特許 6998800 傘歯車ワークピースの歯面を加工する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-23

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】傘歯車ワークピースの歯面を加工する方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 9/12 20060101AFI20220111BHJP

【ＦＩ】

B23F9/12

【請求項の数】 11

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018043262

(22)【出願日】2018-03-09

(65)【公開番号】P2018153916

(43)【公開日】2018-10-04

【審査請求日】2018-11-27

(31)【優先権主張番号】17161493.6

(32)【優先日】2017-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】596043494

【氏名又は名称】クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】ユルゲン・ウェーバー

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０２３４２２３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２０００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０１３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７２１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４６５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５２５８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６６２４３８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１２５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭３３－００５６００（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ １／００－２３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車切削機械において、半径距離、クレードル角、機械基礎角、深さ位置、軸オフセット、傾斜角と方向角、及び歯車切削機械の機械中心から傘歯車ワークピースの軸交差点までの距離である、変数によって画定される機械設定を用いて、前記傘歯車ワークピース（１０）の歯面（１３．１、１３．２）を機械加工する方法であって、
単一インデックスプランジ加工又は連続インデックスプランジ加工において、棒状のカッタ又はカッタインサートを備えたカッタヘッド歯車切削工具である歯車切削工具（１００）を回転駆動させながら前記傘歯車ワークピース（１０）の素材に対して第１の機械設定（Ｍ１）で前記歯車切削工具（１００）の軸方向における所定の深さ位置まで切り込ませることによって、前記傘歯車ワークピース（１０）の少なくとも１つの歯溝（１２）を形成する歯溝形成加工工程と、
前記歯溝形成加工工程によって機械加工された前記傘歯車ワークピースの前記少なくとも１つの歯溝（１２）の凹形歯面（１３．１）と凸形歯面（１３．２）とを修正する修正加工工程（ＫＢ）と
を有しており、
前記修正加工工程（ＫＢ）には、歯溝（１２）を拡大溝幅（ｅ）にする第１修正加工と、前記凹形歯面（１３．１）および前記凸形歯面（１３．２）を仕上げる第２修正加工とが含まれており、
前記第１修正加工には、
前記歯車切削工具（１００）を前記所定の深さ位置において切り込ませながら、前記傘歯車ワークピースを、前記歯車切削工具（１００）に対して所定の第１回転角度（｜Δ１｜）で第１の回転方向へ回転させることによって前記凹形歯面（１３．１）を加工する凹形歯面第１修正加工と、
前記歯車切削工具（１００）を前記所定の深さ位置において切り込ませながら、前記傘歯車ワークピースを、前記歯車切削工具（１００）に対して所定の第２回転角度（｜Δ２｜）で別の回転方向へ回転させることによって前記凸形歯面（１３．２）を加工する凸形歯面第１修正加工と
の少なくとも一方が含まれており、
前記第２修正加工には、
半径距離、クレードル角、機械基礎角、深さ位置、軸オフセット、傾斜角と方向角、及び歯車切削機械の機械中心から傘歯車ワークピースの軸交差点までの距離である、変数の少なくとも１つに関して前記第１の機械設定（Ｍ１）とは異なる第２の機械設定（Ｍ２）で前記凹形歯面（１３．１）を最終的な歯面形態に仕上げる凹形歯面第２修正加工と、
半径距離、クレードル角、機械基礎角、深さ位置、軸オフセット、傾斜角と方向角、及び歯車切削機械の機械中心から傘歯車ワークピースの軸交差点までの距離である、変数の少なくとも１つに関して前記第２の機械設定（Ｍ２）とは異なる第３の機械設定（Ｍ３）で前記凸形歯面（１３．２）を最終的は歯面形態に仕上げる凸形歯面第２修正加工と
が含まれている方法。

【請求項2】

前記凹形歯面第１修正加工と前記凹形歯面第２修正加工とが前記第２の機械設定（Ｍ２）を用いて同時に実施されることを特徴とする請求項１に記載される方法。

【請求項3】

前記凸形歯面第１修正加工と前記凸形歯面第２修正加工とが前記第３の機械設定（Ｍ３）を用いて同時に実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載される方法。

【請求項4】

前記第１の機械設定（Ｍ１）から前記第２の機械設定（Ｍ２）への前記歯車切削工具（１００）の移行は、前記歯車切削工具（１００）の一部が前記歯溝（１２）に配置されている間に行われることを特徴とする請求項１、２若しくは３に記載される方法。

