JP2022182378A - Gear processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車加工方法に関する。 The present invention relates to a gear machining method.
歯車の損傷原因の１つに、トロコイド干渉が知られている。トロコイド干渉は、歯車の駆動時の負荷による歯の変形や組付け時の誤差などによって、噛み合い初期において従動歯車の歯先が駆動歯車の歯元に食い込む現象である。このような干渉を回避するために、歯すじ方向（歯幅方向）の全域の歯先に面取りを施すセミトッピングを行うことが知られている。 Trochoid interference is known as one of the causes of gear damage. Trochoidal interference is a phenomenon in which the tip of the driven gear bites into the root of the drive gear in the initial stage of meshing due to deformation of the teeth due to load during driving of the gears and errors during assembly. In order to avoid such interference, it is known to perform semi-topping in which the tip of the tooth is chamfered over the entire tooth trace direction (face width direction).
また、特許文献１には、歯車の歯の噛み合い状態を調整するために、セミトッピングの他に、ギヤスカイビング加工において、次のような歯面の修整を行うことが記載されている。当該歯面の修整としては、例えば、クラウニング修整、バイアス修整、ねじれ角修整、圧力角修整、歯形丸み修整などがある。 Further, Patent Literature 1 describes that in addition to semi-topping, the following modification of tooth flanks is performed in gear skiving in order to adjust the meshing state of the teeth of the gear. The modification of the tooth flank includes, for example, crowning modification, bias modification, helix angle modification, pressure angle modification, and tooth profile roundness modification.
セミトッピングを施すと、噛み合いに有効な歯末のたけが減少し、噛み合い率が減少する。そのため、大きなセミトッピングを施すことはできない。セミトッピングを小さくすると、トロコイド干渉を十分に低減することができない。 When semi-topping is applied, the addendum height effective for meshing decreases, and the meshing ratio decreases. Therefore, a large semi-topping cannot be applied. A small semi-topping cannot sufficiently reduce the trochoidal interference.
また、はすば歯車などのねじれ角を有する歯車においては、噛み合い時に駆動歯車と従動歯車と同時に接触する線は、歯すじ方向に対して傾斜している。従って、歯先の歯すじ方向の全域にセミトッピングが施されることによって、噛み合い初期以外（噛み合い中期、噛み合い後期）においても噛み合い率が低下してしまう。噛み合い率の低下によって、面圧が増大する。 Further, in a gear having a helix angle such as a helical gear, the line that simultaneously contacts the driving gear and the driven gear during meshing is inclined with respect to the tooth trace direction. Therefore, by applying semi-topping to the entire tooth trace direction of the tooth tip, the meshing ratio is lowered even in other than the initial stage of meshing (middle stage of meshing, late stage of meshing). A decrease in the meshing ratio increases the contact pressure.
従って、噛み合い初期におけるトロコイド干渉を回避しつつ、噛み合い初期以外においては噛み合い率を低下させないように、歯面の修整を施すことが求められる。クラウニング修整やバイアス修整などを施しただけでは、噛み合い初期におけるトロコイド干渉を回避しつつ、噛み合い率を向上させることは容易ではない。 Therefore, it is required to modify the tooth flanks so as to avoid the trochoidal interference at the initial stage of meshing and not to reduce the meshing ratio except at the initial stage of meshing. It is not easy to improve the engagement rate while avoiding trochoidal interference at the initial stage of engagement only by applying crowning modification or bias modification.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、噛み合い初期におけるトロコイド干渉を回避しつつ、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる歯車加工方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of this background, and it is an object of the present invention to provide a gear machining method that can improve the meshing ratio at times other than the initial stage of meshing while avoiding trochoidal interference at the initial stage of meshing.
本発明の一態様は、
工作物に歯車の歯面を加工する歯車加工方法であって、
基準加工条件に対してバイアス修整を付与したギヤスカイビング加工を施すことにより、歯先かつ歯すじ方向端部、または、歯元かつ歯すじ方向端部の少なくとも１つである歯面角部を、所定歯面形状に対して削り取る加工を行う歯面角部加工工程と、
前記歯面角部加工工程の前工程または後工程に実施され、前記基準加工条件による歯車加工を施すことにより、前記歯面角部以外の部位を前記所定歯面形状に加工する基準歯面加工工程と、
を備える、歯車加工方法にある。
One aspect of the present invention is
A gear machining method for machining a tooth surface of a gear on a workpiece,
By applying gear skiving with bias modification to the standard machining conditions, the tooth flank corner, which is at least one of the tooth tip and tooth trace direction end, or the tooth root and tooth trace direction end, is cut. , a tooth flank corner processing step of performing processing to cut away a predetermined tooth flank shape;
Reference tooth flank machining performed before or after the tooth flank corner machining step to machine a portion other than the tooth flank corner into the predetermined tooth flank shape by performing gear machining under the reference machining conditions. process and
A gear machining method comprising:
バイアス修整は、修整前の歯面形状をねじれさせた面形状にする修整方法である。つまり、バイアス修整は、歯すじ方向に進むに従って、圧力角が徐々に変化するように歯形形状を異ならせる修整方法である。従って、バイアス修整を付与して歯面全面を加工した場合には、歯面を構成する４隅のうち一対の角部が相対的に深く削り取られ、残りの一対の角部が相対的に浅く削り取られることになる。 Bias modification is a modification method in which the tooth flank shape before modification is twisted. In other words, the bias modification is a modification method in which the tooth profile shape is varied so that the pressure angle gradually changes as it progresses in the tooth trace direction. Therefore, when the entire tooth flank is machined with bias modification, a pair of corners among the four corners forming the tooth flank are ground away relatively deeply, and the remaining pair of corners are relatively shallow. will be scraped off.
そこで、歯面角部加工工程において、バイアス修整を付与する加工を行うことで、歯先かつ歯すじ方向端部、または、歯元かつ歯すじ方向端部の少なくとも１つである歯面角部を加工するようにしている。一方、基準歯面加工工程は、基準加工条件により、所定歯面形状の加工を行う。つまり、加工完成後の歯車の歯面において、歯面角部は、歯面角部加工工程において加工された部位であり、歯面角部以外の部位は、基準歯面加工工程において加工された部位である。 Therefore, in the tooth flank corner processing step, by performing processing that imparts bias modification, the tooth flank corner that is at least one of the tooth tip and tooth trace direction end, or the tooth root and tooth trace direction end are processed. On the other hand, in the reference tooth flank machining process, a predetermined tooth flank shape is machined under the reference machining conditions. In other words, in the tooth flank of the gear after the completion of machining, the tooth flank corner is the part machined in the tooth flank corner machining process, and the parts other than the tooth flank corner are machined in the reference tooth flank machining process. It is a part.
このように、基準加工条件に対してバイアス修整を付与した加工工程、および、基準加工条件による加工工程を含む複数の加工工程を利用している。従って、歯面角部のみを、他の部位に対して深く削り取ることができる。このようにして加工された歯車は、噛み合い初期におけるトロコイド干渉を回避しつつ、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる。 In this way, a plurality of machining processes are used, including a machining process in which bias correction is applied to the standard machining conditions and a machining process under the standard machining conditions. Therefore, only the tooth flank corner portion can be ground away deeper than the other portions. A gear machined in this way can avoid trochoidal interference at the initial stage of meshing and improve the meshing ratio at times other than the initial stage of meshing.
（１．歯車加工装置１の構成）
歯車加工装置１について図１を参照して説明する。歯車加工装置１は、ギヤスカイビングカッタＴと工作物Ｗと回転させながら相対移動させることにより、ギヤスカイビングカッタＴによって工作物Ｗに歯形を創成加工する装置である。
(1. Configuration of Gear Machining Device 1)
A gear machining apparatus 1 will be described with reference to FIG. The gear machining apparatus 1 is an apparatus that creates a tooth profile on a workpiece W by a gear skiving cutter T and a workpiece W by rotating and relatively moving the gear skiving cutter T and the workpiece W. As shown in FIG.
本形態においては、歯車加工装置１は、汎用的な工作機械、例えば、マシニングセンタを適用する。マシニングセンタは、工具交換可能に構成されており、装着された工具に応じた加工が可能である。例えば、交換可能な歯車加工工具としては、ギヤスカイビングカッタＴの他に、ホブカッタ、シェーパカッタなどである。ホブカッタやシェーパカッタに交換することで、歯車加工装置１は、ホブ加工やシェーパ加工により工作物Ｗに歯形を加工する装置となる。 In this embodiment, the gear machining apparatus 1 employs a general-purpose machine tool such as a machining center. The machining center is configured so that tools can be exchanged, and machining can be performed according to the attached tool. For example, exchangeable gear cutting tools include gear skiving cutters T, hob cutters, shaper cutters, and the like. By replacing it with a hob cutter or a shaper cutter, the gear machining apparatus 1 becomes an apparatus for machining a tooth profile on the workpiece W by hobbing or shaper machining.
また、歯車加工以外の交換可能な工具としては、例えば、エンドミル、フライス工具、ドリル、旋削工具、ねじ切り工具、研削工具などである。なお、図１においては、工具交換装置および工具を保管する工具マガジンは図示しない。 Examples of replaceable tools other than gear machining include end mills, milling tools, drills, turning tools, thread cutting tools, and grinding tools. Note that FIG. 1 does not show a tool changer and a tool magazine for storing tools.
また、本形態においては、歯車加工装置１としてのマシニングセンタは、横形マシニングセンタを基本構成とする。ただし、歯車加工装置１は、立形マシニングセンタなど、他の構成を適用することもできる。 In addition, in this embodiment, the machining center as the gear machining apparatus 1 has a basic configuration of a horizontal machining center. However, the gear machining apparatus 1 can also apply other configurations, such as a vertical machining center.
図１に示すように、歯車加工装置１は、例えば、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を駆動軸として有する。ここで、ギヤスカイビングカッタＴの回転軸線（工具主軸の回転軸線に等しい）の方向をＺ軸方向と定義し、Ｚ軸方向に直交する２軸をＸ軸およびＹ軸と定義する。図１においては、水平方向をＸ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向とする。 As shown in FIG. 1, the gear machining apparatus 1 has, for example, three mutually orthogonal rectilinear axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) as drive axes. Here, the direction of the rotation axis of the gear skiving cutter T (equivalent to the rotation axis of the tool spindle) is defined as the Z-axis direction, and the two axes orthogonal to the Z-axis direction are defined as the X-axis and the Y-axis. In FIG. 1, the horizontal direction is the X-axis direction, and the vertical direction is the Y-axis direction.
