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技術 歯切り工具および歯車加工方法

出願人 株式会社ジェイテクト
発明者 夏田一樹大谷尚中野浩之
出願日 2016年8月10日 (3年7ヶ月経過) 出願番号 2016-157866
公開日 2018年2月15日 (2年1ヶ月経過) 公開番号 2018-024062
状態 未査定
技術分野 歯車加工
主要キーワード スカイビング加工 同一諸元 直進軸 チルトテーブル ギヤシェーパ スカイビング 刃側面 前逃げ角
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月15日)のものです。
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図面 (8)

課題

長寿命化を図ることができる歯切り工具、および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を提供することを目的とする。

解決手段

歯切り工具20は、加工動作において歯切り工具20の中心軸L2周りに回転される軸部材30と、軸部材30に同軸に設けられる刃部40と、を備える。刃部40は、すくい面41aが刃部40の中心軸L3方向の一方側を向く第一切れ刃41と、すくい面42aが刃部40の中心軸L3方向の他方側を向く第二切れ刃42とを有する。

概要

背景

歯切り工具は、歯車の加工に用いられる。歯車加工方法として、特許文献1に記載されたピニオンカッタによるギヤシェーパー加工や、特許文献2に記載されたスカイビングカッタによるスカイビング加工などが知られている。ピニオンカッタやスカイビングカッタなどの歯切り工具は、歯車(工作物)に対して切り込み可能な切れ刃が形成されている。

概要

長寿命化をることができる歯切り工具、および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を提供することを目的とする。歯切り工具20は、加工動作において歯切り工具20の中心軸L2周りに回転される軸部材30と、軸部材30に同軸に設けられる刃部40と、を備える。刃部40は、すくい面41aが刃部40の中心軸L3方向の一方側を向く第一切れ刃41と、すくい面42aが刃部40の中心軸L3方向の他方側を向く第二切れ刃42とを有する。

目的

歯切り工具は、一部の刃先摩耗した場合にも交換を要し、長寿命化が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

歯車の加工に用いられる歯切り工具であって、前記歯切り工具を用いた前記歯車の加工動作は、前記歯切り工具を中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に相対移動させる動作であり、前記歯切り工具は、前記加工動作において前記歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、前記軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備え、前記刃部は、すくい面が前記刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が前記刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する歯切り工具。

請求項2

前記第一切れ刃は、前記加工動作において前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向の一方側に相対移動させる場合に用いられ、前記第二切れ刃は、前記加工動作において前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向の他方側に相対移動させる場合に用いられる、請求項1に記載の歯切り工具。

請求項3

前記刃部の外形状は、円筒形状に形成される、請求項1または2に記載の歯切り工具。

請求項4

前記第一切れ刃および前記第二切れ刃は、同一の種類である請求項1−3の何れか一項に記載の歯切り工具。

請求項5

前記第一切れ刃および前記第二切れ刃は、互いに異なる種類である請求項1−3の何れか一項に記載に歯切り工具。

請求項6

前記刃部は、前記軸部材に対して着脱可能に設けられ、且つ前記軸部材に対して前記刃部の中心軸方向を入れ換え可能に形成される、請求項1−5の何れか一項に記載の歯切り工具。

請求項7

前記軸部材は、円筒外面を有し、前記刃部の内周には、前記軸部材の前記円筒外面に嵌め合わせられる円筒内面が形成される、請求項6に記載の歯切り工具。

請求項8

前記歯切り工具は、前記軸部材の中心軸方向の端部に締結されるボルトをさらに備え、前記刃部の内周には、前記ボルトが前記軸部材に締結された場合に、前記軸部材と前記ボルトの頭部とにより前記軸部材の中心軸方向に挟まれた状態とされる固定部が形成される、請求項6または7に記載の歯切り工具。

