DE102018113323A1

DE102018113323A1 - Zahnradbearbeitungsverfahren und Zahnradbearbeitungsgerät

Info

Publication number: DE102018113323A1
Application number: DE102018113323.5A
Authority: DE
Inventors: Minoru Sato; Hideaki Uno
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2018-12-13
Also published as: CN108994552A; US10661367B2; JP7066983B2; CN108994552B; US20180354047A1; JP2018202565A

Abstract

Ein Zahnradbearbeitungsverfahren hat: Schruppbearbeitung des Werkstücks W, während verursacht wird, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider 80 in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks W derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt; und Fertigbearbeitung durch Abschneiden des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück W während der Schruppbearbeitung verblieben ist, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, um eine gewünschte Zahnradform durch Zuführen eines Wälzschälschneiders 90 relativ zu dem Werkstück W in der Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W auszubilden, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider 90 in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnradbearbeitungsverfahren und ein Zahnradbearbeitungsgerät.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Zahnradbearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Wälzfrässchneiders oder eines Wälzschälschneiders ist bekannt. Hinsichtlich eines Zahnradbearbeitungsverfahrens unter Verwendung eines Wälzfrässchneiders offenbart zum Beispiel die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2000-210817 ( JP 2000-210817 A ) ein Zahnradbearbeitungsverfahren, in dem Schruppen mit einem Schruppzahnradwälzfräser durchgeführt wird, und dann ein Fertigbearbeiten mit einem Fertigzahnradwälzfräser durchgeführt wird. Die japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 57-107735 ( JP 57-107735 A ) offenbart ein Außenverzahnungsbearbeitungsverfahren unter Verwendung eines stundenglasförmigen Zahnradwälzfräsers und ein Innenverzahnungsbearbeitungsverfahren unter Verwendung eines fassförmigen (tonnenförmigen) Zahnradwälzfräsers. Die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2014-172112 ( JP 2014-172112 A ) offenbart ein Zahnradbearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Wälzschälschneiders.
In der Technik, die in der JP 2000-210817 A beschrieben ist, wird ein Zeitraum, der zum Fertigbearbeiten erforderlich ist, aufgrund einer langsamen Zufuhrrate des Fertigbearbeitungszahnradwälzfräsers lange, wenn der Fertigbearbeitungszahnradfräser zum Fertigbearbeiten mit einer hohen Genauigkeit verwendet wird. In der Technik, die in der JP 57-107735 A beschrieben ist, sorgen die komplizierten Formen des stundenglasförmigen Zahnradwälzfräsers und des fassförmigen Zahnradwälzfräsers dafür, dass die Herstellung eines Werkzeugs schwierig ist, und entsprechend erhöhen sich die Werkzeugkosten. In dem Zahnradbearbeiten mit dem Wälzschälschneider müssen die Tiefen der Schnitte kleiner eingestellt werden, um zu verhindern, dass der Wälzschälschneider sich in einem kurzen Zeitraum verschleißt. Folglich wird ein Zeitraum länger, der für das Zahnradbearbeiten erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zahnradbearbeitungsverfahren und ein Zahnradbearbeitungsgerät bereitzustellen, die sowohl eine Reduktion einer Bearbeitungszeit wie auch eine Verbesserung einer Bearbeitungsgenauigkeit ermöglichen, während ein Anstieg von Werkzeugkosten unterdrückt wird.
Ein Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat: Schruppschleifen eines Werkstücks, während dafür gesorgt wird, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider in Synchronisation mit einer Drehung des Werkzeugs derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt; und Fertigbearbeiten durch Abschneiden des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück verbleibt, auf dem das Schruppschleifen während des Schruppschleifens durchgeführt wurde, um eine gewünschte Zahnradform durch Zuführen eines Wälzschälschneiders relativ zu dem Werkstück in der Drehachsenrichtung des Werkstücks auszubilden, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht.
Ein Zahnradbearbeitungsgerät gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die Schruppbearbeitungssteuerung und die Fertigbearbeitungssteuerung. Die Schruppbearbeitungssteuerung steuert das Schruppbearbeiten auf einem Werkstück, während sie verursacht, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt. Die Fertigbearbeitungssteuerung steuert das Fertigbearbeiten des Schneidens des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück verbleibt, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, um eine erwünschte Zahnradform auszubilden, in dem ein Wälzschälschneider relativ zu dem Werkstück in der Drehachsenrichtung des Werkstücks zugeführt wird, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks dreht.
In dem Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt ist während der Schruppbearbeitung ein hoch genaues Bearbeiten nicht erforderlich, und somit kann die Zufuhrgeschwindigkeit des Wälzfrässchneiders hoch eingestellt sein. In dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider auf dem Werkstück durchgeführt, auf dem das Schruppbearbeiten durchgeführt wurde, wodurch ein auf dem Werkstück auszubildendes Zahnrad in eine gewünschte Form ausgebildet werden kann.
Wenn ein Schneidüberstand in dem Bearbeiten eines Werkstücks W groß ist, kann das Bearbeiten mit einem Wälzfrässchneider eine größere Tiefe eines Schnitts erlangen, während ein Verschleiß eines Werkzeugs unterdrückt wird, als eine Bearbeitung mit einem Wälzschälschneider. Wenn der Schneidüberstand in dem Bearbeiten des Werkstücks W klein ist, kann das Bearbeiten mit dem Wälzschälschneider eine schnellere und genauere Bearbeitung als die Bearbeitung mit dem Wälzfrässchneider erlangen. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt eine Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung während der Schruppbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider und die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider erforderlich ist.
Darüber hinaus kann das Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt unter Verwendung des zylindrischen Wälzfrässchneiders niedrigere Werkzeugkosten erlangen, als wenn ein fassförmiger Wälzschälschneider verwendet wird. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung sowohl die Reduktion einer Bearbeitungszeit wie auch eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit, während ein Anstieg der Werkzeugkosten unterdrückt wird.
Mit dem Zahnradbearbeitungsgerät gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt erfordert die Schruppbearbeitungssteuerung keine hoch genaue Bearbeitung während der Schruppbearbeitung, und somit kann die Zufuhrgeschwindigkeit des Wälzfrässchneiders hoch eingestellt werden. Die Fertigbearbeitungssteuerung führt die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider auf dem Werkstück durch, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, wodurch ein auf dem Werkstück auszubildendes Zahnrad in einer gewünschten Form ausgebildet werden kann.
Wenn ein Schneidüberstand in dem Bearbeiten eines Werkstücks W groß ist, kann das Bearbeiten mit dem Wälzfrässchneider eine größere Schnitttiefe erlangen, während ein Verschleiß eines Werkzeugs unterdrückt wird, als eine Bearbeitung durch den Wälzschälschneider. Wenn der Schneidüberstand in dem Bearbeiten des Werkstücks W klein ist, kann die Bearbeitung durch den Wälzschälschneider eine schnellere und eine genauere Bearbeitung als eine Bearbeitung mit dem Wälzfrässchneider erlangen. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsgerät gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt eine Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung durch die Schruppbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider und die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider erforderlich ist.