さらに、歯車加工装置１は、ギヤスカイビングカッタＴと工作物Ｗとの相対姿勢を変更するための１つの回転軸（Ｂ軸）を駆動軸として有する。本形態において、Ｂ軸は、Ｙ軸方向を回転中心とする回転軸である。また、歯車加工装置１は、ギヤスカイビングカッタＴを回転するための回転軸としてのＣｔ軸、および、工作物Ｗを回転するための回転軸としてのＣｗ軸を有する。 Further, the gear machining apparatus 1 has one rotating shaft (B-axis) for changing the relative posture between the gear skiving cutter T and the workpiece W as a drive shaft. In this embodiment, the B-axis is a rotation axis with the Y-axis direction as the center of rotation. The gear machining apparatus 1 also has a Ct-axis as a rotation axis for rotating the gear skiving cutter T and a Cw-axis as a rotation axis for rotating the workpiece W.
歯車加工装置１において、ギヤスカイビングカッタＴと工作物Ｗを相対移動させる構成は、適宜選択可能である。例えば、歯車加工装置１は、Ｂ軸に代えて、Ｘ軸方向を回転中心とするＡ軸を有する構成としても良い。以下においては、歯車加工装置１は、ギヤスカイビングカッタＴをＹ軸方向およびＺ軸方向に直動可能とし、工作物ＷをＸ軸方向に直動可能とし、さらに工作物ＷをＢ軸に回転可能とする場合を例にあげる。 In the gear machining apparatus 1, the configuration in which the gear skiving cutter T and the workpiece W are moved relative to each other can be appropriately selected. For example, the gear machining apparatus 1 may be configured to have an A-axis whose rotation center is in the X-axis direction instead of the B-axis. In the following, the gear machining apparatus 1 enables the gear skiving cutter T to move linearly in the Y-axis direction and the Z-axis direction, the workpiece W to move linearly in the X-axis direction, and the workpiece W to the B-axis. An example of a rotatable case will be given.
歯車加工装置１は、ベッド１０、工作物保持装置２０、工具保持装置３０および制御装置４０を備える。ベッド１０は、設置面上に設置され、工作物保持装置２０の形状、工具保持装置３０の形状、および、これらの移動機構に応じた形状に形成される。本形態においては、ベッド１０は、例えば、矩形状とする。ベッド１０の上面には、Ｘ軸ガイドレール１１およびＺ軸ガイドレール１２が形成されている。
A gear machining apparatus 1 includes a
工作物保持装置２０は、工作物Ｗをベッド１０に対して、Ｘ軸方向に直動し、Ｂ軸に回転可能とし、Ｃｗ軸に回転可能とする。工作物保持装置２０は、Ｘ軸移動テーブル２１、Ｂ軸回転テーブル２２、工作物主軸装置２３を主に備える。
The
Ｘ軸移動テーブル２１は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、ベッド１０のＸ軸ガイドレール１１に案内されながらＸ軸方向へ移動する。Ｂ軸回転テーブル２２は、Ｘ軸移動テーブル２１の上面に設置され、Ｘ軸移動テーブル２１と一体的にＸ軸方向へ移動する。また、Ｂ軸回転テーブル２２は、Ｘ軸移動テーブル２１に対してＢ軸に回転可能に設けられる。Ｂ軸回転テーブル２２には、図示しない回転モータが収納され、Ｂ軸回転テーブル２２は、回転モータを駆動することでＢ軸に回転可能となる。
The X-axis moving table 21 is driven by a driving device such as a linear motor or a ball screw mechanism (not shown) to move in the X-axis direction while being guided by the
工作物主軸装置２３は、Ｂ軸回転テーブル２２に設けられ、Ｂ軸回転テーブル２２と一体的にＢ軸回転する。工作物主軸装置２３は、工作物Ｗを支持する。工作物主軸装置２３には、図示しない回転モータが収納され、工作物主軸装置２３は、回転モータの駆動により工作物ＷをＣｗ軸に回転可能とする。このようにして、工作物保持装置２０は、工作物Ｗを、ベッド１０に対して、Ｘ軸方向へ移動可能とし、Ｂ軸に回転およびＣｗ軸に回転可能とする。
The
工具保持装置３０は、コラム３１、サドル３２、工具主軸装置３を主に備える。コラム３１は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、ベッド１０のＺ軸ガイドレール１２に案内されながらＺ軸方向へ移動する。コラム３１の上下方向に延びる面（図１の左面）には、Ｙ軸ガイドレール３１ａが形成されている。サドル３２は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、コラム３１のＹ軸ガイドレール３１ａに案内されながらＹ軸方向へ移動する。
The
工具主軸装置３３は、サドル３２に設けられると共に、サドル３２と一体的にＹ軸方向へ移動する。工具主軸装置３３は、ギヤスカイビングカッタＴを支持する。工具主軸装置３３には、図示しない回転モータが収納され、工具主軸装置３３は、回転モータの駆動によりギヤスカイビングカッタＴをＣｔ軸に回転可能とする。このようにして、工具保持装置３０は、ギヤスカイビングカッタＴを、ベッド１０に対して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能とし、かつ、Ｃｔ軸に回転可能に保持する。
The
制御装置４０は、演算装置および記憶装置を備えており、加工プログラムを実行することにより、各駆動装置を制御する。
The
（２．ギヤスカイビング加工の説明）
ギヤスカイビングカッタＴにより、工作物Ｗに歯形を創成加工する際の状態について、図２および図３を参照して説明する。
(2. Description of gear skiving)
A state in which a gear skiving cutter T is used to form a tooth profile on a workpiece W will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
ギヤスカイビング加工は、ギヤスカイビングカッタＴの回転軸線Ａｔを工作物Ｗの回転軸線Ａｗに平行な軸線に対して交差角θを有する状態にする。また、ギヤスカイビングカッタＴの回転軸線Ａｔと工作物Ｗの回転軸線Ａｗは、Ｘ－Ｚ平面に対して平行である。ギヤスカイビングカッタＴの回転軸線Ａｔと工作物Ｗの回転軸線Ａｗの中心間距離、すなわちＹ軸方向の距離をＤａ（以下、「軸間距離」と称する）とする。 In the gear skiving process, the rotation axis At of the gear skiving cutter T forms a crossing angle θ with respect to an axis parallel to the rotation axis Aw of the workpiece W. As shown in FIG. Further, the rotation axis At of the gear skiving cutter T and the rotation axis Aw of the workpiece W are parallel to the XZ plane. The center-to-center distance between the rotation axis At of the gear skiving cutter T and the rotation axis Aw of the workpiece W, that is, the distance in the Y-axis direction is Da (hereinafter referred to as the "axis-to-axis distance").
工作物Ｗを回転軸線Ａｗ回り（Ｃｗ軸）に回転し、かつ、ギヤスカイビングカッタＴを回転軸線Ａｔ回り（Ｃｔ軸）に回転する。工作物Ｗの回転とギヤスカイビングカッタＴの回転とを同期させながら、ギヤスカイビングカッタＴを工作物Ｗに対して工作物Ｗの回転軸線Ａｗの方向に相対移動させることで、工作物Ｗに歯車の歯形が創成加工される。ギヤスカイビング加工においては、工作物Ｗが１回転する間に、工作物Ｗの各歯溝の部分が、ギヤスカイビングカッタＴによって１回だけ加工される。 The workpiece W is rotated around the rotation axis Aw (Cw axis), and the gear skiving cutter T is rotated around the rotation axis At (Ct axis). By moving the gear skiving cutter T relative to the workpiece W in the direction of the rotation axis Aw of the workpiece W while synchronizing the rotation of the workpiece W and the rotation of the gear skiving cutter T, the workpiece W The tooth profile of the gear is generated at In gear skiving, each tooth groove portion of the workpiece W is machined only once by the gear skiving cutter T while the workpiece W rotates once.
（３．トロコイド干渉の説明）
トロコイド干渉について図４を参照して説明する。図４に示すように、駆動歯車Ｇ１と従動歯車Ｇ２とは、噛み合った状態で動力伝達されている。駆動歯車Ｇ１と従動歯車Ｇ２との噛み合い初期において、Ｐａ部分において、従動歯車Ｇ２の歯先が、駆動歯車の歯元に食い込む。この現象がトロコイド干渉である。
(3. Description of trochoidal interference)
Trochoidal interference will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the driving gear G1 and the driven gear G2 are engaged with each other to transmit power. At the initial stage of meshing between the drive gear G1 and the driven gear G2, the tip of the driven gear G2 bites into the root of the drive gear at the Pa portion. This phenomenon is trochoidal interference.
また、図５を参照して、駆動歯車Ｇ１および従動歯車Ｇ２がねじれ角を有する歯車である場合に、従動歯車Ｇ２の歯面において、駆動歯車Ｇ１との接触線の時間変化について説明する。図５の破線にて示すように、従動歯車Ｇ２の歯面において、駆動歯車Ｇ１との接触線（噛み合い線）は、歯すじ方向に対して傾斜している。詳細には、最初に、従動歯車Ｇ２の歯面における歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部Ｄが噛み合い、歯元かつ歯すじ方向他方端部である歯面角部Ｂに向かって、接触線（噛み合い線）が移動する。 Further, with reference to FIG. 5, when the drive gear G1 and the driven gear G2 are gears having a helix angle, the time change of the contact line with the drive gear G1 on the tooth surface of the driven gear G2 will be described. As indicated by the dashed line in FIG. 5, on the tooth surface of the driven gear G2, the contact line (engagement line) with the driving gear G1 is inclined with respect to the tooth trace direction. Specifically, first, the tooth flank corner D, which is the tip and one end in the tooth trace direction of the tooth flank of the driven gear G2, meshes with the tooth flank corner B, which is the root and the other end in the tooth trace direction. Towards, the line of contact (line of meshing) moves.