請求項9

前記刃部は、前記軸部材に対して周方向係止し、前記軸部材に対して回り止めされる、請求項6−8の何れか一項に記載の歯切り工具。

請求項10

歯切り工具を用いた歯車加工方法であって、前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、前記軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備え、前記刃部は、すくい面が前記刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が前記刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有し、前記歯車加工方法は、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、前記第一切れ刃により前記歯車を加工する第一工程と、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、前記第二切れ刃のうち他方により前記歯車を加工する第二工程と、を備える歯車加工方法。

技術分野

0001

本発明は、歯切り工具および歯車加工方法に関するものである。

背景技術

0002

歯切り工具は、歯車の加工に用いられる。歯車加工方法として、特許文献1に記載されたピニオンカッタによるギヤシェーパー加工や、特許文献2に記載されたスカイビングカッタによるスカイビング加工などが知られている。ピニオンカッタやスカイビングカッタなどの歯切り工具は、歯車(工作物)に対して切り込み可能な切れ刃が形成されている。

先行技術

0003

特開2012−115940号公報
特開2015−058505号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のような歯切り工具は、歯車を加工する加工動作の諸条件によっては切れ刃の刃先負荷が集中して、当該刃先の摩耗量が多くなることがある。歯切り工具は、一部の刃先が摩耗した場合にも交換を要し、長寿命化が望まれている。

0005

本発明は、長寿命化を図ることができる歯切り工具、および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係る歯切り工具は、歯車の加工に用いられる。歯切り工具を用いた歯車の加工動作は、歯切り工具を中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に相対移動させる動作である。歯切り工具は、加工動作において歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備える。刃部は、すくい面が刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する。

0007

本発明に係る歯車加工方法は、歯切り工具を用いた歯車加工方法である。歯切り工具は、歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備える。刃部は、すくい面が刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する。歯車加工方法は、歯切り工具を歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第一切れ刃により歯車を加工する第一工程と、歯切り工具を歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第二切れ刃のうち他方により歯車を加工する第二工程と、を備える。

発明の効果

0008

本発明に係る発明の構成によると、歯切り工具は、刃部において第一切れ刃および第二切れ刃を有する。よって、第一切れ刃および第二切れ刃の一方が寿命に到達しても、第一切れ刃および第二切れ刃の他方を用いた歯車加工が可能である。従って、歯切り工具の長寿命化を図ることができる。

0009

本発明に係る発明の構成によると、歯車加工において、同一の歯切り工具を用いながら、異なる第一工程と第二工程とを実行することが可能となる。このとき、第一工程および第二工程にて用いられる切れ刃は互いに異なるため、歯切り工具の長寿命化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0010

実施形態における歯車加工装置を示す図である。
歯切り工具を用いた歯車の加工動作を示す図である。
歯切り工具の刃部の構成を示す拡大図である。
軸部材に刃部を取り付けた状態を示す歯切り工具の断面図である。
歯車加工方法のフローチャートである。
実施形態の第一変形態様における歯車加工方法のフローチャートである。
実施形態の第二変形態様における歯切り工具の刃部の構成を示す拡大図である。

実施例

0011

<実施形態>
(1.歯車加工装置10の構成)
本発明の歯切り工具および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を適用する歯車加工装置10について、図1を参照して説明する。歯車加工装置10の一例として、5軸マシニングセンタを例に挙げる。つまり、当該歯車加工装置10は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)および2つの回転軸(A軸、C軸)を有する装置である。

0012

図1に示すように、歯車加工装置10は、ベッド11と、コラム12と、サドル13と、回転主軸14と、テーブル15と、チルトテーブル16と、回転テーブル17と、保持具18等とから構成される。なお、図示省略するが、ベッド11と並んで既知自動工具交換装置が設けられる。

0013

ベッド11は、床上に配置される。このベッド11の上面には、コラム12がX軸方向(水平方向)に移動可能に設けられる。さらに、コラム12の側面には、サドル13がY軸方向(鉛直方向)に移動可能に設けられる。回転主軸14は、サドル13内に収容された主軸モータ(図示せず)により回転可能に設けられる。歯切り工具20は、回転主軸14の先端に固定されており、回転主軸14の回転に伴って回転する。なお、歯切り工具20の詳細は後述する。

