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JP7835066B2 - Gear machining method - Google Patents
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JP7835066B2 - Gear machining method - Google Patents

Gear machining method

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JP7835066B2 JP2022041041A JP2022041041A JP7835066B2 JP 7835066 B2 JP7835066 B2 JP 7835066B2 JP 2022041041 A JP2022041041 A JP 2022041041A JP 2022041041 A JP2022041041 A JP 2022041041A JP 7835066 B2 JP7835066 B2 JP 7835066B2
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Description

本発明は、歯車加工方法に関する。 This invention relates to a gear machining method.

特許文献1には、ギヤスカイビングカッタを用いて、工作物に歯車を加工する方法が記載されている。この種の歯車加工方法において、歯車の凸歯の荒加工を行った後に、熱処理などを施して、その後に歯車の凸歯の仕上加工を行うことがある。仕上加工の前に、荒加工にて形成された凸歯の位置(位相)を検知して、工作物の初期の回転軸回りの位置決め角度を決定する。そして、工作物とギヤスカイビングカッタとを同期回転させながら、ギヤスカイビングカッタを工作物の軸方向に相対移動させることにより、工作物に凸歯の仕上加工を行う。 Patent Document 1 describes a method for machining gears on a workpiece using a gear skiving cutter. In this type of gear machining method, rough machining of the gear's protruding teeth is performed, followed by heat treatment and then finish machining of the gear's protruding teeth. Before the finish machining, the position (phase) of the protruding teeth formed during rough machining is detected to determine the initial positioning angle around the workpiece's rotation axis. Then, while the workpiece and the gear skiving cutter rotate synchronously, the gear skiving cutter is moved relative to the workpiece in the axial direction, thereby performing the finish machining of the protruding teeth on the workpiece.

特表2014-516807号公報Special table 2014-516807 publication

ギヤスカイビングカッタを用いた歯車加工において、凸歯を構成する一方の歯面におけるギヤスカイビングカッタの切刃の姿勢と、他方の歯面における切刃の姿勢とは、異なる。このことにより、一方の歯面における切削抵抗と、他方の歯面における切削抵抗とが異なる。そのため、ギヤスカイビングカッタの1回の送り動作において、各歯面の取り代(切削深さ)が異なる。 In gear machining using a gear skiving cutter, the cutting edge position on one tooth surface constituting a convex tooth differs from that on the other tooth surface. This results in different cutting resistances on each tooth surface. Consequently, the material removal (cutting depth) on each tooth surface differs during a single feed pass of the gear skiving cutter.

ギヤスカイビングカッタの切刃において、取り代の多い歯面を加工する部位の摩耗が早期に進むおそれがある。従って、ギヤスカイビングカッタの寿命の低下につながる。また、一般に、良好な加工精度を得るために、ギヤスカイビングカッタの1回の送り動作当たりの取り代の上限値を規定する。従って、歯面の取り代が多いほど、ギヤスカイビングカッタの送り回数が多くなり、加工時間が長くなる。特に、仕上加工においては、1回の送り動作当たりの取り代が小さいため、両歯面の取り代が僅かに異なる程度であっても、加工時間の増加が顕著となる。 In gear skiving cutters, wear may progress prematurely in the areas where large material removal amounts are machined. This can lead to a reduced lifespan of the gear skiving cutter. Furthermore, to achieve good machining accuracy, an upper limit on the material removal per feed cycle of the gear skiving cutter is generally specified. Therefore, the larger the material removal amount on the tooth surface, the more feed cycles are required, resulting in longer machining times. Especially in finishing operations, where the material removal amount per feed cycle is small, even slight differences in the material removal amounts on the two tooth surfaces can significantly increase machining time.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、両歯面の取り代の差を小さくすることにより、ギヤスカイビングカッタの長寿命化および加工時間の短縮を図ることができる歯車加工方法を提供しようとするものである。 This invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a gear machining method that can extend the lifespan of the gear skiving cutter and shorten the machining time by reducing the difference in the material removal allowance between the two tooth surfaces.

本発明の一態様は、ギヤスカイビングカッタを用いて工作物に歯車の凸歯を加工する歯車加工方法であって、
前記凸歯を構成する第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第一参照値と、前記凸歯を構成し前記第一歯面の裏面に位置する第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第二参照値との差を推定し、
前記第一参照値と前記第二参照値との差が所定範囲内となる前記ギヤスカイビングカッタの諸元を決定し、
決定された前記諸元となる前記ギヤスカイビングカッタを用いて前記工作物を加工し、
前記第一歯面における切削力の背分力の大きさは、前記第一歯面の位置によって異なる値となり、
前記第二歯面における切削力の背分力の大きさは、前記第二歯面の位置によって異なる値となり、
前記第一参照値は、前記第一歯面の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つであり、
前記第二参照値は、前記第二歯面の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つである、歯車加工方法にある。
本発明の他の一態様は、 ギヤスカイビングカッタを用いて工作物に歯車の凸歯を加工する歯車加工方法であって、
前記凸歯を構成する第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第一参照値と、前記凸歯を構成し前記第一歯面の裏面に位置する第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第二参照値との差を推定し、
前記ギヤスカイビングカッタと前記工作物との軸交差角をパラメータとして前記ギヤスカイビングカッタの刃付け角の補正値を定義した関係情報を用いて、前記第一参照値と前記第二参照値との差が所定範囲内となる前記ギヤスカイビングカッタの諸元として前記刃付け角の補正値を決定し、
決定された前記刃付け角の補正値が付与された前記ギヤスカイビングカッタを用いて前記工作物を加工し、
前記第一参照値は、前記第一歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角に基づいて得られる第一角度参照値であり、
前記第二参照値は、前記第二歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角に基づいて得られる第二角度参照値である、歯車加工方法にある。
One aspect of the present invention is a gear machining method for machining protruding teeth of a gear on a workpiece using a gear skiving cutter,
The difference between the first reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the first tooth surface constituting the convex tooth, and the second reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the second tooth surface located on the back surface of the first tooth surface constituting the convex tooth, is estimated.
The specifications of the gear skiving cutter are determined such that the difference between the first reference value and the second reference value falls within a predetermined range.
The workpiece is machined using the gear skiving cutter with the determined specifications .
The magnitude of the back component of the cutting force on the first tooth surface will differ depending on the position on the first tooth surface.
The magnitude of the back component of the cutting force on the second tooth surface will vary depending on the position on the second tooth surface.
The first reference value is one of the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position on the first tooth surface.
The gear machining method is characterized in that the second reference value is one of the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position on the second tooth surface .
Another aspect of the present invention is a gear machining method for machining protruding teeth of a gear on a workpiece using a gear skiving cutter,
The difference between the first reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the first tooth surface constituting the convex tooth, and the second reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the second tooth surface located on the back surface of the first tooth surface constituting the convex tooth, is estimated.
Using relational information that defines a correction value for the cutting angle of the gear skiving cutter with the axial intersection angle between the gear skiving cutter and the workpiece as a parameter, the correction value for the cutting angle is determined as the specification of the gear skiving cutter such that the difference between the first reference value and the second reference value is within a predetermined range.
The workpiece is machined using the gear skiving cutter to which the determined cutting angle correction value has been applied.
The first reference value is a first angular reference value obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter on the first tooth surface.
The gear machining method is characterized in that the second reference value is a second angular reference value obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter on the second tooth surface.

一態様における歯車加工方法において、第一参照値と第二参照値との差を推定する。第一参照値および第二参照値は、歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である。歯面における切削力の背分力とは、歯面における切削抵抗のうち歯面の法線方向成分に相当する。つまり、切削力の背分力は、切削抵抗のうち切削深さ方向の成分に相当する。 In one embodiment of a gear machining method, the difference between the first reference value and the second reference value is estimated. The first and second reference values are correlation values of the magnitude of the back force component of the cutting force at the tooth surface. The back force component of the cutting force at the tooth surface corresponds to the component of the cutting resistance in the direction normal to the tooth surface. In other words, the back force component of the cutting force corresponds to the component of the cutting resistance in the direction of cutting depth.

第一参照値は、第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値であって、第二参照値は、第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である。ギヤスカイビングカッタを用いた歯車加工においては、第一歯面における切削力の背分力の大きさと、第二歯面における切削力の背分力の大きさとは、異なる値となる。従って、第一参照値と第二参照値とは異なる値となる。 The first reference value is the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force at the first tooth surface, and the second reference value is the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force at the second tooth surface. In gear machining using a gear skiving cutter, the magnitude of the back force component of the cutting force at the first tooth surface and the magnitude of the back force component at the second tooth surface are different values. Therefore, the first and second reference values will be different.

そこで、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるギヤスカイビングカッタの諸元を決定し、決定された諸元となるギヤスカイビングカッタを用いて工作物を加工する。つまり、ギヤスカイビングカッタの諸元を調整することにより、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるようにしている。第一参照値と第二参照値との差を所定範囲内とすることにより、第一歯面における取り代と第二歯面における取り代との差を小さくすることができる。その結果、ギヤスカイビングカッタの長寿命化および加工時間の短縮を図ることができる。 Therefore, the specifications of the gear skiving cutter are determined such that the difference between the first and second reference values is within a predetermined range, and the workpiece is machined using the gear skiving cutter with these determined specifications. In other words, by adjusting the specifications of the gear skiving cutter, the difference between the first and second reference values is made to fall within a predetermined range. By keeping the difference between the first and second reference values within a predetermined range, the difference between the material removal allowance on the first tooth surface and the material removal allowance on the second tooth surface can be reduced. As a result, the lifespan of the gear skiving cutter and the machining time can be shortened.

以上のごとく、上記態様によれば、両歯面の取り代の差を小さくすることにより、ギヤスカイビングカッタの長寿命化および加工時間の短縮を図ることができる歯車加工方法を提供することができる。 As described above, according to the above embodiment, by reducing the difference in material removal between the two tooth surfaces, it is possible to provide a gear machining method that can extend the lifespan of the gear skiving cutter and shorten the machining time.

歯車加工装置を示す斜視図である。This is a perspective view showing a gear machining device. (a)はギヤスカイビングカッタを示す図であり、(b)は、1つの切刃のすくい面の拡大図である。(a) is a diagram showing a gear skiving cutter, and (b) is a magnified view of the rake face of one of the cutting edges. 歯車加工方法の基本を示すフローチャートである。This is a flowchart showing the basics of gear manufacturing methods. (a)は工作物Wの凸歯の荒加工形状を示し、(b)は凸歯の荒加工形状においてギヤスカイビングカッタにより仕上加工される領域を示し、(c)は凸歯の仕上加工形状を示す図である。(a) shows the rough-machined shape of the convex teeth of the workpiece W, (b) shows the area of the rough-machined shape of the convex teeth that is finished by a gear skiving cutter, and (c) shows the finished shape of the convex teeth. センサにより工作物の凸歯の角度を検出する際の状態を示す図である。This figure shows the state when the angle of the protruding teeth of a workpiece is detected by a sensor. ギヤスカイビングカッタにより工作物を仕上加工する動作を説明するための図である。This diagram illustrates the process of finishing a workpiece using a gear skiving cutter. (a)は工作物Wの凸歯の荒加工形状を示し、(b)は凸歯の荒加工形状においてギヤスカイビングカッタにより仕上加工される領域を示し、(c)は凸歯の仕上加工形状を示す図である。(a) shows the rough-machined shape of the convex teeth of the workpiece W, (b) shows the area of the rough-machined shape of the convex teeth that is finished by a gear skiving cutter, and (c) shows the finished shape of the convex teeth. 1つの歯溝において1つの切刃により加工される領域を説明するための図である。This diagram illustrates the area processed by a single cutting edge within a single tooth groove. 創成加工解析における1つの切刃の定義点を示す図である。This figure shows the definition point of a single cutting edge in the generation machining analysis. (a)はリーディング刃部によるすくい角を示す解析結果を示し、(b)は刃先部によるすくい角を示す解析結果を示し、(c)はトレーリング刃部によるすくい角を示す解析結果を示す。(a) shows the analysis result showing the rake angle due to the leading edge, (b) shows the analysis result showing the rake angle due to the cutting edge, and (c) shows the analysis result showing the rake angle due to the trailing edge. 改良された歯車加工方法を示すフローチャートである。This is a flowchart showing an improved gear manufacturing method. 改良された歯車加工方法の具体例を示すフローチャートである。This flowchart shows a specific example of an improved gear manufacturing method. 第一例の第一角度参照値および第一例の第二角度参照値を説明するための図である。This is a diagram illustrating the first and second angle reference values of the first example. 第二例の第一角度参照値および第二例の第二角度参照値を説明するための図である。This diagram illustrates the first and second angular reference values in the second example. 第三例の第一角度参照値および第三例の第二角度参照値を説明するための図である。This diagram illustrates the first and second angle reference values for the third example. 改良された歯車加工方法の具体例に用いられる関係情報であって、軸交差角と角度参照値の差との関係を示す図である。This figure shows the relationship between the axis intersection angle and the difference in the angle reference value, which is relevant information used in specific examples of improved gear machining methods.

