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KR100348927B1 - 기어 가공 방법 및 장치와 스파이럴 베벨 기어 커터 - Google Patents

기어 가공 방법 및 장치와 스파이럴 베벨 기어 커터 Download PDF

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Publication number
KR100348927B1
KR100348927B1 KR1019997011021A KR19997011021A KR100348927B1 KR 100348927 B1 KR100348927 B1 KR 100348927B1 KR 1019997011021 A KR1019997011021 A KR 1019997011021A KR 19997011021 A KR19997011021 A KR 19997011021A KR 100348927 B1 KR100348927 B1 KR 100348927B1
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KR
South Korea
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cutting
bevel gear
cutter
spiral bevel
workpiece
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이시마루도시아키
나카무라요죠
가쿠타니아키히데
에가와츠네오
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Publication date
Application filed by 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

고능률, 저코스트로 베벨 기어의 가공을 실현하는 방법으로서, 고속도 공구강제의 블레이드재(23)가 본체(22)에 장착된 환상 밀링 커터(21)를 사용하여, 베벨 기어를 형성할 때, 블레이드재(23)로서, 실질적으로, (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))(단, 0.2≤x≤0.85, 0.2≤y≤1.0)의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재를 사용하여, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하여, 초경합금 등의 고가인 공구를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성하여, 고능률, 저코스트의 가공을 실현가능하게 한다.

Description

기어 가공 방법 및 장치와 스파이럴 베벨 기어 커터{GEAR SHAPING METHOD AND DEVICE AND SPIRAL BEVEL GEAR CUTTER}
스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어 예컨대 스파이럴 베벨 기어나 하이포이드 기어를 만드는 경우, 스파이럴 베벨 기어 절삭기가 사용된다. 도 21에 의거하여 스파이럴 베벨 기어 절삭기의 개요를 설명한다. 도 21에는 스파이럴 베벨 기어 절삭기의 개략적 구성이 도시되어 있다.
스파이럴 베벨 기어 절삭기(1)에서는, 스파이럴 베벨 기어 커터로서의 환상의 밀링 커터(2)가 커터 헤드(3)의 주축(4)측에 장착되어 있으며, 공작물(5)이 공작물축(6)측에 장착되어 있다. 주축(4)과 공작물축(6)의 회전 중심축은, 평면상에서 볼 때 교차하는 상태로 배치되어 있다. 커터 헤드(3)는 기계 중심축을 중심으로 공전 가능하게 지지되어 있으며, 주축(4)은 커터 헤드(3)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 공작물축(6)은 주축(4)의 회전 및 커터 헤드(3)의 공전에 연동하여 회전한다. 도 21의 참조 부호(7)는 절삭부에 절삭유(8)를 공급하기 위한 노즐이다.
환상 밀링 커터(2)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 원반형의 본체(9)의 외주부에 고속도강으로 이루어진 블레이드재(10)를 환상으로 다수 장착한 구성으로 되어 있다.
스파이럴 베벨 기어 절삭기(1)를 사용하여 공작물에 치형을 형성하는 경우, 가공축(6)측에 공작물(5)을 장착하고, 주축(4)측에 환상 밀링 커터(2)를 장착한다. 커터 헤드(3)를 공전시킴과 동시에 주축(4)을 구동 회전시켜 환상 밀링 커터(2)를 공전 및 회전시키고, 공작물축(6)을 회전시켜 공작물(5)을 회전시킨다. 환상 밀링 커터(2)는 회전하면서 가상의 크라운 기어와 함께 기계 중심 주위를 공전하여 환상 밀링 커터(2)의 절삭날에 의해 가상 크라운 기어의 치면이 그려진다. 이 치면과 맞물리도록 공작물(5)을 회전시켜 공작물(5)에 치면을 형성한다. 절삭중에는, 노즐로부터 절삭유(8)가 절삭부에 공급되어, 절삭부의 윤활 및 냉각이 행해진다.
환상 밀링 커터(2)에 의한 치형 형성에 있어서, 가공 코스트를 저감하기 위해, 환상 밀링 커터(2)를 보다 고속으로 회전시켜, 단시간내에 가공을 행할 필요가 있다. 그러나, 현재 상태에서는, 마찰 등의 관계로, 환상 밀링 커터(2)의 원주 속도(절삭속도) 및 가공 시간의 단축에는 한계가 있다. 이 때문에, 가공 코스트의 저감에 있어서의 장애로 되고 있는 것이 실정이다.
근래, 초경합금제의 블레이드재(10)가 적용된 환상 밀링 커터(2)를 사용하여 고속 가공하는 기술이 개발되어, 스파이럴 베벨 기어 절삭기(1)에 의한 치형 형성의 고능률화가 도모되고 있다. 초경합금제의 블레이드재(10)가 적용된 환상 밀링 커터(2)를 사용하는 경우, 초경합금은 취성이기 때문에, 절삭유를 공급하여 가공을 행하면, 열균열이 생겨 결함이 발생할 것이다. 이러한 이유로, 초경합금제의 블레이드재(10)가 적용된 환상 밀링 커터(2)를 사용한 경우에는, 절삭유의 공급없이 가공을 행하는 드라이 커팅이 주류를 이루고 있다. 초경합금은 고속도강에 비해 내열성 및 내마모성이 매우 높기 때문에, 드라이 커팅을 행하여도 문제가 없다.
