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JP2016047570A - Dry hobbing machining device - Google Patents

Dry hobbing machining device Download PDF

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JP2016047570A
JP2016047570A JP2014173154A JP2014173154A JP2016047570A JP 2016047570 A JP2016047570 A JP 2016047570A JP 2014173154 A JP2014173154 A JP 2014173154A JP 2014173154 A JP2014173154 A JP 2014173154A JP 2016047570 A JP2016047570 A JP 2016047570A
Authority
JP
Japan
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hob
gear
vibration
dry
hobbing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014173154A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
周 軽部
Shu Karube
周 軽部
益男 川島
Masuo Kawashima
益男 川島
圭悟 福永
Keigo Fukunaga
圭悟 福永
俊二 井上
Shunji Inoue
俊二 井上
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.)
KAWASHIMA TEKKOSHO KK
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Original Assignee
KAWASHIMA TEKKOSHO KK
Institute of National Colleges of Technologies Japan
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Filing date
Publication date
Application filed by KAWASHIMA TEKKOSHO KK, Institute of National Colleges of Technologies Japan filed Critical KAWASHIMA TEKKOSHO KK
Priority to JP2014173154A priority Critical patent/JP2016047570A/en
Publication of JP2016047570A publication Critical patent/JP2016047570A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dry hobbing machining device capable of reducing jamming of chips onto a machining surface of gear wheel material, reducing cutting temperature, enhancing machining accuracy, realizing extension of a tool service life, and removing a cutter mark generated on a gear surface of a gear wheel.SOLUTION: Since dry hobbing machining is carried out on a peripheral part of gear wheel material while making a hob finely vibrate in axis direction, friction force generated between a blade surface of hob blades and chips is reduced. Thereby, jamming of chips onto a groove surface of the gear wheel material is reduced, cutting temperature is reduced, machining accuracy is enhanced, and extension of a tool service life is realized. Furthermore, by actuation of micro vibration means, the hob is finely vibrated in a direction orthogonal to a cutting direction of gear wheel material with hob blades, thus finishing effect in grinding is enhanced, the gear surface of the gear wheel is flattened and a cutter mark generated on the gear surface may be removed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、ドライホブ加工装置、詳しくはホブを軸線方向に微小振動させながら、この軸線回りに回転するホブを歯車材料の外周面に押し当ててホブ加工を行う切削油を使用しないドライホブ加工装置に関する。   The present invention relates to a dry hobbing apparatus, and more particularly, to a dry hobbing apparatus that does not use cutting oil that presses a hob that rotates around the axis line against an outer peripheral surface of a gear material while finely vibrating the hob in the axial direction. .

近年、環境負荷および作業者の身体的負担を軽減し、かつ高精度の歯車を低コストで製造するため、切削油を使用しないドライホブ加工が知られている。このドライホブ加工の一種として、従来、RGC(Round bar Gear Cutting)加工が開発されている(非特許文献1)。RGC加工とは、歯車材料(ブランク)を高周波熱処理による焼き入れで高硬度化し、その後、超高硬度のホブ(以下、超硬ホブ)を用いて、切削油を使用せずに歯車材料を高精度に歯切り加工することで、生産性を高め、加工費の削減および歯車加工時の切り上げ長さを短くするものである。   In recent years, dry hobbing that does not use cutting oil is known in order to reduce the environmental burden and the physical burden on the worker and to manufacture a high-precision gear at low cost. Conventionally, RGC (Round bar Gear Cutting) processing has been developed as one type of dry hobbing processing (Non-patent Document 1). RGC processing means that gear material (blank) is hardened by quenching by high-frequency heat treatment, and then the gear material is made high without using cutting oil by using an ultra-high hardness hob (hereinafter, carbide hob). By cutting gears with high accuracy, productivity is improved, machining costs are reduced, and the length of gears to be rounded is shortened.

RGC加工では、このように歯車材料が超高硬度品であるため、その工具として超硬ホブが採用されている。しかしながら、超硬ホブのホブ刃は硬くて脆い。そのため、ドライホブ加工の断続切削によって生じる振動により、刃先にチッピング(刃欠け現象)が発生していた。また、RGC加工では超硬ホブの切削速度が高いことから、ホブ刃に熱亀裂が生じやすく、かつ切削熱によるホブ軸、歯車材料の温度上昇が大きかった。
そこで、このチッピングを抑制する従前の技術として、例えば特許文献1の「超硬ホブ盤」に開示されたものが知られている。これは、ホブ軸にダンパ装置を装着することでホブ軸の動的な振動特性を改善し、さらにホブ盤のテーブル軸に遊隙除去装置を装着することによって、テーブル軸側の振動低減を図るものである。これらにより、ドライホブ加工時の断続切削によって発生する振動が抑えられ、ホブ刃のチッピングを防止することができる。
In RGC processing, since the gear material is a super-hard product, a carbide hob is used as the tool. However, the hob blade of the carbide hob is hard and brittle. Therefore, chipping (blade chipping phenomenon) has occurred at the cutting edge due to vibration generated by intermittent cutting in dry hobbing. In addition, since the cutting speed of the carbide hob is high in RGC processing, the hob blade is likely to be thermally cracked, and the temperature rise of the hob shaft and gear material due to the cutting heat is large.
Therefore, as a conventional technique for suppressing this chipping, for example, a technique disclosed in “Carbide Hobbing Machine” of Patent Document 1 is known. This improves dynamic vibration characteristics of the hob shaft by mounting a damper device on the hob shaft, and further reduces vibration on the table shaft side by mounting a clearance removing device on the table shaft of the hobbing machine. Is. As a result, vibrations generated by intermittent cutting during dry hobbing are suppressed, and chipping of the hob blade can be prevented.

また、ドライホブ加工時の発熱対策として、特許文献1にはホブ軸内に冷却空気を通し、かつ歯車材料に冷却空気を吹き付けて、切削熱を下げ、ホブ軸や超硬ホブなどの温度上昇を抑制する技術が記載されている。これにより、超硬ホブの熱亀裂の発生が抑えられ、工具寿命の延長を図ることができる。さらには、機械の熱変形を抑えて安定した加工精度が得られる。   As a countermeasure against heat generation during dry hobbing, Patent Document 1 discloses that cooling air is passed through the hob shaft and cooling air is blown onto the gear material to reduce the cutting heat and increase the temperature of the hob shaft and carbide hob. Techniques for suppression are described. Thereby, generation | occurrence | production of the thermal crack of a cemented carbide hob can be suppressed, and the tool life can be extended. Furthermore, stable machining accuracy can be obtained by suppressing thermal deformation of the machine.

