CN110899861A - 齿轮加工装置和齿轮加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供齿轮加工装置和齿轮加工方法。一种齿轮加工装置(1)，通过在使切齿工具(40)的轴线(L)相对于工件(W)的轴线(Lw)的平行线倾斜的状态下，一边使切齿工具(40)和工件(W)同步旋转，一边使切齿工具(40)沿工件(W)的轴线(L)方向相对于工件(W)相对地进给，切削加工工件(W)，创建齿轮，其中，在一次的进给动作之中，连续地切削加工第一齿面和第二齿面，并且在切削加工第一齿面时和切削加工第二齿面时，变更修正角。

Description

齿轮加工装置和齿轮加工方法

技术领域

本发明涉及齿轮加工装置和齿轮加工方法。

背景技术

在车辆所使用的变速器中，为了进行平滑的变速操作，设置有同步啮合机构。如图9所示，键式同步啮合机构110具备主轴111、主驱动轴112、离合器毂113、键114、套筒115、主驱动齿轮116、离合器齿轮117和同步器同步环118等。此外，主驱动齿轮116、离合器齿轮117、同步器同步环118隔着套筒115配置在两侧。

主轴111和主驱动轴112同轴配置。主轴111和离合器毂113花键嵌合，主轴111和离合器毂113一起旋转。在离合器毂113的外周的三处，键114由省略图示的弹簧支承。在套筒115的内周形成有内齿(花键)115a，套筒115和键114一起沿在离合器毂113的外周形成的省略图示的花键在旋转轴线LL方向滑动。

主驱动轴112和主驱动齿轮116嵌合，在主驱动齿轮116的套筒115侧一体地形成有突出地设置有圆锥117b的离合器齿轮117。在套筒115与离合器齿轮117之间配置有同步器同步环118。离合器齿轮117的外齿117a和同步器同步环118的外齿118a形成为能够和套筒115的内齿115a啮合。同步器同步环118的内周形成为能够和圆锥117b的外周摩擦卡合的锥状。

接下来，虽然说明同步啮合机构110向图9的左方动作的情况，但向图9的右方动作的情况也相同。如图10A所示，套筒115和键114通过省略图示的变速杆的操作在图示箭头的旋转轴线LL方向移动。键114将同步器同步环118向旋转轴线LL方向推动，将同步器同步环118的内周按压于圆锥117b的外周。由此，离合器齿轮117、同步器同步环118和套115开始同步旋转。

如图10B所示，由于键114被套筒115推下去，将同步器同步环118向旋转轴线LL方向进一步按压，所以同步器同步环118的内周和圆锥117b的外周的紧贴度增加，产生较强的摩擦力从而离合器齿轮117、同步器同步环118和套筒115同步旋转。若离合器齿轮117的转速和套筒115的转速完全同步，则同步器同步环118的内周和圆锥117b的外周的摩擦力消失。

而且，若套筒115和键114向图示箭头的旋转轴线LL方向进一步移动，则键114和同步器同步环118的槽118b嵌合而停住，但套筒115越过键114的凸部114a移动，套筒115的内齿115a和同步器同步环118的外齿118a啮合。

如图10C所示，套筒115向图示箭头的旋转轴线LL方向进一步移动，套筒115的内齿115a和离合器齿轮117的外齿117a啮合。通过以上，变速完成。在以上那样的同步啮合机构110中，设置有防止在行驶中离合器齿轮117的外齿117a和套筒115的内齿115a的齿轮脱开的齿轮防脱部120。

具体而言，如图11和图12所示，在套筒115的内齿115a设置有锥状的齿轮防脱部120。另一方面，在虚线所示的各离合器齿轮117的外齿117a设置有和齿轮防脱部120锥形嵌合的锥状的齿轮防脱部117c。

此外，在图12中，离合器齿轮117的外齿117a仅示出齿轮防脱部120侧。另外，图12所示的齿轮防脱部120由内齿115a的顶面中的相对于套筒115的旋转轴线LL方向的中央的假想点点对称的形状形成。在以下的说明中，将图12所示的套筒115的内齿115a的左侧的侧面称为“左侧面115A”，将套筒115的内齿115a的右侧的侧面称为“右侧面115B”。

左侧面115A具备左齿面115b、设置于比左齿面115b更靠套筒115的旋转轴线一侧Df的左锥齿面121、和设置于左齿面115b与左锥齿面121之间的左子齿面121a。左锥齿面121是扭转角和左齿面115b不同的齿面。左子齿面121a是与左齿面115b以及左锥齿面121连续的齿面，左子齿面121a的扭转角与左齿面115b以及左锥齿面121不同。

同样地，右侧面115B具备右齿面115c、设置于比右齿面115c更靠套筒115的旋转轴线一侧Df的右锥齿面122、和设置于右齿面115c与右锥齿面122之间的右子齿面122a。右锥齿面122是扭转角和右齿面115c不同的齿面。右子齿面122a是与右齿面115c以及右锥齿面122连续的齿面，右子齿面122a的扭转角与右齿面115c以及右锥齿面122不同。

