スパーベベルギアのレバサイクル加工技術

スパーベベルギアのレバサイクル加工技術

スパーベベルギア自動車のディファレンシャルやその他のアプリケーションの設計に広く使用されています。大量生産では、回転工具を使用してスパーベベルギアを切断し、ベベルギアのこの切断プロセスを図1に示します。

ほとんどの歯車円描画切断プロセスは、連続的に回転する工具によって形成され、均一な速度で連続的に切断される。カッターヘッドから放射状に外側に伸びる工具刃には凹状のエッジがあり、歯車の歯に凸状のプロファイルが作成されます。切削プロセス中、ワークピースは静止したままであり、工具はカムによって歯車の表面に沿って直線で移動され、そのルートラインにほぼ平行になります。この動きにより、まっすぐな歯のベースを作成することができ、工具の動きとブレードの形状の複合作用によって所望の歯のプロファイルが作成されます。切断機には深度送りがなく、各インサートを前のインサートよりも長くすることで効果的な送りが得られます。

完全な工具には、荒加工、半仕上げ、仕上げ加工の3つのインサートが含まれています。工具の1回転で各歯スロットの加工が完了し、最後の工具と最初の工具回転の間の時間間隔で作業のインデックス作成が完了します。図2は、切断開始時の円形ブローチ工具の位置を示す。カッターが反時計回りに回転すると、徐々に長くなっていくカッターヘッドの長さが、歯車の歯根まで作業歯車に接触します。

図3aは、全深度まで拡大した歯腔の横方向図を示す。各チップカットは、機械加工される許容量を除いて、溝の全幅を延長する。図3bは、同じ歯の軸方向図であり、歯の長さ全体に亘って延びる鉄のファイリングを示す。ラフカットの最初の部分では、工具は送り速度FeでOc1からOc2に供給され、次にOc2から完全な歯の深さまで保持されます。

粗削りの歯には適切なテーパーがなく、図3bの対角線に沿って本質的に正しいです。しかし、歯の大きな端に向かってこの線の右側の歯の表面の部分には、仕上げる前に取り除かなければならないかなりのマージンがまだあります。これには加工用の半仕上げインサートが必要であり、この段階での工具中心はOc2からOc3です。

仕上げフェーズは、工具中心が均一な速度で Oc3 から Oc4 に戻ったときに行われます。仕上げブレードには、ギアの歯プロファイルに正しい歯プロファイルと正しいドラム形状を生成するために、適切な歯プロファイルが与えられます。歯の隙間の両端の刃の切断はわずかに広く、これは正しいテーパーに必要であり、歯の端をドラムで叩くことができ、歯の表面を部分的に装填することができる。結果として得られた完成した歯の側面は、図3Cに示すものと同様の一連の傾斜切断経路からなる。一般に、ギアの仕様が異なるごとに異なる工具が必要です。図4は、円形描画法を使用して切断するグリーソンマシンのクローズアップを示しています。スパーベベルギア.

1つのカットで完了するには深すぎる製造プロセスの場合、別々の荒削りと仕上げのプロセスが組み合わされ、プロセスごとに異なる工具と工作機械が組み合わされます。工具と切削サイクルは上記と似ていますが、若干の違いがあります。この荒削り工具には、半仕上げインサートや仕上げインサートがなく、荒削り工具の平行移動もありません。ただし、仕上げ工具は完成品の加工にあり、半仕上げの刃物切削は最初の翻訳中に行われ、仕上げ代補正は最初の翻訳後に行われます。

前述のように、加工全体を完了する工具は、荒加工、半仕上げ、仕上げの3つのインサートで構成されています(図5)。リケアチップは製造時にプロファイルされるため、使用後はすくい面のみが研削されます。再研削中は、ブレード間隔、すくい面の平面角度、すくい面の表面仕上げを厳密に制御する必要があります。さらに、必要な製品の一貫性を達成するために、新しい部品がカッターヘッドに組み立てられるとき、位置決めキー位置の精度と締め付けボルトの精度が非常に必要です。

このホワイトペーパーでは、スパーベベルギアのエンベロープ切断の新しい概念について説明します。スパーベベルギアを切断する場合、エンベロープ式円形カッターを使用して切断することもできます(図6)。ベベルギアの歯を加工するとき、エンベロープする円形カッターヘッドはその回転軸を中心に回転します。加工されるワークピースは、カッターヘッドの回転軸Oc2に対して直角に交差する軸Ofrを中心に回転する。軸周りのカッターヘッドの回転とカッターの送り速度は、時間の経過とともに変化します。ワークギヤ回転送り速度の要求値、ならびに回転中心の必要な位置は、エンベロープローラおよび機械加工されるベベルギヤの工具の設計パラメータによって表すことができる。

カッターヘッドの粗い歯の切断は、ワークピースの許容量の大部分を完了します。エンベロープギアカッターの粗い歯の部分では、切断歯の歯の高さは最初の粗いエッジから最後の歯まで徐々に増加します。粗い歯で切断された切りくずは断面がほぼ長方形であるため、切りくずがカールしやすくなります。隣接する粗い歯の間に切りくず干渉がないため、粗い歯の工具寿命が延びます。