福永圭悟・井上俊二・米倉正隆・櫻木功、高硬度歯車材の直切りドライホブ加工、RGC加工、大分工業高等専門学校紀要、第42号(平成17年11月)、P1〜P6Shingo Fukunaga, Shunji Inoue, Masataka Yonekura, Isao Kashiwagi, straight-cut dry hob machining of high-hardness gear materials, RGC machining, Bulletin of Oita National College of Technology, No. 42 (November 2005), P1-P6 特開平8−229738号公報JP-A-8-229738

特許文献1の「超硬ホブ盤」は、このようにホブ軸にダンパ装置を装着し、かつテーブル軸に遊隙除去装置を装着することで、ドライホブ加工の断続切削により生じる振動を抑制し、刃先のチッピングを防止している。
しかしながら、特許文献1に開示されたドライホブ加工は、切削油を使用しない歯切り加工であったため、ホブ刃の刃面には多量の切粉が付着し、ホブ刃の刃面と切粉との間に生じる摩擦力が増大していた。そのため、歯車材料の加工面(溝面、歯面)への切粉の噛み込み量が多くなるとともに、切削温度が上昇していた。その結果、歯車の加工精度が低下し、かつ工具寿命が短くなっていた。また、このドライホブ加工が、多数のホブ刃による歯車材料の外周部の断続的な切削であることから、歯車材料の加工面には、カッターマークと呼ばれる周期的な切削痕が発生していた。このカッターマークは、加工誤差を原因とした痕で、歯車に発生する摩耗、異常音の原因となる。
The “carbide hobbing machine” of Patent Literature 1 suppresses vibrations caused by intermittent cutting in dry hobbing by mounting the damper device on the hob shaft and mounting the play removing device on the table shaft in this way, Prevents chipping of the blade edge.
However, since the dry hobbing disclosed in Patent Document 1 is a gear cutting process that does not use cutting oil, a large amount of chips adhere to the blade surface of the hob blade, and the blade surface of the hob blade and the chip are not separated. The friction force generated between them increased. Therefore, the amount of chips biting into the processed surface (groove surface, tooth surface) of the gear material is increased, and the cutting temperature is increased. As a result, the processing accuracy of the gear is lowered and the tool life is shortened. Further, since this dry hobbing is intermittent cutting of the outer peripheral portion of the gear material by a large number of hob blades, periodic cutting marks called cutter marks are generated on the processed surface of the gear material. This cutter mark is a trace caused by a processing error, and causes wear and abnormal noise generated in the gear.

また、特許文献1の「超硬ホブ盤」には、上述したようにホブ軸内に冷却空気を流通させ、切削熱を低下させる技術が開示されている。しかしながら、超硬ホブ盤には、軸線に沿った流路付きのホブ軸と、この流路に冷却空気を流す冷却装置とが必要となり、装置コストが高騰していた。
さらに、特許文献1には、上述したように歯車材料に冷却空気を吹き付けて切削熱を低下させる技術も開示されている。しかしながら、冷却空気を吹き付けるだけでは歯車材料の十分な温度低下が期待できず、ホブ軸や超硬ホブなどの温度上昇を抑制できなかった。しかも、ドライホブ加工時、歯車材料の外周面には研削による溝が現出し、この溝には多量の切粉が停滞している。そこで、冷却空気の吹き付けを利用し、溝内の切粉を吹き飛ばそうとしても、切粉の溝面への付着力が大きいため、十分な除去効果は得られなかった。
In addition, as described above, “Carbide hobbing machine” of Patent Document 1 discloses a technique for circulating cooling air in a hob shaft to reduce cutting heat. However, the carbide hobbing machine requires a hob shaft with a flow path along the axis and a cooling device for flowing cooling air through the flow path, and the cost of the apparatus has increased.
Further, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the cutting heat by blowing cooling air to the gear material as described above. However, a sufficient temperature drop of the gear material cannot be expected only by blowing the cooling air, and the temperature rise of the hob shaft and the carbide hob cannot be suppressed. Moreover, during dry hobbing, a groove formed by grinding appears on the outer peripheral surface of the gear material, and a large amount of chips stagnate in this groove. Then, even if it tried to blow off the chip in a groove | channel using blowing of cooling air, since the adhesive force to the groove surface of a chip | tip was large, sufficient removal effect was not acquired.

そこで、発明者は鋭意研究の結果、ドライホブ加工を行う際に、回転中のホブを微小振動手段によって軸線方向に微小振動させることに想到した。このようにすれば、ホブ刃の刃面と切粉との間に生じる摩擦力が低減し、その結果、歯車材料の加工面(溝面、歯面)への切粉の噛み込みの減少および切削温度の低下が図れ、これにより、歯車の加工精度が高まりかつ工具寿命の延長が可能となる。また、このホブの微小振動により切削加工の仕上げ効果が高まって、歯車の歯面のカッターマークの平滑化も実現できることを知見し、この発明を完成させた。   As a result of intensive studies, the inventor has come up with the idea that the rotating hob is microvibrated in the axial direction by the microvibration means when performing dry hobbing. In this way, the frictional force generated between the blade surface of the hob blade and the chip is reduced, and as a result, the reduction of the bite of the chip into the processed surface (groove surface, tooth surface) of the gear material and The cutting temperature can be reduced, thereby increasing the machining accuracy of the gear and extending the tool life. In addition, the inventors have found that the effect of finishing by cutting can be enhanced by the minute vibration of the hob, and that the smoothing of the cutter marks on the tooth surfaces of the gear can be realized, and the present invention has been completed.

すなわち、この発明は、歯車材料の加工面への切粉の噛み込みを減少でき、かつ切削温度が低下することによって、加工精度が高まるとともに工具寿命の延長が図れ、さらには歯車の歯面に発生するカッターマークを除去できるドライホブ加工装置を提供することを目的としている。   In other words, the present invention can reduce the biting of chips into the machined surface of the gear material and reduce the cutting temperature, thereby increasing the machining accuracy and extending the tool life. It aims at providing the dry hobbing apparatus which can remove the cutter mark which generate | occur | produces.

請求項1に記載の発明は、ホブ軸を中心にして回転するホブを歯車材料の外周面に押し当てることにより、該歯車材料の外周面に歯車の歯切りを行うドライホブ加工装置において、微小振動手段により前記ホブをその軸線方向に微小振動させるドライホブ加工装置である。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a dry hob machining apparatus that performs gear cutting on the outer peripheral surface of the gear material by pressing a hob that rotates about the hob shaft to the outer peripheral surface of the gear material. A dry hobbing device that vibrates the hob in the axial direction by means.