而且，左锥齿面121、左子齿面121a、右锥齿面122和右子齿面122a构成齿轮防脱部120。此外，防止齿轮脱开通过左锥齿面121和齿轮防脱部117c锥形嵌合来实现。

这样，套筒115的内齿115a的构造复杂。另一方面，套筒115是需要大量生产的部件。因此，一般而言，套筒115的内齿115a通过拉削加工、插齿加工等形成，与此相对，齿轮防脱部120通过轧制加工(参照日本实开平6-61340号公报和日本特开2005-152940号公报)形成。但是，轧制加工是塑性加工，加工精度趋于降低。因此，为了提高加工精度，优选切削加工。关于该点，在日本特开2018-79558号公报中公开了通过切削加工形成齿轮防脱部120的技术。

在日本特开2018-79558号公报记载的技术中，在进行了对左锥齿面121(右锥齿面122)的切削动作之后，使工具从左侧面115A(右侧面115B)离开时，左子齿面121a(右子齿面122a)自然形成。其结果是，在通过切削加工形成了齿轮防脱部120时，和通过轧制加工形成了齿轮防脱部120的情况相比，左子齿面121a和右子齿面122a的扭转角增大。关于该点，以往认为和左锥齿面121以及右锥齿面122相比，左子齿面121a和右子齿面122a在扭转角的尺寸管理上不重要。

然而，当左子齿面121a(右子齿面122a)的扭转角过大时，发现了同步啮合机构不能顺利地动作，存在成为不合格品的担忧。因此，当通过切削加工形成齿轮防脱部120时，存在还想对左子齿面121a(右子齿面122a)进行尺寸管理的要求。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供在通过切削加工在齿轮的齿的侧面形成扭转角不同的多个齿面时能够高精度地加工多个齿面的齿轮加工装置和齿轮加工方法。

本发明的一个方式的齿轮加工装置通过在使切齿工具的轴线相对于工件的轴线的平行线倾斜的状态下，一边使切齿工具和工件同步旋转，一边使上述切齿工具沿上述工件的轴线方向相对于上述工件相对地进给，切削加工上述工件，创建齿轮。上述齿轮具有的多个齿的各个侧面具备：第一齿面；和与上述第一齿面连续形成并且扭转角和上述第一齿面不同的第二齿面。上述齿轮加工装置具备加工控制部，上述加工控制部控制上述工件和上述切齿工具的旋转，并且控制上述切齿工具相对于上述工件的相对的进给动作。

作为上述切齿工具对上述各个侧面进行切削的切削点，将处于开始切削加工的时刻的上述切削点定义为起点，将处于上述切齿工具从上述起点进给了规定的进给量的时刻的上述切削点定义为移动点，将一边处于在规定的基准同步旋转状态下使上述工件和上述切齿工具旋转一边从上述起点进给了上述规定的进给量的时刻的上述切削点定义为基准移动点，将当从上述起点进给上述切齿工具上述规定的进给量时相对于上述基准移动点错开上述移动点的相位时设定的朝向上述工件的周向一侧的相移角定义为修正角时，上述加工控制部在一次的上述进给动作之中，连续地切削加工上述第一齿面和上述第二齿面，并且在切削加工上述第一齿面时和切削加工上述第二齿面时，变更上述修正角。

在本发明的其他方式的齿轮加工方法中，通过在使切齿工具的轴线相对于工件的轴线的平行线倾斜的状态下，一边使切齿工具和工件同步旋转，一边使上述切齿工具沿上述工件的轴线方向相对于上述工件相对地进给，切削加工上述工件，创建齿轮。上述齿轮具有的多个齿的各个侧面具备：第一齿面；和与上述第一齿面连续形成并且扭转角和上述第一齿面不同的第二齿面。

作为上述切齿工具对上述各个侧面进行切削的切削点，将处于开始切削加工的时刻的上述切削点定义为起点，将处于上述切齿工具从上述起点进给了规定的进给量的时刻的上述切削点定义为移动点，将一边处于在规定的基准同步旋转状态下使上述工件和上述切齿工具旋转一边从上述起点进给了上述规定的进给量的时刻的上述切削点定义为基准移动点，将当从上述起点进给上述切齿工具上述规定的进给量时相对于上述基准移动点错开上述移动点的相位时设定的朝向上述工件的周向一侧的相移角定义为修正角时，在上述齿轮加工方法中，在一次的进给动作之中，连续地切削加工上述第一齿面和上述第二齿面，并且在切削加工上述第一齿面时和切削加工上述第二齿面时，变更上述修正角。

根据上述方式的齿轮加工装置和齿轮加工方法，加工控制部在一次的进给动作之中，连续地切削加工第一齿面和第二齿面。而且，加工控制部在切削加工第一齿面时和切削加工第二齿面时，变更修正角。由此，由于齿轮加工装置1能够进行第一齿面和第二齿面双方的尺寸管理，所以能够高精度地加工第一齿面和第二齿面。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，