(実施形態)
1.歯車加工装置1の構成
歯車加工に用いる歯車加工装置1の構成の一例について図1を参照して説明する。歯車加工装置1は、工作物WとギヤスカイビングカッタTとを同期回転させながら相対移動させることにより、ギヤスカイビングカッタTによって工作物Wに歯形(歯車の歯)を創成加工する装置である。
(Embodiment)
1. Configuration of Gear Machining Apparatus 1 An example of the configuration of gear machining apparatus 1 used for gear machining will be explained with reference to Figure 1. Gear machining apparatus 1 is a device that creates tooth profiles (gear teeth) on a workpiece W by moving the workpiece W and the gear skiving cutter T in a relative position while rotating them synchronously.

歯車加工装置1は、汎用的な工作機械、例えば、マシニングセンタを適用する。マシニングセンタは、工具交換可能に構成されており、装着された工具に応じた加工が可能である。例えば、交換可能な歯切り工具としては、ギヤスカイビングカッタTの他に、ホブカッタ、シェーパカッタなどがある。ホブカッタやシェーパカッタに交換することで、歯車加工装置1は、ホブ加工やシェーパ加工により工作物Wに歯形(歯車の歯)を加工する装置となる。 The gear machining device 1 utilizes a general-purpose machine tool, such as a machining center. The machining center is configured to allow for tool changes, enabling machining depending on the installed tool. For example, interchangeable gear cutting tools include a gear skiving cutter T, as well as hob cutters and shaper cutters. By changing to a hob cutter or shaper cutter, the gear machining device 1 becomes a device that machines tooth profiles (gear teeth) onto the workpiece W through hobbing or shaping.

また、歯切り工具以外の交換可能な工具としては、例えば、エンドミル、フライス工具、ドリル、旋削工具、ねじ切り工具、研削工具などである。なお、図1においては、工具交換装置および複数の工具を収容する工具マガジンは図示しない。 In addition to gear cutting tools, other interchangeable tools include, for example, end mills, milling tools, drills, turning tools, threading tools, and grinding tools. Note that the tool changing device and the tool magazine containing multiple tools are not shown in Figure 1.

また、本形態において、図1に示す歯車加工装置1としてのマシニングセンタは、横形マシニングセンタを基本構成とする。ただし、歯車加工装置1は、立形マシニングセンタなど、他の構成を適用することもできる。 Furthermore, in this embodiment, the machining center used as the gear processing apparatus 1 shown in Figure 1 is basically a horizontal machining center. However, the gear processing apparatus 1 can also be configured with other configurations, such as a vertical machining center.

図1に示すように、歯車加工装置1は、例えば、相互に直交する3つの直進駆動軸(X軸、Y軸、Z軸)を有する。歯車加工装置1は、工作物WとギヤスカイビングカッタTとを、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に相対的に移動可能に構成される。ここで、ギヤスカイビングカッタTの回転軸線Zt(工具主軸の回転軸線に等しい)に平行な方向をZ軸方向と定義し、Z軸方向に直交する2軸をX軸およびY軸と定義する。図1においては、水平方向をX軸方向とし、鉛直方向をY軸方向とする。 As shown in Figure 1, the gear machining apparatus 1 has, for example, three mutually orthogonal linear drive axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis). The gear machining apparatus 1 is configured to allow relative movement of the workpiece W and the gear skiving cutter T in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Here, the direction parallel to the rotation axis Zt of the gear skiving cutter T (equal to the rotation axis of the tool spindle) is defined as the Z-axis direction, and the two axes orthogonal to the Z-axis direction are defined as the X-axis and Y-axis. In Figure 1, the horizontal direction is defined as the X-axis direction, and the vertical direction is defined as the Y-axis direction.

さらに、歯車加工装置1は、工作物WとギヤスカイビングカッタTとの相対姿勢を変更するための1つの回転駆動軸(B軸)を有する。本形態において、B軸は、Y軸方向に平行な軸線Yw回りの回転駆動軸である。また、歯車加工装置1は、ギヤスカイビングカッタTを回転するための回転駆動軸(Ct軸)、および、工作物Wを回転するための回転駆動軸(Cw軸)を有する。なお、本形態においては、Ct軸は、Z軸方向に平行なギヤスカイビングカッタTの回転軸線Zt回りの回転駆動軸である。Cw軸は、水平な軸線であってB軸角度に応じてZ軸方向に対して角度を取ることが可能な工作物Wの回転軸線Zw回りの回転駆動軸である。ただし、ギヤスカイビングカッタTの回転軸線Ztを、Z軸方向およびX軸方向に対して角度を取る構成としても良い。 Furthermore, the gear machining apparatus 1 has one rotary drive axis (B axis) for changing the relative orientation between the workpiece W and the gear skiving cutter T. In this embodiment, the B axis is a rotary drive axis around an axis Yw parallel to the Y axis. The gear machining apparatus 1 also has a rotary drive axis (Ct axis) for rotating the gear skiving cutter T, and a rotary drive axis (Cw axis) for rotating the workpiece W. In this embodiment, the Ct axis is a rotary drive axis around the rotation axis Zt of the gear skiving cutter T, which is parallel to the Z axis. The Cw axis is a horizontal axis that can take an angle with respect to the Z axis according to the B axis angle, and rotates around the rotation axis Zw of the workpiece W. However, the rotation axis Zt of the gear skiving cutter T may be configured to take an angle with respect to both the Z axis and the X axis.

歯車加工装置1において、工作物WとギヤスカイビングカッタTとを相対移動させる構成は、適宜選択可能である。例えば、歯車加工装置1は、B軸に代えて、X軸方向に平行な回転軸線回りのA軸を有する構成としても良い。以下においては、歯車加工装置1は、ギヤスカイビングカッタTをY軸方向およびZ軸方向に直動可能とし、工作物WをX軸方向に直動可能とし、さらに工作物WをB軸回転可能とする場合を例に挙げる。 In the gear machining apparatus 1, the configuration for relative movement between the workpiece W and the gear skiving cutter T can be appropriately selected. For example, the gear machining apparatus 1 may have an A-axis around a rotation axis parallel to the X-axis direction instead of a B-axis. In the following examples, we will consider a case where the gear skiving cutter T is capable of linear movement in the Y-axis and Z-axis directions, the workpiece W is capable of linear movement in the X-axis direction, and the workpiece W is capable of rotation around the B-axis.

歯車加工装置1は、ベッド10、工作物保持装置20、工具保持装置30、センサ40および制御装置50を備える。ベッド10は、設置面上に設置され、工作物保持装置20の形状および工具保持装置30の形状などに応じた形状に形成される。本形態においては、ベッド10は、例えば、矩形状とする。ベッド10の上面には、X軸方向に延在する一対のX軸ガイドレール11、および、Z軸方向に延在する一対のZ軸ガイドレール12が形成されている。 The gear machining apparatus 1 comprises a bed 10, a workpiece holder 20, a tool holder 30, a sensor 40, and a control device 50. The bed 10 is installed on a mounting surface and is formed in a shape corresponding to the shape of the workpiece holder 20 and the tool holder 30. In this embodiment, the bed 10 is, for example, rectangular. A pair of X-axis guide rails 11 extending in the X-axis direction and a pair of Z-axis guide rails 12 extending in the Z-axis direction are formed on the upper surface of the bed 10.

工作物保持装置20は、X軸移動テーブル21、B軸回転テーブル22、工作物主軸装置23を主に備える。X軸移動テーブル21は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、ベッド10のX軸ガイドレール11に案内されながらX軸方向へ移動する。 The workpiece holding device 20 mainly comprises an X-axis moving table 21, a B-axis rotating table 22, and a workpiece spindle device 23. The X-axis moving table 21 is driven by a drive device such as a linear motor or ball screw mechanism (not shown) and moves in the X-axis direction while being guided by the X-axis guide rail 11 of the bed 10.

B軸回転テーブル22は、X軸移動テーブル21の上面に設置され、X軸移動テーブル21と一体的にX軸方向へ移動する。また、B軸回転テーブル22は、X軸移動テーブル21に対してB軸回転可能に設けられる。B軸回転テーブル22には、図示しない回転モータおよび回転角度検出器が設けられ、B軸回転テーブル22は、回転モータを駆動することでB軸回転可能となる。 The B-axis rotary table 22 is mounted on the upper surface of the X-axis moving table 21 and moves integrally with the X-axis moving table 21 in the X-axis direction. The B-axis rotary table 22 is also provided so as to be rotatable on the B-axis relative to the X-axis moving table 21. The B-axis rotary table 22 is equipped with a rotary motor and a rotation angle detector (not shown), and the B-axis rotary table 22 becomes rotatable on the B-axis by driving the rotary motor.

工作物主軸装置23は、B軸回転テーブル22に設けられ、B軸回転テーブル22と一体的にB軸回転する。工作物主軸装置23は、工作物Wを回転可能に保持する。工作物主軸装置23には、図示しない回転モータおよび回転角度検出器が設けられ、工作物主軸装置23は、回転モータの駆動により工作物WをCw軸回転可能とする。このようにして、工作物保持装置20は、工作物Wを、ベッド10に対して、X軸方向へ移動可能とし、B軸回転可能とし、Cw軸回転可能とする。 The workpiece spindle device 23 is mounted on the B-axis rotary table 22 and rotates integrally with the B-axis rotary table 22 along the B-axis. The workpiece spindle device 23 rotatably holds the workpiece W. The workpiece spindle device 23 is equipped with a rotary motor and a rotation angle detector (not shown), and the workpiece spindle device 23 enables rotation of the workpiece W along the Cw axis by the drive of the rotary motor. In this way, the workpiece holding device 20 enables the workpiece W to move in the X-axis direction relative to the bed 10, rotate along the B-axis, and rotate along the Cw axis.

詳細には、工作物主軸装置23は、ハウジング23aと主軸23bとを備える。工作物主軸装置23のハウジング23aがB軸回転テーブル22に固定され、工作物主軸装置23の主軸23bがハウジング23aに回転可能に支持されている。この主軸23bの先端に、工作物Wが取り付けられている。つまり、工作物Wは、工作物主軸装置23の主軸23bに片持ち支持されている。 In detail, the workpiece spindle unit 23 comprises a housing 23a and a spindle 23b. The housing 23a of the workpiece spindle unit 23 is fixed to the B-axis rotary table 22, and the spindle 23b of the workpiece spindle unit 23 is rotatably supported by the housing 23a. The workpiece W is attached to the tip of this spindle 23b. In other words, the workpiece W is cantilevered to the spindle 23b of the workpiece spindle unit 23.

工具保持装置30は、コラム31、サドル32、工具主軸装置33を主に備える。コラム31は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、ベッド10のZ軸ガイドレール12に案内されながらZ軸方向へ移動する。コラム31の上下方向に延びる側面(図1の左面)には、Y軸ガイドレール31aが形成されている。サドル32は、図示しないリニアモータまたはボールねじ機構などの駆動装置によって駆動されることにより、コラム31のY軸ガイドレール31aに案内されながらY軸方向へ移動する。 The tool holding device 30 mainly comprises a column 31, a saddle 32, and a tool spindle device 33. The column 31 is driven by a drive device such as a linear motor or ball screw mechanism (not shown) and moves in the Z-axis direction while being guided by the Z-axis guide rail 12 of the bed 10. A Y-axis guide rail 31a is formed on the vertically extending side surface of the column 31 (the left surface in Figure 1). The saddle 32 is driven by a drive device such as a linear motor or ball screw mechanism (not shown) and moves in the Y-axis direction while being guided by the Y-axis guide rail 31a of the column 31.

工具主軸装置33は、サドル32に設けられると共に、サドル32と一体的にY軸方向へ移動する。工具主軸装置33は、ギヤスカイビングカッタTを保持する。工具主軸装置33には、図示しない回転モータおよび回転角度検出器が設けられ、工具主軸装置33は、回転モータの駆動によりギヤスカイビングカッタTをCt軸回転可能とする。このようにして、工具保持装置30は、ギヤスカイビングカッタTを、ベッド10に対して、Y軸方向およびZ軸方向に移動可能とし、かつ、Ct軸回転可能に保持する。 The tool spindle device 33 is mounted on the saddle 32 and moves integrally with the saddle 32 in the Y-axis direction. The tool spindle device 33 holds the gear skiving cutter T. The tool spindle device 33 is equipped with a rotary motor and a rotation angle detector (not shown), and the tool spindle device 33 enables rotation of the gear skiving cutter T along the Ct axis by the drive of the rotary motor. In this way, the tool holding device 30 holds the gear skiving cutter T so that it can move in the Y-axis and Z-axis directions relative to the bed 10, and can rotate along the Ct axis.