Außerdem kann das Zahnradbearbeitungsgerät gemäß dem voranstehend beschriebenen Gesichtspunkt unter Verwendung des zylindrischen Wälzfrässchneiders niedrigere Werkzeugkosten erlangen, als wenn ein fassförmiger Wälzfrässchneider verwendet wird. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsgerät der vorliegenden Erfindung sowohl eine Reduktion einer Bearbeitungszeit wie auch eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit, während ein Anstieg von Werkzeugkosten unterdrückt ist.
Figurenliste
Die voranstehend beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in denen:

die 1 eine perspektivische Ansicht eines Zahnradbearbeitungsgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
die 2A eine Seitenansicht eines Wälzfrässchneiders ist, die einen Zustand darstellt, in dem eine Drehachse des Wälzfrässchneiders mit Bezug auf eine Drehachse eines Werkstücks geneigt ist;
die 2B eine vergrößerte Schnittansicht des Wälzfrässchneiders entlang einer Linie IIB-IIB in der 2A ist;
die 3 eine Seitenansicht eines Wälzschälschneiders ist, die einen Zustand darstellt, in dem eine Drehachse des Wälzschälschneiders mit Bezug auf die Drehachse des Werkstücks geneigt ist;
die 4A eine Ansicht ist, die das Zahnradbearbeitungsverfahren unter Verwendung eine Wälzfrässchneiders darstellt, der doppelgängige Wälzfräsklingen aufweist, das einen Zustand darstellt, wenn eine Innenverzahnung auf einem Werkstück ausgebildet wird;
die 4B eine Ansicht des Zahnradbearbeitungsverfahrens unter Verwendung eines Wälzfrässchneiders ist, der einzelgängige Wälzfräsklingen aufweist, die einen Zustand darstellt, wenn eine Innenverzahnung auf einem Werkstück ausgebildet wird;
die 5A eine Ansicht ist, die ein Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, die einen Vorgang darstellt, einen Wälzfrässchneider einzustellen;
die 5B eine Ansicht ist, die das Zahnradbearbeitungsverfahren darstellt, die einen Zustand darstellt, in dem der Wälzfrässchneider eingestellt wurde;
die 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer Außenverzahnung ist, die durch ein Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform ausgebildet wurde, die in einer vergrößerten Weise ein Teil darstellt, in dem ein nicht mit einer Außenverzahnung ausgebildeter Abschnitt ausgebildet wird;
die 7A eine Ansicht ist, die das Zahnradbearbeitungsverfahren unter Verwendung des Wälzfrässchneiders darstellt, der die doppelgängigen Wälzfräsklingen aufweist, die einen Zustand darstellt, wenn eine Außenverzahnung auf einem Werkstück ausgebildet wird; und
die 7B eine Ansicht ist, die das Zahnradbearbeitungsverfahren unter Verwendung des Wälzfrässchneiders darstellt, der die einzelgängigen Wälzfräsklingen aufweist, die einen Zustand darstellt, wenn eine Außenverzahnung auf einem Werkstück ausgebildet wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsformen gemäß einem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden wird zuerst eine allgemeine Struktur eines Zahnradbearbeitungsgeräts 1 beschrieben, das in einem Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit Bezug auf die 1.
Wie in der 1 abgebildet ist, ist das Zahnradbearbeitungsgerät 1 ein Bearbeitungszentrum, das drei lineare Achsen (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse) aufweist, die zueinander orthogonal liegen, und zwei Drehachsen (A-Achse und C-Achse) als Antriebsachsen, und einen relativen Zufuhrvorgang zwischen einem Werkstück W und einem Werkzeug durchführt. Das Zahnradbearbeitungsgerät 1 kann ein Horizontalbearbeitungszentrum sein, ein Vertikalbearbeitungszentrum oder eine komplexe Bearbeitungsmaschine. Das Zahnradbearbeitungsgerät 1 hat hauptsächlich ein Bett 10, eine Säule 20, einen Sattel 30, eine drehende Hauptspindel 40, einen Tisch 50, einen Kipptisch 60, einen Drehtisch 70, einen Werkzeugwechsler 150 und ein Steuergerät 100.
Das Bett 10 ist auf einem Boden vorgesehen. Die Säule 20 ist auf einer oberen Oberfläche des Betts 10 vorgesehen. Ein Paar X-Achsenführungsschienen 11a und 11b, die sich in einer Richtung einer X-Achse (Horizontalrichtung) erstrecken, ist auf der oberen Oberfläche des Betts 10 bereitgestellt, und die Säule 20 ist so bereitgestellt, dass sie in der X-Achsenrichtung entlang der X-Achsenführungsschienen 11a und 11b beweglich ist. Ein kugelspindelartiges Zufuhrgerät (nicht abgebildet), das konfiguriert ist, die Säule 20 in die Richtung der X-Achse anzutreiben, ist zwischen dem Paar der X-Achsenführungsschienen 11a und 11b bereitgestellt.
Der Sattel 30 ist auf einer Seitenoberfläche der Säule 20 vorgesehen. Ein Paar Y-Achsenführungsschienen 21a und 21b, die sich in einer Richtung einer Y-Achse erstrecken (Vertikalrichtung), ist auf der Seitenoberfläche der Säule 20 bereitgestellt, und der Sattel 30 ist so bereitgestellt, dass er in die Richtung der Y-Achse entlang der Y-Achsenführungsschienen 21a und 21b beweglich ist. Ein kugelspindelartiges Zufuhrgerät (nicht abgebildet), das konfiguriert ist, den Sattel 30 in der Richtung der Y-Achse anzutreiben, ist zwischen dem Paar der Y-Achsenführungsschienen 21a und 21b bereitgestellt.
Die drehende Hauptspindel 40 ist angetrieben, um durch einen Hauptspindelmotor (nicht abgebildet) angetrieben zu werden, der innerhalb des Sattels 30 aufgenommen ist. Zu dem distalen Ende der drehenden Hauptspindel 40 ist ein Werkzeug abnehmbar befestigt, das zum Bearbeiten eines Werkstücks W verwendet wird. Das an der drehenden Hauptspindel 40 befestigte Werkzeug bewegt sich in der Richtung der X-Achse und der Richtung der Y-Achse mit Bezug auf das Bett 10 gemäß der Bewegung der Säule 20 und des Sattels 30.
Auf einer oberen Oberfläche des Betts 10 ist der Tisch 50 an einer Position vorgesehen, die zu der Säule 20 und dem Sattel 30 in der Z-Achsenrichtung (Horizontalrichtung) gerichtet ist. Ein Paar Z-Achsenführungsschienen 12a und 12b, die sich in der Richtung der Z-Achse erstrecken, ist auf der oberen Oberfläche des Betts 10 bereitgestellt, und der Tisch 50 ist so bereitgestellt, dass er in der Richtung der Z-Achse entlang der Z-Achsenführungsschienen 12a und 12b beweglich ist. Ein kugelspindelartiges Zufuhrgerät (nicht abgebildet), das konfiguriert ist, den Tisch 50 in die Richtung der Z-Achse anzutreiben, ist zwischen dem Paar der Z-Achsenführungsschienen 12a und 12b bereitgestellt.
