JP3941365B2

JP3941365B2 - Dressing equipment

Info

Publication number: JP3941365B2
Application number: JP2000277040A
Authority: JP
Inventors: 弘行平松
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: JP2002086357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車型砥石と噛合し、ドレッシングするドレッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドレッシング装置として、たとえば特開平６−３２０４２０号公報に開示されているものが知られている。これは、図１０に示すように、ギヤホーニング装置１００の軸１０２に歯車（ワーク）１０４を取り付け、当該歯車１０４と軸１０２の周りに回転可能に保持されたギヤホーニング砥石（内歯車式砥石）１０６とを噛み合わせて歯車１０４の歯を加工する。
【０００３】
軸１０２には、歯車１０４の他にギヤ型ドレッサ１０８またはドレスリング１１０が取り外し可能である。ギヤ型ドレッサ１０８は、その歯形が歯車１０４の歯形とほぼ同一であり、ギヤホーニング砥石１０６の歯面および歯底を成形する。ドレスリング１１０は、円筒型でありギヤホーニング砥石１０６の内径面を成形する。
【０００４】
歯車１０４を加工する際には、まず、ドレスリング１１０を軸１０２に取り付け、ギヤホーニング砥石１０６の内径面をドレッシングし、次に、ギヤ型ドレッサ１０８を軸１０２に取り付けギヤホーニング砥石１０６の歯面および歯底をドレッシングし、最後に、歯車１０４を軸１０２に取り付けギヤホーニング砥石１０６によってホーニング加工を行う。所定量の歯車１０４を加工した後、ドレスリング１１０およびギヤ型ドレッサ１０８によりギヤホーニング砥石１０６のドレッシングを行い、これを繰り返す。以上の工程を自動で行うため、ギヤホーニング砥石１０６のドレッシングのタイミングを示す管理曲線が作成され、ギヤホーニング装置１００の制御部に記憶されている。
【０００５】
なお、ギヤホーニング砥石１０６とギヤ型ドレッサ１０８、またはギヤホーニング砥石１０６とドレスリング１１０とは、歯車１０４加工時のギヤホーニング砥石１０６と歯車１０４との公差角と同じ公差角を持った状態で噛み合わされる。この公差角によってギヤホーニング砥石１０６とギヤ型ドレッサ１０８との間に滑り速度を発生させ、ギヤホーニング砥石１０６をギヤ型ドレッサ１０８に押し付けながらドレッシングが行われる。
【０００６】
また、ギヤホーニング砥石１０６の歯のドレッシングは、ギヤ型ドレッサ１０８の歯の表面に電着された微粒のダイヤモンド（図９参照）による創成運動に基づいて行われる。ギヤ型ドレッサ１０８は、その尖った歯先部にダイヤモンドを電着され、その歯面部の要求精度が２〜３μｍ以下である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、一つのギヤ型ドレッサ１０８がギヤホーニング砥石１０６の歯面と歯底の両方をドレッシングするので、ギヤ型ドレッサ１０８の尖った歯先が角を有さない歯面より先に磨耗する。これでは、歯面はまだ使用できるのに、歯先の磨耗によってギヤ型ドレッサ１０８の全体が使用不能となり、交換しなくてはならない。ギヤ型ドレッサ１０８は、高い精度を要求されるので、その製作にコストがかかり、たとえば、自動車用トランスミッションの歯車加工で使用されるドレッサにおいては数十万〜数百万円もする。このギヤ型ドレッサ１０８がすぐに使用不能になるのでは、歯車１０４一個当たりの生産コストも極めて高いものとなる。
【０００８】
特に、ギヤ型ドレッサ１０８の歯先によってドレッシングされるのは、ギヤホーニング砥石１０６の歯底であり、歯車１０４の加工時には使用されない部分であるため、当該歯底まで高精度なギヤ型ドレッサ１０８でドレッシングすることは不必要である。
【０００９】
また、歯先が磨耗したギヤ型ドレッサ１０８の使用は、当該歯先とギヤホーニング砥石１０６の歯底との間の摩擦抵抗を大きくし、これが歯面のドレス精度に悪影響を及ぼす。
【００１０】
さらに、ギヤホーニング砥石１０６の歯面のドレッシングは、高い精度が要求されるため、ギヤホーニング砥石１０６とギヤ型ドレッサ１０８が回転する際の相対周速度は、２０ｍ／秒程度であり、これではドレッシングに時間がかかり、ギヤ型ドレッサ１０８の表面に電着されたダイヤモンドが脱落し易く、寿命が短いものとなる。
【００１１】
加えて、従来のギヤホーニング装置の作業工程では、歯車、ギヤ型ドレッサ、ドレスリングといった、３種類のツールを軸１０２に順次取り付け、または取り外ししなくてはならず、作業能率も低いものとなっている。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ドレスギヤの歯先の磨耗を抑え、内歯車式砥石の歯面部高精度にドレッシングし、短時間でドレッシングできるドレッシング装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１４】
（１）本発明に係るドレッシング装置は、内歯車型砥石と噛合する突部が周面に形成され、前記内歯車型砥石の歯溝に当接しながら回転する太鼓型のウォーム型ドレッサと、前記内歯車型砥石の所定の回転角に対し、前記ウォーム型ドレッサを一回転させる同期手段と、を有し、前記ウォーム型ドレッサの前記突部の面によって前記内歯車型砥石の歯底をドレッシングするドレッシング装置であって、前記ウォーム型ドレッサは、本体の外周面に一条ねじ状の前記突部が形成され、前記本体内に電動機を内蔵し、前記電動機の駆動によって前記本体が回転するものであり、前記内歯車型砥石と噛合し、前記ウォーム型ドレッサによってドレッシングされた後に前記内歯車型砥石の歯面をドレッシングするギヤ型ドレッサと、前記内歯車型砥石を保持しつつ、前記ウォーム型ドレッサと前記ギヤ型ドレッサとの間で前記ギヤ型ドレッサの軸線に沿って前記内歯車型砥石を移動させるヘッド部と、をさらに有し、前記ヘッド部は、前記ウォームドレッサによってドレッシングされた後に前記内歯車型砥石を保持したまま移動させ、前記ギヤ型ドレッサは、移動された前記内歯車型砥石に歯先を非接触としつつ前記内歯車型砥石の歯面をドレッシングすることを特徴とする。