詳細には、工具主軸装置33は、ハウジング33aと主軸33bとを備える。工具主軸装置33のハウジング33aがサドル32に固定され、工具主軸装置33の主軸33bがハウジング33aに回転可能に支持されている。この主軸33bの先端に、ギヤスカイビングカッタTが取り付けられている。つまり、ギヤスカイビングカッタTは、工具主軸装置33の主軸33bに片持ち支持されている。 In detail, the tool spindle unit 33 comprises a housing 33a and a spindle 33b. The housing 33a of the tool spindle unit 33 is fixed to the saddle 32, and the spindle 33b of the tool spindle unit 33 is rotatably supported by the housing 33a. A gear skiving cutter T is attached to the tip of this spindle 33b. In other words, the gear skiving cutter T is cantilevered to the spindle 33b of the tool spindle unit 33.

センサ40は、例えば、サドル32に設けられている。センサ40は、工作物主軸装置23が工作物Wを保持した状態であって工作物Wが回転している状態において、工作物Wにおける歯との距離を検出可能なセンサである。センサ40は、例えば、渦電流やレーザなどによる非接触の距離センサを適用するのが好適である。ただし、センサ40は、接触式のセンサを適用することも可能である。センサ40は、サドル32に設けられるため、工具主軸装置33と一体に移動する。また、センサ40は、検出部を進退可能に設けられるようにしても良い。 The sensor 40 is, for example, mounted on the saddle 32. The sensor 40 is capable of detecting the distance to the teeth on the workpiece W when the workpiece spindle device 23 is holding the workpiece W and the workpiece W is rotating. It is preferable to use a non-contact distance sensor, such as one using eddy currents or a laser, for the sensor 40. However, a contact-type sensor can also be used. Since the sensor 40 is mounted on the saddle 32, it moves integrally with the tool spindle device 33. Furthermore, the detection unit of the sensor 40 may be provided to be movable forward and backward.

制御装置50は、プロセッサ(演算処理装置)および記憶装置を備えており、加工プログラムを実行することにより、各駆動装置を制御する。つまり、制御装置50は、ギヤスカイビングカッタTのCt軸回転、工作物WのCw軸回転、工作物WとギヤスカイビングカッタTとの相対的な移動などを制御する。 The control device 50 is equipped with a processor (arithmetic processing unit) and a memory device, and controls each drive device by executing a machining program. In other words, the control device 50 controls the rotation of the gear skiving cutter T along its Ct axis, the rotation of the workpiece W along its Cw axis, and the relative movement between the workpiece W and the gear skiving cutter T.

詳細には、制御装置50は、ギヤスカイビングカッタTの回転軸線Ztを、工作物Wの回転軸線Zwに対して軸交差角αを有する状態とする。本形態においては、制御装置50がB軸回転テーブル22を回転することにより、工作物WとギヤスカイビングカッタTとが軸交差角αを有する状態に位置決めする。そして、制御装置50は、工作物WとギヤスカイビングカッタTとを同期回転させながら、工作物Wに対してギヤスカイビングカッタTを工作物Wの回転軸線Zwに平行な方向に相対移動させることにより、工作物Wの外周面または内周面に凸歯を創成加工する。 In detail, the control device 50 positions the rotation axis Zt of the gear skiving cutter T so that it has an axial intersection angle α with respect to the rotation axis Zw of the workpiece W. In this embodiment, the control device 50 rotates the B-axis rotary table 22 to position the workpiece W and the gear skiving cutter T so that they have an axial intersection angle α. Then, while synchronously rotating the workpiece W and the gear skiving cutter T, the control device 50 moves the gear skiving cutter T relative to the workpiece W in a direction parallel to the rotation axis Zw of the workpiece W, thereby creating convex teeth on the outer or inner circumferential surface of the workpiece W.

2.ギヤスカイビングカッタT
ギヤスカイビングカッタTについて、図2を参照して説明する。図2(a)に示すように、ギヤスカイビングカッタTは、外周面に、周方向に複数の切刃60を有する。各切刃60は、凸条に形成されている。各切刃60は、切刃60の延在方向の先端面(図2(a)の左端面)であるすくい面61と、切刃60の径方向外面である前逃げ面62と、切刃60の延在方向に対する両側面である側逃げ面63,64とを備える。
2. Gear skiving cutter T
The gear skiving cutter T will be described with reference to Figure 2. As shown in Figure 2(a), the gear skiving cutter T has a plurality of cutting edges 60 on its outer circumference in the circumferential direction. Each cutting edge 60 is formed as a convex groove. Each cutting edge 60 has a rake face 61 which is the leading edge (left end face in Figure 2(a)) in the direction of extension of the cutting edge 60, a front relief face 62 which is the radially outer surface of the cutting edge 60, and side relief faces 63, 64 which are the sides of the cutting edge 60 in the direction of extension.

ここで、本形態において、複数の切刃60は、ギヤスカイビングカッタTの回転軸線Ztに対してねじれ角βを有している。ただし、ねじれ角βがゼロとなるように、切刃60を形成しても良い。 In this embodiment, the multiple cutting edges 60 have a helix angle β with respect to the rotation axis Zt of the gear skiving cutter T. However, the cutting edges 60 may be formed such that the helix angle β is zero.

切刃60のすくい面61は、回転軸線Ztに沿った断面において、回転軸線Ztに直交する平面に対して径方向に角度γだけ傾斜している。さらに、切刃60のすくい面61は、刃付け角εを有する。刃付け角εは、切刃60の径方向外側から見た場合に、回転軸線Ztに直交する平面に対する角度である。ここで、切刃60の刃付け角εは、基準刃付け角ε1から、刃付け角の補正値ε2を減算した角度となる。基準刃付け角ε1は、切刃60のねじれ角βに等しい。刃付け角の補正値ε2は、任意に設定することができる。 The rake face 61 of the cutting edge 60 is inclined radially by an angle γ with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Zt in a cross-section along the rotation axis Zt. Furthermore, the rake face 61 of the cutting edge 60 has a cutting angle ε. The cutting angle ε is the angle with respect to the plane perpendicular to the rotation axis Zt when viewed from the radially outer side of the cutting edge 60. Here, the cutting angle ε of the cutting edge 60 is the angle obtained by subtracting the correction value ε2 of the cutting angle from the reference cutting angle ε1. The reference cutting angle ε1 is equal to the helix angle β of the cutting edge 60. The correction value ε2 of the cutting angle can be set arbitrarily.

また、切刃60の前逃げ面62は、前逃げ角η1を有する。つまり、前逃げ面62は、回転軸線Ztに対して傾斜している。つまり、切刃60の前逃げ面62の外接面は、円錐状に形成されている。ただし、切刃60の前逃げ面62は、前逃げ角η1をゼロとするように形成しても良い。この場合、切刃60の前逃げ面62の外接面は、円筒面状に形成されることになる。また、切刃60の側逃げ面63,64は、側逃げ角η2を有する。つまり、側逃げ面63,64は、切刃60の延在方向に対して傾斜している。一方の側逃げ面63は、ギヤスカイビングカッタTの回転方向において先行する側に位置し、他方の側逃げ面64は、後行する側に位置する。 Furthermore, the front relief surface 62 of the cutting edge 60 has a front relief angle η1. That is, the front relief surface 62 is inclined with respect to the rotation axis Zt. In other words, the circumscribing surface of the front relief surface 62 of the cutting edge 60 is formed in a conical shape. However, the front relief surface 62 of the cutting edge 60 may be formed so that the front relief angle η1 is zero. In this case, the circumscribing surface of the front relief surface 62 of the cutting edge 60 will be formed in a cylindrical shape. Also, the side relief surfaces 63 and 64 of the cutting edge 60 have a side relief angle η2. That is, the side relief surfaces 63 and 64 are inclined with respect to the extending direction of the cutting edge 60. One side relief surface 63 is located on the leading side in the rotation direction of the gear skiving cutter T, and the other side relief surface 64 is located on the trailing side.

図2(b)に示すように、各切刃60のすくい面61の稜線を次のように定義する。すくい面61のうちギヤスカイビングカッタTの回転方向において先行する刃部を、リーディング刃部61aと定義する。リーディング刃部61aは、すくい面61と一方の側逃げ面63とにより為す稜線である。ギヤスカイビングカッタTの回転方向において後行する刃部を、トレーリング刃部61bと定義する。トレーリング刃部61bは、すくい面61と他方の側逃げ面64とにより為す稜線である。すくい面61の刃先部分を、刃先部61cと定義する。刃先部61cは、すくい面61と前逃げ面62とにより為す稜線である。 As shown in Figure 2(b), the ridges of the rake face 61 of each cutting edge 60 are defined as follows: The leading edge portion of the rake face 61 in the rotational direction of the gear skiving cutter T is defined as the leading edge portion 61a. The leading edge portion 61a is the ridge formed by the rake face 61 and one side relief face 63. The trailing edge portion of the rake face 61 in the rotational direction of the gear skiving cutter T is defined as the trailing edge portion 61b. The trailing edge portion 61b is the ridge formed by the rake face 61 and the other side relief face 64. The cutting edge portion of the rake face 61 is defined as the cutting edge portion 61c. The cutting edge portion 61c is the ridge formed by the rake face 61 and the front relief face 62.

3.歯車加工方法の基本動作
歯車加工方法の基本動作について図3~図6を参照して説明する。歯車加工方法の基本動作は、図3に示すように、まず工作物Wに対して荒加工を行う(S1)。荒加工は、図4(a)に示すように、工作物Wに、歯車の凸歯の荒加工形状70を形成するための加工である。本形態では、荒加工は、工作物Wに、歯車の凸歯の歯面(凸歯の側面)の荒加工形状71,72を形成すると共に、歯面の荒加工形状71,72の隣接部位である歯先面取部73,74を形成する場合を例に挙げる。つまり、工作物Wの荒加工形状は、複数の凸歯の荒加工形状70を有する形状であって、各凸歯の荒加工形状70は、歯面の荒加工形状71,72および歯先面取部73,74を有する。荒歯面対称線75は、対向する歯面の荒加工形状71,72の中央線である。
3. Basic Operation of Gear Machining Method The basic operation of the gear machining method will be explained with reference to Figures 3 to 6. The basic operation of the gear machining method is to first perform rough machining on the workpiece W (S1), as shown in Figure 3. Rough machining is a process to form the rough machined shape 70 of the convex teeth of the gear on the workpiece W, as shown in Figure 4(a). In this embodiment, the rough machining is an example in which the rough machined shape 71, 72 of the tooth surface (side surface of the convex tooth) of the convex tooth of the gear is formed on the workpiece W, and the tooth tip chamfered portion 73, 74 which is adjacent to the rough machined shape 71, 72 of the tooth surface is formed. In other words, the rough machined shape of the workpiece W is a shape having the rough machined shapes 70 of multiple convex teeth, and the rough machined shape 70 of each convex tooth has the rough machined shape 71, 72 of the tooth surface and the tooth tip chamfered portion 73, 74. The rough tooth surface symmetry line 75 is the center line of the opposing rough machined shapes 71, 72 of the tooth surfaces.

また、荒加工は、ギヤスカイビング加工、ホブ加工、シェーパ加工など、種々の歯車加工を適用することができる。図1に示す歯車加工装置1において、ギヤスカイビングカッタT、ホブカッタ(図示せず)、シェーパカッタ(図示せず)のいずれかを装着して、荒加工が行われる。なお、荒加工において、歯面の荒加工形状71,72の加工と、歯先面取部73,74の加工とは、同時の加工工程にて行うようにしても良いし、別々の加工工程にて行うようにしても良い。 Furthermore, various gear machining processes such as gear skiving, hobbing, and shaping can be applied to the rough machining. In the gear machining apparatus 1 shown in Figure 1, rough machining is performed by attaching either a gear skiving cutter T, a hobbing cutter (not shown), or a shaper cutter (not shown). Note that in rough machining, the machining of the rough shapes 71 and 72 of the tooth surfaces and the machining of the tooth tip chamfers 73 and 74 may be performed in simultaneous machining processes or in separate machining processes.

以下において、工作物Wの回転方向において後行する側の歯面を「第一歯面」と称し、先行する側の歯面、すなわち第一歯面の裏面に位置する歯面を「第二歯面」と称する。また、第一歯面に隣接する歯先面取部を「第一歯先面取部」と称し、第二歯面に隣接する歯先面取部を「第二歯先面取部」と称する。 In the following, the tooth surface on the trailing side in the rotational direction of the workpiece W will be referred to as the "first tooth surface," and the tooth surface on the leading side, i.e., the tooth surface located on the back surface of the first tooth surface, will be referred to as the "second tooth surface." Furthermore, the tooth tip chamfer adjacent to the first tooth surface will be referred to as the "first tooth tip chamfer," and the tooth tip chamfer adjacent to the second tooth surface will be referred to as the "second tooth tip chamfer."