【請求項5】

前記凹形歯面第１修正加工と前記凸形歯面第１修正加工とが実施され、前記所定の第１回転角度（｜Δ１｜）は、前記所定の第２回転角度（｜Δ２｜）と一致することを特徴する請求項１から４のいずれかに記載される方法。

【請求項6】

前記棒状のカッタ又は前記カッタインサートはそれぞれ２つの切削端（１２）を有し、
前記プランジ加工における前記歯溝形成加工工程の間、前記凹形歯面（１３．１）と前記凸形歯面（１３．２）を同時に加工することができることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載される方法。

【請求項7】

前記棒状のカッタの一部又は前記カッタインサートの一部はそれぞれ、切削端（１２）を有し、前記プランジ加工における前記歯溝形成加工工程の間、前記凹形歯面（１３．１）を加工し、
前記棒状のカッタの別の部分又は前記カッタインサートの別の部分はそれぞれ、切削端（１２）を有し、前記プランジ加工における前記歯溝形成加工工程の間、前記凸形歯面（１３．２）を加工することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載される方法。

【請求項8】

前記修正加工工程が実施され、前記プランジ加工の加工中に生じる同一方向に向くフランク角誤差（ＦＷＦ）が修正されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載される方法。

【請求項9】

前記修正加工工程を実施する前に、前記傘歯車ワークピース（１０）が測定され、フランク角誤差（ＦＷＦ）を認識することができることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載される方法。

【請求項10】

連続した傘歯車ワークピースのうちの１つの傘歯車ワークピース（１０）は前記プランジ加工における前記歯溝形成加工工程の後測定され、続いて、前記連続した傘歯車ワークピースのうちの別の傘歯車ワークピースについて前記修正加工工程が実施されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載される方法。

【請求項11】

前記連続インデックス方法の場合、前記歯車切削工具（１００）の回転駆動に加えて、前記傘歯車ワークピース（１０）は連動して回転駆動させられることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載される方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の主題は傘歯車の歯面を加工する方法である。特に、プランジ加工された傘歯車ワークピースの歯面の修正加工に関する。

【背景技術】

【0002】

傘歯車を産業生産するには非常に様々な方法がある。

【0003】

傘歯車の特別な形状としてのクラウン歯車はプランジング法（貫通方法とも呼ばれる）によって頻繁に製造され、そこでは傘歯車の外形は一般的にクラウン歯車ワークピースの材料に歯溝として正確に表現される。相当する例が、図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃに概略形状で示されている。

【0004】

プランジング法は成形方法である。単一インデックスプランジング法（成形法）と連続インデックスプランジング法（成形法）とがある。棒状のカッタ３を有する工具２（本明細書ではカッタヘッド歯車切削工具２）は、歯溝のミリングのためにクラウン歯車ワークピース１に対して単にプランジングムーブメントＥＴ又は貫通ムーブメントＥＴを実施する。この場合、ほとんどの方法は２面カットで機能し、仕上げとも呼ばれる。この場合、（以下の段落のうちの１つに記載されるように）両歯面は１つの工具と１つの機械設定を用いて仕上げられる。個々の歯面が個別に加工されるプランジング法もある。しかしながら、これは実際にはほとんど用いられていない。

【0005】

図１Ａ、１Ｂに示されるように、（ワークピース回転軸Ｒ２とも呼ばれる）ワークスピンドル軸Ｒ２は一般的に（工具回転軸Ｒ１とも呼ばれる）工具スピンドル軸Ｒ１に対して傾いている。図１Ａは、供給ムーブメントＺＢが実施され、工具２をクラウン歯車ワークピース１の方へ動かしている間の状況を示している。図１Ｂは、プランジングムーブメントＥＴが実施された後のスナップショットを示す。この場合、工具２はクラウン歯車ワークピース１へ直線プランジングムーブメント又は貫通ムーブメントＥＴのみを実施するので、プランジングの間、歯車切削加工の機械設定は単純な設定のままである。この場合、基本的な歯車切削機械において１つの軸のみの動きによって示されるプランジング前進のみがある。しかしながら、実際の歯車切削機械の構造によると、機械の複数の軸が動き得る。これに関するさらなる詳細は、例えば、文献ＤＥ１０３３４４９３Ａ１から推察できる。

