JPH0192025A - 歯車加工機 - Google Patents

歯車加工機

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JPH0192025A
JPH0192025A JP62248120A JP24812087A JPH0192025A JP H0192025 A JPH0192025 A JP H0192025A JP 62248120 A JP62248120 A JP 62248120A JP 24812087 A JP24812087 A JP 24812087A JP H0192025 A JPH0192025 A JP H0192025A
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cutter
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axis
axis motor
motor
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JP62248120A
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Yasuhiko Omoto
大本 泰彦
Yuuji Kamiya
神谷 優次
Shigeru Hayashi
茂 林
Takashi Sakai
隆 酒井
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はラック形カッタを有する歯車加工機に関し、特
に2段付歯形、パリアブレシオ歯形等の歯形成形が可能
な歯車加工機に関する。
(従来の技術) ハンドル操作の操作性向上に関し、高速直進走行時での
操縦安定性をよ<シ、低速旋回時での操舵力を軽くする
目的で、ステアリングギアに段付歯車、バリアブルレシ
オ歯車等が使用される。すなわち9段付歯車は車両の直
進時でのガタ付をなくして直進状態を維持する作用をし
、バリアブルレシオ歯車はギア比を変化させて操舵力を
軽減させる。
段付歯車は第4図に示すように、中央歯40の両側面に
一対のコブ形状をなす段付歯40aを形成してなるもの
である。また、バリアブルレシオ歯車は、第6図に示す
ように、ピッチ円径が変化する。すなわち中央歯61の
両側でピッチ円BOの直径doが小さくなるように変化
し、それに伴って歯数Zも減少するように変化する(モ
ジュールm−d。
/Zは一定)ものである。
段付歯車の段付歯40aの成形はラックカッタを転位す
ることにより成形が行われる一 従来の歯車加工機として第8図に示すものがある。同図
において、X軸、Y軸及びZ軸は一つの駆動モータM1
により駆動されていた。すなわち、Y軸はX軸及び2つ
の歯車シャフト70.71を介して駆動伝達され、Z軸
は歯車機構72及び歯車シャフト73を介して駆動伝達
され、これらX。
Y、23軸は同期伝達されていた。また、Xo軸は油圧
サーボ75により駆動され、この駆動制御は倣い機構7
4を介して行われ、他の3軸と同期を画していた。
この従来加工機により段付歯を成形するには。
治具ベース7Bをガイド77に沿ってX。軸方向に摺動
させる(ラックカッタ78に対しワーク79を転位。
させる)ことにより成形が行われていた。すなわち、X
軸の回転によるねじ87の送り作用によりテンプレート
80が軸方向に移動し、この移動によりテンプレートの
倣い型はX軸に直交する触針81の変位に置き換えられ
、この変位はサーボバルブ82を介してオイルの流量変
化に変換される。この流量変化は油圧サーボ75の油圧
シリンダ83に導入されピストン84に変位を与える。
このピストン変位はこのピストンに連動するくさび形の
カム85に伝達され、このカムのシリンダ軸方向の移動
はこのカムに係合するロッド端部88aを介してロッド
86に伝達され、このロッドのXo軸方向移動によりス
トッパ位置決めされ2ケのシリンダ8Bの動力により治
具ベース7Bの摺動が行われる。
(発明により解決すべき問題点) 上記従来装置においては9段付歯形を高精度に加工する
ことが困難であった。これは以下の理由による。
(i)オーブンループ方式の油圧サーボを使用している
ため、治具ベースの正確な位置決めが困難である。
(ii )大重量の治具ベースを移動させるため。
他軸との同期が困難である。
(iii )油圧サーボにおいて、熱により差圧が不安
定になり、正確な作動が困難である。
