JPH04193414A - 歯車の仕上加工方法 - 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 本発明は研削による歯車の仕上加工方法に関する。

従来の技術 平歯車やはす両歯車の歯面の面粗度および歯形精度の向
上を目的として、研削により歯車の仕上加工を施すこと
が行われる。このような研削による仕上加工は、例えば
被加工歯車をヘットストックとテールストックとで両持
ち支持させ、この被加工歯車と内歯車状の砥石とを噛み
合わせる一方、被加工歯車を主軸モータにより、砥石を
砥石駆動モータによりそれぞれ同期回転させ、被加工歯
車と砥石とをあたかも歯車対のように回転させることに
よって、被加工歯車と砥石との歯面同士のすべり接触を
利用して研削することを基本とする。

発明が解決しようとする課題 このような従来の仕上加工方法においては、被加工歯車
と砥石とをそのバックラッシュが零になるように噛み合
わせて加工を行うのが理想であるが、被加工歯車と砥石
との位相を合わせた上で、被加工歯車と砥石との中心間
距離が所定の値となるように砥石台に所定の送りを与え
て両者を噛み合わせたとしてもその両者の噛み合い状態
が常に一定になるとはかぎらない。

これは、個々の歯車がもつ機械加工時の加工誤差や砥石
の摩耗状態が微妙に影響してくるためで、このままでは
加工精度の向上が望めない。

このようなことから、高精度が要求される歯車の場合に
は、やむを得ず作業者が被加工歯車と砥石とを徐々に近
付けて両者を噛み合わせた上で、被加工歯車もしくは砥
石を正逆転させて両者の噛み合い状態を確認するように
している。

しかしながら、上記の作業は経験と勘に負うところが太
きいために個々の作業者によってばらつきが生じやすく
、歯車加工精度の均一化の上でなおも問題を残している
。また、被加工歯車と砥石との噛み合わせ作業そのもの
が手作業であるために歯車加工の全自動化を推進する上
で大きな障害となっている。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、被加工歯車と砥石との間のバ
ックラッシュを定量的に把握して、そのバックラッシュ
が零になるような適正な噛み合い状態を自動的につくり
出すことができるようにした方法を提供することにある
。

課題を解決するための手段 本発明は、主軸モータを備えたヘッドストックとテール
ストックとで両持ち支持される被加工歯車と、砥石台に
支持されて砥石駆動モータにより回転駆動される歯車状
の砥石とを、送りモータにより砥石台に送りを与えるこ
とで噛み合わせた上で両者を同期回転させることにより
被加工歯車に仕上加工を施すようにした歯車の仕上加工
方法において、加工に先立って被加工歯車と砥石とを噛
み合わせた状態で主軸モータにより被加工歯車を微小量
ずつ間欠的に回転させて、被加工歯車の回転に伴って砥
石が連れ回りし始める基準位置を割り出す一方、主軸モ
ータにより被加工歯車を基準位置から微小量ずつ間欠的
に逆転させて、前記基準位置から砥石が再び連れ回りし
始めるまでの被加工歯車の回転変位量をセンサにより検
出する工程と、被加工歯車と砥石との間のバックラッシ
ュを零にするのに必要な砥石の位置補正量を前記回転変
位量に基づいて算出する工程と、被加工歯車と砥石との
間のバックラッシュが零になるように、前記位置補正量
に基づいて送りモータにより砥石台に送りを与えて砥石
の位置を補正する工程とを含んでいる。

作用 この方法によると、被加工歯車と砥石との間の実際のパ
ックラッンユを検出した上で、このバックラッシュに応
じて砥石の位置を補正することにより、仕上加工を開始
する段階では被加工歯車と砥石との間のパックラッンユ
が零となって理想どおりの適正な噛み合い状態が得られ
る。

実施例 第２図〜第４図は本発明が適用される仕上加工装置の一
例を示す構成説明図である。

第２図に示すように、軸部Ｓを備えた被加工歯車（この
実施例でははす両歯車の例を示しており、以下ワークと
称する）Ｗは、その一端をヘッドストック１側のチャッ
ク２とヘッドセンタ３とで支　持されるとともに他端を
テールストック４側のテールセンタ５で支持された上で
主軸モータ６によって回転駆動される。

