JP3876101B2 - ウォームの加工方法及び加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォームホイールと組み合わせて使用する円筒形のウォームの加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のウォームの加工方法には、図６に示すように、台形のバイト２の切刃面をウォーム１の中心軸線Ｏを含む平面に合わせて第１歯面１ａ、第２歯面１ｂ及び歯底１ｃを旋削する方法（１形と呼ぶ、図６(a) 参照）、台形のバイト４の切刃面をウォーム３のリード線と直交する平面に合わせて各歯面３ａ，３ｂ及び歯底３ｃを旋削する方法（２形と呼ぶ、図６(b) 参照）、軸６ａ回りに回転する両皿形フライスカッタ６の回転中心面６ｂをウォーム５のリード線に沿った方向として各歯面５ａ，５ｂ及び歯底５ｃを切削する方法（３形と呼ぶ、図６(c) 参照）、及びウォーム７の中心軸線Ｏを含む平面から一方向に所定距離オフセットした台形の第１片刃バイト８ａにより第１歯面７ａと歯底７ｃの一部を旋削し、次いで前述の平面から逆方向に所定距離オフセットした台形の第２片刃バイト８ｂにより第２歯面７ｂと歯底７ｃの残りを旋削する方法（４形と呼ぶ、図６(d) 参照）がある。この４形によれば、各歯面７ａ，７ｂの中心軸線Ｏと直交する断面は、図６(d) に示すように半径が上記所定距離となる円９を基礎円とするインボリュート曲線９ａとなり、これに伴い各歯面７ａ，７ｂは凸面となるので、多少の加工誤差や組立誤差があってもウォームホイールとの噛み合いが悪くなることはないという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１形及び２形は旋削であり、加工の差には多数回に分けて切り込みを行うので加工時間が増大し、量産に不向きである。４形は１形及び２形の問題に加え、片面ずつ加工を行っており、バイトのセッチングの手間も増大するので更に量産向きでない。３形は１回の切り込みで加工できるので量産に適しているが、歯面５ａ，５ｂの歯形が崩れるという問題がある。すなわち両皿形フライスカッタ６はウォーム５のリード線に沿った方向の長さが大であり、しかも図６(c) においてフライスカッタ６の回転中心面６ｂが直線であるのに対し、ウォーム５のリード線は正弦曲線の一部であるので、図６(c) において軸６ａの軸心から離れた位置では回転中心面６ｂとリード線とは一致しなくなる。このため、フライスカッタ６が各歯面５ａ，５ｂの本来は加工すべきでない部分を加工することになるので、各歯面５ａ，５ｂの形状に狂いを生じ、ウォームホイールとの噛み合いが悪くなるという問題がある。この問題は各歯面のリード角が大きい場合に特に顕著となる。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明によるウォームの加工方法は、円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、この回転軸線をウォームの中心軸線を含む平面内で同中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、同中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記平面内で前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするものである。エンドミル形の工具はリード線に沿った方向における長さが短くなるので、工具の回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具は速やかに各歯面から離れ、各歯面を加工することはなくなる。またウォームの中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度を変えれば、ウォームの圧力角も変化する。
【０００５】
また本発明によるウォームの加工方法は、円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、前記回転軸線を前記ウォームの中心軸線と平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面内において前記中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記第１平面と平行でそれとは逆方向に前記中心軸線から所定距離オフセットした第２平面内において前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするものとしてもよい。この発明によれば、前項の発明と同様、エンドミル形の工具の回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具が各歯面を加工することはなくなり、また工具の回転軸線の傾斜角度を変えればウォームの圧力角も変化するのに加え、各歯面の中心軸線と直交する断面はインボリュート曲線となり、各歯面は凸面となる。
【０００６】
前２項の発明の工具の先端部外周の加工面は先細の円錐形状とすることが好ましい。
【０００７】
前各項の発明は、前記第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線Ｎからの前記工具の回転軸線の傾斜角度は互いに逆向きの同一角度とし、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の移動速度は同一としてもよい。あるいはまた、第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線からの前記工具の回転軸線の各傾斜角度は互いに逆向きの異なる角度とし、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の各移動速度は前記傾斜角度の相違と関連した異なる値としてもよい。
【０００８】
また本発明によるウォームの加工装置は、ベッドと、Ｘ方向に相対的に移動可能となるように前記ベッド上に支持された送りテーブル及びコラムと、このコラムに前記Ｘ方向と直交する回転軸線回りに回転可能に支持された回転台と、この回転台に前記回転軸線と直交するＡ方向に移動可能に支持されたスピンドルヘッドと、前記テーブル上に載置された主軸台により前記Ｘ方向と平行な軸線回りに回転可能に軸承され加工されるウォームを同軸的に支持して回転駆動する主軸と、前記スピンドルヘッドに前記Ａ方向と平行な回転軸線回りに回転可能に支持されて回転駆動され前記ウォームに歯部を加工するエンドミル形の工具を先端部に装着する工具スピンドルを備えたことを特徴とするものである。先端にエンドミル形の工具を装着した工具スピンドルを回転駆動し、スピンドルヘッドを回転台によりＸ方向に対し一方向及び逆方向に所定角度傾斜させた各状態でウォームを支持した主軸台を回転駆動し、工具に適当な切り込みを与えた状態で、主軸台の回転速度と比例する速度でスピンドルヘッドと主軸台をＸ方向に相対移動させることにより、ウォームには各歯面が加工される。