0014

さらに、ベッド11の上面には、テーブル15がZ軸方向(水平方向)に移動可能に設けられる。テーブル15の上面には、チルトテーブル16を支持するチルトテーブル支持部16aが設けられる。そして、チルトテーブル支持部16aには、チルトテーブル16が水平方向のA軸回り揺動可能に設けられる。チルトテーブル16には、回転テーブル17がA軸に直角なC軸回りに回転可能に設けられる。回転テーブル17には、加工対象としての歯車Wを保持する保持具18が装着される。

0015

(2.歯切り工具20の詳細構成)
歯切り工具20の構成について、図2図4を参照して説明する。図2に示すように、歯切り工具20は、軸部材30と、刃部40と、ボルト50(図4に示す)とを備える。ここで、歯切り工具20を用いた歯車Wの加工動作は、歯切り工具20を中心軸L2周りに回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に相対移動させる動作である。

0016

軸部材30は、加工動作において歯切り工具20の中心軸L2周りに回転される。本実施形態において、軸部材30は、回転主軸14に保持されるホルダ部材である。軸部材30は、図4に示すように、取付部31と大径部32とを有する。取付部31は、所定の外径に設定された円筒外面31aを形成され、刃部40が外周側に取り付けられる。大径部32は、取付部31の外径よりも大径に形成されている。

0017

刃部40は、軸部材30に同軸に、即ち軸部材30の中心軸L2に刃部40の中心軸L3が一致するように設けられる。刃部40は、複数の第一切れ刃41と、複数の第二切れ刃42と、固定部43とを有する。複数の第一切れ刃41は、刃部40の周面に周方向に等間隔で複数形成されている。複数の第一切れ刃41のそれぞれは、図3に示すように、すくい面41aと、前逃げ面41bと、側逃げ面41cとの交線部分により構成される。

0018

第一切れ刃41のすくい面41aは、すくい角γを有する。第一切れ刃41のすくい面は、歯切り工具20の中心軸L2を中心としたテーパ状としてもよいし、1つの第一切れ刃41毎に異なる方向を向く面状に形成してもよい。また、歯切り工具20の複数の第一切れ刃41の外接円は、円筒形状に形成されている。つまり、第一切れ刃41の前逃げ面41bは、刃部40の中心軸L3までの距離が一定となるように形成される。第一切れ刃41の側逃げ面41cは、第一切れ刃41のすくい面41aに対して所定の側逃げ角を有する刃側面である。

0019

さらに、複数の第一切れ刃41のそれぞれは、刃部40の中心軸L3に対してねじれ角を有している。ただし、歯車Wの歯Waのねじれ角と、歯車を生成する切削加工における歯車Wと歯切り工具20との交差角に応じて、第一切れ刃41のねじれ角は適宜設定される。そのため、第一切れ刃41は、ねじれ角を有しない場合も存在する。

0020

また、本実施形態において、第一切れ刃41および第二切れ刃42は、同一の種類である。つまり、第二切れ刃42は、刃部40の一端部に形成された第一切れ刃41と同一のすくい角γを有するすくい面42aと、前逃げ面42bと、側逃げ面42cとの交線部分により構成され、第一切れ刃41と同一諸元に設定される。但し、第一切れ刃41のすくい面41aが刃部40の中心軸L3方向の一方側を向いているのに対して、第二切れ刃42のすくい面42aが刃部40の中心軸L3方向の他方側を向いている。

0021

ここで、「すくい面41aが刃部40の中心軸L3方向の一方側を向く」とは、図3に示すように、すくい面41aが所定のすくい角γを有する場合であっても、すくい面41aの法線方向のうち刃部40の中心軸L3に平行な成分が中心軸L3の一方側である状態をいう。よって、第二切れ刃42は、第一切れ刃41と同一の種類ではあるが、そのすくい面42aの法線方向のうち刃部40の中心軸L3に平行な成分が中心軸L3の他方側であり、すくい面42aの向いている方向が第一切れ刃41と相違する。

