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JP3743248B2 - Gear rolling machine operation method - Google Patents
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JP3743248B2 JP2000050550A JP2000050550A JP3743248B2 JP 3743248 B2 JP3743248 B2 JP 3743248B2 JP 2000050550 A JP2000050550 A JP 2000050550A JP 2000050550 A JP2000050550 A JP 2000050550A JP 3743248 B2 JP3743248 B2 JP 3743248B2
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tooth
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯車転造盤の運転方法に関し、特に歯車の噛み合いの関係における一方を平歯車状の歯形ローラダイスとするとともに他方を円板状のワークとし、両者を同期回転させながらその両者間の軸心間距離を縮める方向に送りを与えてワークに歯形を創成する歯車転造盤の運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の歯車転造盤においては、上記のような歯車の噛み合いの関係における一方を平歯車状の歯形ローラダイスとするとともに他方を円板状のワークとしてその両者を同期回転させることを前提とする一方、加工に先立つ待機状態では歯形ローラダイスが常に定角停止位置に割り出されているとともに、その歯形ローラダイスとワークとが接触しないように両者が初期設定距離だけ離れていて、加工開始時には、待機状態にて歯形ローラダイスとワークとの等速同期回転を開始し、同時に両者を接近させる方向に送りを与えるようになっている。そして、ワーク側に創成される歯のばらつきを解消しつつ歯形精度を安定化させるために、ワーク一枚についての加工に際し歯形ローラダイスの正転と逆転とを交互に複数回繰り返すようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような歯形転造加工では、歯形ローラダイスとワークとをほぼ同径なものとした上でその両者を1:1の関係のもとで同期回転させること、すなわち両者を等速にて同期回転させることを基本としていることから、歯形ローラダイスとワークとが噛み合いを開始してから加工完了まで常に同じ歯が同じだけの塑性加工のための仕事をしていることになり、結果として転造時の応力が最も高くなる時点で噛み合っている歯は常に特定の歯となり、その部位の歯が他の歯に比べてより強い応力を受けることで歯形ローラダイス全体の寿命が低下するという問題がある。
【0004】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、歯形ローラダイスのうち特定の歯への応力集中を回避することで歯形ローラダイスの長寿命化を可能とした歯車転造盤の運転方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、歯車の噛み合いの関係における一方を平歯車状の歯形ローラダイスとするとともに他方を円板状のワークとし、両者を同期回転させながらその両者間の軸心間距離を縮める方向に送りを与えてワークに歯形を創成する転造加工を繰り返し行う歯車転造盤の運転方法であることを前提としている。
【0006】
その上で、少なくとも下記(A),(B),(C)の要件を含んでいることを特徴としている。
【0007】
(A)加工に先立つ待機状態では、歯形ローラダイスが常に定角停止位置に割り出されているとともに、その歯形ローラダイスとワークとが接触しないように両者が初期設定距離だけ離れていること。
【0008】
(B)加工開始時には、待機状態にて歯形ローラダイスとワークとの等速同期回転を開始し、同時に両者を接近させる方向に送りを与えること。
【0010】
(C)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスの円周方向および歯幅方向のうちの少なくともいずれか一方の加工開始位置をずらすこと。
【0011】
この場合において、請求項2に記載のように、上記(A),(B),(C)の要件に加えて下記(D)および(E)の要件を含んでいることが望ましい。
(D)ワーク一枚についての加工に際し歯形ローラダイスの正転と逆転とを交互に複数回繰り返すものであること。
(E)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、加工開始時の歯形ローラダイスの回転方向を変更すること。
【0012】
したがって、請求項1に記載の発明では、加工に先立つ待機状態では歯形ローラダイスが常に定角停止位置に割り出されているとともに、その歯形ローラダイスとワークとが接触しないように両者が初期設定距離だけ離れていることから、加工開始時には、待機状態にて歯形ローラダイスとワークとの等速同期回転を開始し、同時に両者を接近させる方向に送りを与える。そして、ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスの円周方向および歯幅方向のうちの少なくともいずれか一方の加工開始位置を積極的にずらす。
【0013】
こうすることにより、例えば歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらした場合には、高い応力を受ける歯が特定の歯に偏ることなくその都度ずれることから、特定の歯への応力集中が緩和され、歯形ローラダイス全体としての寿命が延びることになる。
【0014】
また、例えば歯形ローラダイスの歯幅方向の加工開始位置をずらした場合には、応力集中を受ける歯が特定の歯に偏ることになるものの、ワークと噛み合うべき位置すなわち歯幅方向位置がその都度ずれることから、特定の歯のうち特定部位への応力集中が緩和され、結果として歯形ローラダイス全体としての寿命が延びることになる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、予め待機状態での初期設定距離を変更することを特徴としている。
【0016】