【０００９】
前項の発明の送りテーブルとコラムは前記回転軸線と平行な方向においても相対的に移動可能とすることが好ましい。このようにすれば、工具の回転軸線をウォームの中心軸線に対しオフセットさせることができ、これにより加工される歯面は凸面となる。
【００１０】
【発明の効果】
エンドミル形の工具の回転軸線をウォームの中心軸線を含む平面内で相対移動させて各歯面を加工する本発明によれば、各１回の切り込みで各歯面を加工でき、しかもリード線に沿った方向における工具の長さが短くなるので、その回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具は速やかに各歯面から離れ各歯面を加工することはなくなる。従って本来加工すべきでない部分を加工して各歯面の形状に狂いを生じることはないので、短い加工時間で正確な歯形のウォームを加工することができる。更にウォームの中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度を変えれば、ウォームの圧力角も変化するので、１つの工具で圧力角が異なるウォームの加工をすることができる。
【００１１】
本発明は、エンドミル形の工具の回転軸線をウォームの中心軸線と平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面内とこれと平行で逆方向に所定距離オフセットした第２平面内で移動させて各歯面を加工するようにしてもよく、これによれば前項の発明の各効果に加え、各歯面の中心軸線と直交する断面はインボリュート曲線となり、これに伴い各歯面は凸面となるので、多少の加工誤差や組立誤差があってもウォームホイールとの噛み合いが悪くなることはなくなる。
【００１２】
エンドミル形の工具の先端部外周の加工面を先細の円錐形状としたものによれば、工具の径を大きくした場合でも歯底の幅が狭いウォームを加工することができ、また第１及び第２歯面をする際の工具の傾斜角度の差を少なくすることができる。
【００１３】
第１歯面及び第２歯面を加工する際における中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度は互いに逆向きの同一角度とし、またそれぞれの加工の際におけるウォームの回転速度に対する工具の移動速度は同一としたものによれば、各歯面の圧力角とリードが同一である通常のウォームが成形される。
【００１４】
また、第１歯面及び第２歯面を加工する際における中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の各傾斜角度は互いに逆向きの異なる角度とし、それぞれの加工の際におけるウォームの回転速度に対する工具の移動速度は各傾斜角度の相違と関連した異なる値としたものによれば、各歯面の圧力角とリードが互いに異なる複リードウォームが成形される。
【００１５】
本発明によるウォームの加工装置によれば、工具を装着した工具スピンドルの先端部の回りがコンパクトであるので、工具をウォームの中心軸線に対し一方向及び逆方向に所定角度傾斜させて中心軸線と平行に移動するのに実質的に何の制約もない。従って加工が極めて容易である。
【００１６】
前項の発明において、送りテーブルとコラムを回転軸線と平行な方向においても相対的に移動可能としたものによれば、加工される歯面を凸面とすることができるので、多少の加工誤差や組立誤差があっても組み合わされるウォームホイールとの噛み合いが悪くなることのないウォームが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面により、本発明によるウォームの加工方法及び加工装置の説明をする。先ず図１及び図２によりこのウォームの加工方法の第１の実施の形態の説明をする。このウォーム１０は、中央部１１と両端部１２，１３よりなり、中央部１１には、工具２０により第１歯面１６と第２歯面１７と歯底１８よりなるらせん状の溝を形成することにより、らせん状の歯部１５が形成されている。ウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ（図２参照）、すなわち図１の紙面における各歯面１６，１７の圧力角は、それぞれαa 及びαb であるが、通常のウォームではαa ＝αb である。この第１の実施の形態では、このような通常のウォームを加工する場合につき説明する。なお、各歯面１６，１７のリードはＴ0 ，Ｔ1 で、この実施の形態ではＴ0 −Ｔ1 ＝０である。
【００１８】
らせん状の溝を形成するのに使用する工具２０はエンドミルや小型の砥石車などのエンドミル形の回転工具であり、その先端部には外周に第１歯面１６及び第２歯面１７を加工する円錐形状の加工面２１が、また先端に歯底１８を加工する先端面２２が形成されている。加工面２１の頂角βは各歯面１６．１７の圧力角の２倍（＝２αa ）よりも小さい値である。この工具２０は、回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ（図２参照）内、すなわち図１の紙面内とし、先ず中心軸線Ｏと直交する線Ｎから一方向に所定角度δa だけ傾斜させた状態で、ウォーム１０の回転速度と比例する速度で中心軸線Ｏと平行に相対移動させてその先端部外周の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次に回転軸線Ｑを同じく平面Ｒ内で中心軸線Ｏと直交する線Ｎから逆方向に所定角度δb （＝δa ）だけ傾斜させた状態で、ウォーム１０の回転速度と比例する速度で中心軸線Ｏと平行に相対移動させてその先端部外周の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。
【００１９】
次に図４及び図５により、この加工に使用するウォームの加工装置の説明をする。ウォームの加工装置のベッド３０上には、送りテーブル３１が水平なＸ方向に案内支持されてＸ方向送りモータ（図示省略）により往復駆動され、送りテーブル３１の後側にはコラム３２がＸ方向と直交する水平なＹ方向に案内支持されてＹ方向送りモータ（図示省略）により往復駆動されている。送りテーブル３１上にはＸ方向に間をおいて主軸台３５と心押台３８が対向して載置され、Ｘ方向と平行な軸線Ｏ回りに回転自在に主軸台３５に軸承されて先端にチャック３７を設けた主軸３６は主軸モータ（図示省略）により回転駆動され、心押台３８には主軸３６と同軸的にセンタ３９が設けられている。
【００２０】
送りテーブル３１側となるコラム３２の一側の上部には、Ｙ方向と平行な回転軸線Ｐ回りに回転自在に回転台４０が支持されて駆動モータ（図示省略）により回転駆動され、回転台４０には回転軸線Ｐと直交するＡ方向に移動可能にスピンドルヘッド４１が案内支持されて送りモータ（図示省略）により往復駆動されるようになっている。スピンドルヘッド４１には回転軸線Ｐを含みＡ方向と平行な平面内に位置する回転軸線Ｑ回りに回転可能に工具スピンドル４２が軸承されてスピンドルモータ（図示省略）により高速回転され、工具スピンドル４２の先端部には工具２０が装着されるようになっている。
