9種類のコンロ:あなたはどこまで知っていますか?

歯車製造においてホブが非常に重要なのはなぜか?この記事では、9つの異なるタイプのホブについて、そのユニークな特徴と機械加工における応用について詳しく説明します。ギヤホブから特殊歯形まで、各タイプがどのようにギヤ製造の精度と効率を高めるかをご覧ください。この記事を読むことで、様々なホブの具体的な用途と利点についての洞察が得られ、現代の製造におけるホブの役割についての理解が深まります。

目次

ギアホブ

ギヤホブは、高品質なスパーギヤやヘリカルギヤの製造に欠かせない精密切削工具です。プレシェービングやプレグラインディングなど様々な仕上げ加工に優れ、凸コーナー、ハーフトップ歯、トップカット形状など様々な歯車形状に対応できる万能工具です。

ホブには主に2つの設計があります:中央にボアがあるもの(ホールタイプ)とシャンクが一体になっているもの(ロッドタイプ)です。シングルスタートまたはマルチスタートの構成で製造でき、後者は特定の用途で生産性が向上します。精度等級は通常AからAAAまであり、AAAは最高レベルの精度を示します。

さらに、ホブはその切削環境に基づいて分類される。クーラントなしで使用するように設計された乾式切削ホブと、切削液とともに使用するように最適化された湿式切削ホブである。これらのタイプの選択は、被削材、切削パラメータ、希望する仕上げ面などの要因によって決まる。

仕様については、ギアホブは幅広いサイズと形状をカバーしています。モジュラスの範囲は一般的に0.25から33までで、ファインピッチから大型ギヤまで対応します。DP(Diametral Pitch:直径ピッチ)制御範囲は0.75DPから100DPまであり、幅広いギアサイズに対応します。最大ホブ径は330mm、最大ホブ長は380mmで、大形ギヤにも対応します。

精度等級は、DIN(ドイツ標準化協会)やGB(中国国家標準)などの国際規格に基づき、AからAAAまでの等級で決定されます。AAA等級は最高レベルの精度を示し、卓越したギアの品質と性能を要求される用途に適しています。

インボリュートスプラインホブ

インボリュートスプラインホブは、高品質のスプラインシャフトやインターナルスプラインの製造に不可欠な精密切削工具です。世界の製造業で最も広く採用されているインボリュートスプライン規格は以下の通りです:

  1. DIN 5480:圧力角30°スプラインのドイツ規格で、欧州の自動車および機械用途に広く使用されています。
  2. DIN 5482:もう一つのドイツ規格で、主に30°の圧力角のスプラインのためのものです。
  3. ANSI B92.1:30°、37.5°、45°の圧力角スプラインをカバーする米国規格。
  4. ANSI B92.2:B92.1を補完するもので、航空宇宙用歯車装置のインボリュートスプラインに重点を置いている。
  5. BS 3550:英国の製造業で一般的に使用されているインボリュートスプラインの英国規格。
  6. GOST 6033:インボリュートスプラインのロシア規格で、東欧やアジア市場で広く採用されている。
  7. GB/T 3478: インボリュートスプラインの中国国家規格。

各規格は、圧力角、モジュール、歯数、寸法公差などの特定のパラメータを定義しています。インボリュートスプラインホブを選択または設計する場合、エンジニアは、要求されるスプラインプロファイル精度、材料特性、生産量、および既存の設備との互換性などの要素を考慮する必要があります。最新のCNCホブ盤は、ホブカッタの高度なコーティング技術(TiAlN、AlCrNなど)と相まって、インボリュートスプライン製造工程の効率と精度を大幅に向上させている。

平行スプライン用ホブ

平行スプライン用ホブの製造は、国際および国家規格の包括的なセットを遵守し、さまざまな産業用途における精度、互換性、品質を保証しています。これらの規格には以下が含まれます:

1.DIN(Deutsches Institut für Normung)規格:

  • DIN 5461: インボリュート形状のスプラインシャフトおよびハブプロファイル
  • DIN 5462:インボリュートスプラインによるスプライン軸継手-寸法、公差および検査
  • DIN 5463:インボリュートスプラインによるスプラインシャフト接続 - 圧力角30°および37.5
  • DIN 5464:インボリュートスプラインによるスプライン軸継手 - 一般寸法
  • DIN 5465:平行な側面を持つスプラインシャフト接続
  • DIN 5471:フラットルートスプラインシャフトコネクション
  • DIN 5472:内部センタリング付きスプライン軸継手-寸法、公差および検査
  • DIN 9611:スプラインシャフト接続 - 公差と検査