上記歯形ローラダイスとワークとが初期設定距離だけ離れている状態で、定角停止位置に割り出されている歯形ローラダイスとワークとの同期回転を開始して所定速度にて両者を接近させる方向に送りを与えることを前提とした場合、上記初期設定距離および送り速度が一定であるあぎりn枚のワークの加工を繰り返し行ったとしても歯形ローラダイスのうちワークに噛み込み始める歯は常に特定の歯となってしまうことになる。そこで、請求項3に記載の発明では、ワークn枚についての加工が終了する毎に、予め待機状態での初期設定距離を変更することにより、最初にワークに噛み込み始める歯がその都度ずれることになり、高い応力を集中的に受ける歯が特定の歯に偏ることなく、特定の歯への応力集中が緩和され、歯形ローラダイス全体としての寿命が延びることになる。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、下記の(a),(b)の要件を含んでいることを特徴としている。
【0018】
(a)ワークが装着された主軸と歯形ローラダイスとが機械的同期手段を介して等速同期回転するようになっていて、その同期動力伝達系にクラッチが介装されていること。
【0019】
(b)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスが空転している状態で瞬間的に上記クラッチを断接することにより歯形ローラダイスの位相を変更すること。
【0020】
したがって、この請求項4に記載の発明では、同期動力伝達系のクラッチを瞬間的に遮断して直ちに接続すると、歯形ローラダイスの空転のためにそれまでの歯形ローラダイスの回転位相とワークの回転位相とが互いにずれることになり、結果として上記と同様に最初にワークに噛み込み始める歯がその都度ずれることになる。
【0021】
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、下記の(c),(d)の要件を含んでいることを特徴としている。
【0022】
(c)ワークが装着された主軸と歯形ローラダイスとが互いに噛み合う一対の同期ギヤを介して等速同期回転するようになっていて、その同期ギヤが噛合離脱可能となっていること。
【0023】
(d)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、同期ギヤ同士の噛み合いを一旦外して一歯もしくは複数歯ずらした上で再度噛み合わせることにより歯形ローラダイスの位相を変更すること。
【0024】
したがって、この請求項5に記載の発明では、上記一対の同期ギヤをクラッチのごとく作動させて、その一対の同期ギヤ同士の噛み合いをを一旦外して一歯もしくは複数歯ずらした上で再度噛み合わせることにより、上記と同様に最初にワークに噛み込み始める歯がその都度ずれることになる。
【0025】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ワークn枚についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスの円周方向および歯幅方向のうち少なくともいずれか一方の加工開始位置を積極的にずらすことにより、塑性加工に伴い高い応力を受ける歯もしくは部位が一箇所とならず適宜分散されることから、特定の歯もしくは部位の疲労を招くことがなくなり、歯形ローラダイス全体の長寿命化を達成できる効果がある。
【0026】
特に請求項2に記載のように、ワークn枚についての加工が終了する毎に、加工開始時の歯形ローラダイスの回転方向を変更した場合には歯形ローラダイスの各歯の両面に均等に応力を負担させることができ、歯形ローラダイスの寿命が一段と長くなる効果がある。
【0027】
また、請求項3,4に記載の発明のように、歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、予め待機状態での初期設定距離を変更したり、あるいは同期動力伝達系のクラッチを断接する場合には、その動作をNC制御等のプログラム制御によってわめて容易に実行できる効果がある。
【0028】
【発明の実施の形態】
図1,2は本発明に係る歯車転造盤の運転方法を説明するための要部構成説明図であって、加工対象となる円板状のワークWは、互いに同一軸線上に位置するように配置された主軸たる左右一対のマンドレル1,2によって挟圧支持されており、このマンドレル1,2は図示しない回転駆動手段によって回転駆動される。また、マンドレル1,2と平行に回転軸3に支持された平歯車状の歯形ローラダイス(以下、単にローラダイスという)4が配置されており、このローラダイス4は速比が1:1の関係にある一対の同期ギヤ5,6のほかユニバーサルジョイント7を介してマンドレル1,2と同期回転回転駆動されるようになっている。
【0029】
ローラダイス4の歯幅寸法はワークWの板厚寸法の数倍程度となるように十二分に大きく設定されているとともに、ワークWとローラダイス4はともに同径に設定されていて、したがって、ワークWとローラダイス4とは1:1の関係をもって等速同期回転し、同時に両者の軸間距離を狭める方向に所定速度の送りFが与えられるようになっている。
【0030】
ここで、図1,2に示す状態を待機状態すなわちマンドレル1,2に対するワークWの脱着等に際してローラダイス4が原点位置で待機している状態とすると、この状態では、ローラダイス4は制御系のポジショニング機能により常にその回転方向位置が一定位置に割り出されるいわゆる定角停止位置にて静止しているとともに、ローラダイス4とワークWとの間の軸心間距離もまた予め定められた初期設定距離Xに保たれている。
【0031】
そして、上記待機状態においてローラダイス4とワークWとの同期回転を開始し、同時に所定速度の送りFを与える(送り量は予め設定されている)ことにより、ワークWに創成歯形転造加工が施されることになる。この場合、1枚のワークWについての加工を開始してからその加工を終了するまでを1サイクルとすると、図3に示すようにその1サイクル内でローラダイス4とワークWとの正転同期回転と逆転同期回転とを交互に繰り返し、その正逆転動作を複数回繰り返すことで始めて1サイクルが完了する。なお、これらの正逆転切り換えや上記の定角停止位置制御および送り制御等は全て図示外のNCコントローラによってなされるようになっている。
【0032】
本実施の形態では、上記のようなワークWの創成歯形転造加工を繰り返し行うにあたり、例えば所定枚数のワークWの加工が完了する毎に、例えば50枚のワークWの加工が完了する毎に上記加工条件をその都度変更するものとする。
【0033】
より具体的には、ワークWに創成歯形転造加工を連続的に施すにあたり、1枚目から50枚目のワークWの加工に際してはX,Zに関する加工条件を固定とし、例えば初期設定距離X=200mm、ローラダイス4とワークWとの歯幅方向での相対位置関係としてローラダイス4の歯幅寸法のほぼ中央部にてワークWが噛み合うようにZ=0mmに設定した上で、図3に示すような正転同期回転から始まるサイクルを1サイクルとして加工を繰り返す。この時、1サイクル毎にローラダイス4とワークWとを初期設定距離X=200mmまで戻し、マンドレル1,2に装着されているワークWの交換を待って次の加工サイクルに移行する。
【0034】
