ギア製造

ギア製造とは、ギアを作ることです。ギアは、鋳造、鍛造、押し出し、粉末冶金、ブランキングなど、さまざまなプロセスで製造できます。ただし、原則として、ギアの最終的な寸法、形状、表面仕上げを実現するには機械加工が適用されます。ギア加工の準備が整った半仕上げ部品を製造する最初の操作はブランキング操作と呼ばれ、ギア加工の開始製品はギアブランクと呼ばれます。^[1]

ギア材料には以下の特性が必要です。^[2]

• 静的荷重に対する破損を防ぐ高い引張強度
• 動的負荷に耐える高い耐久強度
• 摩擦係数が低い
• 優れた製造性

ギアブランクは、切断および仕上げ工程を通じてさまざまな方法で成形できます。

歯車形状切削では、切削工具の刃先は歯車の歯間の空間の形状と同じ形状になります。切削歯を形成するために、フライス加工とブローチ加工の2つの加工操作を採用できます。^[3]

フォームフライス加工では、フォームカッターと呼ばれるカッターがギアの歯の長さに沿って軸方向に適切な深さまで移動し、ギアの歯を製造します。各歯が切断された後、カッターは引き抜かれ、ギアブランクが回転し、カッターは次の歯の切断に進みます。このプロセスは、すべての歯が切断されるまで続きます。

ブローチ加工は歯車の歯の製造にも使用でき、特に内歯に適しています。この加工は迅速で、寸法精度の高い表面仕上げが得られます。ただし、ブローチは高価であり、歯車のサイズごとに別のブローチが必要になるため、この方法は主に高品質の生産に適しています。

歯車の生成では、歯面は、歯車対の噛み合う歯車の形状に似た、その後のカッターの位置の輪郭として得られます。使用される加工プロセスには、シェーピングとフライス加工の2つがあります。これらのプロセスには、使用する切削工具に応じていくつかの変更があります。^[4]

ギアホブ加工は、螺旋状の切削工具で一連の切削を行うことにより、ギアの歯を段階的に生成する加工プロセスです。ホブ加工のすべての動作は回転であり、ホブとギア ブランクは、すべての歯が切削されるまで、2 つのギアがかみ合うように連続的に回転します。

説明したいずれかのプロセスで製造されたとしても、表面仕上げと寸法精度は、特定の用途では十分に正確ではない可能性があります。従来のシェービングプロセスを含むいくつかの仕上げ操作と、研削、ホーニング、ラッピングを含むいくつかの研磨操作が利用可能です。^[5]

• アメリカ歯車工業会、歯車の標準化団体