【0006】

図１Ｃは、既知のプランジング法を簡略化された概略形状で示している。点線矢印は供給ムーブメントＺＢを示し、実線矢印は、（この図には示されていない）クラウン歯車ワークピース１の方向へ向けられたプランジングムーブメントＥＴを示す。逆方向の破線矢印は実線矢印と平行に示されている。この破線矢印は引き抜きムーブメントＡＴを示す。形成されるべき歯溝の歯底に到達した後、逆方向（ムーブメント）が実施される。図１Ｃにおいて、これは逆向き矢印ＥＴ、ＡＴと逆転ポイントＵＰにより示されている。図１Ｃに示されるように、供給ムーブメントＺＢの方向は、必ずしもプランジングムーブメントＥＴの方向と一致する必要はない。符号Ｍ１は、プランジングが第１機械設定Ｍ１を利用して実行されることを示す。

【0007】

プランジングの間の機械設定は一般的に以下の変数によって決定される。：半径距離ψ（半径とも呼ばれる）、クレードル角α、機械基礎角γ、深さ位置ｘ、軸オフセットη、傾斜角（傾斜）τと方向角（旋回）σ、及び歯車切削機械の機械中心からクラウン歯車ワークピース１の軸交差点までの距離ｍｃｃｐ。既に記載したように、プランジングの間、これらの変数は全て一定である。図１Ｂにおいて矢印ＥＴによって示されるように、深さ位置ｘのみ変化する。

【0008】

傘歯車のプランジングについてのさらなる詳細は、例えば、本「Ｋｅｇｅｌｒａｅｄｅｒ；Ｇｒｕｎｄｌａｎｇｅｎ，Ａｎｗｅｎｄｕｎｇｅｎ［ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒｓ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ］」、Ｊ．Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ，２００８，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ，（例えば、１０５～１０６頁参照）から推察できる。

【0009】

別法として、クラウン歯車もまた創成法で製造され得る。しかしながらほとんど場合、プランジングは創成法よりも生産的である。

【0010】

ねじれ角、縦軸方向のクラウニング、垂直方向のクラウニング、ねじれ及びフランク角誤差のようなトポグラフィ誤差は、プランジング加工された傘歯車１、つまりプランジング法によって加工された傘歯車１において生じることが示されてきた。さらに、歯厚とインデックス誤差が生じ得る。以下、フランク角誤差とそれらの修正が主に説明されるが、本発明は別に記載された誤差にも適用され得る。

【0011】

これらのフランク角誤差は例えば、歯車切削機械における熱影響とクラウン歯車ワークピースの変形によって生じることを数々の研究が示してきた。カッタヘッド歯車切削工具２の棒状のカッタによる再研削の間に生じる変量は、フランク角誤差のさらなる発生原因として明らかにされてきた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上述のフランク角誤差の配置、方向若しくは形状は正と負として示され得る。それら正と負は反対方向へ向かって生じる、つまり、凹形の歯面のフランク角誤差は凸形の歯面のフランク角誤差と異なる符号を有することもあれば、同方向へ向けて生じる、つまり、両歯面のフランク角誤差は同じ符号を有することもある。上述のようなプランジングは１つの機械設定のみを用いて凹形の歯面と凸形の歯面を加工するため、そのようなフランク角誤差は両歯面の正の方向又は両歯面の負の方向のいずれかの方向に向いており、プランジングの間、機械設定の修正によって０に修正され得ることはない。プランジングの間は、通常１つの機械設定のみが利用可能なので、そのようなフランク角誤差はプランジング位置を変えることよって平均化され得るのみである。しかしながら、これは、フランク角誤差が絶対値と異なる場合のみ可能である。歯車切削工具２とクラウン歯車ワークピース１の間の相対位置はプランジング位置と呼ばれる。

【0013】

従って、本発明の目的は、クラウン歯車の工業生産の方法を提供することであり、その方法は、フランク角誤差が歯溝の両歯面で正の方向を示す又は歯溝の両歯面で負の方向を示すときでも、フランク角誤差の修正を可能にする。該方法はまた、別の誤差にも適用され得るべきである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の方法は、傘歯車ワークピースの歯面の統合仕上げ加工又は修正加工が実施されるという点で特徴付けられる。この統合仕上げ又は修正加工は、既知の自由切断の一部を有しており、歯溝の歯面は（数マイクロラジアンの範囲で）ワークピース回転を実施することにより再加工される。

【0015】

ワークピース回転に加えて変更される機械設定の別の変数によって、凹形の歯面の修正加工もまたこの自由切断に重ねて実施される。凹形の歯面の修正加工は、プランジングの間に用いられる第１の機械設定とは異なる第２の機械設定で実施される。

