齿槽加工方法以及齿槽加工装置

文档序号:894383 发布日期:2021-02-26 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 齿槽加工方法以及齿槽加工装置 (Tooth groove machining method and tooth groove machining device ) 是由 张琳 大谷尚 中野浩之 于 2020-08-21 设计创作,主要内容包括:本发明涉及齿槽加工方法以及齿槽加工装置,所述方法具备以下步骤:在使上述工作物的规定齿槽的基准点沿该工作物的周向偏移的情况下,将偏移角度定义为上述车齿加工中的相位修正角,将上述工作物的上述中心轴的平行线与上述切齿工具的中心轴的交叉角设为规定交叉角,将上述相位修正角设为第一相位修正角,从而利用上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第一齿侧面,使上述交叉角与上述规定交叉角相同,将上述相位修正角设为与上述第一相位修正角不同的第二相位修正角,从而利用与加工上述第一齿侧面的上述切齿工具相同的上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第二齿侧面。(The invention relates to a tooth slot processing method and a tooth slot processing device, the method comprises the following steps: when the reference point of the predetermined tooth space of the workpiece is shifted in the circumferential direction of the workpiece, the shift angle is defined as a phase correction angle in the gear cutting process, an intersection angle between a parallel line of the central axis of the workpiece and the central axis of the gear cutting tool is defined as a predetermined intersection angle, and the phase correction angle is defined as a first phase correction angle, so that the first flank face is processed by the gear cutting process using the gear cutting tool, the intersection angle is made equal to the predetermined intersection angle, and the phase correction angle is set as a second phase correction angle different from the first phase correction angle, so that the second flank face is processed by the gear cutting process using the same gear cutting tool as the gear cutting tool that processed the first flank face.)

齿槽加工方法以及齿槽加工装置

技术领域

本发明涉及对齿槽进行加工的齿槽加工方法以及齿槽加工装置。

背景技术

日本特开2019-018335号公报、日本特开2016-093882号公报、日本特开2019-018334号公报以及日本特开2018-079558号公报记载了通过车齿加工来进行用于车辆的变速器的同步啮合机构中的套筒的内齿的齿槽加工的齿槽加工方法以及齿槽加工装置。该车齿加工也能够适用于同步啮合机构中的同步锥的外齿的齿槽加工。同步锥的外齿的齿槽的左右齿侧面形成为在齿线方向左右对称的锥状。即、相邻的齿侧面的对置距离随着向轴向行进而变大。

在通过车齿加工来进行同步锥的外齿的齿槽加工的情况下,利用右齿侧面用的切齿工具加工右齿侧面,利用左齿侧面用的切齿工具加工左齿侧面。在该情况下,需要两种切齿工具,所以存在工具成本增高的趋势。另外,存在因从右齿侧面用的切齿工具向左齿侧面用的切齿工具的工具更换而产生加工误差的担忧。另外,在从右齿侧面的加工向左齿侧面的加工转移时,需要改变齿槽加工的交叉角(工作物的中心轴的平行线与工具的中心轴交叉的角度),所以存在生产节拍时间增加的趋势。

也考虑了通过一种切齿工具来加工同步锥的外齿的齿槽的锥状的右齿侧面以及左齿侧面。如上述那样,在利用左右不同的切齿工具进行加工的情况下,各个切齿工具的工具扭转角可以是不同的角度。然而,在通过一种切齿工具进行加工的情况下,该切齿工具的工具扭转角是0°。

这里,同步锥的外齿为了顺畅地进行与套筒的内齿的啮合以及啮合解除,齿槽的右齿侧面以及左齿侧面的各锥角成为比较小的角度。因此,在利用一种切齿工具进行加工的情况下,通过将工具扭转角以0°共用化,交叉角成为与小角度的锥角对应的角度,交叉角也伴随着锥角成为比较小的角度。而且,若交叉角是小角度则存在切齿工具的切削速度变小,工具磨损变大这样的问题。另外,即使是该切齿工具,在从右齿侧面的加工向左齿侧面的加工转移时,也需要改变交叉角,所以存在生产节拍时间增加的趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种即使在齿槽的锥角小的情况下也能够利用一种切齿工具确保足够大的交叉角来进行加工,而且能够分别加工齿槽的对置的齿侧面而不改变交叉角的齿槽加工方法以及齿槽加工装置。