請求項1に記載の発明によれば、ホブを軸線方向へ向かって微小振動させながら歯車材料の外周部にドライホブ(ドライ歯切り)加工を行うため、微小振動による断続加工の効果により、ホブ刃の刃面と切粉との間に生じる摩擦力が低減する。これにより、歯車材料のドライホブ加工された溝面への切粉の噛み込みが減少し、かつ切削温度が低下して加工精度が高まるとともに、工具寿命の延長が図れる。なお、「切粉のかみ込み」は、ホブ刃のすくい面に溶着した切粉が回転して再び歯車材料を切削する際に、この切粉が歯車材料の溝面に巻き込まれることで発生する。
また、微小振動手段の作動により、ホブ刃による歯車材料の切削方向と直交方向にホブが微小振動するため、研削加工に近い仕上げ効果が得られ、歯車の歯面を平滑化してこの歯面に生じるカッターマークを除去することができる。
According to the first aspect of the present invention, the dry hob (dry gear cutting) processing is performed on the outer peripheral portion of the gear material while causing the hob to vibrate slightly in the axial direction. The frictional force generated between the blade surface and the chips is reduced. Thereby, the biting of chips into the groove surface of the gear material subjected to dry hobbing is reduced, the cutting temperature is lowered to increase the machining accuracy, and the tool life can be extended. In addition, "chip of chips" occurs when the chips welded to the rake face of the hob blade rotate and cut the gear material again, and the chips are caught in the groove surface of the gear material. .
Also, since the hob vibrates minutely in the direction orthogonal to the cutting direction of the gear material by the hob blade by the operation of the minute vibration means, a finishing effect close to grinding is obtained, and the tooth surface of the gear is smoothed to this tooth surface. The resulting cutter mark can be removed.

ここでいうドライホブ加工装置とは、研削油を使用せず、回転中のホブを歯車材料の外周面に押し当てて歯車の歯切りを行うものである。
ホブは、本体となる円筒体の胴部の外周面に、一定ピッチで多数のホブ刃が突設された歯切り専用の工具である。
ホブの種類としては、加工後の歯車の種類(例えば、平歯車、はすば歯車、傘歯車など)に応じて、例えば標準ホブ、トッピングホブ、ウォームホブなどを採用することができる。また、特殊ホブとして、スプロケット用ホブ、スプライン用ホブ、セレーション用ホブ、タイミングプーリ用ホブでもよい。さらには、材質による区分では、一般的なハイスホブを採用してもよいが、RGC加工に用いられる超硬ホブの方が、本発明の特有の効果が顕著となる。
The dry hob processing device here is a device for cutting gears by pressing a rotating hob against the outer peripheral surface of a gear material without using grinding oil.
A hob is a tool dedicated to gear cutting in which a large number of hob blades are projected at a constant pitch on the outer peripheral surface of a cylindrical body serving as a main body.
As the type of hob, for example, a standard hob, a topping hob, a worm hob, or the like can be employed according to the type of gear after processing (for example, a spur gear, a helical gear, a bevel gear, or the like). The special hob may be a sprocket hob, a spline hob, a serration hob, or a timing pulley hob. Furthermore, a general high-speed hob may be adopted for classification according to the material, but the carbide hob used for RGC processing has a remarkable effect of the present invention.

「ホブをその軸線方向に微小振動させる」とは、回転する(ドライ)ホブに対し、その回転中心となる回転軸の軸線方向に微細な振動を付与することをいう。
ここでいう微小振動とは、例えば周波数が500Hz〜20kHzで、振幅が1μm〜20μmとなる超音波領域を含む振動をいう。
ホブの微小振動の周波数が500Hz未満では、ホブ盤本体部品が振動により共振するという不都合が生じる。また、微小振動の周波数が20kHzを超えれば、微小振動の振幅が小さくなりホブを押すことが難しくなる。この微小振動の好ましい周波数は、700Hz〜1kHzである。この範囲であれば、ホブ盤本体に殆ど影響を与えず、安定した微小振動を供給することができる。
ホブの微小振動の振幅が1μm未満では、ホブ刃が工作物から離脱する振動切削の効果が得られなくなる。また、微小振動の振幅が20μmを超えれば、加工面の凹凸が大きくなり、面粗度が悪化する。この微小振動の好ましい振幅は、2μm〜5μmである。この範囲であれば、振動切削の効果により切削温度を低減させつつ、面粗度を悪化させることもない。
微小振動手段としては、例えば、振動ホーンを含む各種の振動発生機を採用することができる。
微小振動手段とホブとの間には、高剛性体からなる振動伝達部材(スピンドルなど)が介在してもよい。
“To make the hob vibrate slightly in the axial direction” means to give a fine vibration to the rotating (dry) hob in the axial direction of the rotation axis serving as the center of rotation.
The minute vibration here refers to vibration including an ultrasonic region having a frequency of 500 Hz to 20 kHz and an amplitude of 1 μm to 20 μm, for example.
If the frequency of the micro vibration of the hob is less than 500 Hz, there arises a disadvantage that the hob machine main body part resonates due to vibration. If the frequency of the minute vibration exceeds 20 kHz, the amplitude of the minute vibration becomes small and it becomes difficult to push the hob. A preferable frequency of this minute vibration is 700 Hz to 1 kHz. Within this range, a stable minute vibration can be supplied with little effect on the hobbing machine body.
If the amplitude of the micro vibration of the hob is less than 1 μm, the effect of vibration cutting in which the hob blade is detached from the workpiece cannot be obtained. On the other hand, if the amplitude of the minute vibration exceeds 20 μm, the unevenness of the processed surface increases and the surface roughness deteriorates. A preferable amplitude of the minute vibration is 2 μm to 5 μm. If it is this range, surface roughness will not be deteriorated, reducing cutting temperature by the effect of vibration cutting.
As the minute vibration means, for example, various types of vibration generators including a vibration horn can be employed.
A vibration transmitting member (such as a spindle) made of a highly rigid body may be interposed between the minute vibration means and the hob.

請求項2に記載の発明は、前記ホブに加えられた微小振動を安定的に持続させる弾性部材を該ホブに連結した請求項1に記載のドライホブ加工装置である。
「微小振動を安定的に持続させる」とは、ドライホブ加工時において、一定の振動特性(固有振動数、振幅)の振動を継続的にホブに与えることを意味する。
The invention according to claim 2 is the dry hobbing apparatus according to claim 1, wherein an elastic member that stably maintains the minute vibration applied to the hob is connected to the hob.
“Stablely maintains minute vibration” means that vibration having a certain vibration characteristic (natural frequency, amplitude) is continuously applied to the hob during dry hob processing.

請求項2に記載の発明によれば、ホブ加工時、微小振動手段からホブに伝達された微小振動は、弾性部材により微小振動の固有振動数を変えることができる。これにより、最適な周波数・振幅での加工を可能とすることができる。   According to the second aspect of the present invention, the minute vibration transmitted from the minute vibration means to the hob during hobbing can change the natural frequency of the minute vibration by the elastic member. Thereby, it is possible to perform processing at an optimal frequency and amplitude.