상술한 바와 같이, 초경합금제의 블레이드재(10)가 적용된 환상 밀링 커터(2)를 사용함으로써 가공 능률이 높게 되고, 이 점에서 가공 코스트를 저감할 수 있게 된다. 그러나, 초경합금제의 블레이드재(10)는 매우 고가이기 때문에, 코스트가 극히 높게 되어, 가공 능률을 높여도 전체 코스트가 높게 된다. 또한, 초경합금은 취약하여 돌발적인 파손이 발생할 우려가 있다. 이 때문에, 초경합금제의 블레이드재(10)는 널리 실용화되어 있지 않은 것이 현실정이다.
본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 스파이럴 베벨 기어 커터에 초경합금제의 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있는 기어 가공 방법 및 기어 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 초경합금제의 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있는 스파이럴 베벨 기어 커터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 요약
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서, 실질적으로 TiAlN의 조성의 막을 적어도 일 층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를대폭적으로 향상시켜 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서, 질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅으로 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
그리고, 절삭속도는 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서, 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜으면서, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜으면서 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 절삭 부스러기의 물림이 발생하지 않는다.
또한, 형성된 기어는, 자동차용 감속기의 베벨 기어인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서, 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로, TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물려 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
그리고, 절삭속도는 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 에어 공급 수단을 설치한 것을 특징으로 한다. 또한, 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 제 1 에어 노즐을 설치함과 동시에, 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새의 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜는 제 2 에어 노즐을 설치하고, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜는 제 3 에어 노즐을 형성한 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 절삭 부스러기의 물림이 발생하지 않는다.
또한, 형성된 기어는, 자동차용 감속기의 베벨 기어인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서, 실질적으로, TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 치형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
그리고, 절삭속도는 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어가 절삭부에 내뿜어지는 것과 동시에, 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어가 내뿜어지고, 또한 공작물에 냉각용 에어가 내뿜어지면서, 치형이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 절삭 부스러기의 물림이 발생하지 않는다.
또한, 형성된 기어는, 자동차용 감속기의 베벨 기어인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고속도 공구강제의 블레이드재를 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 이용하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 고속도 공구강제의 블레이드재를 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 가공 장치의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 기어 가공 방법을 실시하는 환상 밀링 커터의 평면도,
도 3은 도 2의 II-II선을 따라 취한 단면도,
도 4는 플랭크(flank) 마모의 상태를 나타내는 그래프,
도 5는 크레이터(crater) 마모의 상태를 나타내는 그래프,
도 6은 플랭크 마모의 상태를 나타내는 그래프,
도 7은 크레이터 마모의 상태를 나타내는 그래프,
도 8은 막 두께와 플랭크 마모의 관계를 나타내는 그래프,
도 9는 이송량과 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 10은 공작물 재질과 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 11은 블레이드 재질과 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 12는 본체 크기와 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 13은 포인트 폭과 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 14는 종래기술과의 비교를 나타내는 그래프,
도 15는 종래기술과의 비교를 나타내는 그래프,
도 16은 (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w를 코팅한 경우의 플랭크 마모와 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 17은 (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w를 코팅한 경우의 플랭크 마모와 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 18은 (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w를 코팅한 경우의 플랭크 마모와 절삭속도의 관계를 나타내는 그래프,
도 19는 다른 실시예에 따른 환상 밀링 커터의 외관도,
도 20은 환상 밀링 커터의 단면도,
도 21은 일반적인 스파이럴 베벨 기어 절삭기의 전체 구성도,
도 22는 환상 밀링 커터의 외관도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
단, 이러한 실시예에 배치되어 있는 구성 부품의 재질, 형상, 그의 상대적 배치 등은 단순히 예시만을 위해 주어진 것으로, 달리 특정된 기재가 없으면 본 발명의 범위를 그에 한정하려는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 기어 가공 방법을 실시하는 기어 가공 장치로서의 스파이럴 베벨 기어 절삭기 및 스파이럴 베벨 기어 커터로서의 환상 밀링 커터의 구성을 설명한다. 도 1은 스파이럴 베벨 기어 절삭기의 개략적 구성도이며, 도 2는 환상 밀링 커터의 평면도이며, 도 3은 도 2의 II-II선을 따라 취한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스파이럴 베벨 기어 절삭기(31)에서는, 스파이럴 베벨 기어 커터로서의 환상 밀링 커터(21)가 커터 헤드(33)의 주축(34)측에 장착되어 있으며, 공작물(35)이 공작물축(36)측에 장착되어 있다. 주축(34)과 공작물축(36)의 회전 중심축은, 평면상에서 보았을 때 교차하는 상태로 배치되어 있다. 커터 헤드(33)는 기계 중심축 주위로 공전 가능하게 지지되어 있으며, 주축(34)은 커터 헤드(33)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 공작물축(36)은 주축(34)의 회전 및 커터 헤드(33)의 공전에 연동하여 회전한다. 본 발명의 기어 가공 방법은 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하기 때문에, 절삭유를 공급하기 위한 노즐은 설치되어 있지 않다.
커터 헤드(33)측에는 환상 밀링 커터(21)의 절삭부를 향해 에어를 내뿜는 에어 공급 수단으로서의 제 1 에어 노즐(51)이 설치되어 있으며, 커터 헤드(33)측에는 환상 밀링 커터(21)를 향해 에어를 내뿜는 제 2 에어 노즐(52)이 설치되어 있다. 또한, 공작물 헤드(55)측에는 공작물(35)의 절삭부 이외의 부분을 향해 에어를 내뿜는 제 3 에어 노즐(53)이 설치되어 있다.