一种用切齿工具通过车齿加工在工作物上加工齿槽的齿槽加工方法,上述工作物构成为:上述齿槽的第一齿侧面相对于上述工作物的中心轴的平行线具有第一锥角,上述齿槽中的与上述第一齿侧面对置的第二齿侧面具有与上述第一锥角不同的第二锥角。上述齿槽加工方法具备以下步骤:在使上述工作物的规定齿槽的基准点沿该工作物的周向偏移的情况下,将偏移角度定义为上述车齿加工中的相位修正角,将上述工作物的上述中心轴的平行线与上述切齿工具的中心轴的交叉角设为规定交叉角,将上述相位修正角设为第一相位修正角,从而利用上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第一齿侧面,使上述交叉角与上述规定交叉角相同,将上述相位修正角设为与上述第一相位修正角不同的第二相位修正角,从而利用与加工上述第一齿侧面的上述切齿工具相同的上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第二齿侧面。

一种用切齿工具通过车齿加工在工作物上加工齿槽的齿槽加工装置,上述工作物构成为:上述齿槽的第一齿侧面相对于上述工作物的中心轴的平行线具有第一锥角,上述齿槽中的与上述第一齿侧面对置的第二齿侧面具有与上述第一锥角不同的第二锥角,在使上述工作物的规定齿槽的基准点沿上述工作物的周向偏移的情况下,将偏移角度定义为上述车齿加工中的相位修正角。上述齿槽加工装置具备控制部,上述控制部构成为:将上述工作物的中心轴的平行线与上述切齿工具的中心轴的交叉角设为规定交叉角,将上述相位修正角设为第一相位修正角,从而利用上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第一齿侧面,使上述交叉角与上述规定交叉角相同,将上述相位修正角设为与上述第一相位修正角不同的第二相位修正角,从而利用与加工上述第一齿侧面的上述切齿工具相同的上述切齿工具并通过上述车齿加工来加工上述第二齿侧面。

根据本发明的齿槽加工方法以及齿槽加工装置,在对齿槽的第一齿侧面进行加工时,使第一齿侧面的基准点沿工作物的周向偏移第一相位修正角,在对第二齿侧面进行加工时,使第二齿侧面的基准点沿工作物的周向偏移第二相位修正角。由此,即使在齿槽的锥角小的情况下,也能够利用一种切齿工具确保足够大的交叉角进行加工。因此,能够减少工具磨损,能够抑制工具成本。并且,能够分别加工齿槽的对置的齿侧面而不改变交叉角。因此,能够减少生产节拍时间。

附图说明

图1是表示齿槽加工装置的结构的图。

图2A是在车齿加工中的工作物与切齿工具中,从切齿工具的径向观察设定交叉角时的图。

图2B是从切齿工具的中心轴向观察图2A的图。

图3A是说明车齿加工的动作的图,是沿切齿工具的径向观察的图。

图3B是沿切齿工具的中心轴向观察图3A的图。

图4A是表示通过车齿加工形成的同步锥的外齿轮的一部分的图。

图4B是沿外齿轮的径向观察图4A的图。

图5A是表示切齿工具的图。

图5B是沿径向观察图5A的切齿工具的刃的局部剖视图。

图6A是说明车齿加工中的切齿工具的动作的图,是沿工作物的径向观察的图。

图6B是说明进行左右对称的锥状的形状的槽加工时的相位修正角的图,是沿工作物的径向观察的图。

图6C是说明进行左右非对称的锥状的形状的槽加工时的相位修正角的图,是沿工作物的径向观察的图。

图7A是说明斜齿轮的修正角的图,是表示基准圆筒的立体图。

图7B是图7A的基准圆筒中的ΔL的位置的与轴向垂直的剖视图。

图8A是沿工作物的径向观察在齿槽加工中没有切削残留的状态的图。

图8B是沿工作物的径向观察在齿槽加工中有切削残留的状态的图。

图9是用于说明算出基准齿槽中的右齿侧面以及左齿侧面的各加工开始位置的图。

图10A是沿工作物的径向观察左右对称的锥状的形状的图。

图10B是表示图10A的齿面的规格的一个例子的图。

图10C在本实施方式与现有例中比较对图10A的形状进行槽加工时的加工条件的图。

图11A是沿工作物的径向观察左右非对称的锥状的形状的图。

图11B是表示图11A的齿面的规格的一个例子的图。

图11C是在本实施方式与现有例中比较对图11A的形状进行槽加工时的加工条件的图。

图12是表示齿槽加工装置的加工控制部的结构的图。

图13是用于说明没有加工基准齿槽时的加工控制部的动作的流程图。

图14A是表示对没有加工基准齿槽时的右齿侧面进行了加工的状态的图,是沿工作物的径向观察的图。

图14B是表示算出没有加工基准齿槽时的左齿侧面的加工开始位置的图,是沿工作物的径向观察的图。

图14C是表示对没有加工基准齿槽时的左齿侧面进行了加工的状态的图,是沿工作物的径向观察的图。

图15A是用于说明对基准齿槽进行加工时的加工控制部的前半的动作的流程图。

图15B是用于说明对基准齿槽进行加工时的加工控制部的后半的动作的流程图。

图16A是表示用于算出对基准齿槽进行了加工时的左右齿侧面的加工开始位置的左右齿侧面用基准点的图,是沿工作物的径向观察的图。

图16B是表示从加工基准齿槽时的右齿侧面的加工开始位置对右齿侧面进行了加工的状态的图,是沿工作物的径向观察的图。

具体实施方式

(1.齿槽加工装置10的结构)