つまり、ねじれ角を有する歯車において、トロコイド干渉は、従動歯車Ｇ２における歯面角部Ｄにおいて生じ得る。駆動歯車Ｇ１においては、従動歯車Ｇ２の歯面角部Ｄに対応する部位であって、歯元かつ歯すじ方向端部である歯面角部（図示せず）にて生じ得る。ねじれ角を有する歯車は、例えば、はすば歯車、やまば歯車、まがりばかさ歯車などである。 That is, in a gear having a helix angle, trochoidal interference can occur at the tooth flank corner D of the driven gear G2. In the drive gear G1, it can occur at a tooth flank corner (not shown) which is a portion corresponding to the tooth flank corner D of the driven gear G2 and which is the root and the end in the tooth trace direction. Gears having a helix angle are, for example, helical gears, double helical gears, spiral bevel gears, and the like.
（４．歯面修整方法）
圧力角について、図６を参照して説明する。圧力角δとは、歯車Ｇの歯面上のある点を通る半径線と歯形の接線とがなす角である。図６においては、歯面がインボリュート歯面であって、圧力角δは、インボリュート歯面の基準ピッチ点における圧力角を示す。歯面修整方法の１つとしての圧力角修整は、圧力角δを修整する方法である。例えば、圧力角修整は、歯車Ｇにおける歯すじ方向中央部における圧力角δの修整を意味する。
(4. Tooth surface modification method)
The pressure angle will be explained with reference to FIG. The pressure angle δ is an angle formed by a radial line passing through a point on the tooth surface of the gear G and a tangent to the tooth profile. In FIG. 6, the tooth flank is an involute tooth flank, and the pressure angle δ indicates the pressure angle at the reference pitch point of the involute tooth flank. Pressure angle modification as one of the tooth surface modification methods is a method of modifying the pressure angle δ. For example, the pressure angle modification means modification of the pressure angle δ at the central portion of the gear G in the tooth trace direction.
歯面修整方法の１つとして、バイアス修整について図７を参照して説明する。バイアス修整とは、歯すじ方向に圧力角を連続的に変化させ、歯面にねじれを持たせることである。例えば、図７の左手前面である歯すじ方向他方端部（歯幅方向他方端部）において、歯先における歯面角部Ａは、歯面外側（図７の右側）に移動するのに対して、歯元における歯面角部Ｂは、歯面内側（図７の左側）に移動するように、圧力角が修整される。一方、図７の右奥側面である歯すじ方向一方端部（歯幅方向一方端部）において、歯先における歯面角部Ｄは、歯面内側（図７の左側）に移動するのに対して、歯元における歯面角部Ｃは、歯面外側（図７の右側）に移動するように、圧力角が修整される。 As one of the tooth surface modification methods, bias modification will be described with reference to FIG. Bias modification is to continuously change the pressure angle in the tooth trace direction to twist the tooth flank. For example, at the other end in the tooth trace direction (the other end in the tooth width direction), which is the left-hand front surface in FIG. Thus, the pressure angle is modified so that the tooth flank corner portion B at the root of the tooth moves toward the inside of the tooth flank (to the left in FIG. 7). On the other hand, at one end in the tooth trace direction (one end in the tooth width direction), which is the right rear side surface in FIG. On the other hand, the pressure angle of the tooth flank corner C at the root is modified so as to move to the outside of the tooth flank (right side in FIG. 7).
図７において、バイアス修整において連続的に変化する圧力角の修整量が０となる部位は、歯すじ方向中央部としている。ただし、バイアス修整において連続的に変化する圧力角の修整量が０となる部位は、歯すじ方向中央部からずれた位置にすることもできる。 In FIG. 7, the center portion in the direction of the tooth trace is the portion where the amount of pressure angle correction that changes continuously in the bias correction is 0. As shown in FIG. However, the portion where the continuously changing pressure angle modification amount in the bias modification is 0 can be shifted from the central portion in the tooth trace direction.
例えば、歯すじ方向中央部における圧力角δの修整量を０とした場合には、歯すじ方向一方端における圧力角の修整量と、歯すじ方向他方端における圧力角の修整量とは、正負逆となり、絶対値が一致する。ただし、歯すじ方向中央部における圧力角δの修整量を付与した場合には、歯すじ方向一方端における圧力角の修整量と、歯すじ方向他方端における圧力角の修整量とは、正負逆となるが、絶対値は一致しない。 For example, when the pressure angle δ correction amount at the center portion in the tooth trace direction is set to 0, the pressure angle correction amount at one end in the tooth trace direction and the pressure angle correction amount at the other end in the tooth trace direction are positive or negative. Inversely, the absolute values match. However, when the pressure angle δ correction amount is given at the center portion in the tooth trace direction, the pressure angle correction amount at one end in the tooth trace direction and the pressure angle correction amount at the other end in the tooth trace direction are opposite in positive and negative. but the absolute values do not match.
バイアス修整および圧力角修整は、交差角θ、軸間距離Ｄａ、Ｘ軸方向の位置、ギヤスカイビングカッタＴの回転軸Ｃｔ、工作物Ｗの回転軸Ｃｗなどを変更することにより実現できる。例えば、特開２０２１－１１０１１号公報などにより公知の技術である。なお、バイアス修整および圧力角修整以外の歯面修整方法、例えばクラウニング修整などについても、同様である。 Bias modification and pressure angle modification can be realized by changing the intersection angle θ, the distance between axes Da, the position in the X-axis direction, the rotation axis Ct of the gear skiving cutter T, the rotation axis Cw of the workpiece W, and the like. For example, it is a known technique from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-11011. The same applies to tooth flank modification methods other than bias modification and pressure angle modification, such as crowning modification.
（５．置換座標系の説明）
歯車の歯面形状を容易に把握するための座標系としての置換座標系について、図８を参照して説明する。図８の左側に示すように、歯車Ｇの所定歯面形状は、例えば、インボリュート歯面形状や、インボリュート歯面にクラウニングなどの修整処理を付与した形状などである。インボリュート歯面形状などの所定歯面形状は、三次元曲面であるため、歯面修整量を視覚的に把握することができない。
(5. Description of Permuted Coordinate System)
A permuted coordinate system as a coordinate system for easily grasping the tooth flank shape of the gear will be described with reference to FIG. As shown on the left side of FIG. 8, the predetermined tooth flank shape of the gear G is, for example, an involute tooth flank shape, or a shape obtained by subjecting the involute tooth flank to modification processing such as crowning. Since a predetermined tooth flank shape such as an involute tooth flank shape is a three-dimensional curved surface, it is impossible to visually grasp the amount of tooth flank modification.
そこで、歯車Ｇの歯面形状、特に、歯面修整量を視覚的に把握するために、図８の右側に示すような置換座標系を用いる。置換座標系は、歯車Ｇの所定歯面形状を、縦軸の基準値Ｈ０における歯形方向（半径方向）と歯すじ方向（歯幅方向）との平面にて表す座標系である。置換座標系における縦軸は、所定歯面形状からのずれ量（修整量）を示す。基準値Ｈ０よりも大きな値は、浅くなる方向のずれ値を示し、基準値Ｈ０よりも小さな値は、深くなる方向のずれ値を示す。歯車Ｇの歯面が所定歯面形状である場合において、図８の左側に示す歯面における４つの歯面角部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図８の右側に示すように、縦軸が基準値Ｈ０となる平面上の長方形の各角部に位置する。 Therefore, in order to visually grasp the tooth flank shape of the gear G, particularly the amount of tooth flank modification, a permuted coordinate system as shown on the right side of FIG. 8 is used. The permuted coordinate system is a coordinate system that expresses the predetermined tooth flank shape of the gear G on a plane in the tooth profile direction (radial direction) and the tooth trace direction (face width direction) at the reference value H0 on the vertical axis. The vertical axis in the permuted coordinate system indicates the deviation amount (correction amount) from the predetermined tooth flank shape. A value larger than the reference value H0 indicates a deviation value in the shallow direction, and a value smaller than the reference value H0 indicates a deviation value in the direction of depth. When the tooth flank of the gear G has a predetermined tooth flank shape, four tooth flank corners A, B, C, and D on the tooth flank shown on the left side of FIG. is located at each corner of a rectangle on the plane with the reference value H0.
（６．従動歯車Ｇ２の目標歯面形状）
従動歯車Ｇ２の目標歯面形状について、図９～図１１を参照して説明する。図９は、従動歯車Ｇ２の目標歯面形状を、実際の三次元座標系にて表しており、図１０および図１１は、従動歯車Ｇ２の歯面を置換座標系にて表している。
(6. Target tooth flank shape of driven gear G2)
The target tooth flank shape of the driven gear G2 will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 shows the target tooth flank shape of the driven gear G2 in an actual three-dimensional coordinate system, and FIGS. 10 and 11 show the tooth flank shape of the driven gear G2 in a permuted coordinate system.
従動歯車Ｇ２の目標歯面形状は、上述したトロコイド干渉を低減するための形状である。具体的には、図９に示すように、従動歯車Ｇ２の目標歯面形状は、歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部Ｄが削り取られた形状であって、歯面角部Ｄ以外の部位が所定歯面形状にて表される形状である。 The target tooth surface shape of the driven gear G2 is a shape for reducing the above-described trochoidal interference. Specifically, as shown in FIG. 9, the target tooth flank shape of the driven gear G2 is a shape in which the tooth flank corner portion D, which is one end in the tooth tip and tooth trace direction, is shaved off. A portion other than the portion D is a shape represented by a predetermined tooth flank shape.
例えば、所定歯面形状をインボリュート形状とする場合、歯面角部Ｄ以外の部位は、インボリュート形状に形成されている。一方、歯面角部Ｄは、所定歯面形状であるインボリュート形状に対して削り取られている。つまり、歯面角部Ｄのみが、所定歯面形状に対して、面取り加工が施された形状に形成されている。図９に示すように、歯面角部Ｄは、三角形状をなしている。なお、歯面角部Ｄは、平面ではなく、僅かに凸状に湾曲した曲面である。 For example, when the predetermined tooth flank shape is an involute shape, the portions other than the tooth flank corner portion D are formed in an involute shape. On the other hand, the tooth flank corner portion D is shaved from the involute shape, which is the predetermined tooth flank shape. That is, only the tooth flank corner portion D is chamfered to the predetermined tooth flank shape. As shown in FIG. 9, the tooth flank corner portion D has a triangular shape. It should be noted that the tooth flank corner portion D is not a flat surface but a slightly convex curved surface.