【００２１】
加工されるウォーム１０は、一方の端部１２がチャック３７に把持され、他方の端部１３がセンタ３９により支持されて主軸３６と同軸的に取り付けられる。先ずコラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着された工具２０の回転軸線Ｑが主軸３６及びこれに把持されたウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ内となる位置とし、回転台４０を回転させてスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑを図１に示すように中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対し所定角度δa だけ図示の一方向に傾斜させ、送りテーブル３１のＸ方向位置を回転軸線Ｑの延長がウォーム１０の一方の端部１２にかかるような位置とする。そして工具スピンドル４２を回転駆動してから、スピンドルヘッド４１をＡ方向に移動させて工具２０に所定の切り込みを与え、主軸３６によりウォーム１０を回転させ、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が歯部１５のリードとなるような送り速度で送りテーブル３１を左向きに移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次いでスピンドルヘッド４１を後退させ、その回転軸線Ｑを線Ｎに対し所定角度δb （＝δa ）だけ逆方向に傾斜させ（図１の二点鎖線２０Ａ参照）、送りテーブル３１を前述と同様の位置とする。そして前述と同様、工具２０に所定の切り込みを与え、送りテーブル３１を移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。
【００２２】
所定角度δa はαa −（β／２）に近い値であるが、それと同一ではない。すなわち、加工された第１歯面１６に対する工具２０の加工面２１の接線は図２に示す加工面２１の母線２１ａであり、平面Ｒに対し傾斜しているので、中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対するスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑの傾斜角度をαa −（β／２）としたのでは、加工面２１は第１歯面１６を削りすぎることになる。従って平面Ｒ内における所定角度δa はαa −（β／２）より多少小さい値となるが、その値は実験的に定めればよい。第２歯面１７についても同様である。
【００２３】
上述した第１の実施の形態によれば、各１回の切り込みで第１歯面１６及び第２歯面１７を加工できるので加工時間を短くでき、しかもエンドミル形の工具２０はリード線に沿った方向における工具の長さが短くなるので、その回転軸線Ｑからリード線方向に離れた位置では工具２０は速やかに各歯面１６，１７から離れ各歯面を加工することはなくなる。従って本来加工すべきでない部分を加工して各歯面１７，１８の形状に狂いを生じることはなく、得られるウォームの歯形は正確になる。
【００２４】
またウォーム１０の中心軸線Ｏと直交する線Ｎからの工具２０の回転軸線Ｑの傾斜角度を変えれば、ウォーム１０の圧力角も変化するので、１つの工具２０で、圧力角が異なるウォーム１０の加工をすることができる。
【００２５】
また上述した第１の実施の形態では工具２０の先端部外周の加工面２１を先細の円錐形状としており、このようにすれば、工具２０の径を大きくした場合でも歯底１８の幅が狭いウォーム１０を加工することができる。しかし本発明は円筒状の加工面を有する工具を用いて実施することも可能である。
【００２６】
なお歯面１６，１７を加工する際に工具２０の回転軸線Ｑを傾斜させており、このため歯底１８には凹凸が生じるので、その分だけ歯底１８は正規の歯底より深くする必要がある。なおこの凹凸は、図１に示すように工具２０の先端面２２を頂角の大きい円錐形にすることにより緩和できる。
【００２７】
上述した第１の実施の形態では、工具２０の回転軸線Ｑを平面Ｒ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて各歯面１６，１７を加工しているが、図３に示す第２の実施の形態では、工具２０の回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏと平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面Ｓａ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて第１歯面１６を加工し、工具２０の回転軸線Ｑを第１平面Ｓａと平行でそれとは逆方向に中心軸線Ｏから所定距離オフセットした第２平面Ｓｂ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて第２歯面１７を加工している点が相違しており、その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、主としてこの相違点について説明する。なお、加工に使用するウォームの加工装置は第１の実施の形態のものと全く同一である。
【００２８】
加工されるウォーム１０は、第１の実施の形態の場合と同様、主軸３６と同軸的に取り付けられ、コラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着されたエンドミル形の工具２０の回転軸線Ｑがウォーム１０の中心軸線Ｏと平行（従って第１の実施の形態における平面Ｒとも平行）で一方向に所定距離ｄオフセットした第１平面Ｓａ内となる位置とし、回転台４０を回転させてスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑを、平面Ｒ内において中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対し所定角度δa'（図１の紙面に投影した角度）だけ一方向に傾斜させ、送りテーブル３１のＸ方向位置を回転軸線Ｑの延長がウォーム１０の一方の端部１２にかかるような位置とする。そして第１の実施の形態と同様、工具スピンドル４２を回転駆動し、工具２０に所定の切り込みを与え、ウォーム１０を回転させ、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が歯部１５のリードとなるような送り速度で送りテーブル３１を左向きに移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次いで第１の実施の形態と同様、スピンドルヘッド４１を後退させ、コラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着されたエンドミル形の工具２０の回転軸線Ｑが第１平面Ｓａと平行でそれとは逆方向に中心軸線Ｏから所定距離ｄオフセットした第２平面Ｓｂ内となる位置とし、工具２０の回転軸線Ｑを線Ｎに対しδb'（＝δa'）だけ逆方向に傾斜させ、送りテーブル３１を前述と同様の位置とし、工具２０に所定の切り込みを与え、送りテーブル３１を移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。線Ｎに対するスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑの傾斜角度δa'は、前述と同様、実験的に定めればよい。
