JP5776594B2 - Shaving cutter and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、歯車の仕上げ加工に用いられるシェービングカッタおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a shaving cutter used for gear finishing and a method for manufacturing the shaving cutter.
このようなシェービングカッタとして、特許文献1には、カッタ本体の外周に形成された植え込み溝にシェービングカッタの歯を植え込み式とすることにより、歯先側からと歯元側からも溝加工を可能として、インボリュート歯形に対し溝の深さが歯丈の中央部で小さくなるように2度の溝研削を行うことにより、インボリュートフォームの中央部のランド幅が広くなるようにしたものが提案されている。また、特許文献2にも、同様にセレーションの深さを浅くすることで歯すじ部のランド幅を歯先や歯元のランド幅よりも広くしたものが提案されている。
As such a shaving cutter,
さらに、特許文献3には、ランド幅がシェービングカッタの噛み合い円の位置で最大となって、歯先側と歯元側に向かうに従い、ランドの歯すじ方向両端縁に位置する切刃が互いに等間隔で近づくようにしてランド幅が小さくなるように、あるいは一方の端縁に位置する切刃は直線状のままランド幅が小さくなるようにされたシェービングカッタが提案されている。このようなシェービングカッタでは、切刃の切れ味が鈍くなりがちなランドの歯先側と歯元側とでランド幅が小さくなって被削歯車に接する際の面圧を高めることができるので、ランド全体として切れ味の均一化を図ることができる。 Furthermore, Patent Document 3 discloses that the cutting edges located at both edges of the land streak direction are equal to each other as the land width becomes maximum at the position of the meshing circle of the shaving cutter and toward the tooth tip side and the tooth root side. There has been proposed a shaving cutter in which the land width is reduced so as to approach each other, or the cutting edge located at one end edge is linear but the land width is reduced. In such a shaving cutter, since the land width is reduced on the tooth tip side and the tooth base side of the land, which tends to be dull, the surface pressure when contacting the work gear can be increased. The sharpness can be made uniform as a whole.
ところで、これら特許文献1〜3に記載されているようにランド幅を歯先側と歯元側とに向けて小さくするようにしたシェービングカッタでは、特許文献1に記載されたものや特許文献3において歯先側と歯元側に向かうに従いランドの両端縁に位置する切刃が互いに等間隔で近づくようにされたものでは、これら両端縁の切刃が「く」字状と逆「く」字状に曲折して、歯の歯厚方向の中心線を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て、歯の歯すじ方向に垂直な方向に対して歯先側と歯元側とで互いに逆向きに傾斜するとともに、両端縁の切刃同士でも互いに逆向きに傾斜することになる。また、特許文献2に記載されたものや特許文献3において一方の端縁に位置する切刃は直線状のままランド幅が小さくなるようにされたものでは、他方の端縁に位置する切刃が、歯の歯厚方向の中心線を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て、歯すじ方向に垂直な方向に対して歯先側と歯元側とで互いに逆向きに傾斜することになる。
By the way, in the shaving cutter which made the land width small toward the tooth tip side and the tooth root side as described in these
しかるに、このように傾斜した切刃によれば、そのスカーフを噛み合い円の位置に対して平行に近くすることができるため、上述のように面圧が高められることに加えて一層切れ味を向上させることができる効果が得られるが、このような効果が発揮されるのは、被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて一方の向きに傾斜する切刃だけであり、これとは反対向きに傾斜する切刃では却って切れ味を鈍化させる作用を生じてしまう。その一方で、ランドの両端縁に位置する切刃を、被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて上記効果が発揮される一方の向きにともに一定の傾斜で傾斜させたのでは、ランドの歯先側や歯元側あるいはその双方で面圧を高めることができず、やはり切れ味の鈍化を招いてしまう。 However, according to the cutting blade inclined in this way, since the scarf can be made parallel to the position of the meshing circle, the surface pressure is increased as described above, and the sharpness is further improved. However, it is only the cutting blade that inclines in one direction according to the specifications of the gear to be cut and the shaving cutter. On the other hand, an inclined cutting edge has an effect of dulling the sharpness. On the other hand, if the cutting blades located at both edges of the land are inclined at a constant inclination in one direction in which the above effect is exhibited according to the specifications of the work gear and shaving cutter, The surface pressure cannot be increased on the tooth tip side, the tooth root side, or both of them, and the sharpness is also reduced.