弾性部材は振動方向に弾性変形可能に設けられている。弾性部材としては、例えば振動方向に弾性変形する皿ばねを採用することができる。複数枚の皿ばねを1枚または複数枚を重ね合わせることでクッション体が構成される。また、その他の弾性部材として、コイルばね、板ばね、空気ばね、強化ゴムなどを採用してもよい。弾性部材は、振動振幅の伝達によりたわみ振動を発生する。弾性部材のサイズ、形状などを適宜変更することで、固有振動数を変化させることができる。   The elastic member is provided so as to be elastically deformable in the vibration direction. As the elastic member, for example, a disc spring that elastically deforms in the vibration direction can be employed. A cushion body is formed by superposing one or a plurality of disc springs. Moreover, you may employ | adopt a coil spring, a leaf | plate spring, an air spring, a reinforced rubber etc. as another elastic member. The elastic member generates a flexural vibration by transmitting the vibration amplitude. The natural frequency can be changed by appropriately changing the size and shape of the elastic member.

請求項1に記載の発明によれば、ホブを軸線方向へ向かって微小振動させながら歯車材料の外周部にドライホブ(ドライ歯切り)加工を行うため、微小振動による断続加工の効果によりホブ刃の刃面と切粉との間に生じる摩擦力が低減する。これにより、歯車材料のドライホブ加工された溝面への切粉の噛み込みが減少し、切削温度が低下して加工精度が高まるとともに、工具寿命の延長が図れる。なお、「切粉のかみ込み」は、ホブ刃のすくい面に溶着した切粉が回転して再び歯車材料を切削する際に、これが歯車材料の溝面に巻き込まれることで発生する。   According to the first aspect of the present invention, dry hobbing (dry gear cutting) processing is performed on the outer peripheral portion of the gear material while minutely vibrating the hob in the axial direction. The frictional force generated between the blade surface and the chips is reduced. As a result, the biting of chips into the groove surface of the gear material that has undergone dry hobbing is reduced, the cutting temperature is lowered, the machining accuracy is increased, and the tool life is extended. Note that “chip of chips” occurs when the chips welded to the rake face of the hob blade rotate and cut the gear material again to be caught in the groove surface of the gear material.

また、微小振動手段の作動により、ホブ刃による歯車材料の切削方向と直交方向にホブが微小振動するため、研削加工における仕上げ効果が高まり、歯車の歯面を平滑化してこの歯面に生じるカッターマークを除去することができる。
これにより、高精度かつ耐摩耗性の高い歯車の製作を行うことができる。その結果、一般的にドライホブ加工後に施される、形削り盤による歯形修正などの後加工が不要となり、高精度の歯車を低コスト、短時間で大量生産することができる。
In addition, since the hob vibrates minutely in the direction orthogonal to the cutting direction of the gear material by the hob blade by the operation of the minute vibration means, the finishing effect in the grinding process is enhanced, and the tooth surface of the gear is smoothed and the cutter generated on this tooth surface The mark can be removed.
Thereby, it is possible to manufacture a gear with high accuracy and high wear resistance. As a result, post-processing such as tooth profile correction by a shaping machine, which is generally performed after dry hobbing, becomes unnecessary, and high-precision gears can be mass-produced at low cost in a short time.

特に、請求項2に記載の発明によれば、ホブ加工時、微小振動手段からホブに伝達された微小振動は、弾性部材により微小振動の固有振動数を変えることができる。これにより、最適な周波数・振幅での加工を可能とすることができる。   In particular, according to the second aspect of the present invention, the minute vibration transmitted from the minute vibration means to the hob during hobbing can change the natural frequency of the minute vibration by the elastic member. Thereby, it is possible to perform processing at an optimal frequency and amplitude.

この発明の実施例1に係るドライホブ加工装置の正面図である。It is a front view of the dry hob processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係るドライホブ加工装置の一部断面図を含む要部拡大側面図である。It is a principal part expanded side view including the partial cross section figure of the dry hob processing apparatus concerning Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係るドライホブ加工装置の使用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 use condition of the dry hob processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. ドライホブ加工中に微小振動の有無を変更したときの歯車の歯面性状を示す要部拡大側面図である。It is a principal part enlarged side view which shows the tooth surface property of a gearwheel when the presence or absence of a micro vibration is changed during dry hobbing. (a)従来装置による微小振動を伴わないドライホブ加工時に排出された切粉の平面図である。(b)この発明の加工装置による微小振動を伴うドライホブ加工時に排出された切粉の平面図である。(A) It is a top view of the chip discharged | emitted at the time of the dry hob process which does not accompany the minute vibration by a conventional apparatus. (B) It is a top view of the chip discharged | emitted at the time of the dry hob process with a minute vibration by the processing apparatus of this invention. (a)従来装置に係る微小振動を伴わないドライホブ加工により得られた歯車の歯面の歯すじ方向の断面曲線を示すグラフである。(b)この発明に係る加工装置による微小振動を伴うドライホブ加工により得られた歯車の歯面の歯すじ方向の断面曲線を示すグラフである。(A) It is a graph which shows the cross-sectional curve of the tooth trace direction of the gear tooth surface of the gear obtained by the dry hobbing which does not accompany the micro vibration which concerns on the conventional apparatus. (B) It is a graph which shows the cross-sectional curve of the tooth-tooth direction of the gear tooth surface of the gear obtained by the dry hobbing with a minute vibration by the processing apparatus which concerns on this invention.

以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、ドライホブ加工装置を平歯車のドライホブ加工に適用した例を示す。   Examples of the present invention will be specifically described below. Here, an example in which the dry hobbing apparatus is applied to dry gear hobbing of a spur gear is shown.

図1において、10はこの発明の実施例1に係るドライホブ加工装置(以下、ホブ加工装置)で、このホブ加工装置10は、切削油の供給を伴わず、ホブ軸(ホブアーバ)11を中心にして回転するホブ12を歯車材料(ブランク)13の外周面に押し当てることで、歯車の歯切りを行うものである。円柱体である歯車材料13は、あらかじめ焼き入れによって高硬度化されている。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a dry hobbing apparatus (hereinafter referred to as a hobbing apparatus) according to Embodiment 1 of the present invention. This hobbing apparatus 10 is centered on a hob shaft (hob arbor) 11 without supplying cutting oil. The gear hobbing is performed by pressing the rotating hob 12 against the outer peripheral surface of the gear material (blank) 13. The gear material 13 that is a cylindrical body is previously hardened by quenching.