参照图1对齿槽加工装置的结构进行说明。如图1所示,齿槽加工装置10例如是作为使工作物W与切齿工具T的相对的位置以及姿势变化的驱动轴,具有三个直进轴以及两个旋转轴的五轴加工中心。

在本例中,齿槽加工装置10具有作为直进轴的正交三轴(X轴、Y轴、Z轴),以及作为旋转轴的B轴以及Cw轴。在本例中,B轴是绕Y轴的旋转轴,Cw轴是绕工作物W的中心轴的旋转轴。此外,齿槽加工装置10具有绕切齿工具T的中心轴的旋转轴亦即Ct轴,若包含Ct轴则成为六轴加工中心。

齿槽加工装置10具备支承切齿工具T并使其能够绕Ct轴旋转,且能够分别沿Y轴方向以及Z轴方向移动的工具主轴11。并且,齿槽加工装置10具备工作物主轴12,其支承工作物W而使其能够绕Cw轴能够,且能够绕B轴旋转,能够沿X轴方向移动。

齿槽加工装置10具备进行齿槽的加工的动作控制的加工控制部13等。在本例中,加工控制部13进行通过车齿加工对工作物W加工齿槽的控制。此外,并不限于上述结构,只要是工具主轴11与工作物主轴12能够相对移动的结构即可。

(2.车齿加工)

参照图2A、图2B、图3A以及图3B对车齿加工进行说明。如图2A以及图2B所示,车齿加工处于使切齿工具T的中心轴Ct相对于与工作物W的中心轴Cw平行的轴线具有交叉角θ的状态。另外,在从X轴方向观察的情况下,切齿工具T的中心轴Ct与工作物W的中心轴Cw平行。

而且,如图3A以及图3B所示,是若使工作物W绕工作物W的中心轴Cw的旋转(图示中顺时针)与切齿工具T绕切齿工具T的中心轴Ct的旋转(图示中逆时针)同步,并且使切齿工具T相对于工作物W向工作物W的中心轴Cw方向输送,由此对工作物W加工齿槽的方法。在车齿加工中,在工作物W旋转一圈的期间,工作物W的各齿槽的部分仅被切齿工具T加工一次。

(3.工作物W)

在本例的齿槽加工装置10中,以通过车齿加工进行在汽车的变速器的同步啮合机构中所使用的在图4A以及图4B中表示一部分的一般的同步锥SC的外齿轮G的齿槽加工的情况为例进行说明。同步锥SC的外齿轮G与省略图示的套筒的内齿啮合,为了防止齿轮脱落,同步锥SC的外齿轮G的齿槽Gg(齿Gt)形成为锥状。

即、同步锥SC的外齿轮G的齿槽Gg的右齿侧面Gsr(第一齿侧面)与左齿侧面Gsl(第二齿侧面)相对于中心轴Cw的平行线形成为左右对称的锥状。而且,齿槽Gg的右齿侧面Gsr具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦR(第一锥角)以及左齿侧面Gsl具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦL(第二锥角)以能够顺畅地进行上述啮合的解除的方式,成为比较小的角度(例如3°)。另外,齿槽Gg的右齿侧面Gsr与左齿侧面Gsl绕工作物W的中心轴Cw离开角度σ。

此外,在以下的说明中,右齿侧面Gsr以及左齿侧面Gsl的角度的标记,相对于中心轴Cw的平行线,将顺时针设为正,将逆时针设为负。因此,如图4B所示,在锥状的齿槽Gg的尖细侧位于图的下方时,右齿侧面Gsr相对于中心轴Cw的平行线向顺时针的方向倾斜,所以右齿侧面Gsr的锥角ΦR为正。另外,左齿侧面Gsl相对于中心轴Cw的平行线向逆时针的方向倾斜,所以左齿侧面Gsl的锥角ΦL为负。

另外,利用本例的齿槽加工装置10能够加工的齿槽Gg的形状并不限于相对于中心轴Cw的平行线,左右对称的锥状的形状(右齿侧面Gsr具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦR、与左齿侧面Gsl具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦL的绝对值相同而正负不同的形状),也可以是相对于中心轴Cw的平行线,左右非对称的锥状的形状(右侧面Gsr具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦR、与左齿侧面Gsl具有的相对于中心轴Cw的平行线的锥角ΦL的绝对值以及正负都不同的形状)。

