JP2011083842A - 溝加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンドミル工具を回転軸線の廻りに回転させると共に工具台のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら被加工物を所定の送り速度で所定角度回転させて被加工物の端面に弧状溝を加工することができる。
【解決手段】被加工物Ｗを装着可能な回転主軸２をもつ主軸台１と、被加工物の回転軸線Ｏと同一軸線上に対向配置され、対向する被加工物の端面Ｗ_１に弧状溝Ｈを加工するエンドミル工具Ｋを装着可能な回転工具軸４をもつ工具台３と、工具台を被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向及びＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動制御する制御手段１１とを備えてなり、回転工具軸の回転軸線Ｄを被加工物の回転軸線に対して被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置するための傾斜角度調節可能な傾斜角度調節機構１２を設けてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば燃料ポンプ用部品などの被加工物の側面に弧状溝を加工する際に用いられる溝加工方法及びその装置に関するものである。

この種の溝加工装置として、被加工物を装着可能な回転主軸をもつ主軸台と、被加工物の回転軸線と同一軸線上に対向配置され、対向する被加工物の端面に弧状溝を加工するエンドミル工具を装着可能な回転工具軸をもつ工具台と、工具台を該被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向及び該Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に移動制御する制御手段とを備えてなる構造のものが提案されている。

しかして、被加工物を主軸台に設けた回転主軸に装着し、該被加工物の回転軸線と同一軸線上にして工具台に配置された回転工具軸にエンドミル工具を装着し、工具台を被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動してエンドミル工具を被加工物の端面半径上の加工位置に移動し、エンドミル工具を回転軸線の廻りに回転させると共に工具台のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら被加工物を所定の送り速度で所定角度回転させて該被加工物の端面に弧状溝を加工することになる。

特開平１０−５８２２０号公報 特開平１１−１１４７１７号公報

しかしながらこれら上記従来構造の場合、上記被加工物の端面に対して上記エンドミル工具の回転軸線が直交する状態で溝を加工することとなり、エンドミル工具の先端頂点はエンドミル工具の回転軸線上にあり、エンドミル工具が回転しても先端頂点は周速度が零であり、この零ポイントの存在により、弧状溝の溝底部の切削加工において、被加工物の送り速度に制約を受けることになって切削能率の向上並びに溝底部の切削加工面の品質に悪影響を及ぼすことがあるという不都合を有している。

本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうち、請求項１記載の方法の発明は、被加工物を主軸台に設けた回転主軸に装着し、該被加工物の回転軸線と同一軸線上にして工具台に配置された回転工具軸にエンドミル工具を装着し、該工具台を該被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動してエンドミル工具を被加工物の端面半径上の加工位置に移動し、該エンドミル工具を回転軸線の廻りに回転させると共に該工具台のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら該被加工物を所定の送り速度で所定角度回転させて該被加工物の端面に弧状溝を加工するに際し、上記回転工具軸の回転軸線を上記被加工物の回転軸線に対して該被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置して該弧状溝を加工することを特徴とする溝加工方法にある。

又、請求項２記載の方法の発明は、上記回転工具軸の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さを調節することを特徴とするものである。

又、請求項３記載の装置の発明は、被加工物を装着可能な回転主軸をもつ主軸台と、該被加工物の回転軸線と同一軸線上に対向配置され、対向する被加工物の端面に弧状溝を加工するエンドミル工具を装着可能な回転工具軸をもつ工具台と、該工具台を該被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向及び該Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に移動制御する制御手段とを備えてなり、上記回転工具軸の回転軸線を上記被加工物の回転軸線に対して該被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置するための傾斜角度調節可能な傾斜角度調節機構を設けてなることを特徴とする溝加工装置にある。

又、請求項４記載の発明は、上記回転工具軸の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さを調節可能な高さ調節機構を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記エンドミル工具は先端部が略半球状のボールエンドミルであることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１記載又は請求項３の発明にあっては、被加工物を主軸台に設けた回転主軸に装着し、被加工物の回転軸線と同一軸線上にして工具台に配置された回転工具軸にエンドミル工具を装着し、工具台を被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動してエンドミル工具を被加工物の端面半径上の加工位置に移動し、エンドミル工具を回転軸線の廻りに回転させると共に工具台のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら被加工物を所定の送り速度で所定角度回転させて被加工物の端面に弧状溝を加工することになり、この際、上記傾斜角度調節機構により上記回転工具軸の回転軸線を上記被加工物の回転軸線に対して被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置して弧状溝を加工するから、エンドミル工具の周速度が零となる先端頂点による切削加工が回避され、被加工物の送り速度の向上を期待することができて切削加工能率の向上を図ることができると共に弧状溝の溝底部の切削加工面を良好に加工することができる。