图1是本发明的一个实施方式的齿轮加工装置的立体图。

图2是从径向观察切齿工具的简要结构得到的图，用剖面表示一部分。

图3是加工控制部的框图。

图4A是部分示出从斜上方观察到的花键齿的图。

图4B是从轴线方向部分示出工件的图。

图5是表示切削加工右锥齿面和右子齿面时的工件的旋转速度设定值和进给速度设定值的关系的图解。

图6是示意地表示从径向观察花键齿得到的状态的图。

图7A是示意地表示切齿工具相对于工件的相对位置的图，表示开始右锥齿面的切削加工之前的状态。

图7B是示意地表示切齿工具相对于工件的相对位置的图，表示右锥齿面的切削加工结束的时刻的状态。

图7C是示意地表示切齿工具相对于工件的相对位置的图，表示右子齿面的切削加工结束的时刻的状态。

图8是表示通过加工控制部执行的特殊齿形加工处理的流程图。

图9是表示具有套筒的同步啮合机构的剖视图。

图10A是表示图9所示的同步啮合机构在工作开始前的状态的剖视图。

图10B是表示图9所示的同步啮合机构在工作中的状态的剖视图。

图10C是表示图9所示的同步啮合机构在工作完成后的状态的剖视图。

图11是表示套筒的齿轮防脱部的立体图。

图12是从径向示意表示图11所示的套筒的齿轮防脱部的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明应用了本发明的齿轮加工装置和齿轮加工方法的实施方式。首先，参照图1说明本发明的一个实施方式的齿轮加工装置1的简要结构。

如图1所示，齿轮加工装置1是具有相互正交的三个直进轴(X轴、Y轴和Z轴)和两个旋转轴(A轴和C轴)作为驱动轴的加工中心。齿轮加工装置1主要具备机座10、工具保持装置20、工件保持装置30和加工控制部100。

机座10配置在地板上。在机座10的上表面设置有向X轴方向延伸的一对X轴导轨11和向Z轴方向延伸的一对Z轴导轨12。工具保持装置20具备柱21、X轴驱动装置22(参照图3)、滑鞍23、Y轴驱动装置24(参照图3)、工具主轴25和工具主轴马达26(参照图3)。此外，在图1中，省略了X轴驱动装置22、Y轴驱动装置24和工具主轴马达26的图示。

柱21设置为被一对X轴导轨11引导并且能够向X轴方向移动。X轴驱动装置22是相对于机座10向X轴方向进给柱21的螺旋进给装置。另外，在柱21的侧面设置有沿Y轴方向延伸的一对Y轴导轨27，滑鞍23相对于柱21设置为被一对Y轴导轨27引导并且能够向Y轴方向移动。Y轴驱动装置24是向Y轴方向进给滑鞍23的螺旋进给装置。

工具主轴25相对于滑鞍23支承为能够绕与Z轴方向平行的轴线旋转。在工具主轴25的前端，用于加工工件W的切齿工具40被安装为能够装卸。切齿工具40随着柱21的移动向X轴方向移动，随着滑鞍23的移动向Y轴方向移动。工具主轴马达26是施加用于使工具主轴25旋转的驱动力的马达，收容于滑鞍23的内部。

工件保持装置30具备进给台31、Z轴驱动装置32(参照图3)、倾斜装置33和工件旋转装置34。此外，在图1中，省略了Z轴驱动装置32的图示。进给台31相对于机座10设置为一边被一对Z轴导轨12引导一边能够向Z轴方向移动。Z轴驱动装置32是向Z轴方向进给进给台31的螺旋进给装置。

倾斜装置33具备一对工作台支承部35、倾斜工作台36和A轴马达37(参照图3)。一对工作台支承部35设置于进给台31的上表面，倾斜工作台36相对于一对工作台支承部35支承为能够绕与X轴平行的A轴摆动。A轴马达37是施加用于使倾斜工作台36绕A轴摆动的驱动力的马达，收容于工作台支承部35的内部。

工件旋转装置34具备旋转工作台38和C轴马达39(参照图3)。旋转工作台38相对于倾斜工作台36的底面设置为能够绕与A轴正交的C轴旋转。而且，在旋转工作台38设置有固定工件W的保持部38a。C轴马达39是施加用于使旋转工作台38旋转的驱动力的马达，设置于倾斜工作台36的下表面。

在进行齿轮加工时，齿轮加工装置1使倾斜工作台36摆动，由此使切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的平行线倾斜。在该状态下，齿轮加工装置1一边使切齿工具40和工件W同步旋转，一边进行切齿工具40向工件W的轴线Lw方向的相对的进给动作，由此对工件W进行切削加工，创建齿轮。

接下来，参照图2说明切齿工具40的简要结构。如图2所示，切齿工具40具备具有扭转角的多个切削刃41。多个切削刃41的从切齿工具40的轴线L方向观察到的形状形成为渐开线曲线形状。在各个切削刃41的朝向切齿工具40的前端侧(图2下侧)的端面42设置有具有前角的前表面43，上述前角相对于和切齿工具40的轴线L方向正交的平面倾斜了角度γ。另外，各个切削刃41设置有相对于和切齿工具40的轴线L平行的直线倾斜了角度δ的前刃口斜角。