스파이럴 베벨 기어 절삭기(31)를 사용하여 공작물(35)에 치형을 형성하는 경우, 공작물축(36)측에 공작물(35)을 장착하고, 주축(34)측에 환상 밀링 커터(21)를 장착한다. 커터 헤드(33)를 공전시킴과 동시에 주축(34)을 구동 회전시켜 환상 밀링 커터(21)를 공전 및 회전시키고, 공작물축(36)을 회전시켜 공작물(35)을 회전시킨다. 환상 밀링 커터(21)는 회전하면서 가상의 크라운 기어와 함께 기계 중심 주위를 공전하여, 환상 밀링 커터(21)의 절삭날에 의해 가상의 크라운 기어의 치면이 그려진다. 이 치면과 맞물리도록 공작물(35)을 회전시켜 공작물(35)에 치면을 형성한다.
스파이럴 베벨 기어 절삭기(31)를 사용하여 환상 밀링 커터(21)에 의해 형성된 공작물(35)은, 예를 들어 자동차용 감속기 기어로서 사용된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스파이럴 베벨 기어 커터로서의 환상 밀링 커터(21)는, 원반형의 본체(22)의 외주부에 블레이드재(23)가 환상으로 다수 장착되어 구성되어 있다. 블레이드재(23)는 외측 블레이드(24) 및 내측 블레이드(25)를 구비하며, 외측 블레이드(24) 및 내측 블레이드(25)의 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향으로 되어 있다.
스파이럴 베벨 기어 절삭기(31)를 사용하여 치형을 형성하는 경우, 블레이드재(23)가 장착된 환상 밀링 커터(21)를 회전시키면서 가상의 크라운 기어와 함께 기계 중심 주위를 공전시켜, 환상 밀링 커터(21)의 절삭날에 의해 가상 크라운 기어의 치면을 그리고, 그 치면과 맞물리도록 공작물을 회전시켜 공작물에 치면을 형성하여, 스파이럴 베벨 기어의 가공이 행해진다. 하이포이드 기어에 대해서도 동일하게 치면이 형성되게 가공이 행해진다. 기어 절삭 가공중에는, 절삭유의 공급없이 절삭을 행한다(드라이 커팅). 드라이 커팅 가공에 있어서는, 절삭유를 사용하지 않으므로, 바닥면상의 오염이나 악취의 발생이 없고, 폐유 처리도 불필요하다. 따라서, 작업환경이나 지구 환경의 개선에 적합하다.
드라이 커팅에 있어서, 제 1 에어 노즐(51) 및 제 2 에어 노즐(52)로부터 에어를 내뿜으면서 절삭을 실시한다. 제 1 에어 노즐(51)로부터는 환상 밀링 커터(21)의 회전방향을 따르는 방향으로 공작물(35)의 절삭부에 에어가 내뿜어져서, 절삭에 수반하여 생기는 절삭 부스러기가 절삭부로부터 불어 날려져 제거된다. 제 2 에어 노즐(52)로부터는 환상 밀링 커터(21)의 외주방향으로부터 중앙을 향해 블레이드재(23)의 틈새로 에어가 내뿜어져서, 절삭 부스러기가 블레이드재(23)의 틈새로부터 불어 날려져 제거된다. 제 1 에어 노즐(51) 및 제 2 에어 노즐(52)로부터 에어를 내뿜어 스파이럴 베벨 기어의 가공을 행함으로써, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이, 고능률, 저코스트로 치형을 형성할 수 있다. 또한, 제 1 에어 노즐(51)로부터 내뿜어지는 에어내에 소량의 절삭유를 혼합하여 안개(mist) 형태로 내뿜는 것도 가능하다.
또한, 기어 절삭 동안, 제 3 에어 노즐로부터 에어를 내뿜으면서 절삭을 실시한다. 제 3 에어 노즐로부터는 공작물(35)의 절삭부 이외의 부분을 향해 에어가 내뿜어져 공작물(35)의 냉각이 행해진다.
또한, 필요에 따라, 제 1 에어 노즐(51), 제 2 에어 노즐(52) 및 제 3 에어 노즐(53)로부터 에어를 내뿜지 않고 절삭을 실시하는 것도 가능하다. 이 경우, 제 1 에어 노즐(51), 제 2 에어 노즐(52) 및 제 3 에어 노즐(53)이 설치되어 있지 않은 스파이럴 베벨 기어 절삭기를 사용하는 것도 가능하다.
블레이드재(23)로서는, TiAl의 질화물(TiAlN), 또는 TiAl의 탄질화물을 코팅한 고속도강제의 블레이드재(23)가 사용된다. 블레이드재(23)에 코팅된 TiAl의 질화물, 또는 TiAl의 탄질화물은, 단층 코팅한 것 및 다층 코팅중 일층에 어느 하나의 재료를 코팅한 것을 사용할 수 있다. 블레이드재(23)는 고속도강제로 되어 있으므로, 저가로 코스트의 저감을 도모할 수 있다.