Der Kipptisch 60 ist an einer oberen Oberfläche des Tischs 50 vorgesehen. Ein Paar Kipptischstützabschnitte 51, die in der Richtung der X-Achse zueinander gerichtet sind, ist auf der oberen Oberfläche des Tischs 50 bereitgestellt, und der Kipptisch 60 ist durch das Paar der Kipptischstützabschnitte 51 so gelagert, dass er um die A-Achse schwingbar ist, die sich parallel zu der X-Achsenrichtung erstreckt. Der Kipptisch 60 wird angetrieben, durch einen A-Achsenmotor (nicht abgebildet) geschwungen zu werden, der innerhalb des Tischs 50 aufgenommen ist.
Der Drehtisch 70 hält ein Werkstück W und ist so bereitgestellt, dass er um die C-Achse drehbar ist, die sich rechtwinklig zu der A-Achse mit Bezug auf den Kipptisch 60 erstreckt. Ein C-Achsenmotor (nicht abgebildet) ist auf einer Bodenoberfläche des Kipptischs 60 bereitgestellt, und der Drehtisch 70 ist angetrieben, durch den C-Achsenmotor gedreht zu werden. Der Werkzeugwechsler 150 ersetzt automatisch das an der drehenden Hauptspindel 40 angebrachte Werkzeug mit einem in einem Werkzeugmagazin (nicht abgebildet) aufgenommenen Werkzeug.
Das Steuergerät 100 steuert den Hauptspindelmotor, um die Drehzahl eines Werkzeugs zu steuern, und steuert ebenfalls den C-Achsenmotor, um die Drehzahl des Werkstücks W zu steuern, das auf dem Drehtisch 70 gehalten ist. Darüber hinaus steuert das Steuergerät 100 verschiedene Motoren, die an dem Zahnradbearbeitungsgerät 1 bereitgestellt sind, um zum Beispiel den Winkel der Drehachse des Werkzeugs mit Bezug auf die Drehachse des Werkstücks W und die Zufuhrgeschwindigkeit des Werkzeugs mit Bezug auf das Werkstück W zu steuern.
Das Steuergerät 100 hat eine Schruppbearbeitungssteuerung 110, eine Fertigbearbeitungssteuerung 120 und eine Werkzeugwechselsteuerung 130. Die Schruppbearbeitungssteuerung 110 steuert die Betätigung des Werkzeugs in der Schruppbearbeitung des Werkstücks W. Die Fertigbearbeitungssteuerung 120 steuert die Betätigung des Werkzeugs in der Fertigbearbeitung des Werkstücks W. Die Werkzeugwechselsteuerung 130 steuert die Betätigungen des Werkzeugwechslers 150 und des Werkzeugmagazins (nicht abgebildet), in dem Wechseln von Werkzeugen, die an der drehenden Hauptspindel 40 anzubringen sind.
Das Folgende beschreibt an der drehenden Hauptspindel 40 zu befestigendes Werkzeug. Wie in der 2A bis zu der 3 abgebildet ist, führt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 eine Zahnradbearbeitung mit einem Wälzfrässchneider 80 oder einem Wälzschälschneider 90 durch, die an der drehenden Hauptspindel 40 befestigt sind. In der 2A und in der 3 ist, damit die Zeichnungen einfach zu verstehen sind, der Umriss des Werkstücks W durch eine gestrichelte Linie angezeigt, und eine andere Darstellung als die Umrisslinie ist ausgelassen.
Wie in der 2A und der 2B abgebildet ist, ist der Wälzfrässchneider 80 ein zylindrisches Werkzeug, und eine Mehrzahl von Wälzfräsklingen 81 sind in einer vorspringenden Weise an einer äußeren Randoberfläche des Wälzfrässchneiders 80 ausgebildet. Die Wälzfräsklingen 81 sind in Form von Firstlinien ausgebildet, die sich entlang von Spiralen erstrecken, die durch Nuten gekreuzt werden, die mit Bezug auf eine Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 geneigt sind.
Die 2A und die 2B stellen als ein Beispiel des in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Wälzfrässchneiders 80 einen Wälzfrässchneider 80 dar, der mehrgängige (Mehrgewinde-) Wälzfräsklingen 81 aufweist, deren Schrägungsrichtung linksgängig ist. Die 2A stellt den Wälzfrässchneider 80 dar, wenn er von der Richtung des Pfeils A aus betrachtet wird, der in der 2B angezeigt ist. Im Folgenden ist ein Neigungswinkel (Drehwinkel) der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 als ein Einstellwinkel definiert, wenn der Wälzfrässchneider 80 in eine Richtung (in dem Uhrzeigersinn in der 2A) um einen vorbestimmten Winkel von einem Zustand gedreht wird, in den die Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 parallel zu einer Drehachse Lw des Werkstücks W angeordnet ist. Ein Schrägungswinkel eines schrägverzahnten Stirnrads, das auf dem Werkstück W mit Bezug auf die Drehachse Lw auszubilden ist, ist als ein Schrägungswinkel definiert, und ein Steigungswinkel der auf dem Wälzfrässchneider 80 ausgebildeten Wälzfräserklingen 81 mit Bezug auf die Drehachse Lt1 ist als ein Flankenwinkel definiert.
Wie in der 3 abgebildet ist, weist der Wälzschälschneider 90 eine Mehrzahl Wälzschälklingen 91 auf, die mit Bezug auf die Drehachse Lt2 schneckenförmig sind, radial äußere Oberflächen der Wälzschälklingen 91 weisen jeweils einen Freiwinkel mit Bezug auf die Drehachse Lt2 des Wälzschälschneiders 90 auf, und Endoberflächen der Wälzschälklingen 91 weisen jeweils einen Spannwinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der Drehachse Lt2 des Wälzschälschneiders 90 auf.
Das Folgende beschreibt Verhältnisse zwischen einem auf dem Werkstück W auszubildenden Zahnrad und Wälzfrässchneidern 80A und 80B mit Bezug auf die 4A und die 4B. Hierin wird eine Innenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, auf dem Werkstück W als ein Beispiel ausgebildet. Es wird hierin angenommen, dass die Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung linksgängig ist, und dass der Schrägungswinkel davon durch β bezeichnet ist. Damit die Zeichnungen einfach zu verstehen sind, zeigen die 4A und die 4B schematisch einen Querschnitt des Werkstücks W und einige der inneren Zähne, die mit dem Werkstück W ausgebildet werden.
Als ein Beispiel des Wälzfrässchneiders 80, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, zeigt die 4A schematisch einen Wälzfrässchneider 80A, der Wälzfräsklingen 81A mit Doppelgängen aufweist. Der Steigungswinkel der Wälzfräsklingen 81A, die auf dem Wälzfrässchneider 80A ausgebildet sind, ist γ1A, und die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81A ist in der gleichen Weise linksgängig, wie die der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung. Der Einstellwinkel des Wälzfrässchneiders 80A ist durch α1A bezeichnet. In diesem Fall beträgt die Summe des Einstellwinkels α1A, des Schrägungswinkels β und des Steigungswinkels γ1A 90 Grad, und somit ist der Einstellwinkel α1A ausgehend von dem Steigungswinkel γ1A bestimmt.