荒加工(S1)の後には、例えば、熱処理、コーティング処理などの外部処理を施す(S2)。本形態においては、外部処理は、図1に示す歯車加工装置1ではなく、外部の別の装置にて行われる。従って、歯車加工装置1にて荒加工を行った後に、歯車加工装置1から工作物Wを取り外して、別の装置にて外部処理を行う。 After rough machining (S1), external processing such as heat treatment or coating is performed (S2). In this embodiment, the external processing is performed not by the gear machining apparatus 1 shown in Figure 1, but by a separate external device. Therefore, after rough machining is performed by the gear machining apparatus 1, the workpiece W is removed from the gear machining apparatus 1 and the external processing is performed by the separate device.

外部処理(S2)の後には、仕上加工のための準備処理を行う(S3)。仕上加工準備として、まずは、制御装置50にて、歯車加工装置1に取り付けられた工作物Wについて、荒加工が施された凸歯の荒加工形状70のCw軸角度の検出処理を行う(S3a)。 After the external processing (S2), preparatory processing for finishing is performed (S3). As preparation for finishing, the control device 50 first performs a detection process for the Cw axis angle of the roughly machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W attached to the gear machining device 1 (S3a).

制御装置50による凸歯のCw軸角度の検出処理(S3a)について、図5を参照して説明する。歯車加工装置1の工作物主軸装置23の主軸23bに工作物Wが取り付けられた後に、工作物Wの回転軸線Zwを、Z軸方向に平行な状態に位置決めする。この状態において、工作物WをCw軸回転させる。また、センサ40を伸長させて、センサ40の先端を工具主軸装置33の先端付近に位置させる。センサ40の検出部位を、工作物Wの凸歯形成面、すなわち、外歯の場合には外周面に、内歯の場合には内周面に対向させる。 The detection process of the Cw axis angle of the convex tooth by the control device 50 (S3a) will be explained with reference to Figure 5. After the workpiece W is attached to the spindle 23b of the workpiece spindle device 23 of the gear machining apparatus 1, the rotation axis Zw of the workpiece W is positioned parallel to the Z-axis direction. In this state, the workpiece W is rotated along the Cw axis. The sensor 40 is extended so that its tip is positioned near the tip of the tool spindle device 33. The detection area of the sensor 40 is positioned opposite the convex tooth forming surface of the workpiece W, i.e., the outer circumferential surface in the case of external teeth, and the inner circumferential surface in the case of internal teeth.

そして、工作物主軸装置23の回転角度検出器により工作物WのCw軸角度を検出しながら、センサ40により、センサ40に対向する工作物Wの凸歯の表面までの距離を検出する。このようにして、工作物Wが工作物主軸装置23に取り付けられた状態において、工作物Wの凸歯の荒加工形状70が位置するCw軸角度を検出する。 Then, while detecting the Cw axis angle of the workpiece W using the rotation angle detector of the workpiece spindle device 23, the distance from the sensor 40 to the surface of the convex tooth of the workpiece W facing the sensor 40 is detected. In this way, the Cw axis angle at which the rough machined shape 70 of the convex tooth of the workpiece W is located is detected while the workpiece W is mounted on the workpiece spindle device 23.

続いて、仕上加工を開始するための工作物Wの位置決めを行う(S3b)。具体的には、検出した工作物Wの凸歯の荒加工形状70のCw軸角度に基づいて、工作物WをCw軸回転させて、工作物Wの初期のCw軸角度の位置決めを行う。工作物Wの初期のCw軸角度は、ギヤスカイビングカッタTのCt軸角度に基づいて決定される角度である。工作物WのCw軸角度の位置決めに代えて、ギヤスカイビングカッタTのCt軸角度の位置決めを行うようにしても良い。さらに、設定された軸交差角αとなるように、工作物WをB軸回転させる。 Next, the workpiece W is positioned to begin the finishing process (S3b). Specifically, based on the Cw-axis angle of the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W detected, the workpiece W is rotated along the Cw axis to position its initial Cw-axis angle. The initial Cw-axis angle of the workpiece W is determined based on the Ct-axis angle of the gear skiving cutter T. Alternatively, the Ct-axis angle of the gear skiving cutter T may be positioned instead of the Cw-axis angle of the workpiece W. Furthermore, the workpiece W is rotated along the B axis to achieve the set axis intersection angle α.

続いて、ギヤスカイビングカッタTを用いて工作物Wに対して仕上加工を行う(S4)。仕上加工は、図6に示すように、工作物WとギヤスカイビングカッタTを同期回転させながら、ギヤスカイビングカッタTを工作物Wの回転軸線Zwに平行な方向へ相対移動させることにより行われる。このようにして、ギヤスカイビングカッタTにより、工作物Wの凸歯の荒加工形状70に対して仕上加工が行われる。 Next, the workpiece W is finished using the gear skiving cutter T (S4). As shown in Figure 6, the finishing is performed by synchronously rotating the workpiece W and the gear skiving cutter T while relatively moving the gear skiving cutter T in a direction parallel to the rotation axis Zw of the workpiece W. In this way, the gear skiving cutter T finishes the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W.

仕上加工では、図4(b)の破線にて示すように、ギヤスカイビングカッタTの各切刃60(図2(a)(b)に示す)のすくい面61を構成する稜線61a,61b,61cが通過する領域の外形線81,82,83に沿って、仕上加工が施される。つまり、工作物Wの凸歯の荒加工形状70のうち、当該外形線81,82,83により囲まれる領域に重なる部分が、仕上加工を施される部分となる。凸歯の仕上加工形状70aは、図4(c)に示す形状となる。なお、説明を分かりやすくするために、図4(b)における外形線81,82,83は、工作物Wの回転を停止させたと仮定したときのすくい面61を構成する稜線61a,61b,61cの通過点により表している。 In the finishing process, as shown by the dashed lines in Figure 4(b), finishing is performed along the outlines 81, 82, and 83 of the region through which the edges 61a, 61b, and 61c constituting the rake face 61 of each cutting edge 60 (shown in Figures 2(a) and 2(b)) of the gear skiving cutter T pass. In other words, the portion of the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W that overlaps with the region enclosed by these outlines 81, 82, and 83 is the part that undergoes finishing. The finished shape 70a of the convex teeth is the shape shown in Figure 4(c). For clarity, the outlines 81, 82, and 83 in Figure 4(b) represent the points through which the edges 61a, 61b, and 61c constituting the rake face 61 pass, assuming the rotation of the workpiece W is stopped.

ここで、図4(b)において、隣り合う2つの凸歯の荒加工形状70が成す1つの凹歯溝のうち、工作物Wの回転方向において後行する側の第一歯面の荒加工形状71は、ギヤスカイビングカッタTのリーディング刃部61a(図2(b)に示す)が通過する領域の外形線81に沿って仕上加工される。従って、第一歯面の仕上加工形状71aは、リーディング刃部61aにより加工されることで、図4(c)に示す形状となる。このとき、リーディング刃部61aは、第一歯面の荒加工形状71の部位に加えて、第一歯先面取部73の一部を加工することになる。従って、仕上加工後において残された第一歯先面取部73aは、図4(c)に示す形状となる。 In Figure 4(b), the rough shape 71 of the first tooth surface on the side that is trailing in the rotational direction of the workpiece W, within the single concave tooth groove formed by the rough shapes 70 of two adjacent convex teeth, is finished along the outline 81 of the region through which the leading cutting edge 61a (shown in Figure 2(b)) of the gear skiving cutter T passes. Therefore, the finished shape 71a of the first tooth surface, after being machined by the leading cutting edge 61a, becomes the shape shown in Figure 4(c). At this time, the leading cutting edge 61a processes not only the rough shape 71 of the first tooth surface but also a portion of the first tooth tip chamfer 73. Therefore, the remaining first tooth tip chamfer 73a after finishing takes on the shape shown in Figure 4(c).

また、図4(b)において、隣り合う2つの凸歯の荒加工形状70が成す1つの凹歯溝のうち、工作物Wの回転方向において先行する側の第二歯面の荒加工形状72は、ギヤスカイビングカッタTのトレーリング刃部61b(図2(b)に示す)が通過する領域の外形線82に沿って仕上加工される。従って、第二歯面の仕上加工形状72aは、トレーリング刃部61bにより加工されることで、図4(c)に示す形状となる。このとき、トレーリング刃部61bは、第二歯面の荒加工形状72の部位に加えて、第二歯先面取部74の一部を加工することになる。従って、仕上加工後において残された第二歯先面取部74aは、図4(c)に示す形状となる。 Furthermore, in Figure 4(b), the rough machining shape 72 of the second tooth surface on the leading side in the rotational direction of the workpiece W, of the two adjacent convex teeth forming a single concave tooth groove 70, is finished along the outline 82 of the region through which the trailing cutting edge 61b (shown in Figure 2(b)) of the gear skiving cutter T passes. Therefore, the finished shape 72a of the second tooth surface is machined by the trailing cutting edge 61b to the shape shown in Figure 4(c). At this time, the trailing cutting edge 61b machines not only the rough machining shape 72 of the second tooth surface but also a portion of the second tooth tip chamfer 74. Therefore, the remaining second tooth tip chamfer 74a after finishing takes the shape shown in Figure 4(c).

また、図4(b)において、隣り合う2つの凸歯の荒加工形状70が成す1つの凹歯溝のうち、第一歯面の荒加工形状71と第二歯面の荒加工形状72の間に位置する歯底側部分は、ギヤスカイビングカッタTの刃先部61c(図2(b)に示す)が通過する領域の外形線83に沿って仕上加工される。ただし、工作物Wの凸歯の荒加工形状70により、刃先部61cは、隣り合う凸歯の荒加工形状70の歯底面を仕上加工しないようにしても良い。 Furthermore, in Figure 4(b), the root portion of a single concave tooth groove formed by the rough-machined shapes 70 of two adjacent convex teeth, located between the rough-machined shape 71 of the first tooth surface and the rough-machined shape 72 of the second tooth surface, is finished along the outline 83 of the region through which the cutting edge portion 61c (shown in Figure 2(b)) of the gear skiving cutter T passes. However, depending on the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W, the cutting edge portion 61c may not finish the root surfaces of the rough-machined shapes 70 of adjacent convex teeth.

図4(b)において、刃面対称線84は、リーディング刃部61aが通過する領域の外形線81と、トレーリング刃部61bが通過する領域の外形線82との中央線である。また、図4(c)において、仕上歯面対称線75aは、対向する第一歯面の仕上加工形状71aと第二歯面の仕上加工形状72aの中央線である。ここで、図4(a)に示す荒歯面対称線75と、図4(c)に示す仕上歯面対称線75aとが一致することが理想状態である。 In Figure 4(b), the blade surface symmetry line 84 is the midpoint between the outline 81 of the region through which the leading blade portion 61a passes and the outline 82 of the region through which the trailing blade portion 61b passes. Furthermore, in Figure 4(c), the finished tooth surface symmetry line 75a is the midpoint between the finished machining shapes 71a of the opposing first tooth surface and 72a of the second tooth surface. Ideally, the rough tooth surface symmetry line 75 shown in Figure 4(a) and the finished tooth surface symmetry line 75a shown in Figure 4(c) coincide.

以上説明した歯車加工方法により、工作物Wに、歯車の凸歯の仕上加工形状70aが形成される。凸歯の仕上加工形状70aは、第一歯面の仕上加工形状71a、第二歯面の仕上加工形状72a、第一歯先面取部73の一部を構成する第一歯先面取部73a、第二歯先面取部74の一部を構成する第二歯先面取部74aを有する。隣り合う凸歯の仕上加工形状70aの間に位置する歯底面は、本形態においては、隣り合う凸歯の荒加工形状70の間に位置する歯底面と同様である。 The gear machining method described above forms the finished shape 70a of the gear's convex teeth on the workpiece W. The finished shape 70a of the convex teeth includes a finished shape 71a of the first tooth surface, a finished shape 72a of the second tooth surface, a first tooth tip chamfer 73a that constitutes part of the first tooth tip chamfer 73, and a second tooth tip chamfer 74a that constitutes part of the second tooth tip chamfer 74. In this embodiment, the tooth root surface located between the finished shapes 70a of adjacent convex teeth is the same as the tooth root surface located between the rough shapes 70 of adjacent convex teeth.

4.同期角度誤差Δθ
仕上加工において、工作物WとギヤスカイビングカッタTの同期角度に関して、制御装置50による同期指令角度と同期実角度との間に、誤差Δθ(以下、「同期角度誤差」と称する)を生じることが分かった。以下に、同期角度誤差Δθについて、図3~図4、図7を参照して説明する。
4. Synchronous angle error Δθ
In the finishing process, it was found that an error Δθ (hereinafter referred to as "synchronous angle error") occurs between the synchronous command angle issued by the control device 50 and the actual synchronous angle regarding the synchronous angle between the workpiece W and the gear skiving cutter T. The synchronous angle error Δθ will be explained below with reference to Figures 3 to 4 and Figure 7.