(1■)油圧サーボの連結部において、くさび形カムの
くいつき、あるいは離脱時の負荷抵抗によって、Xo軸
方向の位置ずれをおこす。
また、バリアブルレシオ加工のようなワーク仕様に対し
ては、従来の装置では適応が困難であった。
更にまた1段取時において、倣い加工用テンプレートの
交換後試加工する際のワーク位置決めが難しいため、2
,3回の試加工が必要とされていた。
よって1本発明は上記問題点を解決する新規な歯車加工
機を提供することを目的とする。
(発明による問題点の解決手段) 本発明の歯車加工機は、歯車素材を送り回転させるZ軸
モータと、該歯車素材の回転円接線方向(Y軸方向)に
ラック形カッタのピッチ線を位置決めすると共に該カッ
タに該歯車素材の軸方向(Z軸方向)に往復切削運動を
与えるカッタアセンブと、該カッタアセンブリを介して
前記カッタを前記接線方向に送り運動させるY軸モータ
と。
該Y軸モータ及び前記カッタアセンブリを搭載するコラ
ムを前記歯車素材のラジアル方向に移動させて該歯車素
材と該カッタとの相対位置を変位させるX軸モータと、
これらX軸、Y軸及び2軸モータを駆動制御するサーボ
装置とを有し。
該サーボ装置を介して、前記カッタと前記歯車素材との
間にそれぞれのピッチ線とピッチ円がすべりなく転がり
接触する運動を与えつつ、該カッタの前記往復切削運動
と、X軸モータ及び2軸モータのいずれか又はこれら両
者の駆動制御により該歯車素材に段付歯形、バリアブル
レシオ歯形、段付バリアブルレシオ歯形等の歯形を創成
することを特徴とする。
前記X軸モータの駆動制御は前記歯車素材と前記カッタ
との相対位置が一時的に変位する駆動制御を含むことが
好ましい。
前記2軸モータの駆動制御は前記歯車素材が等加減速度
で回転可能な駆動制御を含むことが好ましい。
(実施例) 以下9本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第1
図は本実施例に係る歯車加工機の正面図、第2図は開平
面図、第3図は同加工機の部分斜視図、を夫々示す。歯
車素材、すなわちセクタギアワークWの一端は、治具プ
レ7ト6の一端に形成された台eaに回転可能に支持さ
れている治具7にクランプ固定され位置決めがされてい
る。また、セクタギアワークWの他端は、治具プレート
6の他端に形成された台Bb上を摺動可能に配されてい
るテールストック8のセンタ8aにより2軸88方向に
押圧されている。治具7は、2軸NCモータ22に連結
されているウオームギア18とこのウオームギア18と
かみ合うギア13を介して駆動され、ワークWはこのモ
ータ22の回転に同期して回転する。
ラック形カッタlOは、複数の切刃を有し、各切刃は横
方向に並列してくし形に形成されている。
このくし形ラックカッタ10は刃物ホルダ15に固定さ
れ、この刃物ホルダ15はY軸スライドテーブル39に
摺動可能に配されている。Y軸スライドテーブル39は
、その外部に前記刃物ホルダ15と主軸モータ5を配す
ると共に、そ”の内部に、この主軸モータ5に連結する
ギア28と、このギア23とがみ合うギア24と、この
ギア24に連結するクランク機構14とを有している。
このクランク機構14は刃物ホルダ15に連結している
。主軸モータ5の回転はギア23.24及びクランク機
構14を介して刃物ホルダ15に伝達されこの刃物ホル
ダ15を前記ワークWの軸方向に往復運動させる。この
往復運動の切削行程でカッタ10による歯切が行われる
この主軸モータ5からラックカッタlOに連なる一連の
アセンブリ25は、YIdlNCモータ2BによりY軸
30方向、すなわち上下方向に駆動され、そのラックカ
ッタlOのピッチ線は前記セクタギアワークWのピッチ
円接線位置に配されてこの接線方向に上下運動する。す
なわち、ギアボックス4の上側外部4aにナツト20が
固定され、このナツト20の内部にボールネジ部が形成
されている。このナツト20はこのボールネジ部を介し
てボールネジ19に螺合されている。ボールネジ19の
一端はY軸モータ2Bに連結され、このY軸モータ2B
はコラム9に固定されている支持部材27を介して回転
可能にコラム9に支持されている。Y軸モータ2Bの回
転はこれに連結するボールネジ19を回転させ、この回
転によるネジの送り作用によりこれに螺合するナツト2
0は軸方向に移動する。このナツト20の移動を介して
アセンブリ25は上下方向に駆動される。
このアセンブリ25は、ナツト20.ボールネジ19、
 Y軸モータ2B及び支持部材27を介してコラム9に
支持されている。このコラム9はX軸32方向、すなわ