0022

また、本実施形態において、第一切れ刃41および第二切れ刃42は、刃部40の周面にねじれ角をもって形成された同一の突条部の両端部に形成されている。つまり、一対の第一切れ刃41および第二切れ刃42は、それぞれの前逃げ面41b,42b、および側逃げ面41c,42cが同一の面に形成されている。このような構成により、刃部40は、第一切れ刃41および第二切れ刃42を周面に形成される際に、前逃げ面41b,42b、および側逃げ面41c,42cを形成する工程の一部を適宜共通化することが可能としている。

0023

上記のように、第一切れ刃41の前逃げ面41b、および第二切れ刃42の前逃げ面42bは、刃部40の中心軸L3までの距離が一定となるように形成される。よって、刃部40の外形状は、全体として円筒形状に形成される。但し、それぞれの前逃げ面41b,42bに前逃げ角を設定して、刃部40の端部が円錐台形状となるように形成することも可能である。

0024

また、本実施形態において、刃部40は、軸部材30とは別部材であり、軸部材30に対して着脱可能に設けられる。また、刃部40は、軸部材30に対して刃部40の中心軸L3を入れ換え可能に形成される。具体的には、刃部40は、図4に示すように、第一切れ刃41が軸部材30の先端側(図4の左側)に位置し、且つ第二切れ刃42が軸部材30の根元側(図4の右側)に位置するように取り付け可能である。また、刃部40は、第一切れ刃41が軸部材30の根元側に位置し、且つ第二切れ刃42が軸部材30の先端側に位置するように取り付け可能である。

0025

ここで、刃部40は、上記のような構成により、中心軸L3方向に対称形状となるように形成される。そのため、歯切り工具20は、先端側が第一切れ刃41となるように刃部40が軸部材30に取り付けられた場合と、先端側が第二切れ刃42となるように刃部40が軸部材30に取り付けられた場合とにおいて同一の機能を発揮するように構成される。

0026

固定部43は、刃部40の内周において刃部40の中心軸L3方向の中央に形成され、軸部材30に固定される部位である。固定部43は、両端部よりも内径小径となるように形成された円筒内面43aを有する。円筒内面43aの内径は、軸部材30における取付部31の円筒外面31aよりも僅かに大径に設定される。このような構成により、刃部40は、取付部31の円筒外面31aに固定部43の円筒外面31aが嵌め合わせられる。これにより、軸部材30の中心軸L2に対して刃部40の中心軸L3が一致するように芯出しされる。

0027

また、固定部43の中心軸L3方向の長さは、軸部材30の取付部31の中心軸L2方向の長さよりも長く設定される。これにより、固定部43の一端が軸部材30の大径部32に接触する位置まで刃部40が移動された場合に、取付部31の端部から固定部43の他端が歯切り工具20の先端側(図4の左側)に位置する。ボルト50は、軸部材30の中心軸L2方向の端部に締結される。ボルト50の頭部51は、固定部43の円筒内面43aの内径より大径に、且つ固定部43を除く刃部40の内周面の内径より小径に形成される。

0028

刃部40の固定部43は、ボルト50が軸部材30に締結された場合に、軸部材30の大径部32とボルト50の頭部51とにより軸部材30の中心軸L2方向に挟まれた状態とされる。刃部40は、ボルト50を取り外すことにより、軸部材30の取付部31から取り外し可能となる。また、刃部40は、軸部材30に対して周方向に係止し、軸部材30に対して回り止めされる。具体的には、軸部材30の取付部31に形成されたキー溝31bに、刃部40の固定部43に形成された凸部43bが挿入されて、両部材相対回転規制される。なお、歯車加工における切削抵抗により軸部材30と刃部40との間に発生するトルクの大きさによっては、上記のような回り止めをする機構を省略してもよい。