本発明は、このような背景の下になされたもので、ランド幅を小さくすることによって歯先側や歯元側での面圧は高めつつ、切刃の反対向きへの傾斜による切れ味の鈍化は防いで、ランド全体として確実な切れ味の向上を図ることが可能なシェービングカッタおよびその製造方法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. By reducing the land width, the surface pressure on the tooth tip side and the tooth root side is increased, while the sharpness is blunted by the inclination of the cutting blade in the opposite direction. An object of the present invention is to provide a shaving cutter and a method for manufacturing the shaving cutter capable of preventing the above-described problem and improving the sharpness of the land as a whole.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のシェービングカッタは、円板状のカッタ本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられ、これらの歯の歯面にセレーション溝が形成されることによって、隣接するセレーション溝の間にランドが形成されてなるシェービングカッタにおいて、上記ランドは、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て偏六角形状をなしていて、このランドがなす偏六角形は、それぞれ互いに反対側に位置して対辺をなす、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の緩傾斜辺と、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して上記緩傾斜辺と同じ向きに該緩傾斜辺よりも大きな傾斜角で傾斜して延びる一対の急傾斜辺と、上記歯の歯先側と歯元側に位置して上記歯の歯すじ方向に向けて延びる一対の端辺とにより囲まれて、上記歯の歯先側と歯元側に向かうに従い上記歯すじ方向のランド幅が漸次小さくなる偏六角形状をなしていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the shaving cutter of the present invention has a plurality of teeth provided on the outer periphery of a disc-shaped cutter body at intervals in the circumferential direction. In the shaving cutter in which lands are formed between adjacent serration grooves by forming serration grooves on the tooth surfaces of the teeth, the lands are perpendicular to the surface passing through the center in the tooth thickness direction of the teeth. A hexagonal shape is formed when viewed from the direction facing the surface. The eccentric hexagons formed by the lands are located on opposite sides of each other and are opposite to each other, and are inclined with respect to the direction perpendicular to the tooth traces of the teeth. And a pair of steeply inclined sides extending at a larger inclination angle than the gently inclined side in the same direction as the gently inclined side with respect to a direction perpendicular to the tooth trace of the tooth , Tooth tip side and tooth base of the above teeth And a pair of edges extending toward the tooth trace direction of the tooth, and the land width in the tooth trace direction gradually decreases toward the tooth tip side and the tooth root side of the tooth. It has a shape.
このようなシェービングカッタにおいては、ランドが、歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て偏六角形状をなしており、この偏六角形は、それぞれ反対側に位置して対辺をなす各一対の辺が、歯の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の緩傾斜辺と、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して緩傾斜辺と同じ向きに傾斜して、ただし緩傾斜辺よりも大きな傾斜角で傾斜して延びる一対の急傾斜辺と、歯の歯先側と歯元側に位置して上記歯の歯すじ方向に向けて延びる一対の端辺とにより構成され、このうち各一対の緩傾斜辺と急傾斜辺とに切刃が形成されることになる。 In such a shaving cutter, the land has an eccentric hexagonal shape as viewed from the direction perpendicular to the surface passing through the center of the tooth thickness direction of the tooth and facing the tooth surface, and each of the eccentric hexagons is on the opposite side. A pair of gently sloping sides extending in a direction perpendicular to the tooth streaks and a pair of gently sloping sides perpendicular to the tooth streaks. A pair of steeply inclined sides that extend at an inclination angle larger than the gently inclined side, and are located on the tooth tip side and the tooth root side of the tooth and directed toward the tooth trace direction of the tooth. The cutting edge is formed on each of the pair of gently inclined sides and steeply inclined sides.
このため、これら緩急斜辺の傾斜の向きを被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて切れ味を向上させる向きに設定することにより、反対向きに傾斜して切れ味を鈍化させる部分が生じることがなく、また歯すじに垂直に延びる切刃もないので切れ味の向上効果のみを得ることができる。そして、ランドの上記歯すじ方向のランド幅は、この歯すじ方向に対向する方向から見た緩急斜辺の間で歯先側と歯元側に向かうに従い漸次小さくされているので、面圧を高めることによって一層鋭い切れ味を確保することができる。 For this reason, by setting the direction of inclination of these slow and steep hypotenuses to a direction that improves sharpness according to the specifications of the work gear and shaving cutter, there is no portion that inclines in the opposite direction and blunts the sharpness. In addition, since there is no cutting edge extending vertically to the tooth trace, only the effect of improving the sharpness can be obtained. The land width of the land in the above-mentioned tooth streak direction is gradually reduced as it goes toward the tooth tip side and the tooth root side between the steep and slant sides seen from the direction opposite to the tooth streak direction, thereby increasing the surface pressure. Therefore, a sharper sharpness can be ensured.
ここで、上記一対の緩傾斜辺と上記一対の急傾斜辺とを、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て、それぞれ互いに平行に延びるように形成する場合には、後述するようにランドの間のセレーション溝を歯すじに垂直な方向に対して角度を変えた2回の加工によって形成することにより、比較的容易に傾斜角を変えた緩急斜辺の形成が可能となる。 Here, the pair of gently inclined sides and the pair of steeply inclined sides extend in parallel with each other when viewed from a direction facing the tooth surface perpendicular to a surface passing through the center of the tooth thickness direction of the tooth. In this case, the inclination angle was changed relatively easily by forming the serration groove between the lands by two processes with different angles with respect to the direction perpendicular to the teeth as will be described later. Slow and steep hypotenuse can be formed.