上述したように、工作物Wにおいて理想的な凸歯の仕上加工形状70aは、図4(c)に示す形状である。つまり、第一歯面の荒加工形状71に対する仕上取り代(切削深さ)と、第二歯面の荒加工形状72に対する仕上取り代(切削深さ)とが、一致する状態である。その結果、両方の歯先面取部73a,74aが、仕上歯面対称線75aを基準とした対称形状となる。つまり、両方の歯先面取部73a,74aが、同一量だけ残されている。 As described above, the ideal finished shape 70a of a convex tooth in the workpiece W is the shape shown in Figure 4(c). That is, the finishing allowance (cutting depth) for the rough shape 71 of the first tooth surface matches the finishing allowance (cutting depth) for the rough shape 72 of the second tooth surface. As a result, both tooth tip chamfers 73a and 74a are symmetrical with respect to the finished tooth surface symmetry line 75a. In other words, the same amount of material is left on both tooth tip chamfers 73a and 74a.

理想的な凸歯の仕上加工形状70aを得るためには、図4(a)に示す荒歯面対称線75と図4(c)に示す仕上歯面対称線75aとを一致させる必要がある。ここで、図4(c)に示す仕上歯面対称線75aは、仕上加工の際の図4(b)に示す刃面対称線84に一致する。従って、理想的な凸歯の仕上加工形状70aを得るためには、図4(a)に示す荒歯面対称線75と、図4(b)に示す刃面対称線84とが一致するように、仕上加工を行う必要がある。つまり、工作物Wに対するギヤスカイビングカッタTの同期角度として捉えた場合に、図4(a)に示す荒歯面対称線75に対して、図4(b)に示す刃面対称線84の実角度が一致するように、同期回転させる必要となる。 To obtain the ideal convex tooth finish shape 70a, it is necessary to align the rough tooth surface symmetry line 75 shown in Figure 4(a) with the finished tooth surface symmetry line 75a shown in Figure 4(c). Here, the finished tooth surface symmetry line 75a shown in Figure 4(c) coincides with the cutting edge symmetry line 84 shown in Figure 4(b) during finishing. Therefore, to obtain the ideal convex tooth finish shape 70a, it is necessary to perform the finishing process so that the rough tooth surface symmetry line 75 shown in Figure 4(a) and the cutting edge symmetry line 84 shown in Figure 4(b) coincide. In other words, when considering the synchronization angle of the gear skiving cutter T with respect to the workpiece W, it is necessary to rotate synchronously so that the actual angle of the cutting edge symmetry line 84 shown in Figure 4(b) coincides with the rough tooth surface symmetry line 75 shown in Figure 4(a).

そこで、図3の仕上加工準備(S3)において、凸歯の荒加工形状70についてのCw軸角度を検出する。そして、凸歯の荒加工形状70の荒歯面対称線75と刃面対称線84とが一致する状態となるように、ギヤスカイビングカッタTの切刃60のCt軸角度を基準として、工作物WのCw軸角度の位置決めを行う。 Therefore, in the finishing preparation (S3) shown in Figure 3, the Cw axis angle of the rough-machined shape 70 of the convex tooth is detected. Then, the Cw axis angle of the workpiece W is positioned based on the Ct axis angle of the cutting edge 60 of the gear skiving cutter T, so that the rough tooth surface symmetry line 75 and the cutting edge surface symmetry line 84 of the rough-machined shape 70 of the convex tooth coincide.

しかし、この状態を初期状態として同期回転させながら仕上加工を行うと、以下に説明するように、刃面対称線84の実角度84rが、荒歯面対称線75からずれてしまう。具体的には、図7(a)に示す凸歯の荒加工形状70に対して仕上加工を行う際に、図7(b)に示すように、制御装置50による刃面対称線の指令角度84cを、荒歯面対称線75に一致させるように同期制御を行う。しかし、図7(b)に示すように、荒歯面対称線75に対する刃面対称線の実角度84rが、工作物Wの回転方向の前方(図7(b)の右側)に進んだ位置に位置することになる。このずれ角度を、同期角度誤差Δθと定義する。刃面対称線の指令角度84cが、工作物WとギヤスカイビングカッタTの同期指令角度に相当し、刃面対称線の実角度84rが、工作物WとギヤスカイビングカッタTの同期実角度に相当する。 However, if finishing is performed while synchronously rotating with this state as the initial state, the actual angle 84r of the cutting edge symmetry line 84 will deviate from the rough tooth surface symmetry line 75, as explained below. Specifically, when performing finishing on the rough-machined shape 70 of the convex teeth shown in Figure 7(a), the control device 50 performs synchronous control to match the command angle 84c of the cutting edge symmetry line 84c with the rough tooth surface symmetry line 75, as shown in Figure 7(b). However, as shown in Figure 7(b), the actual angle 84r of the cutting edge symmetry line 84r relative to the rough tooth surface symmetry line 75 will be located at a position advanced forward in the rotational direction of the workpiece W (to the right in Figure 7(b)). This deviation angle is defined as the synchronous angle error Δθ. The command angle 84c of the cutting edge symmetry line 84c corresponds to the synchronous command angle between the workpiece W and the gear skiving cutter T, and the actual angle 84r of the cutting edge symmetry line 84r corresponds to the synchronous actual angle between the workpiece W and the gear skiving cutter T.

このように、図7(b)に示す制御装置50による刃面対称線の指令角度84cを、荒歯面対称線75に一致させるように仕上加工を行ったとしても、同期角度誤差Δθのため、刃面対称線の実角度84rが、荒歯面対称線75から回転方向前方にずれてしまう。つまり、同期角度誤差Δθのために、リーディング刃部61aは、第一歯面の荒加工形状71に対して、理想的な取り代よりも大きく切り込む状態となる。反対に、トレーリング刃部61bは、第二歯面の荒加工形状72に対して、理想的な取り代よりも小さく切り込む状態となる。 Thus, even if the control device 50 shown in Figure 7(b) commands the angle 84c of the blade surface symmetry line to match the rough tooth surface symmetry line 75 during finishing, the synchronization angle error Δθ causes the actual angle 84r of the blade surface symmetry line to shift forward in the rotational direction from the rough tooth surface symmetry line 75. In other words, due to the synchronization angle error Δθ, the leading blade portion 61a cuts more material into the rough shape 71 of the first tooth surface than the ideal material removal amount. Conversely, the trailing blade portion 61b cuts less material into the rough shape 72 of the second tooth surface than the ideal material removal amount.

その結果、凸歯の仕上加工形状70aは、図7(c)に示すような形状となる。具体的には、仕上歯面対称線75aが、荒歯面対称線75に対して同期角度誤差Δθ分だけずれた位置となり、第一歯面の仕上加工形状71aおよび第二歯面の仕上加工形状72aが形成される。第一歯面の仕上加工形状71aおよび第二歯面の仕上加工形状72aが同期角度誤差Δθ分だけずれることにより、第一歯先面取部73aおよび第二歯先面取部74aの形状が、図4(c)とは異なる形状になってしまう。 As a result, the finished shape 70a of the convex tooth becomes the shape shown in Figure 7(c). Specifically, the finished tooth surface symmetry line 75a is shifted by a synchronization angle error Δθ relative to the rough tooth surface symmetry line 75, forming the finished shape 71a of the first tooth surface and the finished shape 72a of the second tooth surface. Because the finished shape 71a of the first tooth surface and the finished shape 72a of the second tooth surface are shifted by a synchronization angle error Δθ, the shapes of the first tooth tip chamfer 73a and the second tooth tip chamfer 74a become different from those in Figure 4(c).

具体的には、隣り合う2つの凸歯の荒加工形状70が成す1つの凹歯溝のうち、回転方向において後行する第一歯面の仕上加工形状71aに隣接する第一歯先面取部73aは、取り代が大きくなるため、図4(c)に示す理想的な形状に比べると、小さな形状となっている。反対に、回転方向において先行する第二歯面の仕上加工形状72aに隣接する第二歯先面取部74aは、取り代が小さくなるため、図4(c)に示す理想的な形状に比べると、大きな形状となっている。つまり、第一歯先面取部73aと第二歯先面取部74aは、非対称形状となっている。 Specifically, of the concave tooth groove formed by the rough-machined shapes 70 of two adjacent convex teeth, the first tooth tip chamfer 73a adjacent to the finished shape 71a of the first tooth surface that is trailing in the rotational direction has a larger material removal allowance and is therefore smaller than the ideal shape shown in Figure 4(c). Conversely, the second tooth tip chamfer 74a adjacent to the finished shape 72a of the second tooth surface that is leading in the rotational direction has a smaller material removal allowance and is therefore larger than the ideal shape shown in Figure 4(c). In other words, the first tooth tip chamfer 73a and the second tooth tip chamfer 74a have asymmetrical shapes.

5.同期角度誤差Δθの発生理由
同期角度誤差Δθの発生理由について、図8~図10を参照して、詳細に分析する。図8には、工作物Wにおける1つの歯溝を径方向外側から見た図を示しており、隣り合う凸歯の仕上加工形状70aの間の部分を示す。歯溝が延在する方向において、周方向に対向する一方の面に、第一歯面の仕上加工形状71aおよび第一歯先面取部73aが存在し、他方の面に、第二歯面の仕上加工形状72aおよび第二歯先面取部74aが存在する。
5. Reasons for the Occurrence of Synchronization Angle Error Δθ The reasons for the occurrence of the synchronization angle error Δθ will be analyzed in detail with reference to Figures 8 to 10. Figure 8 shows a view of one tooth groove in the workpiece W from the radially outer side, showing the portion between the finished shapes 70a of adjacent convex teeth. In the direction in which the tooth groove extends, the first tooth surface finished shape 71a and the first tooth tip chamfer 73a are present on one of the circumferentially opposing surfaces, and the second tooth surface finished shape 72a and the second tooth tip chamfer 74a are present on the other surface.

図8において、白抜き矢印が、ギヤスカイビングカッタTの1つの切刃60の進行方向を示す。図8のハッチングにて示す領域P1,P2が、ギヤスカイビングカッタTの1つの切刃60が工作物Wの1つの歯溝を通過する際に加工する領域を表す。図8の右側のハッチング領域P1は、リーディング刃部61aにより仕上加工される領域であって、第一歯面の仕上加工形状71aを形成する。一方、図8の左側のハッチング領域P2は、トレーリング刃部61bにより仕上加工される領域であって、第二歯面の仕上加工形状72aを形成する。 In Figure 8, the white arrow indicates the direction of travel of one cutting edge 60 of the gear skiving cutter T. The hatched areas P1 and P2 in Figure 8 represent the areas machined when one cutting edge 60 of the gear skiving cutter T passes through one tooth groove of the workpiece W. The hatched area P1 on the right side of Figure 8 is the area finished by the leading edge 61a, forming the finished shape 71a of the first tooth surface. On the other hand, the hatched area P2 on the left side of Figure 8 is the area finished by the trailing edge 61b, forming the finished shape 72a of the second tooth surface.

1つの切刃60が1つの歯溝を加工する動作において、まず、リーディング刃部61aのみによる加工が開始される(図8の領域P1の下側部分)。その後、リーディング刃部61aによる加工が行われている間に、トレーリング刃部61bによる加工が開始される。つまり、リーディング刃部61aによる加工とトレーリング刃部61bによる加工とが、同時に行われる(図8の領域P1の上側部分と領域P2の下側部分)。その後、リーディング刃部61aによる加工が終了して、トレーリング刃部61bのみによる加工のみが継続して行われる(図8の領域P2の上側部分)。そして、トレーリング刃部61bによる加工が終了する。 In the operation of one cutting edge 60 machining one tooth groove, machining first begins with only the leading edge portion 61a (the lower part of region P1 in Figure 8). Then, while machining is being performed by the leading edge portion 61a, machining by the trailing edge portion 61b begins. In other words, machining by the leading edge portion 61a and machining by the trailing edge portion 61b are performed simultaneously (the upper part of region P1 and the lower part of region P2 in Figure 8). After that, machining by the leading edge portion 61a is completed, and machining by only the trailing edge portion 61b continues (the upper part of region P2 in Figure 8). Finally, machining by the trailing edge portion 61b is completed.

詳細な分析を行うために、図9に示すように、切刃60のすくい面61の稜線61a,61b,61cを、点群により定義して、創成加工解析を行った。図9において、リーディング刃部61aを、三角形状で表す点群にて定義し、トレーリング刃部61bを、四角形状で表す点群にて定義し、刃先部61cを、丸形状で表す点群にて定義した。各定義点を、カッコ[]内の数値にて区別する。 To perform a detailed analysis, as shown in Figure 9, the edges 61a, 61b, and 61c of the rake face 61 of the cutting edge 60 were defined using point clouds, and a generation machining analysis was performed. In Figure 9, the leading edge portion 61a is defined by a point cloud represented by a triangular shape, the trailing edge portion 61b is defined by a point cloud represented by a point cloud represented by a square shape, and the cutting edge portion 61c is defined by a point cloud represented by a point cloud represented by a circular shape. Each defined point is distinguished by the numerical value in brackets [].