Als ein anderes Beispiel des Wälzfrässchneiders 80, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, stellt die 4B einen Wälzfrässchneider 80B dar, der Wälzfräsklingen 81B mit Einzelgängen aufweist. Der Steigungswinkel der Wälzfräsklingen 81B, die auf dem Wälzfrässchneider 80B ausgebildet sind, beträgt γ1B, und die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81B ist in der gleichen Weise linksgängig, wie die der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung und der auf dem Wälzfrässchneider 80A ausgebildeten Wälzfräsklingen 81A. Die Wälzfräsklingen 81A, die auf dem Wälzfrässchneider 80A ausgebildet sind, und die Wälzfräsklingen 81B, die auf dem Wälzfrässchneider 80B ausgebildet sind, weisen die gleiche Teilung auf. Der Einstellwinkel des Wälzfrässchneiders 80B ist durch α1B bezeichnet. In diesem Fall beträgt die Summe des Einstellwinkels α1B, des Schrägungswinkels β und des Steigungswinkels γ1B 80 Grad, und somit wird der Einstellwinkel α1B ausgehend von dem Steigungswinkel γ1B bestimmt.
Wie in der 4A und der 4B abgebildet ist, ist der Steigungswinkel γ1A der Wälzfräsklingen 81A, die auf dem Wälzfrässchneider 80A ausgebildet sind, größer als der Steigungswinkel γ1B der Wälzfräsklingen 81B, die auf dem Wälzfrässchneider 80B ausgebildet sind. Mit anderen Worten, falls die Wälzfrässchneider 80 die gleiche Teilung aufweisen, steigt der Steigungswinkel an, wenn die Anzahl der Gänge der Wälzfräsklingen 81 ansteigt. Wenn die Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung und die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81, die auf jedem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet sind, die gleichen sind, und der entsprechende Einstellwinkel ein positiver Wert ist, verringert sich der Einstellwinkel, wenn der Steigungswinkel der Wälzfräsklingen 81 ansteigt.
Wenn auf einem Werkstück W eine Innenverzahnung mit einem Wälzfrässchneider 80 auszubilden ist, kann hierin das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80 nicht in das Innere des Werkstücks W einfügen, falls der Einstellwinkel nahe bei 90 Grad liegt. Wenn eine Zahnradbearbeitung auf einem Werkstück W durchgeführt wird, während ein Wälzfrässchneider 80 zugeführt wird, sogar falls eine Bearbeitung mit einer Wälzfräsklinge 81 durchgeführt wird, gerät eine andere Wälzfräsklinge 81, die nicht die eine Wälzfräsklinge 81 ist (zum Beispiel eine Wälzfräsklinge 81 angrenzend an die eine Wälzfräsklinge 81) mit einer inneren Randoberfläche des Werkstücks W in Berührung, wodurch das Werkstück W durch die andere Wälzfräsklinge 81 bearbeitet wird. Der Wälzfrässchneider 80 weist eine zylindrische Form auf, und die Form der anderen Wälzfräsklinge 81 ist unterschiedlich von einer Form, die von einer gewünschten Zahnradform übertragen wird, die auf dem Werkstück W auszubilden ist. Somit kann die gewünschte Zahnradform nicht ausgebildet werden, sogar falls die Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 mit einem geeigneten Einstellwinkel durchgeführt wird. Folglich kann, wenn eine Innenverzahnung auf einem Werkstück W auszubilden ist, eine Fertigbearbeitung nicht mit einem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt werden.
Wenn eine Innenverzahnung auf einem Werkstück W in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform auszubilden ist, wird unter Berücksichtigung davon das Werkstück W durch Schruppbearbeitung mit einem Wälzfrässchneider 80 (Schruppbearbeitungsschritt) bearbeitet, und dann mit einem Wälzschälschneider 90 fertig bearbeitet (Fertigbearbeitungsschritt). Dieser Schritt ermöglicht es, dass das Zahnradbearbeitungsgerät 1 die Innenverzahnung in einer erwünschten Zahnradform ausbildet.
Insbesondere führt als einen Schruppbearbeitungsschritt die Schruppbearbeitungssteuerung 110 eine Steuerung durch, den Wälzfrässchneider 80 relativ in die Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W zuzuführen, während sie verursacht, dass der Wälzfrässchneider 80 in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht. Zu dieser Zeit führt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 eine Schruppbearbeitung durch, während ein Schneidüberstand derart sichergestellt wird, dass verhindert wird, dass ein Teil, der nicht ein Schneidüberstand ist, bearbeitet wird.
Darauffolgend wird als ein Fertigbearbeitungsschritt die Fertigbearbeitungssteuerung 120 eine Steuerung durch, den Wälzschälschneider 90 relativ in die Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W zuzuführen, während sie verursacht, dass der Wälzschälschneider in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht. Zu dieser Zeit führt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 unter Verwendung des Wälzschälschneiders 90 die Fertigbearbeitung durch das Abschneiden des Schneidüberstands durch, der auf dem Werkstück W verblieben ist, um eine Innenverzahnung in einer gewünschten Zahnradform auszubilden. Die Werkzeugänderungssteuerung 130 steuert den Werkzeugwechsler 150, um Werkzeuge zu wechseln, die an der drehenden Hauptspindel 40 anzubringen sind.
Wenn ein Werkstück W mit dem Wälzschälschneider 90 bearbeitet wird, verursacht das Einstellen einer größeren Schnitttiefe durch die Wälzschälklingen 91, dass die Wälzschälklingen 91 schneller verschleißen. Die Schnitttiefe wird deswegen bevorzugt klein eingestellt, wenn eine Zahnradbearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90 durchgeführt wird. Diesbezüglich kann das Bearbeiten mit dem Wälzfrässchneider 80 in dem Schruppbearbeitungsschritt eine größere Schnitttiefe erlangen, während ein Verschleiß des Werkzeugs unterdrückt ist, als das Bearbeiten mit dem Wälzschälschneider 90, und kann somit die für die Schruppbearbeitung erforderliche Zeit reduzieren.
Wenn die Schnitttiefe klein ist, ermöglicht die Zahnradbearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90 eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und eine Reduktion der Zeit, die für die Bearbeitung erforderlich ist, wirkungsvoller, als die Bearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80. Da Schruppschleifen in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, kann diesbezüglich der Schneidüberstand, der in dem Fertigbearbeitungsschritt abzuschneiden ist, kleiner eingestellt werden. Mit anderen Worten, der Fertigbearbeitungsschritt ermöglicht eine Bearbeitung mit einer kleineren Schnitttiefe als der Schruppbearbeitungsschritt. Somit verwendet das Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform den Wälzschälschneider 90 in dem Fertigbearbeitungsschritt, und ermöglicht dabei eine hoch genaue Bearbeitung, während die für den Fertigbearbeitungsschritt erforderliche Zeit reduziert ist.
In dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird die Fertigbearbeitung nach der Vollendung des Schruppbearbeitungsschritts durchgeführt, und somit ist eine hoch genaue Bearbeitung in dem Schruppbearbeitungsschritt nicht notwendig. Folglich kann in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform die Zufuhrgeschwindigkeit hoch eingestellt werden, und somit kann die für den Schruppbearbeitungsschritt erforderliche Zeit reduziert werden.