ちセクタギアワークのラジアル方向に配されているスラ
イドベース2上をX軸NCモータ28により駆動される
(このX軸32は、前記Y軸30と直交している)。す
なわち、ナツト17がコラム9に固定され、このナツト
17の内部にはボールネジ部が形成され、このナツト1
7はこのボールネジ部を介してボールネジlBニ螺合さ
れている。このボールネジ16の一端はX軸モータ28
に連結され、このX軸モータ28はスライドベース2に
固定されている支持部材29を介して回転可能にスライ
ドベース2に支持されている。X軸モータ28の回転は
これに連結するボールネジ16を回転させ、この回転に
よるネジの送り作用によりこれに螺合するナツト17は
軸方向に移動する。このナツト17の移動を介してコラ
ム9はスライドベース2上を摺動し、これによりカッタ
とワークとの相対位置を変位させている。
これらX軸、Y軸及び2軸モータはこれらモータを駆動
制御するサーボ装置29に連結されている。このサーボ
装置29は数値制御(NC)によるセミクローズトルー
プ方式のサーボ制御装置である。サーボ装置29は、N
Cコントローラ12を有し、このNCコントローラ12
と各軸モータとはエンコーダ12a及びデコーダ12b
を介してそれぞれ連結している。NCコントローラ12
よりの指令はデコーダ12bを介して出力信号として各
軸モータに送られ、各軸モータからの制御量(回転角等
)はエンコーダ12aを介してNCコントローラ12に
フィードバックされる。
第5図に示すものは各種歯形を創成するための各軸NC
モータにおける速度−時間関係図である。5−1図に段
付歯形を創成するための各モータの駆動関係を示す。Y
軸モータと2軸モータとは、これらモータにより送り運
動が与えられるカッタと歯車素材とが理想的にかみ合う
ような運動、すなわち転がり接触運動をするように速度
−時間制御される。すなわち、Y軸モータを介してカッ
タの直線送り運動が、また2軸モータを介して歯車素材
の回転送り運動がそれぞれ与えられる。コブ状の段付歯
形は、X軸モータの一時的な駆動制御、すなわちカッタ
の歯車素材に対するX軸方向の一時的な後退(駆動制御
31)及びリターン(後退位置から元にもどる駆動制御
32)により達成される。
5−2図は段付バリアブルレシオ歯形を創作するための
各モータの駆動関係を示す。ここでは。
2軸モータの回転速度を等加速、あるいは等減速制御す
る。すなわち、Y軸モータとの間に転がり接触運動の制
御関係を与えつつ、2軸モータを削り始め33より1等
減速制御349等速制御35プラスX軸モータ制御37
.及び等加速制御3Gシて目的の創成歯を創成する。
なお1本発明においては、5−3図に示すように、2軸
モータの制御において1等加減速域を微小分割37シ、
第5−2図に示す等加減速度制御と類似の制御を行い目
標精度を満足させる。
(実施例の作用) サーボ装置29において、指示数値データが書かれたプ
ログラムが読み込まれ、このプログラムデータがNCコ
ントローラ12に送られると、このプログラムに沿って
回転速度等の指令がNCコン□ トローラ12により発
せられる。この指令はデコーダ12bを介して各軸NC
モータに出力信号として送られ、これらモータを駆動制
御する。また、各軸モータの制御11(回転角度等)は
、エンコーダ12aを介してNCコントローラ12にフ
ィードバックされ、更に目標値に一致するように制御が
行われる。
ラックカッタ10とセクタギアワークWとは、それぞれ
、カッタアセンブリ25及び治具7を介して位置決めが
され、それぞれにY軸モータ2B及び2軸モータ22を
介して送り運動が与えられ、これら両者はころがり接触
する運動を行う。ラックカッタ10は、主軸モータ5に
より駆動されるクランク機構14を介して、セクタギア
ワークWの2軸38方向に往復運動を行っている。カッ
タ10とワークWとの間にはこれらが理想的にかみ合う
送りが与えられており、この理想回転にじゃまになるワ
ークの部分は、このカッタの切削行程で削り取られ。
歯形が形成される。
上記駆動制御を基本として、更に、X軸モータを駆動制
御することにより段付コンスタントレシオ歯形が、X軸
モータ及び2軸モータを駆動制御することにより段付バ
リアブルレシオ歯形が、それぞれ創成される。
(効果) 本発明は2以上述べた通り、オーブンループ方式の油圧
サーボ機構を廃止し1代わりにセミクローズトループ方
式のサーボ装置によりx、y。
Z3軸NCモータを駆動制御しこれらを同期化する。更
