JP5515730B2 - Threaded electrodeposition tool - Google Patents
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Description
本発明は、台金の外周部に砥粒が電着されたネジ状部が形成されて歯車の歯形を加工するネジ状電着工具に関するものである。 The present invention relates to a screw-shaped electrodeposition tool in which a screw-shaped portion in which abrasive grains are electrodeposited is formed on the outer peripheral portion of a base metal to process a gear tooth shape.
歯車の歯形を加工する工具として、例えば特許文献1、2には、外形略円柱状の台金の外周部にネジ状部が形成されて、その表面にダイヤモンドやcBN等の超砥粒が電着されたネジ状電着工具が記載されている。このようなネジ状電着工具では、台金をその中心軸線回りに回転させつつ上記ネジ状部を歯車に噛み合わせることによって超砥粒により研削し、所定の精度の歯形に形成してゆく。
As a tool for processing a gear tooth profile, for example, in
ところが、このようなネジ状電着工具では、台金におけるネジ状部の表面に超砥粒を電解めっきにより電着する際に、軸線方向におけるネジ状部の中央部よりも両端部で電流密度が集中しやすくてめっき層が厚くなり、このため超砥粒が電着されたネジ状部のネジ山の軸線方向における厚さも、中央部よりも両端部で厚くなってしまうおそれがあった。従って、そのようなネジ状電着工具によって歯車を研削すると歯形に誤差が生じやすく、高精度の歯形加工を行うことが困難となる。 However, in such a screw-shaped electrodeposition tool, when electrodepositing superabrasive grains on the surface of the screw-shaped portion of the base metal by electrolytic plating, the current density at both ends rather than the central portion of the screw-shaped portion in the axial direction. As a result, the thickness of the plating layer becomes thicker and the thickness of the threaded portion of the thread-like portion electrodeposited with superabrasive grains in the axial direction may be thicker at both end portions than at the central portion. Therefore, if the gear is ground with such a screw-shaped electrodeposition tool, an error is likely to occur in the tooth profile, and it becomes difficult to perform high-precision tooth profile processing.
本発明は、このような背景の下になされたもので、ネジ状部の両端部で中央部よりめっき層が厚くなっても、高い精度で歯車の歯形加工が可能なネジ状電着工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background. A screw-shaped electrodeposition tool capable of gear tooth processing with high accuracy even when the plating layer is thicker than the central portion at both ends of the screw-shaped portion. It is intended to provide.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる台金の外周部に、上記軸線回りに螺旋状に捩れたネジ状部が形成され、このネジ状部の表面に砥粒が電着されてなるネジ状電着工具であって、上記台金における上記ネジ状部のネジ山の厚さが、上記軸線方向の中央部では一定とされるとともに、この中央部よりも上記軸線方向の両端部で小さくされていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve such an object, the present invention is formed with a screw-like portion helically twisted around the axis on the outer periphery of the base metal rotated around the axis, A screw-shaped electrodeposition tool in which abrasive grains are electrodeposited on the surface of the screw-shaped portion, and the thread thickness of the screw-shaped portion of the base metal is constant at the central portion in the axial direction. In addition, it is characterized in that it is made smaller at both end portions in the axial direction than the central portion .
従って、このようなネジ状電着工具においては、こうして台金におけるネジ状部のネジ山の厚さが軸線方向の中央部では一定とされるとともに、この中央部よりも上記軸線方向の両端部で小さくされているので、この両端部で電流密度の集中によりめっき層の厚さが厚くなっても、砥粒が電着されたネジ状部においては、軸線方向の中央部と両端部とでネジ山の厚さの均一化を図ることができる。このため、歯車の研削に用いて歯形誤差が生じるのを抑えて、高精度の歯形加工を行うことが可能となる。 Therefore, in such a screw-shaped electrodeposition tool, the thread thickness of the screw-shaped portion of the base metal is made constant at the central portion in the axial direction, and both end portions in the axial direction are more than the central portion. Therefore, even if the thickness of the plating layer is increased due to the concentration of current density at both ends, the screw-shaped portion on which the abrasive grains are electrodeposited has a central portion and both ends in the axial direction. The thickness of the screw thread can be made uniform. For this reason, it is possible to perform tooth profile machining with high accuracy while suppressing occurrence of tooth profile errors when used for grinding gears.