2.ISO(国際標準化機構)規格:

  • ISO 14:内部センタリング付き円筒軸用直交スプライン-寸法,公差及び検定

3.UNI(Ente Nazionale Italiano di Unificazione)規格:

  • UNI 220:インボリュート形状のスプラインシャフトとハブ
  • UNI 221: ストレート側面のスプラインシャフトとハブ
  • UNI 8953:スプライン接続 - 用語、寸法、検証

4.GB/T(Guobiao標準)標準:

  • GB/T 1144-2001: インボリュートスプライン

これらの規格は、形状、寸法、公差、検査方法、品質管理手順を含む、平行スプラインのホブ設計と製造の様々な側面を規定しています。これらの規格を遵守することで、世界的な互換性を確保し、国際貿易を促進し、異なる製造環境においても一貫した性能を維持することができます。

平行スプライン用のホブを選択または設計する場合、エンジニアとメーカーは、アプリケーションの特定の要件を考慮し、従うべき適切な規格を選択する必要があります。この選択プロセスには、負荷容量、動作条件、相手部品の仕様、業界固有の要件などの要素が含まれます。

タイプ特徴申し込み

長方形スプライン (GB/T1144-1987)

長方形スプラインは加工が簡単で、研削加工により高精度を得ることができる。インボリュートスプラインの歯形はインボリュートであり、負荷がかかると歯に半径方向の力がかかり、自動調芯の役割を果たし、各歯にかかる力が均一で、強度が高く、寿命が長い。 加工技術 標準圧力角αは3種類ある。0 インボリュートスプライン:30°、37.5°、45°。

広く使われている。航空機、自動車、トラクターなど、 工作機械製造農業機械、一般機械伝動装置

インボリュートスプライン (GB/T3478.1-1995)

大きな荷重、高いセンタリング精度、大きなサイズの接続に使用されます。

スプロケットホブ

自動車用および産業用ローラーチェーンスプロケット製造用のホブは、標準仕様およびカスタム仕様の多様な仕様に合わせて製造されます。これらの精密切削工具は、動力伝達システムに不可欠な部品であるスプロケットを正確かつ効率的に製造するために不可欠です。

一般的なスプロケットのピッチ範囲:6.35mmから76.2mm(1/4インチから3インチ)。

規格スプロケットコンロは、以下のような様々な国際規格や地域規格に準拠して製造されています:

  • ANSI(米国規格協会)
  • ASME(アメリカ機械学会)
  • ISO(国際標準化機構)
  • DIN(ドイツ規格協会)
  • JIS(日本工業規格)
  • GB(国防標準、中国国家標準)

数多くの規格がある中で、評判の良いメーカーは、認知された業界標準を遵守していることに注意することが重要です。スプロケットホブを選択する際には、その工具が真正かどうか、また特定の用途に適した規格に準拠しているかどうかを確認することが極めて重要です。

カスタムホブは、標準的なパラメータから外れた独自のスプロケット仕様に合わせて設計・製造することも可能で、特殊な産業用途においてより高い柔軟性を発揮します。

ウォームギアホブ

ウォームギアホブは、ウォームギアの精密製造に不可欠な特殊切削工具です。ウォームホブの最も重要な種類は、様々なウォームギアのプロファイルに対応しています:ZI(インボリュート)、ZN(ストレートサイド)、ZK(コンボリュート)、ZA(エクステンデッドアデンダム)です。それぞれのタイプは、特定のウォームギヤの歯形を生成するように設計されており、最適なかみ合いと性能特性を保証します。

ホブは、単ねじまたは多ねじ(ヘッド)構成で製造することができます。単ねじと多ねじの選択は、ホブ切り加工の切削速度と効率に影響します。また、ホブには2種類の取り付けスタイルがあります。1つはアーバ取り付け用のセンターボア(穴タイプ)、もう1つは機械に直接取り付けるためのシャンク一体型(ハンドルタイプ)です。ウォームホブのリード角は、通常1度から45度の範囲で、ウォームギヤの設計要件とホブ盤の能力に応じて選択します。