に1作動不安定な油圧サーボ機構を介して大重量の治具
ベースを移動させる代わりに、軽量のコラムを作動安定
なNCモータを介して移動させる。その結果1段付歯形
等高精度の歯形加工が可能となる。
また、2軸モータの微小分割による等加減速度運動に対
する近似動作制御により、バイアプルレシオ歯形加工が
可能となる。
更にまた。複雑で大きなスペースを要するメカ機構が省
け、コンパクトな3軸NCモータ構成により設備のコン
パクト化、簡素化が図られ、設備スペースの縮小等イニ
シャルコストが低減されると共に段取時のテンプレート
交換、試加工等が省略され9段取工数が低減される。
従来の機械で、ラックカッタ刃部をコブ形状段付歯加工
用に歯を薄くするものがある。しかしながら、このもの
は歯形状の変更に対応できないばかりでなく、バリアブ
ルレシオ創成にも対応できない。本発明は、カッタ形状
を変更することなく、一つのカッタを用いてNC制御に
より各種歯形を創成できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例に係る歯車加工機の正面図。 第2図は開平面図、第3図は同加工機の部分斜視図、第
4図は段付歯形の形状を示す図、第5図は各種歯形を創
成するための各軸モータにおける速度−時間関係図、第
6図はバリアブルレシオ歯形の形状を示す図、第7図は
各軸モータとその制御関係図、第8図は従来の歯車加工
機の斜視図、を夫々示す。 9・・・コラム lO・・・ラックカッタ 12・・・NCコントローラ 22・・・Z軸モータ 25・・・カッタアセンブリ 2B・・・Y軸モータ 28・・・X軸モータ 出願人   アイシン精機株式会社 代理人   弁理士 加 藤 朝 道 (外1名) 第1図 第2図 第411

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)歯車素材を送り回転させるZ軸モータと、該歯車
    素材の回転円接線方向(Y軸方向)にラック形カッタの
    ピッチ線を位置決めすると共に該カッタに該歯車素材の
    軸方向(Z軸方向)に往復切削運動を与えるカッタアセ
    ンブリと、該カッタアセンブリを介して前記カッタを前
    記接線方向に送り運動させるY軸モータと、該Y軸モー
    タ及び前記カッタアセンブリを搭載するコラムを前記歯
    車素材のラジアル方向に移動させて該歯車素材と該カッ
    タとの相対位置を変位させるX軸モータと、これらX軸
    、Y軸及びZ軸モータを駆動制御するサーボ装置とを有
    し、 該サーボ装置を介して、前記カッタと前記歯車素材との
    間にそれぞれのピッチ線とピッチ円がすべりなく転がり
    接触する運動を与えつつ、該カッタの前記往復切削運動
    と、X軸モータ及びZ軸モータのいずれか又はこれら両
    者の駆動制御により該歯車素材に段付歯形、バリアブル
    レシオ歯形、段付バリアブルレシオ歯形等の歯形を創成
    することを特徴とする歯車加工機。
  2. (2)前記X軸モータの駆動制御は前記歯車素材と前記
    カッタとの相対位置が一時的に変位する駆動制御を含む
    特許請求の範囲第1項記載の歯車加工機。
  3. (3)前記Z軸モータの駆動制御は前記歯車素材が等加
    減速度で回転可能な駆動制御を含む特許請求の範囲第1
    項記載の歯車加工機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102962529A (zh) * 2012-11-25 2013-03-13 安徽工程大学 一种非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法

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JPS5489394A (en) * 1977-12-23 1979-07-16 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Gear shaper
JPS58165919A (ja) * 1982-03-24 1983-10-01 Toyota Motor Corp ホブ盤
JPS6080520A (ja) * 1983-10-05 1985-05-08 Fanuc Ltd ホブ盤のヘリカルクラウニング切削制御法

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