JP6977494B2 - 歯切り工具、歯車加工装置、歯切り工具の再研磨方法及び歯切り工具の設計方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る歯切り工具は、スカイビング加工に用いられる歯切り工具であって、外周に複数の第一刃を備え、前記複数の第一刃の外接面が円筒状に形成され、前記第一刃の歯筋方向の一端に第一すくい面を有する第一加工部と、外周に複数の第二刃を備え、前記複数の第二刃が前記第一すくい面とは反対側において前記複数の第一刃に連続して設けられ、前記複数の第二刃の外接面が円筒状に形成され、前記第二刃の歯先面が前記第一刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第二刃の歯筋方向の一端に第二すくい面を有する第二加工部と、外周に複数の第三刃を備え、前記複数の第三刃が前記第二すくい面とは反対側において前記複数の第二刃に連続して設けられ、前記複数の第三刃の外接面が円筒状に形成され、前記第三刃の歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第三刃の歯筋方向の一端に第三すくい面を有する第三加工部と、を備える。
前記第一刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一である。前記第二刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃の歯厚と同一の歯厚である。前記第二刃の歯面は、前記第一刃の歯面と連続した面を形成する。前記第三刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃及び前記第二刃の歯厚より大きな歯厚である。前記第三刃の歯面は、前記第二刃の歯面に対して段差を有する。
前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材は、前記第三加工部から分離された状態で、前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨可能に構成され、前記第三加工部は、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三すくい面を再研磨可能に構成される。
本発明に係る歯車加工装置は、上記の歯切り工具と、前記歯切り工具をその中心軸線回りに回転させ、工作物をその中心軸線回りに回転させ、前記歯切り工具の中心軸線を前記工作物の中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とし、且つ、前記歯切り工具を前記工作物に対して前記工作物の中心軸線方向に相対的に移動することで、前記工作物に歯を創成する駆動装置と、を備える。歯車加工装置においても、上記の歯切り工具による効果と同様の効果を奏する。
(3.歯切り工具の再研磨方法)
本発明に係る歯切り工具の再研磨方法は、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材と、前記第三加工部とを分離し、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材が前記第三加工部から分離された状態で、前記一体部材における前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨し、前記第三加工部が前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三加工部における前記第三すくい面を再研磨する。
(4.歯切り工具の設計方法)
本発明に係る第一の歯切り工具の設計方法は、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材が前記第三加工部から分離された状態で、前記一体部材における前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨すると共に、前記一体部材における前記第一刃の歯面及び前記第二刃の歯面を再研磨し、前記第三加工部が前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三加工部における前記第三すくい面を再研磨すると共に、前記第三加工部における前記第三刃の歯面を再研磨する。
本発明に係る第二の歯切り工具の設計方法は、前記第一刃及び前記第二刃を設計するために、前記第三刃のモジュールより大きなモジュールの第一初期刃及び第二初期刃を設定し、設定した前記第一初期刃及び前記第二初期刃に対して歯厚修正を行うことにより、前記第三刃の歯厚より小さな歯厚に変更し、歯厚を変更した前記第二初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第三刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第二刃を決定し、歯厚を変更した前記第一初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第一刃を決定する。
歯車加工装置1の構成について、図1を参照して説明する。歯車加工装置1の一例として、5軸マシニングセンタを例にあげる。つまり、歯車加工装置1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)及び2つの回転軸(A軸,C軸)を有する装置である。本実施形態においては、歯車加工装置1は、横形5軸マシニングセンタを例にあげるが、横形5軸マシニングセンタに限られず、立形5軸マシニングセンタを適用することができ、マシニングセンタ以外の構成の装置も適用できる。
歯車加工方法の概要について図1を参照して説明する。まず、チルトテーブル60を旋回することにより、歯切り工具Tの中心軸線と工作物Wの中心軸線とが所定の交差角を有する状態とする。続いて、回転主軸40を回転することで、歯切り工具Tをその中心軸線回りに回転させる。さらに、回転テーブル70を回転することで、工作物Wをその中心軸線回りに回転させる。続いて、コラム20、サドル30及びスライドテーブル50を移動させることにより、歯切り工具Tを工作物Wに対して工作物Wの中心軸線方向に相対的に移動させる。このようにして、歯切り工具Tにより工作物Wが切削加工されることにより工作物Wに歯が創成される。
歯切り工具Tの詳細構成について、図2−図4を参照して説明する。歯切り工具Tは、第一加工部110、第二加工部120及び第三加工部130を備える。第一加工部110は、第一荒加工を実行する部位であり、第二加工部120は、第一荒加工に続いて第二荒加工を実行する部位であり、第三加工部130は、第二荒加工に続いて仕上加工を実行する部位である。
歯切り工具Tの第一刃111及び第二刃121の設計方法について、図5−図12を参照して説明する。第三刃131は、仕上加工を担当するため、工作物Wに創成する歯の諸元に等しい。つまり、第三刃131のモジュール及び圧力角等は、歯の諸元と同一である。そこで、第三刃131の諸元を基準として、第一刃111及び第二刃121を設計する。