ここで、先に説明したように、ローラダイス4が定角停止位置にある状態でワークWとの同期回転を開始させた上で所定速度の送りFを与えるものとすれば、X,Zの値が固定であるかぎりローラダイス4のうち常に特定の歯がワークWに対して噛み込み始めることになり、またローラダイス4とワークWとが1:1にて等速同期回転しているかぎりはローラダイス4側の特定の歯とワークW側の特定の歯が常に噛み合うことになり、この関係はワークWの加工数が50枚になるまでは不変である。
【0035】
そこで、本実施の形態では、ワークWの加工数が50枚になった時点で上記X,Zの値を変更し、図4に示すように初期設定距離Xをαだけ増やしてX+αとし、例えばXの値を0.1mm増やしてX=200.1mmにするとともに、Zの値もβだけ増やしてZ+βとし、例えばZの値を12mm増やしてZ=12mmに変更する。すなわち、初期設定距離Xを0.1mmだけ長くするとともに、ローラダイス4とワークWとの噛み合い位置を12mmだけ歯幅方向にオフセットさせ、さらにサイクルスタート時の回転方向を図3に破線で示すようにそれまでの正転同期回転とは逆に逆転同期回転とする。
【0036】
この状態で次の加工サイクルに移行する場合には、ローラダイス4が定角停止位置から同期回転を開始することに変わりはないことから、最初の回転方向が逆となり且つ初期設定距離Xが0.1mmだけ増加したことによってローラダイス4がワークWに最初に噛み込み始める位相角が従前のものと異なり、その結果としてローラダイス4のうちワークWに最初に噛み込み始める歯が従前のものとは異なることになり、同時にローラダイス4とワークWとの歯幅方向での相対位置を12mmオフセットさせたことによって歯幅方向での噛み込み位置も従前のものと異なることとなる。こうすることにより、従来のように特定の歯の特定の部位だけが常に応力が高い状態となるのを避けることができる。
【0037】
なお、上記の例では、初期設定距離Xを0.1mmだけ増やすととともにZの値を+12mmとしていいるが、初期設定距離Xの値を所定寸法だけ減じるとともにZの値を負の値としても同様の条件となる。また、上記の条件変更は先に延べたNCコントローラに予めプログラムしておくことにより常に自動的になされることになる。
【0038】
そして、上記の条件での加工をワークWの加工数が例えば100枚になるまで繰り返し、ワークWの加工数が100枚になったならば初期設定値Xの値をさらに0.1mmだけ増やすとともに、Zの値もさらに12mmだけ増やし、さらにサイクルスタート時の回転方向も逆として再び正転同期回転となるように設定する。
【0039】
このように本実施の形態によれば、ワークWの所定加工枚数毎にX,Zの値を変更するとともにサイクルスタート時の回転方向を変更することにより、ローラダイス4のうち特定の歯の特定の部位だけに高い応力が作用するのを回避できるようになり、またローラダイス4の回転方向をも変更することでそのローラダイス4の各歯の両面に均等に応力を負担させることができることから、ローラダイス4の耐久性が大幅に向上し、その長寿命化が図れるようになる。
【0040】
図5,6は本発明に係る第2,3の実施の形態を示す図で、いずれの実施の形態においても同期ギヤ6からローラダイス4への同期動力伝達系に電磁クラッチ8または9を介装したもので、必要に応じてその電磁クラッチ8または9を瞬間的に断接するようにしてある。
【0041】
より詳しくは、ワークWの加工数が所定の枚数(例えば、上記と同様に50枚とする)になった時点で、その加工を終了したローラダイス4とワークWとが相互に離れて初期設定距離Xになるまで戻る際に、ローラダイス4が空転している状態で電磁クラッチ8または9を瞬間的に断接させる。これにより、同期ギヤ6とローラダイス4との回転位相がそれまでの相対位相関係とは異なることになる。そして、ローラダイス4とワークWとが初期設定距離Xになるのを待って次のサイクルの加工に移行した場合、上記のように予めローラダイス4の位相がランダムに変化していることから、ローラダイス4のうち相手側のワークWに最初に噛み込み始める歯は必然的に従前のものとは異なることになる。これによってもまた第1の実施の形態のものと同様の効果が得られることになる。
【0042】
ただし、この第2,3の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にローラダイス4の位相変化により円周方向での加工開始位置を変化させるのと同時に歯幅方向での加工開始位置をも変化させるのが望ましい。
【0043】
図7は本発明の第4の実施の形態を示す図で、この実施の形態では一対の同期ギヤ5,6同士を噛合離脱可能な構成とし、必要に応じて同期ギヤ5,6同士を積極的に噛合離脱させるようにした点で第1の実施の形態のものと異なっている。
【0044】
図7に示すように、ワークWの加工数が所定の枚数(例えば、上記と同様に50枚とする)となり、その加工を終了したローラダイス4とワークWとが相互に離れて初期設定距離Xなるまで戻ったならば、ローラダイス4を定角停止位置に割り出しながら両者の同期回転を一時停止させる。そして、同期ギヤ5,6同士の噛み合いを一旦外し、例えば一歯もしくは数歯ずらした上で再度双方の同期ギヤ5,6同士を噛み合わせる。これにより、その定角停止位置におけるローラダイス4の位相が上記のずらした歯数分だけ従前のもの異なってくる。したがって、マンドレル1,2側に新たなワークWを装着した上で次の加工サイクルに移行した場合には、上記のように予めローラダイス4の位相が変化していることから、ローラダイス4のうち相手側のワークWに最初に噛み込み始める歯は必然的に従前のものとは異なることになる。これによってもまた第1の実施の形態のものと同様の効果が得られることになる。
【0045】
ただし、この第4の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様にローラダイス4の位相変化により円周方向での加工開始位置を変化させるのと同時に歯幅方向での加工開始位置も変化させるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい第1の実施の形態を示す要部構成説明図。
【図2】図1の右側面説明図。
【図3】1加工サイクル内での正逆転特性を示す説明図。
【図4】加工条件変更時の説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す要部構成説明図。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す要部構成説明図。
【図7】本発明の第4の実施の形態を示す要部構成説明図。
【符号の説明】
1,2…マンドレル(主軸)
4…歯形ローラダイス
5,6…同期ギヤ
8,9…電磁クラッチ
