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JP2006218581A - Helical gear cutting method and device - Google Patents

Helical gear cutting method and device Download PDF

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JP2006218581A
JP2006218581A JP2005034938A JP2005034938A JP2006218581A JP 2006218581 A JP2006218581 A JP 2006218581A JP 2005034938 A JP2005034938 A JP 2005034938A JP 2005034938 A JP2005034938 A JP 2005034938A JP 2006218581 A JP2006218581 A JP 2006218581A
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JP
Japan
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helical gear
tool
tooth
gear
rotary table
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Pending
Application number
JP2005034938A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Suzuki
一史 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Publication date
Application filed by Canon Electronics Inc filed Critical Canon Electronics Inc
Priority to JP2005034938A priority Critical patent/JP2006218581A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a helical gear cutting method and device capable of manufacturing a desired synthetic resin made helical gear by directly cutting a gear blank for tooth space cutting of the helical gear with a general purpose machine tool such as an NC milling machine. <P>SOLUTION: In the helical gear cutting method, a desired helical gear is machined by a machine tool cutting while rotating a tool. The gear blank 32 to be prepared has the same diameter as the tip circle diameter of the desired helical gear and the same thickness as the tooth width of the helical gear. An NC rotary table 17 which can be set at an arbitrary angle is tilted by the same angle as the helical angle of the helical gear with respect to the center line of the main spindle 12 mounting the rotating tool 61. The gear blank 32 is fixed in parallel leaving a space to the rotary table 30 on the rotary table 30 which is rotatably provided on the upper surface of the NC rotary table 17 to form the tooth space on the gear blank with the rotating tool 61. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ヘリカルギヤのインボリュート溝加工を一般的なNC(数値制御)フライスなどの工作機械で加工する方法及び装置に関し、より詳細には、小径の回転工具を用いて樹脂材料を直接切削してヘリカルギヤを製作するヘリカルギヤ加工方法及び切削加工装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for machining an involute groove of a helical gear with a machine tool such as a general NC (numerical control) milling machine, and more specifically, by directly cutting a resin material using a small-diameter rotary tool. The present invention relates to a helical gear processing method and a cutting apparatus for manufacturing a helical gear.

ヘリカルギヤ(はすば歯車)は、複写機やプリンターなどの事務機器の紙送り機構の動力伝達要素として数多く使用されている。ヘリカルギヤの特徴は、その言葉どおりギヤの歯が回転軸に対してねじれ角を持っている点である。   Many helical gears (helical gears) are used as power transmission elements for paper feeding mechanisms of office machines such as copying machines and printers. The feature of the helical gear is that the gear teeth have a torsion angle with respect to the rotation axis, as the word says.

上記の紙送りに機構に使用されるヘリカルギヤの材質は、主にPOM(ポリオキシメチレン)のようなポリアセタール樹脂やMC(モノマー・キャスト)ナイロンなどの合成樹脂製であり、このヘリカルギヤは、射出成形金型を用いて射出成形機により製造される。   The material of the helical gear used for the paper feeding mechanism is mainly made of polyacetal resin such as POM (polyoxymethylene) or synthetic resin such as MC (monomer cast) nylon. This helical gear is injection molded. It is manufactured by an injection molding machine using a mold.

ここで、ヘリカルギヤの従来の一般的な製造方法を簡単に説明する。   Here, the conventional general manufacturing method of a helical gear is demonstrated easily.

第1の例としては、ホブ盤やギヤ研削盤などの専用のギヤ形状加工機(例えば、特許文献1、2参照)で、所望のヘリカルギヤと同一形状の電極を製作する。続いて、この電極を用いて、放電加工機で射出成形金型の入れ子部品(キャビティ)に所望のヘリカルギヤ形状を放電加工で形成する。次に、製作された入れ子部品を射出成形金型に組み付け、完成した金型を射出成形機に取り付け、射出成形により所望の合成樹脂製ヘリカルギヤを得る。   As a first example, an electrode having the same shape as a desired helical gear is manufactured by a dedicated gear shape processing machine (for example, see Patent Documents 1 and 2) such as a hobbing machine or a gear grinding machine. Subsequently, by using this electrode, a desired helical gear shape is formed by electric discharge machining on a nested part (cavity) of an injection mold with an electric discharge machine. Next, the manufactured nested part is assembled into an injection mold, the completed mold is attached to an injection molding machine, and a desired synthetic resin helical gear is obtained by injection molding.