0029

(3.歯車加工方法)
次に、歯車加工装置10により、加工対象としての歯車Wを加工する方法について、図2および図5を参照して説明する。ここで、歯車加工方法は、スカイビング加工を適用する。スカイビング加工とは、歯車Wおよび歯切り工具20をそれぞれ回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に相対移動させることで、歯切り工具20により歯車Wを加工する方法である。また、歯車Wとして外歯歯車を例示するが、歯車Wとして内歯歯車を適用することもできる。

0030

なお、以下では、歯車Wの中心軸L1方向のうち、歯車Wの回転テーブル17側の端部から反対側の端部に向かう方向を第一方向D1(図2の右下から左上に向かう方向)とする。また、歯車Wの中心軸L1方向のうち、第一方向D1とは反対方向を第二方向D2とする(図2の左上から右下に向かう方向)。また、歯車加工に際して、歯切り工具20の先端側に第一切れ刃41が位置するように軸部材30に刃部40が取り付けられているものとする。

0031

先ず、図5に示すように、加工対象としての歯車W(工作物)が保持具18に自動または手動によりセットされる(S11)。次に、第一工程が実行される(S12)。詳細には、第一工程(S12)は、歯切り工具20を、歯車Wに対して、歯車Wの中心軸L1方向のうち第一方向D1または第二方向D2に相対移動させることにより、第一切れ刃41により歯車Wを加工する工程である。ここでは、歯切り工具20が歯車Wに対して第一方向D1に相対移動され、歯切り工具20の先端側が歯車Wに対して押し進められる押し加工が実行される。

0032

なお、第一工程(S12)において、歯車Wに対して歯切り工具20を相対移動させる回数は、歯車Wの径方向への切り込み回数として適宜設定される。例えば、複数回に亘って切り込みを行う場合には、初期位置への位置決めと1回の相対移動を行う加工動作とが繰り返えされる。上記の「初期位置」とは、歯車Wと歯切り工具20とが接触していない位置であって、歯車Wの中心軸L1と歯切り工具20の中心軸L2とが所定の交差角を有する位置である。

0033

また、上記の加工動作では、歯車Wが中心軸L1周りに回転され、且つ歯車Wの回転に同期して歯切り工具20が中心軸L2周りに回転される。同時に、歯切り工具20が、歯車Wの中心軸L1方向のうち第一方向D1に相対移動させる。第一工程(S12)に設定された切り込み回数だけ位置決めおよび加工動作が実行されると、最終的な所望形状である歯Waが形成される。

0034

続いて、歯車加工により予定の数量まで歯車Wが生産されたか否かに基づいて、歯車加工を終了するか否かが判定される(S13)。現在の生産数量予定数量に未達の場合には(S13:No)、切れ刃交換の要否が判定される(S14)。切れ刃交換の要否は、現在使用している第一切れ刃41の摩耗状態に基づいて判定される。具体的には、第一切れ刃41を用いた加工動作の回数、切り込み量、加工速度などに基づいて算出される摩耗状態が一定未満の場合には、切れ刃交換が不要であると判定される(S14:No)。

0035

切れ刃交換が不要の場合には(S14:No)、上記のS11−S13が繰り返し実行される。一方で、第一切れ刃41の摩耗状態が一定以上に達した場合に、切れ刃交換が必要であると判定される(S14:Yes)。そして、切れ刃の交換工程が自動または手動により実行される(S15)。切れ刃の交換工程(S15)は、具体的には、歯切り工具20のボルト50を取り外し、軸部材30に対して刃部40の中心軸L3を入れ換えて、ボルト50を再度締結する工程である。

0036

切れ刃の交換工程(S15)が実行されると、歯切り工具20の先端側に第二切れ刃42が位置する状態となる。そして、歯車W(工作物)のセット(S16)、第二工程(S17)、および歯車加工の終了判定(S18)が実行される。第二工程に関するS16−S18の各ステップは、第一工程に関するS11−S13と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。なお、第二工程(S17)における歯車Wに対する歯切り工具20の相対移動の方向は、第一工程(S12)と同様に第一方向D1である。