W…ワーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation method of a gear rolling machine, and in particular, one of gear meshing relationships is a spur gear-shaped tooth roller die and the other is a disk-shaped workpiece, and the two are synchronously rotated between the two. The present invention relates to a method for operating a gear rolling machine that generates a tooth profile on a workpiece by feeding in a direction to reduce a distance between shaft centers.
[0002]
[Prior art]
In this type of gear rolling machine, it is assumed that one of the gear meshing relationships as described above is a spur gear-shaped tooth roller die and the other is a disk-shaped workpiece and both are rotated synchronously. On the other hand, in the standby state prior to machining, the tooth profile roller die is always indexed at the fixed angle stop position, and the tooth profile roller die and the workpiece are separated from each other by an initial set distance so that machining is started. In some cases, synchronous rotation of the tooth profile roller die and the workpiece is started in a standby state, and at the same time, feeding is performed in a direction in which both approach. And, in order to stabilize the tooth profile accuracy while eliminating the variation of teeth created on the workpiece side, the forward rotation and the reverse rotation of the tooth profile roller die are alternately repeated a plurality of times when processing one workpiece. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the tooth profile rolling process as described above, the tooth profile roller die and the workpiece are made to have substantially the same diameter, and both are synchronously rotated in a 1: 1 relationship, that is, both are made at a constant speed. Since it is based on synchronous rotation, the same tooth always performs the same work for plastic processing from the start of meshing of the tooth profile roller die and the workpiece to the completion of processing. Teeth that mesh with each other when the stress at the time of rolling becomes the highest always become a specific tooth, and the tooth of that part is subjected to stronger stress than other teeth, and the life of the entire tooth profile roller die is reduced There's a problem.
[0004]
The present invention has been made paying attention to the problems as described above, and is a gear rolling machine that can extend the life of a tooth profile roller die by avoiding stress concentration on specific teeth of the tooth profile roller die. It is intended to provide a driving method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, one of the gear meshing relations is a spur gear-shaped tooth roller die and the other is a disk-shaped workpiece, and the center-to-axis distance between the two is rotated while both are rotated synchronously. This is premised on the operation method of a gear rolling machine that repeatedly performs rolling to create a tooth profile on the workpiece by feeding in the direction of shrinking the workpiece.