粗い歯の後には、ギア切断ディスクを包む半細い歯が続きます。半仕上げ歯は、ベベルギアブランクのバックラッシュからブランクの限られた部分を除去します。半仕上げ歯の主な目的は、材料と歯を仕上げるための均等に分配された許容量を残すことです。仕上げ歯の主な機能は、最終的に必要な歯面を生成することであり、仕上げ歯の形状の精度は、最終製品の歯の形状精度のレベルを直接決定する。
自動ローディングとインデックス作成の場合、エンベロープ円形ギアカッターヘッドは、仕上げ用の最後の歯と荒削り用の最初の歯の間で回転するのにかかる時間によって決まります。荒削り部品と半仕上げ部品では、工具の回転とギアブランクの回転が同時であるため、工具が角度を通過すると
切削加工の荒削り部品と半仕上げ部品の角度を示し、ワークギア回転角度はベベルギア加工の荒削りと半仕上げサイクルに対応します。カッターの仕上げ部分では、回転角度と回転角度を通る時間パターンは、今説明したものと似ています。工具が特定の角度だけ回転すると、ワークピースも対応する角度だけ回転します。

平歯車の歯の側面の既知の形状、およびその運動学を考えると、前述のように、丸いカッターヘッドを包む歯全体を形作ることが可能である。エンベロープ理論の要素の使用は、歯車加工中に決定的です。荒削りと半荒削りの刃先は、歯車工具の切削歯を包み込み、内側に移動して歯車工具を作成します。

エンベロープギヤ切削工具の仕上げ歯の横刃先は、発生面T内に位置する。工具の生成された表面Tは、切削歯車のあらゆる瞬間においてベベル歯車の歯面Gに接する。この決定の後、生成面Tを使用して、エンベロープギヤ切削工具の最終的な歯面仕上げ刃先およびクリアランスを解析的に記述する。

エンベロープギアカッティングカッターヘッドの生成された表面は、荒削りおよび半仕上げインサートの成形にも重要です。荒削り歯の刃先は、発達面Tに対して内向きに距離tsrだけ減少する。この距離 tsr は、半仕上げ工具の切削厚さに等しくなります。したがって、荒削りインサートの刃先は、外被歯車切断の発生面Tから距離がずれた面内にある。同様に、半荒削り刃の刃先は、仕上げ外被歯車切断の発生面Tfからの距離だけオフセットされる面内にある。ここで、tfは工具の刃を包帯して取り除いた部分を表す。

以上の簡単な考察により、外被歯車切削工具の成形における曲面Tの重要性が明らかになった。なお、検討中の場合、工具の発生面Tは、以下のようにして求めることができる。ベベルギアの側面をエンベロープ法を使用して加工することを検討してください。のフランク点の位置ベクトル[1]ベベルギア:

ベベル歯車を加工するとき、エンベロープギヤ切削工具はギヤの長手方向に回転します。回転軸を中心とする工具の回転と、送りの単位での工具の送り動作は相互に関連しています。荒削り期間中、回転時間とオフセットは、切削工具が距離を移動する角度に対応します。これは、工具の荒削り断面の角度を表し、後続の2つの位置間の距離、および外側歯車切削工具の回転軸を表します。

先ほど説明したように、回転と平行移動は工具の細切削部分でも同様の方法で実行されます。工具が一定の角度を通過し、一定の距離にわたって移動する場合、ここで表現されるのは、工具の完成部分の角度、およびその後の2つの位置とエンベロープギア切削工具の回転軸との間の距離である。ベベル歯車歯フランク加工の解析表現とエンベロープ歯車切削の運動学的関係から、機械加工を通じて、歯車工具生成面の2つの部分の方程式が推測できる。

エンベロープギアカッターのブレードは、製造中に引き続き使用するために、レーキ面に研削するだけで済みます。再シャープニングプロセス中、ブレードの間隔、すくい面の面角度、前面仕上げはすべて厳密に制御する必要があります。さらに、新しいブレードをカッターヘッドに組み立てる場合、アセンブリの清浄度、位置決めキー位置の精度、および締め付けボルト張力の厳格な制御は、良好な切断歯面を得るための基本条件です。

切削スパーベベルギアを包み込むという概念は、スパーギアとヘリカルギア.この目的のために、エンベロープギアカッティングカッターヘッドを使用することができる(図7)。切断中、ギアブランクは不明瞭なままです。ベベルギヤ切削工具は、図7に示すように、その回転軸を中心に回転する。歯車工具のすべての切断歯は、セクションに細分化されています。エンベロープギア工具の粗い歯はブランクのガレットからほとんどの材料を除去し、切断歯の歯の高さは荒削りインサートの最初の部分から工具歯の粗い切断部分の最後の刃先まで増加します。粗い歯で切断された切りくずは断面がほぼ長方形であるため、切りくずがカールしやすくなります。隣接する粗い歯の間に切りくず干渉がないため、粗い歯の工具寿命が延びます。

粗い歯の後には半仕上げの歯が続き、ギアブランクのギャップ幅の限られた部分が取り除かれます。半仕上げ歯の主な目的は、仕上げ歯の許容量を均等に分配することです。完成した歯車の側面は仕上げ歯によって生成され、仕上げ歯の精度は歯車の精度に直接影響します。自動ローディングとインデックス作成の場合、エンベロープ円形ギアカッターヘッドは、仕上げ用の最後の歯と荒削り用の最初の歯の間で回転するのにかかる時間によって決まります。エンベロープギアカッターの仕上げ歯は、内側のディスクカッターの仕上げ歯と同じです。エンベロープギヤ工具の荒削りカッターと半仕上げカッターの刃先が内側に移動し、ギヤ工具生成ボディが内側に移動します。

この平面を、包み込む円形歯車切削工具のすくい面として使用すると便利です。すくい面は、外側の歯車カッターの回転軸(この場合、外側の角度がゼロ)を通って回転することも、軸からの距離でオフセットすることもできます(外側のすくい角は正です)。精度のために、工具の側面はすくい面のみを研削します。