0037

また、第二切れ刃42の摩耗状態が第一切れ刃41と別個に管理される。そして、例えば第一切れ刃41および第二切れ刃42の摩耗状態がともに一定以上に達した場合には、刃部40自体の交換を要する。刃部40の交換は、自動または、作業者等に交換を要する旨の通知をして手動によりなされるようにしてもよい。現在の生産数量が予定数量に達した場合には(S13:Yes、S18:Yes)、歯車加工を終了する。

0038

<実施形態の変形態様>
(第一変形態様)
実施形態において、第一工程(S12)および第二工程(S17)は、歯切り工具20を歯車Wに対して第一方向D1に相対移動させる。これに対して、歯車Wに対する歯切り工具20の相対移動の方向を、第一工程(S12)と第二工程(S17)とで反対方向としてもよい。

0039

つまり、例えば第一切れ刃41は、第一工程(S12)の加工動作において歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向の一方側(第一方向D1)に相対移動させる場合に用いられる。且つ、第二切れ刃42は、第二工程(S17)の加工動作において歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向の他方側(第二方向D2)に相対移動させる場合に用いられるようにしてもよい。

0040

上記のような構成では、実施形態にて例示した態様によると、第一切れ刃41を用いた第一工程(S12)においては歯切り工具20の押し加工によって歯車Wが形成される。そして、第二切れ刃42を用いた第二工程(S17)においては歯切り工具20の先端側が歯車Wに対して引き戻される引き加工によって歯車Wが形成される。よって、上記のような構成によると、切れ刃の交換工程(S15)を省略した歯車加工が可能となる。

0041

また、上記のように歯車加工において押し加工と引き加工を実行する場合に、それぞれの加工が同一の歯車Wにおける異なる軸方向位置を加工対象としてもよい。例えば、異なる諸元の歯を同軸上に一体的に有するやまば歯車の加工に適用できる。このような加工対象としての歯車Wを加工する方法によると、図6に示すように、歯車W(工作物)のセット(S21)、第一工程(S22)、第二工程(S23)、および歯車加工の終了判定(S24)が実行される。

0042

このとき、第一工程(S22)と第二工程(S23)とでは、それぞれの初期位置および歯車Wに対する歯切り工具20の相対移動の方向が異なる。つまり、同一の歯車Wに対して、第一切れ刃41を用いた第一工程(S22)と第二切れ刃42を用いた第二工程(S23)をセットで実行し、予定数量に達するまで歯車加工が実行される(S24)。このような構成によると、歯車Wをセットする回数、および切れ刃を交換する回数を通常の歯車加工と比較して低減でき、歯車加工に要する加工時間を短縮できる。

0043

(第二変形態様)
実施形態において、刃部40の第一切れ刃41および第二切れ刃42は、同一の種類であるものとした。これに対して、第一切れ刃41および第二切れ刃42は、互いに異なる種類であるものとしてもよい。例えば、図7に示すように、刃部140の第二切れ刃142は、第一切れ刃41の第一すくい角γ1とは異なる第二すくい角γ2を有するすくい面142aと、前逃げ面142bと、側逃げ面142cとの交線部分により構成され、第一切れ刃41と異なる諸元に設定される。

0044

上記のような構成により、一つの刃部140により複数種類の歯車Wを形成することが可能となる。また、互いに異なる種類の切れ刃を有する刃部140を備える歯切り工具20を用いた歯車加工において、実施形態にて例示したように押し加工(または引き加工)のみにより加工動作を行う場合には、2種類の歯車のそれぞれの生産数量に基づいて、歯車加工を終了するか否かが判定される(図5のS13,S18を参照)。

0045

さらに、第一変形態様にて例示したように押し加工と引き加工により同一の歯車Wに対して加工動作を行う場合においても同様に、互いに異なる種類の切れ刃を有する刃部140を備える歯切り工具20を用いた歯車加工を行うことが可能である。このとき、第一加工(S22)と第二加工(S23)との間に、歯車Wのセットや切れ刃の交換工程を適宜挿入して、所望の歯車Wの生産に対応させてもよい。

