JPH0319724A - 歯車歯面の仕上加工方法 - Google Patents

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） 本発明は精度を持った歯車歯面の仕上加工方法に関する
。

（従来の技術） 従来歯切りした歯車の歯面を仕上げ加工するに際し、歯
幅方向に多くの溝を設けたシェービングカッターを用い
たり、歯車歯形の歯面に砥粒のついたカッター等を用い
たりして、これを歯切り後の歯車に噛み合せて回転させ
歯面を仕上げるような加工法が知られている。ところが
一般的に前省のシェービング加工法は、歯切りした加工
歯車に対し浸炭焼入れ或は高周波焼入れ等の熱処理を施
した後には適用出来ないため、シェービングによって高
精度に加工していても熱処理時の歪によって再び精度を
低下させるという問題があり、近年ではより高い精度の
歯車加工には、後者の歯車歯形の歯面に砥粒を被着した
カッターが用いられる例が多い。そしてこのようなカッ
ターとしては例えば高硬質の立方窒化朋素（ＣＢＮ）等
の微細粒子をニッケル等の結合材によって歯車形母材の
歯面に電気メッキ或は化学メッキして砥石として構成し
、浸炭焼入れ或は高周波焼入れ等熱処理を施した後の加
工歯車の歯面仕上げに用いている。すなわちこのような
ＣＢＮ等被着カッターを加工歯車と噛合させた後カッタ
ーを回転させることにより、カッターの砥粒と加工歯車
の歯面間に相対すべりが起りカッターによって加工歯車
を連れまねすだけで加工歯車の歯面が削り取られ、歯面
仕上げが行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） このような砥粒を被着せしめたカッターは熱処理後のワ
ークにも適用出来るため、シェービング加工法のように
熱処理後の歪の問題は生起しないが、反面他の不具合発
生の要因となっていた。すなわちこのようなカッターは
通常砥粒とワーク歯面の相対すへり速度を大きくずるた
め高回転で回転させられるが、カッターによって加工歯
車を連れまわすだけで加工歯車の歯面が削り取られ、こ
の削り取り量は半径方向へのいわゆる切り込みがなくて
も相当量に達する。このため加工が進み研削量が多くな
るにつれてカッターと加工歯車のかみ合いにパックラッ
シュが生じ、カッター側にはＣＢＮ等砥粒の脱落、ＣＢ
Ｎ等電着層の剥離等の悪影響を与え、加工歯車側には歯
面のうねり、歯面ビッチ誤差の増大、歯みぞの振れとい
った精度誤差等の不具合が生じることとなっていた。こ
のカッターの回転数と加工量（オーバーボールマイナス
量）の関係は第４図に示すとおりであり、横軸に示すカ
ッター回転数（ｒｐｍ）の上昇に伴ない、縦軸に示すオ
ーバーボール径マイナス量（ＩＩＴＩ１）が増大する状
態となっていた。又この時加工ざれる加工歯車の歯溝の
振れは第５図に示すように横軸に示すカッター回転数（
ｒｐｍ）が２０００ｒｐｍ以上では、縦軸に示す歯溝の
振れ（ｍｍ）が大きくなり、破線で示すＤＩＮ８級のよ
うな高い精度を必要とする歯車には適用し得ないことと
なる。尚、この第４図，第５図の加工条件はカッターの
切り込み量はＯｍ＋ｎとし、スパークアウトタイムを２
秒に設定したものであり、モジュール２、歯数２７、ね
じれ角左３６度の加工歯車に対し、歯数９７、ねじれ角
右３１度、ＣＢＮ粒度＃１４０のカッターで加工してい
る。

方カッター側と加工歯車側間に回転同期をとりながら加
工する方法も知られ、この方法では連れまわり抵抗によ
るワーク南面の研削は行なわれないので、カッター軸若
しくはワーク軸を夫々の軸間を詰める方向に移動しなけ
ればワーク歯面の研削は行なわれない。従って両者の間
に必要以上の噛み合いバックラッシュが生じることもな
く、カッターのＣＢＮ等の砥粒の脱落、ＣＢＮ等の電着
層の剥離、ワーク歯面のうねり、歯面ピッチ誤差の増大
及び歯溝の振れの増大等の不具合が起こりにくい。この
カッター軸とワーク軸の回転同期をとる方法は機械的な
方法と電気的方法の２通りがあるが前者の場合設備が複
雑化し、後者の場合には高速回転同期が難しいという難
点があり、しかも両者共に設備価格が高くなるという不
具合があった。

（課題を解決するための手段） かかる課題を解決するｋめ、本発明は歯車歯形の歯面に
砥粒を被着したカッターで加工歯車を連れまわして加工
するような仕上加工方法において、加工中不必要なバッ
クラッシュを生ゼしぬないよう加工開始から終了までの
間、カッター軸と加工歯車軸の軸間隔を加工歯車の歯厚
減少分に応して半径方向に縮めながら加工することとし
た。

（作用） 不必要に大きい噛み合いバックラッシュが生じないため
、カッターと加工歯車の噛合面にたたき合い現象が発生
せず、ＣＢＮ等砥粒の脱落、電着等の剥離等といったカ
ッター側の不具合が抑制ざれるとともに、加工歯面のう
ねり、歯面ビッチ誤差、歯みぞの振れといった誤差を少
なくすることが出来、加工精度が高まる。

（実施例） 本発明の歯車歯面の仕上加工方法の実施例について添付
した図面を用いて説明する。

第１図は本発明の加工法で加工する状態を示す加工装置
の斜視図、第２図．第３図は従来の方法との加工精度の
比較を示し、第２図が歯溝の振れ、第３図が累積ピッチ
誤差を示す。

