JP2023178739A - Gear manufacturing method - Google Patents

Abstract

To provide a gear manufacturing method that attains the optimized relationship between the number of teeth of a workpiece and the number of teeth of a skiving cutter, thereby increasing the undulation pitches, and leading to improved gear accuracy.SOLUTION: A gear manufacturing method according to the present invention manufactures gears by machining a workpiece (workpiece 120a or workpiece 120b) using a skiving cutter (skiving cutter 110a or skiving cutter 110b). The number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are different from each other, where the larger number of teeth is less than twice the smaller one.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造する歯車製造方法に関するものである。 The present invention relates to a gear manufacturing method for manufacturing gears by machining a workpiece using a skiving cutter.

歯車製造方法として、スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造するスカイビング加工が知られている。スカイビング加工は、加工対象物であるワークの回転に切削工具であるスカイビングカッタの回転を同期させつつ、ワークの回転軸（ワーク軸）に対してスカイビングカッタの回転軸（カッタ軸）を傾けた状態で行われる。これにより、ワークの回転方向とスカイビングカッタの回転方向とに差異が生じ、ワークにスカイビングカッタを干渉させた際に“すべり”が生じる。このすべりを利用してワークから干渉部分をそぎ落とし、ワークに歯溝などを加工する。 As a gear manufacturing method, skiving processing is known in which gears are manufactured by processing a workpiece using a skiving cutter. Skiving processing involves synchronizing the rotation of the skiving cutter, which is a cutting tool, with the rotation of the workpiece, and aligning the rotational axis of the skiving cutter (cutter axis) with the rotational axis of the workpiece (workpiece axis). It is done in a tilted position. This causes a difference between the rotational direction of the workpiece and the rotational direction of the skiving cutter, which causes "slippage" when the skiving cutter interferes with the workpiece. This slippage is used to scrape off interfering parts from the workpiece and process tooth grooves and other features on the workpiece.

スカイビング加工ではないが、例えば特許文献１には、「カム素材を取付けて回転するワーク軸に対して、目的とする正面カムの形状に対応する形状とねじれ角を備えたピニオンカッタを取付けた工具軸を同期回転させ、当該工具軸を前記ワーク軸に直交する面内において前記ワーク軸と直交する方向に送り作動させると共に、当該工具軸の送り方向に対して前記ピニオンカッタのねじれ角に相当する交差角をもって交差させて加工することを特徴とする正面カムの加工方法」が開示されている。 Although it is not a skiving process, for example, Patent Document 1 states, ``A pinion cutter with a shape and helix angle corresponding to the shape of the target front cam is attached to a rotating work shaft with a cam material attached. A tool axis is rotated synchronously, the tool axis is fed in a direction perpendicular to the work axis in a plane perpendicular to the work axis, and the torsion angle corresponds to the helix angle of the pinion cutter with respect to the feeding direction of the tool axis. A method of machining a front cam characterized by machining the front cams so that they intersect with each other at an intersection angle is disclosed.

特開平７－８８７２０号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-88720

ところで、歯車の製造工程では、ワークに対してカッタの振れ成分や製作上の誤差による周期的なうねりが生じることによって、ワークの歯面にうねりが生じる。このうねりの周期であるうねりピッチが小さいと、それに起因する誤差（ピッチ誤差等）が大きくなる。すると、歯車精度のバラつきが大きくなり、所望の形状の歯車が得られなくなってしまう。 By the way, in the manufacturing process of gears, periodic waviness occurs in the workpiece due to run-out components of the cutter and manufacturing errors, which causes waviness on the tooth surface of the workpiece. If the waviness pitch, which is the period of this waviness, is small, the resulting error (pitch error, etc.) becomes large. This increases the variation in gear accuracy, making it impossible to obtain a gear with a desired shape.

うねりピッチを大きくする手法の１つとしては、例えば特許文献１に開示されているように、ワークの歯数とカッタの歯数を互いに割り切れない数に選択することが考えられる。しかし、互いに割りきれない数というだけでは、共通の素因数を含んでいる場合には最小公倍数がさほど大きくならない場合がある。したがって、うねりピッチをより大きくするためには更なる検討の余地があった。 One possible method for increasing the waviness pitch is to select the number of teeth of the workpiece and the number of teeth of the cutter to be indivisible numbers, as disclosed in Patent Document 1, for example. However, just because the numbers are not divisible by each other, the least common multiple may not be very large if they include common prime factors. Therefore, there is room for further study in order to increase the waviness pitch.