ここで、所定歯面形状は、インボリュート形状に限られるものではなく、インボリュート形状に所定の歯面修整が付与された形状とすることもできる。例えば、所定歯面形状は、インボリュート形状に、クラウニングなどの歯面修整が付与された形状などとすることができる。 Here, the predetermined tooth flank shape is not limited to the involute shape, and may be an involute shape with a predetermined tooth flank modification. For example, the predetermined tooth flank shape may be an involute shape to which tooth flank modification such as crowning is applied.
図１０および図１１に示すように、置換座標系においては、歯面角部Ｄ以外の部位は、所定歯面形状であるため、縦軸が基準値Ｈ０となる平面にて表される。つまり、歯面角部Ｄ以外の部位は、それぞれの歯面角部Ａ，Ｂ，Ｃに対応する角点Ａ０，Ｂ０，Ｃ０を通る平面状に形成されている。 As shown in FIGS. 10 and 11, in the permuted coordinate system, the portions other than the tooth flank corner D have a predetermined tooth flank shape, and are represented by a plane whose vertical axis is the reference value H0. In other words, the portions other than the tooth flank corner D are formed in a planar shape passing through corner points A0, B0 and C0 corresponding to the tooth flank corners A, B and C, respectively.
歯面角部Ｄは、所定歯面形状に対して面取りのように削り取られた形状である。従って、歯面角部Ｄは、縦軸が基準値Ｈ０よりも小さな値を示す。歯面角部Ｄの角点Ｄ１は、縦軸の値が最も小さな値を示す。図１０および図１１に示すように、歯面角部Ｄは、三角形の輪郭を有する形状をなし、僅かに湾曲した曲面にて示される。なお、図１０においては、歯面角部Ｄが奥側に位置するため、図１１は、歯面角部Ｄが手前側に位置するように回転させた置換座標系にて表している。 The tooth flank corner portion D has a shape that is chamfered from the predetermined tooth flank shape. Therefore, the tooth flank corner portion D indicates a value smaller than the reference value H0 on the vertical axis. The corner point D1 of the tooth flank corner D indicates the smallest value on the vertical axis. As shown in FIGS. 10 and 11, the flank corner D is shown with a slightly curved curved surface having a triangular profile. In FIG. 10, since the tooth flank corner D is located on the back side, FIG. 11 shows a permuted coordinate system rotated so that the tooth flank corner D is located on the front side.
（７．歯車加工方法）
ギヤスカイビング加工により、工作物Ｗに歯車Ｇの歯面を加工する歯車加工方法について、図１２～図１９を参照して説明する。ここでは、従動歯車Ｇ２の歯面を加工する場合について説明する。
(7. Gear processing method)
A gear machining method for machining tooth flanks of a gear G on a workpiece W by gear skiving will be described with reference to FIGS. 12 to 19. FIG. Here, a case of machining the tooth surface of the driven gear G2 will be described.
歯車加工方法は、歯車加工装置１を構成する制御装置４０（図１に示す）が加工プログラムを実行することにより、歯車加工装置１を構成する各駆動装置が動作することで行われる。また、本形態においては、工作物Ｗの素材形状から従動歯車Ｇ２の仕上歯面までの切込みを複数回に分けて加工する。 The gear machining method is performed by causing each driving device constituting the gear machining apparatus 1 to operate by the control device 40 (shown in FIG. 1) constituting the gear machining apparatus 1 executing a machining program. Further, in this embodiment, cutting from the material shape of the workpiece W to the finished tooth flank of the driven gear G2 is performed in multiple steps.
まず、制御装置４０は、基準加工条件によるギヤスカイビング加工を施す基準荒加工工程ＳＴ１を実施する。基準加工条件とは、歯車Ｇの歯面を所定の基準荒歯面形状に加工する加工条件である。所定の基準荒歯面形状は、例えば、インボリュート形状などである。つまり、基準荒加工工程ＳＴ１にて、歯面の全面に対して荒加工を施されることにより、歯面が所定の基準荒歯面形状、例えば、インボリュート形状に加工される。
First, the
所定の基準荒歯面形状は、上述した従動歯車Ｇ２の目標歯面形状における所定歯面形状に対応する。ただし、両者は切込量が異なるため、所定の基準荒は面形状と目標歯面形状における所定歯面形状とは一致しない。 The predetermined reference rough tooth flank shape corresponds to the predetermined tooth flank shape in the target tooth flank shape of the driven gear G2 described above. However, since the depth of cut differs between the two, the predetermined reference rough surface shape and the predetermined tooth flank shape in the target tooth flank shape do not match.
基準荒加工工程ＳＴ１を実施した後の従動歯車Ｇ２の歯面は、置換座標系において、図１３のように加工される。歯面の全面に亘って所定の基準荒歯面形状に形成されているため、置換座標系においては、縦軸が基準値Ｈ２となる平面にて表される。つまり、置換座標系において、基準荒加工工程ＳＴ１を実施した後の従動歯車Ｇ２の歯面は、それぞれの歯面角部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する角点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２を通る平面状に形成されている。 The tooth flank of the driven gear G2 after performing the reference rough machining step ST1 is machined as shown in FIG. 13 in the permuted coordinate system. Since the tooth flank is formed in a predetermined reference rough tooth flank shape over the entire tooth flank, in the permuted coordinate system, the vertical axis is represented by a plane having a reference value H2. That is, in the permuted coordinate system, the tooth flank of the driven gear G2 after performing the reference rough machining step ST1 has corner points A2, B2, C2, and D2 corresponding to the respective tooth flank corners A, B, C, and D. It is formed in a plane shape passing through
続いて、図１２に示すように、制御装置４０は、今回実施した基準荒加工工程ＳＴ１が仕上加工工程の２サイクル前であるか否かを判定する（判定工程ＳＴ２）。仕上加工工程の２サイクル前でない場合には（ＳＴ２：Ｎｏ）、制御装置４０は、仕上加工工程の２サイクル前に達するまで、切込量を付与して基準荒加工工程ＳＴ１を再び実施する。
Subsequently, as shown in FIG. 12, the
実施した基準荒加工工程ＳＴ１が仕上加工工程の２サイクル前に達した場合には（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、修整荒加工条件によるギヤスカイビング加工を施す修整荒加工工程ＳＴ３を実施する。修整荒加工条件は、基準加工条件に対して、図７に示すように、少なくともバイアス修整を付与した加工条件である。本形態においては、修整荒加工条件は、基準加工条件に対して、図７に示すように、バイアス修整を付与すると共に、図６に示すように、歯すじ方向中央部における圧力角修整を付与した加工条件とする。圧力角修整量はδである。
When the executed reference rough machining process ST1 reaches two cycles before the finishing process (ST2: Yes), the
修整荒加工工程ＳＴ３を実施した後の従動歯車Ｇ２の歯面は、置換座標系において、図１４～図１６に示すように加工される。修整荒加工工程ＳＴ３における基準値Ｈ１は、直前に実施された基準荒加工工程ＳＴ１の基準値Ｈ２に対して、所定の荒切込量Ｄｂを付与した値である。つまり、仮に基準加工条件にて加工された場合には、置換座標系において、歯面が基準値Ｈ１となる平面となるように加工される。ここでの仮の基準加工条件とは、基準荒加工工程ＳＴ１における基準加工条件に対して、切込量を付与した加工条件であって、歯面を所定の基準荒歯面形状に対応する歯面形状（仮想的な基準歯面形状）に加工する加工条件である。 The tooth flank of the driven gear G2 after performing the rough modification step ST3 is machined as shown in FIGS. 14 to 16 in the permuted coordinate system. The reference value H1 in the modification rough machining step ST3 is obtained by adding a predetermined rough cutting depth Db to the reference value H2 in the reference rough machining step ST1 performed immediately before. In other words, if machining is performed under the reference machining conditions, the tooth flank is machined so as to be a plane having the reference value H1 in the permuted coordinate system. The provisional reference machining conditions here are machining conditions in which the depth of cut is added to the reference machining conditions in the reference rough machining step ST1, and the tooth flanks correspond to a predetermined reference rough tooth flank shape. This is a processing condition for processing into a surface shape (virtual reference tooth surface shape).
しかし、修整荒加工工程ＳＴ３においては、基準加工条件に対して、少なくともバイアス修整が付与され、さらに圧力角修整が付与されている。従って、修整荒加工工程ＳＴ３にて加工された歯面は、基準値Ｈ１を通る平面（修整荒加工工程ＳＴ３における仮想的な基準歯面形状）からずれた面形状となる。 However, in the modified rough machining step ST3, at least the bias modification is applied to the reference machining conditions, and the pressure angle modification is also applied. Therefore, the tooth flank machined in the rough modification step ST3 has a surface shape deviated from the plane passing through the reference value H1 (virtual reference tooth flank shape in the rough modification step ST3).
本形態では、歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ１が基準値Ｈ１に一致するように、所定の荒切込量Ｄｂが設定されている。従って、歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ１が、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｃ１０に一致する。歯面角部Ｂ，Ｄは、仮想的な基準歯面形状に対して深く削り取る加工が施されている。従って、歯面角部Ｂ，Ｄに対応する角点Ｂ１，Ｄ１は、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｂ１０，Ｄ１０よりも負方向（図１４の下方向）に位置する。 In this embodiment, the predetermined rough cutting depth Db is set so that the corner point C1 corresponding to the tooth flank corner C coincides with the reference value H1. Therefore, the corner point C1 corresponding to the tooth flank corner C coincides with the corner point C10 positioned on the virtual reference tooth flank shape. The tooth flank corners B and D are machined so as to be deeply removed from the virtual reference tooth flank shape. Therefore, the corner points B1 and D1 corresponding to the tooth flank corners B and D are located in the negative direction (downward in FIG. 14) from the corner points B10 and D10 located on the virtual reference tooth flank shape.
また、本形態においては、歯面角部Ａに対応する角点Ａ１も、基準値Ｈ１に一致するように設定されている。従って、歯面角部Ａに対応する角点Ａ１は、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ａ１０に一致する。ただし、歯面角部Ａに対応する角点Ａ１は、基準値Ｈ１に一致しないように設定しても良い。 In this embodiment, the corner point A1 corresponding to the tooth flank corner A is also set to match the reference value H1. Therefore, the corner point A1 corresponding to the tooth flank corner A coincides with the corner point A10 located on the virtual reference tooth flank shape. However, the corner point A1 corresponding to the tooth flank corner A may be set so as not to match the reference value H1.
