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JP7411492B2 - Gear grinding equipment and gear grinding tools - Google Patents

Gear grinding equipment and gear grinding tools Download PDF

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JP7411492B2
JP7411492B2 JP2020075355A JP2020075355A JP7411492B2 JP 7411492 B2 JP7411492 B2 JP 7411492B2 JP 2020075355 A JP2020075355 A JP 2020075355A JP 2020075355 A JP2020075355 A JP 2020075355A JP 7411492 B2 JP7411492 B2 JP 7411492B2
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ultrasonic
booster
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裕生 中尾
真尭 佐藤
隼太郎 佐藤
雅彦 神
満 小玉
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Okamoto Machine Tool Works Ltd
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

本発明は、歯車を創成加工する歯車研削装置及び歯車研削工具に関し、特に、超音波振動を利用して歯面を高精度に加工することができる歯車研削装置及び歯車研削工具に関する。 The present invention relates to a gear grinding device and a gear grinding tool that perform generation processing on gears, and particularly to a gear grinding device and a gear grinding tool that can process tooth surfaces with high precision using ultrasonic vibration.

従来、超音波発生装置を備えた歯車研削装置が知られている。この種の歯車研削装置では、超音波発生装置から発振した超音波振動を歯車研削工具に伝達し、超音波振動する歯車研削工具で歯車の歯面を研削する。 Conventionally, gear grinding devices equipped with ultrasonic generators are known. In this type of gear grinding device, ultrasonic vibrations generated from an ultrasonic generator are transmitted to a gear grinding tool, and the tooth surface of the gear is ground with the gear grinding tool that vibrates ultrasonically.

例えば、特許文献1には、切削工具軸に超音波振動を付加する超音波発生装置を有するクレードル式傘歯車創成装置が開示されている。同文献に開示されたクレードル式傘歯車創成装置は、ワーク軸をクレードル軸に対して傾け、ワーク軸に固定された台形円錐状のワークを揺動させながら、回転する切削工具に超音波振動を付加し、その切削工具でワークの外周面に歯形を創成する。 For example, Patent Document 1 discloses a cradle-type bevel gear generating device that includes an ultrasonic generator that applies ultrasonic vibration to a cutting tool shaft. The cradle-type bevel gear generating device disclosed in the same document tilts the work shaft with respect to the cradle shaft and applies ultrasonic vibration to the rotating cutting tool while swinging the trapezoidal conical workpiece fixed to the work shaft. The cutting tool is then used to create a tooth profile on the outer circumferential surface of the workpiece.

また例えば、特許文献2には、切削工程により歯切り加工された後の歯車に対して、ワークと噛み合う形状の工具歯車を噛み合わせながら、工具歯車に超音波振動を付加して歯面を研削する歯車研削装置が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses that while a tool gear shaped to mesh with a workpiece is engaged with a gear after gear cutting in a cutting process, ultrasonic vibration is applied to the tool gear to grind the tooth surface. A gear grinding device is disclosed.

特開2011-31317号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-31317 特開2002-144150号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-144150

近年、精密な動作をする各種ロボットや電子機器、その他精密機械等において歯車の利用が増加しており、静音で振動が少なく、高効率に動力を伝達することができる様々な大きさの高精度な歯車が要求されている。そのため、歯車の製造においては、効率良く歯面を高精度に仕上げることができる高度な加工技術が求められている。 In recent years, the use of gears has been increasing in various robots, electronic devices, and other precision machines that perform precise movements, and gears are used in various sizes of high-precision gears that are quiet, have little vibration, and can transmit power with high efficiency. gears are required. Therefore, in manufacturing gears, there is a need for advanced processing technology that can efficiently finish tooth surfaces with high precision.

しかしながら、上記した従来技術の歯車研削装置では、研削によって歯面に形成される研削筋を更に小さくして、歯面を更に高精度化し、且つ高精度な歯車を高効率に加工することは容易ではないという問題点があった。 However, with the conventional gear grinding device described above, it is easy to further reduce the grinding streaks formed on the tooth surface by grinding, to further improve the precision of the tooth surface, and to process high-precision gears with high efficiency. The problem was that it wasn't.

具体的には、歯面に接触して歯面を加工する研削工具の刃先について、超音波振動を研削に好適な状態にする必要がある。超音波発生装置から研削工具に超音波振動を付加しても、歯面を研削する研削工具の刃先が研削加工に適した超音波振動をしていなければ、高精度な歯面に仕上げることはできない。 Specifically, it is necessary to bring the ultrasonic vibration into a state suitable for grinding at the cutting edge of a grinding tool that comes into contact with a tooth surface to process the tooth surface. Even if ultrasonic vibration is applied to the grinding tool from an ultrasonic generator, if the cutting edge of the grinding tool that grinds the tooth surface does not vibrate with ultrasonic waves suitable for grinding, it will not be possible to finish the tooth surface with high precision. Can not.

また例えば、特許文献2に開示された従来技術は、歯切りされたワークをそのワークに噛み合う工具歯車でホーニング加工するものであり、超音波振動を利用して歯車の研削加工を高能率に実行できるものではない。 For example, the conventional technology disclosed in Patent Document 2 hones a gear-cut workpiece using a tool gear that meshes with the workpiece, and grinds the gear using ultrasonic vibrations with high efficiency. It's not possible.

また、歯面加工の更なる高精度化に対応するために、歯車研削装置の高機能化や加工工程の複雑化により歯車の生産性が低下し、生産コストの削減が困難になるという問題点もある。 In addition, gear grinding equipment has become more sophisticated and the machining process has become more complex in order to meet the demands for even higher accuracy in tooth surface machining, resulting in lower gear productivity and the difficulty of reducing production costs. There is also.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高精度な歯車を効率良く創成することができる生産性に優れた歯車研削装置及び歯車研削工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a gear grinding device and a gear grinding tool with excellent productivity that can efficiently create high-precision gears. There is a particular thing.