創成加工解析により、すくい面61の稜線61a,61b,61cを定義する各点[1]~[33]について、すくい角を出力した。結果は、図10に示すとおりである。図10(a)には、リーディング刃部61aを定義する点[1]~[14]のそれぞれについてのすくい角を示す。図10(b)には、刃先部61cを定義する点[15]~[19]のそれぞれについてのすくい角を示す。図10(c)には、トレーリング刃部61bを定義する点[20]~[33]のそれぞれについてのすくい角を示す。 Generative machining analysis was performed to output the rake angles for each point [1] to [33] that defines the edges 61a, 61b, and 61c of the rake face 61. The results are shown in Figure 10. Figure 10(a) shows the rake angles for each of the points [1] to [14] that define the leading edge portion 61a. Figure 10(b) shows the rake angles for each of the points [15] to [19] that define the cutting edge portion 61c. Figure 10(c) shows the rake angles for each of the points [20] to [33] that define the trailing edge portion 61b.

図10(a)~(c)に示すように、すくい角は、定義点[1]~[33]に応じて異なる値を示し、かつ、定義点[1]~[33]のそれぞれにおいてギヤスカイビングカッタTのCt軸角度(工具回転角度)に応じて異なる値を示す。例えば、定義点[1]は、加工開始のすくい角は、正を初期値として、ゼロを通過して、その後、負の絶対値が大きくなるように変化する。他の定義点についても同様の傾向が見られる。ただし、すくい角の初期値は、軸交差角αなどの条件によっては、正ではなく、負となる場合もある。 As shown in Figures 10(a) to (c), the rake angle exhibits different values depending on the definition points [1] to [33], and also differs depending on the Ct axis angle (tool rotation angle) of the gear skiving cutter T at each of the definition points [1] to [33]. For example, at definition point [1], the rake angle at the start of machining starts as positive, passes through zero, and then changes so that the absolute value of the negative value increases. A similar trend is observed for the other definition points. However, the initial value of the rake angle may be negative instead of positive depending on conditions such as the axis crossing angle α.

詳細に分析すると、リーディング刃部61aの定義点[1]~[14]のすくい角に比べて、トレーリング刃部61bの定義点[20]~[33]のすくい角は、負の最大絶対値が大きくなっていることが分かる。 A detailed analysis reveals that the rake angle at the definition points [20] to [33] of the trailing cutting edge 61b has a larger negative maximum absolute value compared to the rake angle at the definition points [1] to [14] of the leading cutting edge 61a.

ここで、すくい角が正の場合と負の場合とを比較すると、すくい角が正となる方が、歯面に対する切削力の背分力の大きさが小さくなる。切削力の背分力とは、切削力のうち、歯面の法線方向の成分である。なお、切削力は、主分力、背分力、送り分力により表される。 Comparing the cases where the rake angle is positive and negative, a positive rake angle results in a smaller back force component of the cutting force applied to the tooth surface. The back force component of the cutting force is the component of the cutting force that is normal to the tooth surface. Note that the cutting force is expressed by the principal force component, the back force component, and the feed force component.

つまり、リーディング刃部61aが第一歯面の荒加工形状71に対する仕上加工を行う場合には、トレーリング刃部61bが第二歯面の荒加工形状72に対する仕上加工を行う場合に比べて、切削力の背分力の大きさが、相対的に小さくなっていると言える。 In other words, when the leading cutting edge 61a performs finishing on the rough-machined shape 71 of the first tooth surface, the magnitude of the back force component of the cutting force is relatively smaller compared to when the trailing cutting edge 61b performs finishing on the rough-machined shape 72 of the second tooth surface.

6.改良された歯車加工方法の説明
図7に示す同期角度誤差Δθを原因とする凸歯の仕上加工形状70aの誤差を小さくするために、以下に説明する改良された歯車加工方法を適用する。まずは、改良された歯車加工方法について、図11を参照して説明する。
6. Description of the Improved Gear Machining Method In order to reduce the error in the finished shape 70a of the convex teeth caused by the synchronization angle error Δθ shown in Figure 7, the improved gear machining method described below will be applied. First, the improved gear machining method will be explained with reference to Figure 11.

改良された歯車加工方法は、図11に示すように、凸歯を構成する第一歯面の荒加工形状71に対する仕上加工における切削力の背分力の大きさの相関値である第一参照値を推定する(S11)。つまり、第一歯面の荒加工形状71をリーディング刃部61aにより加工する際の切削力の背分力の大きさの相関値を推定する。第一参照値は、切削力の背分力の大きさに相関を有する値であれば良く、切削力の背分力の大きさそのものでも良いし、切削力の背分力の大きさとは異なる値でも良い。 The improved gear machining method, as shown in Figure 11, estimates a first reference value (S11), which is the correlation value between the magnitude of the back force component of the cutting force during finish machining and the rough machining shape 71 of the first tooth surface constituting the convex tooth. In other words, it estimates the correlation value between the magnitude of the back force component of the cutting force when machining the rough machining shape 71 of the first tooth surface with the leading blade portion 61a. The first reference value only needs to be a value that correlates with the magnitude of the back force component of the cutting force; it may be the magnitude of the back force component itself, or it may be a value different from the magnitude of the back force component of the cutting force.

ただし、切削力の背分力の大きさは、リーディング刃部61aの位置に応じて異なり、さらには、ギヤスカイビングカッタTのCt軸角度に応じて異なる。換言すると、切削力の背分力の大きさは、第一歯面の荒加工形状71の位置によって異なる値となる。従って、ここでいう切削力の背分力の大きさとは、リーディング刃部61aにより第一歯面の荒加工形状71を加工する際に、リーディング刃部61aの各位置の値、各Ct軸角度の値を総合的に評価した値を用いると良い。つまり、切削力の背分力の大きさは、第一歯面の荒加工形状71の各位置における値を総合的に評価した値を用いると良い。例えば、第一参照値は、第一歯面の荒加工形状71の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つを選択することができる。 However, the magnitude of the back force component of the cutting force varies depending on the position of the leading blade portion 61a, and furthermore, depending on the Ct axis angle of the gear skiving cutter T. In other words, the magnitude of the back force component of the cutting force will be a different value depending on the position of the rough machining shape 71 on the first tooth surface. Therefore, the magnitude of the back force component of the cutting force referred to here should be a value obtained by comprehensively evaluating the values at each position of the leading blade portion 61a and each Ct axis angle when machining the rough machining shape 71 on the first tooth surface with the leading blade portion 61a. That is, the magnitude of the back force component of the cutting force should be a value obtained by comprehensively evaluating the values at each position of the rough machining shape 71 on the first tooth surface. For example, the first reference value can be selected from the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position of the rough machining shape 71 on the first tooth surface.

続いて、凸歯を構成する第一歯面の裏面に位置する第二歯面の荒加工形状72に対する仕上加工における切削力の背分力の大きさの相関値である第二参照値を推定する(S12)。つまり、第二歯面の荒加工形状72をトレーリング刃部61bにより加工する際の切削力の背分力の大きさの相関値を推定する。第二参照値は、切削力の背分力の大きさに相関を有する値であれば良く、切削力の背分力の大きさそのものでも良いし、切削力の背分力の大きさとは異なる値でも良い。第二参照値は、第一参照値と実質同様に得る。例えば、第二参照値は、第二歯面の荒加工形状72の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つを選択することができる。 Next, a second reference value is estimated (S12), which is the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force during finishing with respect to the rough-machined shape 72 of the second tooth surface located on the back surface of the first tooth surface constituting the convex tooth. In other words, the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force when machining the rough-machined shape 72 of the second tooth surface with the trailing blade portion 61b is estimated. The second reference value only needs to be a value that correlates with the magnitude of the back force component of the cutting force; it can be the magnitude of the back force component itself, or a value different from the magnitude of the back force component of the cutting force. The second reference value is obtained in essentially the same way as the first reference value. For example, the second reference value can be selected from the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position of the rough-machined shape 72 of the second tooth surface.

続いて、推定された第一参照値と第二参照値との差を算出する(S13)。第一参照値および第二参照値は、上記処理により、それぞれ1つの数値として推定される。従って、第一参照値と第二参照値との差は、容易に得ることができる。ここで、得られた差は、正負の符号を有するものとする。 Next, the difference between the estimated first and second reference values is calculated (S13). The first and second reference values are each estimated as a single numerical value through the above process. Therefore, the difference between the first and second reference values can be easily obtained. Here, the obtained difference is assumed to have a positive or negative sign.

続いて、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるようなギヤスカイビングカッタTの諸元を決定する(S14)。決定する対象となるギヤスカイビングカッタTの諸元には、ギヤスカイビングカッタTの形状や、ギヤスカイビングカッタTの表面コーティングなどが含まれる。前者の場合には、対象となる諸元は、例えば、ギヤスカイビングカッタTのすくい面61の刃付け角の補正値ε2や、すくい面61の稜線のリーディング刃部61aとトレーリング刃部61bそれぞれのエッジ丸みを含む。後者の場合には、対象となる諸元は、例えば、表面コーティングの種類を、リーディング刃部61aとトレーリング刃部61bとで異なる種類とする。所定範囲は、ゼロを含み、できるだけゼロに近い小さな範囲とするのが理想的である。 Next, the specifications of the gear skiving cutter T are determined such that the difference between the first reference value and the second reference value falls within a predetermined range (S14). The specifications of the gear skiving cutter T to be determined include the shape of the gear skiving cutter T and the surface coating of the gear skiving cutter T. In the former case, the specifications include, for example, the correction value ε2 for the cutting angle of the rake face 61 of the gear skiving cutter T, and the edge rounding of the leading edge portion 61a and the trailing edge portion 61b of the rake face 61. In the latter case, the specifications include, for example, different types of surface coatings for the leading edge portion 61a and the trailing edge portion 61b. Ideally, the predetermined range should include zero and be as close to zero as possible.

以降の処理は、図3に示す歯車加工方法の基本動作と同様である。工作物Wに対して荒加工を行う(S15)。荒加工(S15)の後には、例えば、熱処理、コーティング処理などの外部処理を施す(S16)。外部処理(S16)の後には、仕上加工のための準備処理を行う(S17)。仕上加工準備として、まずは、制御装置50にて、歯車加工装置1に取り付けられた工作物Wについて、荒加工が施された凸歯の荒加工形状70のCw軸角度の検出処理を行う(S17a)。続いて、仕上加工を開始するための工作物Wの位置決めを行う(S17b)。 The subsequent processes are the same as the basic operations of the gear machining method shown in Figure 3. Rough machining is performed on the workpiece W (S15). After rough machining (S15), external treatments such as heat treatment and coating are performed (S16). After external treatment (S16), preparatory processing for finish machining is performed (S17). As preparation for finish machining, first, the control device 50 detects the Cw axis angle of the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W attached to the gear machining device 1 (S17a). Next, the workpiece W is positioned to begin finish machining (S17b).

続いて、S14にて決定された諸元となるギヤスカイビングカッタTを用いて、工作物Wに対して仕上加工を行う(S18)。例えば、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるように、刃付け角の補正値ε2(図2(a)に示す)を付与されたギヤスカイビングカッタTを用いて、工作物Wを仕上加工する。また、他の例として、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるように、リーディング刃部61aとトレーリング刃部61bとで大きさが異なるエッジ丸みを付与されたギヤスカイビングカッタTを用いて、工作物Wを仕上加工する。さらに、他の例として、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるように、リーディング刃部61aとトレーリング刃部61bとで異なる表面コーティングを付与されたギヤスカイビングカッタTを用いて、工作物Wを仕上加工する。 Next, the workpiece W is finished using the gear skiving cutter T with the specifications determined in S14 (S18). For example, the workpiece W is finished using a gear skiving cutter T to which a correction value ε2 (shown in Figure 2(a)) for the cutting edge angle is applied so that the difference between the first and second reference values is within a predetermined range. Alternatively, the workpiece W is finished using a gear skiving cutter T to which the leading edge portion 61a and the trailing edge portion 61b have different edge roundings so that the difference between the first and second reference values is within a predetermined range. Furthermore, as yet another example, the workpiece W is finished using a gear skiving cutter T to which the leading edge portion 61a and the trailing edge portion 61b have different surface coatings so that the difference between the first and second reference values is within a predetermined range.

