JPH0631533A - 歯車形の仕上げ加工用工具を創成する方法および歯車形の工具 - Google Patents
歯車形の仕上げ加工用工具を創成する方法および歯車形の工具Info
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- JPH0631533A JPH0631533A JP5112829A JP11282993A JPH0631533A JP H0631533 A JPH0631533 A JP H0631533A JP 5112829 A JP5112829 A JP 5112829A JP 11282993 A JP11282993 A JP 11282993A JP H0631533 A JPH0631533 A JP H0631533A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
- B23F21/28—Shaving cutters
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/02—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by grinding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 仕上げ加工用工具の全寿命にわたって、創成
された状態でその都度最適な加工結果が得られるように
する。 【構成】 最初の歯数ｚと最初の歯直角モジュールｍN
とを維持して、ピッチ円筒ねじれ角βと正面モジュール
ｍSと基礎円直径ｄgとを変化させ、しかも最初に存在し
た歯形転位ｘを全くまたはほとんど変化させないように
する。
された状態でその都度最適な加工結果が得られるように
する。 【構成】 最初の歯数ｚと最初の歯直角モジュールｍN
とを維持して、ピッチ円筒ねじれ角βと正面モジュール
ｍSと基礎円直径ｄgとを変化させ、しかも最初に存在し
た歯形転位ｘを全くまたはほとんど変化させないように
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車形の仕上げ加工用
工具の歯面から所定の工具を用いて材料を除去し、この
ときに歯面ジオメトリを変化させて、歯車形の仕上げ加
工用工具を創成する方法、特にシェービング歯車を後研
削する方法に関する。
工具の歯面から所定の工具を用いて材料を除去し、この
ときに歯面ジオメトリを変化させて、歯車形の仕上げ加
工用工具を創成する方法、特にシェービング歯車を後研
削する方法に関する。
【０００２】さらに本発明は、上記方法により摩耗時に
後加工可能である歯車形の仕上げ加工用工具、特にシェ
ービング歯車であって、歯面に半径方向に延びる凹部
（溝）が設けられていて、該凹部が前記歯面を、出っ張
った歯面部分（ウェブ）と、引っ込んだ歯面部分（溝底
部）とに分割している形式のものに関する。
後加工可能である歯車形の仕上げ加工用工具、特にシェ
ービング歯車であって、歯面に半径方向に延びる凹部
（溝）が設けられていて、該凹部が前記歯面を、出っ張
った歯面部分（ウェブ）と、引っ込んだ歯面部分（溝底
部）とに分割している形式のものに関する。
【０００３】本発明はまず第一にシェービング歯車に関
するものであるが、しかし本発明は別の歯車形の仕上げ
加工用工具においても使用可能である。これらの工具は
研削とは異なる方法を用いても製作され、後加工され、
かつ仕上げ加工され得るので、以下においては、「後研
削」の代わりに「創成」という用語を多用する。
するものであるが、しかし本発明は別の歯車形の仕上げ
加工用工具においても使用可能である。これらの工具は
研削とは異なる方法を用いても製作され、後加工され、
かつ仕上げ加工され得るので、以下においては、「後研
削」の代わりに「創成」という用語を多用する。
【０００４】
【従来の技術】ジオメトリ的に規定された切歯を歯面に
有しているような歯車形の仕上げ加工用工具は、既に久
しく公知であり、シェービング歯車と呼ばれている。こ
の他にも、ホーニング歯車、ハードシェービング歯車ま
たはこれに類するものと呼ばれる歯車形の仕上げ加工用
工具が知られており、これらの仕上げ加工用工具の歯面
は抗摩耗性の表面を有している。
有しているような歯車形の仕上げ加工用工具は、既に久
しく公知であり、シェービング歯車と呼ばれている。こ
の他にも、ホーニング歯車、ハードシェービング歯車ま
たはこれに類するものと呼ばれる歯車形の仕上げ加工用
工具が知られており、これらの仕上げ加工用工具の歯面
は抗摩耗性の表面を有している。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許第９７００２７号明