【００１５】
（２）前記ウォーム型ドレッサは、前記内歯車型砥石が噛み合っている個所において、当該砥石の溝に対して平行に前記ドレッサの突部を振動させながら回転する。
【００１８】
（３）前記ウォーム型ドレッサは、前記内歯車型砥石と噛合する突部の先端と前記本体の当該突部間の本体外周面に砥粒が固着され、前記内歯車型砥石の歯底および歯先をドレッシングする。
【００２０】
（４）前記ウォーム型ドレッサは、前記ギヤ型ドレッサが取り付けられる軸を回動自在に支持するための支持部材に取り付けられる。
（５）前記歯車型砥石は、内歯車かつはすば歯車である。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ウォーム型ドレッサの突部が、歯車型砥石の歯溝に当接しながら回転するので、当該歯車型砥石の歯底をドレッシングすることができる。また、前記突部は、歯車型砥石と接触する先端が面であり、当該面を使って歯車型砥石をドレッシングするので、先端が尖っている従来の砥石に比し、磨耗しにくい。
【００２２】
また、ウォーム型ドレッサの突部は、精度を要求しない歯車型砥石の歯底をドレッシングするので、高い精度で製作する必要がなく、低いコストで製作することができる。
【００２３】
さらに、同期手段が、歯車型砥石の所定の回転角に対しウォーム型ドレッサを一回転させるので、ウォーム型ドレッサと歯車型砥石との回転の関係を常に一定にすることができ、ウォーム型ドレッサによる歯車型砥石のドレッシング精度を担保することができるので、歯車型砥石とウォーム型ドレッサとの間の相対周速度が変化しても、適度なドレッシングを行うことができる。結果として、当該相対周速度を速くすることができ、ドレッシングの時間を短縮することができる。
また、ウォーム型ドレッサの本体内に電動機が内蔵されているので、当該ドレッサの外部に駆動源を設ける必要がなく、ドレッシング装置が占有する空間を削減することができる。そして、ウォーム型ドレッサにより歯車型砥石の歯先と歯底がドレッシングされた後に保持されたまま移動された前記内歯車型砥石について、ギヤ型ドレッサにより歯面がドレッシングされるので、先に歯底に切り欠きが形成される。したがって、歯面をドレッシングする際には、ギヤ型ドレッサの突部の先端を、当該切り欠きの部分を通過させることができ、結果として、ギヤ型ドレッサの歯先を歯車型砥石に接触させることなく、歯車型砥石の歯面をドレッシングすることができる。したがって、ギヤ型ドレッサの歯先が磨耗することなく、ギヤ型ドレッサ全体の磨耗を遅くすることができる。
さらに、ウェーム型ドレッサの表面に突部が一条ねじとして形成されているので、歯車型砥石の複数の歯を一度にドレッシングすることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、ウォーム型ドレッサが、歯車型砥石と噛み合っている個所において、当該砥石の溝に対して平行に前記ドレッサの突部を振動させながら回転するので、当該砥石の歯溝全体を均等にドレッシングすることができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、ウォーム型ドレッサの突部の先端面と突部間の本体外周面に砥粒が固着されているので、歯車型砥石の歯底および歯先を同時にドレッシングすることができ、歯先と歯底との間の距離を一定に保つことができる。さらに、歯車型砥石の歯底および歯先を同時にドレッシングするので、ドレッシングの時間を短縮することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、ウォーム型ドレッサが、ギヤ型ドレッサが取り付けられる軸を回動自在に支持するための支持部材に取り付けられるので、別途ドレッシングツールを設ける必要がなく、ドレッシング装置による動作を簡略化し、当該装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
図１は本発明に係るドレッシング装置１０の一実施例を示す概略構成図、図２はヘッドストック２０の側面図、図３はヘッドストック２０の正面図、図４はヘッドストック２０が有するウォーム型ドレッサ２１の断面図、図５はホーニング砥石３０の斜視図、図６はウォーム型ドレッサ２１とホーニング砥石３０との回転を同期させるための構成を示すブロック図である。
【００３２】
本発明に係るドレッシング装置１０は、テーブル１２上に載置されウォーム型ドレッサ２１を有するヘッドストック２０と、テーブル１２上に載置されるテールストック３０と、ヘッドストック２０とテールストック３０との間に回動自在に支持される軸Ａと、当該軸Ａの中央に取り付けられたギヤ型ドレッサ５０とを有する。ドレッシング装置１０は、ドレッシングに際して、テーブル１２とともに、水平方向に移動できるようになっている。ギヤ型ドレッサ５０は、はすば歯車形状をなし、正確な歯形が成形されていると共にその歯形表面にはダイヤモンド砥粒が電着されている。
【００３３】
一方、ドレッシングを施すべきギヤホーニング砥石６０は、環状の砥石ヘッド７０の内周側に回転自在に保持されている。ギヤホーニング砥石６０は、はすばを備えた内歯車形をなすものであって（図５参照）、ドレッシング工程において、第１工程としてウォーム型ドレッサ２１と噛み合い、次に第２工程としてギヤ型ドレッサ５０と噛み合う。砥石ヘッド７０は、ギヤホーニング砥石６０保持したまま軸Ａに沿って移動し、ギヤホーニング砥石６０をウォーム型ドレッサ２１またはギヤ型ドレッサ５０と噛み合わせる。また、砥石ヘッド７０は、図示しない駆動手段によって、図１に矢印で示すＲ方向に傾斜可能であり、ギヤホーニング砥石６０とウォーム型ドレッサ２１またはギヤ型ドレッサ５０との噛み合いについて、それぞれのねじれ角を合わせたり公差角を調整したりするが、この調整機構は公知の技術であるので、詳細は省略する。
【００３４】
前記ヘッドストック２０は、図２に示すように、テーブル１２上に取り付けられる台座２２と、当該台座２２上に固定されたＬ字型の本体２３と、当該本体２３の側面に固定されたウォーム型ドレッサ２１とを有する。