本発明は、このような課題に鑑み、ワークの歯数とスカイビングカッタの歯数との関係を最適化することで、うねりピッチを大きくすることができ、歯車精度の向上を図ることが可能な歯車製造方法を提供することを目的としている。 In view of these issues, the present invention makes it possible to increase the waviness pitch and improve gear accuracy by optimizing the relationship between the number of teeth on the workpiece and the number of teeth on the skiving cutter. The purpose is to provide a method for manufacturing gears.

上記課題を解決するために本発明にかかる歯車製造方法の代表的な構成は、スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造する歯車製造方法において、スカイビングカッタの歯数とワークの歯数とは異なっていて、多い方の歯数が少ない方の歯数の２倍未満である。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the gear manufacturing method according to the present invention is a gear manufacturing method in which a gear is manufactured by machining a workpiece using a skiving cutter. The number of teeth is different, with the number of teeth on the larger side being less than twice the number of teeth on the smaller side.

上記スカイビングカッタの歯数または前記ワークの歯数のうち、一方または両方の歯数が奇数であるとよい。また上記スカイビングカッタの歯数および前記ワークの歯数が互いに素であるとよい。 It is preferable that one or both of the number of teeth of the skiving cutter or the number of teeth of the workpiece is an odd number. Further, it is preferable that the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are relatively prime.

本発明によれば、ワークの歯数とスカイビングカッタの歯数との関係を最適化することで、うねりピッチを大きくすることができ、歯車精度の向上を図ることが可能な歯車製造方法を提供することができる。 According to the present invention, by optimizing the relationship between the number of teeth of the workpiece and the number of teeth of the skiving cutter, the waviness pitch can be increased, and the gear manufacturing method can improve gear accuracy. can be provided.

本実施の形態の歯車製造方法に用いるスカイビングカッタおよびワークを例示する図である。It is a figure which illustrates the skiving cutter and workpiece|work used for the gear manufacturing method of this Embodiment. 図１に示すワークの歯数、スカイビングカッタの歯数、および送り速度によるうねりピッチの変化について説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating changes in the waviness pitch depending on the number of teeth of the workpiece, the number of teeth of the skiving cutter, and the feed rate shown in FIG. 1. FIG.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely illustrative to facilitate understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals to omit redundant explanation, and elements not directly related to the present invention are omitted from illustration or explanation. omitted.

図１は、本実施の形態の歯車製造方法に用いるスカイビングカッタおよびワークを例示する図である。本実施形態にかかる歯車製造方法では、スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造する。図１（ａ）では、スカイビングカッタ１１０ａ（図示では１２０歯）を用いてワーク１２０ａ（図示では２０１歯）の内周を加工し、内歯歯車を製造する場合を例示している。図１（ｂ）では、スカイビングカッタ１１０ｂ（図示では２００歯）を用いてワーク１２０ｂ（図示では２０１歯）の外周を加工し、外歯歯車を製造する場合を例示している。以下、図１（ａ）に例示するスカイビングカッタ１１０ａおよびワーク１２０ａおよび図１（ｂ）に例示するスカイビングカッタ１１０ｂおよびワーク１２０ｂを区別しないため、単にスカイビングカッタおよびワークと称する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a skiving cutter and a workpiece used in the gear manufacturing method of this embodiment. In the gear manufacturing method according to this embodiment, a gear is manufactured by processing a workpiece using a skiving cutter. FIG. 1A shows an example of manufacturing an internal gear by machining the inner periphery of a workpiece 120a (201 teeth in the illustration) using a skiving cutter 110a (120 teeth in the illustration). FIG. 1B shows an example of manufacturing an external gear by machining the outer periphery of a workpiece 120b (201 teeth in the illustration) using a skiving cutter 110b (200 teeth in the illustration). Hereinafter, the skiving cutter 110a and workpiece 120a illustrated in FIG. 1(a) and the skiving cutter 110b and workpiece 120b illustrated in FIG. 1(b) will not be distinguished from each other, and will therefore be simply referred to as a skiving cutter and a workpiece.