上記のような改良された歯車加工方法による効果について説明する。改良された歯車加工方法によれば、第一参照値および第二参照値を推定する。第一参照値および第二参照値は、第一歯面および第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である。歯面における切削力の背分力とは、歯面における切削抵抗のうち歯面の法線方向成分に相当する。つまり、切削力の背分力は、切削抵抗のうち切削深さ方向の成分に相当する。 The effects of the improved gear machining method described above will now be explained. According to the improved gear machining method, the first and second reference values are estimated. The first and second reference values are the correlation values of the magnitudes of the back force component of the cutting force at the first and second tooth surfaces. The back force component of the cutting force at the tooth surface corresponds to the component of the cutting resistance in the direction normal to the tooth surface. In other words, the back force component of the cutting force corresponds to the component of the cutting resistance in the direction of cutting depth.

第一参照値は、第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値であって、第二参照値は、第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である。ギヤスカイビングカッタTを用いた歯車加工においては、第一歯面における切削力の背分力の大きさと、第二歯面における切削力の背分力の大きさとは、異なる値となる。従って、第一参照値と第二参照値とは異なる値となる。 The first reference value is the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force at the first tooth surface, and the second reference value is the correlation value of the magnitude of the back force component of the cutting force at the second tooth surface. In gear machining using a gear skiving cutter T, the magnitude of the back force component of the cutting force at the first tooth surface and the magnitude of the back force component at the second tooth surface are different values. Therefore, the first and second reference values will be different.

そして、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるギヤスカイビングカッタTの諸元を決定し、決定された諸元となるギヤスカイビングカッタを用いて工作物Wを加工する。つまり、ギヤスカイビングカッタTの諸元を調整することにより、第一参照値と第二参照値との差が所定範囲内となるようにしている。第一参照値と第二参照値との差を所定範囲内とすることにより、同期角度誤差Δθを小さくすることができる。つまり、第一歯面における取り代と第二歯面における取り代との差を小さくすることができる。その結果、ギヤスカイビングカッタTの長寿命化および加工時間の短縮を図ることができる。さらに、仕上加工後における第一歯先面取部73aと第二歯先面取部74aとを対称形状とすることができる。さらに、第一歯先面取部73cと第二歯先面取部74cの大きさが異なる形状を目標とした歯車の凸歯を仕上加工する際には、改良された歯車加工方法に類する加工方法を適用することにより、第一歯先面取部73cと第二歯先面取部74cの大きさが異なる形状の歯車の凸歯を高精度に仕上加工することができる。 Then, the specifications of the gear skiving cutter T are determined such that the difference between the first reference value and the second reference value is within a predetermined range, and the workpiece W is machined using the gear skiving cutter with the determined specifications. In other words, by adjusting the specifications of the gear skiving cutter T, the difference between the first reference value and the second reference value is made to be within a predetermined range. By making the difference between the first reference value and the second reference value within a predetermined range, the synchronization angle error Δθ can be reduced. In other words, the difference between the material removal amount on the first tooth surface and the material removal amount on the second tooth surface can be reduced. As a result, the lifespan of the gear skiving cutter T can be extended and the machining time can be shortened. Furthermore, the first tooth tip chamfer portion 73a and the second tooth tip chamfer portion 74a after finishing can be made symmetrical. Furthermore, when finishing the convex teeth of a gear with a shape in which the first tooth tip chamfer 73c and the second tooth tip chamfer 74c are of different sizes, applying a machining method similar to the improved gear machining method allows for high-precision finishing of the convex teeth of a gear with a shape in which the first tooth tip chamfer 73c and the second tooth tip chamfer 74c are of different sizes.

7.改良された歯車加工方法の具体例
図11に示した改良された歯車加工方法を、より具体化した歯車加工方法について、図12~図15を参照して説明する。
7. Specific Examples of Improved Gear Machining Methods A more specific gear machining method, based on the improved gear machining method shown in Figure 11, will be explained with reference to Figures 12 to 15.

より具体的な歯車加工方法は、図12に示すように、第一歯面の荒加工形状71に対する仕上加工におけるギヤスカイビングカッタTのすくい角に基づいて得られる第一角度参照値Vを、第一参照値として、推定する(S21)。第一歯面の荒加工形状71に対する仕上加工におけるギヤスカイビングカッタTのすくい角とは、リーディング刃部61aにより第一歯面の荒加工形状71を仕上加工する際のすくい角に相当する。 A more specific gear machining method is to estimate a first angular reference value V R , which is obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter T during the finishing process on the rough shape 71 of the first tooth surface, as shown in Figure 12 (S21). The rake angle of the gear skiving cutter T during the finishing process on the rough shape 71 of the first tooth surface corresponds to the rake angle when the leading cutting edge portion 61a finishes the rough shape 71 of the first tooth surface.

より詳細には、当該すくい角は、ギヤスカイビングカッタTの刃付け角の補正値ε2(図2(a)に示す)をゼロとした場合に、創成加工の解析により得られた値である。従って、当該解析における刃付け角εは、ギヤスカイビングカッタTの切刃60のねじれ角βに等しい。 More specifically, the rake angle is a value obtained from the analysis of the generation process when the correction value ε2 (shown in Figure 2(a)) for the cutting edge angle of the gear skiving cutter T is set to zero. Therefore, the cutting edge angle ε in this analysis is equal to the helix angle β of the cutting edge 60 of the gear skiving cutter T.

また、図10(a)に示したように、第一歯面の荒加工形状71に対する仕上加工におけるすくい角は、リーディング刃部61aの位置に応じて異なり、さらには、ギヤスカイビングカッタTのCt軸角度に応じて異なる。換言すると、当該すくい角は、第一歯面の荒加工形状71の位置によって異なる値となる。 Furthermore, as shown in Figure 10(a), the rake angle in the finishing process for the rough-machined shape 71 of the first tooth surface varies depending on the position of the leading cutting edge 61a, and also depending on the Ct axis angle of the gear skiving cutter T. In other words, the rake angle will have a different value depending on the position of the rough-machined shape 71 of the first tooth surface.

そこで、第一角度参照値Vの具体例として、以下に示す3種類を例に挙げる。第一例の第一角度参照値Vは、図13(a)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、リーディング刃部61aの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の平均値とする。つまり、第一角度参照値Vは、第一歯面の荒加工形状71の各位置におけるリーディング刃部61aのすくい角の平均値に相当する。 Therefore, three specific examples of the first angle reference value V R are given below. In the first example, the first angle reference value V R is the average value of the rake angle at each position and each Ct axis angle of the leading cutting edge portion 61a, obtained by analyzing the generation process with the correction value ε2 for the cutting edge angle set to zero, as shown in Figure 13(a). In other words, the first angle reference value V R corresponds to the average value of the rake angle of the leading cutting edge portion 61a at each position of the rough machining shape 71 of the first tooth surface.

第二例の第一角度参照値Vは、図14(a)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、リーディング刃部61aの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の合計値とする。当該合計値は、図14(a)に示す囲まれた領域のうち正の領域の面積と負の領域の面積との差に相当する。つまり、第一角度参照値Vは、第一歯面の荒加工形状71の各位置におけるリーディング刃部61aのすくい角の合計値に相当する。 In the second example, the first angle reference value V R is the sum of the rake angles at each position and each Ct axis angle of the leading cutting edge portion 61a, obtained by analyzing the generation process with the correction value ε2 for the cutting edge angle set to zero, as shown in Figure 14(a). This sum corresponds to the difference between the area of the positive region and the area of the negative region in the enclosed region shown in Figure 14(a). In other words, the first angle reference value V R corresponds to the sum of the rake angles of the leading cutting edge portion 61a at each position of the rough-machined shape 71 of the first tooth surface.

第三例の第一角度参照値Vは、図15(a)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、リーディング刃部61aの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の中で、負のすくい角の最大絶対値とする。つまり、第一角度参照値Vは、第一歯面の荒加工形状71の各位置におけるリーディング刃部61aの負のすくい角の最大絶対値に相当する。 In the third example, the first angle reference value V R is the maximum absolute value of the negative rake angle among the rake angles at each position of the leading cutting edge 61a and at each Ct axis angle, obtained by analyzing the generation process with the correction value ε2 for the cutting edge angle set to zero, as shown in Figure 15(a). In other words, the first angle reference value V R corresponds to the maximum absolute value of the negative rake angle of the leading cutting edge 61a at each position of the rough-machined shape 71 of the first tooth surface.

続いて、第二歯面の荒加工形状72に対する仕上加工におけるギヤスカイビングカッタTのすくい角に基づいて得られる第二角度参照値Vを、第二参照値として、推定する(S22)。第二角度参照値Vの推定は、第一角度参照値Vの推定方法と同様の方法により行う。 Next, the second angular reference value V T , obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter T during the finishing process on the rough-machined shape 72 of the second tooth surface, is estimated as the second reference value (S22). The second angular reference value V T is estimated using the same method as the first angular reference value VR .

すなわち、第一例の第二角度参照値Vは、図13(b)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、トレーリング刃部61bの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の平均値とする。つまり、第二角度参照値Vは、第二歯面の荒加工形状72の各位置におけるトレーリング刃部61bのすくい角の平均値に相当する。 In other words, the second angle reference value V T in the first example is the average value of the rake angle at each position and each Ct axis angle of the trailing cutting edge portion 61b, obtained by analyzing the generation process with the correction value ε2 for the cutting edge angle set to zero, as shown in Figure 13(b). That is, the second angle reference value V T corresponds to the average value of the rake angle of the trailing cutting edge portion 61b at each position of the rough machining shape 72 of the second tooth surface.

第二例の第二角度参照値Vは、図14(b)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、トレーリング刃部61bの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の合計値とする。当該合計値は、図14(b)に示す囲まれた領域のうち正の領域の面積と負の領域の面積との差に相当する。つまり、第二角度参照値Vは、第二歯面の荒加工形状72の各位置におけるトレーリング刃部61bのすくい角の合計値に相当する。 In the second example, the second angle reference value V T is the sum of the rake angles at each position and each Ct axis angle of the trailing cutting edge portion 61b, obtained by analyzing the generation process with the cutting edge angle correction value ε2 set to zero, as shown in Figure 14(b). This sum corresponds to the difference between the area of the positive region and the area of the negative region in the enclosed region shown in Figure 14(b). In other words, the second angle reference value V T corresponds to the sum of the rake angles of the trailing cutting edge portion 61b at each position of the rough machining shape 72 of the second tooth surface.

第三例の第二角度参照値Vは、図15(b)に示すように、刃付け角の補正値ε2をゼロとした創成加工の解析により得られた、トレーリング刃部61bの各位置、かつ、各Ct軸角度におけるすくい角の中で、負のすくい角の最大絶対値とする。つまり、第二角度参照値Vは、第二歯面の荒加工形状72の各位置におけるトレーリング刃部61bの負のすくい角の最大絶対値に相当する。 In the third example, the second angle reference value V T is the maximum absolute value of the negative rake angle among the rake angles at each position and each Ct axis angle of the trailing cutting edge portion 61b, obtained by analyzing the generation process with the cutting edge angle correction value ε2 set to zero, as shown in Figure 15(b). In other words, the second angle reference value V T corresponds to the maximum absolute value of the negative rake angle of the trailing cutting edge portion 61b at each position of the rough machining shape 72 of the second tooth surface.

続いて、推定された第一角度参照値Vと第二角度参照値Vとの差ΔV(=V-V)を算出する(S23)。第一角度参照値Vと第二角度参照値Vとの差ΔVは、正負の符号を有するものとする。 Next, the difference ΔV (= VT - VR ) between the estimated first angle reference value VR and the second angle reference value VT is calculated (S23). The difference ΔV between the first angle reference value VR and the second angle reference value VT is assumed to have a positive or negative sign.

続いて、第一角度参照値Vと第二角度参照値Vとの差ΔVが所定範囲内となるように、差ΔVに基づいて、ギヤスカイビングカッタTの諸元としての刃付け角の補正値ε2を決定する(S24)。例えば、第一例または第三例の第一角度参照値Vおよび第二角度参照値Vの推定方法を適用した場合、差ΔVそのものを、刃付け角の補正値ε2としても良い。ただし、刃付け角の補正値ε2は、差ΔVに係数を乗算したり、オフセット係数を加算したりしても良い。第二例の第一角度参照値Vおよび第二角度参照値Vの推定方法を適用した場合、差ΔVを用いた関係式により、刃付け角の補正値ε2を決定すると良い。 Next, based on the difference ΔV between the first angle reference value V R and the second angle reference value V T , a correction value ε2 for the cutting angle as a specification of the gear skiving cutter T is determined so that the difference ΔV between the first angle reference value V R and the second angle reference value V T is within a predetermined range (S24). For example, when the estimation method for the first angle reference value V R and the second angle reference value V T of the first or third example is applied, the difference ΔV itself may be used as the correction value ε2 for the cutting angle. However, the correction value ε2 for the cutting angle may be obtained by multiplying the difference ΔV by a coefficient or by adding an offset coefficient. When the estimation method for the first angle reference value V R and the second angle reference value V T of the second example is applied, it is preferable to determine the correction value ε2 for the cutting angle using a relational expression that uses the difference ΔV.