Falls darüber hinaus die gleiche Teilung zwischen einem Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, und einem Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, verwendet wird, ermöglicht der Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, eine weitere Reduktion der Zeit, die für die Schruppbearbeitung notwendig ist, als der Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Somit ermöglicht im Vergleich zwischen dem Wälzfrässchneider 80A, der in der 4A abgebildet ist, und dem Wälzfrässchneider 80B, der in der 4B abgebildet ist, der Wälzfrässchneider 80A, der die doppelgängige Wälzfräsklingen 81A aufweist, eine weitere Reduktion der Zeit, die für das Schruppschleifen erforderlich ist, als der Wälzfrässchneider 80B, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81B aufweist. Darüber hinaus, wie voranstehend beschrieben wurde, ist der Einstellwinkel α1A des Wälzfrässchneiders 80A kleiner als der Einstellwinkel α1B des Wälzfrässchneiders 80B, und somit kann der Grad der Berührung zwischen einem Werkstück W und einem Abschnitt des Wälzfrässchneiders 80, mit dem nicht beabsichtigt ist, die Bearbeitung durchzuführen, reduziert werden. In diesem Fall kann das Zahnradbearbeitungsgerät 1 verhindern, dass ein anderer Abschnitt als ein Schneidüberstand des Werkstücks W durch die Wälzfräsklingen 81 des Wälzfrässchneiders 80 geschnitten wird, mit dem nicht beabsichtigt ist, dass eine Bearbeitung durchgeführt wird, und die mit dem Werkstück W in dem Schruppbearbeitungsschritt in Berührung geraten. Das Zahnradbearbeitungsgerät 1 ermöglicht ebenfalls eine Reduktion eines Schneidüberstands, der nach der Vollendung des Schruppbearbeitungsschritts verbleibt. Folglich ermöglicht das Zahnradbearbeitungsgerät 1, dass die Schnitttiefe durch die Wälzschälschneider 90 in dem Fertigbearbeitungsschritt kleiner eingestellt wird, und ermöglicht somit eine Reduktion der Zeit, die für die Fertigbearbeitung erforderlich ist, während ein Verschleiß des Wälzschälschneiders 90 unterdrückt ist.
Falls die gleiche Teilung zwischen dem Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, und dem Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, verwendet wird, weist der Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, eine kleinere Anzahl von Wälzfräsklingen 81 auf, die in jedem Gang ausgebildet sind, als der Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Somit stellt der Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, eine geringere Bearbeitungsgenauigkeit der auf einem Werkstück W ausgebildeten Innenverzahnung bereit, als der Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Da jedoch in der vorliegenden Ausführungsform die Fertigbearbeitung mit einem Wälzschälschneider 90 nach der Vollendung der Schruppbearbeitung mit einem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt wird, kann das Zahnradbearbeitungsgerät 1 ein hoch genaues Zahnrad sogar dann ausbilden, wenn das Durchführen der Schruppbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt wird, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Somit ermöglicht der Wälzfrässchneider 80A, der die mehrgängigen Wälzfräsklingen 81A aufweist, eine Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung erforderlich ist, und eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit wirkungsvoller als der Wälzfrässchneider 80B, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81B aufweist. In diesem Fall kann das Zahnradbearbeitungsgerät 1 niedrigere Werkzeugkosten durch Verwendung des zylindrischen Wälzfrässchneiders 80 erlangen, um die Schruppbearbeitung durchzuführen. Der Wälzfrässchneider 80A kann eine höhere Bearbeitungsleistungsfähigkeit als der Wälzfrässchneider 80B erlangen, und kann somit das Werkzeugleben erhöhen.
Sogar, wenn der Wälzfrässchneider 80B verwendet wird, der die einzelgängigen Wälzfräsklingen 81B aufweist, um die Schruppbearbeitung durchzuführen, ermöglicht das Zahnradbearbeitungsgerät 1 eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und eine Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung erforderlich ist, wirkungsvoll durch die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90, als wenn lediglich der Wälzfrässchneider 80 oder lediglich der Wälzschälschneider 90 verwendet werden, um die Zahnradbearbeitung durchzuführen.
Das Folgende beschreibt eine Modifikation, in der eine Innenverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet wird. In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81, die auf einem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet sind, die gleiche wie eine Schrägungsrichtung einer Schrägverzahnung, die auf einem Werkstück W auszubilden ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf das begrenzt. Insbesondere kann die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81, die auf dem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet sind, entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der Schrägverzahnung sein, die auf dem Werkstück W auszubilden ist.
Wenn in diesem Fall die gleiche Teilung verwendet wird und der Einstellwinkel auf einen positiven Wert eingestellt ist, verringert sich der Einstellwinkel, wenn der Schrägungswinkel der Wälzfräsklingen 81 sich verringert. Mit anderen Worten kann der Einstellwinkel für einen Wälzfrässchneider 80, der einzelgängigen Wälzfräsklingen 81 aufweist, kleiner als für einen Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, eingestellt werden.
Das Folgende beschreibt eine zweite Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform wird in dem Schruppbearbeitungsschritt ein Werkstück W bearbeitet, während ein Wälzfrässchneider 80 zugeführt wird. Im Gegensatz wird in der zweiten Ausführungsform in dem Schruppbearbeitungsschritt das Werkstück W bearbeitet, während die axiale Position eines Wälzfrässchneiders 80 mit Bezug auf ein Werkstück W beibehalten bleibt. Hiermit werden die gleichen Bauteile wie die, die in der ersten Ausführungsform voranstehend beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Wie in der 5A und der 5B abgebildet ist, sieht in einem Zahnradbearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform in dem Schruppbearbeitungsschritt unter Verwendung des Wälzfrässchneiders 80 das Zahnradbearbeitungsgerät 1 zuerst den Wälzfrässchneider 80 derartig vor, dass ein Einstellwinkel dem Schrägungswinkel einer auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung und dem Steigungswinkel des Wälzfrässchneiders 80 entspricht. Darauffolgend bewegt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80 in die radiale Richtung, um den Wälzfrässchneider 80 an einer Position vorzusehen, die das Bearbeiten des Werkstücks W ermöglicht. Das Zahnradbearbeitungsgerät 1 bearbeitet eine innere Randoberfläche des Werkstücks W, während es die Position des Wälzfrässchneiders 80 in der Richtung der Drehachse Lt1 mit Bezug auf das Werkstück W beibehält. Nachdem der Schruppbearbeitungsschritt vollständig ist, führt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 die Fertigbearbeitung durch Abschneiden mit einem Wälzfrässchneider 80 eines Schneidüberstands durch, der auf dem Werkstück W verblieben ist, um eine gewünschte Zahnradform auszubilden.
In dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird die Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt, und dabei die Zeit reduziert, die für den Schruppbearbeitungsschritt erforderlich ist. In dem Fertigbearbeitungsschritt in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird der nach der Bearbeitung verbleibende Schneidüberstand mit dem Wälzschälschneider 90 abgeschnitten, und dabei eine Innenverzahnung in einer gewünschten Zahnradform auf dem Werkstück W ausgebildet.