図２は、図１に示すワークの歯数、スカイビングカッタの歯数、および送り速度によるうねりピッチの変化について説明する図である。なお図２では、ワークの歯数がスカイビングカッタの歯数よりも多い場合を例示する。ただし、これに限定するものではなく、スカイビングカッタの歯数がワークの歯数より多い場合であっても本発明の歯車製造方法を適用することができる。また、図２に示す数値は、あくまでも一例で有り、この限りでないことは云うまでもない。 FIG. 2 is a diagram illustrating changes in the waviness pitch depending on the number of teeth of the workpiece shown in FIG. 1, the number of teeth of the skiving cutter, and the feed rate. Note that FIG. 2 illustrates a case where the number of teeth on the workpiece is greater than the number of teeth on the skiving cutter. However, the present invention is not limited to this, and the gear manufacturing method of the present invention can be applied even when the number of teeth of the skiving cutter is greater than the number of teeth of the workpiece. Further, the numerical values shown in FIG. 2 are just an example, and needless to say, they are not limited to this.

図２（ａ）は、ワークの歯数およびスカイビングカッタの歯数の比とうねりピッチとの関係について説明する図である。例１ではスカイビングカッタの歯数を５０とし、例２ではスカイビングカッタの歯数を１００とし、例３ではスカイビングカッタの歯数を２００としている。また全ての例において、ワークの歯数を２０１とし、ワーク１回転当たりの送り速度（仕上げ加工送り速度）を０．０１ｍｍ／ｒｅｖとしている。以下、ワーク１回転当たりの送り速度を送り速度と称する。 FIG. 2(a) is a diagram illustrating the relationship between the ratio of the number of teeth of the workpiece and the number of teeth of the skiving cutter and the waviness pitch. In Example 1, the number of teeth of the skiving cutter is 50, in Example 2, the number of teeth of the skiving cutter is 100, and in Example 3, the number of teeth of the skiving cutter is 200. In all examples, the number of teeth of the workpiece is 201, and the feed rate per rotation of the workpiece (finishing feed rate) is 0.01 mm/rev. Hereinafter, the feed rate per rotation of the workpiece will be referred to as the feed rate.

図２（ａ）に示す例１－例３では、すべてスカイビングカッタの歯数とワークの歯数は異なる数となっている。また例１では、ワークの歯数はスカイビングカッタの歯数の４．０２倍であり、例２では、ワークの歯数はスカイビングカッタの歯数の２．０１倍であり、例３では、ワークの歯数はスカイビングカッタの歯数の１．００５倍（２倍未満）である。 In Examples 1 to 3 shown in FIG. 2(a), the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are all different numbers. Also, in Example 1, the number of teeth on the workpiece is 4.02 times the number of teeth on the skiving cutter, in Example 2, the number of teeth on the workpiece is 2.01 times the number of teeth on the skiving cutter, and in Example 3, the number of teeth on the workpiece is 4.02 times the number of teeth on the skiving cutter. , the number of teeth on the workpiece is 1.005 times (less than twice) the number of teeth on the skiving cutter.

図２（ａ）に示すように、例３のうねりピッチは、例１および例２のうねりピッチよりも大きくなっている。このことから、上述したようにスカイビングカッタの歯数とワークの歯数のうち、多い方の歯数を少ない方の歯数の２倍未満とすることにより、スカイビングカッタの歯数とワークの歯数とが整数倍にならなくなるため、うねりピッチ（うねりの周期）を大きくすることができることがわかる。したがって本実施形態の歯車製造方法によれば、ワークの歯数とスカイビングカッタの歯数との関係を最適化し、歯車精度の向上を図ることが可能となる。 As shown in FIG. 2(a), the waviness pitch of Example 3 is larger than the waviness pitch of Examples 1 and 2. Therefore, as mentioned above, by setting the larger number of teeth to less than twice the smaller number of teeth between the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece, the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece can be It can be seen that the waviness pitch (waviness period) can be increased because the number of teeth is no longer an integral multiple. Therefore, according to the gear manufacturing method of the present embodiment, it is possible to optimize the relationship between the number of teeth of the workpiece and the number of teeth of the skiving cutter, and improve gear accuracy.

また図２（ａ）に示すように、例１－例３ではスカイビングカッタの歯数とワークの歯数との差が小さいほど、うねりピッチが大きいことがわかる。このことから、スカイビングカッタの歯数とワークの歯数との差を小さくすることにより、上述した効果をより高めることが可能である。 Furthermore, as shown in FIG. 2(a), in Examples 1 to 3, it can be seen that the smaller the difference between the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece, the larger the waviness pitch. Therefore, by reducing the difference between the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece, the above-mentioned effects can be further enhanced.