블레이드재(23)에 TiAl의 질화물, TiAl의 탄질화물을 코팅하는 것에 의해, 코팅막중의 Al이 절삭열에 의해 온도 상승하고, 그 결과 대기에 의해 산화되어 코팅막의 표면에 내마모성이 높은 산화막이 형성되어 블레이드재(23)가 마모되기 어렵게 된다. 또한, 이러한 산화막은 막 내부의 산화를 저지하는 효과가 있고, 코팅막의 밀착력을 강화시킨 상태로 유지할 수 있다.
그리고, 실질적으로, (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))의 조성(단, 0.2≤x≤0.85, 0.2≤y≤1.0)의 막에 있어서의 (Ti(1-x)Alx)과 (NyC(1-y))의 비율은,
(Ti(1-x)Alx):(NyC(1-y))=1.1:0.9로부터
(Ti(1-x)Alx):(NyC(1-y))=0.9:1.1의 사이로 되어 있다. 즉,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w에 있어서의 w가
0.45≤w≤0.55로 되어 있다.
통상, (Ti(1-x)Alx)과 (NyC(1-y))의 비율은 1:1로 되지만, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 많이 함유하여 고용강화시키도록 하여도 문제가 없다.
상술한 환상 밀링 커터(21)를 사용한 본 발명의 기어 가공 방법을 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti(1-x)Alx)N의 조성으로 이루어진 재료를 막 두께 1.7㎛로 일층 코팅한 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)를 사용하고, 절삭유를 공급하지 않고 절삭을 행한다(드라이 커팅).
도 4에는 (Ti(1-x)Alx)N의 조성으로 이루어진 재료의 x의 값과 플랭크 마모의 관계를 나타내며, 도 5에는 (Ti(1-x)Alx)N의 조성으로 이루어진 재료의 x의 값과 크레이터 마모의 관계를 나타내고 있다. 도 4 및 도 5에 있어서의 블레이드재(23)는, (Ti(1-x)Alx)N의 조성으로 이루어진 재료를 일층 코팅한 고속도강이며, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치이며, 공작물은 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이고, 절삭속도는 20m/min, 40m/min, 120m/min, 200m/min, 400m/min이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, x의 값이 0.2≤x≤0.85의 범위에 있는 조성의 (Ti(1-x)Alx)N을 코팅한 블레이드재(23)가, 절삭속도가 20m/min, 40m/min, 120m/min, 200m/min, 400m/min에서의 플랭크 마모 및 크레이터 마모가 실용한계(0.2mm)내에 들어 실용가능하게 된다.
이상과 같이, x의 값이 0.2≤x≤0.85의 범위에 있는 조성의 (Ti(1-x)Alx)N의 코팅막을 코팅한 고속도강제의 블레이드재(23)를 적용한 환상 밀링 커터(21)로서, 절삭속도를 400m/min 이하의 범위로하여 드라이 커팅으로 베벨 기어를 형성하면, 고능률로 저코스트의 기어 형성이 실현될 수 있다. 또한, 절삭속도 40m/min 이상 120m/min 이하로 하면 보다 바람직하다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 2 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))의 조성으로 이루어진 재료를 막 두께 1.7㎛로 일층 코팅한 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)를 사용하고, 절삭유를공급하지 않고 절삭을 행한다(드라이 커팅).
도 6에는 (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))의 조성으로 이루어진 재료의 y의 값과 플랭크 마모의 관계를 나타내며, 도 7에는 (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))의 조성으로 이루어진 재료의 y의 값과 크레이터 마모의 관계를 나타내고 있다. 도 6 및 도 7에 있어서의 블레이드재(23)는, (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))의 조성으로 이루어진 재료를 일층 코팅한 고속도강이며, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치이며, 공작물은 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이고, 절삭속도는 20m/min, 40m/min, 120m/min, 200m/min, 400m/min이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, y의 값이 0.2≤y≤1.0의 범위에 있는 조성의 (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))을 코팅한 블레이드재(23)가, 절삭속도가 20m/min, 40m/min, 120m/min, 200m/min, 400m/min에서의 플랭크 마모 및 크레이터 마모가 실용한계(0.2mm)내에 들어 실용가능하게 된다.
이상과 같이, y의 값이 0.2≤y≤1.0의 범위에 있는 조성의 (Ti0.5Al0.5)(NyC(1-y))의 코팅막을 코팅한 고속도강제의 블레이드재(23)를 적용한 환상 밀링 커터(21)로서, 절삭속도를 400m/min 이하의 범위로하여 드라이 커팅으로 베벨 기어를 형성하면, 고능률로 저코스트의 기어 형성이 실현될 수 있다. 또한, 절삭속도 40m/min 이상 120m/min 이하로 하면 보다 바람직하다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 3 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)N의 조성으로 이루어진 재료의 막 두께(d)를 0.5㎛≤d≤1.7㎛의 범위로 변화시켜, 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)에 코팅한 것을 사용하고, 절삭유를 공급하지 않고 절삭을 행한다(드라이 커팅). 막 두께(d)는, (Ti0.5Al0.5)N이 일층의 경우이거나, 또는 0.05㎛의 두께의 TiN을 사이에 두고 다층으로 한 경우의 총 두께이다. 또한, 블레이드재(23)는, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치이며, 공작물은 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이다.
도 8은 (Ti0.5Al0.5)N의 코팅의 적정한 막 두께를 구하는 그래프로서, 도 8의 횡축은 막 두께의 합계를 나타낸 것이다. 즉, (Ti0.5Al0.5)N이 단층이면 그것의 두께를 나타내고, 다층이면 전체 막 두께의 합계를 나타낸 것이다. 종축은 코팅을 막 두께 1.7㎛로 행한 블레이드재(23)의 플랭크 마모를 1로할 때의 플랭크 마모의 비를 타나낸 것이다.