【００３５】
ウォーム型ドレッサ２１は、表面に一条ねじを形成された太鼓型のはすば歯車であり、図３に示すように、太鼓の胴の両端をコの字型の支持部材２４によって回動自在に支持される。さらに詳しく説明すると、図４に示すように、ウォーム型ドレッサ２１は、固定軸４１と、回転部４２とを有し、小型で高出力かつ負荷変動に強い同期モータを内蔵することによって、モータビルトインスピンドル構造として組み立てられている。
【００３６】
固定軸４１の外周の一部には、ステータであるコイル４３が固定され、回転部４２には、ロータである永久磁石４４がコイル４３と少しの隙間を置いて配置される。したがって、コイルに電流が供給されると、固定軸４１の周りを回転部４２が回転する。なお、回転部４２は、固定軸４１との間に配置された転がり軸受け４５によって回動自在に支持されている。
【００３７】
回転部４２は、中空の太鼓４６の内部に嵌挿されている。ウォーム型ドレッサ２１が全体としてはすば歯車になるために、太鼓４６の外周には突部４９が一条ねじ状に形成されている。突部４９の先端面と、当該突部間の太鼓４６の外周面Ｓには、ダイヤモンド粒８０が電着されている。太鼓４６は、外周の突部４９が磨耗した場合または、電着されたダイヤモンド粒８０が脱落した場合など、適宜回転部４２から引き抜き交換することができる。
【００３８】
また、ウォーム型ドレッサ２１は、ギヤホーニング砥石６０の回転軸と電気的に同期をとるために回転量、回転速度などを検出するロータリエンコーダ４７と、同期モータの回転を制御するための磁極センサ４８とを有する。ロータリエンコーダ４７によって検出された値は、図６に示す同期装置２５に入力される。同期装置２５は、入力された値と、砥石ヘッド７０に設けられた回転数検出器７１に検出されたギヤホーニング砥石６０の回転数値とに基づいて、磁極センサ４８を制御する。なお、同期装置２５は、ヘッドストック２０に設けられても、ヘッドストック２０の外部に設けられてもよい。
【００３９】
次に、ドレッシング装置１０の作用について説明する。
【００４０】
図７はドレッシング工程の流れを示すフローチャート、図８は第１工程終了後のホーニング砥石６０の歯を示す図、図９はギア型ドレッサ５０の歯を示す図である。
【００４１】
ドレッシング工程は、大きく、ウォーム型ドレッサ２１によってホーニング砥石６０の歯先および歯底をドレッシングする第１工程（ステップＳ６１）と、ギヤ型ドレッサ５０によってホーニング砥石６０の歯面をドレッシングする第２工程（ステップＳ６２）とに分けられる。
【００４２】
具体的には、第１工程において、まず砥石ヘッド７０は、軸Ａの軸線に沿ってウォーム型ドレッサ２１の方へ移動する。砥石ヘッド７０がドレッシング位置まで移動すると（図２参照）、次に、テーブル１２が図３に矢印で示す切り込み方向に移動する。テーブル１２に連動してウォーム型ドレッサ２１は、ギヤホーニング砥石６０の歯車に切り込みを掛ける。同時に、砥石ヘッド７０の傾きが調節され、ウォーム型ドレッサ２１とギヤホーニング砥石６０とのねじれ角が合わされる。本実施の形態は、ウォーム型ドレッサ２１およびギヤホーニング砥石６０のねじれ角がいかなる角度であろうと、砥石ヘッド７０の傾きを自在に調節して対応することができる。
【００４３】
そして、ウォーム型ドレッサ２１によるギヤホーニング砥石６０のドレッシングが開始される。この場合、ウォーム型ドレッサ２１は図示しない電源から電力を供給されることによって回転し、ギヤホーニング砥石６０は図示しない駆動装置を起動することによって回転する。ウォーム型ドレッサ２１の回転は、ロータリエンコーダ４７によって検出され、ギヤホーニング砥石６０の回転の回転は、砥石ヘッド７０に設けられた回転数検出装置７１によって検出される。これらの検出された値は、同期装置２５に入力される。当該同期装置２５は、入力された値に基づいて、磁極センサ４８を制御する。磁極センサ４８を制御することによって、ウォーム型ドレッサ２１の回転が制御される。
【００４４】
ウォーム型ドレッサ２１およびギヤホーニング砥石６０の回転に基づいて、ウォーム型ドレッサ２１の回転を制御するので、ギヤホーニング砥石６０の所定の回転角に対し、ウォーム型ドレッサ２１を１回転させるといった同期回転が可能になる。
【００４５】
したがって、ウォーム型ドレッサ２１とギヤホーニング砥石６０との回転の関係を常に一定にすることができ、ギヤホーニング砥石６０とウォーム型ドレッサ２１との間の相対周速度が変化しても、適度なドレッシングを行うことができる。結果として、相対周速度を速くしても適正なドレッシングが可能となり、これによりドレッシングの時間を短縮することができる。たとえば、相対周速度を理想的なドレッシング条件である２０００ｍ／秒以上にも設定することができ、ドレッシング装置１０の寿命も長くなる。
【００４６】
なお、同期装置２５は、ウォーム型ドレッサ２１の回転のみを制御するのではなく、さらにギヤホーニング砥石６０の回転を制御してもよい。また、ウォーム型ドレッサ２１とギヤホーニング砥石６０との回転の同期は、電気的ではなく、摩擦ローラ等を利用して、機械的に行うこともできる。この場合、ウォーム型ドレッサ２１およびギヤホーニング砥石６０に機械的な抵抗をつけて回転数を調整する。
【００４７】
ウォーム型ドレッサ２１とギヤホーニング砥石６０との回転を同期させるのみでなく、同時に、ウォーム型ドレッサ２１に振動を加えルことが好ましい。ウォーム型ドレッサ２１の突部４９は円形の回転軌跡を有しているので、ギヤホーニング砥石６０の歯溝は、円形にドレッシングされるが、これでは、深くドレッシングされる部分と浅くドレッシングされる部分が生じ、均等なドレッシングができない虞がある。
【００４８】
そこで、ウォーム型ドレッサ２１を、軸Ａの軸線と平行に振動を加え、歯溝を均等な深さにドレッシングする。つまり、予めウォーム型ドレッサ２１のねじれ角は、ギヤホーニング砥石６０のねじれ角と一致するように構成されているので、前記方向に振動を加えることにより、円形軌跡がギヤホーニング砥石６０の歯溝全体に沿って往復運動しながらドレッシングすることになる。
【００４９】