本発明の歯車研削装置は、ワークを回転自在に支持するワーク軸と、回転しながら刃先が歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削加工する研削工具と、超音波発振器からの出力により前記研削工具の回転軸方向に超音波振動を発生させる超音波振動子と、前記超音波振動子と前記研削工具とを接続して前記超音波振動を増幅するブースタと、を有し、前記刃先は、前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の歯車研削装置は、ワークを回転自在に支持するワーク軸と、回転しながら刃先が歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削加工する研削工具と、超音波発振器からの出力により前記研削工具の回転軸方向に超音波振動を発生させる超音波振動子と、前記超音波振動子と前記研削工具とを接続して前記超音波振動を増幅するブースタと、を有し、前記刃先は、前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が大きい大径部が形成されており、前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面が前記超音波振動を増幅する第2のブースタに固定されており、前記台金の回転中心部には、歯車研削加工中の空洞が形成されており、前記刃先は、前記大径部の外周に、ねじ状に形成されており、前記ワークは、平行軸歯車に創成されることを特徴とする。
The gear grinding device of the present invention includes a work shaft that rotatably supports a work, a grinding tool whose cutting edge moves in the tooth trace direction while rotating to grind a tooth surface on the work, and an output from an ultrasonic oscillator. an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations in the rotational axis direction of the grinding tool; and a booster that connects the ultrasonic vibrator and the grinding tool to amplify the ultrasonic vibrations; The cutting edge vibrates ultrasonically in the tooth profile direction with respect to the tooth surface , and the base metal of the grinding tool is formed with a small diameter portion having a smaller diameter than both ends at the center in the direction of the rotation axis. Features.
The gear grinding device of the present invention also includes a work shaft that rotatably supports a work, a grinding tool whose cutting edge moves in the tooth trace direction while rotating to grind a tooth surface on the work, and an ultrasonic oscillator. an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations in the rotational axis direction of the grinding tool by an output of the grinding tool; and a booster that connects the ultrasonic vibrator and the grinding tool to amplify the ultrasonic vibrations. , the cutting edge ultrasonically vibrates in the tooth profile direction with respect to the tooth surface, and the base metal of the grinding tool is formed with a large diameter part having a larger diameter than both ends at the center in the direction of the rotation axis. The base metal has one end surface in the direction of the rotation axis fixed to the booster, the other end surface fixed to a second booster that amplifies the ultrasonic vibration, and the rotation center of the base metal is characterized in that a cavity is formed during gear grinding, the cutting edge is formed in a thread shape on the outer periphery of the large diameter portion, and the workpiece is created as a parallel shaft gear. do.

また、本発明の歯車研削工具は、超音波振動子を有する歯車研削装置に用いられる歯車研削工具であって、前記超音波振動子に接続されたブースタに一方の端面が固定されて回転する台金と、前記台金に設けられてワークの被加工面を歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削する刃先と、を有し、前記刃先は、前記超音波振動子から発振され前記ブースタで増幅された超音波振動によって前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、前記台金には、回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の歯車研削工具は、超音波振動子を有する歯車研削装置に用いられる歯車研削工具であって、前記超音波振動子に接続されたブースタに一方の端面が固定されて回転する台金と、前記台金に設けられてワークの被加工面を歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削する刃先と、を有し、前記刃先は、前記超音波振動子から発振され前記ブースタで増幅された超音波振動によって前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、前記台金には、回転軸方向の中央に、両端側よりも径が大きい大径部が形成されており、前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面が前記超音波振動を増幅する第2のブースタに固定され、前記台金の回転中心部には、歯車研削加工中の空洞が形成されており、前記刃先は、前記大径部の外周に、ねじ状に形成されており、前記ワークは、平行軸歯車に創成されることを特徴とする。
Further, the gear grinding tool of the present invention is a gear grinding tool used in a gear grinding device having an ultrasonic vibrator, and is a rotating table having one end face fixed to a booster connected to the ultrasonic vibrator. and a cutting edge that is provided on the base metal and moves the processed surface of the workpiece in the tooth trace direction to grind the tooth surface on the workpiece, and the cutting edge is oscillated by the ultrasonic vibrator. The ultrasonic vibration amplified by the booster causes ultrasonic vibration in the tooth profile direction with respect to the tooth surface, and the base metal is formed with a small diameter part smaller in diameter than both ends at the center in the direction of the rotation axis. It is characterized by the presence of
Further, the gear grinding tool of the present invention is a gear grinding tool used in a gear grinding device having an ultrasonic vibrator, and is a rotating table having one end face fixed to a booster connected to the ultrasonic vibrator. and a cutting edge that is provided on the base metal and moves the processed surface of the workpiece in the tooth trace direction to grind the tooth surface on the workpiece, and the cutting edge is oscillated by the ultrasonic vibrator. The ultrasonic vibration amplified by the booster causes ultrasonic vibration in the tooth profile direction with respect to the tooth surface, and the base metal is formed with a large diameter portion having a larger diameter than both ends at the center in the direction of the rotation axis. The base metal has one end face in the direction of the rotation axis fixed to the booster, the other end face fixed to a second booster that amplifies the ultrasonic vibration, and a rotation center portion of the base metal. is characterized in that a cavity is formed during gear grinding, the cutting edge is formed in a screw shape on the outer periphery of the large diameter portion, and the workpiece is created as a parallel axis gear. .

本発明の歯車研削装置によれば、ワークを回転自在に支持するワーク軸と、回転しながら刃先が歯すじ方向に移動してワークに歯面を研削加工する研削工具と、超音波発振器からの信号により研削工具の回転軸方向に超音波振動を発生させる超音波振動子と、超音波振動子と研削工具とを接続して超音波振動を増幅するブースタと、を有し、刃先は、歯面に対して歯形方向に超音波振動する。 According to the gear grinding device of the present invention, a work shaft rotatably supports a work, a grinding tool whose cutting edge moves in the tooth trace direction while rotating to grind a tooth surface on the work, and an ultrasonic oscillator. It has an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations in the direction of the rotation axis of the grinding tool in response to a signal, and a booster that connects the ultrasonic vibrator and the grinding tool to amplify the ultrasonic vibrations. Ultrasonic vibrations occur in the tooth profile direction with respect to the surface.

このような構成により、研削筋が少ない高精度な歯面研削が可能となる。また、好適な超音波振動を加えた研削加工により、歯面にオイルポケットを形成することができる。よって、歯面の摩擦係数が小さく、騒音や振動が少なく、高強度で、なじみ性や潤滑性の高い、優れた歯面性状の歯車が得られる。 Such a configuration enables highly accurate tooth surface grinding with fewer grinding streaks. Additionally, oil pockets can be formed on the tooth surface by grinding with suitable ultrasonic vibration. Therefore, a gear with excellent tooth surface properties, such as a low coefficient of friction on the tooth surface, low noise and vibration, high strength, and high conformability and lubricity, can be obtained.

また、刃先は歯すじ方向に移動すると共に歯形方向に好適な強さで超音波振動するので、高効率な歯車研削を低周速で実行することができる。また、小径の研削工具を使用しても高精度な歯車加工が可能である。これにより、歯車研削装置及び歯車の生産性を向上させることができ、生産コストを削減することができる。 Further, since the cutting edge moves in the tooth trace direction and ultrasonically vibrates with suitable strength in the tooth profile direction, highly efficient gear grinding can be performed at a low circumferential speed. In addition, high-precision gear machining is possible even when using a small-diameter grinding tool. Thereby, productivity of the gear grinding device and gears can be improved, and production costs can be reduced.

また、本発明の歯車研削装置によれば、前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部または前記両端側よりも径が大きい大径部が形成されても良い。このような構成により、歯面を研削する刃先に好適な超音波振動を伝達することができ、高精度で高効率な歯車研削が可能となる。 According to the gear grinding device of the present invention, the base metal of the grinding tool has a small diameter portion having a smaller diameter than both ends or a large diameter portion having a larger diameter than both ends at the center in the direction of the rotation axis. may be formed. With such a configuration, suitable ultrasonic vibrations can be transmitted to the cutting edge that grinds the tooth surface, and highly accurate and highly efficient gear grinding becomes possible.