【００２９】
この第２の実施の形態によれば、各歯面１６，１７の中心軸線Ｏと直交する断面は、前述した従来技術の４形の場合と同様、半径がオフセット距離ｄである円を基礎円とするインボリュート曲線となり、各歯面１６，１７は凸面となる。従ってこの第２の実施の形態により得られるウォーム１０は、多少の加工誤差や組立誤差があっても組み合わされるウォームホイールとの噛み合いが悪くなることのないものとなる。なお、各歯面１６，１７を加工する際の各オフセット距離ｄを同一としたが、本発明はこの各オフセット距離ｄを異ならせて実施することもできる。
【００３０】
上述した第１及び第２の実施の形態では、通常のウォームを本発明により加工する場合について説明したが、次に述べる第３の実施の形態では、第１歯面１６と第２歯面１７のリードが異なる複リードウォームを本発明により加工する場合につき説明する。このような複リードウォームは、例えば特開平７−３０９２４４号公報に記載されているように、軸線方向に進むにつれて歯厚が変化するので、軸線方向に移動することによりこれと噛合するウォームホイールとの間のバックラッシュを調整するのに使用される。
【００３１】
この第３の実施の形態では、第１歯面１６のリードＴ0 及び圧力角αa と第２歯面１７のリードＴ1 及び圧力角αb が互いに異なっており、従って各歯面１６，１７を加工する場合の中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対する工具２０の回転軸線Ｑ傾斜角度δa ，δb 及び、送りテーブル３１の移動速度が上述した第１の実施の形態と異なっている。なお、標準ホブで切削したウォームホイールと噛合させる場合には、各歯面のリードと圧力角の間には
Ｔ0・cosαa ＝Ｔ1・cosαb
なる関係がある。また、加工に使用するウォームの加工装置は第１の実施の形態のものと全く同一である。
【００３２】
加工されるウォーム１０は、第１の実施の形態の場合と同様、主軸３６と同軸的に取り付けられ、コラム３２の位置決めがなされ、工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。この場合の傾斜角度δa もαa −（β／２）より多少小さい値であり、その値は実験的に定めればよい。また送りテーブル３１の移動速度は、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が第１歯面１６のリードＴ0 となるような値にする。次いで行われる第２歯面１７と歯底１８の残りの加工も、上述と同様になされ、その場合の傾斜角度δb はαb −（β／２）より多少小さい値であり、その値は実験的に定めればよい。また送りテーブル３１の移動速度は、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が第２歯面１７のリードＴ1 となるような値にする。これにより加工されるウォーム１０は複リードウォームとなる。
【００３３】
この第３の実施の形態でも、第２の実施の形態のように、工具２０の回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏからオフセットさせて各歯面１６，１７を加工してもよく、そのようにすれば各歯面１６，１７が凸面となった複リードウォームが得られる。
【００３４】
上記各実施の形態に示すように、本発明では各歯面を別々に加工しているのでその分だけは加工時間は増大する。しかし各歯面は同一のエンドミル形の工具を工具スピンドルに装着したままで加工しているので、工具のセッチングは１回だけですみ、その分だけは加工時間が短縮される。また上述した各実施の形態では、１条のウォームについてのみ説明したが、本発明は２条または多条のウォームにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるウォームの加工方法の第１の実施形態の説明図である。
【図２】 図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】 本発明によるウォームの加工方法の第２の実施形態の図２に相当する平面図である。
【図４】 本発明によるウォームの加工装置の実施形態を示す正面図である。
【図５】 図４に示す実施形態の側面図である。
【図６】 従来技術によるウォームの加工方法の説明図である。
【符号の説明】
１０…ウォーム、１５…歯部、１６…第１歯面、１７…第２歯面、２０…工具、２１…加工面、３０…ベッド、３１…送りテーブル、３２…コラム、３５…主軸台、３６…主軸、４０…回転台、４１…スピンドルヘッド、４２…工具スピンドル、Ｎ…線、Ｏ…中心軸線、Ｐ…回転軸線、Ｑ…回転軸線、Ｒ…平面、Ｓａ…第１平面、Ｓｂ…第１平面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォームホイールと組み合わせて使用する円筒形のウォームの加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のウォームの加工方法には、図６に示すように、台形のバイト２の切刃面をウォーム１の中心軸線Ｏを含む平面に合わせて第１歯面１ａ、第２歯面１ｂ及び歯底１ｃを旋削する方法（１形と呼ぶ、図６(a) 参照）、台形のバイト４の切刃面をウォーム３のリード線と直交する平面に合わせて各歯面３ａ，３ｂ及び歯底３ｃを旋削する方法（２形と呼ぶ、図６(b) 参照）、軸６ａ回りに回転する両皿形フライスカッタ６の回転中心面６ｂをウォーム５のリード線に沿った方向として各歯面５ａ，５ｂ及び歯底５ｃを切削する方法（３形と呼ぶ、図６(c) 参照）、及びウォーム７の中心軸線Ｏを含む平面から一方向に所定距離オフセットした台形の第１片刃バイト８ａにより第１歯面７ａと歯底７ｃの一部を旋削し、次いで前述の平面から逆方向に所定距離オフセットした台形の第２片刃バイト８ｂにより第２歯面７ｂと歯底７ｃの残りを旋削する方法（４形と呼ぶ、図６(d) 参照）がある。