JPH02292121A

JPH02292121A - 万能歯車面取り盤

Info

Publication number: JPH02292121A
Application number: JP10780989A
Authority: JP
Inventors: Mikio Tsuzuki; 都築　幹夫; Nobuyuki Hayashi; 伸之林; Kunio Hayashi; 邦夫林; Shigeru Obonai; 小保内　茂; Hisatoshi Yoshida; 吉田　久稔; Shinji Nakaoku; 中奥　信二; Hiroshi Yoshikawa; 広吉川
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-12-03
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JP3017503B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は歯車の歯端（エッジ）の面取りに関する、詳し
くは汎用性のあるフライスカフタを用い、容易な段取り
替えで、歯先から歯底まで歯形にそって一様な面取りを
行う面取り盤に関するものである。

〔従来の技術〕

歯切りされた歯車の歯端の面取りには従来一般に専用の
歯車面取り盤が用いられ、これには歯車加工によるパリ
取りも兼ねて面取りを行うものが多かった。

その一例を第９図に示すと、歯車面取り盤３０において
、モータ３１からＶベルト３２により軸３３が駆動され
、軸３３の中央に設けられた傘歯車３４より平歯車３５
を経てウォームホイール３６に回転が伝えられ、その上
端部に取り付けられた被加工物（以下ワークピースと言
う）３７が回転する。また、軸３３の両端に設けられた
傘歯車３８を経て最終的に切削工具（刃具）３９が回転
する。切削工具３９が１回転でワークピース３７が１歯
回転するようにチェンジギャ４０を選び、切削工具３９
の形状をワークビース３７の歯形に合ったものとするこ
とにより、切削工具３９によるワークピース３７の１歯
の面取りが行われる。

第９図のＣ部の拡大説明図を第１０図に示す。

ワークビース３７の矢印に示すような、回転に同期して
カッタ４２を備えた切削工具３９が矢印に示すように運
動して図示の左側のカッタ４２で傘歯車の大端側の、右
側のカッタ４２で小端側の歯車の面取りを行う。

また、特開昭６２−３９１１７号公報、Ｕ　Ｓ　Ｐ　（
１９６６年１１月２２日アメリカ特許）３２８６５９３
号には、それぞれ面取りする部分に沿うように切削工具
を円弧運動させるために切削工具の位置を關整する装置
と方法とが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近は、歯元部のエッジロードや切欠き効果による強度
低下を防ぐために、歯車の面取りに関しては歯先から歯
底にかけてなめらかに一様な面取りをすることが要求さ
れている。

従来の面取りを第８図に、最近要求されている面取りを
第７図に示す。

歯先２３と歯底２５との間でのそれぞれの面取り部２４
を示す。図に示す通り、従来の面取り第８図に於いては
歯底部２５の面取りはなされていないが、要求されてい
る面取りは、第７図に示す様に歯底部２５までの面取り
を行うことが必要である。第８図、第７図は円筒歯車の
例であるが、傘歯車でも同様なことが要求されている。

また、従来技術に於いては、面取りのためには、専用が
それに近い切削工具を必要とし、歯車諸元の異なる他の
ワークピースを加工するには例えば第９図に於いてチェ
ンジギャ４０の交換を要する等の多大の機械の段取り時
間を必要とし、しかも切削工具がワークビースの歯面と
干渉するために歯底近くの面取りが出来ない。また、こ
の面取り量の補正も非常に難しい。