また、本発明の歯車研削装置によれば、前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部が形成されており、前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面に前記刃先が形成されており、前記ワークは、傘歯車に創成されても良い。これにより、優れた歯面性状の高精度な傘歯車を高効率に加工することができる。 Further, according to the gear grinding device of the present invention, the base metal of the grinding tool has a small diameter portion formed in the center in the direction of the rotation axis, and the diameter of the base metal is smaller than that of both ends. One end surface in the direction of the rotating shaft may be fixed to the booster, and the cutting edge may be formed on the other end surface, and the workpiece may be created as a bevel gear. Thereby, a highly accurate bevel gear with excellent tooth surface properties can be processed with high efficiency.

また、本発明の歯車研削装置によれば、前記小径部は、双曲面状に形成されても良い。このような台金形状により、超音波振動を好適な状態で効率良く刃先に伝達することができ、高精度且つ高効率な研削加工が行われ、優れた歯面性状の歯車が得られる。 Further, according to the gear grinding device of the present invention, the small diameter portion may be formed in a hyperboloid shape. With such a base metal shape, ultrasonic vibrations can be efficiently transmitted to the cutting edge in a suitable state, grinding can be performed with high accuracy and efficiency, and a gear with excellent tooth surface properties can be obtained.

また、本発明の歯車研削装置によれば、前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が大きい大径部が形成されており、前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面が前記超音波振動を増幅する第2のブースタに固定されており、前記刃先は、前記大径部の外周に、ねじ状に形成されており、前記ワークは、平行軸歯車に創成される。これにより、高精度で、低騒音且つ低振動な平行軸歯車を創成することができる。 Further, according to the gear grinding device of the present invention, the base metal of the grinding tool has a large diameter portion formed in the center in the direction of the rotation axis, and the base metal has a larger diameter than both ends. One end surface in the direction of the rotational axis is fixed to the booster, the other end surface is fixed to a second booster that amplifies the ultrasonic vibration, and the cutting edge has a screw-like shape on the outer periphery of the large diameter portion. The workpiece is formed into a parallel shaft gear. Thereby, it is possible to create a parallel shaft gear with high precision, low noise, and low vibration.

また、本発明の歯車研削装置によれば、前記台金には、回転中心部に空洞が形成されても良い。これにより、刃先の超音波振動を研削加工に適した状態にして、加工精度及び加工効率を向上させることができる。 Further, according to the gear grinding device of the present invention, a cavity may be formed in the base metal at the center of rotation. Thereby, the ultrasonic vibration of the cutting edge can be brought into a state suitable for grinding, thereby improving machining accuracy and machining efficiency.

また、本発明の歯車研削工具によれば、超音波振動子に接続されたブースタに一方の端面が固定されて回転する台金と、台金に設けられてワークの被加工面を歯すじ方向に移動してワークに歯面を研削する刃先と、を有し、刃先は、ブースタで増幅された超音波振動によって歯面の歯形方向に超音波振動し、台金には、回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部または径が大きい大径部が形成されている。これにより、ブースタからの超音波振動を研削に適した状態にして刃先に伝達し、刃先を超音波振動させることができる。よって、高精度な歯車を効率良く創成することができる。 Further, according to the gear grinding tool of the present invention, there is provided a base metal that rotates with one end face fixed to a booster connected to an ultrasonic vibrator, and a base metal that is provided on the base metal and rotates the machined surface of the workpiece in the tooth trace direction. It has a cutting edge that moves to grind the tooth surface on the workpiece, and the cutting edge vibrates ultrasonically in the direction of the tooth profile of the tooth surface by ultrasonic vibration amplified by the booster, and the base metal has a A small diameter portion having a smaller diameter or a large diameter portion having a larger diameter than both ends is formed in the center. Thereby, the ultrasonic vibration from the booster can be transmitted to the cutting edge in a state suitable for grinding, and the cutting edge can be caused to vibrate ultrasonically. Therefore, highly accurate gears can be efficiently created.

本発明の実施形態に係る歯車研削装置の研削工具近傍の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of the vicinity of a grinding tool of a gear grinding device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る歯車研削装置の研削工具を示す図である。1 is a diagram showing a grinding tool of a gear grinding device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る歯車研削装置の研削工具の刃先による歯面の研削方向を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a direction in which a tooth surface is ground by a cutting edge of a grinding tool of a gear grinding device according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る歯車研削装置の研削工具近傍の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the grinding tool vicinity of the gear grinding apparatus based on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る歯車研削装置の研削工具の図である。It is a figure of the grinding tool of the gear grinding device concerning other embodiments of the present invention.

以下、本発明の実施形態に係る歯車研削装置を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る歯車研削装置1の研削工具10近傍の概略構成を示す図である。
Hereinafter, a gear grinding device according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the vicinity of a grinding tool 10 of a gear grinding device 1 according to an embodiment of the present invention.

歯車研削装置1は、例えば、曲がり歯傘歯車、ハイポイドギヤ等を研削加工するクレードル式または電気制御で駆動する製造装置である。図1に示すように、歯車研削装置1は、ワークWを回転自在に支持するワーク軸6と、ワークWを研削する歯車研削工具としての研削工具10と、超音波発振器2と、超音波振動子3と、ブースタ4と、を有する。 The gear grinding device 1 is, for example, a cradle-type or electrically controlled manufacturing device that grinds bent bevel gears, hypoid gears, and the like. As shown in FIG. 1, the gear grinding device 1 includes a work shaft 6 that rotatably supports a work W, a grinding tool 10 as a gear grinding tool that grinds the work W, an ultrasonic oscillator 2, and an ultrasonic vibration. It has a child 3 and a booster 4.

ワーク軸6は、歯車に創成される加工対象のワークWを支持するものである。ワーク軸6は、図示しない駆動モータに接続されており、ワークWを回転自在に支持すると共に、その回転軸は、研削工具10の回転軸に対して傾斜自在且つ位置変更自在に構成されていても良い。 The work shaft 6 supports a work W to be machined, which is created as a gear. The work shaft 6 is connected to a drive motor (not shown), rotatably supports the work W, and is configured to be tiltable and position changeable with respect to the rotation shaft of the grinding tool 10. Also good.

研削工具10は、図示しない送り機構、駆動モータを有する図示しないコラムに支持されており、回転しながらワークWの歯車を創成加工する。具体的には、研削工具10は、その中心軸を中心として回転する略円柱状の形態をなす台金12を有し、台金12には、ワークWの歯すじ方向X(図3参照)に移動しながらワークWに接触して歯面W1(図3参照)を研削加工する刃先11が形成されている。 The grinding tool 10 is supported by a column (not shown) having a feed mechanism (not shown) and a drive motor, and generates a gear on the work W while rotating. Specifically, the grinding tool 10 has a base metal 12 having a substantially cylindrical shape that rotates around its central axis, and the base metal 12 has a tooth trace direction X of the workpiece W (see FIG. 3). A cutting edge 11 is formed that contacts the workpiece W while moving to grind the tooth surface W1 (see FIG. 3).

