JP2016155175A - 歯車加工装置及び歯車加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】歯車加工装置(1)は、加工物(W)の回転軸線(Lw)に対し、傾斜した回転軸線(L)を有する加工用工具(42)を用い、加工用工具(42)を加工物(W)と同期回転させながら加工物(W)の回転軸線(Lw)方向に相対的に送り操作して歯車を加工する。そして、加工用工具(42)の工具刃(42a)の刃すじ(42b)は、加工用工具(42)の回転軸線(L)に対し、ねじれて形成され、刃すじ(42b)のねじれ角(β)は、歯車のねじれ角(θ)に、加工用工具(42)の回転軸線(L)と加工物(W)の回転軸線(Lw)との成す交差角(φ)を加えた角に形成される。
【選択図】図3A
Description
これにより、上述した歯車加工装置における効果と同様の効果を奏する。
本実施形態では、歯車加工装置の一例として、5軸マシニングセンタを例に挙げ、図1を参照して説明する。つまり、当該歯車加工装置1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)及び2つの回転軸(A軸、C軸)を有する装置である。
加工制御部102は、主軸モータ41を制御して、加工用工具42を回転させ、X軸モータ11c、Z軸モータ12c、Y軸モータ23c、A軸モータ61及びC軸モータ62を制御して、加工物Wと加工用工具42とをX軸線方向、Z軸線方向、Y軸線方向、A軸回り及びC軸回りに相対移動することにより、加工物Wの切削加工を行う。
上述の歯車加工装置1では、加工用工具42と加工物Wとを同期回転させ、加工用工具42を加工物Wの回転軸線方向に送って切削加工することにより歯を創成する。図3Aに示すように、加工用工具42を工具端面42A側から回転軸線L方向に見たときの工具刃42aの形状は、加工される歯車と噛み合う歯の形状、本例ではインボリュート曲線形状と同一形状に形成される。
図5に示すように、工具刃42aの刃先幅Saは、刃先円直径da及び刃先円刃厚の半角Ψaで表される(式(1)参照)。
次に、制御装置100の処理について、図2を参照して説明する。なお、加工用工具42に関するデータ、すなわち刃先円直径da、基準円直径d、刃末のたけha、モジュールm、転位係数λ、圧力角α、正面圧力角αt及び刃先圧力角αaは、記憶部103に予め記憶されているものとする。
本実施形態の歯車加工装置1は、加工物Wの回転軸線Lwに対し、傾斜した回転軸線Lを有する加工用工具42を用い、加工用工具42を加工物Wと同期回転させながら加工物Wの回転軸線Lw方向に相対的に送り操作して歯車を加工する。そして、加工用工具42の工具刃42aの刃すじ42bは、加工用工具42の回転軸線Lに対し、ねじれて形成され、刃すじ42bのねじれ角βは、歯車のねじれ角θに、加工用工具42の回転軸線Lと加工物Wの回転軸線Lwとの交差角φを加えた角に形成される。
上述した実施形態では、5軸マシニングセンタである歯車加工装置1は、加工物WをA軸旋回可能とするものとした。これに対して、5軸マシニングセンタは、縦形マシニングセンタとして、加工用工具42をA軸旋回可能とする構成としてもよい。また、本発明をマシニングセンタに適用する場合を説明したが、歯車加工の専用機に対しても同様に適用可能である。また、加工物Wとして、ねじれ角度を有する歯車(はすば歯車)などがよいが、その他の歯車でも加工可能である。
これにより、上述した歯車加工装置における効果と同様の効果を奏する。
本実施形態では、歯車加工装置の一例として、5軸マシニングセンタを例に挙げ、図1を参照して説明する。つまり、当該歯車加工装置1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)及び2つの回転軸(A軸、C軸)を有する装置である。
加工制御部102は、主軸モータ41を制御して、加工用工具42を回転させ、X軸モータ11c、Z軸モータ12c、Y軸モータ23c、A軸モータ61及びC軸モータ62を制御して、加工物Wと加工用工具42とをX軸線方向、Z軸線方向、Y軸線方向、A軸回り及びC軸回りに相対移動することにより、加工物Wの切削加工を行う。
上述の歯車加工装置1では、加工用工具42と加工物Wとを同期回転させ、加工用工具42を加工物Wの回転軸線方向に送って切削加工することにより歯を創成する。図3Aに示すように、加工用工具42を工具端面42A側から回転軸線L方向に見たときの工具刃42aの形状は、加工される歯車と噛み合う歯の形状、本例ではインボリュート曲線形状と同一形状に形成される。