図1に示すように、ホブ加工装置10は、装置基台となる平面視して矩形状のベース14を有している。ベース14の一側部には、ホブヘッド縦送り機構15により垂直移動可能なホブサドル16を有したコラム17が立設されている。ホブサドル16には、歯車加工用のホブ12を水平な軸線回りに回転させるホブ回転部19が設けられている。
また、ベース14の他側部には、ホブ回転部19と対向する位置に、材料回転部22が配設されている。材料回転部22は、円柱体である歯車材料13が取り外し可能に固定された垂直なワークアーバ20を有し、このワークアーバ20はサポートアーム21により両端支持されている。材料回転部22のワークアーバ20は、図示していないモータにより駆動するテーブル38により回転する。
ドライホブ加工時には、ホブ12と歯車材料13とがホブ切りの一定の関係を保って、対応するホブ回転部19および材料回転部22により回転しながら、ホブヘッド縦送り機構15によりホブサドル16と一体的にホブ12を垂直方向へ送ることによって、歯車材料13の外周面に歯車の歯が形成される。
As shown in FIG. 1, the hobbing apparatus 10 has a base 14 that is rectangular in plan view and serves as an apparatus base. A column 17 having a hob saddle 16 that can be vertically moved by a hob head longitudinal feed mechanism 15 is erected on one side of the base 14. The hob saddle 16 is provided with a hob rotating portion 19 that rotates the hob 12 for gear processing around a horizontal axis.
A material rotating part 22 is disposed on the other side of the base 14 at a position facing the hob rotating part 19. The material rotating unit 22 has a vertical work arbor 20 to which a gear material 13 that is a cylindrical body is detachably fixed. The work arbor 20 is supported at both ends by a support arm 21. The work arbor 20 of the material rotating unit 22 is rotated by a table 38 driven by a motor (not shown).
At the time of dry hobbing, the hob 12 and the gear material 13 are maintained integrally with the hob saddle 16 by the hob head vertical feed mechanism 15 while maintaining a certain relationship of hobbing and rotating by the corresponding hob rotating part 19 and material rotating part 22. By feeding the hob 12 in the vertical direction, gear teeth are formed on the outer peripheral surface of the gear material 13.

次に、図2および図3を参照して、ホブ回転部19を具体的に説明する。
図2に示すように、このホブ回転部19は、テーブル前後方向(装置前後方向)に延びて、かつホブサドル16の前部に固定可能なホブ軸先メタル25とホブ軸主メタル24との間に、スピンドル26を介して着脱自在に連結される前記ホブアーバ11と、ホブアーバ11の長さ方向の中間部にキー27およびキー溝28を介して着脱自在に固定されるホブ12と、ホブアーバ11のホブ軸主メタル24側の端部に挿通され、かつこの発明の特徴の1つであってホブ12の微小振動を増幅する3対の皿ばね(弾性部材)29と、スピンドル26の大径な先端部に取り付けられたスラストベアリング30と、ホブアーバ11が内通され、かつ3対の皿ばね29とホブ12との間に配置された第1の円筒スペーサ31と、ホブアーバ11が内挿され、かつホブ12とスラストベアリング30との間に配置された第2の円筒スペーサ32と、ホブ軸先メタル25に形成されたラッパ状のスピンドル装着孔25aに嵌入され、かつ丸棒であるスピンドル26の本体部分が内挿される円錐台状のブッシュ33とを備えている。
Next, the hob rotating unit 19 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
As shown in FIG. 2, the hob rotating portion 19 extends between the hob shaft tip metal 25 and the hob shaft main metal 24 that extend in the table longitudinal direction (device longitudinal direction) and can be fixed to the front portion of the hob saddle 16. The hob arbor 11 detachably connected via the spindle 26, the hob 12 detachably fixed to the intermediate portion in the longitudinal direction of the hob arbor 11 via the key 27 and the key groove 28, and the hob arbor 11 Three pairs of disc springs (elastic members) 29, which are inserted into the end portion of the hob shaft main metal 24 and are one of the features of the present invention and amplify minute vibrations of the hob 12, and a large diameter of the spindle 26. A thrust bearing 30 attached to the tip, the hob arbor 11 is passed through, and the first cylindrical spacer 31 disposed between the three pairs of disc springs 29 and the hob 12 and the hob arbor 11 are inserted. And a second cylindrical spacer 32 disposed between the hob 12 and the thrust bearing 30 and a spindle 26 which is fitted into a trumpet-shaped spindle mounting hole 25a formed in the hob shaft tip metal 25 and is a round bar. And a frustoconical bush 33 into which the main body portion is inserted.

ホブ軸主メタル24には先細りの連結穴24aが形成され、この連結穴24aにはホブアーバ11の先細りの元部11aが着脱自在に嵌入される。ホブアーバ11の元部には、皿ばね29の当て板となるフランジ11bが一体形成されている。
また、ホブアーバ11の先端面には、その中心部に、軸線方向に延びる細首部11cが一体形成されている。
皿ばね29は、加振器34により発生した微小振動を受け、ホブ12の軸方向への振動を安定した状態で持続させる。皿ばね29は、隣接する第1の円筒スペーサ31による振動振幅の伝達によってたわみ振動を発生する。皿ばね29の種類または枚数を変化させれば、固有振動数を変化させることができる。
スピンドル26の大径な先端面の中心部分には、ホブアーバ11の細首部11cが、軸線回りに回転自在に内挿される挿通穴26aが形成されている。
A tapered connecting hole 24a is formed in the hob shaft main metal 24, and a tapered base portion 11a of the hob arbor 11 is detachably fitted into the connecting hole 24a. At the base of the hob arbor 11, a flange 11 b serving as a contact plate for the disc spring 29 is integrally formed.
In addition, a thin neck portion 11c extending in the axial direction is integrally formed at the center of the tip surface of the hob arbor 11.
The disc spring 29 receives the minute vibration generated by the vibrator 34 and maintains the vibration of the hob 12 in the axial direction in a stable state. The disc spring 29 generates a flexural vibration by the transmission of the vibration amplitude by the adjacent first cylindrical spacer 31. If the type or number of the disc springs 29 is changed, the natural frequency can be changed.
An insertion hole 26a is formed in the center portion of the large-diameter tip surface of the spindle 26, and the narrow neck portion 11c of the hob arbor 11 is rotatably inserted around the axis.