また、面取りの形状が切削工具により決まるので、面取
りの形状を変える場合には、切削工具の刃先形状をその
都度変えなければならない。

更に、多種類のワークビースを加工する場合には、前述
の通り、それぞれのワークビースに合ったチェンジギャ
と切削工具を選び、その都度交換しなければならない。

上記の事情に鑑み本発明に於いては、歯底部の面取りも
可能とし、かつ、歯車諸元の異なる各種の歯車の歯形に
就いても短特開で容易に面取りを行うことのできる汎用
の面取り盤と切削工具を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために本発明に於いては、歯車
の歯端の面取り加工を行う面取り盤であって先端に複数
の刃を有し、全体を回転させることによって歯面と干渉
せず、歯車の歯ミゾに入り、面取りを行う切削工具と、
該切削工具を保持回転するよう駆動手段を有した刃物軸
頭と、被加工物の中心軸に対し、前記刃物軸頭に保持さ
れた切削工具の中心軸を任意の角度に旋回及び固定させ
る駆動手段と、また前記切削工具を被加工物に対して左
右、上下、前後に移動させる駆動手段と、前記被加工物
の回転と前記切削工具の左右、上下、前後の送りを同期
させる制御手段とを備えたことを特徴とする万能歯車面
取り盤を提供する。

〔作　用〕

ワークビースを面取り盤に取り付け、位置決めクランプ
をした後、モータの駆動により旋回台を動かし、該旋回
台に支持された刃物軸頭に収められた切削工具のカッタ
をワークピースの歯車の歯端の近く所定の作業開始の位
置に移動させてセットし、次いで、所定のモータを稼動させて、カッタの左右、上
下、前後の動きとワークピースの回転とを同期に運動さ
せながらカッタをワークピースの歯形の端部に沿って動
かし一歯分の切削を行った後カッタをもどし、ワークビ
ースの回転に応じて次の歯に対してカッタを送り、切削
を行い、これを繰返して歯車の面取り加工を終える。

〔実施例〕本発明は制御手段により環状フライス力ツタを持つ切削
工具とワークピースをモータで同期の運動をさせながら
駆動し、歯車の面取りを行うものである。

先づ本発明の原理を傘歯車の例で説明すると、第３図に
、ワークビース１５の傘歯車の１部が画かれており、太
線部分２４で面取りの必要な部分が示してある。又カッ
タ１が点線で画かれている。

今ワークビース１５の面取りの始めの位置のカツタ１の
回転開始の位置をＥ，終了の位置をＦとする。面取りに
あたってはカッタ１の回転中心がＥからＦに移り同時に
その軸方向もワークピースに対して相対的に移動し、こ
の２つの動きを歯形に沿ったものとすれば、カッタで歯
形に沿った面取りをすることができる。実際にはこのと
き、ワークビース１５は図示の様に静止の状態ではなく
カッタの動きと同期して回転し、両者の動きが合成され
て切削が行われ、面取り部２４が創成される。

上記の原理に基いて面取りを行う本発明による歯車面取
り盤の実施例を第１図に示す。

第１図は歯車面取り盤の全体の構成を示す。歯車面取り
盤２０に於いて、カッタ１を取り付けた切削工具２１は
刃物軸頭２に回転自在に取り付けられ、刃物軸モータ３
により駆動される。刃物軸頭２は旋回台１４に取り付け
られ、モータ６により駆動されたウォーム５とウォーム
ホイール４とにより、図示Ａ−Ａを旋回軸とした旋回及
び任意の位置への固定をすることが出来る。また、刃物
軸頭２は旋回台１４の動きに伴いボールねじ７．８．゜
９とモータ（ＡＣサーボモータ＞　１０．　１１．　１
２により、それぞれ左右（図示２−２）　、上下（図示
Ｙ−Ｙ）　、前後（図示Ｘ−Ｘ）の方向に移動できる。

１３はこの移動を容易にするためのバランスウェイトで
ある。ワークピース１５はチャックシリンダ１９により
当該歯車面取り盤のスピンドルに固定され、モータ１８
により駆動されたウォーム１７とウォームホイール１６
とにより、図示Ｂ−Ｂを回転軸として回転する。この中
、切削工具２１の左右、Ｚ−Ｚ方向移動用モータ１０と
上下、Ｙ−Ｙ方向移動用モータ１１の中の任意の一つ又
は二つは、ワークビース１５を回転させるモータ１８と
制御手段すなわちＮＣコントローラ等により同期運動を
することが出来、これにより、面取り加工中のカッタと
ワークとの面取り部２４に沿った正確な動きが可能とな
る。