超音波発振器2は、超音波振動子3に超音波振動を発振させるための信号及び電力を供給する装置である。超音波発振器2は、歯車研削装置1の図示しない制御装置に接続されており、制御装置からの信号に基づいて、ワークWの研削に必要な超音波振動の信号を超音波振動子3へ送る。 The ultrasonic oscillator 2 is a device that supplies signals and power for causing the ultrasonic vibrator 3 to oscillate ultrasonic vibrations. The ultrasonic oscillator 2 is connected to a control device (not shown) of the gear grinding device 1, and sends an ultrasonic vibration signal necessary for grinding the workpiece W to the ultrasonic vibrator 3 based on a signal from the control device. .

超音波振動子3は、超音波発振器2からの信号に基づきワークWの研削に必要な超音波振動を発生させる装置である。具体的には、超音波振動子3は、超音波発振器2からの電力を、研削工具10の回転軸方向の超音波振動に変換して、ブースタ4に伝える。 The ultrasonic vibrator 3 is a device that generates ultrasonic vibrations necessary for grinding the workpiece W based on the signal from the ultrasonic oscillator 2. Specifically, the ultrasonic vibrator 3 converts the electric power from the ultrasonic oscillator 2 into ultrasonic vibration in the direction of the rotation axis of the grinding tool 10 and transmits it to the booster 4 .

ブースタ4は、超音波振動を増幅する装置である。ブースタ4は、超音波振動子3と研削工具10とを接続している。即ち、ブースタ4は、一方の端部4aが超音波振動子3に接続されており、他方の端部4bが研削工具10に接続されている。超音波振動子3から発せられた超音波振動は、ブースタ4によって増幅されて、研削工具10に伝達される。 The booster 4 is a device that amplifies ultrasonic vibrations. The booster 4 connects the ultrasonic vibrator 3 and the grinding tool 10. That is, the booster 4 has one end 4a connected to the ultrasonic vibrator 3, and the other end 4b connected to the grinding tool 10. Ultrasonic vibrations emitted from the ultrasonic vibrator 3 are amplified by the booster 4 and transmitted to the grinding tool 10.

図2は、歯車研削装置1の研削工具10を示す図である。
図1及び図2を参照して、台金12は、一方の端部15の端面が、超音波振動子3に接続されているブースタ4に固定されており、他方の端部16の端面には、ワークWの被加工面を歯すじ方向Xに移動してワークWを研削する刃先11が形成されている。
FIG. 2 is a diagram showing the grinding tool 10 of the gear grinding device 1. As shown in FIG.
Referring to FIGS. 1 and 2, the base metal 12 has one end 15 fixed to the booster 4 connected to the ultrasonic transducer 3, and the other end 16 fixed to the booster 4 connected to the ultrasonic transducer 3. A cutting edge 11 is formed to move the workpiece surface of the workpiece W in the tooth trace direction X to grind the workpiece W.

刃先11は、台金12の端部16の端面から突出する略環状の形態をなす研削といしであって、例えば、cBN、ダイヤモンド、WC、GC等の砥粒を有する電着といし、ビトリファイドボンドといし、メタルボンドといし、レジンボンドといし等から形成されても良い。 The cutting edge 11 is a grinding wheel having a substantially annular shape protruding from the end surface of the end portion 16 of the base metal 12, and is, for example, an electrodeposited grinding wheel having abrasive grains such as cBN, diamond, WC, or GC, or a vitrified grinding wheel. It may be formed from a bond wheel, a metal bond wheel, a resin bond wheel, or the like.

前述のとおり、超音波振動子3から発生させた超音波振動は、ブースタ4を介して増幅され、研削工具10に伝達される。これにより、刃先11は、歯面W1(図3参照)に対して歯形方向Y(図3参照)に超音波振動する。 As described above, the ultrasonic vibrations generated from the ultrasonic vibrator 3 are amplified via the booster 4 and transmitted to the grinding tool 10. As a result, the cutting edge 11 ultrasonically vibrates in the tooth profile direction Y (see FIG. 3) with respect to the tooth surface W1 (see FIG. 3).

図3は、研削工具10の刃先11による歯面W1の研削方向を示す図である。
図3に示すように、刃先11(図2参照)は、ワークWの被加工面である歯面W1を歯すじ方向Xに移動すると共に、ブースタ4(図1参照)で増幅された超音波振動によって歯面W1に対して歯形方向Yに超音波振動しながら、歯面W1を研削する。
FIG. 3 is a diagram showing the direction in which the tooth surface W1 is ground by the cutting edge 11 of the grinding tool 10.
As shown in FIG. 3, the cutting edge 11 (see FIG. 2) moves the tooth surface W1, which is the processed surface of the workpiece W, in the tooth trace direction The tooth surface W1 is ground by ultrasonic vibration in the tooth profile direction Y with respect to the tooth surface W1.

即ち、回転する研削工具10(図2参照)の刃先11は、ワークWの歯面W1を歯すじ方向Xに移動しながら歯形方向Yに超音波振動する。換言すれば、研削工具10の刃先11は、歯形方向Yに振動しながら歯すじ方向Xに、略波線状に移動しながら、歯面W1を研削する。なお、刃先11の超音波振動の振幅は、例えば、2~50μm、周波数は、15~50kHzである。 That is, the cutting edge 11 of the rotating grinding tool 10 (see FIG. 2) vibrates ultrasonically in the tooth profile direction Y while moving the tooth surface W1 of the workpiece W in the tooth trace direction X. In other words, the cutting edge 11 of the grinding tool 10 grinds the tooth surface W1 while vibrating in the tooth profile direction Y and moving substantially in a wavy line shape in the tooth trace direction X. Note that the amplitude of the ultrasonic vibration of the cutting edge 11 is, for example, 2 to 50 μm, and the frequency is 15 to 50 kHz.

このように、回転する研削工具10の刃先11が歯面W1を歯すじ方向Xに移動し、且つ、歯形方向Yに超音波振動することにより、歯すじ方向Xに延在する深い研削筋が形成され難くなる。即ち、歯形方向Yの超音波振動により、深い研削筋が残らず、研削筋の浅い、高精度な歯面W1が形成される。 In this way, the cutting edge 11 of the rotating grinding tool 10 moves the tooth surface W1 in the tooth trace direction It becomes difficult to form. That is, due to the ultrasonic vibration in the tooth profile direction Y, a highly accurate tooth surface W1 with shallow grinding marks is formed without leaving deep grinding marks.

図2を参照して、台金12の回転軸方向の略中央には、両端側、即ち両方の端部15、16側、よりも径が小さい小径部13が形成されている。これにより、刃先11の超音波振動は、歯面研削に適した状態となる。よって、研削筋が少ない高精度な歯面研削が可能となる。 Referring to FIG. 2, a small diameter portion 13 having a smaller diameter than both end sides, that is, both end portions 15 and 16, is formed approximately at the center of the base metal 12 in the rotation axis direction. Thereby, the ultrasonic vibration of the cutting edge 11 becomes in a state suitable for tooth surface grinding. Therefore, highly accurate tooth surface grinding with fewer grinding streaks is possible.