歯切り工具Tが摩耗した場合には、再研磨を行う。再研磨の部位は、主として、すくい面である。すなわち、歯切り工具Tの再研磨の部位は、第一すくい面114、第二すくい面124及び第三すくい面134となる。
Claims (8)
- 外周に複数の第一刃を備え、前記複数の第一刃の外接面が円筒状に形成され、前記第一刃の歯筋方向の一端に第一すくい面を有する第一加工部と、
外周に複数の第二刃を備え、前記複数の第二刃が前記第一すくい面とは反対側において前記複数の第一刃に連続して設けられ、前記複数の第二刃の外接面が円筒状に形成され、前記第二刃の歯先面が前記第一刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第二刃の歯筋方向の一端に第二すくい面を有する第二加工部と、
外周に複数の第三刃を備え、前記複数の第三刃が前記第二すくい面とは反対側において前記複数の第二刃に連続して設けられ、前記複数の第三刃の外接面が円筒状に形成され、前記第三刃の歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第三刃の歯筋方向の一端に第三すくい面を有する第三加工部と、
を備え、
前記第一加工部及び前記第二加工部は、一体部材として構成され、
前記第三加工部は、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材に対して分離可能に構成され、
前記第一刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、
前記第二刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃の歯厚と同一の歯厚であり、
前記第二刃の歯面は、前記第一刃の歯面と連続した面を形成し、
前記第三刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃及び前記第二刃の歯厚より大きな歯厚であり、
前記第三刃の歯面は、前記第二刃の歯面に対して段差を有し、
前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材は、前記第三加工部から分離された状態で、前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨可能に構成され、
前記第三加工部は、前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三すくい面を再研磨可能に構成される、スカイビング加工に用いられる歯切り工具。 - 前記歯切り工具は、ねじれ角を有する歯車の加工に適用し、
前記第一刃、前記第二刃及び前記第三刃の歯筋方向は、前記歯切り工具の軸線方向に平行に形成され、
前記第一刃及び前記第二刃の歯厚は、前記ねじれ角に応じた歯厚に形成されている、請求項1に記載の歯切り工具。 - 請求項1又は2に記載の歯切り工具と、
前記歯切り工具をその中心軸線回りに回転させ、工作物をその中心軸線回りに回転させ、前記歯切り工具の中心軸線を前記工作物の中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とし、且つ、前記歯切り工具を前記工作物に対して前記工作物の中心軸線方向に相対的に移動することで、前記工作物に歯を創成する駆動装置と、
を備える、歯車加工装置。 - 請求項1又は2に記載の歯切り工具の再研磨方法であって、
前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材と、前記第三加工部とを分離し、
前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材が前記第三加工部から分離された状態で、前記一体部材における前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨し、
前記第三加工部が前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三加工部における前記第三すくい面を再研磨する、歯切り工具の再研磨方法。 - 前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材が前記第三加工部から分離された状態で、前記一体部材における前記第一すくい面及び前記第二すくい面を再研磨すると共に、前記一体部材における前記第一刃の歯面及び前記第二刃の歯面を再研磨し、
前記第三加工部が前記第一加工部及び前記第二加工部より構成される前記一体部材から分離された状態で、前記第三加工部における前記第三すくい面を再研磨すると共に、前記第三加工部における前記第三刃の歯面を再研磨する、請求項4に記載の歯切り工具の再研磨方法。 - 請求項1又は2に記載の歯切り工具の設計方法であって、
前記第一刃及び前記第二刃を設計するために、前記第三刃のモジュールより大きなモジュールの第一初期刃及び第二初期刃を設定し、
設定した前記第一初期刃及び前記第二初期刃に対して歯厚修正を行うことにより、前記第三刃の歯厚より小さな歯厚に変更し、
歯厚を変更した前記第二初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第三刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第二刃を決定し、
歯厚を変更した前記第一初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第一刃を決定する、歯切り工具の設計方法。 - 請求項1又は2に記載の歯切り工具の設計方法であって、
前記第一刃及び前記第二刃を設計するために、前記第三刃のモジュールと同一のモジュールの第一初期刃及び第二初期刃を設定し、
設定した前記第一初期刃及び前記第二初期刃に対して歯厚修正を行うことにより、前記第三刃の歯厚より小さな歯厚に変更し、
歯厚を変更した前記第二初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第三刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第二刃を決定し、
歯厚を変更した前記第一初期刃に対して歯先面修正を行うことにより、歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向内方に位置するように変更することにより、前記第一刃を決定する、歯切り工具の設計方法。 - 設定した前記第一初期刃及び前記第二初期刃に対して歯厚修正及び圧力角修正を行うことにより、前記第三刃の歯厚より小さな歯厚に変更すると共に、前記第三刃の歯面の圧力角と異なる圧力角にする、請求項6又は7に記載の歯切り工具の設計方法。
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