ワークＷの外周には、このワークＷと噛み合う内歯車状
の砥石７か砥石ホルダ８に支持されるかたちで配設され
ており、砥石ホルダ８は第３図および第４図に示すよう
にハウジング９にベアリン−グ１０を介して回転可能に
支持されている。ハウジング９はスライドベース１１に
一体に結合されていて、スライドベース１１とともに砥
石台１２を構成している。そして、砥石台１２は送りモ
ータ１３とボールねじ１４とにより送りが与えられて前
進後退動作するようになっている。

砥石ホルダ８の外周にはチェーンスプロケット１５が一
体に形成されている一方、砥石ホルダ８側のチェーンス
プロケット１５と砥石駆動モータ１６側のチェーンスプ
ロケット１７との間にはチェーン１８が巻き掛けられて
いて、砥石７は砥石駆動モータ１６によりチェーン１８
を介して回転駆動される。

したがって、ワークＷと砥石７とを噛み合わせた上で、
ワークＷを主軸モータ６により、砥石７を砥石駆動モー
タ１６によりそれぞれ同期回転させることによって、ワ
ークＷと砥石７とがあたかも歯車対の関係のようにして
回転し、両者の歯面同士のすべり接触のためにワークＷ
側の歯面に研削仕上加工が施される。

なお、主軸モータ６、送りモータ１３および砥石駆動モ
ータ１６はそれぞれに位置検出器としてパルスジェネレ
ータ１９．２０または２１を有しており、各パルスジェ
ネレータ１９，２０．２１は位置決め制御装置２２との
間で位置フィードバックループを形成している。

砥石ホルダ８の側面には第３図および第４図に示すよう
にベアリングホルダ２３を介して磁石２４が取り付けら
れており、他方、ハウジング９には磁石２４を被検出物
として作動する磁気センサ２５がブラケット２６を介し
て取り付けられている。この磁気センサ２５は、磁石２
４と正対シテいる場合とそうでない場合とで磁界が変化
する性質を利用して、その磁界変化を電流値の変化とし
て出力するもので、砥石７を所定の定角停止位置に割り
出す際に使用される。

このように構成された仕上加工装置を用いて加工を行う
際には、第１図のフローチャートに示す手順による。

第１図および第２図に示すように、主軸モータ６により
ワークＷを回転させてワークＷの歯が所定の位相となる
ように割り出す一方、砥石駆動モータ１６により砥石７
を回転させて、ワークＷ側の歯の位相と砥石７側の歯の
位相とが一致するように砥石７の歯を割り出す。これは
、第３図および第４図に示すように磁気センサ２５が磁
石２４と正対した位置で砥石駆動モータ１６の回転を停
止させることにより砥石７の歯が割り出される。

ワークＷおよび砥石７の割り出しが完了したならば、送
りモータ１３を作動させて砥石台１２に送りを与え、砥
石台１２を早送りにて所定量だけ前進させる。砥石台１
２を前進させるべきストロークは予め設定されており、
しかも上記のようにワークＷと砥石７との位相が既に一
致していることから、これによってワークＷと砥石７と
がラフな状態で噛み合うことになる。

続いて、主軸モータ６に対して１パルスごとの回転指令
を与えてワークＷを微小量ずつ間欠的に回転させ、この
動作を砥石７が回転し始めるまで続ける。つまり、ワー
クＷの回転に併せて砥石７が連れ回りし始めるまでワー
クＷを間欠的に回転させ、砥石７が連れ回りし始めた時
点でワークＷの回転を停止させる。

ここで、砥石７が連れ回りし始めたかどうかは、予め磁
気センサ２５と正対している磁石２４が少しでも動くと
これを直ちに磁気センサ２５が検知することで確認でき
る。

以上により、第５図にも示すようにワークＷと砥石７の
一方の歯面Ｆａ、Ｆｂ同士が接触した状態がつくり出さ
れ、この位置が基準位置となる。

基準位置が割り出されたならば、今度は主軸モータ６に
対して１パルスごとの逆転指令を与えてワークＷを微小
量ずつ間欠的に逆転させる。そして、ワークＷの逆転に
併せて砥石７が連れ回りし始めるまでワークＷを逆転さ
せ、砥石７が連れ回りし始めた時点でワークＷの回転を
停止させる一方、その間のワークＷの回転変位量を、主
軸モータ６側のパルスジェネレータ１９が発生するパル
ス数Ｐ、としてカウントする。この回転変位量はワーク
Ｗと砥石７との間のバックラッシュ量ΔＣ（第５図）に
相当するものである。