なお、上記ランド幅の最大値である最大ランド幅Lと最小値である最小ランド幅lとの比L/lが小さすぎて、すなわち最大ランド幅Lと最小ランド幅lとがそれほど変わらない大きさであると、歯先側や歯元側で上述のように面圧を高めることができずに鋭い切れ味を確保することができない。その一方で、この比L/lが大きすぎると、最大ランド幅Lはシェービングカッタのランドの幅やセレーション溝の幅によって決まってしまうので、歯先側や歯元側におけるランドの最小ランド幅lが小さくなりすぎ、欠けを生じてしまうおそれがある。このため、この比L/lは1.2を上回り1.8未満の範囲とされるのが望ましい。
The ratio L / l between the maximum land width L, which is the maximum value of the land width, and the
また、上記ランドの幅が最大ランド幅Lとなる位置が歯先側や歯元側に近すぎると、ただでさえ切れ味の鈍りがちな歯先や歯元において切れ味が損なわれることになるため、歯形精度の劣化を招くおそれがある。従って、このランドの幅が最大ランド幅Lとなる位置については、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯の歯面に対向する方向から見て、上記一対の端辺間の歯丈Hに対して、上記一対の端辺のうち歯元側の端辺から上記ランド幅が最大ランド幅Lとなる位置までの上記歯の歯丈方向における距離hがなす比h/Hが0.2を上回り0.7未満の範囲となるようにして、歯丈方向の中央部分に位置するようにされるのが望ましい。 In addition, if the position where the width of the land becomes the maximum land width L is too close to the tooth tip side or the tooth root side, the sharpness will be impaired even at the tooth tip or the tooth root where the sharpness tends to be dull. There is a risk of tooth profile accuracy degradation. Accordingly, the position where the width of the land becomes the maximum land width L is a distance between the pair of end edges when viewed from a direction perpendicular to the surface passing through the center of the tooth thickness direction of the tooth and facing the tooth surface of the tooth. The ratio h / H formed by the distance h in the tooth height direction of the tooth from the tooth edge side edge to the position where the land width is the maximum land width L of the pair of edges. It is desirable to be positioned in the central portion in the tooth height direction so that the value of the upper limit is more than 0.2 and less than 0.7.
ところで、上記構成のシェービングカッタにおいては、上述のようにランド幅が歯先側と歯元側に向かうに従い漸次小さくなることにより、これらランドの歯先側と歯元側とで強度が低下するおそれが生じる。特に、特許文献1、2に記載されたシェービングカッタのように歯先側と歯元側とでセレーション溝の溝深さを深くすると、これら歯先側と歯元側のランド強度は一層低下することになる。しかしながら、その一方で、ランド強度を確保するために単にセレーション溝の溝深さをその全長に亙って浅くしたのでは、切屑の排出性や切削油の供給が損なわれて円滑な歯車の仕上げ加工を行うことが困難となる。
By the way, in the shaving cutter of the said structure, when a land width becomes small gradually as it goes to a tooth tip side and a tooth root side as mentioned above, there exists a possibility that intensity | strength may fall by the tooth tip side and tooth root side of these lands. Occurs. In particular, when the groove depth of the serration groove is increased on the tooth tip side and the tooth root side as in the shaving cutters described in
そこで、このような切屑の円滑な排出性や切削油の確実な供給を維持しつつ、歯先側と歯元側とにおけるランドの強度の確保を図るには、上記セレーション溝の溝底面を、上記歯面に対向する方向からみて上記一対の緩傾斜辺または上記一対の急傾斜辺の延長線上に延びる段差が形成されて、これら段差の間の部分の溝深さが深くされた段差面状とするのが望ましい。 Therefore, in order to ensure the strength of the lands on the tooth tip side and the tooth root side while maintaining such a smooth discharge of chips and a reliable supply of cutting oil, the groove bottom surface of the serration groove is A stepped surface shape in which a step extending on the extension line of the pair of gently inclined sides or the pair of steeply inclined sides as viewed from the direction facing the tooth surface is formed, and the groove depth between the steps is deepened. Is desirable.
これにより、段差が一対の緩傾斜辺または一対の急傾斜辺のうちのいずれの延長線上に延びている場合でも、ランドの歯先側と歯元側には、段差面状の溝底面が段差を介して一段盛り上がった部分が形成されることになって、これら歯先側と歯元側でのランド強度の向上を図ることができる。その一方で、段差の間のセレーション溝底面は溝深さが深くされて、歯先から歯元に亙って延びるように形成されるので、確実な切屑排出や切削油の供給を促すことができる。 As a result, even when the step extends on any extension line of the pair of gently inclined sides or the pair of steeply inclined sides, the groove bottom surface of the step surface has a step on the tooth tip side and the tooth root side of the land. As a result, a portion raised by one step is formed, and the land strength on the tooth tip side and the tooth root side can be improved. On the other hand, the bottom surface of the serration groove between the steps is deepened and is formed so as to extend from the tooth tip to the tooth root, thereby facilitating reliable chip discharge and supply of cutting oil. it can.
一方、上記構成のシェービングカッタを製造するには、カッタ本体の上記歯面に、上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝とを、互いに交差するようにして上記歯の歯先と歯元の間に亙って形成すればよい。いずれのセレーション溝を先に形成したとしても、緩傾斜辺と急傾斜辺のうち一方の辺が歯先と歯元の間に亙ってランドの両端縁に形成された後、この一方の辺に交差するように他方の辺が形成される。また、これらのセレーション溝を形成する際に、その溝深さを異なる深さとすれば、上述のような段差の間の部分の溝深さが深くされた段差面状のセレーション溝底面を有するシェービングカッタを形成することができる。 On the other hand, in order to manufacture the shaving cutter having the above-described configuration, the serration groove along the gently inclined side and the serration groove along the steeply inclined side intersect with each other on the tooth surface of the cutter body. What is necessary is just to form over the tooth tip and tooth base of the said tooth | gear. Regardless of which serration groove is formed first, one side of the gently inclined side and the steeply inclined side is formed between the tooth tip and the tooth root at both end edges of the land, and then this one side The other side is formed so as to intersect. Further, when these serration grooves are formed, if the groove depths are different, a shaving having a stepped serrated groove bottom surface in which the groove depth between the steps as described above is increased. A cutter can be formed.
