JPH02243219A - シェービングカッタ - Google Patents

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〉 本発明は歯面の仕上げ精度を向上し得るシェービングカ
ッタに関する。

〈従来の技術〉 動力の伝達を行う平歯車、はすば歯車等の多種の歯車の
製造は、ホブ盤や歯車形態盤等によって歯切や加工する
ことによって行っているが、必要に応じて更にシェービ
ングカッタを被加工歯車に噛み合せつつこれらを回転し
、被加工歯車の歯面をシェービングカッタに対してすべ
らせることにより歯面の仕上げを行っている。

このシェービングカッタは第１図に示すような歯面２に
複数の切れ刃３１及びスロット４である溝を設けた形状
となっており、シェービングカッタと被加工歯車との軸
を交差させた状態で噛み合わせ、この噛合い個所でシェ
ービングカッタの歯面が被加工歯車の歯筋方向へすべる
ことにより、仕上げ切削加工が行われる。

ところで、従来のシェービングカッタのセレーシ茸ンビ
ッチＰ及びランド幅ＬＬの設定は文献や数少ないデータ
に基づく経験値から、セレーシ富ンビッチＰ１．７■位
から２．２ｍ位に対してランド幅ＬＬが０．６ｍ位から
１．’Ｏｖｍ位に設定されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 セレーシ！ンビッチＰ１．９ｍ、−ランド幅ＬＬ０．８
５鵬で正規インボリュート曲線で形成された歯面を有す
る従来のシェービングカッタ（セレーシ■ンピッチＰに
対するランド幅ＬＬの割合４４．７％）により加工した
後の歯車の歯面形状を第７図に表す。その測定位置は第
４図及び第５図に示す通りであり、第４図上の歯車の上
方を２１、右方を２２、下方を２３、左方を２４として
、それぞれの歯の左側の歯面をＬ１右側の歯面をＲとし
て歯幅方向はぼ中央２５を根元から先端へ向って測定を
行い、その結果をインボリュート曲線に対する誤差量と
して縦倍率５００倍、横倍率４倍で表したものである。

さらに左方の２４の歯面については歯幅方向である第５
図上の上側２６と下側２７についての測定を同様に行い
、同様に表したものである。従って、各データの上下変
動が大きいものほど正規インボリュート曲線から大きく
外れることとなる。

す上の測定では１２個所のデータを採取したが、位置２
１，２２，２３，２４の左側り中央部２５における歯形
誤差の平均値であるＭＥＡＮは８　μｍであり、位＠２
１，２２゜２３．２４の右側Ｒ中央部２５の測定データ
の平均値であるＭＥＡＮは７μｍとなる。従って、この
左側り及び右側Ｒの測定データを最終的に平均とした平
均値は７．５μｍとなる。

尚、ＢＩＡＳは位置２１，２３の測定データを重ね合わ
せたものであり、異なる歯面内での歯形誤差の振れ幅を
表している。

近年、伝達効率の向上及び静しゅ（性等の点から、歯車
に高精度な歯形を形成することが要求されて来ている。

このような歯車では、最終的には研削加工等による歯形
修正が行われる。一般に、歯形修正量は加工能率等の点
から最大でも５μｍ１１度に抑える必要がある。

ところが、従来のものではシェービング加工後での歯形
誤差が５μｍを超えることが多く、歯形修正が実際問題
として困難を極めており、低コストにて高精度な歯車を
製造することができなかった。

く課題を解決するための手段〉 シェービングカッタの切削機構を詳細に解明すべくラン
ド３の切れ刃３１の軌跡を第２図、第３図に示すように
解析した。尚軌跡ａ。

ｂ　ｐ　ｅｙ　’ｌｙ　６ｐ　ｆ２ｇｐ　ｈｐ　　ｉは
それぞれ歯車材−回転当りの切れ刃３１の軌跡を示すも
のである。

この解析によると、従来のシェービングカッタでは第３
図（セレーシ嘗ンビッチＰ１．９−、ランド幅ＬＬ０．
８５ｍの例）に示すようにランド３の前端である切れ刃
３１がワークである歯車材の歯面１１に接触する前の位
置Ａに位置するあたりからランド３のｖｋｍ側３２が歯
面１１に接触し且つ歯面１１を押圧する乙とから、押圧
面積が第３図の斜線部のように広く、また、ランド３に
よる押圧力も大きいことが解析結果から明確となった。