また、ホブ軸先メタル25のスピンドル装着孔25aは、先方向(前方向)に向かって徐々に先細りしている。したがって、ブッシュ33は、このスピンドル装着孔25aに嵌入可能な形状となっている。
ホブ軸主メタル24に内挿されたホブヘッド回転軸をモータ(図示しない)を用いて回転すると、ホブアーバ11が回転する。このとき、ホブアーバ11の回転に伴って、キー27で連結されたホブ12、各皿ばね29、第1の円筒スペーサ31、第2の円筒スペーサ32は一体となって連れ回りする。
Further, the spindle mounting hole 25a of the hob shaft tip metal 25 is gradually tapered in the forward direction (forward direction). Therefore, the bush 33 has a shape that can be fitted into the spindle mounting hole 25a.
When the hob head rotating shaft inserted in the hob shaft main metal 24 is rotated using a motor (not shown), the hob arbor 11 rotates. At this time, as the hob arbor 11 rotates, the hob 12, the disc springs 29, the first cylindrical spacer 31, and the second cylindrical spacer 32 connected together by the key 27 are rotated together.

次に、図2を参照して、前記皿ばね29とともにこの発明の実施例1の特徴の1つである、ホブ12を軸線方向に微小振動させる加振器34(微小振動手段)について説明する。
加振器34は、ホブ軸先メタル25より前側の部分に固定され、ホーン35から微小振動を出力する。ホーン35の先端は、焼入鋼製の当たり金36を介して、スピンドル26の先端面に当接している。
Next, with reference to FIG. 2, a description will be given of a vibrator 34 (microvibration means) that microvibrates the hob 12 in the axial direction, which is one of the features of the first embodiment of the present invention together with the disc spring 29. .
The vibration exciter 34 is fixed to a portion in front of the hob shaft tip metal 25 and outputs a minute vibration from the horn 35. The front end of the horn 35 is in contact with the front end surface of the spindle 26 via a hardened steel contact 36.

加振器34は、電わいまたは磁わいなどにより微小振動を発生させる装置である。加振器34には、ホーン35の周波数(例えば1kHz)と振幅(例えば12μm)とをそれぞれ個別に制御するアンプ37が電気的に接続されている。
加振器34を作動させる際には、アンプ37の摘みを操作し、所定の周波数および所定の振幅でホーン35を微小振動させる。これにより、当たり金36、スピンドル26、スラストベアリング30、第2の円筒スペーサ32を順次介して、ホブ12にこの振動が伝搬される。
このように、ホブ加工装置10は、スラストベアリング30よりホブ軸主メタル24側の部分であるホブアーバ11、第1円筒スペーサ31、ホブ12、第2円筒スペーサ32および皿ばね29が回転し、スラストベアリング30より加振器34側の部分である、スピンドル26、当たり金36、ホーン35は回転しない構造となっている。
The vibration exciter 34 is a device that generates minute vibrations by electric or magnetic deformation. An amplifier 37 that individually controls the frequency (for example, 1 kHz) and the amplitude (for example, 12 μm) of the horn 35 is electrically connected to the vibrator 34.
When the vibrator 34 is operated, the knob 37 of the amplifier 37 is operated, and the horn 35 is minutely vibrated at a predetermined frequency and a predetermined amplitude. As a result, this vibration is propagated to the hob 12 through the contact 36, the spindle 26, the thrust bearing 30, and the second cylindrical spacer 32 in this order.
Thus, in the hobbing apparatus 10, the hob arbor 11, the first cylindrical spacer 31, the hob 12, the second cylindrical spacer 32, and the disc spring 29, which are portions on the hob shaft main metal 24 side from the thrust bearing 30, rotate, and the thrust spring 30 rotates. The spindle 26, the contact 36, and the horn 35, which are on the side of the vibrator 34 from the bearing 30, do not rotate.

加振器34により、スピンドル26に周期的な強制外力を与える。スピンドル26の微小変位には、皿ばね29が変形することで確保される。この構造により、スピンドル26は両端自由に近い状態で微小振動する。このときのスピンドル26の振動は、下記の数式1の運動方程式によって定まることが数学的にすでに判明している。   A periodic forced external force is applied to the spindle 26 by the vibrator 34. The small displacement of the spindle 26 is ensured by the deformation of the disc spring 29. With this structure, the spindle 26 vibrates minutely in a state close to both ends. It has already been mathematically found that the vibration of the spindle 26 at this time is determined by the following equation of motion:

ρはスピンドル26の密度、Aはスピンドル26の断面積、Eはスピンドル26の縦弾性係数、xはスピンドル26の軸方向座標、uはスピンドル26の軸方向変位、tは時間である。
境界条件を両端自由とした場合の固有角振動数ωは数式2、また固有振動モードは数式3で与えられる。Lはスピンドル26の長さであり、nは共振の次元である。
ρ is the density of the spindle 26, A is the cross-sectional area of the spindle 26, E is the longitudinal elastic modulus of the spindle 26, x is the axial coordinate of the spindle 26, u is the axial displacement of the spindle 26, and t is time.
The natural angular frequency ω n when the boundary condition is free at both ends is given by Equation 2, and the natural vibration mode is given by Equation 3. L is the length of the spindle 26 and n is the dimension of resonance.

数式2で与えられる固有角振動数ωを、加振器34の振動数f=ω/2πと一致させることで共振が発生し、大振幅の振動が伝達できる。数式2から、共振時のスピンドル26長さLを求めることで、振動伝達効率の良いスピンドル26を設計することができる。スピンドル26の振幅はアンプ37により加振器34を制御することで調整する。 By causing the natural angular frequency ω n given by Equation 2 to coincide with the frequency f = ω / 2π of the vibrator 34, resonance occurs and large amplitude vibration can be transmitted. By obtaining the length L of the spindle 26 at the time of resonance from Equation 2, the spindle 26 with good vibration transmission efficiency can be designed. The amplitude of the spindle 26 is adjusted by controlling the vibrator 34 by the amplifier 37.

次に、図1を参照して材料回転部22を説明する。
材料回転部22は、ベース14に設置されたテーブル38と、テーブル38とサポートアーム21との間に垂直に掛け渡されたワークアーバ20とを有しており、ワークアーバ20はホブ盤のメインモータ(図示しない)により回転する。歯車材料13は、このワークアーバ20に円筒スペーサを介して着脱可能に固定される。
ドライホブ加工時、ワークアーバ20に歯車材料13を固定した後、メインモータによりワークアーバ20を回転させることで、歯車材料13がワークアーバ20と一体となって連れ回りする。
Next, the material rotating unit 22 will be described with reference to FIG.
The material rotating unit 22 includes a table 38 installed on the base 14 and a work arbor 20 vertically stretched between the table 38 and the support arm 21, and the work arbor 20 is the main of the hobbing machine. It is rotated by a motor (not shown). The gear material 13 is detachably fixed to the work arbor 20 via a cylindrical spacer.
At the time of dry hobbing, after the gear material 13 is fixed to the work arbor 20, the work arbor 20 is rotated by the main motor, whereby the gear material 13 is rotated together with the work arbor 20.