第2の例としては、ワイヤーカット放電加工機(例えば、特許文献3、4参照)で、上記入れ子部品に所望のヘリカルギヤ形状を形成し、続いて、上記第1の例と同様に、製作された金型を用いて所望のヘリカルギヤを射出成形する。   As a second example, a wire-cut electric discharge machine (see, for example, Patent Documents 3 and 4) is used to form a desired helical gear shape on the nested part, and subsequently manufactured in the same manner as in the first example. A desired helical gear is injection-molded using the mold.

すなわち、所望のヘリカルギヤを得るためには、専用のギヤ形状加工機やワイヤーカット放電加工機が必要であり、これらにより先ず金型を製作して後、該金型を取り付けた射出成形機で所望の樹脂材料(例えば、POM)を射出成形する必要がある。   That is, in order to obtain a desired helical gear, a dedicated gear shape processing machine and a wire-cut electric discharge machine are required, and after these, a mold is first manufactured, and then an injection molding machine with the mold attached is used. The resin material (for example, POM) must be injection-molded.

なお、一般的なヘリカルギヤの加工方法は、非特許文献1に開示されるように、専用の工具を使用するものである。   A general helical gear machining method uses a dedicated tool as disclosed in Non-Patent Document 1.

特開平7−219612号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-219612 特開平11−347930号公報JP 11-347930 A 特開平5−4121号公報JP-A-5-4121 特開平8−71852号公報JP-A-8-71852 大西清著、「JISにもとづく機械設計製図便覧」、第10版、理工学社、2001年4月、6−20、6−21Onishi Kiyoshi, "Handbook of mechanical design and drawing based on JIS", 10th edition, Science and Engineering, April 2001, 6-20, 6-21

ところで、製品の初期試作段階では、ヘリカルギヤの駆動源であるモータの変更や、紙送りスピードの高速化などの目的で、ヘリカルギヤの仕様変更が行われる。したがって、ヘリカルギヤの仕様変更毎に試作金型のギヤ部分の入れ子部品の製作が必要となる。   By the way, at the initial trial production stage of the product, the specification of the helical gear is changed for the purpose of changing the motor that is the driving source of the helical gear or increasing the paper feed speed. Therefore, it is necessary to manufacture a nested part of the gear portion of the prototype mold every time the helical gear specifications are changed.

複写機やプリンターなどの製品開発段階でヘリカルギヤを試作する場合、10個程度の少数のヘリカルギヤの試作であっても、金型を製作し射出成形機で成形して所望のヘリカルギヤを作成する。このようなヘリカルギヤの試作コストは、電極部品の製造コスト、射出成形金型の入れ子部品の製造コスト、及び射出成形機のランニングコストなどを含み、また、これを仕様変更のたび毎に繰り返すことで、ヘリカルギヤの試作コストは非常に高いものとなる。また、電極部品、入れ子部品などを製作するための製作期間も例えば1〜2週間ほど必要であり、製造時間も増大する。   When making a trial production of a helical gear at a product development stage such as a copying machine or a printer, even if it is a trial production of a small number of about 10 helical gears, a mold is produced and molded by an injection molding machine to produce a desired helical gear. The prototype cost of such a helical gear includes the manufacturing cost of the electrode parts, the manufacturing cost of the nested parts of the injection mold, and the running cost of the injection molding machine, and this is repeated every time the specification is changed. The cost of trial production of helical gears is very high. In addition, a production period for producing electrode parts, nested parts, and the like is also required, for example, for about 1 to 2 weeks, and the production time also increases.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、よって、本発明の目的は、ヘリカルギヤの歯溝加工をNCフライスなどの汎用工作機械によりギヤブランクを直接切削することで、所望の合成樹脂製ヘリカルギヤを製作できるヘリカルギヤ切削加工方法及び切削加工装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of such a problem. Therefore, the object of the present invention is to directly cut a gear blank by using a general-purpose machine tool such as an NC milling cutter for helical gears. A helical gear cutting method and a cutting apparatus capable of producing a synthetic resin helical gear are provided.