接下来，参照图3说明加工控制部100。加工控制部100控制工件W和切齿工具40的旋转，并且进行切齿工具40相对于工件W的相对的进给动作。如图3所示，加工控制部100具备工具旋转控制部101、工件旋转控制部102、倾斜控制部103、位置控制部104、加工程序存储部105和运算部106。

工具旋转控制部101进行工具主轴马达26的驱动控制，使安装于工具主轴25的切齿工具40旋转。工件旋转控制部102进行C轴马达39的驱动控制，使固定于旋转工作台38的工件W绕轴线Lw(绕C轴)旋转。倾斜控制部103进行A轴马达37的驱动控制，使倾斜工作台36摆动。由此，固定于旋转工作台38的工件W绕A轴摆动，切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的平行线倾斜。

位置控制部104进行X轴驱动装置22的驱动控制，使柱21向X轴方向移动，并且进行Y轴驱动装置24的驱动控制，使滑鞍23向Y轴方向移动。由此，工具保持装置20所保持的切齿工具40相对于工件保持装置30所保持的工件W向X轴方向和Y轴方向相对移动。另外，位置控制部104进行Z轴驱动装置32的驱动控制，使进给台31向Z轴方向移动。由此，工件保持装置30所保持的工件W相对于工具保持装置20所保持的切齿工具40向Z轴方向相对移动，进行切齿工具40相对于工件W的相对的进给动作。

加工程序存储部105存储用于切削加工的加工程序。运算部106基于加工程序存储部105所存储的加工程序，确定切齿工具40对工件W进行切削加工的加工轨迹。

运算部106基于确定出的加工轨迹导出交叉角α、修正角β和切齿工具40相对于工件W的相对的进给量F。此外，交叉角α是切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的倾斜角度，基于在工件W形成的齿面的形状、切削刃41的扭转角等来决定。而且，倾斜控制部103基于运算部106运算出的交叉角α使倾斜工作台36摆动，以使切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的倾斜角度成为交叉角α。

接下来，说明修正角β。在本实施方式中，修正角β如以下那样定义。即，当将切齿工具40切削工件W的位置设为“切削点C”时，将处于开始切削加工的时刻的切削点C定义为“起点S”，将处于切齿工具40从起点S进给了规定的进给量F的时刻的切削点C定义为“移动点M”。另外，将一边处于在规定的基准同步旋转状态下使工件W和切齿工具40旋转一边从起点S进给了规定的进给量F的时刻的切削点C定义为“基准移动点MR”。而且，将当从起点S进给切齿工具40规定的进给量F时相对于基准移动点MR错开移动点M的相位时设定的朝向工件W的周向一侧的相移角，定义为“修正角β”。

此处，“基准同步旋转状态”是指使工件W和切齿工具40同步旋转以使随着进给动作移动的切削点C沿着在工件W形成的齿轮的齿的扭转方向移动的状态。即，当在工件W形成斜齿轮时，基准同步旋转状态是指使工件W和切齿工具40同步旋转以使切削点C沿着在工件W形成的齿轮的扭转方向移动的状态。另一方面，当在工件W形成正齿轮时，基准同步旋转状态是指使工件W和切齿工具40同步旋转以使切削点C沿着工件W的轴线Lw方向移动的状态。

即，加工控制部100通过一边以基准同步旋转状态使工件W和切齿工具40旋转，一边进行进给动作，能够使切削点C沿着在工件W形成的齿轮的齿向方向移动。与此相对，加工控制部100通过在工件W和切齿工具40以和基准同步旋转状态不同的旋转速度比旋转的状态下进行进给动作，能够使切削点C向和齿向方向不同的方向移动。

另外，在本实施方式中，通过使切齿工具40的旋转速度恒定并且改变工件W的旋转速度，加工控制部100变更工件W和切齿工具40的旋转速度比(以下简单地称为“旋转速度比”)。此时，通过和基准同步旋转状态相比，提高工件W的旋转速度，加工控制部100能够将移动点M的相位向比基准移动点MR的相位更靠工件W的周向一侧错开。另一方面，通过和基准同步旋转状态相比，降低工件W的旋转速度，加工控制部100能够将移动点M的相位向比基准移动点MR的相位更靠工件W的周向另一侧错开。

这样，通过使切齿工具40的旋转速度恒定并且改变工件W的旋转速度，加工控制部100能够平滑地进行旋转速度比的变更。此外，在本实施方式中，虽然使切齿工具40的旋转速度恒定，并且改变了工件W的旋转速度，但也可以使工件W的旋转速度恒定，并且改变切齿工具40的旋转速度。

另外，此时，随着进给动作下的进给量F增大，移动点M相对于基准移动点MR的相移角增大。因此，旋转速度比需要基于修正角β和进给量F来决定。这样，加工控制部100基于加工程序确定加工轨迹之后，根据加工轨迹导出修正角β和进给量F，使用修正角β和进给量F通过运算求出旋转速度比。