細書に基づき、最適なシェービング結果を得る目的で、
シェービング歯車の寸法（モジュール、噛み合い角度、
歯数、歯形転位、ピッチ円筒ねじれ角、歯末のたけ）
を、ワークとの噛み合い区間において常に偶数の歯面が
周期的に順次に噛み合い状態になって、転動点が前記噛
み合い区間をこのような接触状態に相当する２つの部分
区間の間の移行個所で分割するように設定することが知
られている。
細書に基づき、最適なシェービング結果を得る目的で、
シェービング歯車の寸法（モジュール、噛み合い角度、
歯数、歯形転位、ピッチ円筒ねじれ角、歯末のたけ）
を、ワークとの噛み合い区間において常に偶数の歯面が
周期的に順次に噛み合い状態になって、転動点が前記噛
み合い区間をこのような接触状態に相当する２つの部分
区間の間の移行個所で分割するように設定することが知
られている。
【０００６】シェービング歯車はその全寿命にわたっ
て、使用事例に応じて約１０〜１５回、後研削され、こ
の場合、各歯面から少なくとも０．０３ｍｍが研削除去
され、また摩耗が激しい場合には最大０．１ｍｍが研削
除去される。後研削時に最初のピッチ円筒ねじれ角が維
持されるので、歯形転位はマイナス方向に変化する。シ
ェービング歯車の全寿命にわたってこのような歯形転位
が連続的に変化させられることに基づき、上記ドイツ連
邦共和国特許第９７００２７号明細書から公知の「対称
状態」は一般にシェービング歯車の研削状態においてし
か得られなくなる。実際には、シェービング歯車の設計
時において、シェービング歯車が初期状態において対称
状態を上回るように、つまりこの時点ではまだ最適なシ
ェービング結果をもたらさず、数回にわたって後研削さ
れた後でようやく最適なシェービング結果をもたらすよ
うに考慮されている。しかし、後研削が引き続き行われ
ていくにつれて、シェービング結果は再び徐々に悪化し
ていき、最後には、シェービング歯車の消耗状態に達す
る。
て、使用事例に応じて約１０〜１５回、後研削され、こ
の場合、各歯面から少なくとも０．０３ｍｍが研削除去
され、また摩耗が激しい場合には最大０．１ｍｍが研削
除去される。後研削時に最初のピッチ円筒ねじれ角が維
持されるので、歯形転位はマイナス方向に変化する。シ
ェービング歯車の全寿命にわたってこのような歯形転位
が連続的に変化させられることに基づき、上記ドイツ連
邦共和国特許第９７００２７号明細書から公知の「対称
状態」は一般にシェービング歯車の研削状態においてし
か得られなくなる。実際には、シェービング歯車の設計
時において、シェービング歯車が初期状態において対称
状態を上回るように、つまりこの時点ではまだ最適なシ
ェービング結果をもたらさず、数回にわたって後研削さ
れた後でようやく最適なシェービング結果をもたらすよ
うに考慮されている。しかし、後研削が引き続き行われ
ていくにつれて、シェービング結果は再び徐々に悪化し
ていき、最後には、シェービング歯車の消耗状態に達す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べたような方法を改良して、前記欠点が回避され、
ひいては工具の（最初にまたは再び）創成された各状態
において最適な加工結果が可能になるような方法を提供
することである。
で述べたような方法を改良して、前記欠点が回避され、
ひいては工具の（最初にまたは再び）創成された各状態
において最適な加工結果が可能になるような方法を提供
することである。
【０００８】さらに、本発明の課題は、このような方法
により創成可能なシェービング歯車または溝を備えた歯
面を有する抗摩耗性の仕上げ加工用工具を提供すること
である。
により創成可能なシェービング歯車または溝を備えた歯
面を有する抗摩耗性の仕上げ加工用工具を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、最初の歯数と最初の歯直角モジュ
ールとを維持して、ピッチ円筒ねじれ角と正面モジュー
ルと基礎円直径とを変化させ、しかも最初に存在した歯
形転位を変化させないか、または極めてわずかにしか変
化させないようにした。
に本発明の方法では、最初の歯数と最初の歯直角モジュ
ールとを維持して、ピッチ円筒ねじれ角と正面モジュー
ルと基礎円直径とを変化させ、しかも最初に存在した歯
形転位を変化させないか、または極めてわずかにしか変
化させないようにした。
【００１０】さらに、上記課題を解決するために本発明
の構成では、冒頭で述べた形式の仕上げ加工用工具にお
いて、個々の溝の深さが、一方の歯面の一方の端部に設
けられた第１の溝を起点にして、同一の歯面の他方の端