上記目的を達成するために、本発明に係るヘリカルギヤ切削加工方法は、工具を回転させてワークピースの切削を行う工作機械を用いて所望のヘリカルギヤを切削加工するヘリカルギヤ切削加工方法であって、前記所望のヘリカルギヤの歯先円直径と同じ直径、及び該ヘリカルギヤの歯幅と同じ厚さを有するギヤブランクを用意し、任意の角度に設定可能な数値制御式回転テーブルを、回転工具が取り付けられる主軸の中心線に対してヘリカルギヤのねじれ角と同じ角度だけ傾け、前記数値制御式回転テーブルの上面に回転可能に設けられている回転テーブル上に、該回転テーブルに間隔を置いて平行に前記ギヤブランクを固定し、前記回転工具によりギヤブランクに歯溝を形成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a helical gear cutting method according to the present invention is a helical gear cutting method for cutting a desired helical gear using a machine tool that rotates a tool and cuts a workpiece. A gear blank having the same diameter as the tip circle diameter of the desired helical gear and the same thickness as the helical gear tooth width is prepared, and a numerically controlled rotary table that can be set to an arbitrary angle is provided as a spindle on which the rotary tool is mounted. The gear blank is inclined parallel to the rotary table on a rotary table rotatably provided on the upper surface of the numerically controlled rotary table. And a tooth gap is formed in the gear blank by the rotary tool.

さらに、本発明のヘリカルギヤ切削加工方法は、所望のヘリカルギヤの1歯分の歯直角断面又はヘリカルギヤの中心軸に対して直角に断面された歯形の輪郭形状を回転工具の半径分オフセットした工具軌跡に沿って前記回転工具を基準点から移動させ、1歯分の歯溝を切削加工し、回転工具を前記基準点に戻し、次に、前記数値制御式回転テーブル上に設けられている前記回転テーブルを1歯分回転させ、再び前記工具軌跡に沿って1歯分の歯溝を切削加工し、これを所望の歯数分繰り返すことを特徴としている。   Furthermore, the helical gear cutting method of the present invention provides a tool trajectory obtained by offsetting the tooth right-angle cross section of one tooth of the desired helical gear or the tooth profile contour section perpendicular to the central axis of the helical gear by the radius of the rotary tool. The rotary tool is moved from the reference point along the cutting path, the tooth gap for one tooth is cut, the rotary tool is returned to the reference point, and then the rotary table provided on the numerically controlled rotary table. Is rotated by one tooth, a tooth groove for one tooth is cut again along the tool trajectory, and this is repeated for a desired number of teeth.

また、上記方法を実行するための本発明に係るヘリカルギヤ切削加工装置は、NCフライスと、取り付け面が所望のヘリカルギヤのねじれ角と同じ傾斜角を有する傾斜台と、該傾斜台の取り付け面に取り付けられる数値制御式回転テーブルと、ギヤブランクが平行且つ間隔をおいて取り付けられる、前記数値制御式回転テーブル上に回転可能に取り付けられた回転テーブルとを備えることを特徴としている。   In addition, the helical gear cutting device according to the present invention for executing the above method includes an NC milling cutter, an inclined base having a mounting surface having the same inclination angle as the torsion angle of the desired helical gear, and an attachment surface of the inclined base. And a rotary table rotatably mounted on the numerically controlled rotary table to which gear blanks are attached in parallel and spaced apart.

本発明のヘリカルギヤ切削加工方法及び切削加工装置によれば、汎用のNCフライスでヘリカルギヤを製作することが可能となり、ヘリカルギヤ試作部品の試作コストの削減と納期短縮を大幅に実現させ得る。   According to the helical gear cutting method and the cutting apparatus of the present invention, it is possible to manufacture a helical gear with a general-purpose NC milling cutter, and it is possible to significantly reduce the cost of trial manufacture of the helical gear prototype parts and the delivery time.