接着，参照图4A和图4B说明修正角β的具体例子。这里，说明形成图11和图12所示的齿轮防脱部120的右锥齿面122和右子齿面122a的情况。

在图4A和图4B中图示出在工件W的内周面形成有花键齿115a0之后的状态。在该花键齿115a0，遍及左侧面115A和右侧面115B的全部区域形成有左齿面115b和右齿面115c。而且，齿轮加工装置1通过使切削点C沿单点划线所示的加工轨迹移动，在花键齿115a0的右齿面115c形成右锥齿面122和右子齿面122a。此外，在图4A和图4B中，为了容易观看附图，对工件W的端面画有剖面线。

如图4A和图4B所示，花键齿115a0的齿向方向和工件W的轴线Lw平行。加工轨迹包含在形成右锥齿面122时切削点C移动的第一轨迹P1、和在形成右子齿面122a时切削点C移动的第二轨迹P2，第一轨迹P1和第二轨迹P2相对于工件W的轴线Lw倾斜。

因此，首先，运算部106通过运算求出切削加工第一轨迹P1时的旋转速度比。具体而言，运算部106确定出第一轨迹P1之后，基于第一轨迹P1导出起点S1和移动点M1。而且，运算部106基于起点S1和移动点M1导出沿第一轨迹P1使切削点C移动时的进给量F1，基于起点S1和进给量F1导出基准移动点MR1。之后，运算部106基于基准移动点MR1和移动点M1导出修正角β1。此外，由于移动点M1位于比基准移动点MR1更靠工件W的周向一侧(图4B左侧)，所以修正角β1为正值。之后，运算部106使用修正角β1和进给量F通过运算求出旋转速度比。

相同地，运算部106运算形成第二轨迹P2时的旋转速度比。此时，运算部106基于第二轨迹P2确定第二轨迹P2的起点S2和移动点M2。此外，在第二轨迹P2中，起点S2和第一轨迹P1的移动点M1位于相同位置。而且，运算部106基于基准移动点MR2和移动点M2导出修正角β2，并且基于起点S2和移动点M2导出进给量F2。此外，由于移动点M2位于比基准移动点MR2更靠工件W的周向另一侧(图4B右侧)，所以修正角β2为负值。之后，运算部106使用修正角β2和进给量F2通过运算求出旋转速度比。

这里，参照图5～图7B说明在右齿面115c形成右锥齿面122和右子齿面122a时的齿轮加工装置1的动作。此外，图5所示的图解的横轴表示从开始进给动作起的经过时间。另外，t1表示切削加工右锥齿面122时的进给动作结束的时间，t2表示切削加工右子齿面122a时的进给动作开始的时间。

另外，在图6中图示出形成有花键齿115a0之后的工件W。此外，在图6中仅图示一部分花键齿115a0，用单点划线图示形成右锥齿面122和右子齿面122a时的加工轨迹即第一轨迹P1和第二轨迹、和形成左锥齿面121和左子齿面121a时的加工轨迹即第三轨迹P3和第四轨迹P4。

如图5和图7A所示，当形成右锥齿面122时，加工控制部100以运算部106预先运算出的旋转速度比一边使工件W和切齿工具40旋转，一边进行工件W从旋转轴线一侧Df向旋转轴线另一侧Db的进给动作，使切削点C从起点S1向移动点M1移动。此外，由于修正角β1是正值，所以工件旋转控制部102使工件W的旋转速度Vw1比基准同步旋转状态下的旋转速度Vw0高。另外，此时，加工控制部100使进给速度恒定(Vf)。

如图5和图7B所示，加工控制部100在切削加工右锥齿面122时的进给动作结束的时刻(图5所示的时间t1)，暂时停止进给动作，将工件W的旋转速度设定为Vw0。即，齿轮加工装置1使工件W和切齿工具40为基准同步旋转状态。而且，运算部106通过运算求出用于使切削点C沿第二轨迹P2移动的旋转速度比。

如图5和图7C所示，加工控制部100在旋转速度比的运算结束的时刻(图5所示的t2)，基于通过运算求出的旋转速度比，将工件W的旋转速度从Vw0变更为Vw2。而且，加工控制部100再次开始从旋转轴线一侧Df向旋转轴线另一侧Db的进给动作，使切削点C向移动点M2移动。此外，由于修正角的值β2是负值，所以工件旋转控制部102使工件W的旋转速度Vw2比基准同步旋转状态下的旋转速度Vw0低。另外，此时，加工控制部100使进给速度恒定(Vf)。

而且，若右子齿面122a的切削加工结束，则加工控制部100暂时停止工件W和切齿工具40的旋转，进行切齿工具40的返回动作。即，加工控制部100进给从旋转轴线一侧Df向旋转轴线另一侧Db的切齿工具40，使其向形成左锥齿面121和左子齿面121a时的切削开始移动。而且，在进行了在工件W形成的花键齿115a0和切齿工具40的切削刃41的相位对准之后，加工控制部100以和切削加工右锥齿面122和右子齿面122a相同的顺序，切削加工左锥齿面121和左子齿面121a。

这样，加工控制部100在一次的进给动作之中，连续地切削加工右锥齿面122和右子齿面122a。而且，加工控制部100在切削加工右锥齿面122时和切削加工右子齿面122a时，变更修正角β。由此，由于齿轮加工装置1能够进行右锥齿面122和右子齿面122a双方的尺寸管理，所以能够高精度地加工右锥齿面122和右子齿面122a。

