がアウターパンチ１０の歯７２に対向する位置にエンドミル３０を配置する（Ｓ２）。このとき、第２回転機構３２によって、エンドミル３０の回転軸線Ａ１が歯７２の近似直線７５ａと平行となるように、アウターパンチ１０の角度を調節する。次に、図７に示すように、第１実施例と同様にして歯７２を切削する（Ｓ４）。この第１回目の切削により、近似直線７５ａに一致する歯面７５ｂが形成される。ステップＳ６の説明は省略する。次にコンピュータ５０は、歯車１００を角度Ｂ２だけ回転させる（Ｓ７）。角度Ｂ２については、後に詳しく説明する。これにより、エンドミル３０の回転軸線Ａ１が歯７２の近似直線７６ａと平行になるように配置（Ｓ８）される。コンピュータ５０は、エンドミル３０を歯車１００の中心軸線Ａ２に沿って平行に移動させることによって歯７２を切削し、近似直線７６ａに一致する歯面７６ｂを形成する（Ｓ１０）。

　角度Ｂ２について説明する。図７と図８において、破線Ｌ３（Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）は、歯車１００の中心軸線Ａ２から歯７２へ向かう半径方向の線（以下、半径線と称する）を示している。破線Ｌ３ａは、歯面７５ｂを切削するとき（即ち、ステップＳ４）における半径線の位置を示している。破線Ｌ３ｂは、歯面７６ｂを切削するとき（即ち、ステップＳ１０）における半径線の位置を示している。図８から理解されるように、回転角Ｂ２は、隣接する近似直線７５ａと近似直線７６ａ（切削後の歯面７５ｂと歯面７６ｂ）がなす角度に等しい。即ち、コンピュータ５０はステップＳ７において、隣接する近似直線７５ａと近似直線７６ａがなす角度Ｂ２に相当する角度だけ、歯車１００を回転させる。

　歯面７６ｂを切削した後、更に切削を繰返す場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、即ち、歯面７５ｂ及び歯面７６ｂとは別の歯面を切削する場合には、コンピュータ５０は、ステップＳ６～ステップＳ１０を繰り返し実施する。

　第２実施例においても、ステップＳ１０を繰り返し実行する場合、エンドミル３０の回転軸線Ａ１の向きは前回切削を行ったときのエンドミル３０の向きと同じに保たれる。

　本実施例では、各近似直線と湾曲線の間の最大距離Ｄが歯面の加工公差以下となるように管理される。そのため、歯車１００の歯面を、直線状のエンドミル３０を用いて所定精度内で仕上ることができる。

　以上、本発明の好適な実施例を説明した。実施例における留意点を説明する。図３のフローチャートにおけるステップＳ４の処理が第１切削工程に相当し、ステップＳ４に続いて実行されるステップＳ１０が第２切削工程に相当する。また、ステップＳ１２からステップＳ６に戻るループにおいては、先行して実行されるステップＳ１０の処理が第１切削工程に相当し、ループバックして再び実行されるステップＳ１０の処理が第２切削工程に相当するということもできる。

　図３のステップＳ６の処理は、コンピュータに代わって作業者が実行してもよい。或いは、磨耗の進行が緩やかな場合には、ステップＳ６の処理は、ステップＳ１２からステップＳ４へ戻るループを所定回数繰返す毎に１度実施するようにしてもよい。

　第１実施例では、歯面全体が平面であるアウターパンチの歯面を切削する例を示した。第１実施例では、第１の歯面を切削した後、第１の歯面に隣接する第２の歯面を切削する。第１の歯面を切削した後、第１の歯面に隣接しない他の歯面を切削するようにしてもよい。即ち、図３のフローチャートのステップＳ７において、アウターパンチを歯のピッチの整数倍だけ回転させてもよい。

　上記実施例では、エンドミルの回転軸線Ａ１の向きを鉛直方向に維持したが、その方向は特に限定されず、任意の方向、例えば水平方向に維持してもよい。

　第２実施例では、曲線歯面を近似した複数の近似平面歯面を多段階で切削した。つまり、第２の歯面を加工する際に、エンドミル３０の向きを第一の歯面の加工におけるエンドミル３０の向きと同じに保ちながら、第１の切削加工で切削された歯面の一部をエンドミル３０の外周刃で切削した。曲面歯面を複数の平面歯面で近似した歯車を切削する場合、一つの歯の一つの近似直線に基づいて平面歯面を切削したのち、別の歯の一つの近似直線に基づいて平面歯面を切削してもよい。即ち、一つの歯の曲面歯面が断面において第１近似直線と第２近似直線で近似できる場合、第１実施例のように、複数の歯に対して順次に第１近似直線に対応する平面歯面を加工したのち、続いて夫々の歯の第２近似直線に対応する平面歯面を加工してもよい。

　第２実施例は、平歯車の歯面を切削する例を示したが、本発明は歯面が歯車の軸線の周りに螺旋を描くハス歯歯車に適用することも可能である。その場合、歯車の中心軸線に平行にエンドミルを平行移動させながら、歯車をその中心軸線に沿ってゆっくり回転させればよい。なお、この場合でも、エンドミルの中心軸線の向きは一定に保たれる。

　以上説明したいずれの場合においても、歯面を繰り返し切削する際、エンドミルの回転軸線の向きを常に保つ。ここで、今回歯面を切削するときのエンドミルの向きは、前回別の歯面を切削するときのエンドミルの向きと同じに保たれることに留意されたい。即ち、歯面を繰り返し加工する場合においてエンドミルは常に同じ直線上を平行移動するだけである。そのような構成を採用することによって、エンドミルの軌道を規定するＮＣデータが極めて単純化される。なお、切削加工と切削加工の間では、エンドミルをどのように動かしてもよいことに留意されたい。

　以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

　シリンダ状の有歯部材の外周面に形成されており、有歯部材の中心軸線に沿って伸びる歯面を加工する方法であり、
　エンドミルの回転軸線を予め定められた一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程と、
　有歯部材を有歯部材の中心軸線周りに予め決められた角度だけ回転させる工程と、
　エンドミルの回転軸線を前記一定の向きに保ちながら、かつ、エンドミルを有歯部材の中心軸線に平行に移動させながら、歯面をエンドミルの外周刃で切削する工程、
　を有する歯面の加工方法。
　有歯部材の中心軸線に交差する断面における歯面の設計上の形状である湾曲線を折れ線近似する工程をさらに備えており、
　折れ線近似する工程では、折れ線中の各直線と湾曲線の間の距離のうちの最大距離が歯面の加工公差以下となるように近似を行い、
　回転工程では、前記直線のうちの１つがエンドミルの回転軸線と平行となるように有歯部材を回転させることを特徴とする請求項１に記載の方法。