ここで、電解めっきの際の電流密度の集中によるめっき層の厚さの増大は、ネジ状部の両端面から該ネジ状部のネジの1ピッチ程度の範囲で顕著となる傾向がある。このため、上記台金におけるネジ状部のネジ山の厚さは、上記ネジ状部の両端面と、これら両端面からそれぞれ上記軸線方向において該ネジ状部のネジのピッチの0.5ピッチ〜1.5ピッチの範囲内の位置との間の部分である上記両端部において、上記中央部よりも小さくされていることが望ましい。なお、このネジ山の厚さは、台金におけるネジ状部の有効径の位置(ネジ状部の外径からアデンダムだけ内周側の位置)での厚さとされて、ネジ状部の中央部に対して両端部ではネジ山の一対の斜面(フランク)が全体的に互いに等しい後退量で該ネジ山の厚さ方向の中心線側に後退するように厚さが小さくなるようにされるのが望ましい。 Here, the increase in the thickness of the plating layer due to the concentration of the current density during electrolytic plating tends to be remarkable in a range of about one pitch of the screw of the screw-like portion from both end faces of the screw-like portion. For this reason, the thickness of the thread of the screw-like part in the base metal is 0.5 pitch of the screw pitch of the screw-like part in the axial direction from the both end faces of the screw-like part, respectively. It is desirable that the both end portions, which are portions between the positions within the range of 1.5 pitches, be smaller than the central portion. The thickness of this thread is the thickness at the position of the effective diameter of the screw-shaped part of the base metal (the position on the inner peripheral side of the addendum from the outer diameter of the screw-shaped part), and the central part of the screw-shaped part On the other hand, at both ends, the pair of slopes (flanks) of the screw thread are reduced in thickness so as to move backward toward the center line side in the thickness direction of the screw thread with the same amount of retraction. Is desirable.
また、同じく電流密度の集中によるめっき層の厚さの増大は、ネジ状部の両端部のうちでも、それぞれその端面に向かうに従い大きくなる傾向がある。従って、上記台金におけるネジ状部のネジ山の厚さは、このネジ状部の両端部のうちでも、上記軸線方向において上記ネジ状部の両端面に向かうに従い漸次小さくなるようにされているのが望ましい。 Similarly, the increase in the thickness of the plating layer due to the concentration of the current density tends to increase as it goes toward the end surface of both ends of the screw-like portion. Therefore, the thickness of the thread of the screw-like portion in the base metal is gradually reduced toward the both end faces of the screw-like portion in the axial direction among both end portions of the screw-like portion. Is desirable.
以上説明したように、本発明によれば、電解めっきの際の電流密度の集中によりネジ状部の両端部でめっき層の厚さが厚くなっても、砥粒が電着されたネジ状部においてはネジ山の厚さを軸線方向に亙って均一にすることができ、これにより歯車に高精度の歯形加工を施すことが可能となる。 As described above, according to the present invention, even if the thickness of the plating layer is increased at both ends of the screw-like portion due to the concentration of current density during electrolytic plating, the screw-like portion in which the abrasive grains are electrodeposited. In this case, the thickness of the thread can be made uniform over the axial direction, so that the gear can be processed with high accuracy.