修整荒加工工程ＳＴ３を上記のように実施することで、従動歯車Ｇ２の歯面の全面に対して加工が施されることになる。詳細には、修整荒加工工程ＳＴ３では、少なくとも所定の荒切込量Ｄｂの加工が施される。 By performing the rough modification step ST3 as described above, the entire tooth flank of the driven gear G2 is machined. Specifically, in the modification rough machining step ST3, machining is performed by at least a predetermined rough cutting depth Db.
ここで、修整荒加工工程ＳＴ３においては、図１４に示すように、歯すじ方向中央部における圧力角修整量をδとしている。これにより、歯すじ方向一方端における圧力角の絶対値と、歯すじ方向他方端における圧力角の絶対値とを、異なる値とすることができる。特に、歯面角部Ｄに対応する角点Ｄ１を、歯面角部Ｂに対応する角点Ｂ１よりも、深く削り取る位置とすることができる。 Here, in the rough modification step ST3, as shown in FIG. 14, the pressure angle modification amount at the central portion in the tooth trace direction is set to δ. Thus, the absolute value of the pressure angle at one end in the tooth trace direction and the absolute value of the pressure angle at the other end in the tooth trace direction can be set to different values. In particular, the corner point D1 corresponding to the tooth flank corner D can be set to a position where it is cut deeper than the corner point B1 corresponding to the tooth flank corner B.
より詳細には、歯面角部Ｄに対応する角点Ｄ１と、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｄ１０との距離（修整量）は、後述する所定の仕上切込量Ｄｃよりも大きな値に設定されている。一方、歯面角部Ｂに対応する角点Ｂ１と、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｂ１０との距離（修整量）は、後述する所定の仕上切込量Ｄｃよりも小さな値に設定されている。このように、修整荒加工工程ＳＴ３は、歯面角部Ｄを他の部位に比べて大きく削り取る加工であるため、歯面角部加工工程と称する。 More specifically, the distance (correction amount) between the corner point D1 corresponding to the tooth flank corner portion D and the corner point D10 located on the virtual reference tooth flank shape is determined by a predetermined finishing depth of cut Dc, which will be described later. set to a value greater than On the other hand, the distance (correction amount) between the corner point B1 corresponding to the tooth flank corner B and the corner point B10 located on the virtual reference tooth flank shape is smaller than a predetermined finishing depth of cut Dc, which will be described later. set to a value. As described above, the rough modification step ST3 is a processing for cutting off the tooth flank corner portion D to a greater extent than other portions, and is therefore referred to as a tooth flank corner portion machining step.
そして、図１２に示すように、制御装置４０は、修整荒加工工程ＳＴ３（歯面角部加工工程）に続いて、仕上加工工程ＳＴ４（基準歯面加工工程）を実施する。仕上加工工程ＳＴ４は、基準加工条件によるギヤスカイビング加工を施す。
Then, as shown in FIG. 12, the
仕上加工工程ＳＴ４を実施した後の従動歯車Ｇ２の歯面は、置換座標系において、図１７～図１９に示すように加工される。仕上加工工程ＳＴ４における基準値Ｈ０は、直前に実施された修整荒加工工程ＳＴ３の基準値Ｈ１に対して、所定の仕上切込量Ｄｃを付与した値である。つまり、仕上加工工程ＳＴ４において、歯面は、置換座標系において、基準値Ｈ０となる平面となるように加工される。ここでの基準加工条件とは、基準荒加工工程ＳＴ１における基準加工条件に対して、切込量を付与した加工条件であって、歯面を所定歯面形状（仕上歯面形状）に加工する加工条件である。 The tooth surface of the driven gear G2 after performing the finishing step ST4 is machined as shown in FIGS. 17 to 19 in the permuted coordinate system. The reference value H0 in the finishing step ST4 is a value obtained by adding a predetermined finishing depth of cut Dc to the reference value H1 in the rough retouching step ST3 performed immediately before. That is, in the finishing step ST4, the tooth flank is machined so as to become a plane having the reference value H0 in the permuted coordinate system. The reference machining condition here is a machining condition obtained by adding a depth of cut to the reference machining condition in the reference rough machining step ST1, and machining the tooth flank into a predetermined tooth flank shape (finished tooth flank shape). processing conditions.
しかし、上述したように、修整荒加工工程ＳＴ３において、歯面角部Ｄに対応する角点Ｄ１と、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｄ１０との距離（修整量）は、後述する所定の仕上切込量Ｄｃよりも大きな値に設定されている。つまり、歯面角部Ｄは、仕上切込量Ｄｃに対応する位置よりも深い位置に位置する。一方、歯面角部Ｄ以外の部位は、仕上切込量Ｄｃに対応する位置よりも浅い位置に位置する。 However, as described above, in the rough modification step ST3, the distance (modification amount) between the corner point D1 corresponding to the tooth flank corner D and the corner point D10 located on the virtual reference tooth flank shape is It is set to a value larger than a predetermined finish depth of cut Dc, which will be described later. That is, the tooth flank corner portion D is located at a position deeper than the position corresponding to the finishing depth of cut Dc. On the other hand, portions other than the tooth flank corner portion D are located at positions shallower than the position corresponding to the finishing depth of cut Dc.
従って、仕上加工工程ＳＴ４においては、歯面角部Ｄ以外の部位を、所定歯面形状に加工する。一方、仕上加工工程ＳＴ４においては、歯面角部Ｄは、加工されない。つまり、歯面角部Ｄは、修整荒加工工程ＳＴ３において加工された面が残存する。 Therefore, in the finishing step ST4, the portion other than the tooth flank corner portion D is processed into a predetermined tooth flank shape. On the other hand, in the finishing step ST4, the tooth flank corner portion D is not processed. That is, the tooth flank corner portion D remains as the surface machined in the rough modification step ST3.
（８．修整荒加工工程ＳＴ３における加工条件の決定方法）
修整荒加工工程ＳＴ３における加工条件の決定方法について、図１１、図１４、図１７、および、図２０を参照して説明する。
(8. Method for determining machining conditions in rough modification process ST3)
A method of determining machining conditions in the rough refinishing step ST3 will be described with reference to FIGS. 11, 14, 17 and 20. FIG.
図１４および図１７に示すように、修整荒加工工程ＳＴ３における歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ１が、基準値Ｈ１に一致する。そして、修整荒加工工程ＳＴ３にて加工される歯面は、置換座標系において、基準値Ｈ１となる平面上、または、基準値Ｈ１となる平面よりも深い位置に位置する。 As shown in FIGS. 14 and 17, the corner point C1 corresponding to the tooth flank corner C in the rough modification step ST3 matches the reference value H1. The tooth flank machined in the rough modification step ST3 is located on the plane of the reference value H1 or deeper than the plane of the reference value H1 in the permuted coordinate system.
また、図１４および図１７に示すように、修整荒加工工程ＳＴ３は、バイアス修整を付与しているため、歯面は、歯すじ方向の全長Ｓ３に亘ってねじれている。そして、図１４に示すように、歯すじ方向一方の端面から圧力角修整量が０になる歯すじ方向の位置Ｐ１までの長さを、Ｓ２とする。ここで、歯すじ方向中央部における圧力角修整を付与しているため、圧力角修整量が０となる位置は、歯すじ方向中央部からずれた位置に位置する。本形態においては、長さＳ２は、歯すじ方向の全長の半分よりも長い。 Further, as shown in FIGS. 14 and 17, since the rough modification step ST3 imparts bias modification, the tooth flank is twisted over the entire length S3 in the tooth trace direction. Then, as shown in FIG. 14, the length from one end face in the tooth trace direction to the position P1 in the tooth trace direction where the pressure angle correction amount becomes 0 is defined as S2. Here, since the pressure angle modification is applied to the center portion in the tooth trace direction, the position where the amount of pressure angle modification is 0 is located at a position shifted from the center portion in the tooth trace direction. In this embodiment, the length S2 is longer than half of the total length in the tooth trace direction.
そして、図１７に示すように、歯面角部Ｄに対応する角点Ｄ１と、仮想的な基準歯面形状上に位置する角点Ｄ１０との距離（修整量）は、仕上加工工程ＳＴ４における所定の仕上切込量Ｄｃよりも大きな値に設定されている。従って、仕上加工工程ＳＴ４において、歯面角部Ｄ以外が加工され、歯面角部Ｄが、三角形状の面取りとして残存する。歯面角部Ｄの修整領域における歯形方向の長さをＲ１とし、歯面角部Ｄの修整領域における歯すじ方向の長さをＳ１とする。 As shown in FIG. 17, the distance (correction amount) between the corner point D1 corresponding to the tooth flank corner D and the corner point D10 located on the virtual reference tooth flank shape is It is set to a value larger than a predetermined finish depth of cut Dc. Therefore, in the finishing step ST4, the parts other than the tooth flank corner D are machined, and the tooth flank corner D remains as a triangular chamfer. Let R1 be the length in the tooth profile direction in the modified region of the tooth flank corner D, and S1 be the length in the tooth trace direction of the modified region of the tooth flank corner D.
修整荒加工工程ＳＴ３における歯面形状は、バイアス修整が付与されているため、非常に複雑な三次元形状となる。しかし、このような複雑な三次元形状のままでは、歯面形状の設計が容易ではない。そこで、図２０に示すように、歯すじ方向において、歯すじ方向一方端から圧力角修整量が０となる位置までの範囲（Ｓ２）であって、歯形方向において全長の範囲（Ｒ２）を、以下に示すような仮想形状と定義する。 Since the tooth flank shape in the rough modification step ST3 is subjected to bias modification, it becomes a very complicated three-dimensional shape. However, it is not easy to design the tooth flank shape with such a complicated three-dimensional shape. Therefore, as shown in FIG. 20, in the tooth trace direction, the range (S2) from one end in the tooth trace direction to the position where the pressure angle modification amount is 0, and the full length range (R2) in the tooth profile direction is It is defined as a virtual shape as shown below.
修整荒加工工程ＳＴ３において加工される歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ１を通る基準平面を生成する。基準平面は、点Ｃ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を通り、縦軸の値が同一となる平面である。点Ｐ２は、図１４に示す点Ｄ１０に一致する。点Ｐ３は、図１４および図１７に示す点Ｐ１とは異なる値となる。ただし、点Ｐ３は、点Ｐ１と一致する場合もある。 A reference plane passing through the corner point C1 corresponding to the tooth flank corner C to be machined in the rough modification step ST3 is generated. The reference plane is a plane that passes through points C1, P2, P3, and P4 and has the same value on the vertical axis. Point P2 coincides with point D10 shown in FIG. Point P3 has a different value from point P1 shown in FIGS. However, the point P3 may coincide with the point P1.