【0016】

凸形の修正加工もまた、ワークピース回転に加えて変更される機械設定の別の変数によって、この自由切断に重ねて実施される。凸形の歯面の修正加工は、第２の機械設定とプランジングの間に用いられる第１の機械設定と異なる第３の機械設定で実施される。

【0017】

好ましくは歯溝の幅を広げるため、全ての実施形態において、凹形歯面の自由切断は、歯車切削工具に対して予め決められた第１の絶対値を有する第１の回転方向へワークピース回転を実施する傘歯車ワークピースによって実施される及び／又は、凸形歯面の自由切断は、歯車切削工具に対して予め決められた第２の絶対値を有する別の回転方向へワークピース回転を実施する傘歯車ワークピースによって実施される。

【0018】

「第２の」と「第３の」という数字の使用は順序を示すためのものではない。全ての実施形態において第３の機械設定は第２の機械設定の前にも適用され得る。

【0019】

（第１の修正プランジング法と呼ばれる）統合仕上げ又は修正加工は、典型的な自由切断と比べて費やされる時間が等しい又はわずかに長いだけであるという利点を有する。なぜならば、第１の機械設定から第２の機械設定への移行は１つの歯面の自由切断と修正加工のために実施され、第２の機械設定から第３の機械設定への移行は、もう一方の歯面の自由切断と修正加工のために実施されるからである。

【0020】

しかしながら、（第２の修正プランジング法と呼ばれる）本発明の別の実施形態もまた実施可能であり、そこでは、機械設定をそれぞれ変更する前に自由切断が実施される。この場合、２つの歯面の自由切断は、プランジングの間にも利用される第１の機械設定を用いて、両方の回転方向へのワークピース旋回によってのみ実施される。１つの歯面の修正加工のために、第１の機械設定から第２の機械設定への移行が実施され、もう一方の歯面の修正加工のために、第２の機械設定から第３の機械設定への移行が実施される。

【0021】

本発明は連続して実施されるプランジング法と単一インデックスプランジング法に適用され得る。単一インデックスプランジング法とは対照的に、連続インデックス方法では、歯車切削工具の回転駆動に加えて傘歯車ワークピースが常に連動した方法で回転駆動させられる。

【0022】

自由切断の間と仕上げ加工又は修正加工の間、切りくずを取り除くために少なくとも歯車切削工具もまた必ず回転駆動させられる。

【0023】

本発明の利点は、修正加工とプランジング法における加工は傘歯車ワークピースを再度装置に固定することなくかつ工具を変更することなく実施されることである。それゆえ本明細書の方法は、非常に信頼でき、非常に正確である。

【図面の簡単な説明】

【0024】

以下、図面を参照して本発明の典型的な実施形態をより詳細に記載する。

【図1A】図１Ａは、先行技術に係るプランジング方法における歯車切削フライス加工中の歯車切削機械による加工領域の概略側面図を示す。図中では、カッタヘッド工具はクラウン歯車に対してやや傾いて示されている。

【図1B】図１Ｂは、プランジングムーブメントが実行された後の図１Ａのカッタヘッド工具とクラウン歯車の概略側面図を示す。

【図1C】図１Ｃは、先行技術のプランジング方法の非常に簡易な概略図を示す。

【図2A】図２Ａは、本発明の第１の修正プランジング方法の非常に簡易な概略図を示す。

【図2B】図２Ｂは、本発明の第２の修正プランジング方法の非常に簡易な概略図を示す。

【図3A】図３Ａは、クラウン歯車の概略上面図を下方に示し、単一インデックス方法におけるプランジングによって既に加工された歯溝を通る法線Ａ－Ａに沿った概略断面図を上方に示す。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａの概略図を拡大して示しており、プランジング後の歯すじの実際の曲線に加えて、歯すじの設定値曲線を示している。

【図3C】図３Ｃは、図３Ｂの概略断面図を示しており、歯すじの設定値曲線に加えて、自由切断後の歯すじの実際の曲線を示している。

【図3D】図３Ｄは、図３Ｃの概略断面図を示しており、歯すじの仕上がり曲線を示す。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の領域では、決められた切削端を有する歯車切削工具１００（例えば、中実の工具）や研削工具（例えば、カップ型研削工具）が非常に多く用いられる。実施形態の詳細は以下の詳細な説明と併せて説明される。そこでは、棒状のカッタ又はカッタインサートを備えるカッタヘッド歯車切削工具１００が用いられる。例えば、棒状のカッタ又はカッタインサートは２つの切削端を有し、いずれの場合も、１つの切削端は歯溝１２の凹形の歯面１３．１の加工用に構成され、もう１つの切削端は歯溝１２の凸形の歯面１３．２の加工用に構成される。しかしながら、全ての実施形態において、歯車切削工具１００はまた、まとめて配置された棒状のカッタ又はカッタインサートを備え、棒状のカッタ又はカッタインサートの一部は凹形の歯面１３．１を加工するための切削端を有し、棒状のカッタ又はカッタインサートの別の部分は凸形の歯面１３．２を加工するための切削端を有する。