部に設けられた最後の溝にまで徐々に増大しており、し
かも互いに隣接し合う歯面で、それぞれ最大深さを有す
る溝と、最小深さを有する溝とが互いに向かい合って位
置しているようにした。
の構成では、冒頭で述べた形式の仕上げ加工用工具にお
いて、個々の溝の深さが、一方の歯面の一方の端部に設
けられた第１の溝を起点にして、同一の歯面の他方の端
部に設けられた最後の溝にまで徐々に増大しており、し
かも互いに隣接し合う歯面で、それぞれ最大深さを有す
る溝と、最小深さを有する溝とが互いに向かい合って位
置しているようにした。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、従来の方法とは異な
り、創成が繰り返される際にその都度ピッチ円筒ねじれ
角が変化させられ、しかもこの場合、仕上げ加工用工具
の歯列の設計時に規定された歯形転位は全くまたはほと
んど変化させられない。このことにより、あとから創成
された工具が使用されると、機械セッティングを変えな
ければならなくなるが、しかし工具の全寿命にわたって
不変に維持される良好な加工結果を考慮すれば充分に許
容され得る。
り、創成が繰り返される際にその都度ピッチ円筒ねじれ
角が変化させられ、しかもこの場合、仕上げ加工用工具
の歯列の設計時に規定された歯形転位は全くまたはほと
んど変化させられない。このことにより、あとから創成
された工具が使用されると、機械セッティングを変えな
ければならなくなるが、しかし工具の全寿命にわたって
不変に維持される良好な加工結果を考慮すれば充分に許
容され得る。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
説明する。
【００１３】図１には、汎用のシェービング歯車の歯１
の概略図が図示されており、図２には、図１のＩＩ−Ｉ
Ｉ線に沿った断面図が示されている。歯面２，３は溝４
によって中断されており、この溝の溝壁５は残った歯面
区分への移行部に切歯６を形成している。切歯６が多数
のワークの加工後に鈍摩されていると、このシェービン
グ歯車は後研削されなければならない。この場合に、回
転する砥石車を用いて、可能な後研削状態を表す破線で
示したライン７にまで歯面２，３の材料が除去される。
図１には、破線で示した歯形８で後研削された歯が示さ
れており、この歯形は最初の歯形に比べて負の方向での
輪郭ずれを有している。歯面２，３の後研削は、溝４が
切削剤や冷却剤の装入およびチップ排出のために充分な
深さを有している限り可能である。後研削時のピッチ円
筒ねじれ角βはその他の重要な歯列データ(歯数ｚ、モ
ジュールｍ、基礎円直径ｄg）と同様に、ほとんど変化
させられていないので、後研削後では（同じワークに対
して）、以前とは異なる噛み合い特性が生ぜしめられ
る。これによって、転動時に周期的に順次に噛み合い状
態になる歯面の数も変化する。その結果、行われた設計
と、得られた後研削状態とに応じて、良好な方向または
劣悪な方向に向かって加工結果の変化が生ぜしめられ
る。後研削前に得られた良好な加工結果は、一般にもは
や得られなくなる。
の概略図が図示されており、図２には、図１のＩＩ−Ｉ
Ｉ線に沿った断面図が示されている。歯面２，３は溝４
によって中断されており、この溝の溝壁５は残った歯面
区分への移行部に切歯６を形成している。切歯６が多数
のワークの加工後に鈍摩されていると、このシェービン
グ歯車は後研削されなければならない。この場合に、回
転する砥石車を用いて、可能な後研削状態を表す破線で
示したライン７にまで歯面２，３の材料が除去される。
図１には、破線で示した歯形８で後研削された歯が示さ
れており、この歯形は最初の歯形に比べて負の方向での
輪郭ずれを有している。歯面２，３の後研削は、溝４が
切削剤や冷却剤の装入およびチップ排出のために充分な
深さを有している限り可能である。後研削時のピッチ円
筒ねじれ角βはその他の重要な歯列データ(歯数ｚ、モ
ジュールｍ、基礎円直径ｄg）と同様に、ほとんど変化
させられていないので、後研削後では（同じワークに対
して）、以前とは異なる噛み合い特性が生ぜしめられ
る。これによって、転動時に周期的に順次に噛み合い状
態になる歯面の数も変化する。その結果、行われた設計
と、得られた後研削状態とに応じて、良好な方向または
劣悪な方向に向かって加工結果の変化が生ぜしめられ
る。後研削前に得られた良好な加工結果は、一般にもは
や得られなくなる。
【００１４】図３には、本発明によるシェービング歯車
の歯１１が示されており、図４には、図３のＩＶ−ＩＶ
線に沿った断面図が示されている。歯面１２，１３は溝
１４によって中断されており、これらの溝の溝壁１５は
残った歯面区分への移行部に切歯１６を形成している。