(4.切齿工具T)

如图5A所示,切齿工具T的工具刃Tc是在外周具有多个刃Tcc的圆锥台形状,切齿工具T的工具轴Ta作为一体部位形成在小径端面Tb。切齿工具T的工具刃Tc的大径端面Td的刃Tcc的形状在本例中形成为渐开线曲线形状。

而且,如图5B所示,在刃Tcc上,相对于与中心轴Ct成直角的平面倾斜角度γ的前角设置于大径端面Td侧,相对于与中心轴Ct平行的直线倾斜角度δ的副后角设置于工具周面侧。刃Tcc在从径向观察通过两侧的刃线Te的中央的直线Le时,相对于中心轴Ct具有倾斜角度β的扭转角。

(5.切齿工具T的设计方法)

对上述切齿工具T的设计方法进行说明。如在解决课题中所述,若齿槽加工中的交叉角θ是小角度则存在切齿工具T的切削速度变慢,工具磨损变大这样的问题。

在车齿加工中能够将切齿工具T的切削速度设为适当的值的交叉角θ根据加工实际效果优选是约20°~约30°。因此,切齿工具T的扭转角β设定为基于上述交叉角θ的值(约20°~约30°)。切齿工具T的其它工具规格根据外齿轮车G的齿轮规格而设定。而且,基于设定后的切齿工具T的其它工具规格,设计切齿工具T。

此外,加工对象是外齿轮G,所以能够避免加工时的切齿工具T与工作物W的干涉,但以能够避免与支承工作物W的夹具等的干涉的方式设计切齿工具T。另外,作为加工对象也可以同样地加工内齿,在该情况下,以加工时能够避免切齿工具T与工作物W的干涉的方式设计切齿工具T。

(6.齿槽加工的要点)

通常,在斜齿轮的齿槽加工中,齿槽的右齿侧面与左齿侧面的扭转角相同,所以使用一个修正角来进行加工。与此相对,在本例的锥状的齿槽加工中,由于齿槽Gg的右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL不同,所以分别使用与锥角ΦR、ΦL匹配的修正角(在本例中,称为相位修正角)来进行加工。

在本例的锥状的齿槽加工中使用的相位修正角是与在斜齿轮的齿槽加工中使用的修正角不同,不能应用于斜齿轮的齿槽加工。具体而言,在使用了修正角的情况下,与斜齿轮的齿槽(齿)的扭转角的大小无关,能够将斜齿轮的齿形加工为高精度的渐开线形状。另一方面,在使用了相位修正角的情况下,外齿轮G的齿形被加工为从渐开线形状变形了的形状。

然而,本例的同步锥SC只要外齿轮G的齿槽Gg的锥角比较小,与套筒同步即可。因此,外齿轮G并不要求斜齿轮那样的加工精度,即使外齿轮G的齿形被加工为从渐开线形状变形了的形状,也不会特别产生问题。据此,在本例的锥状的齿槽加工中使用的相位修正角无法应用于斜齿轮的齿槽加工。

在本例的锥状的齿槽加工中使用的相位修正角如以下那样定义。如图6A所示,在切齿工具T沿工作物W的中心轴Cw方向从初始位置Ps相对移动到最终位置Pe(工作物W的厚度ΔZ)的车齿加工中,在初始位置Ps以及最终位置Pe的两者中切齿工具T的刃Tcc的位置位于同一位置。

这里,将具有从与初始位置Ps不同的加工基准点Pb到达最终位置Pe的基准齿侧面的基准齿槽(规定齿槽)设定在成为外齿轮G的齿槽Gg的部分。该基准齿槽中的基准齿侧面具有基准角。而且,基准角取右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中间值。由此,能够容易对应左右对称的右齿侧面Gsr与左齿侧面Gsl的加工条件的决定。基准齿槽因齿槽Gg的形状而不同,以下分情况进行说明。

首先,对齿槽Gg的形状是相对于中心轴Cw的平行线,左右对称的锥状的形状(右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的绝对值相同而正负不同的形状)的情况进行说明。在本例中,基准齿侧面的基准角设为右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中值,所以成为0°。因此,如图6B所示,基准齿侧面Gsb从初始位置Ps到达最终位置Pe。即、加工基准点Pb(基准点)与初始位置Ps一致。

而且,在进行锥状的齿槽Gg的例如右齿侧面Gsr的加工中,需要使加工基准点Pb向周向偏移。即、需要使加工基准点Pb从初始位置Ps向周向偏移偏移量ΔC。相对于此时的切齿工具T(同步),将工作物W的旋转偏移角度定义为车齿加工中的相位修正角。另外,在向周向偏移时,切齿工具T的加工位置伴随着工作物W向中心轴Cw方向的移动。