(Ti0.5Al0.5)N을 일층 코팅한 경우에는, 막 두께가 1㎛보다 작은 경우와, 16㎛를 상회하는 부근에서 플랭크 마모의 비가 증대하고 있다. (Ti0.5Al0.5)N을 다층 코팅한 경우에는, 일층 코팅한 경우에 비해 마모는 감소하고 있다. 따라서, (Ti0.5Al0.5)N의 막 두께(d)는 1㎛ 내지 16㎛ 사이가 바람직하며, 단층이거나 다층이라도 좋다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 4 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)N의 조성으로 이루어진 재료를 일층 코팅한 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)를 사용하고, 절삭유를 공급하지 않고 이송량을 변화시키면서 절삭을 행한다(드라이 커팅). 블레이드재(23)는, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치 이며, 공작물은 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이다.
도 9에는, 절삭속도와 실용가능한 플랭크 마모 및 크레이터 마모에 적합한 이송량과의 관계를 나타내고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 이송량이 0.58mm/bl로 된 경우에는, 절삭속도 360m/min까지 마모가 실용가능한 영역이었다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 5 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)N의 조성으로 이루어진 재료를 일층 코팅한 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)를 사용하고, 절삭유를 공급하지 않고 공작물의 재질을 바꿔 절삭을 행한다(드라이 커팅).
즉, 공작물로서, 기어재의 대표적인 각종의 침탄 및 기소강(예컨대, SCM435 등), 탄소강(S45C 등), 주철(FCD50 등)에 대해서 경도를 바꿔 드라이 커팅이 유효한 (마모량이 실용한계내에 드는 경우의) 절삭속도 영역을 조사한 것이다. 블레이드재(23)는, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치 이며, 가공수는 300개이다.
도 10에는, 절삭속도와 실용가능한 플랭크 마모 및 크레이터 마모에 적합한 공작물 재질과의 관계를 나타내고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 탄소강의 경우에는, 절삭속도 380m/min까지 마모가 실용가능한 영역이었다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 6 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)N의 조성으로 이루어진 재료를 1.7㎛의 막 두께로 일층 코팅한 고속도강제의 블레이드재(23)를 사용하고, 블레이드재(23)의 재질을 5종류의 고속도강재로 바꿔 절삭유를 공급하지 않고 절삭을 행한다(드라이 커팅).
즉, 블레이드재의 재질로서, SKH51, SKH55, 분말 고속도강(1.6%C, 8%W, 6%Mo, 기타), 분말 고속도강(2.2%C, 12%W, 2.5%Mo, 기타), 분말 고속도강(1.3%C, 6%W, 5%Mo, 기타)을 적용하여, 각종 재질에 대하여 드라이 커팅이 유효한 절삭속도 영역을 조사한 것이다. 블레이드재(23)는, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치이며, 공작물의 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이다.
도 11에는, 블레이드재(23)의 재질과 실용가능한 플랭크 마모 및 크레이터 마모에 적합한 절삭속도와의 관계를 나타내고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 블레이드재(23)의 재질이 SKH51인 경우에는, 절삭속도가 380m/min까지 마모가 실용가능한 영역이었다.
본 발명의 기어 가공 방법의 제 7 실시예를 설명한다. 환상 밀링 커터(21)의 블레이드재(23)로서, (Ti0.5Al0.5)N의 조성으로 이루어진 재료를 1.7㎛의 막 두께로 일층 코팅한 고속도강(SKH55)제의 블레이드재(23)를 사용하고, 절삭유를 공급하지 않고 본체(22)의 크기 및 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)을 변화시켜 절삭을 행한다(드라이 커팅).
즉, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)의 크기가 6인치인 경우에, 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)을 0.06인치로 하고, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)의 크기가 9인치인 경우에 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)을 0.10인치로 하고, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)의 크기가 12인치인 경우에 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)을 0.14인치로 하였다. 블레이드재(23)는, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 공작물의 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이다.
도 12에는, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)의 크기와 실용가능한 플랭크 마모 및 크레이터 마모에 적합한 절삭속도와의 관계를 나타내고 있다. 또한, 도 13에는, 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)과 실용가능한 플랭크 마모 및 크레이터 마모에 적합한 절삭속도와의 관계를 나타내고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본체(22)의 크기 및 블레이드재(23)의 포인트 폭(P)의 전체 조건에 있어서, 마모가 실용가능한 영역이었다.
도 14 및 도 15에는, 고속도강재를 모재로 하는 블레이드재(23)에 (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y)):0.2≤x≤0.85, 0.2≤y≤1.0인 조성의 막의 코팅을 실시하고 절삭유를 공급하지 않는 드라이 커팅을 행한 본 발명의 경우와, 종래의 절삭유를 공급하여 가공을 행한 경우에 있어서의 절삭속도와 플랭크 마모량, 크레이터 마모량과의 관계를 각각 나타내고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 경우, 종래에 비해 플랭크 마모 및 크레이터 마모가 함께 개선되고, 또한 고속 가공을 행하여도 마모의 진행이 적다고 판단된다.