另外，在这种情况下，加工控制部100在使工件W和切齿工具40旋转了的状态下，进行修正角β的变更。因此，例如与使切齿工具40从工件W离开，暂时停止工件W和切齿工具40的旋转，再次进行相位对准那种情况相比，齿轮加工装置1能够实现周期时间的缩短。

接下来，参照图8所示的流程图说明通过加工控制部100执行的特殊齿形加工处理。特殊齿形加工处理是在工件W的内周面形成有花键齿115a0之后在右侧面115B形成右锥齿面122和右子齿面122a时所执行的处理。

如图8所示，在特殊齿形加工处理中，最初，加工控制部100读取在加工程序存储部105存储的加工程序(S1)。而且，加工控制部100基于加工程序确定第一轨迹P1和第二轨迹P2。之后，加工控制部100基于第一轨迹P1导出交叉角α、修正角β1和进给量F1，并且通过运算求出旋转速度比(S2)。之后，加工控制部100以通过运算求出的旋转速度比一边使工件W和切齿工具40旋转，一边进行从旋转轴线一侧Df向旋转轴线另一侧Db的进给动作，切削加工右锥齿面122(S3：第一切削工序)。

S4的处理是进行右锥齿面122的切削加工是否已经结束的判定的处理，如果右锥齿面122的切削加工未结束(S4：否)，加工控制部100反复执行S4的处理。而且，当右锥齿面122的切削加工已经结束时(S4：是)，加工控制部100停止进给动作(S5)，将修正角设定为0度(S6)。即，S5和S6的处理是齿轮加工装置1在停止了从旋转轴线另一侧Db向旋转轴线一侧Df的进给动作的状态下使工件W和切齿工具40以基准同步旋转状态旋转的处理。而且，加工控制部100基于第二轨迹P2导出修正角β2和进给量F2，并且通过运算求出旋转速度比(S7：修正角变更工序)。此外，此时，切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的倾斜角度保持原样维持交叉角α。

这样，从结束右锥齿面122的切削加工至开始右子齿面122a的切削加工为止，在此期间，加工控制部100使修正角为0度。由此，齿轮加工装置1能够防止在从右锥齿面122的切削加工结束至开始右子齿面122a为止的期间切齿工具40和邻接的内齿115a干涉。另外，由于齿轮加工装置1能够抑制切削点C从加工轨迹的位置向工件W的周向偏离地相对移动的情况，所以能够实现加工精度的提高。另外，此时，从结束右锥齿面122的切削加工至开始右子齿面122a的切削加工为止的期间，加工控制部100暂时停止进给动作。由此，齿轮加工装置1能够抑制切削点C从加工轨迹向工件W的轴线Lw方向偏离的位置地相对移动。

若S7的处理结束，则加工控制部100以通过运算求出的旋转速度比，一边使工件W和切齿工具40旋转，一边进行从旋转轴线一侧Df向旋转轴线另一侧Db的进给动作，切削加工右子齿面122a(S8：第二切削工序)。

S9的处理是进行右子齿面122a的切削加工是否已经结束的判定的处理，如果右子齿面122a的切削加工未结束(S9：否)，加工控制部100反复执行S9的处理。另一方面，当右子齿面122a的切削加工已经结束时(S9：是)，加工控制部100停止进给动作(S10)，停止工件W和切齿工具40的旋转(S11)。之后，加工控制部100进行从旋转轴线另一侧Db向旋转轴线一侧Df的返回动作(S12)，结束本处理。

若上述特殊齿形加工处理结束，则加工控制部100进行在工件W形成的花键齿115a0和切齿工具40的切削刃41的相位对准。之后，加工控制部100一边使工件W和切齿工具40向和切削加工右锥齿面122和右子齿面122a时相反的方向旋转，一边切削加工左锥齿面121和左子齿面121a。此外，左锥齿面121和左子齿面121a的切削加工通过和特殊齿形加工处理相同的处理来执行。

这样，加工控制部100在连续地切削加工右锥齿面122和右子齿面122a之后，连续地进行左锥齿面121和左子齿面121a的切削加工，因此能够减少停止工件W和切齿工具40的旋转的次数。因此，即便在通过切削加工在右侧面115B形成扭转角不同的两个齿面(右锥齿面122和右子齿面122a)时，齿轮加工装置1也能高效地进行切削加工，因此能够实现周期时间的缩短。

此外，虽然举例说明了在上述特殊齿形加工处理中右锥齿面122和右子齿面122a通过一次的进给动作被切削加工的情况，但也可以通过多次的进给动作进行右锥齿面122和右子齿面122a的切削加工。另外，在上述例子中，虽然说明了在形成有右锥齿面122和右子齿面122a之后形成左锥齿面121和左子齿面121a的情况，但也可以在形成有左锥齿面121和左子齿面121a之后，形成右锥齿面122和右子齿面122a。即便在这种情况下，加工控制部100也能减少停止工件W和切齿工具40的旋转的次数，因此能够实现周期时间的缩短。