サラに、　第２図（セレーシ鵞ンビッチＰ１．９膣、ラ
ンド幅ＬＬｌ１４５ｍの例）に示すようなランド幅ＬＬ
をランド３自体の強度が問題とならない範囲で狭くした
シェービングカッタでは、切れ刃３１が位置Ｂに位置す
るときから歯面１１に接触するため、ランド幅ＬＬを狭
く設定した以上にランド３の歯面１１に接触する押圧面
積が第２図の斜線部のように減少し且つランド３による
押圧力も減少することが予想された。

このように、シェービングカッタの切削原理は、ランド
の両端の稜部が切れ刃として歯車表面を削り落すもので
あるから、本来、逃げ部として機能すべきランド表面が
歯車材の歯面に強く接触していると考えられ、このため
ランドの割合が多いと加工圧が高くなり、歯車の歯のた
わみ量の増大及び噛み合い歯数の変動に伴う圧力の変化
からの歯のたわみ量の変動幅が増大すると想定されるに
至った。

以上より加工圧を低減すべくシェービングカッタのセレ
ーシ重ンピッチＰに対するランド幅ＬＬの割合を小さく
することが検討された。

この為、セレーシνンピッチＰに対するランド幅ＬＬの
割合を小さ（したシェービングカッタの試料を作成し、
歯車材の仕上げ加工の実験を行うこととした。

具体的には、 ■　セレーシ罫ンピッチＰ１．９ｍ、ランド幅ＬＬ０６
５ｍで正規インボリュート曲線で形成された歯面を有す
るシェービングカッタの試料（セレーションピッチＰに
対するランド幅ＬＬの割合３４．２％） ■　セレーシ望ンピッチＰ１．９ｍ、ランド幅ＬＬ０．
６購で正規インボリュート曲線で形成されたｍ面を有す
るシェービングカッタの試料（セレーションビツチＰに
対するランド幅ＬＬの割合３１．６％） の２種類を作成し、従来、特に歯形の精度を高くするこ
とが困難であった小歯数の歯車の加工を行った。この結
果は第８図、第９図に示されており、第８図は■の試料
に加工された後の歯車の歯面の形状を表したものであり
、第９図は■の試料に加工された後の歯車の歯面の形状
を表したものであり、共に前記従来のシェービングカッ
タにより加工された歯車の測定方法、測定位置、表示方
法と同様の方法で表したものである。

この結果として、歯形誤差の平均値は■が５μｍ１■が
４μｍとなり、この測定データを従来のシェービングカ
ッタにより加工され歯車の平均値を■として共に表わし
たグラフが第６図である。

〈作　　　用〉 シェービングカッタの歯面が歯切り加工され？：後の歯
車材の表面を削ることにより、歯車の仕上げ加工が行わ
れる。

この仕上げ加工の際、セレーションピツチに対するラン
ド幅の割合を３５％以下としたシェービングカッタによ
り、ランドが歯車の歯面に食い込む際に発生する歯車の
歯面の垂直方向に働く力を低く抑えられる。

く実　施　例〉 本発明の一実施例に係るシェービングカッタを第１図に
基づいて説明する。

本発明のシェービングカッタは図示しないはすば歯車状
の外形をしており、歯車の歯に対応する部分に設置され
たシェービングカッタの歯１は、歯幅方向の前端側に設
定され逃げ部７の図面上左側に第１のランド３ａが設置
されている。ランド３ａは歯先面６から歯元に形成され
た逃げ溝５にわたって、０．４５ｍのランド幅ＬＬで設
置されており、ランド３ａの第１図上左側にはランド３
ａの面よ秒−段低い溝状のスロット４がス党ット幅３１
．４５＊ｓｗ＋で歯先面６から逃げ溝５にわたって形成
されている。