0046

<実施形態および変形態様の構成による効果>
実施形態および変形態様において、歯切り工具20は、歯車Wの加工に用いられる。歯切り工具20を用いた歯車Wの加工動作は、歯切り工具20を中心軸L2周りに回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に相対移動させる動作である。歯切り工具20は、加工動作において歯切り工具20の中心軸L2周りに回転される軸部材30と、軸部材30に同軸に設けられる刃部40,140と、を備える。刃部40,140は、すくい面41aが刃部40,140の中心軸L3方向の一方側を向く第一切れ刃41と、すくい面42a,142aが刃部40,140の中心軸L3方向の他方側を向く第二切れ刃42,142とを有する。
このような構成によると、歯切り工具20は、刃部40,140において第一切れ刃41および第二切れ刃42,142を有する。よって、第一切れ刃41および第二切れ刃42,142の一方が寿命に到達しても、第一切れ刃41および第二切れ刃42,142の他方を用いた歯車加工が可能である。従って、歯切り工具20の長寿命化を図ることができる。

0047

実施形態の変形態様において、第一切れ刃41は、加工動作において歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向の一方側に相対移動させる場合に用いられる。第二切れ刃42,142は、加工動作において歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向の他方側に相対移動させる場合に用いられる。
このような構成によると、歯切り工具20の先端側が歯車Wに対して押し進められる押し加工と、歯切り工具20の先端側が歯車Wに対して引き戻される引き加工とに、歯切り工具20を用いることができる。また、押し加工と引き加工とを切り換える際に、歯切り工具20の取り替えを要しないことから、生産性を向上し歯車Wの製造コストを低減できる。

0048

実施形態および変形態様において、刃部40,140の外形状は、円筒形状に形成される。
このような構成によると、円筒形状の刃部40,140は、例えば円錐台形状の刃部と比較して、切れ刃を再研磨しやすく工具寿命が長くすることができる。よって、歯車加工に要するコストの低減を図ることができる。

0049

実施形態において、第一切れ刃41および第二切れ刃42は、同一の種類である。
このような構成によると、歯切り工具20は、同一の種類である第一切れ刃41および第二切れ刃42,142を有する。これにより、すくい面が刃部の中心軸L3方向の一方を向く切れ刃のみを有するような一般的な歯切り工具と比較して、工具寿命を実質的に2倍にすることができる。また、刃部40が円筒形状の場合には、一つの突条部の一端側に第一切れ刃41を形成し、且つ突条部の他端側に第二切れ刃42を形成するように、同一工程で第一切れ刃41と第二切れ刃42とを製造できる。よって、歯切り工具20の製造コストを低減できる。

0050

実施形態の変形態様において、第一切れ刃41および第二切れ刃142は、互いに異なる種類である。
このような構成によると、歯切り工具20は、互いに異なる種類である第一切れ刃41および第二切れ刃142を有する。これにより、例えば歯車加工に必要な異なる加工工程に対応した種類の切れ刃を一つの歯切り工具20に形成することができ、歯切り工具20を種々の用途に対応させることができる。

0051

実施形態および変形態様において、刃部40,140は、軸部材30に対して着脱可能に設けられ、且つ軸部材30に対して刃部40,140の中心軸L3方向を入れ換え可能に形成される。
このような構成によると、第一切れ刃41および第二切れ刃42,142のそれぞれがともに押し加工または引き加工に用いられるように歯切り工具20を構成できる。よって、刃部40,140の両端部の切れ刃を使用することができ、歯切り工具20全体として長寿命化を図ることができる。

0052

実施形態および変形態様において、軸部材30は、円筒外面31aを有する。刃部40,140の内周には、軸部材30の円筒外面31aに嵌め合わせられる円筒内面43aが形成される。
このような構成によると、刃部40,140は、軸部材30と嵌め合いによって芯出しされる。これにより、別部材からなる軸部材30と刃部40,140を容易に同軸に配置でき、回転動作の安定化を図ることができる。