なお、このようにして上記シェービングカッタを製造する場合には、上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝からなる溝底面が、上記歯の歯面がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるとともに、この溝底面から上記歯面に至る溝壁面は該溝底面および上記歯面に垂直となるように形成するのが望ましく、これにより、セレーション溝の容量を確保して一層確実な切屑排出と切削油供給を図ることができるとともに、切刃とされる上記ランドの各一対の緩急傾斜辺において、このランドにおける歯の歯面と上記溝壁面を直角に交差させて歯直角とすることができ、さらに鋭い切れ味を確保することができる。また、歯面を再研磨したときでも、溝底面はやはり上記インボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるため、部分的に溝深さが浅くなることはなく、再研磨回数を確保することができる。また、再研磨後にランドの歯面の形状も変わることはない。 When the shaving cutter is manufactured in this way, an involute formed by the tooth surface of the tooth includes a serration groove along the gently inclined side and a bottom surface of the serration groove along the steeply inclined side. It is desirable that the groove wall surface extending from the groove bottom surface to the tooth surface extends substantially parallel to the curve and is perpendicular to the groove bottom surface and the tooth surface. It is possible to secure a capacity to achieve more reliable chip discharge and supply of cutting oil, and at each pair of gently sloping sides of the land that is used as a cutting edge, the tooth surface of the land and the groove wall surface are perpendicular to each other. The teeth can be perpendicular to each other, and a sharper sharpness can be secured. Even when the tooth surface is re-polished, the groove bottom surface also extends backward in parallel with the involute curve, so that the groove depth is not partially reduced and the number of re-polishing is ensured. Can do. Further, the shape of the tooth surface of the land does not change after re-polishing.
以上説明したように、本発明によれば、切れ味を鈍くする向きに傾斜する切刃が形成されるのを避けながらも、ランドの歯先側や歯元側での面圧を高めることができて、ランド全体として均一で鋭い切れ味を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to increase the surface pressure on the tooth tip side and the tooth base side of the land while avoiding the formation of the cutting blade that is inclined in the direction of reducing the sharpness. As a result, the entire land can be evenly sharp.
図1ないし図5は本発明のシェービングカッタの一実施形態を示すものである。本実施形態において、カッタ本体1は、高速度工具鋼等の硬質材料により図1に示すように軸線Oを中心とした外形略円板状に形成され、その外周面には複数の歯2が周方向に等間隔に設けられていて、これらの歯2の歯面3には、図2および図3に示すように歯丈方向(図3において上下方向)に延びるセレーション溝4が歯すじ方向(図3において左右方向)に間隔をあけて複数形成されるとともに、これらのセレーション溝4の間の部分はランド5とされて、これらセレーション溝4とランド5によりセレーションが形成される。
1 to 5 show an embodiment of a shaving cutter according to the present invention. In this embodiment, the
そして、このランド5は、歯2の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面3に対向する方向から見て図3に示すように偏六角形状をなしており、このランド5がなす偏六角形の六辺は、上記歯2の歯すじに垂直な方向(図3における二点鎖線方向)に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の対辺をなす緩傾斜辺5aと、これらの緩傾斜辺5aにそれぞれ鈍角に交差しつつ上記傾斜角αよりも大きな傾斜角βで該緩傾斜辺5aと同じ向きに歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の対辺をなす急傾斜辺5bと、歯2の歯先側(図3において上側)と歯元側(図3において下側)に位置して上記歯すじ方向に向けて延びる一対の対辺をなす端辺5cにより構成されている。
The
また、一対の緩傾斜辺5a同士と、一対の急傾斜辺5b同士、さらには一対の端辺5c同士も、本実施形態では上記歯面3に対向する方向から見てそれぞれ互いに平行に延びるようにされており、このうち、ランド5の歯すじ方向両端縁に位置する各一対の緩傾斜辺5aと急傾斜辺5bが切刃とされる。
In addition, the pair of gently
このようにランド5が偏六角形状に形成されることにより、ランド5の歯すじ方向の幅すなわちランド幅は、歯丈方向の中央部で最大ランド幅Lとなり、この最大ランド幅Lの位置から歯先側と歯元側とに向かうに従い漸次小さくなって、歯先側の上記端辺5cと歯元側の端辺5cの位置の少なくとも一方で最小ランド幅lとなる。ここで、本実施形態では、これら最大ランド幅Lと最小ランド幅lとの比L/lは、1.2を上回り1.8未満の範囲とされている。
By forming the
