CN103079736B - 螺旋加工方法及加工装置 - Google Patents

螺旋加工方法及加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103079736B
CN103079736B CN201080068961.6A CN201080068961A CN103079736B CN 103079736 B CN103079736 B CN 103079736B CN 201080068961 A CN201080068961 A CN 201080068961A CN 103079736 B CN103079736 B CN 103079736B
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
wall portion
processing
instrument
rotary table
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080068961.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103079736A (zh
Inventor
山口光弘
前田淳一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makino Milling Machine Co Ltd
Original Assignee
Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Makino Milling Machine Co Ltd filed Critical Makino Milling Machine Co Ltd
Publication of CN103079736A publication Critical patent/CN103079736A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103079736B publication Critical patent/CN103079736B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C9/00Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • B23C3/32Milling helical grooves, e.g. in making twist-drills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • B23C3/34Milling grooves of other forms, e.g. circumferential
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C1/00Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/14Milling machines not designed for particular work or special operations with rotary work-carrying table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2220/00Details of milling processes
    • B23C2220/36Production of grooves
    • B23C2220/363Spiral grooves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/02Milling surfaces of revolution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/02Milling surfaces of revolution
    • B23C3/04Milling surfaces of revolution while revolving the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/16Working surfaces curved in two directions
    • B23C3/18Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303752Process
    • Y10T409/303808Process including infeeding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/304536Milling including means to infeed work to cutter
    • Y10T409/305544Milling including means to infeed work to cutter with work holder
    • Y10T409/305656Milling including means to infeed work to cutter with work holder including means to support work for rotation during operation
    • Y10T409/305712Milling including means to infeed work to cutter with work holder including means to support work for rotation during operation and including means to infeed cutter toward work axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/306664Milling including means to infeed rotary cutter toward work
    • Y10T409/307448Milling including means to infeed rotary cutter toward work with work holder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/306664Milling including means to infeed rotary cutter toward work
    • Y10T409/30756Machining arcuate surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

一种螺旋加工方法,该螺旋加工方法,使安装在主轴上的工具(14)相对于安装在旋转工作台(17)上的工件(W)相对移动,在工件(W)的表面形成螺旋形状的壁部(21),所述螺旋加工方法包括以下工序:第一螺旋加工工序,在所述第一螺旋加工工序,一边使旋转工作台(17)在第一方向(R1)上旋转,一边使工具(14)从工件(W)的外侧向中心部(25)通过规定的路径(L1)地相对移动,对壁部(21)的外壁面(23)及内壁面(22)中的一方进行加工;第二螺旋加工工序,在所述第二螺旋加工工序,一边使旋转工作台(17)在与第一方向(R1)相反的第二方向(R2)上旋转,一边使工具(14)从工件(W)的中心部(25)向外侧返回规定的路径(11)地相对移动,对壁部(21)的外壁面(23)及内壁面(22)中的另外一方进行加工。