[0006]
In addition, at least the following requirements (A), (B), and (C) are included .
[0007]
(A) In the standby state prior to machining, the tooth profile roller die is always indexed at the fixed angle stop position, and the tooth profile roller die and the workpiece are separated from each other by an initial set distance so as not to contact each other.
[0008]
(B) At the start of machining, start the constant speed synchronous rotation of the tooth profile roller die and the workpiece in the standby state, and at the same time, feed them in a direction to bring them closer together.
[0010]
(C) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the processing start position of at least one of the circumferential direction and the tooth width direction of the tooth profile roller die is shifted.
[0011]
In this case, it is desirable to include the following requirements (D) and (E) in addition to the requirements (A), (B), and (C) as described in claim 2.
(D) The forward rotation and reverse rotation of the tooth profile roller die are alternately repeated a plurality of times when processing one workpiece.
(E) Every time processing on n workpieces (n = integer) is completed, the rotational direction of the tooth roller dies at the start of processing is changed.
[0012]
Therefore, in the first aspect of the invention, in the standby state prior to machining, the tooth profile roller die is always indexed at the fixed angle stop position, and both are initially set so that the tooth profile roller die and the workpiece do not contact each other. Since they are separated by a distance, at the start of machining, constant-speed synchronous rotation between the tooth-shaped roller die and the workpiece is started in a standby state, and at the same time, feed is given in the direction in which both approach. Then, every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the processing start position of at least one of the circumferential direction and the tooth width direction of the tooth profile roller die is positively shifted.
[0013]
By doing this, for example, when the processing start position in the circumferential direction of the tooth roller dies is shifted, the tooth receiving high stress shifts each time without being biased to the specific tooth, so stress concentration on the specific tooth Is alleviated and the life of the entire tooth profile roller die is extended.
[0014]
For example, if the processing start position in the tooth width direction of the tooth profile roller die is shifted, the tooth receiving stress concentration will be biased to a specific tooth, but the position to be engaged with the workpiece, that is, the position in the tooth width direction is each time. As a result, the stress concentration on the specific part of the specific tooth is alleviated, and as a result, the life of the entire tooth profile roller die is extended.
[0015]
The invention according to claim 3 changes the initial set distance in the standby state in advance as means for shifting the processing start position in the circumferential direction of the tooth roller dies among the requirements of (C) described in claim 1. It is characterized by that.
[0016]
Direction in which synchronous rotation between the tooth profile roller die indexed at the fixed angle stop position and the workpiece starts and the two approach each other at a predetermined speed with the tooth profile roller die and the workpiece separated by an initial set distance. Assuming that feed is applied to the tooth, even if the machining of n workpieces with constant initial set distance and feed speed is repeated, the tooth that begins to bite into the workpiece is always specified in the tooth profile roller die It will become the teeth of. Therefore, in the invention described in claim 3, every time processing of n workpieces is completed, the initial starting distance in the standby state is changed in advance, so that the teeth that start to bite into the workpiece first are shifted each time. As a result, the concentration of stress on a specific tooth is alleviated and the life of the entire tooth profile roller die is extended without biasing the tooth that receives concentrated stress to the specific tooth.
[0017]
The invention described in claim 4 includes the following requirements (a) and (b) as means for shifting the processing start position in the circumferential direction of the tooth profile roller die among the requirements (C) described in claim 1. It is characterized by containing.
[0018]
(A) The main shaft on which the workpiece is mounted and the tooth-shaped roller die are configured to rotate at a constant speed through mechanical synchronization means, and a clutch is interposed in the synchronous power transmission system.
[0019]
(B) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the phase of the tooth profile roller die is changed by momentarily connecting and disconnecting the clutch while the tooth profile roller die is idle.
[0020]
Therefore, in the invention according to the fourth aspect, when the clutch of the synchronous power transmission system is instantaneously disconnected and immediately connected, the rotation phase of the tooth profile roller die and the rotation of the workpiece until then due to the idle rotation of the tooth profile roller die. As a result, the first tooth that starts to bite into the workpiece is shifted each time as described above.
[0021]
The invention according to claim 5 includes the following requirements (c) and (d) as means for shifting the processing start position in the circumferential direction of the tooth profile roller die among the requirements (C) according to claim 1. It is characterized by containing.
[0022]
(C) The main shaft on which the workpiece is mounted and the tooth profile roller die rotate at a constant speed through a pair of synchronous gears that mesh with each other, and the synchronous gears can be disengaged.
[0023]
(D) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the phase of the tooth roller dies is changed by once disengaging the synchronous gears and shifting one or more teeth and then reengaging them. To do.
[0024]
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, the pair of synchronous gears are operated like a clutch, the meshing between the pair of synchronous gears is once disengaged and shifted one tooth or a plurality of teeth and then meshed again. As a result, the tooth that starts to bite into the workpiece first is shifted each time as described above.