Das Folgende beschreibt eine dritte Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform wird eine Innenverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet. In der dritten Ausführungsform wird eine Außenverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet, und ein unvollständiger Zahnabschnitt 283, der einen Außenzahn 281 und einen Abschnitt, auf dem ein Außenzahn nicht ausgebildet ist, zusammen verbindet, ist auf dem Werkstück ausgebildet. Hierin werden die gleichen Bauteile, die voranstehend in den entsprechenden Ausführungsformen beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Der unvollständige Zahnabschnitt 283 wird zuerst beschrieben. Wie in der 6 abgebildet ist, ist der unvollständige Zahnabschnitt 283 auf dem Werkstück W ausgebildet. Der unvollständige Zahnabschnitt 283 verbindet den Außenzahn 281 mit einem Abschnitt 282, der eine Außenverzahnung nicht ausgebildet aufweist, nämlich mit einer äußeren Randoberfläche, auf der eine Außenverzahnung nicht ausgebildet ist. Der unvollständige Zahnabschnitt 283 ist ein steil geschnittener Abschnitt, der zwischen dem Außenzahn 281 und dem Abschnitt 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung ausgebildet wird, wenn der Außenzahn 281 mit einem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet wird. Der Abschnitt 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung ist ein Abschnitt, der nicht als eine Außenverzahnung dient, und die axiale Länge der Außenverzahnung, die auf dem Werkstück W auszubilden ist, erhöht sich, wenn sich die axiale Länge des Abschnitts 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung erhöht. Somit ist von einem Gesichtspunkt, die auf dem Werkstück W auszubildende Außenverzahnung zu verkleinern, die axiale Länge des Abschnitts 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung bevorzugt kurz.
Die axiale Länge des Abschnitts 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung verringert sich, wenn der Einstellwinkel näher zu 90 Grad gerät. Mit anderen Worten, wenn eine Außenverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet wird und ein Abschnitt 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung ebenfalls darauf ausgebildet wird, wird der Steigungswinkel eines Wälzfrässchneiders 80 bevorzugt derart eingestellt, dass der Einstellwinkel davon nahe bei 90 Grad liegt.
Das Folgende beschreibt ein Verhältnis zwischen einer auf einem Werkstück W auszubildenden Außenverzahnung und einem Wälzfrässchneider 80 mit Bezug auf die 7A und auf die 7B. Hierin ist ein Beispiel beschrieben, in dem eine Außenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, auf dem Werkstück W ausgebildet wird. Es wird angenommen, dass die Schrägungsrichtung der Schrägverzahnung, die auf dem Werkstück W auszubilden ist, linksgängig ist, und der Schrägungswinkel durch β bezeichnet ist.
Die 7A und die 7B stellen Zustände dar, in denen Wälzfrässchneider 80A und 80B an der entfernten Seite der Zeichnungsseite mit Bezug auf das Werkstück W positioniert sind. In der äußeren Randoberfläche des Werkstücks W wird eine Zahnradbearbeitung auf einer Oberfläche durchgeführt, die zu der entfernten Seite der Zeichnungsseite gerichtet ist. In der 7A und in der 7B zeigen die gestrichelten Linien, die auf der äußeren Randoberfläche des Werkstücks W gezeichnet sind, schematisch die Form der auf der entfernten Seite der Zeichnungsseite ausgebildeten Außenverzahnung.
Die 7A stellt einen Zustand dar, in dem ein äußerer Zahn auf dem Werkstück W mit dem Wälzfrässchneider 80A ausgebildet wird, der doppelgängige Wälzfräsklingen 81A aufweist, und der Einstellwinkel des Wälzfrässchneiders 80A ist durch α2A bezeichnet. Die 7B stellt einen Zustand dar, in dem ein äußerer Zahn auf dem Werkstück W mit dem Wälzfrässchneider 80B ausgebildet wird, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81B aufweist, und der Einstellwinkel des Wälzfrässchneiders 80B ist durch α2B bezeichnet.
Wie in der 7A und in der 7B abgebildet ist, ist jeder Einstellwinkel ein positiver Wert gleich wie oder kleiner als 90 Grad, der dem Unterschied des Schrägungswinkels subtrahiert von dem Steigungswinkel entspricht. Wenn eine auf dem Werkstück W auszubildende Außenverzahnung ausgebildet wird, weist die Schrägungsrichtung einer auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung und die Schrägungsrichtung des Wälzfrässchneiders 80 die gleiche sind, steigt somit der Einstellwinkel, wenn der Steigungswinkel steigt.
Somit kann im Vergleich zwischen einem Wälzfrässchneider 80, der doppelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, und einem Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, die axiale Länge des Abschnitts 282 mit nicht ausgebildeter Außenverzahnung, der auf dem Werkstück W ausgebildet ist, in der Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80, der die doppelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, kürzer gemacht werden als in einer Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Der Wälzfrässchneider 80, der die doppelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, ermöglicht eine weitere Reduktion der Zeit, die für den Schruppbearbeitungsschritt notwendig ist, als der Wälzfrässchneider 80, der die einzelgängigen Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Sogar falls der Wälzfrässchneider 80B, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81B aufweist, für die Schruppbearbeitung verwendet wird, führt das Zahnradbearbeitungsgerät 1 die Fertigbearbeitung mit einem Wälzschälschneider 90 durch. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und eine Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung erforderlich ist, wirkungsvoller als wenn lediglich der Wälzfrässchneider 80 oder der Wälzschälschneider 90 für die Zahnradbearbeitung verwendet werden. Das Folgende beschreibt Modifikationen, wenn eine Außenverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet wird. In der voranstehend beschriebenen dritten Ausführungsform ist die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81, die auf einem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet sind, die gleiche wie die Schrägungsrichtung einer Schrägverzahnung, die auf einem Werkstück W auszubilden ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das begrenzt. Insbesondere kann die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81, die auf dem Wälzfrässchneider 80 ausgebildet sind, entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der Schrägverzahnung sein, die auf dem Werkstück W auszubilden ist. Wenn in diesem Fall die gleiche Teilung verwendet wird und der Einstellwinkel auf einen positiven Wert eingestellt ist, steigt der Einstellwinkel, wenn der Steigungswinkel der Wälzfräsklingen 81 sich verringert. Mit anderen Worten, der Einstellwinkel kann für einen Wälzfrässchneider 80, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, größer sein als für einen Wälzfrässchneider 80, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschreiben Fälle, in denen die vorliegende Erfindung angewendet ist, wenn eine Schrägverzahnung auf einem Werkstück W ausgebildet wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch angewendet werden, wenn ein gerade verzahntes Zahnrad darauf ausgebildet wird.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden Beispiele beschrieben, in denen der Wälzfrässchneider 80A, der die doppelgängige Wälzfräsklingen 81A aufweist, als Wälzfrässchneider 80 verwendet wird, der die mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Es ist nicht notwendig zu sagen, dass jedoch ein Wälzfrässchneider 80 ebenso verwendet werden kann, der Wälzfräsklingen 81 mit drei oder mehr Gänge aufweist. Der Steigungswinkel des Wälzfrässchneiders 80 steigt, wenn die Anzahl der Gänge der Wälzfräsklingen 81 steigt, und somit kann durch geeignetes Anpassen der Anzahl der Gänge der Wälzfräsklingen 81 das Zahnradbearbeitungsgerät 1 geeignet einen Einstellwinkel in der Zahnradbearbeitung einstellen.