【0026】

しかしながら、説明したものは、傘歯車ワークピース１０の歯車切削用に構成された別の工具１００にも移行することができる。

【0027】

そのような工具１００と対応する歯車切削機械は、歯車切削の分野でよく知られており、長年使用されてきた。

【実施例1】

【0028】

本発明の第１の方法の詳細は、概略的な形式のみで図２Ａに示されている。この第１の方法は本明細書で第１の修正プランジング法とも呼ばれる。

【0029】

本発明の方法は、全ての実施形態において、図１Ａから１Ｃと併せて既に説明した典型的なプランジング法に基づいている。

【0030】

図２Ａの点線矢印は、供給ムーブメントＺＢを示しており、（図示されていない）クラウン歯車ワークピース１の方向へ向けられた実線矢印は、第１の修正プランジング法のプランジングムーブメントＥＴを示す。

【0031】

工具１００がクラウン歯車ワークピース１０の歯基の位置によって定義される仕上げプランジング位置に到達すると、本明細書では統合された修正加工ＦＢ＆ＫＢと言われる方法が本明細書に従って続く。図２Ａは、統合された修正加工ＦＢ＆ＫＢは、自由切断ＦＢと修正加工ＫＢを含むことを示しており、自由切断ＦＢはプランジング仕上げ位置に到達すると直ぐ又は到達した後に実施され、修正加工ＫＢは機械設定のさらなる変数を変更／調整することにより実施される。

【0032】

図２Ａにおいて、両方向矢印ＦＢ＆ＫＢはやや湾曲しており、機械設定の調整が行われていることを示している。この両方向矢印ＦＢ＆ＫＢの曲率半径は、（図示されていない）工具１００の方向へ向けられており、それゆえ、機械設定の調整を示す。両方向矢印ＦＢ＆ＫＢに加えて２つの機械設定Ｍ２とＭ３が説明されているという点でも機械設定の調整が表されている。

【0033】

統合された修正加工ＦＢ＆ＫＢ後の溝幅は工具１００の先端幅ｓ_ａ０より広い。先端の幅ｓ_ａ０は、棒状のカッタ３の２つの切削端の間の距離として図１Ｂに示されている。

【0034】

この統合された修正加工ＦＢ＆ＫＢが機械設定の調整によって実行された後、工具１００は逆向きのムーブメントＡＴによって歯溝から引き抜かれるだけである。本明細書にはある種の逆転ポイントＵＰもある。

【0035】

本発明の全ての実施形態において、逆向きのムーブメントＡＴが実施されるまで、１つ以上の棒状のカッタ又はカッタインサートが切りくず除去方法で歯溝を通って誘導されるように工具１００は任意に短時間、仕上げ位置にとどまり得る。

【実施例2】

【0036】

図２Ｂは、本発明の第２の方法の詳細をまとめて概略的な形式で示している。この方法は供給ＺＢ、プランジングＥＴ、引き抜きＡＴに関して第１の方法と等しいので、この点については図２Ａの記載に符号が付される。

【0037】

図２Ａと対比して、図２Ｂでは、独立した両方向矢印ＦＢによって典型的な自由切断ムーブメントが示される。クラウン歯車ワークピース１０が１つの回転方向（例えば、時計回り）と反対の回転方向（例えば、反時計回り）へワークピース回転軸Ｒ２に対してわずかなワークピース回転を行うということで、自由切断は実施される。それゆえ、両方向矢印ＦＢは図２でやや湾曲しており、ワークピース回転軸Ｒ２に対するワークピース回転を示す。

【0038】

本発明によると、一方又は両方の回転方向へのワークピース回転は予め決められた絶対値で実施される。従って、歯溝１２の溝幅は広くなる。本明細書で、典型的な自由切断の後直ぐの溝幅は、工具１００の先端幅ｓ_ａ０よりも広くなる。