切歯１６が多数のワークの加工後に鈍摩されていると、
このシェービング歯車は後研削されなければならない。
この場合に再び、回転する砥石車を用いて、可能な後研
削状態を表す破線で示したライン１７にまで歯面１２，
１３の材料が除去される。ただしこの場合、ライン１７
は前記ライン７とは異なり歯面１２，１３に対して平行
に延びているのではなく、新しいピッチ円筒ねじれ角β
Nで延びている。この新しいピッチ円筒ねじれ角βNは、
従来の歯数と従来の歯直角モジュールｍNとを維持し
て、かつ従来の正面モジュールｍSと基礎円直径ｄgとを
変化させて、既存の歯形転位ｘが全く変化しないか、ま
たは極めて僅かにしか変化しないように設定されてい
る。これによって、冒頭で述べた思想に基づき設計され
たシェービング歯車を用いて得られる最適な加工結果を
シェービング歯車の全寿命にわたって、つまり時折必要
となる後研削後にその都度得ることが可能になる。歯面
１２，１３の後研削はこの場合にも、溝１４が充分な深
さを有している限り可能である。しかし、その都度変え
られたピッチ円筒ねじれ角βを考慮して、後研削可能性
は歯元に設けられた間隙１９にも関連している。それぞ
れの新しいピッチ円筒ねじれ角βNは歯面に不均一な材
料除去を生ぜしめる。この理由から、溝１４の深さは歯
幅全体にわたって次のように変化している。すなわち、
溝の深さは一方の端面に隣接した第１の溝１４から出発
して、他方の端面に隣接した最後の溝１４ｂに到るまで
徐々に増大しており、しかもこの場合、互いに相対して
位置する歯面１２，１３において、それぞれ最大深さを
有する溝と、最小深さを有する溝とが互いに向かい合っ
て位置している。はす歯を備えたシェービング歯車で
は、最大深さを有する溝１４ｂが、それぞれ歯面１２
の、端面と鋭角な角度γを形成する方の端部に設けられ
ていなければならない。こうして、ピッチ円筒ねじれ角
βを各後研削時に少しずつ減少させていくことが可能に
なり、この場合、深い方の溝１４ｂを有する歯面端部に
おいて除去される材料の方が、浅い方の溝１４ａを有す
る歯面端部で除去される量よりも多くなる。
の歯１１が示されており、図４には、図３のＩＶ−ＩＶ
線に沿った断面図が示されている。歯面１２，１３は溝
１４によって中断されており、これらの溝の溝壁１５は
残った歯面区分への移行部に切歯１６を形成している。
切歯１６が多数のワークの加工後に鈍摩されていると、
このシェービング歯車は後研削されなければならない。
この場合に再び、回転する砥石車を用いて、可能な後研
削状態を表す破線で示したライン１７にまで歯面１２，
１３の材料が除去される。ただしこの場合、ライン１７
は前記ライン７とは異なり歯面１２，１３に対して平行
に延びているのではなく、新しいピッチ円筒ねじれ角β
Nで延びている。この新しいピッチ円筒ねじれ角βNは、
従来の歯数と従来の歯直角モジュールｍNとを維持し
て、かつ従来の正面モジュールｍSと基礎円直径ｄgとを
変化させて、既存の歯形転位ｘが全く変化しないか、ま
たは極めて僅かにしか変化しないように設定されてい
る。これによって、冒頭で述べた思想に基づき設計され
たシェービング歯車を用いて得られる最適な加工結果を
シェービング歯車の全寿命にわたって、つまり時折必要
となる後研削後にその都度得ることが可能になる。歯面
１２，１３の後研削はこの場合にも、溝１４が充分な深
さを有している限り可能である。しかし、その都度変え
られたピッチ円筒ねじれ角βを考慮して、後研削可能性
は歯元に設けられた間隙１９にも関連している。それぞ
れの新しいピッチ円筒ねじれ角βNは歯面に不均一な材
料除去を生ぜしめる。この理由から、溝１４の深さは歯
幅全体にわたって次のように変化している。すなわち、
溝の深さは一方の端面に隣接した第１の溝１４から出発
して、他方の端面に隣接した最後の溝１４ｂに到るまで
徐々に増大しており、しかもこの場合、互いに相対して
位置する歯面１２，１３において、それぞれ最大深さを
有する溝と、最小深さを有する溝とが互いに向かい合っ
て位置している。はす歯を備えたシェービング歯車で
は、最大深さを有する溝１４ｂが、それぞれ歯面１２
の、端面と鋭角な角度γを形成する方の端部に設けられ
ていなければならない。こうして、ピッチ円筒ねじれ角
βを各後研削時に少しずつ減少させていくことが可能に
なり、この場合、深い方の溝１４ｂを有する歯面端部に
おいて除去される材料の方が、浅い方の溝１４ａを有す
る歯面端部で除去される量よりも多くなる。
【００１５】具体的な使用事例においては、「対称状
態」の設計において種々の異なるピッチ円筒ねじれ角β
に対して、次のような歯形転位係数ｘが得られる。
態」の設計において種々の異なるピッチ円筒ねじれ角β