次に、点Ｃ１，Ｐ３および点Ｄ１を頂点とする三角形平面を生成する。当該三角形平面は、図２０において斜線を付した領域である。つまり、当該三角形平面は、歯面角部Ｄを含む平面であって、従動歯車Ｇ２の歯面（図２０の上面）、歯すじ方向一方の歯端面（図２０の左前面）、歯先面（図２０の右前面）とからなる３つの面により構成される歯部の頂点Ｐ２を切り落とした切頂三角形平面である。つまり、斜線領域の一部に含まれる歯面角部Ｄが、従動歯車Ｇ２の歯面（図２０の上面）、歯すじ方向一方の歯端面（図２０の左前面）、歯先面（図２０の右前面）とからなる３つの面により構成される歯部の頂点Ｐ２を切り落とした切頂三角形平面として近似される。 Next, a triangular plane having vertices C1, P3 and D1 is generated. The triangular plane is the hatched area in FIG. That is, the triangular plane includes the tooth flank corner portion D, and includes the tooth flank of the driven gear G2 (upper surface in FIG. 20), the tooth end surface on one side of the tooth trace direction (the left front surface in FIG. 20), and the tooth crest surface. (the right front surface in FIG. 20) is a truncated triangular plane obtained by cutting off the vertex P2 of the tooth portion. That is, the tooth flank corner portion D included in a part of the hatched area is the tooth flank of the driven gear G2 (upper surface in FIG. 20), one tooth end surface in the tooth trace direction (left front surface in FIG. 20), the tooth crest surface ( 20) are approximated as a truncated triangular plane obtained by truncating the vertex P2 of the tooth portion.
そして、歯すじ方向一方の歯端面における圧力角修整量をαと定義する。仕上加工工程ＳＴ４において歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ０と、修整荒加工工程ＳＴ３において歯面角部Ｃに対応する角点Ｃ１との距離を、βと定義する。すなわち、距離βは、仕上加工工程ＳＴ４における所定の仕上切込量Ｄｃに一致する。また、歯面の最終形状において、歯面角部Ｄにおける歯厚方向の最大修整量をγとする。 Then, the amount of pressure angle modification at one tooth end face in the tooth trace direction is defined as α. The distance between the corner point C0 corresponding to the tooth flank corner C in the finishing step ST4 and the corner point C1 corresponding to the tooth flank corner C in the rough modification step ST3 is defined as β. That is, the distance β matches the predetermined finishing depth of cut Dc in the finishing step ST4. Also, in the final shape of the tooth flank, the maximum modification amount in the tooth thickness direction at the tooth flank corner portion D is defined as γ.
そして、歯すじ方向一方の歯端面における圧力角修整量αは、式（１）（２）（３）を満たすように決定される。
α＝β＋γ ・・・ （１）
α／Ｒ２＝γ／Ｒ１ ・・・ （２）
α／Ｓ２＝γ／Ｓ１ ・・・ （３）
α：歯端面における圧力角修整量
β：切頂三角形平面において歯面角部とは歯形方向反対側の端点と所定歯面形状との歯厚方向の距離
γ：歯面角部における歯厚方向の最大修整量
Ｒ１：歯面角部の修整領域における歯形方向の長さ
Ｒ２：歯形方向の評価範囲（歯先面と歯底側の歯形基準面との距離）
Ｓ１：歯面角部の修整領域における歯すじ方向の長さ
Ｓ２：歯端面から圧力角修整量が０になる歯すじ方向の位置までの長さ
Then, the pressure angle modification amount α on one tooth end face in the tooth trace direction is determined so as to satisfy Expressions (1), (2), and (3).
α=β+γ (1)
α/R2=γ/R1 (2)
α/S2=γ/S1 (3)
α: Pressure angle modification amount at the tooth end face β: Distance in the tooth thickness direction between the end point of the truncated triangular plane opposite to the tooth flank direction and the specified tooth flank shape γ: Tooth thickness direction at the tooth flank corner R1: Length in the tooth profile direction in the modification area of the tooth flank corner R2: Evaluation range in the tooth profile direction (distance between the tooth crest and the tooth profile reference surface on the root side)
S1: Length in the tooth trace direction in the modification area of the tooth flank corner S2: Length from the tooth end surface to the position in the tooth trace direction where the pressure angle modification amount becomes 0
ここで、仕上加工工程ＳＴ４における所定の仕上切込量βは、「０＜β＜αの最大修整量」の範囲で決定される。αの最大修整量とは、修整荒加工工程ＳＴ３において、歯面角部Ｄに付与可能な修整量の最大値である。 Here, the predetermined finishing depth of cut β in the finishing process ST4 is determined within the range of "maximum modification amount of 0<β<α". The maximum modification amount of α is the maximum value of the modification amount that can be applied to the tooth flank corner portion D in the rough modification step ST3.
（９．歯車加工方法による効果）
上述したように、歯面角部Ｄは、修整荒加工工程ＳＴ３にて加工し、歯面角部Ｄ以外の部位は、仕上加工工程ＳＴ４にて加工する。修整荒加工工程ＳＴ３におけるバイアス修整は、修整前の歯面形状をねじれさせた面形状にする修整方法である。つまり、バイアス修整は、歯すじ方向に進むに従って、圧力角が徐々に変化するように歯形形状を異ならせる修整方法である。従って、バイアス修整を付与して歯面全面を加工した場合には、歯面を構成する４隅のうち一対の角部が相対的に深く削り取られ、残りの一対の角部が相対的に浅く削り取られることになる。
(9. Effect of Gear Machining Method)
As described above, the tooth flank corner D is machined in the rough modification step ST3, and the portions other than the tooth flank corner D are machined in the finishing step ST4. The bias modification in the modification rough machining step ST3 is a modification method in which the tooth flank shape before modification is twisted. In other words, the bias modification is a modification method in which the tooth profile shape is varied so that the pressure angle gradually changes as it progresses in the tooth trace direction. Therefore, when the entire tooth flank is machined with bias modification, a pair of corners among the four corners forming the tooth flank are ground away relatively deeply, and the remaining pair of corners are relatively shallow. will be scraped off.
そこで、修整荒加工工程ＳＴ３（歯面角部加工工程）において、バイアス修整を付与する加工を行うことで、従動歯車Ｇ２における歯先かつ歯すじ方向一方端部に位置する歯面角部Ｄを深く加工するようにしている。一方、仕上加工工程ＳＴ４（基準歯面加工工程）は、基準加工条件により、所定歯面形状の加工を行う。つまり、加工完成後の従動歯車Ｇ２の歯面において、歯面角部Ｄは、修整荒加工工程ＳＴ３において加工された部位であり、歯面角部Ｄ以外の部位は、仕上加工工程において加工された部位である。 Therefore, in the rough modification step ST3 (tooth flank corner machining step), by performing bias modification processing, the tooth flank corner D located at one end in the tooth tip and tooth trace direction of the driven gear G2 is reduced. I try to process it deeply. On the other hand, in the finishing process ST4 (reference tooth flank machining process), a predetermined tooth flank shape is machined under the reference machining conditions. In other words, on the tooth flank of the driven gear G2 after completion of machining, the tooth flank corner D is a portion machined in the rough modification step ST3, and the portion other than the tooth flank corner D is machined in the finishing step. It is a part.
このように、基準加工条件に対してバイアス修整を付与した加工工程、および、基準加工条件による加工工程を含む複数の加工工程を利用している。従って、従動歯車Ｇ２において、歯面角部Ｄのみを、他の部位に対して深く削り取ることができる。このようにして加工された従動歯車Ｇ２は、噛み合い初期におけるトロコイド干渉を回避しつつ、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる。 In this way, a plurality of machining processes are used, including a machining process in which bias correction is applied to the standard machining conditions and a machining process under the standard machining conditions. Therefore, in the driven gear G2, only the tooth flank corner portion D can be ground away more deeply than the other portions. The driven gear G2 machined in this way can avoid trochoidal interference at the initial stage of meshing and improve the meshing ratio at times other than the initial stage of meshing.
また、仕上加工工程ＳＴ４を、修整荒加工工程ＳＴ３の後工程として実施するようにした。これにより、修整荒加工工程ＳＴ３は、歯面角部Ｄを加工すると共に、歯面角部Ｄ以外の部位を加工している。そして、仕上加工工程は、修整荒加工工程ＳＴ３の後工程に実施され、修整荒加工工程ＳＴ３における歯面角部Ｄ以外の部位を加工している。つまり、修整荒加工工程ＳＴ３は、通常の荒加工工程の１回として機能しており、歯面角部Ｄを加工するための特別な加工工程を追加する必要がない。 In addition, the finishing process ST4 is performed as a post-process of the rough repair process ST3. As a result, in the rough modification step ST3, the tooth flank corner portion D is machined, and the portion other than the tooth flank corner portion D is machined. The finishing process is performed after the rough modification process ST3, and processes the part other than the tooth flank corner D in the rough modification process ST3. In other words, the rough modification process ST3 functions as one normal roughing process, and there is no need to add a special machining process for machining the tooth flank corner portion D. FIG.
ここで、駆動歯車Ｇ１および従動歯車Ｇ２は、ねじれ角を有する歯車である。そして、従動歯車Ｇ２を加工対象とした場合において、修整荒加工工程ＳＴ３は、従動歯車Ｇ２の歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部Ｄを加工している。特に、ねじれ角を有する歯車において、従動歯車Ｇ２における歯面角部Ｄにおけるトロコイド干渉を回避し、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる。 Here, the driving gear G1 and the driven gear G2 are gears having a helix angle. In the case where the driven gear G2 is to be machined, in the rough modification step ST3, the tooth flank corner D, which is the tip of the driven gear G2 and one end in the tooth trace direction, is machined. In particular, in a gear having a helix angle, it is possible to avoid trochoidal interference at the tooth flank corner portion D of the driven gear G2 and improve the meshing ratio except at the initial stage of meshing.