この４形によれば、各歯面７ａ，７ｂの中心軸線Ｏと直交する断面は、図６(d) に示すように半径が上記所定距離となる円９を基礎円とするインボリュート曲線９ａとなり、これに伴い各歯面７ａ，７ｂは凸面となるので、多少の加工誤差や組立誤差があってもウォームホイールとの噛み合いが悪くなることはないという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１形及び２形は旋削であり、加工の差には多数回に分けて切り込みを行うので加工時間が増大し、量産に不向きである。４形は１形及び２形の問題に加え、片面ずつ加工を行っており、バイトのセッチングの手間も増大するので更に量産向きでない。３形は１回の切り込みで加工できるので量産に適しているが、歯面５ａ，５ｂの歯形が崩れるという問題がある。すなわち両皿形フライスカッタ６はウォーム５のリード線に沿った方向の長さが大であり、しかも図６(c) においてフライスカッタ６の回転中心面６ｂが直線であるのに対し、ウォーム５のリード線は正弦曲線の一部であるので、図６(c) において軸６ａの軸心から離れた位置では回転中心面６ｂとリード線とは一致しなくなる。このため、フライスカッタ６が各歯面５ａ，５ｂの本来は加工すべきでない部分を加工することになるので、各歯面５ａ，５ｂの形状に狂いを生じ、ウォームホイールとの噛み合いが悪くなるという問題がある。この問題は各歯面のリード角が大きい場合に特に顕著となる。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明によるウォームの加工方法は、円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、この回転軸線をウォームの中心軸線を含む平面内で同中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、同中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記平面内で前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするものである。エンドミル形の工具はリード線に沿った方向における長さが短くなるので、工具の回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具は速やかに各歯面から離れ、各歯面を加工することはなくなる。またウォームの中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度を変えれば、ウォームの圧力角も変化する。
【０００５】
また本発明によるウォームの加工方法は、円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、前記回転軸線を前記ウォームの中心軸線と平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面内において前記中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記第１平面と平行でそれとは逆方向に前記中心軸線から所定距離オフセットした第２平面内において前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするものとしてもよい。この発明によれば、前項の発明と同様、エンドミル形の工具の回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具が各歯面を加工することはなくなり、また工具の回転軸線の傾斜角度を変えればウォームの圧力角も変化するのに加え、各歯面の中心軸線と直交する断面はインボリュート曲線となり、各歯面は凸面となる。
【０００６】
前２項の発明の工具の先端部外周の加工面は先細の円錐形状とすることが好ましい。
【０００７】
前各項の発明は、前記第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線Ｎからの前記工具の回転軸線の傾斜角度は互いに逆向きの同一角度とし、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の移動速度は同一としてもよい。あるいはまた、第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線からの前記工具の回転軸線の各傾斜角度は互いに逆向きの異なる角度とし、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の各移動速度は前記傾斜角度の相違と関連した異なる値としてもよい。
【０００８】
また本発明によるウォームの加工装置は、ベッドと、Ｘ方向に相対的に移動可能となるように前記ベッド上に支持された送りテーブル及びコラムと、このコラムに前記Ｘ方向と直交する回転軸線回りに回転可能に支持された回転台と、この回転台に前記回転軸線と直交するＡ方向に移動可能に支持されたスピンドルヘッドと、前記テーブル上に載置された主軸台により前記Ｘ方向と平行な軸線回りに回転可能に軸承され加工されるウォームを同軸的に支持して回転駆動する主軸と、前記スピンドルヘッドに前記Ａ方向と平行な回転軸線回りに回転可能に支持されて回転駆動され前記ウォームに歯部を加工するエンドミル形の工具を先端部に装着する工具スピンドルを備えたことを特徴とするものである。先端にエンドミル形の工具を装着した工具スピンドルを回転駆動し、スピンドルヘッドを回転台によりＸ方向に対し一方向及び逆方向に所定角度傾斜させた各状態でウォームを支持した主軸台を回転駆動し、工具に適当な切り込みを与えた状態で、主軸台の回転速度と比例する速度でスピンドルヘッドと主軸台をＸ方向に相対移動させることにより、ウォームには各歯面が加工される。
【０００９】
前項の発明の送りテーブルとコラムは前記回転軸線と平行な方向においても相対的に移動可能とすることが好ましい。このようにすれば、工具の回転軸線をウォームの中心軸線に対しオフセットさせることができ、これにより加工される歯面は凸面となる。
【００１０】
【発明の効果】
エンドミル形の工具の回転軸線をウォームの中心軸線を含む平面内で相対移動させて各歯面を加工する本発明によれば、各１回の切り込みで各歯面を加工でき、しかもリード線に沿った方向における工具の長さが短くなるので、その回転軸線からリード線方向に離れた位置では工具は速やかに各歯面から離れ各歯面を加工することはなくなる。従って本来加工すべきでない部分を加工して各歯面の形状に狂いを生じることはないので、短い加工時間で正確な歯形のウォームを加工することができる。更にウォームの中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度を変えれば、ウォームの圧力角も変化するので、１つの工具で圧力角が異なるウォームの加工をすることができる。
【００１１】