図5に示すように、工具刃42aの刃先幅Saは、刃先円直径da及び刃先円刃厚の半角Ψaで表される(式(1)参照)。
次に、制御装置100の処理について、図2を参照して説明する。なお、加工用工具42に関するデータ、すなわち刃先円直径da、基準円直径d、刃末のたけha、モジュールm、転位係数λ、圧力角α、正面圧力角αt及び刃先圧力角αaは、記憶部103に予め記憶されているものとする。
本実施形態の歯車加工装置1は、加工物Wの回転軸線Lwに対し、傾斜した回転軸線Lを有する加工用工具42を用い、加工用工具42を加工物Wと同期回転させながら加工物Wの回転軸線Lw方向に相対的に送り操作して歯車を加工する。そして、加工用工具42の工具刃42aの刃すじ42bは、加工用工具42の回転軸線Lに対し、ねじれて形成され、刃すじ42bのねじれ角βは、歯車のねじれ角θに、加工用工具42の回転軸線Lと加工物Wの回転軸線Lwとの交差角φを加えた角に形成される。
上述した実施形態では、5軸マシニングセンタである歯車加工装置1は、加工物WをA軸旋回可能とするものとした。これに対して、5軸マシニングセンタは、縦形マシニングセンタとして、加工用工具42をA軸旋回可能とする構成としてもよい。また、本発明をマシニングセンタに適用する場合を説明したが、歯車加工の専用機に対しても同様に適用可能である。また、加工物Wとして、ねじれ角度を有する歯車(はすば歯車)などがよいが、その他の歯車でも加工可能である。
Claims (3)
- 加工物の回転軸線に対し、傾斜した回転軸線を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に送り操作して歯車を加工する歯車加工装置であって、
前記加工用工具の工具刃の刃すじは、前記加工用工具の回転軸線に対し、ねじれて形成され、前記刃すじのねじれ角は、前記歯車のねじれ角に、前記加工用工具の回転軸線と前記加工物の回転軸線との交差角を加えた角に形成される、歯車加工装置。 - 前記加工用工具は、前記工具刃の刃数を設定し、前記交差角を設定して前記刃すじのねじれ角を求め、前記設定した刃数及び前記求めたねじれ角に基づいて、前記工具刃の刃先幅を求めることにより形成される、請求項1の歯車加工装置。
- 加工物の回転軸線に対し、傾斜した回転軸線を有し、工具刃の刃すじが前記傾斜した回転軸線に対し、ねじれて形成される加工用工具を用いて歯車を加工する歯車加工方法であって、
前記工具刃の刃数を設定する刃数設定工程と、
前記加工用工具の回転軸線と前記加工物の回転軸線との交差角を設定して前記刃すじのねじれ角を求めるねじれ角演算工程と、
前記設定した刃数及び前記求めたねじれ角に基づいて前記工具刃の刃先幅を求める刃先幅演算工程と、
前記求めた刃先幅が所定値以上となったときの前記刃すじのねじれ角及び前記設定した刃数に基づいて、前記加工用工具の形状を決定する工具決定工程と、
前記決定した加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に送り操作して前記歯車を加工する加工工程と、
を備える、歯車加工方法。
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US9033625B2 (en) * | 2011-08-08 | 2015-05-19 | The Gleason Works | Bevel gear manufacture with face cutters without swing axis motion |
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2015
- 2015-02-23 JP JP2015032482A patent/JP6500486B2/ja active Active
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2016
- 2016-02-18 CN CN201610090953.0A patent/CN105904037B/zh active Active
- 2016-02-19 DE DE102016102946.7A patent/DE102016102946A1/de active Pending
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