0053

実施形態および変形態様において、歯切り工具20は、軸部材30の中心軸L2方向の端部に締結されるボルト50をさらに備える。刃部40,140の内周には、ボルト50が軸部材30に締結された場合に、軸部材30とボルト50の頭部51とにより軸部材30の中心軸L2方向に挟まれた状態とされる固定部43が形成される。
このような構成によると、歯切り工具20は、ボルト締結によって軸部材30に刃部40,140が固定される。これにより、軸部材30に対して刃部40,140を確実に固定できるとともに、固定作業簡易化できる。よって、軸部材30に対する刃部40,140の交換作業や刃部40,140の軸方向を入れ換え作業(交換工程(S15))の作業効率を向上できる。

0054

実施形態および変形態様において、刃部40,140は、軸部材30に対して周方向に係止し、軸部材30に対して回り止めされる。
このような構成によると、歯車加工において歯車Wとの接触によって刃部40,140が回転方向とは反対方向の負荷を受けた場合に、軸部材30に対して刃部40,140が相対回転することを確実に防止できる。これにより、歯車加工における歯切り工具20の動作を安定化できる。

0055

実施形態および変形態様において、歯車加工方法は、歯切り工具20を用いた歯車Wの加工方法である。歯切り工具20は、歯切り工具20の中心軸L2周りに回転される軸部材30と、軸部材30に同軸に設けられる刃部40,140と、を備える。刃部40,140は、すくい面41aが刃部40,140の中心軸L3方向の一方側を向く第一切れ刃41と、すくい面42a,142aが刃部40,140の中心軸L3方向の他方側を向く第二切れ刃42,142とを有する。
歯車加工方法は、歯切り工具20を歯切り工具20の中心軸L2周りに回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第一切れ刃41により歯車Wを加工する第一工程(S12,S22)と、歯切り工具20を歯切り工具20の中心軸L2周りに回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第二切れ刃42,142のうち他方により歯車Wを加工する第二工程(S17,S23)と、を備える。
このような構成によると、歯車加工において、同一の歯切り工具20を用いながら、異なる第一工程(S12,S22)と第二工程(S17,S23)とを実行することが可能となる。このとき、第一工程(S12,S22)および第二工程(S17,S23)にて用いられる切れ刃は互いに異なるため、歯切り工具20の長寿命化を図ることができる。

0056

<その他>
実施形態において、歯車加工装置10は、5軸マシニングセンタを例示して説明した。これに対して、歯車加工装置10は、歯切り工具20を中心軸L2周りに回転させながら、歯切り工具20を歯車Wの中心軸L1方向に相対移動させる加工動作を実行可能であれば、例えばギヤシェーパーなどであってもよい。このとき、例えば歯切り工具20は、ピニオンカッタであり、ギヤシェーパー加工に用いられる。

0057

また、実施形態において、歯切り工具20における軸部材30と刃部40は、別部材であるものとした。これに対して、歯切り工具20は、軸部材30の周面に刃部40が直接形成されるようにしてもよい。このような構成によると、実施形態にて例示したような第一切れ刃41と第二切れ刃42の入れ換えが不能であるが、押し加工や引き加工の加工動作により歯車加工が可能である。

0058

10:歯車加工装置、 20:歯切り工具、 30:軸部材、 31:取付部、 31a:円筒外面、 31b:キー溝、 32:大径部、 40,140:刃部、 41:第一切れ刃、 41a:すくい面、 42,142:第二切れ刃、 42a,142a:すくい面、 43:固定部、 43a:円筒内面、 43b:凸部、 50:ボルト、 51:(ボルトの)頭部、 L1:(歯車の)中心軸、 L2:(歯切り工具、軸部材の)中心軸、 L3:(刃部の)中心軸、 W:歯車

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