本発明は、エンドミル形の工具の回転軸線をウォームの中心軸線と平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面内とこれと平行で逆方向に所定距離オフセットした第２平面内で移動させて各歯面を加工するようにしてもよく、これによれば前項の発明の各効果に加え、各歯面の中心軸線と直交する断面はインボリュート曲線となり、これに伴い各歯面は凸面となるので、多少の加工誤差や組立誤差があってもウォームホイールとの噛み合いが悪くなることはなくなる。
【００１２】
エンドミル形の工具の先端部外周の加工面を先細の円錐形状としたものによれば、工具の径を大きくした場合でも歯底の幅が狭いウォームを加工することができ、また第１及び第２歯面をする際の工具の傾斜角度の差を少なくすることができる。
【００１３】
第１歯面及び第２歯面を加工する際における中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の傾斜角度は互いに逆向きの同一角度とし、またそれぞれの加工の際におけるウォームの回転速度に対する工具の移動速度は同一としたものによれば、各歯面の圧力角とリードが同一である通常のウォームが成形される。
【００１４】
また、第１歯面及び第２歯面を加工する際における中心軸線と直交する線からの工具の回転軸線の各傾斜角度は互いに逆向きの異なる角度とし、それぞれの加工の際におけるウォームの回転速度に対する工具の移動速度は各傾斜角度の相違と関連した異なる値としたものによれば、各歯面の圧力角とリードが互いに異なる複リードウォームが成形される。
【００１５】
本発明によるウォームの加工装置によれば、工具を装着した工具スピンドルの先端部の回りがコンパクトであるので、工具をウォームの中心軸線に対し一方向及び逆方向に所定角度傾斜させて中心軸線と平行に移動するのに実質的に何の制約もない。従って加工が極めて容易である。
【００１６】
前項の発明において、送りテーブルとコラムを回転軸線と平行な方向においても相対的に移動可能としたものによれば、加工される歯面を凸面とすることができるので、多少の加工誤差や組立誤差があっても組み合わされるウォームホイールとの噛み合いが悪くなることのないウォームが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面により、本発明によるウォームの加工方法及び加工装置の説明をする。先ず図１及び図２によりこのウォームの加工方法の第１の実施の形態の説明をする。このウォーム１０は、中央部１１と両端部１２，１３よりなり、中央部１１には、工具２０により第１歯面１６と第２歯面１７と歯底１８よりなるらせん状の溝を形成することにより、らせん状の歯部１５が形成されている。ウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ（図２参照）、すなわち図１の紙面における各歯面１６，１７の圧力角は、それぞれαa 及びαb であるが、通常のウォームではαa ＝αb である。この第１の実施の形態では、このような通常のウォームを加工する場合につき説明する。なお、各歯面１６，１７のリードはＴ0 ，Ｔ1 で、この実施の形態ではＴ0 −Ｔ1 ＝０である。
【００１８】
らせん状の溝を形成するのに使用する工具２０はエンドミルや小型の砥石車などのエンドミル形の回転工具であり、その先端部には外周に第１歯面１６及び第２歯面１７を加工する円錐形状の加工面２１が、また先端に歯底１８を加工する先端面２２が形成されている。加工面２１の頂角βは各歯面１６．１７の圧力角の２倍（＝２αa ）よりも小さい値である。この工具２０は、回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ（図２参照）内、すなわち図１の紙面内とし、先ず中心軸線Ｏと直交する線Ｎから一方向に所定角度δa だけ傾斜させた状態で、ウォーム１０の回転速度と比例する速度で中心軸線Ｏと平行に相対移動させてその先端部外周の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次に回転軸線Ｑを同じく平面Ｒ内で中心軸線Ｏと直交する線Ｎから逆方向に所定角度δb （＝δa ）だけ傾斜させた状態で、ウォーム１０の回転速度と比例する速度で中心軸線Ｏと平行に相対移動させてその先端部外周の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。
【００１９】
次に図４及び図５により、この加工に使用するウォームの加工装置の説明をする。ウォームの加工装置のベッド３０上には、送りテーブル３１が水平なＸ方向に案内支持されてＸ方向送りモータ（図示省略）により往復駆動され、送りテーブル３１の後側にはコラム３２がＸ方向と直交する水平なＹ方向に案内支持されてＹ方向送りモータ（図示省略）により往復駆動されている。送りテーブル３１上にはＸ方向に間をおいて主軸台３５と心押台３８が対向して載置され、Ｘ方向と平行な軸線Ｏ回りに回転自在に主軸台３５に軸承されて先端にチャック３７を設けた主軸３６は主軸モータ（図示省略）により回転駆動され、心押台３８には主軸３６と同軸的にセンタ３９が設けられている。
【００２０】
送りテーブル３１側となるコラム３２の一側の上部には、Ｙ方向と平行な回転軸線Ｐ回りに回転自在に回転台４０が支持されて駆動モータ（図示省略）により回転駆動され、回転台４０には回転軸線Ｐと直交するＡ方向に移動可能にスピンドルヘッド４１が案内支持されて送りモータ（図示省略）により往復駆動されるようになっている。スピンドルヘッド４１には回転軸線Ｐを含みＡ方向と平行な平面内に位置する回転軸線Ｑ回りに回転可能に工具スピンドル４２が軸承されてスピンドルモータ（図示省略）により高速回転され、工具スピンドル４２の先端部には工具２０が装着されるようになっている。
【００２１】
加工されるウォーム１０は、一方の端部１２がチャック３７に把持され、他方の端部１３がセンタ３９により支持されて主軸３６と同軸的に取り付けられる。先ずコラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着された工具２０の回転軸線Ｑが主軸３６及びこれに把持されたウォーム１０の中心軸線Ｏを含む平面Ｒ内となる位置とし、回転台４０を回転させてスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑを図１に示すように中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対し所定角度δa だけ図示の一方向に傾斜させ、送りテーブル３１のＸ方向位置を回転軸線Ｑの延長がウォーム１０の一方の端部１２にかかるような位置とする。そして工具スピンドル４２を回転駆動してから、スピンドルヘッド４１をＡ方向に移動させて工具２０に所定の切り込みを与え、主軸３６によりウォーム１０を回転させ、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が歯部１５のリードとなるような送り速度で送りテーブル３１を左向きに移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次いでスピンドルヘッド４１を後退させ、その回転軸線Ｑを線Ｎに対し所定角度δb （＝δa ）だけ逆方向に傾斜させ（図１の二点鎖線２０Ａ参照）、送りテーブル３１を前述と同様の位置とする。そして前述と同様、工具２０に所定の切り込みを与え、送りテーブル３１を移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。