接下来,对齿槽Gg的形状是相对于中心轴Cw的平行线,左右非对称的锥状的形状(右齿侧面Gsr的锥角ΦR和左齿侧面Gsl的锥角ΦL的绝对值以及正负不同的形状)的情况进行说明。在本例中,基准齿侧面的基准角设为右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中值,所以成为0°以外的数值。因此,如图6C所示,基准齿侧面Gsb从沿周向从初始位置Ps偏离了偏移量ΔCC1的加工基准点Pb(基准点)到达最终位置Pe。另外,在沿周向偏移时,切齿工具T的加工位置伴随着工作物W向中心轴Cw方向的移动。

而且,在进行锥状的齿槽Gg的例如右齿侧面Gsr的加工中,需要使加工基准点Pb进一步向周向偏移。即、需要使上述加工基准点Pb进一步向周向偏移偏移量ΔCC2。相对于此时的切齿工具T(同步),将工作物W的旋转偏移角度定义为车齿加工中的相位修正角。另外,在沿周向偏移时,切齿工具T的加工位置伴随着工作物W向中心轴Cw方向的移动。

这里,通常如图7A所示,关于斜齿轮,在基准圆筒M上具有扭转角ε的螺旋线r相对于从基准圆筒M上的起点qs到终点qe的一周旋转,在基准圆筒M的中心轴向前进导程L。

因此,在沿基准圆筒M的中心轴向前进任意距离ΔL时的圆筒剖面(参照图7B)中,螺旋线r上的点q、圆筒中心Cm及起点qs在圆筒剖面上的投影点qss所成的角成为修正角R。该修正角R能够利用式(1)来计算。此外,式(1)的mh是斜齿轮的模数,Th是斜齿轮的齿数。

[算式1]

使用该(1)式的式(2)是用于对本例的齿槽Gg的右齿侧面Gsr进行加工的相位修正角A+α的算式。此外,在式(2)中,A是基准齿侧面Gsb的基准相位修正角,A+α是右齿侧面Gsr的相位修正角(第一相位修正角),ψ是基准齿侧面的基准角,ΦR是右齿侧面Gsr的锥角,ΔZ是切齿工具T的从初始位置Ps到最终位置Pe的移动量,m是外齿轮G的模数,T是外齿轮G的齿数。

而且,利用相位修正角A+α修正工作物W的中心轴Cw的旋转角度,从而能够进行齿槽Gg的右齿侧面Gsr的加工。此外,在本例中,基准相位修正角A是0。以上也可以适用于齿槽Gg的左齿侧面Gsl的相位修正角A-α(第二相位修正角)的计算。

[算式2]

从右齿侧面Gsr的相位修正角A+α减去基准相位修正角A而得到的值、与从左齿侧面Gsl的相位修正角A-α减去基准相位修正角A而得到的值的符号相反,绝对值相同。由此,能够高精度加工左右对称的右左齿侧面Gsl与左齿侧面Gsl。

(7.齿槽加工的问题点)

在上述齿槽加工方法中,外齿轮G的齿槽Gg的最大齿槽宽度(齿Gt的齿宽度成为最小时的齿槽宽度)、与切齿工具T的刃Tcc的刃宽度的关系成为问题。如图8A所示,在最大齿槽宽度hg比刃宽度ht的2倍的大小小时,仅利用右齿侧面Gsr以及左齿侧面Gsl的加工,能够成为在齿槽Gg没有切削残留的状态。然而,如图8B所示,在最大齿槽宽度hg比刃宽度ht的2倍的大小大时,仅利用右齿侧面Gsr以及左齿侧面Gsl的加工,成为在齿槽Gg存在三棱柱状的切削残留B的状态。

在该情况下,在进行右齿侧面Gsr以及左齿侧面Gsl的加工之前,相对于工作物W的外周的成为齿槽Gg的部分,需要进行具有基准齿侧面Gsb的基准齿槽Gb的槽加工。基准齿侧面Gsb的基准角ψ设为右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中间值。

而且,如图9所示,利用涡流接触式传感器等位置检测传感器(省略图示),作为右齿侧面用基准点Qr来检测工作物W的加工开始侧的端面Wf的外周Ws与基准齿槽Gb的基准右齿侧面Gsbr的交点。而且,根据右齿侧面Gsr的形成位置相对于右齿侧面用基准点Qr的偏移量,算出右齿侧面Gsr的加工开始位置。由此,能够提高右齿侧面Gsr的加工开始位置的精度。而且,将切齿工具T定位在右齿侧面Gsr的加工开始位置,进行右齿侧面Gsr的加工。