以降の処理は、図3に示す歯車加工方法の概要と同様である。工作物Wに対して荒加工を行う(S25)。荒加工(S25)の後には、例えば、熱処理、コーティング処理などの外部処理を施す(S26)。外部処理(S26)の後には、仕上加工のための準備処理を行う(S27)。仕上加工準備として、まずは、制御装置50にて、歯車加工装置1に取り付けられた工作物Wについて、荒加工が施された凸歯の荒加工形状70のCw軸角度の検出処理を行う(S27a)。続いて、仕上加工を開始するための工作物Wの位置決めを行う(S27b)。続いて、S24にて決定された諸元としての刃付け角の補正値ε2が付与されたギヤスカイビングカッタTを用いて、工作物Wに対して仕上加工を行う(S28)。 The subsequent processes are the same as the gear machining method outlined in Figure 3. Rough machining is performed on the workpiece W (S25). After rough machining (S25), external treatments such as heat treatment and coating are performed (S26). After external treatment (S26), preparatory processing for finish machining is performed (S27). As preparation for finish machining, first, the control device 50 detects the Cw axis angle of the rough-machined shape 70 of the convex teeth of the workpiece W attached to the gear machining apparatus 1 (S27a). Next, the workpiece W is positioned to begin finish machining (S27b). Subsequently, finish machining is performed on the workpiece W using the gear skiving cutter T to which the correction value ε2 of the cutting angle, determined in S24, has been applied (S28).

改良された歯車加工方法の具体例によれば、すくい角を用いて、ギヤスカイビングカッタTの刃付け角の補正値ε2を決定することとした。当該方法により、同期角度誤差Δθを小さくすることができ、結果として、第一歯面における取り代と第二歯面における取り代との差を小さくすることができる。従って、ギヤスカイビングカッタTの長寿命化および加工時間の短縮を図ることができる。さらに、仕上加工後における第一歯先面取部73aと第二歯先面取部74aとを対称形状とすることができる。さらに、第一歯先面取部73cと第二歯先面取部74cの大きさが異なる形状を目標とした歯車の凸歯を仕上加工する際には、改良された歯車加工方法に類する加工方法を適用することにより、第一歯先面取部73cと第二歯先面取部74cの大きさが異なる形状の歯車の凸歯を高精度に仕上加工することができる。 According to a specific example of the improved gear machining method, the correction value ε2 for the cutting angle of the gear skiving cutter T is determined using the rake angle. This method reduces the synchronization angle error Δθ, and as a result, the difference between the material removal on the first tooth surface and the material removal on the second tooth surface can be reduced. Therefore, the lifespan of the gear skiving cutter T can be extended and the machining time shortened. Furthermore, the first tooth tip chamfer 73a and the second tooth tip chamfer 74a can be made symmetrical after finishing. Moreover, when finishing the convex teeth of a gear with different sized first and second tooth tip chamfers 73c and 74c, applying a machining method similar to the improved gear machining method allows for high-precision finishing of the convex teeth of a gear with different sized first and second tooth tip chamfers 73c and 74c.

また、第一角度参照値Vおよび第二角度参照値Vの推定方法の具体例のいずれにおいても、容易に推定することができる。さらに、第一角度参照値Vと第二角度参照値Vとの差ΔVを、刃付け角の補正値ε2を決定するために用いている。つまり、差ΔVも刃付け角の補正値ε2も、どちらも角度であるため、高い相関を有する。従って、適切な刃付け角の補正値ε2を得ることができる。 Furthermore, the first angle reference value V R and the second angle reference value V T can be easily estimated in any of the specific examples of estimation methods. In addition, the difference ΔV between the first angle reference value V R and the second angle reference value V T is used to determine the correction value ε2 for the cutting angle. In other words, since both the difference ΔV and the correction value ε2 for the cutting angle are angles, they have a high correlation. Therefore, an appropriate correction value ε2 for the cutting angle can be obtained.

8.改良された歯車加工方法の他の具体例
改良された歯車加工方法の他の具体例について、図16を参照して説明する。図12~図15を参照した歯車加工方法の具体例においては、第一角度参照値Vおよび第二角度参照値Vを推定し、これらの差ΔVを推定した。
8. Other Specific Examples of the Improved Gear Machining Method Other specific examples of the improved gear machining method will be described with reference to Figure 16. In the specific examples of the gear machining method shown with reference to Figures 12 to 15, the first angle reference value VR and the second angle reference value VT were estimated, and their difference ΔV was estimated.

当該他の具体例においては、第一角度参照値Vおよび第二角度参照値Vのそれぞれ推定することなく、第一角度参照値Vと第二角度参照値Vの差ΔVを直接的に推定することとする。この場合、図12の歯車加工方法におけるS21,S22を削除することにより実現することができる。 In the other specific example, the difference ΔV between the first angle reference value VR and the second angle reference value VT is directly estimated without estimating the first angle reference value VR and the second angle reference value VT respectively. This can be achieved by deleting S21 and S22 in the gear machining method shown in Figure 12.

具体的には、図16に示すように、ギヤスカイビングカッタTと工作物Wとの軸交差角αをパラメータとしてギヤスカイビングカッタTの刃付け角の補正値ε2を定義した関係情報を用いる。当該関係情報は、関係式として定義しても良いし、関係性マップデータとして定義しても良い。さらに、図16に示すように、当該関係情報は、軸交差角αに加えて、切込量の大きさに応じて定義するようにしても良い。図16においては、2種類の切込量の大きさについて示すが、3種類以上の切込量の大きさについて定義しても良い。 Specifically, as shown in Figure 16, relational information is used that defines a correction value ε2 for the cutting angle of the gear skiving cutter T, using the axis intersection angle α between the gear skiving cutter T and the workpiece W as a parameter. This relational information may be defined as a relational equation or as relational map data. Furthermore, as shown in Figure 16, this relational information may also be defined according to the depth of cut in addition to the axis intersection angle α. While Figure 16 shows two types of depth of cut sizes, three or more types of depth of cut sizes may also be defined.

当該関係情報を関係式とする場合には、例えば、式(1)を用いることができる。Cは、定数とし、例えば、切込量などに応じた値とする。
ΔV=C*1/sinα ・・・ (1)
When expressing the relevant information as a relational expression, for example, equation (1) can be used. C is a constant and is a value corresponding to, for example, the amount of cut.
ΔV=C*1/sinα... (1)

このように、第一角度参照値Vと第二角度参照値Vの差ΔVを直接的に推定することにより、容易に諸元としての刃付け角の補正値ε2を得ることができる。なお、刃付け角の補正値ε2が、差ΔVに一致する場合には、差ΔVの推定は、実質的に、刃付け角の補正値ε2の推定に等しい。 In this way, by directly estimating the difference ΔV between the first angle reference value V R and the second angle reference value V T , the correction value ε2 of the cutting angle as a parameter can be easily obtained. Furthermore, if the correction value ε2 of the cutting angle matches the difference ΔV, then estimating the difference ΔV is essentially equivalent to estimating the correction value ε2 of the cutting angle.

70 凸歯
71,71a 第一歯面
72,72a 第二歯面
T ギヤスカイビングカッタ
W 工作物
第一角度参照値(第一参照値)
第二角度参照値(第二参照値)
ΔV 第一角度参照値と第二角度参照値の差
70 Convex tooth 71, 71a First tooth surface 72, 72a Second tooth surface T Gear skiving cutter W Workpiece V R First angle reference value (first reference value)
V T Second angle reference value (second reference value)
ΔV is the difference between the first and second angle reference values.

Claims (4)

ギヤスカイビングカッタを用いて工作物に歯車の凸歯を加工する歯車加工方法であって、
前記凸歯を構成する第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第一参照値と、前記凸歯を構成し前記第一歯面の裏面に位置する第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第二参照値との差を推定し、
前記第一参照値と前記第二参照値との差が所定範囲内となる前記ギヤスカイビングカッタの諸元を決定し、
決定された前記諸元となる前記ギヤスカイビングカッタを用いて前記工作物を加工し、
前記第一歯面における切削力の背分力の大きさは、前記第一歯面の位置によって異なる値となり、
前記第二歯面における切削力の背分力の大きさは、前記第二歯面の位置によって異なる値となり、
前記第一参照値は、前記第一歯面の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つであり、
前記第二参照値は、前記第二歯面の各位置における切削力の背分力の大きさの平均値、合計値、最大値のいずれか1つである、歯車加工方法。
A gear machining method for machining protruding teeth of a gear onto a workpiece using a gear skiving cutter,
The difference between the first reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the first tooth surface constituting the convex tooth, and the second reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the second tooth surface located on the back surface of the first tooth surface constituting the convex tooth, is estimated.
The specifications of the gear skiving cutter are determined such that the difference between the first reference value and the second reference value falls within a predetermined range.
The workpiece is machined using the gear skiving cutter with the determined specifications .
The magnitude of the back component of the cutting force on the first tooth surface will differ depending on the position on the first tooth surface.
The magnitude of the back component of the cutting force on the second tooth surface will vary depending on the position on the second tooth surface.
The first reference value is one of the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position on the first tooth surface.
A gear machining method in which the second reference value is one of the average value, sum, or maximum value of the magnitude of the back force component of the cutting force at each position on the second tooth surface .
ギヤスカイビングカッタを用いて工作物に歯車の凸歯を加工する歯車加工方法であって、A gear machining method for machining protruding teeth of a gear onto a workpiece using a gear skiving cutter,
前記凸歯を構成する第一歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第一参照値と、前記凸歯を構成し前記第一歯面の裏面に位置する第二歯面における切削力の背分力の大きさの相関値である第二参照値との差を推定し、The difference between the first reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the first tooth surface constituting the convex tooth, and the second reference value, which is the correlation value of the magnitude of the back component of the cutting force at the second tooth surface located on the back surface of the first tooth surface constituting the convex tooth, is estimated.
前記ギヤスカイビングカッタと前記工作物との軸交差角をパラメータとして前記ギヤスカイビングカッタの刃付け角の補正値を定義した関係情報を用いて、前記第一参照値と前記第二参照値との差が所定範囲内となる前記ギヤスカイビングカッタの諸元として前記刃付け角の補正値を決定し、Using relational information that defines a correction value for the cutting angle of the gear skiving cutter with the axial intersection angle between the gear skiving cutter and the workpiece as a parameter, the correction value for the cutting angle is determined as the specification of the gear skiving cutter such that the difference between the first reference value and the second reference value is within a predetermined range.
決定された前記刃付け角の補正値が付与された前記ギヤスカイビングカッタを用いて前記工作物を加工し、The workpiece is machined using the gear skiving cutter to which the determined cutting angle correction value has been applied.
前記第一参照値は、前記第一歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角に基づいて得られる第一角度参照値であり、The first reference value is a first angular reference value obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter on the first tooth surface.
前記第二参照値は、前記第二歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角に基づいて得られる第二角度参照値である、歯車加工方法。A gear machining method in which the second reference value is a second angular reference value obtained based on the rake angle of the gear skiving cutter on the second tooth surface.
前記第一歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角は、前記第一歯面の位置によって異なる値となり、The rake angle of the gear skiving cutter on the first tooth surface will have different values depending on the position on the first tooth surface.
前記第二歯面における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角は、前記第二歯面の位置によって異なる値となり、The rake angle of the gear skiving cutter on the second tooth surface will have different values depending on the position of the second tooth surface.
前記第一角度参照値は、前記第一歯面の各位置における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角の平均値、合計値、負のすくい角の最大絶対値のいずれか1つであり、The first angle reference value is one of the following: the average value, the sum of the rake angles of the gear skiving cutter at each position on the first tooth surface, or the maximum absolute value of the negative rake angle.
前記第二角度参照値は、前記第二歯面の各位置における前記ギヤスカイビングカッタのすくい角の平均値、合計値、負のすくい角の最大絶対値のいずれか1つである、請求項2に記載の歯車加工方法。The gear machining method according to claim 2, wherein the second angular reference value is one of the average value, sum, or maximum absolute value of the rake angle of the gear skiving cutter at each position on the second tooth surface.
前記諸元は、前記第一参照値と前記第二参照値との差が所定範囲内になるような前記ギヤスカイビングカッタの刃付け角の補正値を含み、
決定された前記刃付け角の補正値が付与された前記ギヤスカイビングカッタを用いて前記工作物を加工する、請求項1~3のいずれか1項に記載の歯車加工方法。
The above specifications include a correction value for the cutting angle of the gear skiving cutter such that the difference between the first reference value and the second reference value falls within a predetermined range.
A gear machining method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the workpiece is machined using the gear skiving cutter to which the determined cutting angle correction value has been applied.
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