なお、ウォーム型ドレッサ２１の突部４９は、一条ねじの先端面と、太鼓４６の当該突部相互間の外周面Ｓにダイヤモンド砥粒８０が電着されているので、ギヤホーニング砥石６０の歯底がドレッシングされると同時にギヤホーニング砥石６０の歯先もドレッシングされる。したがって、ギヤホーニング砥石６０の歯底および歯先は同じ割合でドレッシングされることになり、当該歯底と歯先との間の距離を常に一定に保つことができる。結果として、ギヤ型ドレッサ５０によるギヤホーニング砥石６０の歯面の面積の一定化が図れ、ドレッシング精度を安定させることができる。
【００５０】
第１工程において、ドレッシングされたギヤホーニング砥石６０の歯は、図８に示すように、歯底６５および歯先６６がドレッシングされた状態になる。
【００５１】
次に、第２工程においては、ギヤホーニング砥石６０の歯面をドレッシングする。第２工程においては、まず砥石ヘッド７０は、軸Ａの中心軸に沿ってギア型ドレッサ５０によるドレッシング位置まで移動する（図１参照）。次に、第１工程でウォーム型ドレッサ２１がギヤホーニング砥石６０に切り込みを掛けた方向と同じ方向に、テーブル１２が移動する。テーブル１２に連動して同方向にギア型ドレッサ５０がギヤホーニング砥石６０の歯車に切り込みを掛ける。同時に、砥石ヘッド７０が傾斜され、ギア型ドレッサ５０とギヤホーニング砥石６０とのねじれ角が合わされる。
【００５２】
そして、ギヤ型ドレッサ５０によるギヤホーニング砥石６０のドレッシングを開始する。図示しない駆動装置の起動によって、ギヤホーニング砥石６０が回転する。ギヤホーニング砥石６０が回転している状態において、ギヤ型ドレッサ５０を軸Ａの中心線と平行に振動させつつ、当該ギヤホーニング砥石６０に切り込みを掛ける。
【００５３】
ギヤ型ドレッサ５０の歯は、図９に示すように、歯先５５が尖っている。しかし、図８に示したように、ギヤホーニング砥石６０の歯底６５が、第１工程においてドレッシングされているので、ギヤ型ドレッサ５０の歯先５５は当該歯底６５に接触しない。したがって、ギヤ型ドレッサ５０の最も磨耗し易い歯先５５が非接触状態とない、ここの磨耗が防止され、当該ギヤ型ドレッサ５０の寿命を飛躍的に延長することができる。
【００５４】
この後、軸Ａに歯車（ワーク）を取り付けて、当該歯車をホーニング加工する工程があるが、従来技術と同様なので説明を省略する。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１工程において先にウォーム型ドレッサ２１がギヤホーニング砥石６０の歯底６５および歯先６６をドレッシングする。ウォーム型ドレッサ２１は、ギヤホーニング砥石６０と接触する突部４９の先端が面になっており、当該先端の面を使ってギヤホーニング砥石６０の歯底６５をドレッシングするので、ギヤ型ドレッサ５０を使用して歯底６５をドレッシングするより磨耗しにくい。
【００５６】
また、軸Ａに歯車を取り付けギヤホーニング砥石６０によって加工する場合、当該ギヤホーニング砥石６０の歯底６５は、歯車の加工に使用されない。したがって、ウォーム型ドレッサ２１は、高い精度のドレッシングを担保する必要がないので、低い製作コストで製作することができる。
【００５７】
さらに、本実施の形態では、軸Ａには、ギヤ型ドレッサ５０か歯車の２種類しか取り外ししないので、軸Ａにドレスリングを取り付ける工程がなく、工程の時間を短縮することができる。
【００５８】
加えて、本実施の形態によれば、ウォーム型ドレッサ２１の表面に突部４９が一条ねじとして形成されているので、ギヤホーニング砥石６０の複数の歯を一度にドレッシングすることができ、一枚のディスクホイールを使用してドレッシングする場合に比べて、ドレッシング時間を短縮することができる。
【００５９】
本実施の形態におけるウォーム型ドレッサ２１には、小型で高出力かつ負荷変動に強い同期モータによるモータビルトインスピンドル方式が採用されているので、ウォーム型ドレッサ２１の外部に別途駆動源を設ける必要がなく、ドレッシング装置１０が占有する空間を削減することができる。
【００６０】
また、ウォーム型ドレッサ２１は、ヘッドストック２０に固定されるので、軸Ａにドレスリングを付け替える動作が必要なくなり、作業工程を簡略化することができる。別途、ウォーム型ドレッサ２１用装置も必要ないので、ドレッシング装置１０を小型化することもできる。
【００６１】
さらに、ギヤホーニング砥石６０の歯底および歯先は同時にドレッシングされるので、従来必要であったギヤ型ドレッサ５０とドレスリングの実行タイミングを示す管理曲線を作成する必要がなくなる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、請求の範囲内で種々改変することができる。例えば、前記実施形態は、内歯型砥石のドレッシングであるが、本発明は、これのみではなく、外歯型砥石にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るギヤホーニング用砥石のドレッシング装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】ヘッドストックの側面図である。
【図３】ヘッドストックの正面図である。
【図４】ヘッドストックが有するウォーム型ドレッサの断面図である。
【図５】ホーニング砥石の斜視図である
【図６】ウォーム型ドレッサとホーニング砥石との回転を同期させるための構成を示すブロック図である。
【図７】ドレッシング工程の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１工程終了後のホーニング砥石の歯を示す図である。
【図９】ギア型ドレッサの歯を示す図である。
【図１０】従来のギヤホーニング装置を示す図である。
【符号の説明】
１０…ギヤホーニング装置、
２０…ヘッドストック、
２１…ウォーム型ドレッサ、
５０…ギヤ型ドレッサ、
６０…ギヤホーニング砥石。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dressing apparatus that meshes with a gear-type grindstone and performs dressing.