なお、砥石７が連れ回りし始めたかどうかは上記と同様
に磁気センサ２５で検知される。

ワークＷの回転変位量がパルス数Ｐ１として得られたな
らば、次式によりバックラッシュ量ΔＣを算出する。

ＡＣ＝　（ｆｆ　−ＤＰ／ＰＣ）　Ｘ　ＰＩここで、Ｐ
ｃはワークＷを１回転させたときの総割り出しパルス数
、Ｄｐはワークピッチ円直径で、いずれも既知の値であ
る。

上記のようにバックラッシュ量ΔＣの値が求められたな
らば、このバックラッシュ量ΔＣを零にするのに必要な
砥石台１２の位置補正量ΔＺ、すなわち第５図の状態に
おいてあとどれだけ砥石７をワークＷに近付ければよい
かを次式によって求める。

ΔＺ−八Ｃへｌａｎα なお、αは圧力角で、既知の値である。また、上記の一
連の演算は位置決め制御装置２２内の演算処理部で行わ
れる。

砥石台１２の位置補正量ΔＺが求められたならば、この
位置補正量ΔＺを送りモータ１３の制御系に付与して、
砥石７を位置補正量ＡＺたけさらにワークＷに近付ける
。これにより、ワークＷと砥石７との間のバックラッシ
ュΔＣが零となり、ワークＷと砥石７とはバックラッシ
ュのない適正な噛み合い状態となる。

こののち、位置決め制御装置２２からの加工開始指令を
受けて主軸モータ６および砥石駆動モータ１６が作動し
、以降は従来と同様にワークＷと砥石７とがあたかも歯
車対のように同期回転することで研削による仕上加工が
施される。

なお、研削の際には必ずしもワークＷを主軸モータ６で
強制回転させる必要はない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、加工開始に先立ち、被加
工歯車と砥石とを噛み合わせた状態で被加工歯車を主軸
モータにより正逆転させ、そのときのバックラッシュを
センサにより検出した上でそのパックラッンユ量に応じ
て砥石の位置を補正するようにしているので、従来と比
べてバックラッシュ量を定量的に把握することができ、
それによって高精度が要求される歯車の場合でも、加工
精度のばらつきをなくして加工精度そのものの向上と併
せて加工精度の安定化を図ることができる。

また、上記のようにバックラッシュ量を定量的に把握で
きることによってバックラッシュ量の確認のために作業
者が関与する必要がなく、歯車の加工精度を維持しつつ
歯車加工の完全自動化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図は本発明が適用される仕上加工装置の一例を示す構成
説明図、第３図は第２図の砥石台の拡大断面図、第４図
は第３図の右側面説明図、第５図は被加工歯車と砥石と
の噛み合い状態を示す説明図である。 １・・ヘッドストック、３・・・ヘッドセンタ、４・・
・テールストック、５・テールセンタ、６・・・主軸モ
ータ、７・・砥石、１２・・・砥石台、１３・・・送り
モータ、１６・・・砥石駆動モータ、１９・・パルスジ
ェネレータ（センサ）、２５・・・磁気センサ、Ｗ・・
・被加工歯車、ｂＣ・・・バンクラッシュ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸モータを備えたヘッドストックとテールスト
   ックとで両持ち支持される被加工歯車と、砥石台に支持
   されて砥石駆動モータにより回転駆動される歯車状の砥
   石とを、送りモータにより砥石台に送りを与えることで
   噛み合わせた上で両者を同期回転させることにより被加
   工歯車に仕上加工を施すようにした歯車の仕上加工方法
   において、加工に先立って、被加工歯車と砥石とを噛み
   合わせた状態で主軸モータにより被加工歯車を微小量ず
   つ間欠的に回転させて、被加工歯車の回転に伴って砥石
   が連れ回りし始める基準位置を割り出す一方、主軸モー
   タにより被加工歯車を基準位置から微小量ずつ間欠的に
   逆転させて、前記基準位置から砥石が再び連れ回りし始
   めるまでの被加工歯車の回転変位量をセンサにより検出
   する工程と、被加工歯車と砥石との間のバックラッシュ
   を零にするのに必要な砥石の位置補正量を前記回転変位
   量に基づいて算出する工程と、 被加工歯車と砥石との間のバックラッシュが零になるよ
   うに、前記位置補正量に基づいて送りモータにより砥石
   台に送りを与えて砥石の位置を補正する工程、 とを含むことを特徴とする歯車の仕上加工方法。