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ホブ盤加工とは、専用のフライス盤を用いて歯車、スプライン、スプロケットを切削する機械加工方法です。歯車の歯やスプラインは、切削工具による一連の切削によって、材料（平らな円筒形の金属片や熱硬化性プラスチックなど）に徐々に刻み込まれていきます。
ホブ盤加工は、他のほとんどの歯車成形プロセスに比べて比較的速く安価であり、幅広い部品と数量に使用されています。[ 1 ]ホブ盤加工は、平歯車やヘリカルギアの加工に特に一般的です。[ 2 ]
外歯車のホブ加工に類似したスキビング加工の一種は、内歯車の切削にも適用でき、回転カッターでスキビング加工されます（成形加工やブローチ加工ではなく）。[ 3 ]
イギリスのランカスターのクリスチャン・シーレは、 1856年にホブ盤の特許を取得しました。[ 4 ]シンプルな設計でしたが、基本的な構成要素はすべて通常の特許図面に示されています。ホブ切削工具と適切なスピンドル速度比を提供するギアトレインがはっきりと確認できます。時計製造業界では、彼の特許よりも前からホブ加工の知識があったと考えられます。次の大きな進歩は1897年に、ヘルマン・プファウターが従来の「平歯車」とヘリカルギアの両方を切削できる機械を発明し、生産をさらに前進させたことです。[ 5 ]
ホブ盤では、ストレート、ヘリカル、ストレートベベル、フェース、クラウニング、ウォーム、シリンダー、面取りされた歯車を作成できます。[ 6 ]ホブ盤は、2 つの斜めスピンドルを使用します。1 つはブランクワークピースに取り付けられ、もう 1 つはカッター (または「ホブ」) を保持します。ホブのスピンドル (軸) とワークピースのスピンドルの間の角度は、製造される部品の種類によって異なります。たとえば、平歯車を製造する場合は、スピンドルはホブのリード角で保持されますが、ヘリカルギアを製造する場合は、ホブのリード角にヘリカルギアのヘリックス角を加えた角度で保持されます。2つのスピンドルの速度は、ブランクに切削される歯の数によって決定される一定の比率で保持されます。たとえば、ギア比が 40:1 のシングルスレッドホブの場合、ホブはブランクの 1 回転につき 40 回転し、ブランクに 40 個の歯が生成されます。ホブに複数のねじ山がある場合、速度比はホブのねじ山の数で乗算されます。[ 7 ]次に、正しい歯の深さが得られるまで、ホブをワークピースに送り込みます。操作を完了するには、ホブをワークピースの回転軸に平行にワークピースを通して送り込みます。[ 6 ]
大量生産では、適切な治具を使用して複数のブランクを積み重ね、1回の工程で切断することがよくあります。[ 7 ]
非常に大きな歯車の場合、ホブ盤加工の効率を高めるために、ブランク材を事前に大まかな形状に切り込みを入れておくことがある。
ホブ盤（ホバーとも呼ばれる）は、さまざまなサイズの歯車を製造するために、さまざまなサイズがあります。小型の計器用歯車は小型の卓上機械で製造され、大径の船舶用歯車は大型の産業用機械で製造されます。ホブ盤は通常、工作物を保持するためのチャックと心押し台、ホブを取り付けるためのスピンドル、および駆動モーターで構成されています。[ 8 ]
理論的にインボリュート形状である歯形の場合、基本ラックは直線側面を持ち、側面は歯形の圧力角で傾斜し、上面と下面は平坦です。小番号のピニオンを使用できるようにするために必要な歯先補正は、このラックの先端部をサイクロイド形状に適切に修正するか、理論ピッチ以外の直径でホブ加工することによって得られます。ホブとブランク間のギア比は固定されているため、結果として得られるギアはピッチ円上で正しいピッチを持ちますが、歯厚は歯間幅と等しくなりません。
ホブ盤は、生成できる最大のモジュールまたはピッチ径によって特徴付けられます。たとえば、10インチ（250 mm）容量の機械は、10インチのピッチ径と通常最大10インチの歯幅の歯車を生成できます。ほとんどのホブ盤は垂直ホブ盤であり、ブランクは垂直に取り付けられます。水平ホブ盤は通常、より長いワークピースを切削するために使用されます。たとえば、シャフトの端にスプラインを切削する場合などです。[ 9 ]
ホブは、工作物に歯を刻むための切削工具です。円筒形で、らせん状の切削歯が付いています。これらの歯には、ホブの長さに沿って溝があり、切削と切りくずの排出を助けます。スプラインギアやスプロケットギアなどの特殊なギア用に設計された特殊なホブもあります。[ 8 ]
ホブ歯の断面形状は、完成品で使用されるラックギアの歯とほぼ同じ形状です。歯車の歯元にクリアランスを作るためにホブ歯の長さを延長するなど、生成目的で形状に若干の変更が加えられています。 [ 10 ]各ホブ歯の裏側には摩擦を減らすための逃げ加工が施されています。[ 11 ]
ほとんどのホブはシングルスレッドホブですが、ダブルスレッドやトリプルスレッドのホブは大量生産工場で使用されます。マルチスレッドホブはシングルスレッドホブよりも効率的ですが、精度は劣ります。[ 12 ]切削する歯車の歯の種類に応じて、カスタムメイドホブと汎用ホブがあります。カスタムメイドホブは、歯形を変更した歯車を作るのに適しているため、他のホブとは異なります。歯形を変更すると、通常は強度が増し、サイズと歯車の騒音が低減されます。
一般的なコンロの種類は以下のとおりです。
ホブ盤加工は、以下の種類の完成歯車を製造するために使用されます。
ホブ盤加工は、ほとんどの喉付きウォームホイールの製造に使用されますが、歯形によってはホブ盤加工ができないものもあります。ホブの歯形の一部が軸に対して垂直になっている場合、通常のバックオフ加工で得られる切削クリアランスが確保されず、切削精度が低下します。
サイクロイド歯車（BS978-2 細ピッチ歯車の仕様で使用されるもの）およびサイクロイド型歯車の場合、ピニオンの各モジュール、比率、および歯数ごとに異なるホブ盤カッターが必要となるため、ホブ盤加工は少量生産には適していません。この問題を回避するために、特別な戦時緊急円弧歯車規格が作成され、8 歯以上のモジュールごとに 1 つのホブで切削できる一連のサイクロイドに近い形状が与えられ、カッター製造リソースを節約しました。この規格の変形版は、現在でも BS978-2a（計器および時計機構用歯車。サイクロイド型歯車。二重円弧型歯車）に含まれています。ホブの同心度公差により、ホブ盤加工で実際に切削できる最小モジュールは約 0.5 モジュールに制限されます。
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