修整荒加工工程ＳＴ３においては、バイアス修整を付与するため、歯面角部Ｄを基準値Ｈ１に対して深く加工する場合には、対角に位置する歯面角部Ｂも基準値Ｈ１に対して深く加工される可能性がある。 In the modification rough machining step ST3, bias modification is applied. Therefore, when the tooth flank corner D is machined deeply with respect to the reference value H1, the tooth flank corner B positioned diagonally is also cut with respect to the reference value H1. can be deeply processed.
ただし、修整荒加工工程ＳＴ３は、基準加工条件に対してバイアス修整を付与すると共に歯すじ方向中央部における圧力角修整を付与することとした。このようにすることで、従動歯車Ｇ２における歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部Ｄにおける修整量を相対的に大きくし、歯元かつ歯すじ方向他方端部である歯面角部Ｂにおける修整量を相対的に小さくする。 However, in the modification rough machining step ST3, bias modification is applied to the standard machining conditions, and pressure angle modification is applied at the central portion in the tooth trace direction. By doing so, the modification amount at the tooth flank corner portion D, which is the tip and one end in the tooth trace direction, of the driven gear G2 is relatively increased, and the tooth flank, which is the tooth root and the other end in the tooth trace direction, The correction amount at the corner B is made relatively small.
つまり、修整荒加工工程ＳＴ３において加工された従動歯車Ｇ２の歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部Ｄが、仕上加工工程ＳＴ４にて加工されない部位となる。一方、修整荒加工工程ＳＴ３にて加工された従動歯車Ｇ２の歯元かつ歯すじ方向他方端部である歯面角部Ｂは、仕上加工工程ＳＴ４にて加工される部位となる。 That is, the tooth flank corner D, which is one end in the tooth trace direction of the driven gear G2 machined in the rough modification step ST3, is not machined in the finishing step ST4. On the other hand, the tooth flank corner portion B, which is the root of the driven gear G2 machined in the rough modification step ST3 and is the other end in the tooth trace direction, is machined in the finishing step ST4.
このように、修整荒加工工程ＳＴ３が、バイアス修整のみならず、歯すじ方向中央部における圧力角修整を付与することにより、最終歯面形状として、歯面角部Ｄのみが修整荒加工工程ＳＴ３にて加工された面となり、他の部位が仕上加工工程ＳＴ４にて加工された面となる。従って、ねじれ角を有する歯車において、従動歯車Ｇ２における歯面角部Ｄにおけるトロコイド干渉を回避し、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる。 In this manner, the rough modification step ST3 applies not only bias modification but also pressure angle modification at the central portion in the tooth trace direction, so that only the tooth flank corner D is the final tooth flank shape. , and other portions are processed in the finishing step ST4. Therefore, in a gear having a helix angle, it is possible to avoid trochoidal interference at the tooth flank corner portion D of the driven gear G2 and improve the meshing ratio except at the initial stage of meshing.
また、基準荒加工工程ＳＴ１、修整荒加工工程ＳＴ３、および、仕上加工工程ＳＴ４は、全てギヤスカイビング加工を施すことにより歯面を加工する。従って、工具を交換することなく、歯車の加工を行うことができる。また、一連の加工動作での加工も可能となる。 In addition, the standard rough machining step ST1, the modification rough machining step ST3, and the finishing step ST4 all machine tooth flanks by applying gear skiving. Therefore, it is possible to machine gears without exchanging tools. Moreover, machining by a series of machining operations is also possible.
（１０．歯車加工方法の他の例）
歯車加工方法の他の例について図２１を参照して説明する。上記においては、仕上加工工程ＳＴ４を、修整荒加工工程ＳＴ３（歯面角部加工工程）の後工程に実施した。本例においては、仕上加工工程ＳＴ１３を、歯面角部加工工程ＳＴ１４の前工程に実施する。
(10. Other example of gear machining method)
Another example of the gear machining method will be described with reference to FIG. In the above description, the finishing step ST4 is performed after the rough modification step ST3 (tooth flank corner processing step). In this example, the finishing process ST13 is performed before the tooth flank corner processing process ST14.
制御装置４０は、基準荒加工工程ＳＴ１１を実施する。基準荒加工工程ＳＴ１１は、上述した基準荒加工工程ＳＴ１と同一である。続いて、制御装置４０は、今回実施した基準荒加工工程ＳＴ１１が仕上加工工程の１サイクル前であるか否かを判定する（判定工程ＳＴ１２）。仕上加工工程の１サイクル前でない場合には（ＳＴ１２：Ｎｏ）、制御装置４０は、仕上加工工程の１サイクル前に達するまで、基準荒加工工程ＳＴ１１を再び実施する。
The
実施した基準荒加工工程ＳＴ１１が仕上加工工程の１サイクル前に達した場合には（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、仕上加工工程ＳＴ１３を実施する。仕上加工工程ＳＴ１３は、上記実施形態における仕上加工工程ＳＴ４と同一の加工条件にて実施される。つまり、仕上加工工程ＳＴ１３においては、歯面の全面に亘って加工され、歯面が所定歯面形状に形成される。
When the performed standard rough machining step ST11 reaches one cycle before the finishing step (ST12: Yes), the
続いて、歯面角部加工工程ＳＴ１４を実施する。歯面角部加工工程ＳＴ１４は、上述した修整荒加工工程ＳＴ３と同一の加工条件にて実施される。つまり、歯面角部加工工程ＳＴ１４は、歯面角部Ｄを加工する。ただし、歯面角部加工工程ＳＴ１４は、歯面角部Ｄ以外の部位は加工しない。 Subsequently, the tooth flank corner processing step ST14 is performed. The tooth flank corner processing step ST14 is performed under the same processing conditions as the above-described rough modification processing step ST3. That is, the tooth flank corner portion D is machined in the tooth flank corner processing step ST14. However, in the tooth flank corner processing step ST14, portions other than the tooth flank corner D are not processed.
このように、仕上加工工程ＳＴ１３を歯面角部加工工程ＳＴ１４の前工程として実施した場合であっても、最終的に歯面角部Ｄのみを削り取った形状を形成することができる。その結果、従動歯車Ｇ２における歯面角部Ｄにおけるトロコイド干渉を回避し、噛み合い初期以外において噛み合い率を向上させることができる。 As described above, even when the finishing step ST13 is performed as a pre-process of the tooth flank corner processing step ST14, it is possible to finally form a shape in which only the tooth flank corner portion D is removed. As a result, trochoidal interference at the tooth flank corner portion D of the driven gear G2 can be avoided, and the meshing ratio can be improved except for the initial stage of meshing.
（１１．駆動歯車Ｇ１の目標歯面形状）
上記においては、従動歯車Ｇ２について説明した。駆動歯車Ｇ１についても、実質的に同様に適用することができる。ただし、トロコイド干渉が生じる部位が、従動歯車Ｇ２においては歯先であるのに対して、駆動歯車Ｇ１においては歯元となる。従って、従動歯車Ｇ２の歯面の歯面角部Ｄに相当する形状を、駆動歯車Ｇ１における歯面の歯元側に形成する。
(11. Target tooth flank shape of drive gear G1)
The driven gear G2 has been described above. Substantially the same can be applied to the driving gear G1. However, the part where the trochoidal interference occurs is the tip of the driven gear G2, whereas it is the root of the tooth of the driving gear G1. Therefore, a shape corresponding to the tooth surface corner portion D of the tooth surface of the driven gear G2 is formed on the tooth root side of the tooth surface of the drive gear G1.
この場合の駆動歯車Ｇ１の目標歯面形状について、図２２および図２３を参照して説明する。図２２は、駆動歯車Ｇ１の目標歯面形状を、実際の三次元座標系にて表しており、図２３は、駆動歯車Ｇ１の歯面を置換座標系にて表している。 The target tooth flank shape of the drive gear G1 in this case will be described with reference to FIGS. 22 and 23. FIG. 22 shows the target tooth flank shape of the drive gear G1 in an actual three-dimensional coordinate system, and FIG. 23 shows the tooth flank shape of the drive gear G1 in a permuted coordinate system.
駆動歯車Ｇ１の目標歯面形状は、上述したトロコイド干渉を低減するための形状として、歯元かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部ｂが、削り取られた形状であって、歯面角部ｂ以外の部位が、所定歯面形状にて表される形状である。図２２および図２３において、駆動歯車Ｇ１の歯面は、歯面角部ａ，ｂ，ｃ，ｄを有しており、それぞれの歯面角部ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応する角点がａ０，ｂ１，ｃ０，ｄ０である。 The target tooth flank shape of the drive gear G1 is a shape for reducing the above-described trochoidal interference, and is a shape in which the tooth flank corner b, which is one end in the direction of the tooth root and the tooth trace, is shaved off. A portion other than the corner b has a shape represented by a predetermined tooth surface shape. 22 and 23, the tooth flank of the drive gear G1 has tooth flank corners a, b, c, and d. are a0, b1, c0 and d0.
駆動歯車Ｇ１の当該歯面の加工方法は、上述した従動歯車Ｇ２を対象した歯車加工方法を、同様に適用できる。具体的には、図１２に示す歯車加工方法も、図２１に示す歯車加工方法も適用できる。 As a method for machining the tooth surface of the drive gear G1, the above-described gear machining method for the driven gear G2 can be similarly applied. Specifically, the gear machining method shown in FIG. 12 and the gear machining method shown in FIG. 21 can be applied.
また、歯面角部加工工程ＳＴ３，ＳＴ１４における加工条件の決定方法については、上記従動歯車Ｇ２においては、歯面角部Ｄを、歯面、歯端面、歯先面とからなる３つの面により構成される歯部の頂点を切り落とした切頂三角形平面として近似した。駆動歯車Ｇ１においては、歯面角部ｂを、歯面、歯端面、歯底側の歯形基準面とからなる３つの面により構成される歯部の頂点を切り落とした切頂三角形平面として近似すれば良い。歯形基準面とは、歯部において、歯先面の裏面に相当する仮想面である。 Regarding the method of determining the machining conditions in the tooth flank corner machining steps ST3 and ST14, in the driven gear G2, the tooth flank corner D is formed by three surfaces consisting of the tooth flank, tooth end surface, and tooth crest surface. It is approximated as a truncated triangular plane with truncated vertices of the constructed teeth. In the driving gear G1, the tooth flank corner b is approximated as a truncated triangular plane obtained by truncating the apex of the tooth portion composed of three surfaces consisting of the tooth surface, the tooth end surface, and the tooth profile reference surface on the tooth bottom side. Good luck. The tooth profile reference surface is an imaginary surface corresponding to the back surface of the tooth crest in the tooth portion.