また、本実施形態では、上述のようにランド幅が最大ランド幅Lとなる位置は、同じく歯2の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面3に対向する方向から見て図3に示すように歯元側の端辺5cからこの最大ランド幅Lの位置までの歯すじに垂直な方向における距離hがランド5の一対の端辺5c間の歯丈Hに対してなす比h/Hが、0.2を上回り0.7未満の範囲となるように、すなわちランド5の歯丈方向の略中央部に位置するようにされている。なお、図2に示した歯2においては、歯面3の歯すじ方向両端部にランド5が残されているが、これら両端部の少なくとも一方にはランド5が形成されていなくてもよい。また、歯2の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面3に対向する方向から見て、一対の端辺5cは歯すじ方向に向けて延びていればよく、すなわち歯すじに平行な方向に対して僅かに傾斜していてもよい。
Further, in the present embodiment, the position where the land width becomes the maximum land width L as described above is the same as that seen from the direction facing the tooth surface 3 perpendicular to the surface passing through the center of the
ここで、本実施形態では、このランド5は、図3に示すように上記最大ランド幅Lとなる位置で両端縁の緩傾斜辺5aと急傾斜辺5bとが交差するようにされており、従って最大ランド幅Lの位置は歯丈方向に1点だけとなる。ただし、両端縁の緩傾斜辺5a同士または両端縁の急傾斜辺5b同士が歯丈方向にオーバラップしていて、最大ランド幅Lとなる位置が上記範囲内で歯丈方向に幅を有していてもよい。また、図3では歯先側の端辺5cで最小ランド幅lとなるようにされているが、歯元側の端辺5cで最小ランド幅lとなるようにされていてもよく、これら歯先側と歯丈側の端辺5cが互いに等しく最小ランド幅lとされていてもよい。
Here, in this embodiment, the
一方、本実施形態では、セレーション溝4は、その溝底面4aが、図4に示すように歯2の歯面(ランド5の上記偏六角形状をなす表面)3がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるように形成されるとともに、この溝底面4aから歯面3に至る溝壁面4bは、図5に示すように溝底面4aおよび上記歯面3に垂直となるように形成されている。
On the other hand, in the present embodiment, the
ただし、上記溝底面4aには、歯面3に対向する方向から見て図3に破線で示すように、本実施形態ではランド5の一対の急傾斜辺5bの延長線上に延びる段差4cが形成されており、歯すじ方向に隣接する段差4cおよび溝壁面4bの間の部分では、図5に示すようにセレーション溝4の溝深さが段差4cとランド5との間よりも一段深くされて、溝底面4aが段差面状とされている。なお、段差4cは、溝底面4aに垂直とされている。
However, the
このようなセレーションが形成されたシェービングカッタを製造する際の本発明の製造方法の一実施形態では、上記歯面3に、上記緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4と、上記急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4とを、互いに交差するようにして歯2の歯先と歯元の間に亙って形成すればよい。どちらのセレーション溝4を先に形成しても構わないが、急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4を緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4よりも深くすれば、上述のような段差面状の溝底面4aを有するセレーション溝4を形成することができる。
In one embodiment of the manufacturing method of the present invention when manufacturing a shaving cutter having such serrations, the tooth surface 3 has
例えばこのような製造方法によって製造される上記構成のシェービングカッタにおいては、上述のようにランド5の幅が最大ランド幅Lとなる位置が歯丈方向の略中央部に位置していて、この位置から歯先側と歯元側に向かうに従いランド幅が漸次小さくなって、歯先側か歯元側の少なくとも一方(本実施形態では歯先側)で最小ランド幅lとなるようにされている。
For example, in the shaving cutter having the above-described structure manufactured by such a manufacturing method, the position where the width of the
すなわち、シェービング加工において切れ味が鋭い噛み合い円の周辺位置から切れ味が鈍くなる歯先側および歯元側に向けてランド幅が小さくなっていって、逆に被削歯車に対する面圧は大きくなってゆく。このため、これら歯先側および歯元側における切れ味を、面圧を高くすることによって補って、歯丈方向の全体に亙ってランド5の上記切刃による切れ味の均一化を図ることができ、これにより被削歯車を高精度に仕上げ加工することが可能となる。
In other words, in the shaving process, the land width decreases from the peripheral position of the meshing circle with sharpness toward the tooth tip side and the tooth root side where the sharpness becomes dull, and conversely, the surface pressure against the work gear increases. . For this reason, the sharpness on the tooth tip side and the tooth root side can be compensated by increasing the surface pressure, and the cutting edge of the
そして、歯2の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面3に対向する方向から見てランド5が、歯2の歯すじに垂直な方向に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の緩傾斜辺5aと、これら緩傾斜辺5aと同じ向きで、ただし歯すじに垂直な方向に対してより大きな傾斜角βで傾斜して延びる一対の急傾斜辺5bとを備えた偏六角形状をなしていて、これら各一対の緩急傾斜辺5a、5bが切刃として作用する。このため、これら緩急傾斜辺5a、5bの傾斜の向きを被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて切れ味を向上させる向きに設定することにより、反対向きに傾斜する切刃や歯すじに垂直に延びる切刃は形成されることはないので、切刃の切れ味向上効果のみを得ることができる。従って、上記構成のシェービングカッタによれば、一層高精度の仕上げ加工を行うことができる。
The