詳しくは、小径部13は、略双曲面状または略円弧面状に形成されている。このような形状の台金12は、刃先11に好適な超音波振動を与える上で特に優れている。詳述すると、超音波振動を利用するといしは、刃先11の径が大きくなるにつれて振動が小さくなる。しかし、台金12に略双曲面状または略円弧面状の小径部13を形成して形状の最適化を図ることにより、刃先11の径が大きなといしでも、歯形方向の正確な振動を得ることができる。 Specifically, the small diameter portion 13 is formed in a substantially hyperboloid shape or a substantially arcuate shape. The base metal 12 having such a shape is particularly excellent in applying suitable ultrasonic vibrations to the cutting edge 11. More specifically, when ultrasonic vibration is used, the vibration becomes smaller as the diameter of the cutting edge 11 becomes larger. However, by optimizing the shape by forming a small diameter portion 13 in the shape of a substantially hyperbolic surface or a substantially circular arc surface on the base metal 12, accurate vibration in the tooth profile direction can be obtained even with a grindstone having a large diameter of the cutting edge 11. be able to.

図1ないし図3を参照して、台金12の略中央に略双曲面状または略円弧面状の小径部13が形成されていることにより、超音波振動子3からの超音波振動は、ブースタ4を介して台金12の一方の端部15に伝達され、一方の端部15近傍は、回転軸方向に振動する。 Referring to FIGS. 1 to 3, since the small diameter portion 13 having a substantially hyperboloid shape or a substantially circular arc shape is formed at the substantially center of the base metal 12, the ultrasonic vibration from the ultrasonic transducer 3 can be The vibration is transmitted to one end 15 of the base metal 12 via the booster 4, and the vicinity of the one end 15 vibrates in the direction of the rotation axis.

台金12の略中央、即ち略双曲面状または略円弧面状の小径部13の略中央では、ポアソン比に起因する半径方向の振幅が抑制されることによって回転軸方向への振動伝達が改善される。具体的には、略双曲面状の小径部13の略中央は、回転軸方向への振動振幅が約0である振動の節となる。 At approximately the center of the base metal 12, that is, at approximately the center of the approximately hyperboloid-shaped or approximately arc-shaped small diameter portion 13, the vibration transmission in the direction of the rotation axis is improved by suppressing the amplitude in the radial direction due to Poisson's ratio. be done. Specifically, approximately the center of the approximately hyperboloid-shaped small diameter portion 13 becomes a vibration node where the vibration amplitude in the direction of the rotation axis is approximately 0.

そして、刃先11近傍、即ち台金12の他方の端部16近傍は、回転軸方向に沿って一方の端部15の振動に同期して端部15とは逆方向に大きく超音波振動する。台金12全体としては、回転軸方向に伸縮することになる。上記のとおり略双曲面状の小径部13が形成されていることにより、超音波振動子3からの超音波振動は、効率良く刃先11に伝達されることになる。 Then, the vicinity of the cutting edge 11, that is, the vicinity of the other end 16 of the base metal 12, undergoes large ultrasonic vibrations in the direction opposite to the end 15 in synchronization with the vibration of the one end 15 along the rotation axis direction. The base metal 12 as a whole expands and contracts in the direction of the rotation axis. By forming the substantially hyperbolic small diameter portion 13 as described above, the ultrasonic vibration from the ultrasonic vibrator 3 is efficiently transmitted to the cutting edge 11.

このように、台金12の略中央に小径部13が形成されていることにより、超音波振動を好適な状態で効率良く刃先11に伝達することができる。これにより、高精度且つ高効率な研削加工が行われ、優れた歯面性状の歯車が得られる。 In this manner, by forming the small diameter portion 13 approximately at the center of the base metal 12, ultrasonic vibrations can be efficiently transmitted to the cutting edge 11 in a suitable state. As a result, highly accurate and highly efficient grinding is performed, and a gear with excellent tooth surface properties is obtained.

また、上記のように刃先11に好適な超音波振動が加えられた研削加工により、ワークWの歯面W1にオイルポケットを形成することができる。オイルポケットは、歯車面の微細な凹凸であり、換言すれば、窪みである。 Furthermore, oil pockets can be formed on the tooth surface W1 of the workpiece W by the grinding process in which suitable ultrasonic vibrations are applied to the cutting edge 11 as described above. Oil pockets are minute irregularities on the gear surface, or in other words, depressions.

加工後の歯面W1にオイルポケットが形成されることにより、歯面W1の摩擦係数が小さくなり、騒音や振動が少なく、高強度で、なじみ性や潤滑性の高い、優れた歯面性状の歯車が得られる。 By forming oil pockets on the tooth surface W1 after machining, the friction coefficient of the tooth surface W1 becomes smaller, resulting in excellent tooth surface properties with less noise and vibration, high strength, and high conformability and lubricity. You will get gears.

また、刃先11は歯すじ方向Xに移動すると共に歯形方向Yに好適な強さで超音波振動するので、高効率な歯車研削を低周速で実行することができる。 Further, since the cutting edge 11 moves in the tooth trace direction X and ultrasonically vibrates in the tooth profile direction Y with suitable strength, highly efficient gear grinding can be performed at a low circumferential speed.

このような低周速、低速回転で、高能率に精密な歯面W1を形成する研削加工が可能である。即ち、従来30000r.p.m.を超える高速回転が必要であった研削加工を、低速回転で高精度に行うことができる。 At such low circumferential speed and low speed rotation, it is possible to perform the grinding process to form the precise tooth surface W1 with high efficiency. That is, conventionally 30,000r. p. m. Grinding processes that previously required high-speed rotation can now be performed with high precision at low-speed rotation.

また、低周速の歯車研削が可能であるので、小径の研削工具10を使用しても高精度な歯車加工を行うことができる。例えば、研削工具10の刃先11は、回転直径φ50mm以下であっても良い。好適な超音波振動を付加することにより、刃先11のといし周速を上げる必要がなく、刃先11がφ50mm以下でも低回転で高精度な歯面研削が可能である。 Further, since gear grinding is possible at a low circumferential speed, highly accurate gear machining can be performed even if a small-diameter grinding tool 10 is used. For example, the cutting edge 11 of the grinding tool 10 may have a rotating diameter of 50 mm or less. By applying suitable ultrasonic vibrations, there is no need to increase the peripheral speed of the cutting edge 11, and even when the cutting edge 11 has a diameter of 50 mm or less, highly accurate tooth surface grinding is possible at low rotation speeds.

このように、歯車研削装置1によれば、研削工具10を高速回転させる大型で複雑な構成の研削装置が不要になる。よって、歯車製造用の装置及び歯車の生産性を向上させることができ、生産コストを削減することができる。 In this manner, the gear grinding device 1 eliminates the need for a large and complicated grinding device that rotates the grinding tool 10 at high speed. Therefore, productivity of gear manufacturing equipment and gears can be improved, and production costs can be reduced.