同样,将工作物W的加工开始侧的端面Wf的外周Ws与基准齿槽Gb的基准左齿侧面Gsbl的交点作为左齿侧面用基准点Ql来检测。而且,根据左齿侧面Gsl的形成位置相对于左齿侧面用基准点Ql的偏移量,算出左齿侧面Gsl的加工开始位置。由此,能够提高左齿侧面Gsl的加工开始位置的精度。而且,将切齿工具T定位在左齿侧面Gsl的加工开始位置,进行左齿侧面Gsl的加工。由此,能够成为在齿槽Gg没有切削残留B的状态。此外,基准齿槽Gb的槽加工也可以在进行右齿侧面Gsr以及左齿侧面Gsl的加工之后进行。

(8.齿槽加工条件)

齿槽加工方法决定用于通过车齿加工而加工的齿槽加工的加工条件,还基于决定后的加工条件通过车齿加工进行齿槽加工。在本例(没有加工基准齿槽Gb的情况下(第一个例子)、对基准齿槽Gb进行加工的情况下(第二例))、用现有的两种切齿工具进行加工的情况下(第一比较例)、用现有的一种切齿工具进行加工的情况下(第二比较例),对齿槽加工条件的具体例进行说明。

首先,如图10A所示,对齿槽Gg的形状是相对于中心轴Cw的平行线,左右对称的锥状的形状(右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的绝对值相同而正负不同的形状)的情况进行说明。如图10B所示,作为外齿轮G的齿槽Gg的齿面的规格,右齿侧面Gsr的锥角ΦR是+3°,左齿侧面Gsl的锥角ΦL是-3°,基准齿槽Gb的基准角ψ是右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中值,所以成为0°。

如图10C所示,对右齿侧面Gsr与左齿侧面Gsl进行加工的工具种类在第一个例子以及第二例中都是共用的,在第一比较例中是右用与左用,在第二比较例中成为共用。对右齿侧面Gsr进行加工时的交叉角θ、工具扭转角β、相位修正角在第一个例子以及第二例中,是20°、20°、A1+α1(A1=0),在第一比较例中,是20°、23°、B(B≠0),在第二比较例中,是3°、0°、C(C≠0)。对左齿侧面Gsl进行加工时的交叉角θ、工具扭转角β、相位修正角在第一个例子以及第二例中,是20°、20°、A1-α2(A1=0,α1=α2),在第一比较例中,是-20°、-23°、-B(B≠0),在第二比较例中,是-3°、0°、-C(C≠0)。

由此,第一个例子和第二例,以及第二比较例与第一比较例比较,由于用一种切齿工具即可,所以能够抑制工具成本上升以及因工具更换引起的加工误差的产生。另外,第一个例子以及第二例与第二比较例比较,能够使交叉角变大,并且不需要交叉角的改变,所以能够抑制工具磨损以及节拍时间的增加。

接下来,如图11A所示,对齿槽Gg的形状是相对于中心轴Cw的平行线,左右非对称的锥状的形状(右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的绝对值以及正负不同的形状)的情况进行说明。如图11B所示,作为外齿轮G的齿槽Gg的齿面的规格,右齿侧面Gsr的锥角ΦR是+3°,左齿侧面Gsl的锥角ΦL是-2°,基准齿槽Gb的基准角ψ是右齿侧面Gsr的锥角ΦR与左齿侧面Gsl的锥角ΦL的中值,所以成为+0.5°。

如图11C所示,对右齿侧面Gsr与左齿侧面Gsl进行加工的工具种类,在第一个例子以及第二例中是共用的,在第一比较例在是右用与左用,在第二比较例中成为共用。对右齿侧面Gsr进行加工时的交叉角θ、工具扭转角β、相位修正角,在第一个例子以及第二例中,是20.5°、20.5°、A2+α3(A2≠0),另外,在第一个例子以及第二例的另一个例子中,是20°、20°、A3+α5(A3=0),在第一比较例中,是20°、23°、E(E≠0),在第二比较例中,是3°、0°、G(G≠0)。对左齿侧面Gsl进行加工时的交叉角θ、工具扭转角β、相位修正角,在第一个例子以及第二例中,是20.5、20.5°、A2-α4(A2≠0,α3=α4),另外,在第一个例子以及第二例的另一个例子中,是20°、20°、A3-α6(A3=0,α5≠α6),在第一比较例中,是-20°、-22°、-F(F≠0),在第二比较例中,是-2°、0°、-H(H≠0)。