又、請求項２又は３記載の発明にあっては、上記回転工具軸の傾斜角度調節に伴うエンドミル工具の先端頂点を被加工物の回転軸線がなすＸ−Ｚ軸平面に合致する傾斜前の元の位置に戻すことができ、弧状溝の加工を良好に行うことができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記エンドミル工具は先端部が略半球状のボールエンドミルであるから、弧状溝を良好に加工することができる。

本発明の実施の形態例の全体側面図である。 本発明の実施の形態例の部分側面図である。 本発明の実施の形態例の部分平面図である。 本発明の実施の形態例の部分断面図である。 本発明の実施の形態例の加工説明側面図である。 本発明の実施の形態例の加工説明端面図である。 本発明の実施の形態例の加工説明図である。

図１乃至図７は本発明の実施の形態例において、１は主軸台であって、被加工物Ｗを装着可能なチャック２ａをもつＣ軸廻りの回転主軸２を備えている。この場合、上記エンドミル工具Ｋは先端部が略半球状のボールエンドミルが用いられている。

３は工具台であって、図２の如く、上記被加工物Ｗの回転軸線Ｏと同一軸線上に対向配置され、対向する被加工物Ｗの端面Ｗ_１に弧状溝Ｈを加工するエンドミル工具Ｋを装着可能な回転軸線Ｄの回転工具軸４を備えている。

この場合、機台５のベッド６上にＺ軸スライド７を被加工物Ｗの回転軸線Ｏと平行なＺ軸方向に移動自在に設け、ベッド６にＺ軸スライド７をＺ軸方向に往復移動させるＺ軸制御用モータ８を設け、Ｚ軸スライド７上にＸ軸スライド９をＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動自在に設け、Ｚ軸スライド７にＸ軸スライド９をＸ軸方向に往復移動させるＸ軸制御用モータ１０を設け、Ｘ軸スライド９上に上記工具台３を配設して構成している。

１１は制御手段であって、上記工具台３を被加工物Ｗの回転軸線Ｏと平行なＺ軸方向及びＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動制御するプログラム、Ｚ軸制御用モータ８、及びＸ軸制御用モータ１０を回転制御するプログラムを含む構成となっている。

１２は傾斜角度調節機構、１３は高さ調節機構であって、この場合、図２、図３、図４の如く、上記工具台３に調節部材１４を摺動部１４ａにより上下動自在に設け、調節部材１４に調節ねじ１４ｂを軸方向の移動を規制して回動自在に設け、調節ねじ１４ｂ工具台３に螺着し、調節部材１４に旋回部材１５を旋回横軸１６により垂直旋回自在に設け、旋回部材１５を調節部材１４に固定する４個のボルト１７を設け、旋回部材１５にホルダ１８を介して工具本体１９を取付け、工具本体１９に上記回転工具軸４及び図示省略の駆動部を設け、回転工具軸４にチャック４ａによりエンドミル工具Ｋを装着して構成している。

しかして、図５の如く、上記傾斜角度調節機構１２の旋回部材１５の垂直旋回調節により上記回転工具軸４の回転軸線Ｄを上記被加工物Ｗの回転軸線Ｏに対して被加工物Ｗの回転方向前下り状に傾斜配置するための傾斜角θの調節が可能となり、かつ、図５の如く、高さ調節機構１３の調節部材１４の上下移動調節により回転工具軸４の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さＦの調節が可能となり、図５の如く、上記傾斜角θの傾斜角度調節に伴う配置高さＦが低下した分を図７の如く、被加工物Ｗの回転軸線ＯがなすＸ−Ｚ軸平面に合致する元の位置に戻して加工することになり、又、上記傾斜角θの傾斜角度調節に伴う図５に示す離反量ＮはＺ軸方向の移動制御により補正することになる。