[0002]
[Prior art]
As a conventional dressing apparatus, for example, one disclosed in JP-A-6-320420 is known. As shown in FIG. 10, a gear (work) 104 is attached to a shaft 102 of a gear honing device 100, and a gear honing grindstone (internal gear grindstone) that is rotatably held around the gear 104 and the shaft 102. The teeth of the gear 104 are processed by meshing with the gear 106.
[0003]
In addition to the gear 104, a gear-type dresser 108 or a dress ring 110 can be removed from the shaft 102. The gear-type dresser 108 has substantially the same tooth profile as that of the gear 104, and forms the tooth surface and bottom of the gear honing grindstone 106. The dress ring 110 is cylindrical and forms the inner diameter surface of the gear honing grindstone 106.
[0004]
When processing the gear 104, first, the dress ring 110 is attached to the shaft 102, the inner diameter surface of the gear honing grindstone 106 is dressed, and then the gear type dresser 108 is attached to the shaft 102 and the tooth surface of the gear honing grindstone 106. Then, the tooth bottom is dressed, and finally, the gear 104 is attached to the shaft 102 and honing is performed by the gear honing grindstone 106. After processing a predetermined amount of the gear 104, dressing of the gear honing grindstone 106 is performed by the dress ring 110 and the gear type dresser 108, and this is repeated. In order to perform the above process automatically, a management curve indicating the timing of dressing of the gear honing grindstone 106 is created and stored in the control unit of the gear honing apparatus 100.
[0005]
The gear honing grindstone 106 and the gear-type dresser 108 or the gear honing grindstone 106 and the dressing ring 110 mesh with each other with the same tolerance angle as that of the gear honing grindstone 106 and the gear 104 when the gear 104 is processed. Is done. By this tolerance angle, a sliding speed is generated between the gear honing grindstone 106 and the gear type dresser 108, and dressing is performed while pressing the gear honing grindstone 106 against the gear type dresser 108.
[0006]
Further, the dressing of the teeth of the gear honing grindstone 106 is performed based on a generating motion by fine diamond (see FIG. 9) electrodeposited on the tooth surface of the gear-type dresser 108. The gear type dresser 108 is electrodeposited with diamond at its sharp tooth tip, and the required accuracy of the tooth surface portion is 2 to 3 μm or less.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since one gear type dresser 108 dresses both the tooth surface and the tooth bottom of the gear honing grindstone 106, the sharp tooth tip of the gear type dresser 108 is ahead of the tooth surface having no corners. Wear out. In this case, although the tooth surface can still be used, the entire gear-type dresser 108 becomes unusable due to wear of the tooth tip and must be replaced. Since the gear-type dresser 108 is required to have high accuracy, it is expensive to manufacture. For example, a dresser used in gear processing of an automobile transmission costs several hundred thousand to several million yen. If the gear-type dresser 108 is disabled immediately, the production cost per gear 104 is extremely high.
[0008]
Particularly, what is dressed by the tooth tip of the gear type dresser 108 is the bottom of the gear honing grindstone 106 and is a portion that is not used when the gear 104 is processed. Dressing is unnecessary.
[0009]
In addition, the use of the gear type dresser 108 with the tooth tip worn out increases the frictional resistance between the tooth tip and the tooth bottom of the gear honing grindstone 106, which adversely affects the dressing accuracy of the tooth surface.
[0010]
Furthermore, since the dressing of the tooth surface of the gear honing grindstone 106 requires high accuracy, the relative peripheral speed when the gear honing grindstone 106 and the gear-type dresser 108 rotate is about 20 m / sec. It takes a long time, and the diamond electrodeposited on the surface of the gear-type dresser 108 is easy to drop off, resulting in a short life.
[0011]
In addition, in the work process of the conventional gear honing apparatus, three types of tools such as gears, gear type dressers, and dress rings must be sequentially attached to or removed from the shaft 102, resulting in low work efficiency. ing.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a dressing device that suppresses wear of the tooth tip of the dress gear, performs dressing with high accuracy on the tooth surface portion of the internal gear type grindstone, and can perform dressing in a short time. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following means.
[0014]
(1) A dressing device according to the present invention includes a drum-type worm-type dresser that has a protrusion that engages with an internal gear-type grindstone and is formed on a peripheral surface, and rotates while contacting a tooth groove of the internal gear-type grindstone. Synchronization means for rotating the worm-type dresser once with respect to a predetermined rotation angle of the internal-gear-type grindstone, and dressing the tooth bottom of the internal-gear-type grindstone with the surface of the projection of the worm-type dresser In the dressing device, the worm-type dresser has a single threaded protrusion formed on an outer peripheral surface of a main body, and an electric motor is built in the main body, and the main body is rotated by driving the electric motor. , the inner and the gear-type grinding wheel meshes, the gear-type dresser for dressing the tooth surface of the internal gear-shaped grindstone after being dressed by the worm-type dresser, the internal gear-shaped grindstone While maintaining a head portion for moving the internal gear-type grinding wheel along the axis of the gear-type dresser between the gear-type dresser and the worm-type dresser, further comprising, said head portion, said worm After the dressing by the dresser, the internal gear type grindstone is moved while being held, and the gear type dresser moves the tooth surface of the internal gear type grindstone while keeping the tooth tip in non-contact with the moved internal gear type grindstone. and wherein a call to dressing.
[0015]
(2) The worm type dresser rotates while vibrating the protrusion of the dresser in parallel with the groove of the grindstone at a position where the internal gear type grindstone meshes.