以下、本発明の実施例に付き図1〜9を用いて説明する。   In the following, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明に係る一実施例としての切削加工装置を備えたNCフライスの正面図であり、図2は、図1に示されたNCフライスの右側面図である。図3は、ギヤブランク及び回転テーブルのNCフライスへの取り付けを説明するための要部拡大正面図であり、図4は、ギヤブランク及び回転テーブルがNCフライスに取り付けられた状態を示す要部拡大右側面図である。図5は、回転工具中心線の工具軌跡とギヤブランクとの関係を示す要部拡大概略上面図であり、図6は、一歯分の回転工具中心線の工具軌跡を示す斜視図であり、図7は、回転工具によるギヤブランクの加工状態を示す要部拡大斜視図であり、図8は、所望の形状に加工されたヘリカルギヤを示す斜視図である。図9は、本発明に係る一実施例としての加工方法を説明するためのフローチャートである。   FIG. 1 is a front view of an NC milling machine provided with a cutting device as one embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a right side view of the NC milling machine shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged front view of a main part for explaining attachment of the gear blank and the rotary table to the NC milling cutter, and FIG. 4 is an enlarged main part showing a state in which the gear blank and the rotary table are attached to the NC milling cutter. It is a right view. FIG. 5 is a main part enlarged schematic top view showing the relationship between the tool locus of the rotating tool center line and the gear blank, and FIG. 6 is a perspective view showing the tool locus of the rotating tool center line for one tooth, FIG. 7 is an enlarged perspective view of a main part showing a processing state of a gear blank by a rotary tool, and FIG. 8 is a perspective view showing a helical gear processed into a desired shape. FIG. 9 is a flowchart for explaining a processing method as one embodiment according to the present invention.

本実施例においては、複写機やプリンターなどの事務機器の紙送り機構に使用される、モジュール0.3〜1.0のヘリカルギヤを製作すべく、例えば、(これに限られるものではないが)POMやMCナイロンなどのような、合成樹脂製ギヤブランクを小径の回転工具でNCフライスを使用して直接切削加工する方法が示される。   In this embodiment, in order to produce a helical gear of modules 0.3 to 1.0 used for a paper feeding mechanism of office equipment such as a copying machine and a printer, for example (but not limited to) A method of directly cutting a synthetic resin gear blank such as POM or MC nylon using an NC milling cutter with a small-diameter rotating tool is shown.

図1及び図2に示されるように、加工機械としてのNCフライスは、テーブル16をX軸方向及びY軸方向にそれぞれ移動させるX軸テーブル15及びY軸テーブル20を支持台10上に備えている。具体的には、Y軸テーブル20は、サーボモータ2aを介してX軸テーブル15をY軸方向に移動させ、X軸テーブル15は、サーボモータ1aを介してNCフライスのテーブル16をX軸方向に移動させる。結果として、NCフライスのテーブル16は、X軸及びY軸方向に移動可能に設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the NC milling machine as a processing machine includes an X-axis table 15 and a Y-axis table 20 on the support base 10 that move the table 16 in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. Yes. Specifically, the Y-axis table 20 moves the X-axis table 15 in the Y-axis direction via the servo motor 2a, and the X-axis table 15 moves the NC milling table 16 via the servo motor 1a in the X-axis direction. Move to. As a result, the NC milling table 16 is provided so as to be movable in the X-axis and Y-axis directions.

NCフライスのテーブル16上には、傾斜台41を介して数値制御式回転テーブル17が所望の角度に固定される。数値制御式回転テーブル17上面には、被切削材(ワークピース)としての円盤状ギヤブランク32が取り付けられる回転テーブル30が、テーブル17の中心軸線O−O’の周りに回転可能に設けられる(図4参照)。 On the NC milling table 16, a numerically controlled rotary table 17 is fixed at a desired angle via an inclined table 41. On the upper surface of the numerically controlled rotary table 17, a rotary table 30 to which a disc-like gear blank 32 as a workpiece (workpiece) is attached is provided to be rotatable around the central axis O 1 -O 1 ′ of the table 17. (See FIG. 4).

数値制御式回転テーブル17は、図4に示されるように、傾斜台41により、NCフライスのテーブル16対して、製作されるヘリカルギヤのねじれ角に等しい傾斜角βとなるように設定(調整)可能である。数値制御式回転テーブル17の角度の設定方法は、例えば、傾斜角の異なる傾斜台41を複数用意し、NCフランジのテーブル16に対して、言い換えれば水平面に対して所望の角度の傾斜角βを有する傾斜台41を選択し、選択された所望の角度βを有する傾斜台41上に数値制御式回転テーブル17を固定するようにしてもよいし、手動で又はステッピングモータなどを利用して自動的に所望の角度βに調整できるようにしてもよい。また、回転テーブル30は、回転軸サーボモータ14により駆動される。   As shown in FIG. 4, the numerically controlled rotary table 17 can be set (adjusted) by the tilt table 41 so that the tilt angle β is equal to the twist angle of the helical gear to be manufactured with respect to the NC milling table 16. It is. The method of setting the angle of the numerically controlled rotary table 17 includes, for example, preparing a plurality of tilt tables 41 having different tilt angles, and setting the tilt angle β of a desired angle with respect to the NC flange table 16, in other words, with respect to the horizontal plane. The tilt table 41 may be selected, and the numerically controlled rotary table 17 may be fixed on the tilt table 41 having the selected desired angle β, or automatically by using a stepping motor or the like. It may be possible to adjust to a desired angle β. The rotary table 30 is driven by the rotary shaft servomotor 14.