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, every time processing on n workpieces is completed, the processing start position of at least one of the circumferential direction and the tooth width direction of the tooth profile roller die is positively shifted. As a result, the tooth or part that receives high stress due to plastic working does not become one place and is dispersed as appropriate, so that fatigue of a specific tooth or part is not caused, and the life of the entire tooth profile roller die can be increased. effective.
[0026]
In particular, as described in claim 2, when the rotation direction of the tooth profile roller die at the start of processing is changed every time processing of n workpieces is finished, stress is evenly applied to both surfaces of each tooth of the tooth profile roller die. This has the effect of further extending the service life of the tooth roller dies.
[0027]
Further, as in the third and fourth aspects of the present invention, as a means for shifting the processing start position in the circumferential direction of the tooth roller dies, the initial set distance in the standby state is changed in advance, or the synchronous power transmission system When connecting and disconnecting the clutch, there is an effect that the operation can be easily executed by program control such as NC control.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 are main part configuration explanatory views for explaining the operation method of the gear rolling machine according to the present invention, and the disk-like workpieces W to be machined are positioned on the same axis. Is supported by a pair of left and right mandrels 1 and 2 serving as main shafts, and the mandrels 1 and 2 are rotationally driven by a rotational driving means (not shown). A spur gear-shaped roller die (hereinafter simply referred to as a roller die) 4 supported by the rotary shaft 3 in parallel with the mandrels 1 and 2 is disposed, and the roller die 4 has a speed ratio of 1: 1. In addition to the pair of synchronous gears 5 and 6 which are related to each other, the mandrels 1 and 2 are synchronously rotated and driven via the universal joint 7.
[0029]
The tooth width dimension of the roller die 4 is set sufficiently large so as to be several times the plate thickness dimension of the work W, and both the work W and the roller die 4 are set to have the same diameter. The workpiece W and the roller die 4 are rotated at a constant speed in a 1: 1 relationship, and at the same time, a feed F having a predetermined speed is applied in a direction in which the distance between the axes of the two is reduced.
[0030]
If the state shown in FIGS. 1 and 2 is the standby state, that is, the state where the roller die 4 is waiting at the origin position when the workpiece W is attached to or detached from the mandrels 1 and 2, in this state, the roller die 4 is in the control system. In addition to being stationary at a so-called constant angle stop position where the rotational direction position is always indexed to a fixed position by the positioning function, the center distance between the roller die 4 and the workpiece W is also a predetermined initial value. The set distance X is maintained.
[0031]
Then, in the standby state, synchronous rotation of the roller die 4 and the workpiece W is started, and at the same time, a feed F at a predetermined speed is given (the feed amount is set in advance), whereby the generating tooth profile rolling process is performed on the workpiece W. Will be given. In this case, assuming that one cycle is from the start of machining for one workpiece W to the end of the machining, as shown in FIG. 3, the forward rotation synchronization between the roller die 4 and the workpiece W is performed within the cycle. One cycle is completed only by repeating rotation and reverse rotation synchronous rotation alternately and repeating the forward / reverse operation a plurality of times. These forward / reverse switching, the above-mentioned constant angle stop position control, feed control, and the like are all performed by an NC controller (not shown).
[0032]
In the present embodiment, when the above-described creation tooth profile rolling process of the workpiece W is repeatedly performed, for example, every time a predetermined number of workpieces W are processed, for example, every 50 workpieces W are processed. The above processing conditions are changed each time.
[0033]
More specifically, when continuously performing the generating tooth profile rolling process on the workpiece W, when machining the first to 50th workpieces W, the processing conditions regarding X and Z are fixed, for example, the initial set distance X 3 = 200 mm, Z is set to 0 mm so that the workpiece W is engaged with the roller die 4 at a substantially central portion of the tooth width dimension of the roller die 4 as a relative positional relationship between the roller die 4 and the workpiece W in FIG. The processing is repeated with the cycle starting from the normal rotation synchronous rotation as shown in 1 as one cycle. At this time, the roller die 4 and the workpiece W are returned to the initial set distance X = 200 mm every cycle, and the next machining cycle is started after the workpiece W mounted on the mandrels 1 and 2 is exchanged.
[0034]
Here, as described above, when the roller die 4 is in the constant angle stop position and starts synchronous rotation with the workpiece W, the feed F at a predetermined speed is given. As long as the value is fixed, a specific tooth of the roller die 4 always starts to bite into the workpiece W, and as long as the roller die 4 and the workpiece W rotate at a constant speed synchronously at 1: 1. The specific teeth on the roller die 4 side and the specific teeth on the workpiece W side always mesh with each other, and this relationship remains unchanged until the number of workpieces W processed reaches 50.