このように、駆動歯車Ｇ１についても歯面角部ｂを所定歯面形状に対して削り取る加工を行うことにより、トロコイド干渉を低減できるようになる。また、駆動歯車Ｇ１および従動歯車Ｇ２の両者に、上述したような加工を施すことにより、より確実にトロコイド干渉を低減できる。 In this way, the trochoidal interference can be reduced by cutting off the tooth flank corner b from the predetermined tooth flank shape for the drive gear G1 as well. Further, by subjecting both the driving gear G1 and the driven gear G2 to the machining described above, trochoidal interference can be reduced more reliably.
(１２．その他)
上記実施形態においては、基準荒加工工程ＳＴ１、修整荒加工工程ＳＴ３、および、仕上加工工程ＳＴ４は、全てギヤスカイビング加工を施すことにより歯面を加工することとした。この他に、例えば、基準荒加工工程ＳＴ１および修整荒加工工程ＳＴ３が、ギヤスカイビング加工を適用し、仕上加工工程ＳＴ４が、ホブカッタによるホブ加工やシェーパカッタによるシェーパ加工などの他の歯車加工方法を適用しても良い。また、基準荒加工工程ＳＴ１がホブ加工やシェーパ加工などを適用し、修整荒加工工程ＳＴ３および仕上加工工程ＳＴ４がギヤスカイビング加工を適用しても良い。また、修整荒加工工程ＳＴ３の後に焼入れなどの熱処理工程を実施し、熱処理工程の後に仕上加工工程ＳＴ４を実施するようにしても良い。
(12. Others)
In the above embodiment, the reference rough machining step ST1, the modification rough machining step ST3, and the finishing step ST4 are all gear skiving to machine the tooth flanks. In addition, for example, the standard rough machining process ST1 and the modification rough machining process ST3 apply gear skiving, and the finishing process ST4 is another gear machining method such as hobbing by a hob cutter or shaper machining by a shaper cutter. may be applied. Hobbing or shaper machining may be applied to the standard rough machining step ST1, and gear skiving may be applied to the modified rough machining step ST3 and the finishing step ST4. Alternatively, a heat treatment process such as quenching may be performed after the rough repairing process ST3, and the finishing process ST4 may be performed after the heat treatment process.
また、修整荒加工工程ＳＴ３および歯面角部加工工程ＳＴ１４においては、歯面の全面に対してバイアス修整を付与した加工を行った。この他に、歯すじ方向において歯面角部Ｄ，ｂを含む部分のみをバイアス修整を付与し、歯すじ方向の残りの部位（歯面角部Ａ，Ｂ寄りの部分、歯面角部ｃ、ｄ寄りの部分）はバイアス修整を付与しない加工とすることもできる。つまり、一回の加工送り動作における歯すじ方向の途中で、バイアス修整を付与した状態とバイアス修整を付与しない状態とで切替を行う。 In addition, in the rough modification step ST3 and the tooth flank corner processing step ST14, the entire tooth flank was subjected to bias modification. In addition, bias modification is applied only to the portions including the tooth flank corners D and b in the tooth trace direction, and the remaining portions in the tooth trace direction (parts near the tooth flank corners A and B, the tooth flank corner c) are modified. , and d) can be processed without bias modification. That is, in the middle of the tooth trace direction in one machining feed operation, switching is performed between a state in which bias correction is applied and a state in which bias correction is not applied.
例えば、従動歯車Ｇ２において、歯すじ方向において、歯面角部Ａ，Ｂ側から加工を開始する場合には、最初はバイアス修整を付与せず、歯すじ方向の途中からバイアス修整を付与して歯面角部Ｃ，Ｄに至るまで加工を行う。また、従動歯車Ｇ２において、歯すじ方向において、歯面角部Ｃ，Ｄ側から加工を開始する場合には、最初はバイアス修整を付与して加工を行い、歯すじ方向の途中からバイアス修整を付与せず歯面角部Ａ，Ｂに至るまで加工を行う。 For example, in the driven gear G2, when machining is started from the side of the tooth flank corners A and B in the tooth trace direction, bias modification is not applied at first, and bias modification is applied from the middle of the tooth trace direction. Machining is performed up to the tooth flank corners C and D. In the driven gear G2, when machining is started from the tooth flank corners C and D in the tooth trace direction, bias modification is applied at first, and bias modification is applied from the middle of the tooth trace direction. Machining is performed up to the tooth flank corners A and B without imparting.
例えば、駆動歯車Ｇ１において、歯すじ方向において、歯面角部ｃ，ｄ側から加工を開始する場合には、最初はバイアス修整を付与せず、歯すじ方向の途中からバイアス修整を付与して歯面角部ａ，ｂに至るまで加工を行う。また、駆動歯車Ｇ１において、歯すじ方向において、歯面角部ａ，ｂ側から加工を開始する場合には、最初はバイアス修整を付与して加工を行い、歯すじ方向の途中からバイアス修整を付与せず歯面角部ｃ，ｄに至るまで加工を行う。 For example, in the drive gear G1, when machining is started from the side of the tooth flank corners c and d in the tooth trace direction, bias modification is not applied at first, and bias modification is applied from the middle of the tooth trace direction. Machining is performed up to the tooth flank corners a and b. In addition, in the driving gear G1, when starting machining from the side of the tooth flank corners a and b in the tooth trace direction, the machining is performed with bias modification at first, and the bias modification is applied from the middle of the tooth trace direction. Machining is performed up to the tooth flank corners c and d without imparting.
Ｗ 工作物
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２ 歯車
ＳＴ３，ＳＴ１４ 歯面角部加工工程
ＳＴ４，ＳＴ１３ 基準歯面加工工程
Ｄ，ｂ 歯面角部
W Work piece G, G1, G2 Gear ST3, ST14 Tooth flank corner machining process ST4, ST13 Reference tooth flank machining process D, b Tooth flank corner
Claims (8)
基準加工条件に対してバイアス修整を付与したギヤスカイビング加工を施すことにより、歯先かつ歯すじ方向端部、または、歯元かつ歯すじ方向端部の少なくとも１つである歯面角部を、所定歯面形状に対して削り取る加工を行う歯面角部加工工程と、
前記歯面角部加工工程の前工程または後工程に実施され、前記基準加工条件による歯車加工を施すことにより、前記歯面角部以外の部位を前記所定歯面形状に加工する基準歯面加工工程と、
を備える、歯車加工方法。 A gear machining method for machining a tooth surface of a gear on a workpiece,
By applying gear skiving with bias modification to the standard machining conditions, the tooth flank corner, which is at least one of the tooth tip and tooth trace direction end, or the tooth root and tooth trace direction end, is cut. , a tooth flank corner processing step of performing processing to cut away a predetermined tooth flank shape;
Reference tooth flank machining performed before or after the tooth flank corner machining step to machine a portion other than the tooth flank corner into the predetermined tooth flank shape by performing gear machining under the reference machining conditions. process and
A gear machining method comprising:
前記基準歯面加工工程は、前記歯面角部加工工程の後工程に実施され、前記歯面角部加工工程における前記歯面角部以外の部位を加工する仕上加工工程として実施される、請求項１に記載の歯車加工方法。 In the tooth flank corner processing step, the tooth flank corner is processed and a portion other than the tooth flank corner is processed,
The reference tooth flank machining step is performed after the tooth flank corner machining step, and is performed as a finishing machining step for machining a portion other than the tooth flank corner in the tooth flank corner machining step. Item 1. A gear machining method according to item 1.
前記歯面角部加工工程は、前記従動歯車の歯先かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部を加工する、請求項１～３のいずれか１項に記載の歯車加工方法。 The gear to be processed is a driven gear and has a helix angle,
The gear machining method according to any one of claims 1 to 3, wherein the tooth flank corner machining step machining a tooth flank corner that is one end in the tooth tip and tooth trace direction of the driven gear.
前記歯面角部加工工程は、前記駆動歯車の歯元かつ歯すじ方向一方端部である歯面角部を加工する、請求項１～３のいずれか１項に記載の歯車加工方法。 The gear to be processed is a driving gear and has a helix angle,
The gear machining method according to any one of claims 1 to 3, wherein the tooth flank corner machining step machining a tooth flank corner that is one end in the tooth root and tooth trace direction of the driving gear.
式（１）（２）（３）を満たすように、歯端面における圧力角修整量αを決定する、請求項１～７のいずれか１項に記載の歯車加工方法。
α＝β＋γ ・・・ （１）
α／Ｒ２＝γ／Ｒ１ ・・・ （２）
α／Ｓ２＝γ／Ｓ１ ・・・ （３）
α：歯端面における圧力角修整量
β：切頂三角形平面において歯面角部とは歯形方向反対側の端点と所定歯面形状との歯厚方向の距離
γ：歯面角部における歯厚方向の最大修整量
Ｒ１：歯面角部の修整領域における歯形方向の長さ
Ｒ２：歯形方向の評価範囲（歯先面と歯底側の歯形基準面との距離）
Ｓ１：歯面角部の修整領域における歯すじ方向の長さ
Ｓ２：歯端面から圧力角修整量が０になる歯すじ方向の位置までの長さ The tooth flank corner is approximated as a truncated triangular plane obtained by truncating the apex of the tooth portion, which is composed of three surfaces consisting of the tooth flank, the tooth end surface, and the tooth profile reference surface on the tooth crest or tooth bottom side. ,
The gear machining method according to any one of claims 1 to 7, wherein the pressure angle modification amount α on the tooth end face is determined so as to satisfy formulas (1), (2) and (3).
α=β+γ (1)
α/R2=γ/R1 (2)
α/S2=γ/S1 (3)
α: Pressure angle modification amount at the tooth end face β: Distance in the tooth thickness direction between the end point of the truncated triangular plane opposite to the tooth flank direction and the specified tooth flank shape γ: Tooth thickness direction at the tooth flank corner R1: Length in the tooth profile direction in the modification area of the tooth flank corner R2: Evaluation range in the tooth profile direction (distance between the tooth crest and the tooth profile reference surface on the root side)
S1: Length in the tooth trace direction in the modification area of the tooth flank corner S2: Length from the tooth end surface to the position in the tooth trace direction where the pressure angle modification amount becomes 0
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