次に、図4及び図5を参照して、実施形態を変形した例として、歯車研削装置101について詳細に説明する。なお、既に説明した実施形態と同一若しくは同様の作用、効果を奏する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the gear grinding device 101 will be described in detail as a modified example of the embodiment. Note that components that have the same or similar functions and effects as those of the already described embodiments are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

図4は、本発明の他の実施形態に係る歯車研削装置101の研削工具110近傍の概略構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the vicinity of the grinding tool 110 of the gear grinding device 101 according to another embodiment of the present invention.

図4を参照して、歯車研削装置101は、例えば、平歯車、はすば歯車等の平行軸歯車等を研削加工する装置である。歯車研削装置101は、ワークWを回転自在に支持するワーク軸6と、ワークWを研削する歯車研削工具としての研削工具110と、超音波発振器2と、超音波振動子3と、ブースタ4と、第2のブースタとしてのブースタ5と、を有する。 Referring to FIG. 4, a gear grinding device 101 is a device that grinds, for example, parallel shaft gears such as spur gears and helical gears. The gear grinding device 101 includes a work shaft 6 that rotatably supports a work W, a grinding tool 110 as a gear grinding tool that grinds the work W, an ultrasonic oscillator 2, an ultrasonic vibrator 3, and a booster 4. , and a booster 5 as a second booster.

ワーク軸6は、歯車に創成される加工対象のワークWを支持するものである。ワーク軸6は、図示しない駆動モータに接続されており、ワークWを回転自在に支持する。ワーク軸6は、研削工具110の回転軸に対して傾斜自在且つ位置変更自在に構成されていても良い。 The work shaft 6 supports a work W to be machined, which is created as a gear. The work shaft 6 is connected to a drive motor (not shown) and rotatably supports the work W. The work shaft 6 may be configured to be tiltable and position changeable with respect to the rotation axis of the grinding tool 110.

研削工具110は、図示しない送り機構や駆動モータ等を有する図示しないコラムに支持されており、回転しながらワークWから歯車を創成加工する。具体的には、研削工具110は、その中心軸を中心として回転する略円柱状の形態をなす台金112を有する。台金112には、ワークWの歯すじ方向X(図3参照)に移動しながらワークWに接触して歯面W1(図3参照)を研削加工する刃先111が形成されている。 The grinding tool 110 is supported by a column (not shown) having a feed mechanism (not shown), a drive motor, etc. (not shown), and generates gears from the work W while rotating. Specifically, the grinding tool 110 has a base metal 112 that has a substantially cylindrical shape and rotates about its central axis. The base metal 112 is formed with a cutting edge 111 that contacts the workpiece W while moving in the tooth trace direction X (see FIG. 3) of the workpiece W to grind the tooth surface W1 (see FIG. 3).

台金112は、回転軸方向の一方の端面、即ち端部115、がブースタ4に固定され、他方の端面、即ち端部116、が超音波振動を増幅する第2のブースタとしてのブースタ5に固定されている。ブースタ5は、図示しないコラムに回転自在に支持されている。即ち、台金112は、両端部115、116がブースタ4、5を介して回転自在に支持されている。 The base metal 112 has one end surface in the direction of the rotation axis, that is, an end 115, fixed to the booster 4, and the other end surface, that is, the end 116, fixed to the booster 5 as a second booster that amplifies ultrasonic vibrations. Fixed. The booster 5 is rotatably supported by a column (not shown). That is, the base metal 112 is rotatably supported at both ends 115 and 116 via the boosters 4 and 5.

なお、研削工具110は、その回転軸が略垂直に、即ち上下方向に延在するよう、設けられても良い。また、ワーク軸6は、研削工具110の回転軸に対してねじれの位置にあり、研削工具110の回転軸が略垂直になるよう構成される場合、ワーク軸6は、略水平に延在するよう設けられても良い。 Note that the grinding tool 110 may be provided so that its rotation axis extends substantially vertically, that is, in the vertical direction. Further, the work shaft 6 is in a twisted position with respect to the rotation axis of the grinding tool 110, and when the rotation axis of the grinding tool 110 is configured to be substantially perpendicular, the work shaft 6 extends substantially horizontally. It may be provided as follows.

図5は、歯車研削装置101の研削工具110を示す図である。
図5を参照して、加工工具の台金112には、回転軸方向の略中央に、両方の端部115、116側よりも径が大きい大径部14が形成されている。大径部14は、略円柱状の形態をなしている。即ち、研削工具110の台金112は、略中央に大径部14が形成された段付きの略円柱状の形態である。
FIG. 5 is a diagram showing the grinding tool 110 of the gear grinding device 101.
Referring to FIG. 5, a large diameter portion 14 having a larger diameter than both end portions 115 and 116 is formed approximately in the center of the base metal 112 of the processing tool in the direction of the rotation axis. The large diameter portion 14 has a substantially cylindrical shape. That is, the base metal 112 of the grinding tool 110 has a stepped, generally cylindrical shape with the large diameter portion 14 formed approximately in the center.

図3及び図5を参照して、大径部14の外周にはワークWに接触して歯面W1を研削する刃先111が形成されている。刃先111は、略ねじ状に形成されており、例えば、cBN、ダイヤモンド、WC、GC等の砥粒を有する電着といし、ビトリファイドボンドといし、メタルボンドといし、レジンボンドといし等であっても良い。刃先111は、回転しながらワークWの歯面W1に対して歯すじ方向Xに相対移動する。これにより、ワークWは、高精度で、低騒音且つ低振動な平行軸歯車に創成される。 Referring to FIGS. 3 and 5, a cutting edge 111 is formed on the outer periphery of the large diameter portion 14. The cutting edge 111 contacts the workpiece W and grinds the tooth surface W1. The cutting edge 111 is formed into a substantially screw shape, and may be made of, for example, an electrodeposited wheel, a vitrified bond wheel, a metal bond wheel, a resin bond wheel, etc., having abrasive grains such as cBN, diamond, WC, or GC. It's okay. The cutting edge 111 moves relative to the tooth surface W1 of the workpiece W in the tooth trace direction X while rotating. As a result, the workpiece W is created into a parallel shaft gear with high precision, low noise, and low vibration.

また、図5を参照して、台金112には、回転中心部に空洞17が形成されている。空洞17は、断面略円形状で回転軸方向に延在する中空部である。即ち、台金112は、中抜き形状を有し、略円管状に形成されている。台金112の回転中心部に空洞17が形成されていることにより、刃先111の超音波振動は、台金112の径方向への振動であって研削加工に適した状態になる。 Further, referring to FIG. 5, a cavity 17 is formed in the base metal 112 at the center of rotation. The cavity 17 is a hollow portion having a substantially circular cross section and extending in the direction of the rotation axis. That is, the base metal 112 has a hollow shape and is formed in a substantially circular tube shape. Since the cavity 17 is formed in the center of rotation of the base metal 112, the ultrasonic vibration of the cutting edge 111 is a vibration in the radial direction of the base metal 112, which is suitable for grinding.