[0035]
Therefore, in the present embodiment, when the number of workpieces W processed reaches 50, the values of X and Z are changed, and the initial set distance X is increased by α as shown in FIG. The value of X is increased by 0.1 mm to X = 200.1 mm, and the value of Z is also increased by β to Z + β. For example, the value of Z is increased by 12 mm and changed to Z = 12 mm. That is, the initial set distance X is increased by 0.1 mm, the meshing position between the roller die 4 and the workpiece W is offset by 12 mm in the tooth width direction, and the rotation direction at the start of the cycle is indicated by a broken line in FIG. On the other hand, reverse rotation synchronous rotation is reverse to the normal rotation synchronous rotation until then.
[0036]
When shifting to the next machining cycle in this state, since the roller die 4 starts synchronous rotation from the fixed angle stop position, the initial rotation direction is reversed and the initial set distance X is 0. The phase angle at which the roller die 4 first bites into the workpiece W due to the increase by 1 mm is different from the conventional one, and as a result, the first tooth of the roller die 4 that starts to bite into the workpiece W is different from the previous one. At the same time, by offsetting the relative position of the roller die 4 and the workpiece W in the tooth width direction by 12 mm, the biting position in the tooth width direction is also different from the conventional one. By doing so, it is possible to avoid that only a specific part of a specific tooth always has a high stress state as in the prior art.
[0037]
In the above example, the initial set distance X is increased by 0.1 mm and the value of Z is set to +12 mm. However, the initial set distance X is decreased by a predetermined dimension and the value of Z is set to a negative value. Similar conditions apply. Further, the above condition change is always automatically made by preprogramming the previously extended NC controller.
[0038]
Then, the processing under the above conditions is repeated until the number of workpieces W processed becomes, for example, 100, and when the number of workpieces W reaches 100, the initial set value X is further increased by 0.1 mm. Further, the value of Z is further increased by 12 mm, and the rotation direction at the start of the cycle is reversed so that the normal rotation is again performed.
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the X and Z values are changed for each predetermined number of workpieces W and the rotation direction at the start of the cycle is changed, whereby a specific tooth of the roller die 4 is specified. Since it is possible to avoid high stress acting only on the part of the roller die 4, and by changing the rotation direction of the roller die 4, stress can be equally applied to both surfaces of each tooth of the roller die 4. As a result, the durability of the roller die 4 is greatly improved, and the life of the roller die 4 can be extended.
[0040]
FIGS. 5 and 6 show the second and third embodiments of the present invention. In any of the embodiments, an electromagnetic clutch 8 or 9 is provided in the synchronous power transmission system from the synchronous gear 6 to the roller die 4. The electromagnetic clutch 8 or 9 is instantaneously connected or disconnected as necessary.
[0041]
More specifically, when the number of workpieces W processed reaches a predetermined number (for example, 50 in the same manner as described above), the roller die 4 that has completed the processing and the workpiece W are separated from each other and initialized. When returning to the distance X, the electromagnetic clutch 8 or 9 is momentarily connected or disconnected while the roller die 4 is idling. Thereby, the rotational phase of the synchronous gear 6 and the roller die 4 is different from the relative phase relationship so far. And when it waits for the roller die 4 and the workpiece | work W to become the initial setting distance X and it transfers to the process of the next cycle, since the phase of the roller die 4 is changing randomly as mentioned above, Of the roller dies 4, the first tooth that begins to bite into the counterpart work W will inevitably differ from the previous one. This also provides the same effect as that of the first embodiment.
[0042]
However, also in the second and third embodiments, the machining start position in the circumferential direction is changed by the phase change of the roller die 4 and the machining in the tooth width direction is performed at the same time as in the first embodiment. It is also desirable to change the starting position.
[0043]
FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a pair of synchronous gears 5 and 6 can be engaged and disengaged, and the synchronous gears 5 and 6 are positively engaged as necessary. The second embodiment is different from the first embodiment in that the meshing is separated.
[0044]
As shown in FIG. 7, the number of workpieces W processed becomes a predetermined number (for example, 50 in the same manner as described above), and the roller die 4 that has finished the processing and the workpiece W are separated from each other to an initial set distance When returning to X, the synchronous rotation of both rollers is temporarily stopped while indexing the roller die 4 to the fixed angle stop position. Then, the meshing between the synchronous gears 5 and 6 is once removed, and for example, after shifting one tooth or several teeth, the two synchronous gears 5 and 6 are meshed again. As a result, the phase of the roller die 4 at the constant angle stop position differs from the previous one by the number of shifted teeth. Therefore, when a new workpiece W is mounted on the mandrels 1 and 2 side and the process proceeds to the next machining cycle, the phase of the roller die 4 changes in advance as described above. Of these, the first tooth that begins to bite into the counterpart work W will inevitably differ from the previous one. This also provides the same effect as that of the first embodiment.
[0045]
However, also in the fourth embodiment, the machining start position in the tooth width direction is changed at the same time as the machining start position in the circumferential direction is changed by the phase change of the roller die 4 as in the first embodiment. It is also desirable to change this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part configuration showing a preferred first embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram on the right side of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing forward / reverse rotation characteristics within one machining cycle.
