JPS5816973B2 - 歯切り方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピニオンカッタあるいはラックカッタによる新
規な歯切り方法に関するものである。

円筒歯車の歯切り方法には、ピニオンカッタ、ラックカ
ッタ、ホブ、エンドミルによる加工方法が従来より用い
られてきたが、とりわけショルダーギヤ等のホブで加工
できない歯車の加工に対しては、ピニオンカッタあるい
はラックカッタによる加工が生産性が高く最も多用され
ている加工方法である ところがピニオンカッタあるいはラックカッタによる歯
切り方法は、よく知られているように創成切削によって
歯車を加工するので、歯車に対し前記カッタの切刃は創
成切削過程において、１つの歯溝に対し１つの切刃がそ
の歯溝の創成の最初から最後まで関与していくため、切
刃はその切削位置に対応した切削分担量を担うこととな
り、一般のフライス工具に見られない斯種カッタ特有の
切刃部コーナ部付近の摩耗（以下コーナ部摩耗と称す）
が生ずることが知られている。

今、ピニオンカッタを例にとり、その創成機構を第１，
２図に基づいて説明する。

（ラックカッタの場合は後述するカッタの回転運動に代
えて横送り運動が付与されるもので、創成切削機構につ
いてはピニオンカッタの場合と何らかわりはない。

）第１図に示すように歯数２１のピニオンカッタ１と歯
数Ｚ、の被削歯車２を歯切盤（図示せず）にセットし、
ピニオンカッタ１と被削歯車２とを１対勾の回転比で反
対方向に回転させるととも２ に、ピニオンカッタ１はその軸方向（紙面に対し垂直方
向）に往復ストロークを繰り返すが、この時同時にピニ
オンカッタ１はＸ方向に進行し、所望の正規の溝歯形よ
り歯幅の狭い歯形を形成する荒切り切込量が与えられ荒
切削が行なわれる。

該荒切削が終了するとそれに連続して仕上切込量が付与
され仕上切削に移行し、被削歯車２に所望の正規のイン
ボリュート歯形が創成される。

同、この創成切削は１歯溝づつ完成するようになされる
のでなく、所要の歯溝全体に対して創成切削が進行する
。

すなわち、ピニオンカッタ１がその軸方向に往復動しつ
つ１乃至２回転する間に、被削歯車２の全歯溝が創成荒
切削され、更にピニオンカッタ１が１乃至２回転する間
に仕上切削がなされ、所望の正規の歯形が創成されるも
のである。

すなわち、１つの歯溝な創成する過程を第２図に基づい
て説明すると、被削歯車２の１つの歯溝３が隣接する歯
溝の位置（１ピツチ）まで回転する間に、ピニオンカッ
タ１はその軸方向に往復動するとともに一定の回転比で
徐回転しつつ所定の切込が与えられるため一つの切刃Ｃ
はＣ１からＣｎの状態に順次作用して切削が進行し、１
つの歯溝３のインボリュートが創成される。

図から明らかな如く、切刃Ｃは左側面刃（リーディング
切刃）し、右側面刃（トレーリング切刃）Ｔ、外周刃Ｏ
から構成され、創成過程の前半において切削される部分
は、図中Ｗ１ で示す斜線部のように非対称なＵ字形
をなし、左右側面刃り、 Ｔおよび外周刃Ｏによる三面
切削がなされていることがわかる。

又、右側面刃Ｔと外周刃Ｏとのなすコーナ部近傍は非常
に薄い切削厚さとなっている１かような形状に切削され
た切屑は、第３図に示す如く、各切刃に対して直角方向
に流出しようとし、この時切削量の差による切屑の流出
力がそれぞれ異なるため、切削量の大きいすなわち流出
力の大きいリーディング切刃りおよび外周刃Ｏによる切
削が切削量の小さいすなわち流出力の小さいトレーリン
グ切刃による切屑を圧迫し、トレーリング切刃と外周刃
のなすコーナ部近傍において、所謂切屑の干渉現象を生
起し、その結果としてトレーリング切刃による切屑は押
し返えされて切刃と被加工材との間に形成される隙間を
流出するこ履となり、その流出過程において切刃特にコ
ーナ部近傍を損傷する。

一方創成過程の後半においては、図中Ｗ２ で示す斜
線部の如く、トレーリング切刃Ｔのみの一面切削を行な
うようになるが、この段階では切削厚みが薄く、従って
切刃が被削材に十分に喰い込まず、被剛材を押しつぶす
ような現象、換言すれば切刃と被削材との擦過現象を生
じ、前述せる切屑の干渉に伴う切刃に対する切屑の擦過
現象との両者が相乗的に作用しコーナ部の摩耗を促進す
る。