さらに、スロット４の第１図上方にはランド３ｂが同様
に設置されており、以下同様にスロット幅Ｓのスロット
４とランド幅ＬＬのランド３がそれぞれ均一な寸法で設
定され、ランド幅ＬＬ０．４５臘とスロット幅３１．４
５ｍとの和であるセレーションビツチ８１．９ｍの間隔
でランド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ。

３ｆが繰返した形で設置されている。

従って、シェービングカッタの歯面２はそれぞれ均一な
寸法を有している複数のランド３から構成されろことと
なる。

また、第１図上の背面側の歯面も第１図上に示した歯面
２と同様な形状となっており、その説明を省略する。さ
らに、はすば歯車形状を構成する他の歯も同様にランド
及びスロットを有する歯面が構成されているので、その
説明は省略する。

このシェービングカッタによゆ加工された歯車の歯面の
形状を前記測定方法、測定位置、表示方法と同様にして
表わしたものが第１θ図の測定データである。この結果
として、歯形誤差の平均値は２μｍであゆ、これを■と
して第６図のグラフへ■、■、■と共に表わした。さら
に、第１０図の測定データからは試料■、■と同様に歯
幅方向にも大きなばらつきは認められなかった。

また、本実施例のシェービングカッタばスロット４の溝
入れ加工時に溝幅Ｓの設定値を従来に対して広くするこ
とにより、容易にうンド輻ＬＬを変更して製作すること
ができる。

具体的にはセレーシ璽ンビッチＰ１．９ｍに対してスロ
ット幅Ｓを１．４５閣に設定し加工することによりラン
ド幅ＬＬが０．４５−となる。

尚、本実施例ではシェービングカッタを歯車形状とした
が、ラック形状としても同様の効果を得ることができる
。

さらに、本実施例ではインボリュートカーブの歯形とし
たがサイクロイドカーブ等の他の周知の歯形形状にも本
発明を用いることができる。

〈発明の効果〉 本発明のシェービングカッタｌとよれば、シェービング
カッタによる加工後の歯車材の歯面をへこみ、歯先のだ
れ等のうねりのないほぼ理想の歯形形状である歯形形状
誤差５μｍ以下にその平均値を低減することができる。

この為、シェービングカッタによる加工の後の工程にお
いて歯形修正を短時間且つ容易に行うことができる。

さらに、歯形の振れもシェービングカッタによる加工前
の半分以下に抑えることができることから、シェービン
グカッタの切れ味も向上することが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例及び本発明の一実施例に係るシェービン
グカッタの歯の斜視図、第２図は本発明に係るランドの
軌跡挙動解析図、第３図は従来例に係るランドの軌跡挙
動解析図、第４図は歯車の歯形誤差測定位置解説のため
の歯車の側面図、第５図は第４図のＤ−Ｄ断面図、第６
図はセレーシ賢ンピッチに対するランド幅の割合と歯形
誤差の関係を示したグラフ、第７図は従来例に係るシェ
ービングカッタにより加工された歯車の歯形誤差測定結
果を示す図、第８図は■の試料により加工された歯車の
歯形誤差測定結果を示す図、第９図は■の試料により加
工された歯車の歯形誤差測定結果を示す図、第１０図は
本発明の一実施例に係るシェービングカッタにより加工
された歯車の歯形誤差測定結果を示す図である。 図面中、 １は歯、２は歯面、３．３ｍ、３ｂ、３ｅ。 ３ｄ、３ｅ、３ｆはランド、４はＸ口ｙト、５は逃げ溝
、６は歯先面、３１は切れ刃、ＬＬはランド幅、Ｐはセ
レーシ璽ンビッチ、Ｓはランド幅、ａｔ　ｈｐ　Ｏｐ　
ｄ、ｇｐ　ｆ＊　ｇｐ　ｂｅ　ｌはランドの軌跡である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ランド幅がセレーションピッチの３５％以下に設定され
   たことを特徴とするシェービングカッタ。