ウォームギアホブによる切削には、主に2つの方法が採用されている:

  1. タンジェンシャル送り:ホブがワークピースの軸と平行に送られ、連続的な切削が行われる。この方式は一般に、生産速度の向上と表面仕上げの改善のために好まれる。
  2. ラジアル送り:ホブをワーク軸に対して垂直に送り、徐々に深さいっぱいまで切削する。この方法は、大きな歯車や機械の制限で接線方向の送りができない場合によく使われる。

これらの切削方法のどちらを選択するかは、ギアのサイズ、必要な精度、生産量、使用可能な機械などの要因によって決まります。どちらの方法も、適切なホブ設計と切削パラメータで適切に実施すれば、高品質のウォームギアを製造できます。

特殊歯形のホブ

特殊な歯形を持つホブは、標準的なインボリュート歯車だけでなく、幅広い部品に使用することができます。これらの特殊切削工具は、特定の機能要件や製造上の制約に対応し、独自の歯形形状を持つ外歯歯車を生成および加工するように設計されています。

特殊プロファイル・コンロの用途は以下の通り:

  1. 非インボリュート歯車:サイクロイド歯車、円弧歯車、非対称歯形など、特定の用途において負荷容量、騒音低減、効率の面で有利な場合がある。
  2. スプラインとセレーションパワートランスミッションやカップリングシステムで使用される外部スプラインシャフトやセレーション部品の製造用。
  3. スプロケット自動車、農業、マテリアルハンドリング機器など、様々な産業におけるチェーンドライブ用の精密形状の歯を製造。
  4. タイミングベルト用プーリーシンクロナスベルトシステム用のカスタム歯形を作成し、ベルトの最適な噛み合いと摩耗の低減を実現します。
  5. ウォームホイール荒加工:ウォームホイール製造の初期荒加工用の専用ホブで、ブランクを仕上げホブ加工や研削加工に備える。
  6. ラチェットホイール様々な機械システムの一方向ロック機構のための非対称歯形生成。

特殊形状のコンロを設計・導入する際には、いくつかの要素を考慮しなければならない:

  • 歯の形状:圧力角、アデンダム、デデンダムの修正を含む、要求される歯形の正確な定義。
  • 材料の適合性:ホブのカッティングエッジとコーティングが被削材に適していること。
  • 機械運動学:ホブ盤が特殊形状の生成に必要な動作に対応できることを確認する。
  • 品質管理:製造されたユニークな歯形の精度を確認するために、適切な検査技術を導入すること。

特殊なホブ設計を活用することで、メーカーは複雑な外歯歯車形状を効率的に実現することができ、多くの場合、追加の機械加工が不要になり、部品全体の品質と性能が向上します。

直歯同期プーリーホブ

シンクロナスプーリーホブの製造は、精密パワートランスミッションコンポーネントの製造において重要なプロセスです。これらの特殊な切削工具は、インボリュートやハイトルクドライブ(HTD)形状を含む幅広いベルトとプーリーのプロファイルを生成するように設計されており、さまざまな機械システムで最適な動力伝達と同期を保証します。

トップカットとノントップカットの2つの主要な設計構成が利用可能です。トップカットは、切屑排出の向上と切削抵抗の低減を可能にする改良された歯形が特徴です。一方、ノントップカットは、工具寿命が向上し、大規模な生産に適しています。

これらのホブで加工される一般的なプーリーの形状には、以下のようなものがある:

  1. インボリュートのプロファイル:
  • T "シリーズ:台形の歯形で、強度と精度のバランスを提供
  • "S "シリーズ:より高い負荷容量とスムーズな噛み合いを提供する曲線的な歯形
  1. HTD(ハイトルク・ドライブ)プロファイル:
  • ハイパワー用途向けに設計され、ベルトと歯の接触面積を増やす湾曲した歯形が特徴
  1. 標準ピッチプロファイル:
  • MXL(ミニ・エクストラ・ライト):小型高精度アプリケーション用
  • XL(エクストラライト):軽荷重用タイミングベルトによく使用される。
  • L(ライト):ミディアムデューティパワートランスミッションに最適
  • H(ヘビー):高負荷産業用
  • XH(エクストラヘビー):非常に高いトルクが要求される場合に設計
  • XXH(ダブル・エクストラ・ヘビー):重機の過酷な負荷条件用に設計