次に、図1〜図3を参照して、この発明の実施例1に係るドライホブ加工装置10による平歯車用の歯車材料13のドライホブ加工方法を説明する。
図1〜図3に示すように、ドライホブ加工時には、メインモータを回転駆動し、垂直な軸線を中心にして、歯車材料13が固定されたワークアーバ20を回転させる。この歯車材料13の回転を継続しながら、ホブ回転機構(ホブヘッド)を回転駆動し、ホブアーバ11の水平な軸線を中心にして、ホブアーバ11と一体的にホブ12を、歯車材料13より高速度で回転させる。このようなホブ12と歯車材料13との一定の関係を保ち、ホブヘッド縦送り機構15によりホブサドル16を図3矢印Xに示す垂直方向へ低速度で送ることで、歯車材料13の外周面に歯車の歯が形成される。
Next, with reference to FIGS. 1-3, the dry hobbing method of the gear material 13 for spur gears by the dry hobbing apparatus 10 which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 1 to 3, during dry hobbing, the main motor is driven to rotate, and the work arbor 20 to which the gear material 13 is fixed is rotated about a vertical axis. While continuing the rotation of the gear material 13, the hob rotation mechanism (hob head) is driven to rotate, and the hob 12 is integrated with the hob arbor 11 at a higher speed than the gear material 13 around the horizontal axis of the hob arbor 11. Rotate. Such a constant relationship between the hob 12 and the gear material 13 is maintained, and the hob saddle 16 is fed at a low speed in the vertical direction indicated by the arrow X in FIG. Teeth are formed.

このとき、アンプ37(制御装置)を操作して、加振器34において、電わいまたは磁わいなどによってホーン35を所定の周波数および所定の振幅で微小振動させる。ここで発生した微小振動は、ホーン35の先端から当たり金36を介してスピンドル26に伝達され、その後、スラストベアリング30を介して第2の円筒スペーサ32に伝達される。これにより、第2の円筒スペーサ32と接触するホブ12が軸線回りに回転しながら、軸線方向に向かって、例えば周波数1kHz、振幅30μmで微小振動する。   At this time, the amplifier 37 (control device) is operated to cause the horn 35 to vibrate at a predetermined frequency and a predetermined amplitude in the vibrator 34 by an electric or magnetic screen. The minute vibration generated here is transmitted from the tip of the horn 35 to the spindle 26 via the contact 36 and then transmitted to the second cylindrical spacer 32 via the thrust bearing 30. As a result, the hob 12 in contact with the second cylindrical spacer 32 vibrates slightly in the axial direction, for example, at a frequency of 1 kHz and an amplitude of 30 μm while rotating around the axis.

このように、ホブ12を軸線方向へ向かって微小振動させながら歯車材料13の外周部にドライホブ加工を行うため、ホブ12刃の刃面と切粉との間に生じる摩擦力が低減する。これにより、切削温度が低下し、歯車材料13のドライホブ加工された溝面への切粉の噛み込みが減少し、加工精度が高まるとともに、工具寿命の延長が図れる。
また、加振器34の作動により、歯車材料13の切削方向と直交方向にホブ12が微小振動するため、研削加工における仕上げ効果が高まり、歯車の歯面を平滑化してこの歯面に生じるカッターマークを除去することができる。
In this way, the dry hobbing process is performed on the outer peripheral portion of the gear material 13 while causing the hob 12 to vibrate slightly in the axial direction, so that the frictional force generated between the blade surface of the hob 12 blade and the chips is reduced. Thereby, cutting temperature falls, the biting of the chip into the groove surface of the gear material 13 subjected to dry hobbing decreases, the machining accuracy is improved, and the tool life can be extended.
Further, since the hob 12 slightly vibrates in the direction orthogonal to the cutting direction of the gear material 13 by the operation of the vibrator 34, the finishing effect in the grinding process is enhanced, and the tooth surface of the gear is smoothed and the cutter generated on the tooth surface. The mark can be removed.

これにより、高精度かつ耐摩耗性の高い歯車の製作を行うことができる。その結果、一般的にドライホブ加工後に施される、形削り盤による歯形修正などの後加工が不要となり、高精度の歯車を低コスト、短時間で大量生産することができる。
また、ホブ加工時、加振器34からホブ12に伝達された微小振動は、皿ばね29が共鳴して振動することで増幅される。これにより、ホブ12の安定した振動が持続し、一様な加工面が得られる。
さらに、ホブ12の微小振動の周波数を例えば20kHz、振幅を30μmとしたため、振動による加工面の変化が確認しやすい。
Thereby, it is possible to manufacture a gear with high accuracy and high wear resistance. As a result, post-processing such as tooth profile correction by a shaping machine, which is generally performed after dry hobbing, becomes unnecessary, and high-precision gears can be mass-produced at low cost in a short time.
Further, at the time of hobbing, the minute vibration transmitted from the vibrator 34 to the hob 12 is amplified as the disc spring 29 resonates and vibrates. Thereby, the stable vibration of the hob 12 is maintained, and a uniform machined surface is obtained.
Furthermore, since the frequency of the minute vibration of the hob 12 is set to 20 kHz and the amplitude is set to 30 μm, for example, it is easy to confirm the change of the processed surface due to the vibration.

次に、実施例1のドライホブ加工装置を使用し、実際に平歯車をホブ加工したときの試験結果を説明する。
(試験例1)
硬度HRC20の歯車材料(材質S45C)に対して、ドライ環境下で、実施例1のドライホブ加工装置を使用し、本発明の振動ホブ切り加工を行った。
まず、ホブ(モジュール1.75、歯数12、ねじれ角1.39°)を軸方向に振動させて振動ホブ加工を行い、途中からホブの振動を停止して通常のホブ加工を行った。加工条件は、加振器の振動数20kHz、切削速度40.8m/min、ホブの送り速度0.5mm/rev、切りこみ深さ0.34mm、コンベンショナルカットである。テストインジケータを用いた測定から、回転していないときのホブの軸方向振幅は約30μmであった。
Next, the test results when the spur gear is actually hobbed using the dry hobbing apparatus of Example 1 will be described.
(Test Example 1)
The vibration hobbing of the present invention was performed on the gear material (material S45C) having a hardness of HRC20 using the dry hobbing apparatus of Example 1 in a dry environment.
First, the hobbing (module 1.75, number of teeth 12, torsion angle 1.39 °) was vibrated in the axial direction to perform vibration hobbing, and the hob vibration was stopped halfway to perform normal hobbing. The processing conditions are a vibration frequency of 20 kHz, a cutting speed of 40.8 m / min, a hob feed speed of 0.5 mm / rev, a cutting depth of 0.34 mm, and a conventional cut. From the measurement using the test indicator, the axial amplitude of the hob when not rotating was about 30 μm.