に対して、次のような歯形転位係数ｘが得られる。
【００１６】 β、βN ｘ １７゜ −０．５７８１ １５゜ −０．５７３９ １３゜ −０．５７０３ このことから判るように、ピッチ円筒ねじれ角βの変化
が小さいと、歯形転位をほぼ一定に保つことができる。
が小さいと、歯形転位をほぼ一定に保つことができる。
【００１７】本発明の基礎を成す原理は、一貫して延び
るスリットを備えたシェービング歯車や多板（Ｌａｍｅ
ｌｌｅｎ）シェービング歯車においても、これらのシェ
ービング歯車を構造的に変化させることなく容易に使用
可能である。また、本発明は標準のホーニング歯車やこ
れに類する工具においても使用可能であり、この場合、
創成時の材料除去は必ずしも砥石車を用いて行われなく
てもよい。すなわち、ダイヤモンドを装備した仕上げ加
工工具またはこれに類するものも使用可能である。重要
となるのは、歯元に設けられた間隙１９が、角度変化を
許容する幅ｂを有していることだけである。
るスリットを備えたシェービング歯車や多板（Ｌａｍｅ
ｌｌｅｎ）シェービング歯車においても、これらのシェ
ービング歯車を構造的に変化させることなく容易に使用
可能である。また、本発明は標準のホーニング歯車やこ
れに類する工具においても使用可能であり、この場合、
創成時の材料除去は必ずしも砥石車を用いて行われなく
てもよい。すなわち、ダイヤモンドを装備した仕上げ加
工工具またはこれに類するものも使用可能である。重要
となるのは、歯元に設けられた間隙１９が、角度変化を
許容する幅ｂを有していることだけである。
【００１８】当然ながら、本発明は内歯列を備えた歯車
形の工具においても使用可能である。
形の工具においても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】汎用の公知のシェービング歯車の歯の概略図で
ある。
ある。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明によるシェービング歯車の歯の概略図で
ある。
ある。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
１ 歯、 ２，３ 歯面、 ４ 溝、 ５ 溝壁、 ６
切歯、 ７ 破線、８ 歯形、 １１ 歯、 １２，
１３ 歯面、 １４，１４ａ，１４ｂ 溝、１５ 溝
壁、 １６ 切歯、 １７ 破線、 １９ 間隙
切歯、 ７ 破線、８ 歯形、 １１ 歯、 １２，
１３ 歯面、 １４，１４ａ，１４ｂ 溝、１５ 溝
壁、 １６ 切歯、 １７ 破線、 １９ 間隙
Claims (3)
- 【請求項１】 歯車形の仕上げ加工用工具の歯面（１
２，１３）から所定の工具を用いて材料を除去し、この
ときに歯面ジオメトリを変化させて、歯車形の仕上げ加
工用工具を創成する方法において、最初の歯数（ｚ）と
最初の歯直角モジュール（ｍN）とを維持して、ピッチ
円筒ねじれ角（β）と正面モジュール（ｍS）と基礎円
直径（ｄg）とを変化させ、しかも最初に存在した歯形
転位（ｘ）を変化させないか、または極めてわずかにし
か変化させないことを特徴とする、歯車形の仕上げ加工
用工具を創成する方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法により摩耗時に後加
工可能である歯車形の仕上げ加工用工具であって、歯面
（１２，１３）に半径方向に延びる溝（１４）が設けら
れていて、該溝が前記歯面（１２，１３）を、出っ張っ
た歯面部分（ウェブ）と、引っ込んだ歯面部分（溝底
部）とに分割している形式のものにおいて、個々の溝
（１４）の深さが、一方の歯面（１２，１３）の一方の
端部に設けられた第１の溝（１４ａ）を起点にして、同
一の歯面（１２，１３）の他方の端部に設けられた最後
の溝（１４ｂ）にまで徐々に増大しており、しかも互い
に隣接し合う歯面（１２，１３）で、それぞれ最大深さ
を有する溝（１４ｂ）と、最小深さを有する溝（１４
ａ）とが互いに向かい合って位置していることを特徴と
する、歯車形の仕上げ加工用工具。 - 【請求項３】 ピッチ円筒ねじれ角（β）が＞０゜であ
り、最大深さを有する溝（１４ｂ）が、歯端面と鋭角の
角度を形成する方の前記歯面（１２，１３）の端部に配
置されている、請求項２記載の歯車形の仕上げ加工用工
具。
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|---|---|---|---|
| DE4216329A DE4216329C1 (ja) | 1992-05-16 | 1992-05-16 | |
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