回転テーブル30に取り付けられるギヤブランク32は、上記したように合成樹脂製であり、所望の、すなわち、製作しようとするヘリカルギヤの歯先円直径及び歯幅とそれぞれ同じ直径及び厚さを有する円盤状を成している。該ギヤブランク32の回転テーブル30上への取り付けは、図3に例示されるように、回転テーブル30上にネジ固定される固定治具33を介して固定ナット31により回転テーブル30上に該回転テーブル30の表面に平行に且つ間隔を置いて固定される。   The gear blank 32 attached to the rotary table 30 is made of a synthetic resin as described above, and has a disk shape having the same diameter and thickness as the tip diameter and tooth width of the desired helical gear to be manufactured, that is, the helical gear. Is made. As shown in FIG. 3, the gear blank 32 is mounted on the turntable 30 by a fixing nut 31 via a fixing jig 33 that is screwed onto the turntable 30 as illustrated in FIG. 3. It is fixed parallel to the surface of the table 30 and at a distance.

一方、NCフライスには、Z軸テーブル13が、支持台10から上方に延在する支柱11にZ軸方向に移動可能に設けられている。該Z軸テーブル13は、サーボモータ1bによりZ軸方向に駆動される。Z軸テーブル13に回転可能に取り付けられている主軸12の先端に、切削用回転工具61がさらに取り付けられる。なお、該主軸12は、図示されないモータにより駆動され、回転する。   On the other hand, in the NC milling machine, a Z-axis table 13 is provided on a column 11 extending upward from the support base 10 so as to be movable in the Z-axis direction. The Z-axis table 13 is driven in the Z-axis direction by a servo motor 1b. A cutting rotary tool 61 is further attached to the tip end of the main shaft 12 rotatably attached to the Z-axis table 13. The main shaft 12 is driven and rotated by a motor (not shown).

複写機やプリンター用のヘリカルギヤを製作する本実施例においては、切削用回転工具61として直径0.5mm以下、より好ましくは0.3mmの小径エンドミルを採用し、20,000rpm以上の高速回転で切削加工を行うがこれに限られるものではない。   In this embodiment for producing a helical gear for a copying machine or a printer, a small diameter end mill having a diameter of 0.5 mm or less, more preferably 0.3 mm is adopted as the cutting rotary tool 61, and cutting is performed at a high speed rotation of 20,000 rpm or more. Processing is not limited to this.

なお、以上の説明から理解されるように、回転工具61の中心を通るZ軸に平行な工具中心線O−O’は、ギヤブランク32が取り付けられている数値制御式回転テーブル17の中心軸線O−O’とねじれ角βに等しい角度を成す(図4、図7参照)。 As can be understood from the above description, the tool center line OO ′ parallel to the Z axis passing through the center of the rotary tool 61 is the center axis of the numerically controlled rotary table 17 to which the gear blank 32 is attached. An angle equal to O 1 −O 1 ′ and a twist angle β is formed (see FIGS. 4 and 7).

NCフライスの取り付けられたギヤブランク32の加工方法に関し、以下に説明する。   A method for processing the gear blank 32 to which the NC milling machine is attached will be described below.

上記したように、キャブランク32は、回転工具61とねじれ角βを成すようにX軸テーブル15、Y軸テーブル20、傾斜台41などを調整して所定位置に位置決めされ、回転テーブル30上に固定される。   As described above, the cab blank 32 is positioned at a predetermined position by adjusting the X-axis table 15, the Y-axis table 20, the tilting table 41 and the like so as to form a twist angle β with the rotary tool 61, and is positioned on the rotary table 30. Fixed.