由此,第一个例子、第二例以及第二比较例与第一比较例比较,利用一种切齿工具即可,所以能够抑制工具成本上升以及因工具更换引起的加工误差的产生。另外,第一个例子以及第二例与第二比较例比较,能够增大交叉角,并且不需要交叉角的改变,所以能够抑制工具磨损以及节拍时间的增加。

(9.加工控制部13的结构)

如图12所示,齿槽加工装置10的加工控制部13具备基准加工条件决定部14、第一齿侧面加工条件决定部15、第二齿侧面加工条件决定部16、基准齿槽加工控制部17、第一齿侧面加工控制部18以及第二齿侧面加工控制部19。基准加工条件决定部14决定基准加工条件,该基准加工条件是用于通过车齿加工加工具有基准角ψ的基准齿槽Gb的条件,将交叉角θ作为规定交叉角,且将相位修正角作为与右齿侧面Gsr的相位修正角以及左齿侧面Gsl的相位修正角不同的基准相位修正角。

第一齿侧面加工条件决定部15基于由基准加工条件决定部14决定的基准加工条件来决定右齿侧面加工条件,该右齿侧面加工条件是用于通过车齿加工加工右齿侧面Gsr的条件,将交叉角θ作为规定交叉角,且将相位修正角作为右齿侧面Gsr的相位修正角(第一相位修正角)。第二齿侧面加工条件决定部16基于由基准加工条件决定部14决定的基准加工条件来决定左齿侧面加工条件,该左齿侧面加工条件是用于通过车齿加工加工左齿侧面Gsl的条件,将交叉角θ作为规定交叉角,且将相位修正角作为左齿侧面Gsl的相位修正角(第二相位修正角)。

基准齿槽加工控制部17基于由基准加工条件决定部14决定的基准加工条件,将交叉角θ作为规定交叉角,将相位修正角作为基准相位修正角,通过车齿加工并利用切齿工具T来加工具有基准角ψ的基准齿槽Gb。第一齿侧面加工控制部18基于由第一齿侧面加工条件决定部15决定的右齿侧面加工条件,使交叉角θ与上述规定交叉角相同,将相位修正角作为右齿侧面Gsr的相位修正角,利用与加工基准齿槽Gb的切齿工具T相同的切齿工具T并通过车齿加工来加工右齿侧面Gsr。

第二齿侧面加工控制部19基于由第二齿侧面加工条件决定部16决定的左齿侧面加工条件,使交叉角θ与上述规定交叉角相同,将相位修正角作为与右齿侧面Gsr的相位修正角不同的左齿侧面Gsl的相位修正角,利用与加工右齿侧面Gsr的切齿工具T相同的切齿工具T并通过车齿加工来加工左齿侧面Gsl。

根据该齿槽加工装置10,在对齿槽Gg的右齿侧面Gsr进行加工时,使右齿侧面Gsr的加工基准点Pb向工作物W的周向偏移右齿侧面Gsr的相位修正角。另外,在对左齿侧面Gsl进行加工时,使左齿侧面Gsl的加工基准点向工作物W的周向偏移左齿侧面Gsl的相位修正角。这样相对于齿线(齿面),使加工点偏移,从而即使在齿槽Gg的锥角Φ小的情况下,也能够利用一种切齿工具T(不更换工具)确保足够大的交叉角θ来进行加工。因此,能够减少工具磨损,能够抑制工具成本。并且,能够分别加工齿槽Gg的对置的齿侧面Gsr、Gsl而不改变交叉角θ。因此,能够减少节拍时间。

(10.加工控制部13的动作)

作为加工控制部13的动作之一,参照图13的流程图以及图14A-14C的动作图对没有加工基准齿槽Gb的情况进行说明。加工控制部13决定用于对右齿侧面Gsr进行加工的规定交叉角θ以及右齿侧面Gsr的相位修正角等右齿侧面加工条件(步骤S1,第一齿侧面加工条件决定工序)。

并且,加工控制部13决定右齿侧面加工条件的规定交叉角θ以及用于对左齿侧面Gsl进行加工的左齿侧面Gsl的相位修正角等左齿侧面加工条件(步骤S2,第二齿侧面加工条件决定工序)。而且,加工控制部13设定基于上述规定交叉角θ的状态(步骤S3)。

然后,如图14A所示,加工控制部13使用右齿侧面加工条件的右齿侧面Gsr的相位修正角对工作物W进行旋转控制,并且进行使同步旋转的切齿工具T与工作物W沿工作物W的中心轴Cw方向的相对移动控制,从任意加工开始位置Pr利用切齿工具T在工作物W上进行具有右齿侧面Gsr的槽加工(步骤S4,第一齿侧面加工工序)。