【0039】

第２の方法において、プランジング仕上げ位置に到達する際又は到達した後、第１の機械設定Ｍ１を継続する間、自由切断が実行される。クラウン歯車ワークピース１０のみが典型的な自由切断の間、ワークピース回転を完了させる。それゆえ、符号Ｍ１は図２Ｂにおいて引用符号ＦＢの直ぐ隣に示されている。

【0040】

本発明によると、図２Ａで独立した両方向矢印ＫＢによって単なる概略的な形式で示されるような修正加工ＫＢが実施される。図２Ｂにおいて、両方向矢印ＫＢはやや曲がっており、機械設定の調整により、修正加工ＫＢが実施されていることを示す。この両方向矢印ＫＢの曲線の半径は（図示されていないが）工具１００の方向へ向かう。従って、機械設定の調整を示す。

【0041】

例えば、フランク角誤差又は歯溝の歯面の別の誤差はこの種の修正加工ＫＢによって意図的に修正される。そしてその修正は、工具１００がクラウン歯車ワークピース１０の歯溝に配置されている間に行われる。機械設定の調整は図２Ｂに示されており、引用符号ＫＢに加えて第２の機械設定Ｍ２と第３の機械設定Ｍ３が説明されている。

【0042】

工具１００は、この修正加工ＫＢが機械設定の調整によって行われた後のみ歯溝から逆向きのムーブメントＡＴによって引き抜かれる。ここにもある種の逆転ポイントＵＰがある。

【0043】

単一インデックスプランジング法と連続したインデックスプランジング法の両方が用いられたら自由切断のために利用されるワークピース回転は、本発明に従って、加工されるクラウン歯車ワークピース１０のインデックスｐより相当小さい角度絶対値で実施される。単一プランジング方法と対照的に、連続したインデックスプランジング法の間、クラウン歯車ワークピース１０は、（歯の総数とねじ山のカッタヘッド数に依拠して）工具速度に対して特定の回転率で同時に回転する。この同時運動は、ワークピース回転の間、ワークピースの回転角の位相変移を伴いながら重ねて実施される。この位相変移もまた、インデックスｐより相当小さい。

【0044】

以下に示される値はそれぞれ、クラウン歯車１０を構成するために用いられたクラウンホイールに関連する。それゆえ、全ての符号は下付のＰが付される。

【0045】

図３Ａはクラウン歯車ワークピース１０の一部の概略上面図を示しており、歯溝１２は単一インデックス方法における従来のプランジングによって予め加工されている。左から右へ見ると、クラウン歯車ワークピース１０の図は、歯１１（正確には、歯先）、凹形の歯面１３．１、歯根１２．１を有する歯溝底、凸形の歯面１３．２及びさらなる歯１１を有する。２つの歯面１３．１、１３．２は灰色のパターンが与えられており、これらの面はまだ仕上げ形状（実際の曲線又は実際のトポグラフィ、設定値曲線又は設置値トポグラフィからの誤差。）ではないことを示している。例えば、既に最初に説明したように、それらは同方向にフランク角誤差を有し得る。これらがプランジング後の歯面になることを示すため、引用符号１３．１と１３．２はそれぞれ、上付きＴを付される。従って、これらはプランジング後、歯面１３．１^Ｔ、１３．２^Ｔである。

【0046】

歯溝１２の通常の断面は図３Ａの上側で非常に概略的な形式で示されており、単一インデックス方法のプランジングによって予め加工されている。断面は断面線Ａ－Ａに沿って広がる。

【0047】

図３Ｂは図３Ａの部分図を拡大した形式で示している。（実際の歯面とも呼ばれる）プランジ加工された歯面１３．１^Ｔ、１３．２^Ｔの瞬間的な実線の曲線に加えて、（プランジング後、設定値歯面とも呼ばれる）２つの面の設定値曲線１３．１^Ｓ，Ｔ、１３．２^Ｓ，Ｔが破線によって描かれている。図示された場合では、実際の歯面１３．１^Ｔ、１３．２^Ｔは、設定値歯面１３．１^Ｓ，Ｔ、１３．２^Ｓ，Ｔに対して正のフランク角誤差ＦＷＦを有する。

【0048】

フランク角誤差ＦＷＦは、設定値曲線１３．１^Ｓ，Ｔ、１３．２^Ｓ，Ｔと歯面１３．１^Ｔ、１３．２^Ｔの実際の曲線との間の違いとしてプランジング後に決定される。正のフランク角誤差ＦＷＦは本明細書では角度誤差である。そこでは、歯高の方向への設定値曲線１３．１^Ｓ，Ｔ、１３．２^Ｓ，Ｔを示すために用いられる点線が、歯面１３．１^Ｔ、１３．２^Ｔの実線曲線より急な勾配を有する。