回転工具61は、図5、6に示されるようなヘリカルギヤの歯溝加工の工具軌跡51に沿って動作する。図5、6に示される工具軌跡51は、製作しようとしているヘリカルギヤの1歯分の歯直角断面又は該ヘリカルギヤの中心軸に直角の断面の歯形輪郭形状を回転工具61の半径分オフセットした工具中心線O−O’の軌跡である。該、工具軌跡51の形状及び回転工具61のZ軸方向への送りピッチpは、ヘリカルギヤの直径、歯数、ねじれ角、モジュールあるいはギヤブランクの材質や回転工具径などに基づいて、制御装置内に予め複数の軌跡が作成、記憶されており、製作すべきヘリカルギヤの直径、歯数、ねじれ角、モジュールあるいは切削されるギヤブランクの材質や使用する回転工具径などのデータを入力することにより選択されるようにしてもよい。あるいは、ヘリカルギヤの直径、歯数、ねじれ角、モジュールあるいはギヤブランクの材質や回転工具径などを入力したときに、工具軌跡51を作成するようにしてもよい。   The rotary tool 61 operates along a tool locus 51 for helical gear tooth gap machining as shown in FIGS. The tool path 51 shown in FIGS. 5 and 6 is a tool center obtained by offsetting a tooth perpendicular section of one tooth of a helical gear to be manufactured or a tooth profile outline of a section perpendicular to the central axis of the helical gear by the radius of the rotary tool 61. It is a locus of line OO ′. The shape of the tool locus 51 and the feed pitch p of the rotary tool 61 in the Z-axis direction are based on the helical gear diameter, number of teeth, torsion angle, module or gear blank material, rotary tool diameter, etc. Multiple trajectories are created and stored in advance, and can be selected by inputting data such as the diameter of the helical gear to be manufactured, the number of teeth, the torsion angle, the material of the module or gear blank to be cut and the diameter of the rotating tool to be used. You may be made to do. Alternatively, the tool trajectory 51 may be created when the diameter of the helical gear, the number of teeth, the torsion angle, the material of the module or gear blank, the diameter of the rotating tool, and the like are input.

具体的には、回転工具61は、基準点すなわち加工開始点である当初位置(図6の実施例ではO−O’線上のA点)から図5に示される工具軌跡51に沿って動作し、1層目の切削加工を行い、当初位置に戻る。なお、回転工具61のこの動作が、回転工具61自体が工具軌跡51を描くように移動するのではなく、X軸テーブル15、Y軸テーブル20が移動し、テーブル16上のギヤブランク32を移動させることで、相対的に、回転工具61が工具軌跡51に沿うように動作して切削加工を実行することは、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Specifically, the rotary tool 61 operates along a tool locus 51 shown in FIG. 5 from an initial position (point A on the line OO ′ in the embodiment of FIG. 6) that is a reference point, that is, a machining start point. Cut the first layer and return to the initial position. This operation of the rotary tool 61 does not move so that the rotary tool 61 itself draws the tool path 51, but the X-axis table 15 and the Y-axis table 20 move, and the gear blank 32 on the table 16 moves. Thus, it will be easily understood by those skilled in the art that the rotary tool 61 moves relative to the tool path 51 to perform the cutting process.

一層目の切削加工が完了すると、次に、回転工具61を、Z軸テーブル13を移動させることで、当初位置からZ軸マイナス方向に一定の切込みピッチpだけ下降させる。回転工具61は、再び、工具軌跡51に沿って動作し、2層目の切削加工を行う。このような回転工具61の加工動作を繰り返すことにより、ヘリカルギヤの1歯分の形状が切削加工される。   When the first-layer cutting is completed, the rotary tool 61 is then moved down the Z-axis minus direction by a fixed cutting pitch p from the initial position by moving the Z-axis table 13. The rotary tool 61 operates again along the tool path 51 and performs the second layer cutting. By repeating such a machining operation of the rotary tool 61, the shape of one tooth of the helical gear is cut.

ギヤブランク32の1歯分の形状の切削加工が完了すると、回転工具61は、Z軸プラス方向に上昇し、当初位置Aに戻る。この後、回転テーブル30が、回転軸サーボモータ14により、製作されるヘリカルギヤの歯数(z)により決定される角度θ(=360゜/z)だけ回転し、次の歯の切削加工が開始される。このような切削加工を歯数分だけ繰り返すと、図8に示されるような所望のねじれ角βのヘリカルギヤが完成する。   When the cutting of the shape for one tooth of the gear blank 32 is completed, the rotary tool 61 rises in the plus direction of the Z axis and returns to the initial position A. Thereafter, the rotary table 30 is rotated by an angle θ (= 360 ° / z) determined by the number of teeth (z) of the helical gear to be manufactured by the rotary shaft servomotor 14, and cutting of the next tooth is started. Is done. When such cutting is repeated for the number of teeth, a helical gear having a desired twist angle β as shown in FIG. 8 is completed.