这里，齿轮加工装置1也能使用切齿工具40进行花键齿115a0的加工。此时，和通过拉削加工、插齿加工形成花键齿115a0的情况相比，齿轮加工装置1能够无需工件W的移动。即，由于齿轮加工装置1能够在形成有花键齿115a0之后，不从工件保持装置30取下工件W地转移至齿轮防脱部120的加工，所以能够无需开始齿轮防脱部120的切削加工之前的定心作业。其结果是，齿轮加工装置1能够实现周期时间的缩短，并且能够实现加工精度的提高。

另外，此时，齿轮加工装置1能够将切削加工花键齿115a0时的交叉角α设定为和切削加工右锥齿面122和右子齿面122a时的切齿工具40的交叉角α相同的角度。此时，加工控制部100在切削加工花键齿115a0之前进行在上述特殊齿形加工处理的S2的处理之中所进行的交叉角的运算。由此，由于齿轮加工装置1能够无需在花键齿115a0的切削加工之后变更切齿工具40的轴线L相对于工件W的轴线Lw的倾斜角度的作业，所以能够实现周期时间的缩短。

如以上说明那样，当在花键齿115a0的右侧面115B形成右锥齿面122和右子齿面122a时，加工控制部100在一次的进给动作之中，连续地切削加工右锥齿面122和右子齿面122a。即，对于齿轮加工装置1而言，在切削加工右锥齿面122时和切削加工右子齿面122a时，双方一边进行进给动作一边进行切削加工。

而且，加工控制部100在切削加工右锥齿面122时和切削加工右子齿面122a时，变更修正角β。由此，由于齿轮加工装置1能够进行右锥齿面122和右子齿面122a双方的尺寸管理，所以能够高精度地加工右锥齿面122和右子齿面122a。

另外，加工控制部100通过在切削加工右锥齿面122时和切削加工右子齿面122a时变更工件W相对于切齿工具40的旋转速度比，能够一边维持工件W和切齿工具40旋转的状态，一边连续地切削加工扭转角不同的右锥齿面122和右子齿面122a。

而且，加工控制部100在一次的进给动作之中连续地切削加工右锥齿面122和右子齿面122a时，在右锥齿面122的切削加工结束的时刻，变更修正角β。在这种情况下，加工控制部100在工件W和切齿工具40旋转的状态下，进行修正角β的变更。因此，例如与使切齿工具40从工件W暂时离开，暂时停止工件W和切齿工具40的情况相比，齿轮加工装置1能够实现周期时间的缩短。

另外，右锥齿面122相对于工件W的轴线Lw向工件W的周向一侧倾斜，与此相对，右子齿面122a相对于轴线Lw向工件W的周向另一侧倾斜。当通过齿轮加工装置1形成这种特殊齿形时，加工控制部100在一次的进给动作之中连续地切削加工右锥齿面122和右子齿面122a，在右锥齿面122的切削加工结束的时刻变更修正角β。而且，加工控制部100在切削右锥齿面122时将修正角β设定为正的角度，并且在切削右子齿面122a时将修正角β设定为负的角度。因此，即便在内齿151具有特殊的齿形的情况下，加工控制部100也能实现周期时间的缩短，并且能够实现加工精度的提高。

能够容易推测出，虽然以上基于上述实施方式说明了本发明，但本发明不受上述实施方式任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形改进。另外，在上述实施方式中，说明了在花键齿115a0形成齿轮防脱部120时应用本发明的情况，但除形成齿轮防脱部120的情况以外，也能应用本发明。

例如，在本实施方式中，虽然说明了在第一齿面(右锥齿面122)和第二齿面(右子齿面122a)扭转方向不同，但不限定于此。即，即便在第一齿面和第二齿面的扭转方向相同时，也能应用本发明。此时，加工控制部100在形成第一齿面时和形成第二齿面时，双方将修正角设定为正值或者负值，并且通过在形成第一齿面时和形成第二齿面时变更旋转速度比，能够高精度且高效地形成扭转角不同的第一齿面和第二齿面。

在上述实施方式中，对于从结束右锥齿面122的切削加工至开始右子齿面122a的切削加工为止，在此期间，加工控制部100暂时停止进给动作的情况进行了说明，但不限定于此。即，加工控制部100也可以在从结束右锥齿面122的切削加工至开始右子齿面122a的切削加工为止的期间一边减速一边进行进给动作。另外，加工控制部100也可以在从开始右锥齿面122的切削加工至结束右子齿面122a的切削加工为止的期间以恒定速度进行进给动作。

此时，通过在运算切削加工右锥齿面122时的旋转速度比时，一并运算切削加工右子齿面122a时的旋转速度比，对于右锥齿面122的切削加工，加工控制部100能够缩短至开始右子齿面122a的切削加工为止的时间。而且，当在从结束右锥齿面122的切削加工至开始右子齿面122a的切削加工为止的期间一边减速一边进行进给动作时，齿轮加工装置1能够抑制在变更工件W的旋转速度期间切削点C从加工轨迹向工件W的轴线Lw方向偏离。另一方面，在从开始右锥齿面122的切削加工至结束右子齿面122a的切削加工为止的期间以恒定速度进行进给动作时，齿轮加工装置1能够以不进行进给动作的减速或者停止的量实现周期时间的缩短。