また、本実施形態では、このように歯丈方向の略中央部で最大となるランド5の最大ランド幅Lと、歯先側または歯元側あるいはその双方で最小となるランド5の最小ランド幅lとの比L/lが1.2を上回り1.8未満の範囲とされているので、上述のような切れ味の均一化を確実に奏功しつつ、歯先側や歯元側でランド5に欠けが生じたりするのは防ぐことができる。すなわち、この比L/lが1.2以下であって、最大ランド幅Lと最小ランド幅lとの差が小さすぎると、上述のような切れ味の均一化を図ることができずに歯形精度の劣化を招くおそれがあり、逆に比L/lが1.8以上で大きいと、最小ランド幅lとなる歯先側または歯元側あるいはその双方でランド幅が小さくなりすぎてランド5に欠けが生じてしまうおそれがある。
Further, in the present embodiment, the maximum land width L of the
さらに、本実施形態では、ランド5がなす偏六角形の歯元側の端辺5cから上記最大ランド幅Lとなる位置までの歯丈方向における距離hが一対の端辺5c間の歯丈Hに対してなす比h/Hが、0.2を上回り0.7未満の範囲となるようにされていて、ランド5の歯丈方向の略中央部にこの最大ランド幅Lが位置するようにされており、切れ味の鈍りがちな歯先側や歯元側でさらに切れ味が損なわれて歯形精度の劣化を生じるのを防ぐことができる。すなわち、最大ランド幅Lとなる位置が上記範囲よりも歯先側や歯元側に近いとこの近い側での切れ味が損なわれて被削歯車の歯形精度の劣化を招くおそれが生じる。
Furthermore, in this embodiment, the distance h in the tooth height direction from the
一方、本実施形態では、上述のように最大ランド幅Lと最小ランド幅lとの比L/lが上記範囲となるようにすることにより歯先側や歯元側のランド5の強度を確保して欠けの発生を防止しているが、これに加えて、セレーション溝4の溝底面4aを、歯面3に対向する方向からみて上記一対の緩傾斜辺5aまたは上記一対の急傾斜辺5bの延長線(本実施形態では一対の急傾斜辺5bの延長線)上に延びる段差4cが形成されて、これら段差4cの溝深さを浅くした段差面状とすることによっても、これら歯先側および歯元側におけるランド5の強度の向上を図っている。
On the other hand, in the present embodiment, the strength of the
従って、上記段差4cによって溝深さが浅くされたランド5の歯先側と歯元側では、切刃となる一対の緩傾斜辺5aと一対の急傾斜辺5bのうち、本実施形態では一対の緩傾斜辺5aにより近い位置までセレーション溝4の溝底面4aが盛り上がって肉厚が確保されるので、これら歯先側と歯元側とでランド5の強度を向上させて欠け等の発生を防止することができる。その一方で、セレーション溝4を挟む上記急傾斜辺5bと段差4cとの間では歯先から歯元に亙って溝深さが深くされているので、切刃とされる一対の緩傾斜辺5aおよび急傾斜辺5bによって生成された切屑は円滑に排出することができるとともに、シェービング加工時に供給される切削油も確実に加工部位に行き渡らせることができる。
Accordingly, on the tooth tip side and the tooth root side of the
また、このようなシェービングカッタを製造する際の本発明のシェービングカッタの製造方法の一実施形態では、上述のように歯面3に、ランド5の上記緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4と、上記急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4とを、互いに交差するようにして歯2の歯先と歯元の間に亙って形成しており、一対の緩傾斜辺5a同士と一対の急傾斜辺5b同士はそれぞれ平行であるので、セレーション溝が一方向に斜めに延びているシェービングカッタを製造する方法を、異なる傾斜角α、βで2回行うだけで比較的容易に製造することができる。
Moreover, in one embodiment of the manufacturing method of the shaving cutter of the present invention when manufacturing such a shaving cutter, the
そして、このとき、これら緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4と急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4とで溝深さを異なる深さとすることにより、溝底面4aには深いセレーション溝4に沿った辺の延長線上に段差4cが形成されるので、上述のような歯先側と歯元側で肉厚が確保されるとともに段差4cの間では溝深さが深くされたシェービングカッタを、やはり比較的容易に製造することができる。
At this time, the
さらに、本実施形態では、これら緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4と急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4からなる溝底面4aが、歯2のランド5における歯面3がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるとともに、この溝底面4aから歯面3に至る溝壁面4bは溝底面4aおよび歯面3に垂直となるようにして、切刃とされる上記緩傾斜辺5aと急傾斜辺5bとが歯直角となるようにされている。このため、セレーション溝4により大きな容量を確保して一層確実な切屑排出と切削油供給を図ることができるとともに、ランド5の切刃とされる一対の緩傾斜辺5aと急傾斜辺5bにさらに鋭い切れ味を確保することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、ランド5の歯面3を再研磨したときでも、セレーション溝4の溝底面4aは上記インボリュート曲線に対して略平行に後退して延びることになるため、セレーション溝4の溝深さが部分的に浅くなるようなことはなく、再研磨回数を減らすことなく維持することができる。さらに、再研磨後に一対の緩急傾斜辺5a、5bによるランド5の歯面3の偏六角形状も変わることがない。
Further, even when the tooth surface 3 of the
なお、上記実施形態の製造方法では、急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4を緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4よりも深くすることにより、上記実施形態のシェービングカッタにおいて上記段差4cが歯面3に対向する方向から見てランド5の一対の急傾斜辺5bの延長線上に延びるようにしているが、これとは逆に緩傾斜辺5aに沿ったセレーション溝4を急傾斜辺5bに沿ったセレーション溝4よりも深くすれば、段差4cが緩傾斜辺5aの延長線上に延びてその間では溝深さが深くされた段差面状の溝底面4aを有するセレーション溝4を形成することができる。
In the manufacturing method of the above embodiment, the
このようにして製造されたシェービングカッタにおいても、ランド5の歯先側と歯元側では溝底面4aから急傾斜辺5bに連なる部分で肉厚が確保されるので強度の向上を図ることができるとともに、溝深さの深い部分によって円滑な切屑排出と切削油の供給を促すことができる。
Also in the shaving cutter manufactured in this way, the thickness can be secured at the portion of the