第２図に切削工具２１０部分拡大図を示す。

（ａ）　　は環状にカッタ１が配列された切削工具２１
の正面図、（ｂ）　はその側面図、１はカッタ（本図で
は２段）を示す。

以上の様な構成のもとてカッタ１を刃物軸モータ３で回
転させ、刃物軸頭２を旋回台１４と共にモータ１０で左
右（２−２）方向に送るとカッタ１の刃先の軌跡は環状
に配列されたカッタが回転しながら前進するので円柱形
となり、面取りされる歯．車の歯形曲線と同じにするこ
とができる。ワークビース１５の面取り部分が第３図に
示すようにこのカッタの刃先が画く円柱の内側に接する
ように回転させると面取り部分とカッタとの交点の部分
（第３図、太線の面取り部分）は削られ、面取りされる
。

第４図にカッタが一個の歯形に沿って面取り加工を行う
場合の加工の進度に応じたワークとカッタとの様子を示
し、（ａ）　　は加工始め、（ｂ）は加工中、（Ｃ）は
歯底までに加工が達した状態を示す。

この様にして一つの歯形の端面の加工が終了する。

第５〜６図にこの作業を傘歯車について連続的に行う場
合の面取り加工の手順を示す。

第５図はワークビース１５の傘歯車の大端側の面取りを
行う場合で、（ａ）はそのために切削工具２１がワーク
ピース１５の大端側に接近して加工に入る前の位置にセ
ットされた状態、（ｂ）　はその加工作業中のカツタ１
の刃先の動きを示し、当初Ｓの位置にセットされていた
カツタ１の刃先は■→■→■→■→■→■→■と動いて
一歯の面取りを終り次いで次の歯に矢印の様に動いて一
歯毎の加工を行い■→■→■と動いて各歯の面取りを行
う。歯の片側の面取りの後、この面に向き合った反対面
の面取りも行い、大端部の加工を終る。次に、第５図に
示すように小端部の加工を行う。（ａ）はワークビース
１５に切削工具２１が接近して加工に入る前の状態を示
し（ｂ）はその加工時のカッタ１の刃先の軌跡を示し、
■→■→＠→０→Ｏ→０−＠）→■→＠→Ｓの順序で加
工を終える。

上記の通りに行われる面取り加工作業について、該歯車
面取り盤に関する作業手順の一例を説明すると次の通り
となる。

■　ワークビース１を面取り盤２０に取り付ける。

■　位置決めをしてチャックシリンダ１９を用いてクラ
ンプする。

■　刃物軸頭について、モータ１０で左右（Ｚ一Ｚ）、
モータ１１で上下（Ｙ−Ｙ）、モータ１２で前後（Ｘ−
Ｘ）方向の移動とモータ６でＡ−Ａ軸廻りの旋回及びモ
ータｌ８でワークピースのＢ−Ｂ軸廻りの回転を行って
、カッタ１の刃先の位置をワークピース１５の傘歯車の
大端部セット位置（例えば第５図（ａ））へ移動させる
。

■　モータ１８とモータ１０又はこれに加えてモータ１
１を同期に移動させてカッタ１を歯形の端部に沿って動
かし、一歯分の切削を行う（第５図（ｂ）参照）。

■　カッタをもどし、次の歯形に対する位置割出しを行
い、上記動作を歯数分だけ行えば、片側の面取りが行わ
れる。次で刃物軸頭２の位置と傾きとを変えて同様に行
えば反対面の面取りも行われる。

■　大端部終了後小端部位置ヘカックを移動しく第６図
）、同様な動作をくり返し、全部の面取りを終る。

■　クランブを取り外す。

■　ワークピース１を取り外す。

以上の手順により面取り加工が行われるが、この面取り
の深さ（量）についても、カッタ１の送りの深さを調節
することで任意に決めることができる。従って、工具（
カッタ）の摩耗による面取り量の補正も簡単に行うこと
ができる。