Claims (14)

1.一种齿轮加工装置，通过在使切齿工具的轴线相对于工件的轴线的平行线倾斜的状态下，一边使切齿工具和工件同步旋转，一边使所述切齿工具沿所述工件的轴线方向相对于所述工件相对地进给，切削加工所述工件，创建齿轮，其中，

所述齿轮具有的多个齿的各个侧面具备：

第一齿面；和

与所述第一齿面连续形成并且扭转角和所述第一齿面不同的第二齿面，

所述齿轮加工装置包括加工控制部，

所述加工控制部控制所述工件和所述切齿工具的旋转，并且控制所述切齿工具相对于所述工件的相对的进给动作，

其中，

作为所述切齿工具对所述各个侧面进行切削的切削点，将处于开始切削加工的时刻的所述切削点定义为起点，将处于所述切齿工具从所述起点进给了规定的进给量的时刻的所述切削点定义为移动点，

将一边处于在规定的基准同步旋转状态下使所述工件和所述切齿工具旋转一边从所述起点进给了所述规定的进给量的时刻的所述切削点定义为基准移动点，

将当从所述起点进给所述切齿工具所述规定的进给量时相对于所述基准移动点错开所述移动点的相位时设定的朝向所述工件的周向一侧的相移角定义为修正角时，

所述加工控制部在一次的所述进给动作之中，连续地切削加工所述第一齿面和所述第二齿面，并且在切削加工所述第一齿面时和切削加工所述第二齿面时，变更所述修正角。

2.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在结束所述第一齿面的切削加工至开始所述第二齿面的切削加工为止期间，暂时停止所述进给动作。

3.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在结束所述第一齿面的切削加工至开始所述第二齿面的切削加工为止期间，一边减速一边进行所述进给动作。

4.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在开始所述第一齿面的切削加工至结束所述第二齿面的切削加工为止期间，以恒定速度进行所述进给动作。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在结束所述第一齿面的切削加工至开始所述第二齿面的切削加工为止期间，将所述修正角设定为0度。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在切削所述第一齿面时和切削所述第二齿面时中的任一情况下，将所述修正角设定为正的角度，并且在切削所述第一齿面时和切削所述第二齿面时中的另一情况下，将所述修正角设定为负的角度。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在切削加工所述第一齿面时和切削加工所述第二齿面时，变更所述工件相对于所述切齿工具的旋转速度比。

8.根据权利要求7所述的齿轮加工装置，其中，

所述加工控制部在切削加工所述第一齿面时和切削加工所述第二齿面时，使所述工件和所述切齿工具中的任一方的旋转速度恒定，并且变更所述工件和所述切齿工具中的任意另一方的旋转速度。

9.一种齿轮加工方法，通过在使切齿工具的轴线相对于工件的轴线的平行线倾斜的状态下，一边使切齿工具和工件同步旋转，一边使所述切齿工具沿所述工件的轴线方向相对于所述工件相对地进给，切削加工所述工件，创建齿轮，其中，

所述齿轮具有的多个齿的各个侧面具备：

第一齿面；和

与所述第一齿面连续形成并且扭转角和所述第一齿面不同的第二齿面，

作为所述切齿工具对所述各个侧面进行切削的切削点，将处于开始切削加工的时刻的所述切削点定义为起点，将处于所述切齿工具从所述起点进给了规定的进给量的时刻的所述切削点定义为移动点，

将一边处于在规定的基准同步旋转状态下使所述工件和所述切齿工具旋转一边从所述起点进给了所述规定的进给量的时刻的所述切削点定义为基准移动点，

将当从所述起点进给所述切齿工具所述规定的进给量时相对于所述基准移动点错开所述移动点的相位时设定的朝向所述工件的周向一侧的相移角定义为修正角时，

在所述齿轮加工方法中，在一次的进给动作之中，连续地切削加工所述第一齿面和所述第二齿面，并且在切削加工所述第一齿面时和切削加工所述第二齿面时，变更所述修正角。

10.根据权利要求9所述的齿轮加工方法，其中，还包括：

第一切削工序，在该工序中，在所述修正角设定为第一角度的状态下，切削所述第一齿面；

修正角变更工序，在该工序中，一边使所述工件和所述切齿工具旋转，一边将所述修正角从所述第一角度向第二角度变更；和

第二切削工序，在该工序中，在所述修正角设定为所述第二角度的状态下，切削所述第二齿面。

11.根据权利要求10所述的齿轮加工方法，其中，

在所述进给动作已停止的状态下进行所述修正角变更工序。

12.根据权利要求10所述的齿轮加工方法，其中，

一边减速所述进给动作一边进行所述修正角变更工序。

13.根据权利要求10所述的齿轮加工方法，其中，

在所述进给动作设定为和所述第一切削工序以及所述第二切削工序相同的速度的状态下进行所述修正角变更工序。

14.根据权利要求11～13中的任一项所述的齿轮加工方法，其中，

在所述修正角设定为0度的状态下进行所述修正角变更工序。

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