詳しくは、図4及び図5を参照して、超音波振動子3から発生させた回転軸方向の超音波振動は、ブースタ4によって増幅されて研削工具110の台金112の端部115に伝達される。台金112の他方の端部116には、第2のブースタとしてのブースタ5が接続されており、このブースタ5によって端部116側の振動が増幅される。一方の端部115と他方の端部116は、同期してそれぞれ回転軸方向の逆方向に超音波振動する。即ち、台金112は、回転軸方向に伸縮する。 Specifically, referring to FIGS. 4 and 5, ultrasonic vibrations generated from the ultrasonic vibrator 3 in the rotational axis direction are amplified by the booster 4 and transmitted to the end 115 of the base metal 112 of the grinding tool 110. be done. A booster 5 as a second booster is connected to the other end 116 of the base metal 112, and the vibration on the end 116 side is amplified by the booster 5. One end 115 and the other end 116 synchronously vibrate ultrasonically in opposite directions of the rotation axis. That is, the base metal 112 expands and contracts in the direction of the rotation axis.

そして、台金112の略中央の大径部14は、超音波振動により、径方向に好適に拡大、縮小を繰り返し、大径部14に形成された刃先111は、径方向に超音波振動する。即ち、刃先111は、研削工具110の回転によりワークWの歯面W1の歯すじ方向Xに移動しながら、ワークWの歯面W1の歯形方向Y(図3参照)に超音波振動する。 The large diameter portion 14 at the approximate center of the base metal 112 repeatedly expands and contracts in the radial direction due to ultrasonic vibration, and the cutting edge 111 formed on the large diameter portion 14 ultrasonically vibrates in the radial direction. . That is, the cutting edge 111 vibrates ultrasonically in the tooth trace direction Y of the tooth surface W1 of the workpiece W (see FIG. 3) while moving in the tooth trace direction X of the tooth surface W1 of the workpiece W due to the rotation of the grinding tool 110.

換言すれば、研削工具110の刃先111は、歯形方向Yに振れながら略波線状に歯すじ方向Xに移動し、歯面W1を研削する。これによりワークWには、研削筋が打消されて浅くなった高精度な歯面W1が形成される。 In other words, the cutting edge 111 of the grinding tool 110 moves in the tooth trace direction X in a substantially wavy line shape while swinging in the tooth profile direction Y, and grinds the tooth surface W1. As a result, a highly accurate tooth surface W1 is formed on the workpiece W, where the grinding streaks are canceled out and the surface becomes shallow.

前述のとおり、台金112の中心部が空隙状に形成されているため、台金112の両端部115、116の回転軸方向の振動は、台金112の略中央に伝達され、刃先111には、ワークW研削に好適な径方向の振動が発生する。これにより、高精度な研削を高効率に実行することができ、高精度で優れた歯面粗さの歯車が得られる。 As mentioned above, since the center part of the base metal 112 is formed in the shape of a gap, vibrations in the direction of the rotation axis of both ends 115 and 116 of the base metal 112 are transmitted to the approximate center of the base metal 112, and are transmitted to the cutting edge 111. In this case, radial vibration suitable for grinding the workpiece W is generated. Thereby, highly accurate grinding can be performed with high efficiency, and a gear with high accuracy and excellent tooth surface roughness can be obtained.

ブースタ4及びブースタ5を有する前述の構成により、刃先111に半径方向の振動を発生させることは可能である。しかし、刃先111の径が小さくなるにつれて振動が小さくなり、好適な振動、即ち大きな振動、を得ることが難しくなってしまう。本実施形態では、台金112の回転中心部に空洞17が形成されているので、刃先111の直径に応じて振動を最適化することができる。即ち、刃先111がどのような径であっても、同等の振動を得ることができる。 With the above-described configuration including the booster 4 and the booster 5, it is possible to generate radial vibrations in the cutting edge 111. However, as the diameter of the cutting edge 111 becomes smaller, the vibration becomes smaller, and it becomes difficult to obtain suitable vibration, that is, large vibration. In this embodiment, since the cavity 17 is formed at the center of rotation of the base metal 112, vibration can be optimized according to the diameter of the cutting edge 111. That is, the same vibration can be obtained regardless of the diameter of the cutting edge 111.

また、上記のように刃先111に好適な超音波振動が加えられた研削加工により、ワークWの歯面W1にオイルポケットを形成することができる。これにより、歯面W1の摩擦係数が小さく、騒音や振動が少なく、高強度で、なじみ性や潤滑性の高い、優れた歯面性状の歯車が得られる。 Furthermore, oil pockets can be formed on the tooth surface W1 of the workpiece W by the grinding process in which suitable ultrasonic vibrations are applied to the cutting edge 111 as described above. As a result, a gear with excellent tooth surface properties, such as a small friction coefficient of the tooth surface W1, low noise and vibration, high strength, and high conformability and lubricity, can be obtained.

また、刃先111は歯すじ方向Xに移動すると共に歯形方向Yに好適な強さで超音波振動するので、高効率な歯車研削を低周速で実行することができる。 Further, since the cutting edge 111 moves in the tooth trace direction X and ultrasonically vibrates in the tooth profile direction Y with suitable strength, highly efficient gear grinding can be performed at a low circumferential speed.

このような低周速、低速回転で、従来の一般といしのような研削加工が可能である。即ち、従来30000r.p.m.を超える高速回転が必要であった研削加工を、低速回転で高精度に行うことができる。 At such low circumferential speed and low rotation speed, it is possible to perform grinding operations similar to conventional grinding wheels. That is, conventionally 30,000r. p. m. Grinding processes that previously required high-speed rotation can now be performed with high precision at low-speed rotation.

また、低周速の歯車研削が可能であるので、小径の研削工具110を使用しても高精度な歯車加工を行うことができる。例えば、研削工具110の刃先111は、回転直径φ50mm以下であっても良い。好適な超音波振動を付加することにより、刃先111のといし周速を上げる必要がなく、刃先111がφ50mm以下でも低回転で高精度な歯車研削が可能である。 Furthermore, since gear grinding at low circumferential speed is possible, highly accurate gear machining can be performed even if a small-diameter grinding tool 110 is used. For example, the cutting edge 111 of the grinding tool 110 may have a rotating diameter of 50 mm or less. By applying suitable ultrasonic vibrations, there is no need to increase the circumferential speed of the cutting edge 111, and even when the cutting edge 111 has a diameter of 50 mm or less, highly accurate gear grinding is possible at low rotation speeds.