[0018]
( 3 ) In the worm type dresser, abrasive grains are fixed to the front end of the protrusion meshing with the internal gear type grindstone and the outer peripheral surface of the main body between the protrusions of the main body. Dress the tip.
[0020]
( 4 ) The worm type dresser is attached to a support member for rotatably supporting a shaft to which the gear type dresser is attached.
( 5 ) The gear-type grindstone is an internal gear or a helical gear.
[0021]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the protrusion of the worm-type dresser rotates while contacting the tooth groove of the gear-type grindstone, the tooth bottom of the gear-type grindstone can be dressed. In addition, since the protrusion has a surface that contacts the gear-type grindstone, and the gear-type grindstone is dressed using the surface, the protrusion is less likely to be worn than a conventional grindstone having a sharp tip.
[0022]
Further, the protrusion of the worm-type dresser dresses the tooth bottom of the gear-type grindstone that does not require accuracy, so that it is not necessary to manufacture with high accuracy and can be manufactured at low cost.
[0023]
Furthermore, since the synchronizing means rotates the worm-type dresser once with respect to a predetermined rotation angle of the gear-type grindstone, the rotational relationship between the worm-type dresser and the gear-type grindstone can always be made constant. Since the dressing accuracy of the gear-type grindstone can be ensured, appropriate dressing can be performed even if the relative peripheral speed between the gear-type grindstone and the worm-type dresser changes. As a result, the relative peripheral speed can be increased, and the dressing time can be shortened.
Further, since the electric motor is built in the main body of the worm type dresser, it is not necessary to provide a driving source outside the dresser, and the space occupied by the dressing apparatus can be reduced. Then, the tooth surface of the internal gear type grindstone moved while being held after the tooth tip and bottom of the gear type grindstone are dressed by the worm type dresser is dressed by the gear type dresser. A notch is formed in. Therefore, when dressing the tooth surface, the tip of the protrusion of the gear type dresser can be passed through the notch, and as a result, the tooth tip of the gear type dresser is brought into contact with the gear type grindstone. The tooth surface of the gear-type grindstone can be dressed. Therefore, the wear of the entire gear-type dresser can be slowed down without the tooth tip of the gear-type dresser being worn.
Furthermore, since the protrusion is formed as a single thread on the surface of the wame type dresser, a plurality of teeth of the gear type grindstone can be dressed at a time.
[0024]
In the invention according to claim 2, the worm type dresser rotates while vibrating the projection of the dresser in parallel with the groove of the grindstone at a position where the worm type dresser meshes with the gear type grindstone. The entire groove can be dressed evenly.
[0027]
In the invention according to claim 3 , since the abrasive grains are fixed to the outer peripheral surface of the main body between the front end surface of the protrusion of the worm type dresser and the protrusion, the tooth bottom and the tooth tip of the gear type grindstone are simultaneously dressed. The distance between the tooth tip and the tooth bottom can be kept constant. Furthermore, since the tooth bottom and the tooth tip of the gear-type grindstone are simultaneously dressed, the dressing time can be shortened.
[0029]
In the invention according to claim 4 , since the worm type dresser is attached to the support member for rotatably supporting the shaft to which the gear type dresser is attached, there is no need to provide a separate dressing tool and the operation by the dressing apparatus And the size of the device can be reduced.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0031]
1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a dressing apparatus 10 according to the present invention, FIG. 2 is a side view of a head stock 20, FIG. 3 is a front view of the head stock 20, and FIG. FIG. 5 is a perspective view of the honing grindstone 30, and FIG. 6 is a block diagram showing a configuration for synchronizing the rotation of the worm type dresser 21 and the honing grindstone 30.
[0032]
The dressing apparatus 10 according to the present invention includes a head stock 20 mounted on a table 12 and having a worm-type dresser 21, a tail stock 30 mounted on the table 12, and between the head stock 20 and the tail stock 30. And a gear-type dresser 50 attached to the center of the shaft A. The dressing device 10 can move in the horizontal direction together with the table 12 during dressing. The gear-type dresser 50 has a helical gear shape, an accurate tooth shape is formed, and diamond abrasive grains are electrodeposited on the surface of the tooth shape.
[0033]
On the other hand, the gear honing grindstone 60 to be dressed is rotatably held on the inner peripheral side of the annular grindstone head 70. The gear honing grindstone 60 has an internal gear shape having a helical shape (see FIG. 5). In the dressing process, the gear honing grindstone 60 meshes with the worm type dresser 21 as a first process, and then as a second process, a gear type. Engage with the dresser 50. The grindstone head 70 moves along the axis A while holding the gear honing grindstone 60, and meshes the gear honing grindstone 60 with the worm type dresser 21 or the gear type dresser 50. Further, the grindstone head 70 can be tilted in the R direction indicated by an arrow in FIG. 1 by driving means (not shown), and the respective twist angles of the meshing between the gear honing grindstone 60 and the worm type dresser 21 or the gear type dresser 50 are as follows. Or the tolerance angle is adjusted. Since this adjustment mechanism is a known technique, the details are omitted.
[0034]
As shown in FIG. 2, the headstock 20 includes a pedestal 22 mounted on the table 12, an L-shaped main body 23 fixed on the pedestal 22, and a worm type fixed to a side surface of the main body 23. And a dresser 21.
[0035]
The worm-type dresser 21 is a drum-shaped helical gear having a single thread formed on the surface thereof, and as shown in FIG. 3, both ends of the drum drum can be rotated by a U-shaped support member 24. Supported. More specifically, as shown in FIG. 4, the worm-type dresser 21 has a fixed shaft 41 and a rotating portion 42, and has a built-in synchronous motor that is small, has high output, and is resistant to load fluctuations. It is assembled as a spindle structure.
[0036]
A coil 43 that is a stator is fixed to a part of the outer periphery of the fixed shaft 41, and a permanent magnet 44 that is a rotor is disposed on the rotating portion 42 with a slight gap from the coil 43. Therefore, when a current is supplied to the coil, the rotating unit 42 rotates around the fixed shaft 41. The rotating part 42 is rotatably supported by a rolling bearing 45 disposed between the rotating part 42 and the fixed shaft 41.