以下、本発明の実施例を挙げて本発明の効果を実証する。本実施例では、図1ないし図5に示した実施形態に略基づいて、ランド5が、歯2の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面3に対向する方向から見て、歯2の歯すじに垂直な方向に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の対辺をなす緩傾斜辺5aと、これらの緩傾斜辺5aにそれぞれ鈍角に交差しつつ上記傾斜角αよりも大きな傾斜角βで該緩傾斜辺5aと同じ向きに歯2の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の対辺をなす急傾斜辺5bと、歯2の歯先側と歯元側に位置して歯すじ方向に向けて延びる一対の対辺をなす端辺5cにより囲まれた偏六角形状をなす6つのシェービングカッタを製造した。これらを実施例1〜6とする。
Examples of the present invention will be given below to demonstrate the effects of the present invention. In this example, the
なお、これら実施例1〜6のうち実施例1、3、4では、ランド5の歯すじ方向の最大ランド幅Lと最小ランド幅lとの比(以下、ランド比と称する。)L/lが1.2を上回り1.8未満の範囲とされている。また、実施例1、2では、ランド5の一対の端辺5c間の歯丈Hに対して、上記一対の端辺5cのうち歯元側の端辺5cからランド幅が最大ランド幅Lとなる位置までの歯丈方向における距離(以下、最大ランド部の位置と称する。)hがなす比(以下、歯丈比と称する。)h/Hが0.2を上回り0.7未満の範囲とされている。さらに、傾斜角αは実施例1〜6で互いに等しく3°とした。
Of the first to sixth embodiments, in the first, third, and fourth embodiments, the ratio between the maximum land width L and the minimum land width l in the tooth trace direction of the land 5 (hereinafter referred to as a land ratio) L / l. Is more than 1.2 and less than 1.8. Moreover, in Example 1, 2, with respect to the tooth height H between the pair of
一方、これら実施例1〜6に対する比較例として、実施例1〜6とランド比L/lおよび歯丈比h/Hがそれぞれ等しくて、緩傾斜辺5aを傾斜角α=0°すなわち歯すじに垂直で傾斜しない辺とするとともに、急傾斜辺5bの傾斜角βが実施例1〜6における緩急傾斜辺5a、5bの傾斜角α、βの差β−αと等しくなるようにした6つのシェービングカッタを製造した。これらを、ランド比L/lおよび歯丈比h/Hと傾斜角α、βの差β−αが実施例1〜6と等しいものにそれぞれ対応して比較例1〜6とする。
On the other hand, as a comparative example with respect to Examples 1 to 6, the land ratio L / l and the tooth height ratio h / H are equal to those of Examples 1 to 6, respectively, and the gently
さらに、実施例1〜6のうち実施例2、5、6とランド比L/l、歯丈比h/H、および傾斜角α、βの差β−αが等しくて、ただし緩傾斜辺5aの傾斜角αを6°と大きくした3つのシェービングカッタを製造した。これらを、ランド比L/l、歯丈比h/H、および傾斜角α、βの差β−αが実施例2、5、6と等しいものの順に実施例7〜9とする。従って、これら実施例7〜9では急傾斜辺5bの傾斜角βも実施例2、5、6より大きくなる。
Further, in Examples 1 to 6, Examples 2, 5, and 6 have the same land ratio L / l, tooth height ratio h / H, and inclination angles α and β with a difference β-α, except for the gently
そして、これら実施例1〜9と比較例1〜6のシェービングカッタにより、同一の条件において被削歯車にシェービング加工を施し、その際の歯形誤差を測定するとともに、ランド5の欠けの有無を確認した。この結果を、各シェービングカッタの最大ランド幅L(mm)、最小ランド幅l(mm)、歯丈H(mm)、上記最大ランド部の位置h(mm)、ランド比L/l、歯丈比h/H、緩傾斜辺5aの傾斜角α(°)、急傾斜辺5bの傾斜角β(°)、および緩急傾斜辺5a、5bの傾斜角α、βの差β−α(°)とともに表1に示す。
Then, with the shaving cutters of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6, shaving is performed on the work gear under the same conditions, and the tooth profile error at that time is measured, and the presence or absence of the
なお、これら以外のシェービングカッタの諸元は、カッタ本体1の材質が高速度工具鋼で外径221.7mm、歯数71、歯の捩れ角15°RH、歯幅25.4mm、セレーションピッチ1.8mmであり、ランド比L/lと歯丈比h/Hによる効果を確認するためにセレーション溝4の溝底面4aには段差が形成されないようにして、溝深さを0.68mmとした。
The specifications of the shaving cutter other than these are as follows. The
また、被削歯車の諸元は、材質がはだ焼鋼で外径47.5mm、モジュール3.0、圧力角17.5°、歯数13、捩れ角0°、歯幅20mmであり、加工条件は、加工方法がプランジカットで、カッタ回転数150rpm、プランジ送り0.5mm/min、ドゥエルタイムはT1:3sec、T2:3sec、T3:5secでBM(バックムーブメント)量:0.02mmであった。 The specifications of the gear to be cut are made of hardened steel with an outer diameter of 47.5 mm, a module 3.0, a pressure angle of 17.5 °, a number of teeth of 13, a twist angle of 0 °, and a tooth width of 20 mm. Machining conditions are plunge cut as the machining method, cutter rotation speed 150 rpm, plunge feed 0.5 mm / min, dwell time T1: 3 sec, T2: 3 sec, T3: 5 sec and BM (back movement) amount: 0.02 mm there were.