【００２２】
所定角度δa はαa −（β／２）に近い値であるが、それと同一ではない。すなわち、加工された第１歯面１６に対する工具２０の加工面２１の接線は図２に示す加工面２１の母線２１ａであり、平面Ｒに対し傾斜しているので、中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対するスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑの傾斜角度をαa −（β／２）としたのでは、加工面２１は第１歯面１６を削りすぎることになる。従って平面Ｒ内における所定角度δa はαa −（β／２）より多少小さい値となるが、その値は実験的に定めればよい。第２歯面１７についても同様である。
【００２３】
上述した第１の実施の形態によれば、各１回の切り込みで第１歯面１６及び第２歯面１７を加工できるので加工時間を短くでき、しかもエンドミル形の工具２０はリード線に沿った方向における工具の長さが短くなるので、その回転軸線Ｑからリード線方向に離れた位置では工具２０は速やかに各歯面１６，１７から離れ各歯面を加工することはなくなる。従って本来加工すべきでない部分を加工して各歯面１７，１８の形状に狂いを生じることはなく、得られるウォームの歯形は正確になる。
【００２４】
またウォーム１０の中心軸線Ｏと直交する線Ｎからの工具２０の回転軸線Ｑの傾斜角度を変えれば、ウォーム１０の圧力角も変化するので、１つの工具２０で、圧力角が異なるウォーム１０の加工をすることができる。
【００２５】
また上述した第１の実施の形態では工具２０の先端部外周の加工面２１を先細の円錐形状としており、このようにすれば、工具２０の径を大きくした場合でも歯底１８の幅が狭いウォーム１０を加工することができる。しかし本発明は円筒状の加工面を有する工具を用いて実施することも可能である。
【００２６】
なお歯面１６，１７を加工する際に工具２０の回転軸線Ｑを傾斜させており、このため歯底１８には凹凸が生じるので、その分だけ歯底１８は正規の歯底より深くする必要がある。なおこの凹凸は、図１に示すように工具２０の先端面２２を頂角の大きい円錐形にすることにより緩和できる。
【００２７】
上述した第１の実施の形態では、工具２０の回転軸線Ｑを平面Ｒ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて各歯面１６，１７を加工しているが、図３に示す第２の実施の形態では、工具２０の回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏと平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面Ｓａ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて第１歯面１６を加工し、工具２０の回転軸線Ｑを第１平面Ｓａと平行でそれとは逆方向に中心軸線Ｏから所定距離オフセットした第２平面Ｓｂ内に位置させた状態で送りテーブル３１をＸ方向に移動させて第２歯面１７を加工している点が相違しており、その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、主としてこの相違点について説明する。なお、加工に使用するウォームの加工装置は第１の実施の形態のものと全く同一である。
【００２８】
加工されるウォーム１０は、第１の実施の形態の場合と同様、主軸３６と同軸的に取り付けられ、コラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着されたエンドミル形の工具２０の回転軸線Ｑがウォーム１０の中心軸線Ｏと平行（従って第１の実施の形態における平面Ｒとも平行）で一方向に所定距離ｄオフセットした第１平面Ｓａ内となる位置とし、回転台４０を回転させてスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑを、平面Ｒ内において中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対し所定角度δa'（図１の紙面に投影した角度）だけ一方向に傾斜させ、送りテーブル３１のＸ方向位置を回転軸線Ｑの延長がウォーム１０の一方の端部１２にかかるような位置とする。そして第１の実施の形態と同様、工具スピンドル４２を回転駆動し、工具２０に所定の切り込みを与え、ウォーム１０を回転させ、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が歯部１５のリードとなるような送り速度で送りテーブル３１を左向きに移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。次いで第１の実施の形態と同様、スピンドルヘッド４１を後退させ、コラム３２をＹ方向に移動して工具スピンドル４２及びその先端に装着されたエンドミル形の工具２０の回転軸線Ｑが第１平面Ｓａと平行でそれとは逆方向に中心軸線Ｏから所定距離ｄオフセットした第２平面Ｓｂ内となる位置とし、工具２０の回転軸線Ｑを線Ｎに対しδb'（＝δa'）だけ逆方向に傾斜させ、送りテーブル３１を前述と同様の位置とし、工具２０に所定の切り込みを与え、送りテーブル３１を移動して工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第２歯面１７と歯底１８の残りを加工する。線Ｎに対するスピンドルヘッド４１の回転軸線Ｑの傾斜角度δa'は、前述と同様、実験的に定めればよい。
【００２９】
この第２の実施の形態によれば、各歯面１６，１７の中心軸線Ｏと直交する断面は、前述した従来技術の４形の場合と同様、半径がオフセット距離ｄである円を基礎円とするインボリュート曲線となり、各歯面１６，１７は凸面となる。従ってこの第２の実施の形態により得られるウォーム１０は、多少の加工誤差や組立誤差があっても組み合わされるウォームホイールとの噛み合いが悪くなることのないものとなる。なお、各歯面１６，１７を加工する際の各オフセット距離ｄを同一としたが、本発明はこの各オフセット距離ｄを異ならせて実施することもできる。
【００３０】
上述した第１及び第２の実施の形態では、通常のウォームを本発明により加工する場合について説明したが、次に述べる第３の実施の形態では、第１歯面１６と第２歯面１７のリードが異なる複リードウォームを本発明により加工する場合につき説明する。このような複リードウォームは、例えば特開平７−３０９２４４号公報に記載されているように、軸線方向に進むにつれて歯厚が変化するので、軸線方向に移動することによりこれと噛合するウォームホイールとの間のバックラッシュを調整するのに使用される。