[0037]
The rotating part 42 is inserted into a hollow drum 46. Since the worm-type dresser 21 is a helical gear as a whole, a protrusion 49 is formed on the outer periphery of the drum 46 in the form of a single thread. Diamond grains 80 are electrodeposited on the tip surface of the protrusion 49 and the outer peripheral surface S of the drum 46 between the protrusions. The drum 46 can be appropriately pulled out and exchanged from the rotating portion 42, for example, when the outer peripheral projection 49 is worn or when the electrodeposited diamond grains 80 are dropped.
[0038]
The worm-type dresser 21 includes a rotary encoder 47 that detects a rotation amount, a rotation speed, and the like in order to electrically synchronize with the rotation shaft of the gear honing grindstone 60, and a magnetic pole sensor 48 that controls the rotation of the synchronous motor. And have. The value detected by the rotary encoder 47 is input to the synchronization device 25 shown in FIG. The synchronization device 25 controls the magnetic pole sensor 48 based on the input value and the rotational value of the gear honing grindstone 60 detected by the rotational speed detector 71 provided in the grindstone head 70. The synchronization device 25 may be provided in the head stock 20 or may be provided outside the head stock 20.
[0039]
Next, the operation of the dressing device 10 will be described.
[0040]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the dressing process, FIG. 8 is a view showing the teeth of the honing grindstone 60 after the completion of the first process, and FIG. 9 is a view showing the teeth of the gear-type dresser 50.
[0041]
The dressing process is largely divided into a first process (step S61) for dressing the tooth tip and bottom of the honing grindstone 60 with the worm type dresser 21 and a second process for dressing the tooth surface of the honing grindstone 60 with the gear dresser 50 (step S61). Step S62).
[0042]
Specifically, in the first step, the grindstone head 70 first moves toward the worm type dresser 21 along the axis of the axis A. When the grindstone head 70 moves to the dressing position (see FIG. 2), the table 12 then moves in the cutting direction indicated by the arrow in FIG. In conjunction with the table 12, the worm type dresser 21 cuts the gears of the gear honing grindstone 60. At the same time, the inclination of the grindstone head 70 is adjusted, and the twist angles of the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60 are adjusted. In the present embodiment, it is possible to freely adjust the inclination of the grindstone head 70 regardless of the twist angle of the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60.
[0043]
Then, dressing of the gear honing grindstone 60 by the worm type dresser 21 is started. In this case, the worm type dresser 21 is rotated by being supplied with electric power from a power source (not shown), and the gear honing grindstone 60 is rotated by starting a driving device (not shown). The rotation of the worm type dresser 21 is detected by the rotary encoder 47, and the rotation of the gear honing grindstone 60 is detected by the rotation speed detection device 71 provided in the grindstone head 70. These detected values are input to the synchronization device 25. The synchronization device 25 controls the magnetic pole sensor 48 based on the input value. By controlling the magnetic pole sensor 48, the rotation of the worm type dresser 21 is controlled.
[0044]
Since the rotation of the worm type dresser 21 is controlled based on the rotation of the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60, synchronous rotation such as one rotation of the worm type dresser 21 with respect to a predetermined rotation angle of the gear honing grindstone 60 is performed. It becomes possible.
[0045]
Accordingly, the rotational relationship between the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60 can be made constant at all times, and even if the relative peripheral speed between the gear honing grindstone 60 and the worm type dresser 21 changes, an appropriate dressing can be achieved. It can be performed. As a result, even if the relative peripheral speed is increased, appropriate dressing is possible, and thereby the dressing time can be shortened. For example, the relative peripheral speed can be set to 2000 m / second or more, which is an ideal dressing condition, and the life of the dressing apparatus 10 is extended.
[0046]
Note that the synchronization device 25 may control not only the rotation of the worm-type dresser 21 but also the rotation of the gear honing grindstone 60. Further, the rotation synchronization between the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60 can be mechanically performed using a friction roller or the like instead of electrical. In this case, the rotational speed is adjusted by applying mechanical resistance to the worm-type dresser 21 and the gear honing grindstone 60.
[0047]
It is preferable not only to synchronize the rotation of the worm type dresser 21 and the gear honing grindstone 60 but also to apply vibration to the worm type dresser 21 at the same time. Since the protrusion 49 of the worm-type dresser 21 has a circular rotation locus, the tooth groove of the gear honing grindstone 60 is dressed in a circle, but in this case, a deeply dressed part and a shallowly dressed part. May occur and uniform dressing may not be possible.
[0048]
Therefore, the worm type dresser 21 is vibrated in parallel with the axis of the axis A, and the tooth gap is dressed to an equal depth. That is, since the twist angle of the worm-type dresser 21 is configured to coincide with the twist angle of the gear honing grindstone 60 in advance, the circular trajectory forms the entire tooth groove of the gear honing grindstone 60 by applying vibration in the above direction. The dressing is performed while reciprocating along.
[0049]
The protrusion 49 of the worm-type dresser 21 has the teeth of the gear honing grindstone 60 because the diamond abrasive grains 80 are electrodeposited on the tip surface of the single thread screw and the outer peripheral surface S between the protrusions of the drum 46. At the same time that the bottom is dressed, the tooth tips of the gear honing grindstone 60 are also dressed. Therefore, the tooth bottom and the tooth tip of the gear honing grindstone 60 are dressed at the same ratio, and the distance between the tooth bottom and the tooth tip can always be kept constant. As a result, the tooth surface area of the gear honing grindstone 60 can be made constant by the gear-type dresser 50, and the dressing accuracy can be stabilized.
[0050]
In the first step, the teeth of the dressed gear honing grindstone 60 are in a state in which the root 65 and the tooth tip 66 are dressed, as shown in FIG.