この実施の形態例は上記構成であるから、被加工物Ｗを主軸台１に設けた回転主軸２に装着し、被加工物Ｗの回転軸線Ｏと同一軸線上にして工具台３に配置された回転工具軸４にエンドミル工具Ｋを装着し、図６の如く、工具台３を被加工物Ｗの回転軸線Ｏと平行なＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動してエンドミル工具Ｋを被加工物Ｗの端面Ｗ_１半径上の加工位置Ｇに移動し、エンドミル工具Ｋを回転軸線Ｄの廻りに回転させると共に工具台３のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら被加工物Ｗを所定の送り速度で図６の矢印方向に所定角度回転Ｍさせて被加工物Ｗの端面に弧状溝Ｈを加工することになる。

この際、上記傾斜角度調節機構１２により上記回転工具軸４の回転軸線Ｄを上記被加工物Ｗの回転軸線Ｏに対して被加工物Ｗの回転方向前下り状に傾斜配置して弧状溝Ｈを加工するから、エンドミル工具Ｋの周速度が零となる先端頂点による切削加工が回避され、被加工物の送り速度の向上を期待することができて切削加工能率の向上を図ることができると共に弧状溝Ｈの溝底部の切削加工面を良好に加工することができる。

この場合、上記回転工具軸４の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さＦを調節可能な高さ調節機構１３を設けてなるから、図５の如く、上記回転工具軸４の傾斜角度調節に伴うエンドミル工具Ｋの先端頂点を被加工物Ｗの回転軸線ＯがなすＸ−Ｚ軸平面に合致する傾斜前の元の位置に戻すことができ、図７の如く、弧状溝Ｈの加工を良好に行うことができ、又、この場合、上記エンドミル工具Ｋは先端部が略半球状のボールエンドミルであるから、弧状溝Ｈを良好に加工することができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、例えば、主軸台１、回転主軸２、工具台３、回転工具軸４、制御手段１１、傾斜角度調節機構１２、高さ調節機構１３の構造等は適宜変更して設計されるものである。

以上、所期の目的を充分達成することができる。

Ｗ 被加工物
Ｋ エンドミル工具
Ｏ 回転軸線
Ｗ_１ 端面
Ｈ 弧状溝
Ｄ 回転軸線
Ｆ 配置高さ
Ｇ 加工位置
Ｍ 回転
１ 主軸台
２ 回転主軸
３ 工具台
４ 回転工具軸
１１ 制御手段
１２ 傾斜角度調節機構
１３ 高さ調節機構

Claims (5)

1. 被加工物を主軸台に設けた回転主軸に装着し、該被加工物の回転軸線と同一軸線上にして工具台に配置された回転工具軸にエンドミル工具を装着し、該工具台を該被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動してエンドミル工具を被加工物の端面半径上の加工位置に移動し、該エンドミル工具を回転軸線の廻りに回転させると共に該工具台のＺ軸方向の移動により切り込みを行いながら該被加工物を所定の送り速度で所定角度回転させて該被加工物の端面に弧状溝を加工するに際し、上記回転工具軸の回転軸線を上記被加工物の回転軸線に対して該被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置して該弧状溝を加工することを特徴とする溝加工方法。
2. 上記回転工具軸の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さを調節することを特徴とする請求項１記載の溝加工方法。
3. 被加工物を装着可能な回転主軸をもつ主軸台と、該被加工物の回転軸線と同一軸線上に対向配置され、対向する被加工物の端面に弧状溝を加工するエンドミル工具を装着可能な回転工具軸をもつ工具台と、該工具台を該被加工物の回転軸線と平行なＺ軸方向及び該Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に移動制御する制御手段とを備えてなり、上記回転工具軸の回転軸線を上記被加工物の回転軸線に対して該被加工物の回転方向前下り状に傾斜配置するための傾斜角度調節可能な傾斜角度調節機構を設けてなることを特徴とする溝加工装置。
4. 上記回転工具軸の上記Ｘ軸−Ｚ軸がなす平面に直交する配置高さを調節可能な高さ調節機構を設けてなることを特徴とする請求項３記載の溝加工装置。
5. 上記エンドミル工具は先端部が略半球状のボールエンドミルであることを特徴とする請求項３又は４記載の溝加工装置。