なお、図6にプランジカット方式のシェービング加工の加工サイクルを示す。この図6に示すように、カッタ本体1を正転させつつ加工開始時(a)から切込み開始時(b)までは被削歯車に早送り接近させ、切込み開始時(b)から切込み停止時(c)までは上記プランジ送りで切込みを行う。次いで、仕上げ面の凹凸を除去して完全にシェービングを行うために切込み停止時(c)から逆転開始時(d)までは切込みを停止する。この間の時間(sec)がドゥエルタイムT1である。
FIG. 6 shows a processing cycle of the plunge cut type shaving processing. As shown in FIG. 6, while the
さらに、逆転開始時(d)からカッタ本体1を逆回転させつつ後退開始時(e)までは切込みを停止した状態を維持する。この間の時間(sec)がドゥエルタイムT2である。次いで、後退開始時(e)から後退停止時(f)の間にカッタ本体1を被削歯車に対して後退させ、後退停止時(f)から離脱開始時(g)までは逆転したまま後退した状態で切込みを停止して弾性変形を修正する。この後退開始時(e)から後退停止時(f)までのカッタ本体1の後退(バックムーブメント)量がBM量であり、また後退停止時(f)から離脱開始時(g)までの間の時間(sec)がドゥエルタイムT3である。さらに、離脱開始時(g)から加工終了時(h)まではカッタ本体1が被削歯車から早送りで離脱してスタート位置に戻る。
Further, the state where the cutting is stopped is maintained from the start of reverse rotation (d) to the reverse start of rotation (e) while rotating the
この表1の結果より、まずランド比L/l、歯丈比h/H、および傾斜角α、βの差β−αが互いに等しい実施例1〜6と比較例1〜6とをそれぞれ比べると、いずれの組み合わせにおいても、緩傾斜辺5aが歯すじに垂直とされて傾斜していない比較例1〜6に対して、この緩傾斜辺5aが急傾斜辺5bと同じ向きに傾斜している実施例1〜6の方が歯形誤差が小さくなっていることが分かる。なお、実施例1〜6および比較例1〜6ともにランド比L/lが1.8以上のものはなく、ランド5に欠けは認められなかった。
From the results of Table 1, first to sixth Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 having the same land ratio L / l, tooth height ratio h / H, and inclination angles α and β difference β−α are compared. In any of the combinations, the gently
また、緩傾斜辺5aが互いに等しい傾斜角αで急傾斜辺5bと同じ向きに傾斜した実施例1〜6を比べると、ランド比L/lが1.2を上回り1.8未満の範囲と歯丈比h/Hが0.2を上回り0.7未満の範囲との少なくとも一方を満たす実施例1〜4では、歯形誤差が4μm以下であって旧JIS(JIS B 1702:1960)の0級(4μm以下)を満たすものであり、特に両方を満たす実施例1では歯形誤差が3μmで高い歯形精度を得ることができた。また、これらの範囲を両方とも満たさない実施例5、6においても、歯形誤差は旧JISの0級は満たさなかったものの、1級(6μm以下)を満たす結果となり、製品歯車としての歯形精度は満足するものであった。
Further, when comparing Examples 1 to 6 in which the gently
さらに、ランド比L/l、歯丈比h/H、および傾斜角α、βの差β−αが互いに等しくて、緩急傾斜辺5a、5bの傾斜角α、βが異なる実施例2、5、6と実施例7〜9を比較すると、いずれも傾斜角α、βが大きい実施例7〜9が高い歯形精度を得ていることが分かる。特に、上述のように実施例5、6が旧JIS1級の歯形誤差であったのに対して、これら実施例5、6とランド比L/l、歯丈比h/H、および傾斜角α、βの差β−αが等しくて傾斜角αが2倍の6°とされた実施例8、9では旧JISの0級を満たす結果となった。
Further, in the second and fifth embodiments, the land ratio L / l, the tooth height ratio h / H, and the difference β−α between the inclination angles α and β are equal to each other, and the inclination angles α and β of the steep and
ただし、この緩傾斜辺5aの傾斜角αが大きくなり過ぎると、図3から分かるように緩傾斜辺5aと端辺5cとの交差角は小さくなり、これら緩傾斜辺5aと端辺5cとの交差部におけるランド5の強度が損なわれて欠けが生じるおそれがある。その一方で、緩傾斜辺5aの傾斜角αが小さくなり過ぎて0°に近づくと、比較例1〜6のシェービングカッタと同じようになって、より高い歯形精度を得ることができない。
However, if the inclination angle α of the gently
このため、緩傾斜辺5aの傾斜角αは実施例1〜9のように3°〜6°の範囲とされるのが望ましい。また、急傾斜辺5bの傾斜角βは、この緩傾斜辺5aの傾斜角αに対して、ランド比L/lが1.2を上回り1.8未満の範囲と歯丈比h/Hが0.2を上回り0.7未満の範囲との少なくとも一方を満たす範囲に設定されるのが望ましく、双方を満たす範囲とされるのがより望ましい。
For this reason, it is desirable that the inclination angle α of the gently
1 カッタ本体
2 歯
3 歯面
4 セレーション溝
4a 溝底面
4b 溝壁面
4c 段差
5 ランド
5a 緩傾斜辺
5b 急傾斜辺
5c 端辺
O カッタ本体1の軸線
L 最大ランド幅
l 最小ランド幅
H 一対の端辺5c間の歯丈
h 歯元側の端辺5cからランド幅が最大ランド幅Lとなる位置までの軸線Oに垂直な方向における距離
1
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