Darüber hinaus kann das Zahnradbearbeitungsgerät 1 alleine verschiedene Arten von Bearbeitung wie zum Beispiel Drehen, Wälzfräsen, Stoßen, Wälzschälen, Abfasen und Bohren durch das Austauschen von Werkzeugen mit dem Werkzeugwechsler 150 durchführen.
Wie voranstehend beschrieben wurde, hat das Zahnradbearbeitungsverfahren einen Schruppbearbeitungsschritt und einen Fertigbearbeitungsschritt. Der Schruppbearbeitungsschritt involviert eine Schruppbearbeitung eines Werkstücks W, während er verursacht, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider 80 in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks W derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt. Der Fertigbearbeitungsschritt involviert das Schneiden des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück W verbleibt, auf dem die Schruppbearbeitung in dem Schruppbearbeitungsschritt durchgeführt wurde, um eine erwünschte Zahnradform durch Zuführen eines Wälzschälschneiders 90 relativ zu dem Werkstück W in der Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W auszubilden, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider 90 in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht.
Das Zahnradbearbeitungsverfahren erfordert keine hoch genaue Bearbeitung in dem Schruppbearbeitungsschritt, und somit kann die Zufuhrgeschwindigkeit des Wälzfrässchneiders 80 hoch eingestellt werden. In dem Zahnradbearbeitungsverfahren wird die Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90 auf dem Werkstück W durchgeführt, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, wodurch ein auf dem Werkstück W auszubildendes Zahnrad in einer gewünschten Form ausgebildet werden kann.
Wenn ein Schneidüberstand in der Bearbeitung eines Werkstücks W groß ist, kann das Bearbeiten mit einem Wälzfrässchneider 80 eine größere Schnitttiefe erlangen, während ein Verschleiß eines Werkzeugs unterdrückt werden kann, als bei einer Bearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90. Wenn der Schneidüberstand in der Bearbeitung des Werkstücks W klein ist, kann die Bearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90 eine schnellere und genauere Bearbeitung als eine Bearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 erlangen. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsverfahren die Reduktion der Zeit, die für die Zahnradbearbeitung durch die Schruppbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 und die Fertigbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 90 erforderlich ist.
In dem voranstehend beschriebenen Zahnradbearbeitungsgerät involviert das Zahnradbearbeitungsverfahren das Ausbilden einer Innenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, auf dem Werkstück W. Der Wälzfrässchneider 80 weist mehrgängige Wälzfräsklingen 81 auf, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 aufweisen, und der Schrägungswinkel der Wälzfräsklingen 81 ist der gleiche Schrägungswinkel des auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung.
Wenn in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der Schrägungswinkel der Wälzfräsklingen 81 der gleiche wie der Schrägungswinkel der Innenverzahnung, die die auf dem Werkstück W auszubildende Schrägverzahnung ist, verwendet das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80, der die mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, in dem Schruppbearbeitungsschritt. In diesem Fall kann in dem Zahnradbearbeitungsgerät 1 der Neigungswinkel (Einstellwinkel) der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 mit Bezug auf die Drehachse Lw des Werkstücks W kleiner eingestellt werden, als wenn ein Wälzfrässchneider 80 verwendet wird, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Wenn in diesem Fall ein Werkstück W mit einer Wälzfräsklinge 81 zu bearbeiten ist, kann der Grad der Berührung zwischen dem Werkstück W und einer anderen Wälzfräsklinge 81, die nicht die eine Wälzfräsklinge 81 ist, reduziert werden. Folglich kann in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein Schneidüberstand reduziert werden, der nach einer Vollendung des Schruppbearbeitungsschritts verbleibt. Dies unterdrückt einen Verschleiß des Wälzschälschneiders 90 und reduziert eine Zeit, die für die Fertigbearbeitung erforderlich ist.
In dem Zahnradbearbeitungsverfahren wird die Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt, der die mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, wodurch die für den Schruppbearbeitungsschritt erforderliche Zeit weiter reduziert werden kann, als wenn die Zahnradbearbeitung mit einem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt wird, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Das voranstehend beschriebene Zahnradbearbeitungsverfahren ist ein Verfahren, eine Innenverzahnung auszubilden, die eine Schrägverzahnung auf dem Werkstück W ist. Der Wälzfrässchneider 80 weist einzelgängige Wälzfräsklingen 81 auf, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 aufweisen, und der Schrägungswinkel der Wälzfräsklingen 81 liegt entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung.
Wenn in dem Zahnradbearbeitungsverfahren die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81 entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der Innenverzahnung liegt, die die auf dem Werkstück W auszubildende Schrägverzahnung ist, verwendet das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, in dem Schruppbearbeitungsschritt. In diesem Fall kann in dem Zahnradbearbeitungsgerät 1 der Neigungswinkel (Einstellwinkel) der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 mit Bezug auf die Drehachse Lw des Werkstücks W kleiner eingestellt werden, als wenn ein Wälzfrässchneider 80 verwendet wird, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist. Wenn in diesem Fall ein Werkstück W mit einer Wälzfräsklinge 81 zu bearbeiten ist, kann der Grad der Berührung zwischen dem Werkstück W und einer anderen Wälzfräsklinge reduziert werden, die nicht die eine Wälzfräsklinge 81 ist. Folglich kann in dem Zahnradbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein Schneidüberstand, der nach der Vollendung des Schruppbearbeitungsschritts verbleibt, reduziert werden, und somit kann der Verschleiß des Wälzschälschneiders unterdrückt werden, und ebenfalls kann die für die Fertigbearbeitung erforderliche Zeit reduziert werden.
Das voranstehend beschriebene Zahnradbearbeitungsverfahren ist ein Verfahren, auf dem Werkstück W einen unvollständigen Zahnabschnitt 283 auszubilden, der eine Außenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, und einen Abschnitt, auf dem die Schrägverzahnung nicht ausgebildet ist, miteinander verbindet. Der Wälzfrässchneider 80 weist mehrgängige Wälzfräsklingen 81 auf, die mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 einen Schrägungswinkel aufweisen, und die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81 ist die gleiche wie die Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung.
Wenn in dem Zahnradbearbeitungsverfahren die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81 die gleiche wie die Schrägungsrichtung der Außenverzahnung ist, die die auf dem Werkstück W auszubildende Schrägverzahnung ist, verwendet das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80, der die mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, in dem Schruppbearbeitungsschritt. Dies kann die axiale Länge des Abschnitts 283 mit nicht vollständiger Verzahnung verlängern, der auf dem Werkstück W ausgebildet ist, als wenn der Wälzfrässchneider 80 verwendet wird, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
In dem Zahnradbearbeitungsverfahren kann die Zahnradbearbeitung mit dem Wälzfrässchneider 80, der die mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, weiter die Zeit reduzieren, die für den Schruppbearbeitungsschritt erforderlich ist, als wenn die Zahnradbearbeitung mit einem Wälzfrässchneider 80 durchgeführt wird, der einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Das voranstehend beschriebene Zahnradbearbeitungsverfahren ist ein Verfahren, auf dem Werkstück W einen Abschnitt 283 mit unvollständiger Verzahnung auszubilden, der eine Außenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, und einen Abschnitt miteinander verbindet, auf dem die Schrägverzahnung nicht ausgebildet ist. Der Wälzfrässchneider 80 weist einzelgängige Wälzfräsklingen 81 auf, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der Drehachse Lt1 des Wälzfrässchneiders 80 aufweisen, und die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81 ist entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück W auszubildenden Schrägverzahnung.