FIG. 4 is an explanatory diagram when processing conditions are changed.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part configuration showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a main part configuration showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a main part configuration showing a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... Mandrel (spindle)
4 ... Tooth roller dies 5, 6 ... Synchronous gears 8, 9 ... Electromagnetic clutch W ... Workpiece

Claims (5)

歯車の噛み合いの関係における一方を平歯車状の歯形ローラダイスとするとともに他方を円板状のワークとし、両者を同期回転させながらその両者間の軸心間距離を縮める方向に送りを与えてワークに歯形を創成する転造加工を繰り返し行う歯車転造盤であって、
少なくとも下記(A),(B),(C)の要件を含むことを特徴とする歯車転造盤の運転方法。
(A)加工に先立つ待機状態では、歯形ローラダイスが常に定角停止位置に割り出されているとともに、その歯形ローラダイスとワークとが接触しないように両者が初期設定距離だけ離れていること。
(B)加工開始時には、待機状態にて歯形ローラダイスとワークとの等速同期回転を開始し、同時に両者を接近させる方向に送りを与えること。
(C)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスの円周方向および歯幅方向のうちの少なくともいずれか一方の加工開始位置をずらすこと。
One of the gear meshing relations is a spur gear-shaped tooth roller die and the other is a disk-shaped workpiece, and the workpiece is fed in a direction to reduce the distance between the axes while rotating both synchronously. A gear rolling machine that repeatedly performs a rolling process to create a tooth profile on
An operation method of a gear rolling machine characterized by including at least the following requirements (A), (B), and (C) .
(A) In the standby state prior to machining, the tooth profile roller die is always indexed at the fixed angle stop position, and the tooth profile roller die and the workpiece are separated from each other by an initial set distance so as not to contact each other.
(B) At the start of machining, start the constant speed synchronous rotation of the tooth profile roller die and the workpiece in the standby state, and at the same time, feed them in a direction to bring them closer together.
(C) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the processing start position of at least one of the circumferential direction and the tooth width direction of the tooth profile roller die is shifted.
上記(A),(B),(C)の要件に加えて下記(D)および(E)の要件を含むことを特徴とする請求項1に記載の歯車転造盤の運転方法。The operation method of a gear rolling machine according to claim 1, wherein the following requirements (D) and (E) are included in addition to the requirements (A), (B), and (C).
(D)ワーク一枚についての加工に際し歯形ローラダイスの正転と逆転とを交互に複数回繰り返すものであること。(D) The forward rotation and the reverse rotation of the tooth roller dies are alternately repeated a plurality of times when processing a single workpiece.
(E)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、加工開始時の歯形ローラダイスの回転方向を変更すること。(E) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the rotation direction of the tooth roller dies at the start of processing is changed.
上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、予め待機状態での初期設定距離を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の歯車転造盤の運転方法。 3. The gear rotation according to claim 1, wherein the initial setting distance in the standby state is changed in advance as means for shifting the processing start position in the circumferential direction of the tooth profile roller die among the requirements of (C) above. How to operate the machine. 上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、下記の(a),(b)の要件を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の歯車転造盤の運転方法。
(a)ワークが装着された主軸と歯形ローラダイスとが機械的同期手段を介して等速同期回転するようになっていて、その同期動力伝達系にクラッチが介装されていること。
(b)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、歯形ローラダイスが空転している状態で瞬間的に上記クラッチを断接することにより歯形ローラダイスの位相を変更すること。
As means for displacing the circumferential machining start position of the tooth roller die of the above requirements (C), the following (a), according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a requirement of (b) Operation method of gear rolling machine.
(A) The main shaft on which the workpiece is mounted and the tooth-shaped roller die are configured to rotate at a constant speed through mechanical synchronization means, and a clutch is interposed in the synchronous power transmission system.
(B) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the phase of the tooth profile roller die is changed by momentarily connecting and disconnecting the clutch while the tooth profile roller die is idle.
上記(C)の要件のうち歯形ローラダイスの円周方向の加工開始位置をずらす手段として、下記の(c),(d)の要件を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の歯車転造盤の運転方法。
(c)ワークが装着された主軸と歯形ローラダイスとが互いに噛み合う一対の同期ギヤを介して等速同期回転するようになっていて、その同期ギヤが噛合離脱可能となっていること。
(d)ワークn枚(n=整数)についての加工が終了する毎に、同期ギヤ同士の噛み合いを一旦外して一歯もしくは複数歯ずらした上で再度噛み合わせることにより歯形ローラダイスの位相を変更すること。
As a means for shifting the circumferential machining start position of the tooth roller die of the above requirements (C), the following (c), according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a requirement (d) Operation method of gear rolling machine.
(C) The main shaft on which the workpiece is mounted and the tooth profile roller die rotate at a constant speed through a pair of synchronous gears that mesh with each other, and the synchronous gears can be disengaged.
(D) Every time processing of n workpieces (n = integer) is completed, the phase of the tooth roller dies is changed by once disengaging the synchronous gears and shifting one or more teeth and then reengaging them. To do.
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