다음에, 블레이드재(23)에 코팅된 막의 다른 예를 설명한다. 블레이드재(23)에 양질의 질화물을 형성할 수 있는 질화물 형성 원소를 첨가한 TiAl의 질화물, TiAl의 탄질화물을 코팅한 것을 사용한다. 블레이드재(23)에, 질화물 형성 원소를 첨가한 TiAl의 질화물 또는 TiAl의 탄질화물중 어느 것을 단층 코팅한 것 및 다층 코팅중 일층에 어느 하나의 재료를 코팅한 것을 사용한다.
여기에서, 질화물 형성 원소로서는, Zr(지르코늄), Hf(하프늄), Y(이트륨), V(바나듐), Nb(니오브), Ta(탄탈), Si(실리콘), Cr(크롬), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), B(붕소), Mg(마그네슘), Ca(칼슘) 및 Be(베릴늄)이 적용된다.
다시 말하면, 질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로 (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w의 조성(단, 0.2≤x≤0.85, 0.2≤y≤1.0, 0.15≤z≤0.8, 0.7≤(z+x)＜1.0, 0.45≤w≤0.55)의 적어도 일층의 막을 블레이드재(23)에 실시한 것을 사용하는 것이다.
단, (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w에 있어서의 x의 범위를 0.2≤x≤0.85로 규정함과 함께, y의 범위를 0.2≤y≤1.0으로 규정하는 것에 의해, z의 범위는 1에서 x를 뺀 범위로 된다(z=1-x). 이 때문에, TiAl, NC는 질화물 형성 원소(M)를 첨가하지 않는 전술의 경우와 동일한 조성의 범위로 되어, 도 4 내지 도 15의 결과와 대략 동일한 효과가 얻어진다. 질화물 형성 원소(M)를 첨가하는 것에 의해, 질화물 형성 원소(M)는 TiAl과 치환가능하게 양질의 질화물을 형성할 수 있다.
이하에, 질화물 형성 원소(M)의 대표 원소로서, V(바나듐), B(붕소) 및 Zr(지르코늄)을 적용한 경우를 도 16 내지 도 18을 참조로 구체적으로 설명한다. 도 16에는, V, B를 소량 첨가한 경우의 절삭속도와 플랭크 마모의 관계를 나타내며, 도 17은 V, B 및 Zr을 도 16보다도 많이 첨가한 경우의 절삭속도와 플랭크 마모의 관계를 나타내고 있다.
여기에서, 블레이드재(23)는, 포인트 폭(P)이 0.06인치, 압력각(S)이 10도 내지 20도, 방향이 우향이다. 또한, 환상 밀링 커터(21)의 본체(22)는 6인치이고, 공작물은 재질이 SCM435이고, 가공수는 300개이다.
도 16에 도시된 바와 같이, (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w로서, (Ti0.795Al0.2V0.005)N, (Ti0.15Al0.845V0.005)N, (Ti0.5Al0.45B0.05)(N0.9C0.1)의 조성의 막을 적어도 일층을 블레이드재(23)에 코팅한 경우, 절삭속도 400m/min 부근 이하에서, 플랭크 마모량이 실용 마모 한계(0.20mm)보다 작은 공구 마모량에 들어 있다. 따라서, 질화물 형성 원소인 V, B를 소량 첨가한 경우에도, 질화물 형성 원소를 첨가하지 않은 경우와 동일한 고능률 저코스트 가공이 실현될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 크레이터 마모에 대해서도 작은 마모량(실용 마모 한계내)에 들어 있는 것이 확인되었다.
도 17에 도시된 바와 같이, (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w로서, (Ti0.5Al0.4V0.1)N, (Ti0.6Al0.2B0.2)N, (Ti0.4Al0.3V0.3)(N0.7C0.3), (Ti0.4Al0.3Zr0.3)(N0.5C0.5)의 조성의 적어도 일층의 막을 블레이드재(23)에 코팅한 경우, 절삭속도 400m/min 부근 이하에서, 플랭크 마모량이 실용 마모 한계(0.20mm)보다 작은 공구 마모량에 들어 있다. 따라서, 질화물 형성 원소인 V, B 및 Zr를 도 16보다도 많이 첨가한 경우에도, 질화물 형성 원소를 첨가하지 않은 경우와 동일한 고능률 저코스트 가공이 실현될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 크레이터 마모에 대해서도 작은 마모량(실용 마모 한계내)에 들어 있는 것이 확인되었다.
또한, 첨가하는 질화물 형성 원소의 양이 TiAl 첨가원소의 조성에 비해 조성비로 0.3을 초과하면, 막의 박리가 발생하기 쉽게 되기 때문에, 첨가하는 질화물 형성 원소의 양은 TiAl 첨가원소의 조성에 비해 0.3 이하가 바람직하다. 질화물 형성 원소의 양이 TiAl 첨가원소의 조성에 비해 0.3을 넘으면[(z+x)가 0.7보다 작으면], 즉, 질화물 형성 원소(M)의 비율이 과다하면, TiAl의 기본 특성이 손상되어 박리가 발생된다.
다음에, 금속 원소(Ti, Al, 첨가하는 질화물 형성 원소)와 C를 포함하는 비금속 원소(N)의 비율을 변화시킨 경우를 도 18을 참조로 구체적으로 설명한다. 도 18에는 금속 원소와 C를 포함하는 비금속 원소의 조성비를 0.45 내지 0.55 사이에서 변화시킨 경우의 절삭속도와 플랭크 마모와의 관계를 나타내고 있다. 또한, 가공의 조건 등은 도 16 및 도 17에 도시된 경우와 동일하다. 코팅막은 단층이고, 막 두께는 1.7㎛이다.