Wenn in dem Zahnradbearbeitungsverfahren die Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen 81 entgegengesetzt zu der Schrägungsrichtung der Innenverzahnung liegt, die die auf dem Werkstück W auszubildende Schrägverzahnung ist, verwendet das Zahnradbearbeitungsgerät 1 den Wälzfrässchneider 80, der die einzelgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist, in dem Schruppbearbeitungsschritt. In diesem Fall kann in dem Zahnradbearbeitungsgerät 1 der axiale Abstand des Abschnitts 283 mit unvollständiger Verzahnung, der auf dem Werkstück W ausgebildet ist, kürzer gemacht werden als wenn ein Wälzfrässchneider 80 verwendet wird, der mehrgängige Wälzfräsklingen 81 aufweist.
Das Zahnradbearbeitungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Schruppbearbeitungssteuerung 110 und die Fertigbearbeitungssteuerung 120. Die Schruppbearbeitungssteuerung 110 steuert die Schruppbearbeitung auf einem Werkstück W, während sie verursacht, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider 80 in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks W derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt. Die Fertigbearbeitungssteuerung 120 steuert die Fertigbearbeitung des Schneidens des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück W verblieben ist, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, um eine gewünschte Zahnradform durch Zuführen eines Wälzschälschneiders 90 relativ zu dem Werkstück W in der Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W auszubilden, während sie verursacht, dass der Wälzschälschneider 90 in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht.
Gemäß dem Zahnradbearbeitungsgerät 1 erfordert die Schruppbearbeitungssteuerung 110 keine hoch genaue Bearbeitung in dem Schruppbearbeitungsschritt, und somit kann die Zufuhrgeschwindigkeit des Wälzfrässchneiders 80 hoch eingestellt werden. Die Fertigbearbeitungssteuerung 120 führt eine Fertigbearbeitung mit dem Wälzschälschneider 90 auf dem Werkstück W durch, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, wodurch ein auf dem Werkstück W auszubildendes Zahnrad in eine gewünschte Form ausgebildet werden kann.
Darüber hinaus kann das Zahnradbearbeitungsgerät 1 geringere Werkzeugkosten durch Verwendung des zylindrischen Wälzfrässchneiders 80 erlangen, als wenn ein fassförmiger Wälzfrässchneider verwendet wird. Somit ermöglicht das Zahnradbearbeitungsgerät 1 sowohl eine Reduktion einer Bearbeitungszeit wie auch eine Verbesserung einer Bearbeitungsgenauigkeit, während ein Anstieg von Werkzeugkosten unterdrückt ist.
Ein Zahnradbearbeitungsverfahren hat: Schruppbearbeitung des Werkstücks W, während verursacht wird, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider 80 in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks W derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt; und Fertigbearbeitung durch Abschneiden des Schneidüberstands, der auf dem Werkstück W während der Schruppbearbeitung verblieben ist, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, um eine gewünschte Zahnradform durch Zuführen eines Wälzschälschneiders 90 relativ zu dem Werkstück W in der Richtung der Drehachse Lw des Werkstücks W auszubilden, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider 90 in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks W dreht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000210817 [0002]
JP 2000210817 A [0002, 0003]
JP 57107735 [0002]
JP 57107735 A [0002, 0003]
JP 2014172112 [0002]
JP 2014172112 A [0002]

Claims

Zahnradbearbeitungsverfahren mit: Schruppbearbeiten eines Werkstücks, während verursacht wird, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt; und Fertigbearbeiten durch Abschneiden des auf dem Werkstück während der Schruppbearbeitung verbliebenen Schneidüberstands, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, um eine gewünschte Zahnradform auszubilden, durch Zuführen eines Wälzschälschneiders relativ zu dem Werkstück in einer Richtung einer Drehachse des Werkstücks, während verursacht wird, dass der Wälzschälschneider in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks dreht.
Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Zahnradbearbeitungsverfahren ein Verfahren ist, eine Innenverzahnung auf dem Werkstück auszubilden, die eine Schrägverzahnung ist, der Wälzfrässchneider mehrgängige-Wälzfräsklingen aufweist, die mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu einer Drehachse des Wälzfrässchneiders einen Schrägungswinkel aufweisen, und eine Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen die gleiche wie eine Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück auszubildenden Schrägverzahnung ist.
Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Zahnradbearbeitungsverfahren ein Verfahren ist, eine Innenverzahnung auf dem Werkstück auszubilden, die eine Schrägverzahnung ist, der Wälzfrässchneider eine einzelgängige Wälzfräsklinge aufweist, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu einer Drehachse des Wälzfrässchneiders aufweist, und eine Schrägungsrichtung der Wälzfräsklinge entgegengesetzt zu einer Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück auszubildenden Schrägverzahnung ist.
Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Zahnradbearbeitungsverfahren ein Verfahren ist, auf dem Werkstück einen unvollständigen Zahnabschnitt auszubilden, der eine Außenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, und einen Abschnitt miteinander verbindet, auf dem die Schrägverzahnung nicht ausgebildet ist, der Wälzfrässchneider mehrgängige Wälzfräsklingen aufweist, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu einer Drehachse des Wälzfrässchneiders aufweisen, und eine Schrägungsrichtung der Wälzfräsklingen die gleiche wie eine Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück auszubildenden Schrägverzahnung ist.
Zahnradbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Zahnradbearbeitungsverfahren ein Verfahren ist, auf dem Werkstück einen unvollständigen Zahnabschnitt auszubilden, der eine Außenverzahnung, die eine Schrägverzahnung ist, und einen Abschnitt miteinander verbindet, auf dem die Schrägverzahnung nicht ausgebildet ist, der Wälzfrässchneider eine einzelgängige Wälzfräsklinge aufweist, die einen Schrägungswinkel mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu einer Drehachse des Wälzfrässchneiders aufweist, und eine Schrägungsrichtung der Wälzfräsklinge entgegengesetzt zu einer Schrägungsrichtung der auf dem Werkstück auszubildenden Schrägverzahnung ist.
Zahnradbearbeitungsgerät mit: einer Schruppbearbeitungssteuerung, die eine Schruppbearbeitung auf einem Werkstück steuert, während sie verursacht, dass ein zylindrischer Wälzfrässchneider in Synchronisation mit einer Drehung des Werkstücks derart dreht, dass ein Schneidüberstand verbleibt, und einer Fertigbearbeitungssteuerung, die eine Fertigbearbeitung, den auf dem Werkstück, auf dem die Schruppbearbeitung durchgeführt wurde, verbliebenen Schneidüberstand abzuschneiden, um eine gewünschte Zahnradform auszubilden, in dem ein Wälzschälschneider relativ zu dem Werkstück in einer Richtung einer Drehachse des Werkstücks zugeführt wird, während sie verursacht, dass der Wälzschälschneider in Synchronisation mit der Drehung des Werkstücks dreht.