図4は、ホブに振動を与えて加工したとき及び振動を与えずに加工したときの歯車の歯面性状を撮影したものである。図4のうち白くなっている部分は撮影時の光の反射によるものである。ホブが振動している状態(図4右側)と振動していない状態(図4左側)とを比較すると、ホブが振動していない状態では、撮影時に与えられた光による歯車の歯面からの反射が少なく、カッターマークが歯車の歯面に形成されていることが判明した。その一方で、ホブに振動が与えられたときには、撮影時に与えられた光による歯車の歯面からの反射が多く、表面がざらついており、カッターマークが歯車の歯面に形成されていないことが判明した。これらのことから、歯車の歯面の状態が異なっており、ホブ(ホブ刃)の振動が歯面に影響を及ぼすことが明らかとなった。   FIG. 4 is a photograph of the tooth surface properties of the gears when the hob is processed with vibration and when it is processed without vibration. The white portions in FIG. 4 are due to the reflection of light during photographing. Comparing the state in which the hob vibrates (right side of FIG. 4) and the state in which the hob does not vibrate (left side of FIG. 4) It was found that there was little reflection and the cutter mark was formed on the tooth surface of the gear. On the other hand, when vibration is given to the hob, there are many reflections from the gear tooth surface due to the light given at the time of photographing, the surface is rough, and the cutter mark is not formed on the gear tooth surface. found. From these facts, it was clarified that the state of the tooth surface of the gear was different and the vibration of the hob (hob blade) had an effect on the tooth surface.

(試験例2)
高周波焼き入れを行った硬度HRC55の工作物(材質S45C)に対して、ドライ環境下で本発明の振動ホブ切り加工を行った。加工条件は、加振器の振動数、1.034kHz、ホブの振幅2〜5μmであり、その他の条件は試験例1と同様である。
(Test Example 2)
The vibration hobbing process of the present invention was performed in a dry environment on a workpiece (material S45C) having hardness HRC55 subjected to induction hardening. The processing conditions are the vibration frequency of the vibrator, 1.034 kHz, the hob amplitude of 2 to 5 μm, and the other conditions are the same as in Test Example 1.

図5に、ドライホブ加工時に得られた切粉を撮影したものを示す。図5(a)が振動無しの場合、図5(b)が振動有りの場合である。振動有りの場合の切粉は、振動無しの場合に比べて色が白い。通常、黒色の切粉が存在するということは、熱によりその切粉が酸化されたことを意味する。つまり、切粉が白いということは、熱による切粉の酸化が生じにくい、すなわち、切粉には酸化に必要な熱(エネルギー)が与えられていないということである。従って、ホブへの振動の付与により加工温度が低下していると考えられる。これは、軸方向の微小振動によりホブ−歯車材料間の摩擦が減少し、摩擦熱の発生が抑制されたためと考えられる。この結果から、振動により加工温度を低下させることで、切粉の噛み込みによる加工面の悪化防止(加工精度の向上)、ホブ寿命の延長が期待できる。また、歯車材料の加工面には、加工誤差を原因とした周期的な切削痕であるカッターマークも除去することができる。   FIG. 5 shows a photograph of chips obtained during dry hobbing. FIG. 5A shows the case without vibration, and FIG. 5B shows the case with vibration. The chips with vibration are whiter than those without vibration. Usually, the presence of black chips means that the chips were oxidized by heat. That is, the fact that the chips are white means that the chips are not easily oxidized by heat, that is, the chips are not given heat (energy) necessary for oxidation. Therefore, it is considered that the processing temperature is lowered by applying vibration to the hob. This is presumably because the friction between the hob and the gear material is reduced by the minute axial vibration, and the generation of frictional heat is suppressed. From this result, by reducing the processing temperature by vibration, it can be expected that the processing surface is prevented from being deteriorated (enhancement of processing accuracy) due to the biting of chips and the hob life is extended. In addition, cutter marks, which are periodic cutting marks caused by machining errors, can also be removed from the machined surface of the gear material.

図6に、加工した歯面の歯すじ方向の断面曲線を示す。図6(a)が従来の振動無しの場合、図6(b)が本発明の振動有りの場合である。図6(a)の断面曲線には、歯面にカッターマークがあることを示す、1mm毎の周期的な山が確認できる。図6(b)の振動有りの場合、断面曲線は非周期的であり、カッターマークの周期性は確認できない。この結果から、本発明によりカッターマークの除去が期待できる。これを除去することで、歯車の静音化および性能向上が見込まれる。   FIG. 6 shows a cross-sectional curve in the tooth line direction of the processed tooth surface. FIG. 6A shows a case where there is no conventional vibration, and FIG. 6B shows a case where there is vibration according to the present invention. In the cross-sectional curve of FIG. 6 (a), periodic peaks every 1 mm indicating that there is a cutter mark on the tooth surface can be confirmed. When there is vibration in FIG. 6B, the cross-sectional curve is aperiodic, and the periodicity of the cutter mark cannot be confirmed. From this result, removal of the cutter mark can be expected according to the present invention. By removing this, the noise reduction and performance improvement of the gear are expected.

この発明の歯切り加工装置は、切削油を使用せず、この軸線回りに回転するホブを歯車材料の外周面に押し当ててホブ加工を行うドライホブ加工技術として有用である。   The gear cutting apparatus of the present invention is useful as a dry hobbing technique in which hobbing is performed by pressing a hob rotating around this axis against the outer peripheral surface of the gear material without using cutting oil.

10 ドライホブ加工装置、
11 ホブアーバ(ホブ軸)、
12 ホブ、
13 歯車材料、
34 加振器(微小振動手段)、
29 皿ばね。
10 Dry hob processing equipment,
11 Hob Arbor (hob shaft),
12 Hob,
13 Gear material,
34 Exciter (microvibration means),
29 Belleville spring.

Claims (2)

ホブ軸を中心にして回転するホブを歯車材料の外周面に押し当てることにより、該歯車材料の外周面に歯車の歯切りを行うドライホブ加工装置において、
微小振動手段により前記ホブをその軸線方向に微小振動させるドライホブ加工装置。
In a dry hob machining apparatus that performs gear cutting on the outer peripheral surface of the gear material by pressing a hob that rotates about the hob axis against the outer peripheral surface of the gear material,
A dry hob machining apparatus that microvibrates the hob in the axial direction by means of microvibration means.
前記ホブに加えられた微小振動を安定的に持続させる弾性部材を該ホブに連結した請求項1に記載のドライホブ加工装置。   The dry hob processing apparatus according to claim 1, wherein an elastic member that stably maintains minute vibration applied to the hob is connected to the hob.
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