以上の説明は傘歯車の例について述べたが、本歯車面取
り盤を用いればインボリニート歯形をした円筒歯車やス
ブロケット、スプライン等も、また、インボリュート歯
形に限らず、面取りを必要とする歯形の稜線部分の３次
元座標を知ることにより、前記の通りカツタがワークピ
ースの歯形の稜線に沿って動くように各モータの動きを
同期させることが可能で、したがってこれに対する制御
手段のプログラムを設定すれば、コンピュータ制御によ
り、一つの面取り盤を用いて各種歯形の面取り加工を容
易に行うことが出来る。

上記により、前述した従来例のように、多種類のワーク
ビースの面取りを行う場合に歯車面取り盤のチェンジギ
ャの交換等のワークビースへの段替時間が大幅に節約出
来る。

また、使用するフライス力フタもある程度の歯形の大き
さの範囲内では専用でなく、汎用のフライスカッタを使
用する事が可能となり、また、一種類のカッタで行える
面取りの形状大きさの設定範囲も広くなる。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより次の効果がある。

（１）歯車の種類に限定されず、その歯車の歯端の面取
りを必要とする歯の稜線部分の３次元座標を知ることに
より、面取り加工のプログラム設定が容易に可能であり
、面取りの形状、大きさをプログラムにより任意に設定
でき、多種類の歯車の面取りを１種類の面取り盤で行う
ことが可能となる。

（２）歯底部の面取りが容易に行われ、製品の品質゛が
向上する。

く３）所定の寸法の範囲内で汎用のフライス力ツタが使
用できる。従って、フライスカッタを適当に選択するこ
とにより、異なる大きさくモジュール）の歯車も一定の
範囲内で一種類のカッタで加工可能である。

（４）工具の摩耗による面取り量を簡単に補正すること
ができる。

（５）前記（１）（２）項により、多種類のワークビー
スの加工に際しての段取り替えに要する時間が大幅に低
減され、また、加工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による歯車面取り盤の全体の構
成を示す斜視図、第２図は前記面取り盤の切削工具の部
分拡大図で（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、
第３図は、本発明による加工の原理を示す説明図、第４
図は前記加工の進度に応じたワークとカッタとの関係位
置を示し、（ａ）　は加工始め、（ｂ）は加工中、（Ｃ
）は歯底まで加工が達した状態、第５図はワークビース
の傘歯車の大端部の面取りを行う時のワークに対するカ
ッタの動きを示し、（ａ）　は側面図、（ｂ）　　はカ
ッタの軌跡を表わす平面図、第６図はワークビースの傘
歯車の小端部の面取りを行う時のワークに対するカッタ
の動きを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はカッタの軌跡
を表わす平面図、第７図は本発明による歯車の面取り部
分の部分拡大斜視図、第８図は、従来技術による歯車の
面取り部分の部分拡大斜視図、第９図は、従来技術によ
る歯車面取り盤の斜視図、第１０図は、第９図のＣ部拡
大説明図を示す。１・・・カッタ、　　　　　　２・・・刃物軸頭、６・
１０，　１１，　１２．　１８・・・モータ、１４・・
・旋回台、１５・・・被加工物（ワークピース）、１９・・・チャ
ックシリンダ、２０・・・歯車面取り盤、　２１・・・切削工具。

Claims

【特許請求の範囲】

１、歯車の歯端の面取り加工を行う面取り盤であって先
端に複数の刃を有し、全体を回転させることによって歯
面と干渉せず、歯車の歯ミゾに入り、面取りを行う切削
工具と、該切削工具を保持回転するよう駆動手段を有し
た刃物軸頭と、被加工物の中心軸に対し、前記刃物軸頭
に保持された切削工具の中心軸を任意の角度に旋回及び
固定させる駆動手段と、また前記切削工具を被加工物に
対して左右、上下、前後に移動させる駆動手段と、前記
被加工物の回転と前記切削工具の左右、上下、前後の送
りを同期させる制御手段とを備えたことを特徴とする万
能歯車面取り盤。