도 18에 도시된 바와 같이, (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w로서, (Ti0.5Al0.4V0.1)0.45N0.55및 (Ti0.5Al0.4V0.1)0.55N0.45의 조성의 적어도 일층의 막을 블레이드재(23)에 코팅한 경우, 금속 원소가 많은 경우 또는 C를 포함하는 비금속 원소가 많은 경우 중 어느 경우에 있어서도 절삭속도 400m/min 부근 이하에서 플랭크 마모량이 실용 마모 한계(0.20mm)보다 작은 공구 마모량에 들고, 고능률 저코스트 가공이 실현가능하다. 또한 도시되지는 않았지만, 크레이터 마모에 있어서도 작은 마모량(실용 마모 한계내)에 들어 있는 것이 확인되었다. 여기에서, w를 0.45≤w≤0.55로 한 것은, w가 0.45≤w≤0.55의 범위를 벗어나면, 막의 박리나 막의 내마모성의 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다.
또한, 통상, (TizAlxM(1-z-x))와 (NyC(1-y))w의 비율은 1:1로 하지만, 금속 원소인 Ti, Al 및 첨가하는 질화물 형성 원소에 대해, C를 포함하는 비금속 원소를 많이 하거나 적게 하여도 문제는 없다. C를 포함하는 비금속 원소를 많이 하는 것에 의해 고용강화가 기대될 수 있다.
상술한 바와 같이, 질화물 형성 원소(M)로서, V, B 및 Zr을 첨가한 막을 코팅하여 드라이 커팅을 행하여도, 마모량이 실용 마모 한계내에 들고, V, B 및 Zr을 첨가하지 않는 경우와 동일한 고능률 저코스트 가공이 실현될 수 있다. 또한, 질화물 형성 원소(M)로서, V, B 및 Zr을 첨가한 경우에도 동일하게 고능률 저코스트 가공이 실현될 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조로 환상 밀링 커터의 다른 실시예를 설명한다. 도 19에는 다른 실시예에 따른 환상 밀링 커터의 외관을 도시하며, 도 20에는 환상 밀링 커터의 단면을 도시하고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 스파이럴 베벨 기어 커터로서의 환상 밀링 커터(61)는, 원반형의 본체(62)의 외주부에 절삭 봉형 바 블레이드 타입의 블레이드재(63)가 환상으로 다수 장착되어 있으며, 블레이드재(63)는 링(71)에 의해 본체(62)에 고정되어 있다. 블레이드재(63)는 외측 블레이드(64) 및 내측 블레이드(65)를 구비한다.
블레이드재(63)로서는, 전술한 블레이드재(23)와 동일하게, TiAl의 질화물, 또는 TiAl의 탄질화물을 적어도 절삭날의 부위에 코팅한 고속도강제의 블레이드재(63)가 사용된다. 바 블레이드 타입의 블레이드재(63)를 적용한 환상 밀링 커터(61)에 있어서도, 전술한 환상 밀링 커터(21)와 완전 동일하게 고능률 저코스트의 드라이 커팅이 실현될 수 있다. 또한, 블레이드재(63)는 봉형 바 블레이드 타입으로 되어 있으므로, 절삭날의 형성을 행하는 연마를 축방향으로 실시할 수 있어, 앞 경사각(top rake) 표면을 연마할 필요가 없어 하나의 블레이드재(63)를 장기에 걸쳐 반복하여 사용할 수 있다.
청구의 범위 제 1 항의 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서, 실질적으로 TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 2 항의 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 3 항의 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 4 항의 발명의 기어 가공 방법은, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서, 질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 5 항의 발명의 기어 가공 방법은, 절삭속도가 40m/min 이상 120m/min 이하이기 때문에, 고능률 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 6 항의 발명의 기어 가공 방법은, 절삭부에 절삭 부스러기를불어 날려버리는 에어를 내뿜으면서 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이 고능률 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
청구의 범위 제 7 항의 발명의 기어 가공 방법은, 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서, 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜으면서, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜으면서 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이 고능률 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
상기 기어 가공 방법은, 형성된 기어가 자동차용 감속기의 베벨 기어이기 때문에, 자동차용 감속기의 베벨 기어를 고능률 저코스트로 가공하는 것이 가능하게 된다.
청구의 범위 제 9 항의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서, 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로, TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 10 항의 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 11 항의 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 12 항의 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 13 항의 발명의 기어 가공 장치는, 절삭속도가 40m/min 이상 120m/min 이하이기 때문에, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 14 항의 발명의 기어 가공 장치는, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 에어 공급 수단을 설치하였기 때문에, 에어 공급 수단으로부터 에어를 내뿜으면서 절삭을 행함으로써, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이 고능률 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
청구의 범위 제 15 항의 발명의 기어 가공 장치는, 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 제 1 에어 노즐을 설치함과 동시에, 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새의 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜는 제 2 에어 노즐을 설치하고, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜는 제 3 에어 노즐을 설치하였기 때문에, 에어를 내뿜으면서 절삭을 행하여, 절삭 부스러기의 물림이 생기는 일없이 고능률, 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
상기 기어 가공 장치는, 형성된 기어가 자동차용 감속기의 베벨 기어이기 때문에, 자동차용 감속기의 베벨 기어를 고능률, 저코스트로 가공하는 것이 가능하게 된다.