本発明者は、前述の知見に基づき擦過現象を回避せしめ
るとともに、切刃のコーナ部摩耗は勿論のこと切刃の全
体的摩耗を減少させ、ひいては、工具費の減少、再研削
時間の短縮あるいは工具交換回数を減少させうる新規な
歯切り方法を提供せんとするものである。

上記の目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、正規の歯形に比し歯厚を薄くしたピニオンカッタも
しくはラックカッタを用い、該カッタと被削歯車との間
で相対的回転運動、軸方向の相対的往復運動並びに切込
付与運動とからなる所謂創成切削運動をなさしめるとと
もに、前記相対的往復運動の１ストローク毎に該ストロ
ークに同期して被削歯車に作用する前記カンタの切刃の
リーディング側とトレーリング側とが交互に切削作用を
なすよう前記軸方向の往復動に直交する方向に、前記カ
ンタもしくは前記被削歯車に相対的な微小揺動捷たは往
復運動を付与せしめて所望の歯形を創成することを特徴
とする歯切り方法に存する。

即ち、本発明は、ピニオンカッタもしくはラックカッタ
で歯車を創成するに、予じめ前記カッタの歯車を薄くし
ておぎ、その創成過程において切刃のリーディング側と
トレーリング側とで交互切削せしめることにより、従来
の前記カッタの切刃が三面切削するのに対し、二面切削
又は一面切削を行なわせるようにして、切屑の流れ即ち
排出性を良くし、以って、各切刃のコーナ部摩耗やその
他の摩耗を減少せしめんとするものである。

以下、本発明をピニオンカッタを例にとり、図面に基づ
いて詳細に説明する。

第４図において、１０は正規の歯形に比し歯厚を薄くし
た歯数Ｚ３のピニオンカッタで、１１は歯数Ｚ４の被削
歯車である。

今、図のようにカッタ１０および被削歯車１１を歯切盤
（図示せず）にセットし、従来と同様に該カッタ１０と
被削歯車１１とを１：Ｚ３／Ｚ４の回転比で異なる方向
に回転させるとともに、カッタ１０は紙面に対し垂直方
向に往復ストロークを繰り返すとともにＸ方向に進行し
切込が与えられるが、この時、新たにカッタ１０の往復
動の１ストローク毎に該ストロークに同期してカッタ１
０に、前記軸方向の往復動に直交する方向に微小揺動運
動を付与せしめる。

すなわち、カッタ１０はその往復ストロークに同期シて
、１ストローク毎に角度αだけ前記往復動と直交方向で
左右に揺動し、その切刃Ｃ′のリーディングＬ／とトレ
ーリング側Ｔ′とが交互に切削作用をなし、１つの歯溝
１２を創成する。

さらにこの創成過程を第５図に基づいて詳細に説明すれ
ば、被削歯車１１の１つの歯溝１２が隣接する歯溝の位
置（１ピツチ）まで回転する間に、ピニオンカッタ１０
は被削歯車１１に対し、一定の回転比で徐回転しつつ、
その軸方向に往復動するとともに、該往復動の１ストロ
ーク毎に該ストロークに同期して前記軸方向の往復動の
方向に直交する方向に旋回角αの微小揺動運動を付与し
、所定の切込を与えていくと、その正規の歯厚より薄い
歯厚の切刃ＣＩのリーディング側Ｌ′とトレーリング側
Ｔ′とがＣ１′からＣｆ１の状態に順次作用して切削が
進行し、つまり、リーディング側Ｌ／とトレーリング側
Ｔ’とで交互切削をとりつつ１つの歯溝１２のインボリ
ュートを創成するものである。

図から明らかな如く、創成過程の前半において切削され
る部分は、リーディング側、トレーリング側いずれか一
方の側面刃と外周刃による二面切削により図中Ｖ１ で
示す斜線部のようにＬ字形をなすが、これは正規の歯厚
より薄い歯厚の切刃Ｃ′のトレーリング側Ｔ／とリーデ
ィング１則Ｌ／とが交互に作用するよう前述の微小揺動
運動を付与している故に外ならない。

一方、創成過程の後半においては、図中■２で示す斜線
部の如く、トレーリング切刃Ｔ／のみの一面切削が行な
われる上記のようにリーディング側、トレーリング側の
側面刃の何れかと外周刃により二面切削が行なわれると
、切くずの流れ、即排出性が非常に良好となる。