このように、歯車研削装置101によれば、研削工具110を高速回転させる大型で複雑な構成の研削装置が不要になる。よって、歯車製造用の装置及び歯車の生産性を向上させることができ、生産コストを削減することができる。 In this manner, the gear grinding device 101 eliminates the need for a large and complicated grinding device that rotates the grinding tool 110 at high speed. Therefore, productivity of gear manufacturing devices and gears can be improved, and production costs can be reduced.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1、101 歯車研削装置
2 超音波発振器
3 超音波振動子
4 ブースタ
4a 端部
4b 端部
5 ブースタ
6 ワーク軸
10、110 研削工具
11、111 刃先
12、112 台金
13 小径部
14 大径部
15、115 端部
16、116 端部
17 空洞
W ワーク
W1 歯面
X 歯すじ方向
Y 歯形方向
1, 101 Gear grinding device 2 Ultrasonic oscillator 3 Ultrasonic vibrator 4 Booster 4a End part 4b End part 5 Booster 6 Work shaft 10, 110 Grinding tool 11, 111 Cutting edge 12, 112 Base metal 13 Small diameter part 14 Large diameter part 15 , 115 End portions 16, 116 End portion 17 Cavity W Workpiece W1 Tooth surface X Tooth trace direction Y Tooth profile direction

Claims (6)

ワークを回転自在に支持するワーク軸と、
回転しながら刃先が歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削加工する研削工具と、
超音波発振器からの出力により前記研削工具の回転軸方向に超音波振動を発生させる超音波振動子と、
前記超音波振動子と前記研削工具とを接続して前記超音波振動を増幅するブースタと、を有し、
前記刃先は、前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、
前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部が形成されていることを特徴とする歯車研削装置。
A work shaft that rotatably supports the work,
a grinding tool whose cutting edge moves in the tooth trace direction while rotating to grind a tooth surface on the workpiece;
an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations in the rotational axis direction of the grinding tool by output from an ultrasonic oscillator;
a booster that connects the ultrasonic vibrator and the grinding tool to amplify the ultrasonic vibration,
The cutting edge vibrates ultrasonically in the tooth profile direction with respect to the tooth surface ,
A gear grinding device characterized in that the base metal of the grinding tool has a small diameter portion formed in the center in the direction of the rotation axis, the diameter being smaller than both ends .
前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面に前記刃先が形成されており、
前記ワークは、傘歯車に創成されることを特徴とする請求項1に記載の歯車研削装置。
The base metal has one end surface in the direction of the rotation axis fixed to the booster, and the other end surface has the cutting edge formed therein,
The gear grinding apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is a bevel gear.
前記小径部は、双曲面状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の歯車研削装置。 The gear grinding device according to claim 1 or 2 , wherein the small diameter portion is formed in a hyperboloid shape. ワークを回転自在に支持するワーク軸と、
回転しながら刃先が歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削加工する研削工具と、
超音波発振器からの出力により前記研削工具の回転軸方向に超音波振動を発生させる超音波振動子と、
前記超音波振動子と前記研削工具とを接続して前記超音波振動を増幅するブースタと、を有し、
前記刃先は、前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、
前記研削工具の台金には、前記回転軸方向の中央に、両端側よりも径が大きい大径部が形成されており、
前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面が前記超音波振動を増幅する第2のブースタに固定されており、
前記台金の回転中心部には、歯車研削加工中の空洞が形成されており、
前記刃先は、前記大径部の外周に、ねじ状に形成されており、
前記ワークは、平行軸歯車に創成されることを特徴とする歯車研削装置。
A work shaft that rotatably supports the work,
a grinding tool whose cutting edge moves in the tooth trace direction while rotating to grind a tooth surface on the workpiece;
an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations in the rotational axis direction of the grinding tool by output from an ultrasonic oscillator;
a booster that connects the ultrasonic vibrator and the grinding tool to amplify the ultrasonic vibration,
The cutting edge vibrates ultrasonically in the tooth profile direction with respect to the tooth surface ,
The base metal of the grinding tool has a large diameter portion formed in the center in the direction of the rotation axis, the diameter being larger than both ends,
One end surface of the base metal in the direction of the rotation axis is fixed to the booster, and the other end surface is fixed to a second booster that amplifies the ultrasonic vibration,
A cavity is formed in the rotation center of the base metal during gear grinding,
The cutting edge is formed in a screw shape on the outer periphery of the large diameter portion,
A gear grinding device characterized in that the workpiece is a parallel shaft gear .
超音波振動子を有する歯車研削装置に用いられる歯車研削工具であって、
前記超音波振動子に接続されたブースタに一方の端面が固定されて回転する台金と、
前記台金に設けられてワークの被加工面を歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削する刃先と、を有し、
前記刃先は、前記超音波振動子から発振され前記ブースタで増幅された超音波振動によって前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、
前記台金には、回転軸方向の中央に、両端側よりも径が小さい小径部が形成されていることを特徴とする歯車研削工具。
A gear grinding tool used in a gear grinding device having an ultrasonic vibrator,
a base metal that rotates with one end face fixed to a booster connected to the ultrasonic vibrator;
a cutting edge that is provided on the base metal and moves the processed surface of the workpiece in the tooth trace direction to grind the tooth surface of the workpiece;
The cutting edge ultrasonically vibrates in the tooth profile direction with respect to the tooth surface by ultrasonic vibrations oscillated from the ultrasonic vibrator and amplified by the booster,
A gear grinding tool characterized in that the base metal has a small diameter portion formed at the center in the direction of the rotation axis, the diameter being smaller than that at both ends.
超音波振動子を有する歯車研削装置に用いられる歯車研削工具であって、
前記超音波振動子に接続されたブースタに一方の端面が固定されて回転する台金と、
前記台金に設けられてワークの被加工面を歯すじ方向に移動して前記ワークに歯面を研削する刃先と、を有し、
前記刃先は、前記超音波振動子から発振され前記ブースタで増幅された超音波振動によって前記歯面に対して歯形方向に超音波振動し、
前記台金には、回転軸方向の中央に、両端側よりも径が大きい大径部が形成されており、
前記台金は、前記回転軸方向の一方の端面が前記ブースタに固定され、他方の端面が前記超音波振動を増幅する第2のブースタに固定され、
前記台金の回転中心部には、歯車研削加工中の空洞が形成されており、
前記刃先は、前記大径部の外周に、ねじ状に形成されており、
前記ワークは、平行軸歯車に創成されることを特徴とする歯車研削工具。
A gear grinding tool used in a gear grinding device having an ultrasonic vibrator,
a base metal that rotates with one end face fixed to a booster connected to the ultrasonic vibrator;
a cutting edge that is provided on the base metal and moves the processed surface of the workpiece in the tooth trace direction to grind the tooth surface of the workpiece;
The cutting edge ultrasonically vibrates in the tooth profile direction with respect to the tooth surface by ultrasonic vibrations oscillated from the ultrasonic vibrator and amplified by the booster,
The base metal has a large diameter portion formed in the center in the direction of the rotation axis, the diameter being larger than both ends ,
One end surface of the base metal in the direction of the rotation axis is fixed to the booster, and the other end surface is fixed to a second booster that amplifies the ultrasonic vibration,
A cavity is formed in the rotation center of the base metal during gear grinding,
The cutting edge is formed in a screw shape on the outer periphery of the large diameter portion,
A gear grinding tool , wherein the workpiece is a parallel shaft gear .
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