更にスカイビングカッタまたはワークのうち、一方または両方の歯数が奇数であるとよい。これにより、スカイビングカッタの歯数またはワークの歯数の一方または両方が素因数に２を含まないこととなる。換言すればスカイビングカッタの歯数とワークの歯数との組み合わせは、奇数奇数または奇数偶数となる。したがって、スカイビングカッタの歯数とワークの歯数との最小公倍数を大きくすることができ、うねりピッチをより大きくすることが可能となる。なお、スカイビングカッタについては、ワークとの干渉が生じないのであれば、可能な限り歯数を大きくしてもよい。 Furthermore, it is preferable that one or both of the skiving cutter and the workpiece have an odd number of teeth. As a result, one or both of the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece does not include 2 as a prime factor. In other words, the combination of the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece is an odd-odd number or an odd-even number. Therefore, it is possible to increase the least common multiple of the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece, and it is possible to further increase the waviness pitch. Note that the number of teeth of the skiving cutter may be increased as much as possible as long as interference with the work does not occur.

またスカイビングカッタの歯数およびワークの歯数が互いに素であるとよい。「互いに素である」とは、共通の素因数を含まないことを意味する。これにより、スカイビングカッタの歯数とワークの歯数との最小公倍数を最も大きくすることができる。したがって、うねりピッチを更に大きくすることができ、歯車精度の更なる向上を図ることが可能となる。 Further, it is preferable that the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are relatively prime. "Mutually prime" means that they do not contain any common prime factors. Thereby, the least common multiple of the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece can be maximized. Therefore, it is possible to further increase the waviness pitch and further improve gear accuracy.

図２（ｂ）は、送り速度とうねりピッチとの関係について説明する図である。例１では送り速度を０．０１ｍｍ／ｒｅｖとし、例４では送り速度を０．０５ｍｍ／ｒｅｖとし、例５では送り速度を０．１ｍｍ／ｒｅｖとしている。また全ての例において、ワークの歯数を２０１とし、カッタの歯数を５０としている。 FIG. 2(b) is a diagram illustrating the relationship between the feed rate and the waviness pitch. In Example 1, the feed rate is 0.01 mm/rev, in Example 4, the feed rate is 0.05 mm/rev, and in Example 5, the feed rate is 0.1 mm/rev. In all examples, the number of teeth on the workpiece is 201, and the number of teeth on the cutter is 50.

図２（ｂ）の例１、例４および例５に示すように、送り速度が速くなるにしたがってうねりピッチは大きくなる。したがって、上述したようにスカイビングカッタの歯数とワークの歯数との関係を最適化し、且つ送り速度を調節することにより、うねりピッチを更に大きくすることができ、歯車精度を飛躍的に向上させることが可能となる。 As shown in Examples 1, 4, and 5 in FIG. 2(b), the waviness pitch increases as the feed rate increases. Therefore, as mentioned above, by optimizing the relationship between the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece and adjusting the feed rate, it is possible to further increase the waviness pitch and dramatically improve gear accuracy. It becomes possible to do so.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes and modifications within the scope of the claims, and these naturally fall within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造する歯車製造方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the gear manufacturing method which processes a workpiece|work using a skiving cutter, and manufactures a gear.

１１０ａ…スカイビングカッタ、１１０ｂ…スカイビングカッタ、１２０ａ…ワーク、１２０ｂ…ワーク 110a...skiving cutter, 110b...skiving cutter, 120a...workpiece, 120b...workpiece

Claims (3)

スカイビングカッタを用いてワークを加工して歯車を製造する歯車製造方法において、
前記スカイビングカッタの歯数と前記ワークの歯数とは異なっていて、多い方の歯数が少ない方の歯数の２倍未満であることを特徴とする歯車製造方法。 In a gear manufacturing method in which gears are manufactured by processing a workpiece using a skiving cutter,
A gear manufacturing method, characterized in that the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are different, and the number of teeth of the larger one is less than twice the number of teeth of the smaller one. 前記スカイビングカッタの歯数または前記ワークの歯数のうち、一方または両方の歯数が奇数であることを特徴とする請求項１に記載の歯車製造方法。 The gear manufacturing method according to claim 1, wherein one or both of the number of teeth of the skiving cutter or the number of teeth of the workpiece is an odd number. 前記スカイビングカッタの歯数および前記ワークの歯数が互いに素であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車製造方法。 3. The gear manufacturing method according to claim 1, wherein the number of teeth of the skiving cutter and the number of teeth of the workpiece are coprime to each other.

Images