即ち、第６図に示すように、一つの側面刃を前記微小揺
動運動により左右交互に変位せしめた切削状態による切
くずは、主として側面刃の一つにより切削された切くず
Ｂ１ と主として外周刃により切削された切くずＢ２
よりなり、他の側面刃からは切くずが排出されない。

このことは、第３図と比較すれば一層明瞭となる。

切ぐずがこのような状態で排出されると、切くずＢ１、
Ｂ２は図中矢印で示すように一方向部ち切くずが排出さ
れない側の方向にスムースに流れることになり、切ぐず
の干渉が起らず擦過現象が消滅し、その結果前記したコ
ーナ部摩耗は勿論のこと、何れの側面刃もその全体的摩
耗が減少することになる。

また、切削は、外周刃とトレーリング切刃との二面切削
、外周刃とリーディング切刃との二面切削が交互に行な
われる。

従って一側面刃当りの切削分担量及至切削厚さは、従来
の歯切り方法による側面刃によるそれと比較すれば二倍
近くになる−１１１面刃当りの切削分担量が多くなると
確実に切削が行なわれて、切刃が被剛材を押しつぶすよ
うな現象こすなわち擦過現象が減少し、これによっても
切刃の摩耗が減少する。

前述の実施例にあっては、カッタ１０にその軸方向の往
復動に直交する方向に微小揺動運動を付与したが、本発
明を実施するにはカッタ１０と被削材１１との間で相対
的な前記揺動運動を付与すれば良く、従って前記揺動運
動を被削歯車１１の方に付与しても可能なことは勿論で
ある。

更に、前述する微小揺動運動は、カッタ１０、被削歯車
１１のいずれにしてもその軸心を揺動中心とする旋回角
αの微小旋回揺動であるが、その揺動運動による変位量
は非常に小さな量であるため、第７図の如く前記揺動運
動をその揺動変位量に対応した変位量δの往復運動で近
似く売としても、製品歯車の歯形形状はさほど大差はな
い。

また、現有の歯切盤では本発明方法は実施できないので
、補修するにしても、往復運動を付与するようにする方
がより簡便である。

以上の説明から明らかなように、本発明は、正規の歯形
に比し歯厚を薄くしたピニオンカッタもしくはラックカ
ッタを用い、該カッタと被削歯車との間で通常の創成切
削運動をなさしめるとともに、該創成切削運動における
相対的往復動の１ストローク毎に該ストロークに同期し
て、前記軸方向の往復動に直交する方向に、前記カッタ
もしくは被削歯車に相対的な微小揺動または往復運動を
付与せしめることにより、切刃の外周力とリーディング
側、トレーリング側のいずれか一方の側面切刃とで二面
切削を行なわせ、切屑の干渉による擦過現象と切削量の
少なさによる切刃と被削材との擦過現象の減少が図られ
、その結果切刃の逃げ面の摩耗、特にコーナ部摩耗が著
しく減少し、ひいては工具費の減少、再研削時間の短縮
あるいは工具交換回数の減少など、その奏する経済的効
果は絶大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピニオンカッタによる歯切り方法の説明
図、第２図は従来方法による創成過程の説明図、第３図
は従来方法により生ずる切屑の説明図、第４図は本発明
方法の説明図、第５図は不発明方法による創成過程の説
明図、第６図は本発明方法により生ずる切屑の説明図、
第７図は他の実施例を示す説明図である。 １，１０・・・ピニオンカッタ、２，１１・・・被削歯
車、３，１２・・・創成される歯溝、ｃ、ｃ’・・・切
刃、Ｌ、 Ｌ’・・・リーディング切刃、Ｔ、Ｔ’・
・・トレーリング切刃、ｏｏ’−・・外周刃、Ｗ１２ｗ
２、Ｂ１゜Ｂ２・・・切屑。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 正規の歯形に比し歯厚を薄くしたピニオンカッタも
   しくはラックカッタを用い、該カッタと、被削歯車との
   間で相対的回転運動、軸方向の相対的往復運動並びに切
   込付与運動とからなる所謂創成切削運動をなさしめると
   ともに、前記相対的往復運動の１ストローク毎に該スト
   ロークに同期して被削歯車に作用する前記カッタの切刃
   のリーディング側とトレーリング側とが交互に切削作用
   をなすよう前記軸方向の往復動に直交する方向に前記カ
   ッタもしくは前記被削歯車に相対的な微小揺動または往
   復運動を付与せしめて所望の歯形を創成することを特徴
   とする歯切り方法。