【0049】

図３Ｃは第１の回転方向へ角度絶対値｜Δ１｜だけワークピースを回転させた自由切断後の状態と反対方向の第２の回転方向へ角度絶対値｜Δ２｜だけワークピースを回転させた自由切断後の状態を示す。この従来の自由切断は、同一の歯車切削工具を使いながら実施され、傘歯車ワークピース１０のワークピース回転のみが実施されるため、フランク角誤差ＦＷＦは保持される。自由切断によって、歯溝１２の溝幅ｅのみがわずかな絶対値によって広げられる。歯面の瞬間的な実際の曲線は１３．１^Ｆ、１３．２^Ｆように上付きＦによって示される。自由切断後の２つの面の設定値曲線１３．１^Ｓ，Ｆ、１３．２^Ｓ，Ｆは破線で示される。

【0050】

Δ１とΔ２で示される２つの短い矢印の先端は、時計回り方向と反時計回り方向を指しており、２つのワークピース回転を示す。ワークピース回転の角度絶対値は全ての実施形態で、両方の回転方向において等しいことが望ましい。つまり、｜Δ１｜＝｜Δ２｜。溝幅ｅは自由切断によって最小限で広げられており、それは図３Ｂと３Ｃを比べてもほとんど可視できない。

【0051】

修正加工は機械設定を変えることで実施される。この修正加工後の結果は、面すじ１３．１、１３．２によって図３Ｄに示される。理想的な状況で、フランク角誤差ＦＷＦが０又はほぼ０に等しいことを示すため、面すじ１３．１、１３．２は破直線形状で図３Ｄに示される。

【0052】

図３Ａから３Ｄは単に概略的特徴であって、ある形態は比率を調節し視覚化できるように示されていないことに留意すべきである。歯の形状と歯底１２．１の曲線も理想化した形状で示されている。

【0053】

本明細書に記載されるフランク角誤差ＦＷＦは、測定により各歯面１３．１、１３．２で逐一決定されるべき誤差である。これらは、第１の機械設定Ｍ１を用いるプランジングによって生じるフランク角誤差ＦＷＦであるため、各歯面１３．１と１３．２に沿ったフランク角誤差ＦＷＦは、面の縦軸方向へ一定である。

【0054】

従って、説明したようにフランク角誤差ＦＷＦは一定であるので、図３Ａから３Ｄの図は歯面１３．１、１３．２に沿って別の位置にも移すこともできる。

【0055】

本発明に従って補正され得るフランク角誤差ＦＷＦはそれぞれ、歯１１の垂直方向へ測定されたフランク角誤差ＦＷＦである。

【0056】

図３Ａから３Ｄの図は、本発明の第２の方法アプローチに基づき、図２Ｂに示されるように、自由切断ＦＢは修正加工ＫＢとは別々に実施される。

【0057】

しかしながら、この種の図は、部分的な特徴をよりよく示し、説明しておりかつこの形式の図は連結段階の重ねられた図よりも単純で分かり易いため、図３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄにおける３段階の図が選ばれただけである。

【0058】

自由切断と修正加工が一緒に実施される図２Ａに示されるような第１の修正プランジング法が好まれる。

【0059】

本明細書に記載されることは単一インデックス方法のみならず連続インデックス方法にも適用され得る。単一インデックス方法においては、図２Ａ又は２Ｂに示されるように歯溝１２ごとに加工が実施され、連続インデックス方法においては、全ての溝はそれぞれ、修正加工方法に引き続いて同一のプランジング工程を経る。

【0060】

本明細書では全ての実施形態において機械設定の調整は、ワークピース旋回Δに加えて少なくとも１つの変数の調整に関係する。

【0061】

例えば、ワークピース旋回Δに加えて簡略化された特別な場合、クレードル角αは（本明細書では第２機械設定Ｍ２とも呼ばれる）第１の方向へ変更され、（単一インデックス方法における）１つの凹形の歯面１３．１^Ｔ又は（単一インデックス方法における）全ての凹形の歯面１３．１^Ｔを修正する。（単一インデックス方法における）１つの凸形の歯面１３．２^Ｔ又は（単一インデックス方法における）全ての凸形の歯面１３．２^Ｔを修正するために、クレードル角αは反対方向へ変更させられる。