歯切り加工の施された加工歯車１は第１図に示すように
テーブル２上の左右のセンタ台３．３で保持され、治具
４によって加工歯車軸を中心として回転可能に支えられ
ている。この加工歯車１の上方にはカッターヘッド５が
臨み、このカッターヘット５にはカッター６が設けられ
て加工歯車１に対して離接自在とされている。

このカッター６は本実施例の場合、回転方向が自在とな
り、モジュール２、歯数９７、歯幅１７＋ｎｍ，ねじれ
角右３１度、ＣＢＮ粒度＃２００の諸元としている。ま
た　このカッターヘッド５には加工部に切削油を吹きつ
けるため切削油パイプ７を設けている。以上のような加
工具によって従来の方法と本発明の方法とで仕上げ加工
を試みた。

まず従来のやり方で１０個の加工歯車を加工した。すな
わち加工歯車１とカッター６の歯部を軸間距ｌ！ｌｌＯ
．ｌｍｍのバックラッシュで噛み合させ、研削油を吹き
つけながらカッター６の回転を開始し、最初に時計回転
方向に５００ｒｐｍ／ｓｅｃの割合いで、２，５００ｒ
ｐｍまで引き上げた。２，５００ｒｐｍ到達後、切り込
み速度１．０＋Ｉｌｍ／ｎ＋ｉｎで０．１ｍｍの切り込
みを行なった後その位置で２ｓｅｃのスパーク・アウト
（そのままで回転させること）を行ないカッター回転を
停止させた。次いで今度は反時計回転方向に５０Ｏｒｐ
ｍ／ｓｅｃの割合いで２．５０Ｏｒｐｍまで引き上げス
パーク・アウトを２　ＳｅＣ行なって両面の加工を完了
した。この結果これらの加工歯車のオーバーボール径の
マイナス量は０１９〜０．２１ｍｍであり、１０個の加
工歯車の歯溝の振れ（ｍ＋ｎ）は第２図の破線に、累積
ピッチ誤差（μ）は第３図の破線に夫々示すとおりとな
った。尚第３図中一方は右歯面の値を他の一方は左歯面
の値を示す。

次に本発明のやり方で１０個の加工歯車を加工した。前
述の例と同様カッターと加工歯車を軸間距ｌ！ｌＯ．１
ｍ＋ｎのバックラッシュで噛合させ、研削油を吹きつけ
ながらカッター回転を時計回転方向側に５００ｒｐｍ／
ｓｅｃの割合いで、２，５００ｒｐｍまで引き上げ、今
回はこの回転引き上げ中も次のような割合いで切り込み
を与えた。まず０〜５００ｒｐＩＩ１の間は０．２ｍｍ
／ｍｉｎで、　５００〜１，０００ｒｐｍの間は０．４
ｍｍ／ｍｉｎで、　１，０００　〜１．５００ｒｐｍの
間は０．６ｍｍ／ｍｉｎで、１　，　５００　〜２　，
　０００ｒｐｍの間は０．８ｎ＋＋＋＋／ｍｉｎで、　
２．０００〜２，５００ｒｐｍの間は１．０ｍｍ／ｍｉ
ｎの割合いで夫々切り込みを行ない、回転が２，５００
ｒｐｍに到達後スバークアウトを設定することなく直ち
にカッター回転を停止させた。次いで今度はカッターを
反時計回転方向に回転させ、上述と同じ要領で切り込み
を与えた後２，５０Ｏｒｐｍ到達後直ちにカッター回転
を停止して加工を完了した。この結果、これらの加工歯
車のオーバーボール径のマイナス量は０．１８〜０．１
９ｍｍであり、１０個の加工歯車の歯溝の振れ及び累積
ピッチ誤差は夫々第２図，第３図の実線に示すとおりで
あった。

この従来のやり方及び本発明のやり方による加工結果の
対比から明らかなように、歯溝の振れ及び累積ピッチ誤
差とも明らかに本発明の場合は少なくなっており、又加
工後のワークの歯筋歯型のデータの比較からも、従来の
やり方に見られる大きなうねり現象も認められず、更に
はカッターのＣＢＮ砥石の脱落も従来のやり方では約８
％程認められたが本発明では脱落が認められなかった。

尚木実施例の場合切り込みの与え方はある回転数の幅に
応じて切り込み速度を変えて一定の値に設定しているが
、常にピッチ円周上のバックラッシュを３０μ以下にす
ると良い結果を生ずることが確認されている。

（発明の効果） 以上のように本発明の歯車歯面の加工方法は、特に熱処
理後の加工歯車の仕上加工において精度を持って加工す
ることが出来、又カッターと加工歯車間に回転同期をと
る必要もないので廉価に構成出来、しかもカッターの酎
命性向上と相俟って産業上価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加工法で加工する状態を示す加工装置
の斜視図、第２図，第３図は加工精度を従来の方法と比
較して示し、第２図が歯溝の振れ、第３図が累積ピッチ
誤差、第４図，第５図は従来のやり方による加工値を示
し、第４図はカッター回転数と加工！（オーバーボール
径マイナス量）の関係、第５図はカッター回転数と歯溝
の振れの関係を示す。 尚同図中、１は加工歯車、６はカッターを示す。 第２図 ワーク Ｎｏ． ワーク Ｎｏ． カツクー回転数（ｒｐｍ） カッター回転数＜ｒｐｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 歯車形の歯形歯面に砥粒を被着したカッターを加工歯車
   に噛合させ、カッターの回転で加工歯車を連れまわして
   加工歯車の歯面を研削するようにした歯車歯面の仕上加
   工方法において、 この加工法は加工開始から終了までの間、研削される加
   工歯車の歯厚減少分に応じ、カッター軸と加工歯車軸の
   軸間隔を半径方向に縮めながら加工することを特徴とす
   る歯車歯面の仕上加工方法。