このようなヘリカルギヤの切削加工の流れを、図9に示されるフローチャートを用いて説明する。位置決め指令(G00)によりギヤブランク32が所定位置に位置決めされ、回転工具61が加工開始点に位置決めされ、ヘリカルギヤ切削加工サイクルがスタートする。   The flow of such helical gear cutting will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The gear blank 32 is positioned at a predetermined position by the positioning command (G00), the rotary tool 61 is positioned at the machining start point, and the helical gear cutting cycle starts.

ステップS0で設定された、すなわち製作しようとするヘリカルギヤに関する歯数(z)等のデータが入力され、次に、ステップS1で数値制御式回転テーブル17の原点復帰動作が実行される。テーブル17の原点復帰が完了すると、ステップS2で歯数カウンタの変数nを初期化する。すなわち、変数をゼロにリセットする。次に、ステップS3でサブプログラム呼び出しMコード(M98;Basic言語のGOSUB命令に相当し、メインプログラムの中でM98読み取ると、サブプログラムにジャンプし、指定されたアドレスのサブプログラムを実行する。なお。サブプログラムでM99を読み込むと、メインプログラムに戻る。)を読み取り、所望のヘリカルギヤの1歯分の加工サブプログラムを呼び出し、ステップS4で、1歯分の歯溝加工を行う。次に、ステップS5で歯数カウンタの数値(n)をカウントアップし、続いて、ステップS6で歯数カウンタの数値(n)と歯数(z)とを比較する。歯数カウンタの数値(n)が歯数(z)より小さい場合は、ステップS7に進み、回転テーブル30を1歯分(θ)回転させ、再びステップS3〜ステップS6を実行する。歯数カウンタの数値が歯数と等しいか又は大きい場合、ステップS8に進み、ヘリカルギヤの加工が完了する。   Data such as the number of teeth (z) related to the helical gear to be manufactured, which is set in step S0, is input, and then the origin return operation of the numerically controlled rotary table 17 is executed in step S1. When the origin return of the table 17 is completed, the variable n of the tooth number counter is initialized in step S2. That is, the variable is reset to zero. Next, in step S3, the subprogram call M code (M98; equivalent to the Basic language GOSUB instruction) is read in the main program, jumping to the subprogram and executing the subprogram at the designated address. When M99 is read by the subprogram, the program returns to the main program.) Is read, and the processing subprogram for one tooth of the desired helical gear is called, and in step S4, the tooth gap is processed for one tooth. Next, in step S5, the value (n) of the tooth number counter is counted up, and in step S6, the value (n) of the tooth number counter is compared with the number of teeth (z). When the value (n) of the tooth number counter is smaller than the number of teeth (z), the process proceeds to step S7, the rotation table 30 is rotated by one tooth (θ), and steps S3 to S6 are executed again. When the value of the tooth number counter is equal to or larger than the number of teeth, the process proceeds to step S8, and the processing of the helical gear is completed.

以上により、図8に示されるような所望のヘリカルギヤ32を製作することができる。   Thus, a desired helical gear 32 as shown in FIG. 8 can be manufactured.