【0062】

３つの異なる機械設定Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の違いは、この簡略化された特別な場合に基づいて再びまとめられる。第１機械設定Ｍ１において、クレードル角はα＝α１であり、プランジングの間、例えば、開始深さｘ０からｘ１へ深さｘだけ変更される。この変更の絶対値は図１ＢでＥＴと示される。

【0063】

第２の機械設定Ｍ２は、例えば、別のクレードル角α２≠α１とワークピース旋回－Δにより、簡略化された特別な場合、第１の機械設定Ｍ１と異なる。例えば、深さ位置ｘは変更しないままである。つまりｘ２＝ｘ１のままである。

【0064】

第３機械設定Ｍ３は、簡略化された特別な場合、別のクレードル角α３≠α２≠α１とワークピース旋回＋Δにより、第１と第２の機械設定Ｍ１、Ｍ２と異なる。例えば、深さ位置ｘは変更しないままである。つまりｘ３＝ｘ２＝ｘ１のままである。

【0065】

第１機械設定Ｍ１から第２機械設定Ｍ２へカッタヘッド歯車切削工具１００の移行は、全ての実施形態において、カッタヘッド歯車切削工具１００の切削端が歯溝１２に配置されている間に行われる。同様に、第１機械設定Ｍ１から第２機械設定Ｍ２への研削工具の移行は、研削工具の研磨表面が歯溝１２に配置されている間に行われる。

【0066】

歯車切削モデルの機械設定の単一変数を変化させること又は調整することは、実際の歯車切削機械において２つ以上の変数を調整することになり得るということは歯車切削の分野の当業者によく知られている。特に、これらは、例えば、傘歯車ワークピース１０と歯車切削工具１００が移動させられると、しばしばより迅速に実施され得る相対的な調整であるからである。さらに、利用可能な機械の全てが１対１の精度で歯車切削モデルの軸を表すのではなく、軸の集合も時には相当異なり得る。

【0067】

本発明によると、傘歯車ワークピース１０はプランジング後かつ修正加工の前に測定され、フランク角誤差ＦＷＦとそれらの寸法の拡大を認識できる。

【0068】

しかしながら、本発明によると、連続した傘歯車ワークピースのうち１つの傘歯車ワークピース１０もまたプランジング法における切りくず除去加工後に測定され、続いて、連続した傘歯車ワークピースのさらなる傘歯車ワークピースにおける修正加工を実施する。

【符号の説明】

【0069】

１：クラウン歯車ワークピース
２：歯車切削工具／カッタヘッド工具
３：棒状のカッタ
１０：傘歯車ワークピース／クラウン歯車ワークピース
１１：歯
１２：歯溝
１２．１：歯底／歯根
１３．１：凹形面
１３．１^Ｔ：プランジング後の凹形面
１３．１^Ｆ：自由切断後の凹形面
１３．２：凸形面
１３．２^Ｔ：プランジング後の凸形面
１３．２^Ｆ：自由切断後の凸形面
１３．１^Ｓ，Ｔ：プランジング後の凹形面の面すじの設定値曲線
１３．１^Ｓ，Ｆ：自由切断後の凹形面の面すじの設定値曲線
１３．２^Ｓ，Ｔ：プランジング後の凸形面の面すじの設定値曲線
１３．２^Ｓ，Ｆ：自由切断後の凸形面の面すじの設定値曲線
１００：（カッタヘッド）歯車切削工具
Ａ－Ａ：断面直線
ＡＴ：引き抜きムーブメント
α：クレードル角
α１：第１のクレードル角
α２：第２のクレードル角
α３：第３のクレードル角
Δ：ワークピース回転
｜Δ｜：ワークピース回転の角度絶対値
ｅ：クラウン歯車の溝幅（空間幅）
ＥＴ：プランジングムーブメント
ＦＢ：自由切断ムーブメント
ＦＷＦフランク角誤差
ＦＢ＆ＫＢ：統合された修正加工
η：軸オフセット
ｙ：機械基礎角度
Ｋ１：サークルアーク
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３：機械設定
ｍｃｃｐ：距離
Ｒ１：工具回転軸／工具スピンドル軸
Ｒ２：ワークピース回転軸／ワークピーススピンドル軸
ψ：ラジアル距離
ｓ_ａ０ ：先端幅
σ：開始角度（旋回）
τ：傾斜角（傾斜）
ＵＰ：逆点位置
ｘ：深さ位置
ｘ０：直線深さ位置
ｘ１：第１の深さ位置
ｘ２：第２の深さ位置
ｘ３：第３の深さ位置
ＺＢ：供給ムーブメント

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】