適切なホブとプロファイルの選択は、電力要件、速度、精度のニーズ、および意図されたアプリケーションの環境条件などの要因によって異なります。精密研削とコーティング工程を含む高度な製造技術は、ホブが厳しい公差を維持し、優れた耐摩耗性を示すことを保証するために採用され、様々な産業分野で高品質のシンクロナスプーリの生産に貢献しています。

重厚なダブルカッティングホブ

特別に設計されたダブルカットホブの導入は、戦略的に設計された溝内に高度な切れ刃を統合することで、ギアの製造効率に革命をもたらします。これらの高性能工具は、モジュール5.5以上のギアに最適化されており、ヘビーデューティギア製造のユニークな課題に対応しています。

メリット

この最先端のダブルカットホブを使用することで、歯車製造に複数の利点がもたらされる:

  1. 大幅なサイクルタイムの短縮革新的なダブルカット設計により、粗加工と仕上げ加工を同時に行うことができ、従来のホブ切り加工と比較して、全体の加工時間を最大40~50%まで劇的に短縮することができます。
  2. シームレスな統合:これらのホブは、既存のホブ盤と互換性があるように設計されているため、機械の大幅な改造やオペレーターの大規模なトレーニングを行うことなく、簡単に導入することができます。
  3. 工具寿命の向上最適化された切削形状と切屑排出の改善により、ホブへの熱的・機械的ストレスが低減され、摩耗が減少して工具寿命が延びます。これにより、ホブ1個当たりの生産個数が20~30%増加します。
  4. ギアの品質向上:ダブルカット設計により、より精密な歯形形成が可能となり、ギヤ歯の全体的な精度と表面仕上げが向上する可能性があります。
  5. 多彩なアプリケーションこの先進的なホブは、手動ホブ盤とCNCホブ盤の両方に対応し、さまざまな生産環境に柔軟に対応します。

このダブルカットホブの有効性は、特に中規模から大規模の歯車製造において顕著であり、時間とコストの節約は、製造全体の効率と生産性に大きな影響を与える。

ドライカットホブ

ドライカットホブ

CNCギヤホブ盤は、この専用ホブを用いた高速ドライカットにより、ギヤ製造工程の生産性を大幅に向上させる。

このホブの特徴は、切れ刃の長さとフルートの数が多く、切り屑の排出と放熱が最適化されていることです。これらの特性は、再研磨の間のホブの工具寿命を大幅に延ばし、ダウンタイムとメンテナンスコストを削減します。

大規模な自動化生産ラインへの統合に最適なこのホブは、連続運転環境に優れています。性能を最大限に引き出すには、直径、フルート数、スタート回数、切削速度、送り速度、切り込み深さなどの推奨切削データなど、ホブ固有のパラメーターを遵守することが重要です。

このホブを導入する主な目的は、サイクルタイムを最小化し、工具寿命を最大化することであり、その結果、総合的な設備効率(OEE)を向上させることにある。

メリット

  1. サイクルタイムの大幅短縮
  2. 工具寿命サイクルあたりの加工部品数の増加
  3. 工具在庫と関連コストの削減
  4. プロセス変動が少なく、より一貫した予測可能な生産が可能
  5. インフラや設備への追加投資なしで工場の生産能力を増強
  6. 効率性の向上と金型コストの削減により、部品当たりのコストを低減

アプリケーション

  • 乾式切断と湿式切断の両方に多用途に使用できるが、環境とコスト面の利点から乾式切断に重点を置いている。
  • さまざまな機械インターフェイスに対応するため、さまざまなアーバ穴構成とクランプ機構を用意
  • 様々なギア形状や生産要件に対応するため、シングルおよびマルチスタート設計で提供
  • 二輪車、四輪車、産業機械、パワートランスミッションシステムに使用される小型精密歯車から大型部品まで、幅広いサイズの部品を効率的に加工できる。
  • 最小限の設定変更で、既存の生産工程に簡単に導入可能

最適な結果を得るためには、ホブメーカーと密接に協力し、特定のギア素材と生産要件に合わせた適切なコーティング、基材、形状を選択することをお勧めします。

共有は思いやりであることをお忘れなく!: )
シェーン
著者

シェーン

MachineMFG創設者

MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。

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