청구의 범위 제 17 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서, 실질적으로, TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고, 절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 18 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
단, 0.2≤x≤0.85,
0.2≤y≤1.0
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 19 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
실질적으로,
(Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.45≤w≤0.55
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 20 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
(TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
단, 0.2 ≤x≤0.85,
0.2 ≤y≤1.0,
0.15≤z≤0.8,
0.7 ≤(z+x)＜1.0,
0.45≤w≤0.55,
의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되도록 하였기 때문에, 초경합금 등의 고가인 블레이드재를 사용하지 않고 절삭속도를 대폭적으로 향상시켜 베벨 기어의 치형을 형성할 수 있다. 그 결과, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
또한, 금속 원소인 Ti, Al에 N, C를 동등하게 또는 다량 함유시킴으로써, 코팅막의 고용강화가 기대될 수 있다.
청구의 범위 제 21 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 절삭속도가 40m/min 이상 120m/min 이하이기 때문에, 고능률, 저코스트로 기어 가공이 실현가능하게 된다.
청구의 범위 제 22 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서 치형이 형성되기 때문에, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이, 고능률, 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
청구의 범위 제 23 항의 발명의 스파이럴 베벨 기어 커터는, 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어가 절삭부에 내뿜어지는 것과 동시에, 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어날려버리는 에어가 내뿜어지고, 또한 공작물에 냉각용 에어가 내뿜어지면서, 치형이 형성되기 때문에, 절삭 부스러기의 물림이 발생하는 일없이, 고능률, 저코스트의 베벨 기어 형성이 실현가능하다.
상기 스파이럴 베벨 기어 커터는, 형성된 기어가 자동차용 감속기의 베벨 기어이기 때문에, 자동차용 감속기의 베벨 기어를 고능률, 저코스트로 가공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (24)

  1. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
    실질적으로,
    TiAlN의 조성의 막을 적어도 일 층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
    절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  2. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
    실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
    단, 0.2≤x≤0.85,
    0.2≤y≤1.0
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
    절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  3. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서,
    실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.45≤w≤0.55
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
    절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  4. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여, 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 방법에 있어서, 질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
    (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.15≤z≤0.8,
    0.7 ≤(z+x)＜1.0,
    0.45≤w≤0.55,
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착된 스파이럴 베벨 기어 커터를 사용하여,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
    절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭속도가 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서, 상기 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜으면서, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜으면서 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 방법.
  8. 삭제
  9. 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
    TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고,
    절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  10. 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
    단, 0.2≤x≤0.85,
    0.2≤y≤1.0
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  11. 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.45≤w≤0.55
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  12. 스파이럴 베벨 기어 커터가 지지되는 커터 헤드의 공구 주축과 공작물이 지지되는 공작물축의 회전 중심축이 서로 교차하는 상태로 설치됨과 동시에, 커터 헤드가 기계 중심 주위로 공전 가능하게 지지되고, 공작물축을 공구 주축의 회전 및 커터 헤드의 공전에 연동하여 회전시킴으로써, 스파이럴 베벨 기어 커터와 공작물을 맞물리게 하여 베벨 기어를 형성하는 기어 가공 장치에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터에는, 실질적으로,
    (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.15≤z≤0.8,
    0.7 ≤(z+x)＜1.0,
    0.45≤w≤0.55,
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도를 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 하고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭을 행하는 드라이 커팅에 의해 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭속도는 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  14. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 에어 공급 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  15. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스파이럴 베벨 기어 커터의 회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜는 제 1 에어 노즐을 설치함과 동시에, 상기 스파이럴 베벨 기어 커터의 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새의 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 내뿜는 제 2 에어 노즐을 설치하고, 또한 공작물에 냉각용 에어를 내뿜는 제 3 에어 노즐을 설치한 것을 특징으로 하는 기어 가공 장치.
  16. 삭제
  17. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
    실질적으로, TiAlN의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  18. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
    실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(NyC(1-y))
    단, 0.2≤x≤0.85,
    0.2≤y≤1.0
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  19. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
    실질적으로,
    (Ti(1-x)Alx)(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.45≤w≤0.55
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  20. 고속도 공구강제의 블레이드재를 커터 본체에 장착한 스파이럴 베벨 기어 커터에 있어서,
    질화물 형성 원소를 M으로 하고, 실질적으로,
    (TizAlxM(1-z-x))(1-w)(NyC(1-y))w
    단, 0.2 ≤x≤0.85,
    0.2 ≤y≤1.0,
    0.15≤z≤0.8,
    0.7 ≤(z+x)＜1.0,
    0.45≤w≤0.55,
    의 조성의 막을 적어도 일층 코팅한 블레이드재가 장착되고,
    절삭속도가 20m/min 이상 400m/min 이하의 범위로 되고, 절삭유를 사용하지 않고 절삭이 행해지는 드라이 커팅에 의해 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭속도는 40m/min 이상 120m/min 이하인 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  22. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어를 절삭부에 내뿜으면서 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  23. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    회전방향에 따른 방향으로, 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어가 절삭부에 내뿜어지는 것과 동시에, 외주로부터 중앙을 향해 블레이드재의 틈새로부터 절삭 부스러기를 불어 날려버리는 에어가 내뿜어지고, 또한 공작물에 냉각용 에어가 내뿜어지면서, 치형이 형성되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 베벨 기어 커터.
  24. 삭제
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