[0051]
Next, in the second step, the tooth surface of the gear honing grindstone 60 is dressed. In the second step, first, the grindstone head 70 moves along the central axis of the axis A to the dressing position by the gear-type dresser 50 (see FIG. 1). Next, the table 12 moves in the same direction as the direction in which the worm type dresser 21 cuts the gear honing grindstone 60 in the first step. The gear type dresser 50 cuts the gear of the gear honing grindstone 60 in the same direction in conjunction with the table 12. At the same time, the grindstone head 70 is tilted so that the twist angles of the gear-type dresser 50 and the gear honing grindstone 60 are matched.
[0052]
Then, dressing of the gear honing grindstone 60 by the gear type dresser 50 is started. The gear honing grindstone 60 is rotated by activation of a driving device (not shown). In a state where the gear honing grindstone 60 is rotating, the gear honing grindstone 60 is cut while vibrating the gear-type dresser 50 in parallel with the center line of the axis A.
[0053]
As shown in FIG. 9, the tooth of the gear-type dresser 50 has a sharp tip 55. However, as shown in FIG. 8, since the tooth bottom 65 of the gear honing grindstone 60 is dressed in the first step, the tooth tip 55 of the gear type dresser 50 does not contact the tooth bottom 65. Therefore, the tooth tip 55 that is most likely to be worn out of the gear-type dresser 50 is not in a non-contact state, so that the wear is prevented, and the life of the gear-type dresser 50 can be greatly extended.
[0054]
Thereafter, there is a step of attaching a gear (work) to the shaft A and honing the gear, but the description is omitted because it is the same as the prior art.
[0055]
As described above, according to the present embodiment, the worm type dresser 21 dresses the tooth bottom 65 and the tooth tip 66 of the gear honing grindstone 60 in the first step. In the worm type dresser 21, the tip of the protrusion 49 that contacts the gear honing grindstone 60 is a surface, and the tooth bottom 65 of the gear honing grindstone 60 is dressed using the surface of the tip. Less wear than using and dressing the root 65.
[0056]
Further, when a gear is attached to the shaft A and processed by the gear honing grindstone 60, the tooth bottom 65 of the gear honing grindstone 60 is not used for gear processing. Therefore, the worm type dresser 21 does not need to ensure high-precision dressing, and can be manufactured at a low manufacturing cost.
[0057]
Furthermore, in the present embodiment, since only two types of gear type dresser 50 or gear are removed from the shaft A, there is no step of attaching a dressing to the shaft A, and the time of the process can be shortened.
[0058]
In addition, according to the present embodiment, since the protrusion 49 is formed as a single thread on the surface of the worm-type dresser 21, a plurality of teeth of the gear honing grindstone 60 can be dressed at one time. The dressing time can be shortened as compared with the case of dressing using the disc wheel.
[0059]
The worm-type dresser 21 in the present embodiment employs a motor built-in spindle system that uses a small, high-output, and strong-to-load synchronous motor, so there is no need to provide a separate drive source outside the worm-type dresser 21. The space occupied by the dressing device 10 can be reduced.
[0060]
Further, since the worm-type dresser 21 is fixed to the headstock 20, an operation for changing the dressing ring to the shaft A is not required, and the work process can be simplified. Separately, since the device for the worm type dresser 21 is not required, the dressing device 10 can be downsized.
[0061]
Furthermore, since the tooth bottom and tip of the gear honing grindstone 60 are dressed simultaneously, it is not necessary to create a management curve indicating the execution timing of the gear-type dresser 50 and dressing, which has been necessary in the past.
[0062]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, although the said embodiment is dressing of an internal tooth type grindstone, it cannot be overemphasized that this invention is applicable not only to this but an external tooth type grindstone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a dressing device for a gear honing grindstone according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of a headstock.
FIG. 3 is a front view of a headstock.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a worm type dresser included in the headstock.
FIG. 5 is a perspective view of the honing grindstone. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration for synchronizing the rotation of the worm type dresser and the honing grindstone.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a dressing process.
FIG. 8 is a view showing teeth of the honing grindstone after the first step.
FIG. 9 is a view showing teeth of a gear-type dresser.
FIG. 10 is a diagram showing a conventional gear honing apparatus.
[Explanation of symbols]
10 ... gear honing device,
20 ... headstock,
21 ... Warm type dresser,
50 ... Gear type dresser,
60: Gear honing grindstone.

Claims

A protrusion that meshes with the internal gear type grindstone is formed on the peripheral surface, and a drum type worm type dresser that rotates while contacting the tooth groove of the internal gear type grindstone, and a predetermined rotation angle of the internal gear type grindstone And a synchronizing means for rotating the worm type dresser once, and dressing the tooth bottom of the internal gear type grindstone with the surface of the projection of the worm type dresser,
The worm-type dresser has a single threaded projection formed on the outer peripheral surface of the main body, and an electric motor is built in the main body, and the main body rotates by driving the electric motor,
A gear type dresser meshing with the internal gear type grindstone and dressing a tooth surface of the internal gear type grindstone after being dressed by the worm type dresser;
A head part that moves the internal gear type grindstone between the worm type dresser and the gear type dresser along the axis of the gear type dresser while holding the internal gear type grindstone,
The head portion is moved while holding the internal gear-type grindstone after dressing by the worm dresser, and the gear-type dresser moves the inner gear while making the tooth tip non-contact with the moved internal gear-type grindstone. dressing apparatus characterized that you dressing the tooth surface of the gear-shaped grinding wheel.

The dressing according to claim 1 , wherein the worm-type dresser rotates while vibrating the protrusion of the dresser in parallel with the groove of the grindstone at a position where the internal gear-type grindstone meshes. apparatus.

In the worm type dresser, abrasive grains are fixed to the tip of a protrusion meshing with the internal gear type grindstone and the outer peripheral surface of the main body between the protrusions of the main body, and the tooth bottom and the tooth tip of the internal gear type grindstone are dressed. dressing apparatus according to any one of claims 1 to 2, characterized in that.

The dressing apparatus according to claim 1, wherein the worm type dresser is attached to a support member for rotatably supporting a shaft to which the gear type dresser is attached.