本発明の一実施形態におけるネジ状電着工具は、鋼材等からなる外形が図1(a)に示すような概略多段円柱状の台金1の外周部に、この台金1の軸線O回りに捩れる1または複数条の螺旋状のネジ状部2が形成され、このネジ状部2の表面に、ダイヤモンドやcBN等の超砥粒よりなる砥粒がNi等の金属めっき層によって略単層に電着されて固定された砥粒層が形成されたものである。
The screw-shaped electrodeposition tool according to one embodiment of the present invention is formed around the axis O of the
ここで、台金1の中心部には軸線Oに沿って貫通する図示されない取付孔が形成されるとともに、台金1の両端部3はネジ状部2のネジの谷底の径よりも小さな外径とされ、この両端部3にはキー溝4が形成されている。なお、この両端部3の表面には砥粒層は形成されていない。このようなネジ状電着工具は、上記取付孔に図示されない回転軸が挿通されて、この回転軸に設けたキーが上記キー溝4に噛合することにより回転軸と一体に軸線O回りに回転させられて、ワークである歯車の歯形研削に用いられる。
Here, an attachment hole (not shown) penetrating along the axis O is formed in the central portion of the
そして、上記台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さは、軸線O方向においてネジ状部2の中央部2Aよりも両端部2Bで小さくされている。ここで、本実施形態では、例えば図2に示すように台金1におけるネジ状部2の有効径の位置(ネジ状部2の外径からアデンダムAだけ内周側の位置)Pを基準として、ネジ山5の厚さTがネジ状部2の中央部2Aよりも両端部2Bで小さくなるようにされており、特にネジ山5の一対の斜面(フランク)5Aが全体的に互いに等しい後退量で該ネジ山5の厚さ方向の中心線Q側に後退するようにして厚さTが小さくなるようにされている。従って、このネジ山5の中心線Qがなすリードは中央部2Aから両端部2Bに亙って一定とのままとされる。
And the thickness of the
また、本実施形態では、上述のように台金1の両端部3がネジ状部2の谷底の径よりも小さくされることにより、ネジ状部2の両端部2Bには軸線Oに垂直な端面2Cが台金1の両端部3の周りに形成される。そして、本実施形態においては、これらネジ状部2の両端面2Cから軸線O方向においてネジ状部2のネジの少なくとも1ピッチの範囲内で、台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTが上述のように中央部2Aよりも両端部2Bで小さくなるようにされている。
Further, in the present embodiment, both
さらにまた、こうして両端部2Bで中央部2Aよりも小さくなる台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTは、これら両端部2Bにおいてそれぞれの端面2C側に向かうに従い漸次小さくなるようにされており、特に本実施形態では図1(b)に示すようにこの両端部2Bにおけるネジ山5の厚さTが、中央部2Aにおけるネジ山5の厚さT0に対して一定の割合で両端面2C側に向かうに従い小さくなるようにされている。また、こうして厚さTが小さくなる割合は、両端部2B同士では互いに等しくされている。
Furthermore, the thickness T of the
なお、この図1に示すように、本実施形態では、両端面2Cから軸線O方向にちょうどネジ状部2のネジの1ピッチの位置から両端面2C側に向けて台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTが小さくなるようにされるとともに、これら両端面2Cから1ピッチの位置同士の間の部分である上記中央部2Aではネジ山の厚さTは一定とされている。言い換えれば、本実施形態では、これら両端面2Cから1ピッチの位置までが、これらの位置の間のネジ状部2の中央部2Aに対してネジ山5の厚さTが小さくなる両端部2Bとされる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the screw-like portion of the
このようにネジ状部2が形成された台金1は、砥粒層を形成しない両端部3や上記取付孔、あるいはネジ状部2の端面2Cが適宜マスキングされた上で、上述のような超砥粒が分散させられたNi等の金属めっき液中に浸漬され、同じくこの金属めっき液中に浸漬された電極との間で通電させられて、電解めっきによりネジ状部2の表面に超砥粒を取り込みつつ金属めっき層が被覆されて超砥粒が固着され、次いで超砥粒が分散されていない金属めっき液中に浸漬されて無電解めっきにより金属めっき層が所定の厚さにまで成長させられて、上記砥粒層が形成される。
In this way, the