本発明に係る一実施例としての切削加工装置を備えたNCフライスの正面図である。It is a front view of NC milling machine provided with the cutting device as one example concerning the present invention. 図1に示されたNCフライスの右側面図である。It is a right view of NC milling machine shown by FIG. ギヤブランク及び回転テーブルのNCフライスへの取り付けを説明するための要部拡大正面図である。It is a principal part enlarged front view for demonstrating the attachment to the NC milling of a gear blank and a rotary table. ギヤブランク及び回転テーブルがNCフライスに取り付けられた状態を示す要部拡大右側面図である。It is a principal part expansion right view which shows the state in which the gear blank and the turntable were attached to NC milling machine. 回転工具中心線の工具軌跡とギヤブランクとの関係を示す要部拡大概略上面図である。It is a principal part expansion schematic top view which shows the relationship between the tool locus | trajectory of a rotary tool centerline, and a gear blank. 一歯分の回転工具中心線の工具軌跡を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tool locus | trajectory of the rotary tool centerline for one tooth. 回転工具によるギヤブランクの加工状態を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the processing state of the gear blank by a rotary tool. 所望の形状に加工されたヘリカルギヤを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the helical gear processed into the desired shape. 本発明に係る一実施例としての加工方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the processing method as one Example which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 支持台
11 支柱
12 主軸
13 Z軸テーブル
14 サーボモータ
17 数値制御式回転テーブル
30 回転テーブル
41 傾斜台
51 工具軌跡
61 回転工具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Support stand 11 Support | pillar 12 Main axis | shaft 13 Z-axis table 14 Servo motor 17 Numerical control type rotary table 30 Rotary table 41 Tilt base 51 Tool locus 61 Rotary tool

Claims (3)

工具を回転させてワークピースの切削を行う工作機械を用いて所望のヘリカルギヤを切削加工するヘリカルギヤ切削加工方法において、
前記所望のヘリカルギヤの歯先円直径と同じ直径、及び該ヘリカルギヤの歯幅と同じ厚さを有するギヤブランクを用意し、
任意の角度に設定可能な数値制御式回転テーブルを、回転工具が取り付けられる主軸の中心線に対してヘリカルギヤのねじれ角と同じ角度だけ傾け、
前記数値制御式回転テーブルの上面に回転可能に設けられている回転テーブル上に、該回転テーブルに間隔を置いて平行に前記ギヤブランクを固定し、
前記回転工具によりギヤブランクに歯溝を形成する、
ことを特徴とするヘリカルギヤ切削加工方法。
In a helical gear cutting method of cutting a desired helical gear using a machine tool that rotates a tool to cut a workpiece,
Preparing a gear blank having the same diameter as the tip diameter of the tip of the helical gear and the same thickness as the helical gear;
Tilt the numerically controlled rotary table that can be set to an arbitrary angle by the same angle as the helix angle of the helical gear with respect to the center line of the spindle to which the rotary tool is mounted.
On the rotary table that is rotatably provided on the upper surface of the numerically controlled rotary table, the gear blank is fixed in parallel with an interval from the rotary table;
A tooth gap is formed in the gear blank by the rotating tool.
The helical gear cutting method characterized by the above-mentioned.
所望のヘリカルギヤの1歯分の歯直角断面又はヘリカルギヤの中心軸に対して直角に断面された歯形の輪郭形状を回転工具の半径分オフセットした工具軌跡に沿って前記回転工具を基準点から移動させ、1歯分の歯溝を切削加工し、
回転工具を前記基準点に戻し、
次に、前記数値制御式回転テーブル上に設けられている前記回転テーブルを1歯分回転させ、再び前記工具軌跡に沿って1歯分の歯溝を切削加工し、これを所望の歯数分繰り返す、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘリカルギヤ切削加工方法。
The rotary tool is moved from the reference point along a tool trajectory obtained by offsetting the tooth perpendicular cross section of one tooth of the desired helical gear or the profile of the tooth profile cut perpendicular to the central axis of the helical gear by the radius of the rotary tool. Cutting the tooth gap for one tooth,
Return the rotary tool to the reference point,
Next, the rotary table provided on the numerically controlled rotary table is rotated by one tooth, and a tooth groove for one tooth is cut along the tool path again, and this is processed for a desired number of teeth. repeat,
The helical gear cutting method according to claim 1, wherein:
NCフライスと、
取り付け面が所望のヘリカルギヤのねじれ角と同じ傾斜角を有する傾斜台と、
該傾斜台の取り付け面に取り付けられる数値制御式回転テーブルと、
ギヤブランクが平行且つ間隔をおいて取り付けられる、前記数値制御式回転テーブル上に回転可能に取り付けられた回転テーブルと、
を備えることを特徴とするヘリカルギヤ切削加工装置。


NC milling machine,
A tilting base whose mounting surface has the same tilt angle as the torsion angle of the desired helical gear;
A numerically controlled rotary table attached to the mounting surface of the tilt table;
A turntable rotatably mounted on the numerically controlled turntable, wherein gear blanks are attached in parallel and spaced apart;
A helical gear cutting apparatus comprising:


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