加工控制部13判断具有右齿侧面Gsr的槽加工是否结束(步骤S5),在具有右齿侧面Gsr的槽加工没有结束时(步骤S5:否),返回步骤S4并重复上述处理。若具有右齿侧面Gsr的槽加工结束(步骤S5:是),则停止工作物W的旋转,并且停止切齿工具T与工作物W的相对移动。

而且,如图14B所示,加工控制部13使工作物W沿图示箭头方向旋转预先存储的工作物W的对置的右齿侧面Gsr与左齿侧面Gsl绕工作物W的中心轴Cw的分离角度σ,算出具有左齿侧面Gsl的槽加工的加工开始位置Pl。而且,将切齿工具T定位在已算出的具有左齿侧面Gsl的槽加工的加工开始位置Pl(步骤S6)。

加工控制部13将上述规定交叉角θ保持原样,使用左齿侧面Gsl的相位修正角进行工作物W的旋转控制,并且进行使同步旋转的切齿工具T与工作物W沿工作物W的中心轴Cw方向的相对移动控制,利用切齿工具T在工作物W上进行具有左齿侧面Gsl的槽加工(步骤S7,第二齿侧面加工工序)。

加工控制部13判断具有左齿侧面Gsl的槽加工是否结束(步骤S8),在具有左齿侧面Gsl的槽加工没有结束时(步骤S8:否),返回步骤S7并重复上述处理。若具有左齿侧面Gsl的槽加工结束(步骤S8:是),则停止工作物W的旋转,并且停止切齿工具T与工作物W的相对移动,结束全部的处理。据此,能够得到在齿槽Gg中没有切削残留B的锥状的齿槽Gg。

作为加工控制部13的动作之二,参照图15A-15B的流程图以及图16A-16B的动作图对加工基准齿槽Gb的情况进行说明。此外,在图15中,对与图13的流程图相同的动作标注相同的附图标记并省略详细的说明。加工控制部13决定用于加工基准齿槽Gb的规定交叉角θ以及基准相位修正角等基准加工条件(步骤S11,基准加工条件决定工序)。而且,加工控制部13决定右齿侧面加工条件以及左齿侧面加工条件(步骤S1、S2),设定为具有上述规定交叉角θ的状态(步骤S3)。

加工控制部13基于决定的基准加工条件,使用基准齿槽Gb的相位修正角对工作物W进行旋转控制,并且进行使同步旋转的切齿工具T与工作物W沿工作物W的中心轴Cw方向的相对移动控制,从任意加工开始位置利用切齿工具T在工作物W上进行基准齿槽Gb的加工(步骤S12,基准齿槽加工工序)。

加工控制部13判断基准齿槽Gb的加工是否结束(步骤S13),在基准齿槽Gb的加工没有结束时(步骤S13:否),返回步骤S12并重复上述处理。若基准齿槽Gb的加工结束(步骤S13:是),则停止工作物W的旋转,并且停止切齿工具T与工作物W的相对移动。

而且,如图15B所示,加工控制部13利用位置检测传感器(省略图示),检测右齿侧面用基准点Qr以及左齿侧面用基准点Ql(步骤S14)。而且,加工控制部13基于右齿侧面用基准点Qr,算出右齿侧面Gsr的加工开始位置Pr,将切齿工具T定位在右齿侧面Gsr的加工开始位置Pr(步骤S15)。而且,加工控制部13将上述规定交叉角θ保持原样,利用切齿工具T在工作物W上进行具有右齿侧面Gsr的槽加工(步骤S4,第一齿侧面加工工序)。

加工控制部13判断具有右齿侧面Gsr的槽加工是否结束(步骤S5),在具有右齿侧面Gsr的槽加工没有结束时(步骤S5:否),返回步骤S4并重复上述处理。若右齿侧面Gsr的槽加工结束(步骤S5:是),则停止工作物W的旋转,并且停止切齿工具T与工作物W的相对移动。

而且,加工控制部13基于左齿侧面用基准点Ql,算出左齿侧面Gsl的加工开始位置,将切齿工具T定位于左齿侧面Gsl的加工开始位置(步骤S16)。而且,加工控制部13将上述规定交叉角θ保持原样,利用切齿工具T在工作物W上进行具有左齿侧面Gsl的槽加工(步骤S7,第二齿侧面加工工序)。

加工控制部13判断具有左齿侧面Gsl的槽加工是否结束(步骤S8),在具有左齿侧面Gsl的槽加工没有结束时(步骤S8:否),返回步骤S7并重复上述处理。若左齿侧面Gsl的槽加工结束(步骤S8:是),则停止工作物W的旋转,并且停止切齿工具T与工作物W的相对移动,结束全部的处理。据此,能够得到在齿槽Gg中没有切削残留B的锥状的齿槽Gg。

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