しかるに、このうち電解めっきにより被覆される金属めっき層の厚さtは、図1(c)に示すように特に通電の際に電流密度が集中しがちなネジ状部2の両端部2Bで厚くなる傾向があるのに対して、上記構成のネジ状電着工具では、このネジ状部2の両端部2Bにおいて台金1のネジ山5の厚さTが中央部2Aよりも小さくされているので、超砥粒が電着させられた状態でのネジ状部においてはネジ山の厚さを均一にすることができる。このため、かかるネジ状電着工具によれば、歯車の研削を行った際に歯形誤差が生じるのを抑えることができて、より高精度の歯形加工を施すことが可能となる。
However, among these, the thickness t of the metal plating layer coated by electrolytic plating is thick at both
また、このようにネジ状部2の両端部2Bにおいて厚くなる金属めっき層の厚さtは、図1(c)に示したようにネジ状部2の両端面2Cから軸線O方向に該ネジ状部2のネジの1ピッチ分程度の範囲内で大きくなる傾向があるのに対し、本実施形態では、同じくこのネジ状部2の両端面2Cから軸線O方向に該ネジ状部2のネジの1ピッチの範囲内で、中央部2Aよりもネジ山5の厚さTが小さくなるようにされている。このため、上述のような金属めっき層の厚さの増大に対して、超砥粒が電着させられた状態では確実にネジ状部のネジ山の厚さを均一にすることができて、一層高精度の歯形加工を促すことが可能となる。
Further, the thickness t of the metal plating layer that becomes thicker at the both
ただし、こうして台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTが小さくなる範囲が、両端面2Cから軸線O方向にネジ状部2の中央部2A側に大きくなりすぎると、ネジ山5の厚さTが一定とされるこの中央部2Aと、電流密度が集中して金属めっき層の厚さが増大する両端部2Bとの間の部分で、電着後のネジ山の厚さが小さくなる部分が生じるおそれがある。その一方で、この範囲が狭すぎると上述の効果が確実に奏功されなくなるので、このように台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTが小さくなる範囲は、ネジ状部2の両端面2Cからネジ山5の1ピッチの±50%までの範囲とされるのが望ましく、すなわちネジ状部2の両端面2Cと、これら両端面2Cからそれぞれ軸線O方向において該ネジ状部2のネジのピッチの0.5ピッチ〜1.5ピッチの範囲内の位置との間の部分が上記両端部2Bとされて、この両端部2Bで台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTが中央部2Aよりも小さくされるのが望ましい。
However, if the range in which the thickness T of the
さらに、ネジ状部2の両端部2Bにおける金属めっき層の厚さは、電流密度がネジ状部2の両端面2C側でより集中しやすくなるのに伴い、両端部2Bのうちでも図1(c)に示したようにこの両端面2Cに向かうに従い漸次厚くなるのに対して、本実施形態では、台金1におけるネジ状部2のネジ山5の厚さTも、軸線O方向においてこのネジ状部2の両端面2C側に向かうに従い漸次小さくなるようにされている。このため、このネジ状部2の両端部2Bにおいても、両端面2C側に向かうに従い金属めっき層の厚さが漸次厚くなるのを、台金1のネジ山5の厚さTを漸次小さくすることによって相殺して電着後のネジ山の厚さを均一にすることができ、さらに歯車の歯形加工の精度向上を図ることが可能となる。
Further, the thickness of the metal plating layer at both
なお、こうしてネジ状部2の両端部2Bにおいて小さくされる台金1のネジ山5の厚さTは、この台金1におけるネジ状部2の中央部2Aのネジ山5の厚さTに対する差が小さすぎると、上述のように電着後のネジ状部のネジ山の厚さを確実に均一にすることができなくなるおそれがある一方、逆にこのネジ山5の厚さTの差が大きすぎると、電着後のネジ山の厚さがネジ状部の両端部で小さくなりすぎて、やはりネジ状部の全体に亙ってネジ山の厚さを均一にすることができなくなるおそれが生じる。
In addition, the thickness T of the
このため、台金1におけるネジ状部2の両端部2Bのネジ山5の厚さTは、電着される超砥粒の粒径や、電着時の両端部2Bにおける電流密度などにもよるが、ネジ山5の上記中心線Qがネジ状部2の端面2C上に位置したところでの仮想のネジ山5の厚さT(同位置での実際のネジ山5の厚さの2倍の厚さ)として、中央部2Aのネジ山5の厚さTに対し、この中央部2Aにおける砥粒層の金属めっき層の厚さの20%〜40%小さな範囲に設定されるのが望ましい。
For this reason, the thickness T of the
1 台金
2 ネジ状部
2A ネジ状部2の中央部
2B ネジ状部2の端部
2C ネジ状部2の端面
5 ネジ山
O 台金1の軸線
P ネジ状部2の有効径の位置
Q ネジ山5の中心線
T 位置Pにおけるネジ山5の厚さ
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