【００３１】
この第３の実施の形態では、第１歯面１６のリードＴ0 及び圧力角αa と第２歯面１７のリードＴ1 及び圧力角αb が互いに異なっており、従って各歯面１６，１７を加工する場合の中心軸線Ｏと直交する線Ｎに対する工具２０の回転軸線Ｑ傾斜角度δa ，δb 及び、送りテーブル３１の移動速度が上述した第１の実施の形態と異なっている。なお、標準ホブで切削したウォームホイールと噛合させる場合には、各歯面のリードと圧力角の間には
Ｔ0・cosαa ＝Ｔ1・cosαb
なる関係がある。また、加工に使用するウォームの加工装置は第１の実施の形態のものと全く同一である。
【００３２】
加工されるウォーム１０は、第１の実施の形態の場合と同様、主軸３６と同軸的に取り付けられ、コラム３２の位置決めがなされ、工具２０の加工面２１及び先端面２２により歯部１５の第１歯面１６と歯底１８の一部を加工する。この場合の傾斜角度δa もαa −（β／２）より多少小さい値であり、その値は実験的に定めればよい。また送りテーブル３１の移動速度は、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が第１歯面１６のリードＴ0 となるような値にする。次いで行われる第２歯面１７と歯底１８の残りの加工も、上述と同様になされ、その場合の傾斜角度δb はαb −（β／２）より多少小さい値であり、その値は実験的に定めればよい。また送りテーブル３１の移動速度は、ウォーム１０の１回転当たりの送り量が第２歯面１７のリードＴ1 となるような値にする。これにより加工されるウォーム１０は複リードウォームとなる。
【００３３】
この第３の実施の形態でも、第２の実施の形態のように、工具２０の回転軸線Ｑをウォーム１０の中心軸線Ｏからオフセットさせて各歯面１６，１７を加工してもよく、そのようにすれば各歯面１６，１７が凸面となった複リードウォームが得られる。
【００３４】
上記各実施の形態に示すように、本発明では各歯面を別々に加工しているのでその分だけは加工時間は増大する。しかし各歯面は同一のエンドミル形の工具を工具スピンドルに装着したままで加工しているので、工具のセッチングは１回だけですみ、その分だけは加工時間が短縮される。また上述した各実施の形態では、１条のウォームについてのみ説明したが、本発明は２条または多条のウォームにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるウォームの加工方法の第１の実施形態の説明図である。
【図２】 図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】 本発明によるウォームの加工方法の第２の実施形態の図２に相当する平面図である。
【図４】 本発明によるウォームの加工装置の実施形態を示す正面図である。
【図５】 図４に示す実施形態の側面図である。
【図６】 従来技術によるウォームの加工方法の説明図である。
【符号の説明】
１０…ウォーム、１５…歯部、１６…第１歯面、１７…第２歯面、２０…工具、２１…加工面、３０…ベッド、３１…送りテーブル、３２…コラム、３５…主軸台、３６…主軸、４０…回転台、４１…スピンドルヘッド、４２…工具スピンドル、Ｎ…線、Ｏ…中心軸線、Ｐ…回転軸線、Ｑ…回転軸線、Ｒ…平面、Ｓａ…第１平面、Ｓｂ…第１平面。
Claims (7)
- 円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、前記回転軸線を前記ウォームの中心軸線を含む平面内で前記中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記平面内で前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするウォームの加工方法。
- 円筒状の外周にらせん状の歯部を形成してなるウォームの加工方法において、エンドミル形の工具をその回転軸線回りに回転駆動し、前記回転軸線を前記ウォームの中心軸線と平行で一方向に所定距離オフセットした第１平面内において前記中心軸線と直交する線から一方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の加工面により前記歯部の第１歯面を加工し、次いで前記回転軸線を前記第１平面と平行でそれとは逆方向に前記中心軸線から所定距離オフセットした第２平面内において前記中心軸線と直交する線から前記一方向とは逆方向に所定角度傾斜させた状態で、前記中心軸線を中心とする前記ウォームの回転速度と比例する移動速度で前記工具を前記中心軸線と平行に相対移動させて同工具の先端部外周の前記加工面により前記歯部の第２歯面を加工することを特徴とするウォームの加工方法。
- 前記工具の先端部外周の加工面は先細の円錐形状である請求項１または請求項２に記載のウォームの加工方法。
- 前記第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線Ｎからの前記工具の回転軸線の傾斜角度は互いに逆向きの同一角度であり、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の移動速度は同一である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウォームの加工方法。
- 前記第１歯面及び第２歯面を加工する際における前記中心軸線と直交する線からの前記工具の回転軸線の各傾斜角度は互いに逆向きの異なる角度であり、またそれぞれの加工の際における前記ウォームの回転速度に対する前記工具の各移動速度は前記傾斜角度の相違と関連した異なる値である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウォームの加工方法。
- 請求項１に記載のウォームの加工方法の実施に使用するウォームの加工装置において、ベッドと、Ｘ方向に相対的に移動可能となるように前記ベッド上に支持された送りテーブル及びコラムと、このコラムに前記Ｘ方向と直交する回転軸線回りに回転可能に支持された回転台と、この回転台に前記回転軸線と直交するＡ方向に移動可能に支持されたスピンドルヘッドと、前記テーブル上に載置された主軸台により前記Ｘ方向と平行な軸線回りに回転可能に軸承され加工されるウォームを同軸的に支持して回転駆動する主軸と、前記スピンドルヘッドに前記Ａ方向と平行な回転軸線回りに回転可能に支持されて回転駆動され前記ウォームに歯部を加工するエンドミル形の工具を先端部に装着する工具スピンドルを備えたことを特徴とするウォームの加工装置。
- 前記送りテーブルとコラムは前記回転軸線と平行な方向においても相対的に移動可能とした請求項６に記載のウォームの加工装置。
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