Description

螺旋加工方法及加工装置
技术领域
本发明涉及加工螺旋形状的壁部的螺旋加工方法及加工装置。
背景技术
过去,已知将工件安装到XY平面上的旋转台上,一边使工件旋转一边使工具相对于工件与X轴平行地相对移动,在工件上形成渐开线曲线形状的壁部的加工方法(例如,参照专利文献1)。在该专利文献1记载的方法中,使工具以向Y轴方向错开渐开线曲线的基圆半径的量的状态向工件中心部与X轴大致平行地相对移动,加工壁部的内壁面。之后,使工具以向Y轴方向的相反侧错开渐开线曲线的基圆半径的量的状态从工件的中心部与X轴平行地相对移动,加工壁部的外壁面。即,在专利文献1记载的方法中,在以工件中心作为原点的XY象限中,在一个象限中加工内壁面,在隔着工件中心位于一个象限的相反侧的另外一个象限中加工外壁面。
不过,在实施这种加工方法的加工装置中,通常,在使工具的中心与旋转台的中心相一致的情况下,两者发生至少几个μm程度的偏心。从而,由于该偏心,壁部的内壁面以及外壁面的加工位置偏离设计值,难以高精度地加工内壁面与外壁面之间的壁部的宽度。
特别是,如上述专利文献1记载的方法,如果在一个象限中加工内壁面,在位于一个象限的相反侧的另外一个象限中加工外壁面,则内壁面及外壁面的加工位置的偏离分别被累加到壁部的厚度上,壁部的厚度大大偏离设计值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2002-144128号公报
发明内容
本发明为一种螺旋加工方法,所述螺旋加工方法使安装在主轴上的工具相对于安装在旋转工作台上的工件相对移动,在工件的表面形成螺旋形状的壁部,所述螺旋加工方法包括:第一螺旋加工工序,在所述第一螺旋加工工序,一边使旋转工作台在第一方向上旋转,一边使工具从工件的外侧向着中心部通过规定的路径地相对移动,对壁部的外壁面以及内壁面中的一方进行加工;第二螺旋加工工序,在所述第二螺旋加工工序,一边使旋转工作台在与第一方向相反的第二方向上旋转,一边使工具从工件的中心部向外侧返回规定的路径地相对移动,对壁部的外壁面及内壁面中的另外一方进行加工。
另外,本发明配备有:第一驱动机构,所述第一驱动机构使安装了工件的旋转工作台旋转;第二驱动机构,所述第二驱动机构使安装在主轴上的工具相对于旋转工作台相对移动;控制机构,所述控制机构控制第一驱动机构及第二驱动机构,以便当在工件上对螺旋形状的壁部的外壁面及内壁面中的一方进行加工时,一边使旋转工作台在第一方向上旋转,一边使工具从工件的外侧向中心部通过规定的路径地相对移动,在对壁部的外壁面及内壁面中的另外一方进行加工时,一边使旋转工作台在与第一方向相反的第二方向上旋转,一边使工具从工件的中心部向外侧返回规定的路径地相对移动。
附图说明
图1是表示用于利用本发明的实施方式的螺旋加工方法加工螺旋形状的工作机械的概略结构的侧视图。
图2是表示螺旋形状的一个例子的工件的平面图。
图3是说明本发明将要解决的问题的图示。
图4是表示根据本发明的实施方式的加工装置的结构的框图。
图5是表示利用图4的控制装置实施的处理的一个例子的流程图。
图6是表示外壁面的加工动作的一个例子的图示。
图7是表示从图6进一步进行的外壁面的加工动作的一个例子的图示。
图8是表示工具到达折回点时的加工动作的图示。
图9是表示内壁面的加工动作的一个例子的图示。
图10是表示从图9进一步进行的内壁面的加工动作的一个例子的图示。
图11是说明本发明的实施方式的螺旋加工方法获得的效果的图示。
图12是说明工具的Y轴方向的偏心对于壁部的厚度的影响的图示。
具体实施方式
下面,参照图1~图12,说明根据本发明的螺旋加工方法的实施方式。图1是利用根据本发明的实施方式的螺旋加工方法在工件W上加工出螺旋形状用的工作机械10的概略结构的侧视图。作为工作机械10,例如,利用五轴立式加工中心。
在图1中,在机座11上竖立设置立柱12,在立柱12上,经由直线进给机构可在上下方向(Z轴方向)及水平方向(Y轴方向)移动地支承着主轴箱13。在主轴箱13,经由主轴朝下安装着切削用工具14。工具14例如是立铣刀,由主轴箱13内的主轴电机旋转驱动。在机座11上,经由直线进给机构可在水平方向(X轴方向)上移动地支承着工作台底座15。直线进给机构例如由滚珠丝杠和对滚珠丝杠进行旋转驱动的伺服电机构成。
在工作台底座15上,经由旋转进给机构,能够以X轴方向的旋转轴Lx为中心在A轴方向上摆动地安装着倾斜工作台16。在倾斜工作台16上,经由旋转进给机构,能够以Z轴方向的旋转轴Lz为中心在C轴方向上旋转地安装着旋转工作台17。在旋转工作台17上,经由工件固定用夹具,固定着工件W固定。旋转进给机构例如由直接驱动电机或伺服电机构成。
在以上的工作机械10的结构中,将主轴箱13内的主轴电机称为主轴驱动用电机,将使主轴箱13在Z轴方向及Y轴方向上移动的电机分别称为Z轴用电机及Y轴用电机,将使工作台底座15在X轴方向上移动的电机称为X轴用电机,将使旋转工作台17在C轴方向上旋转的电机称为C轴用电机。
根据这样的工作机械10的结构,工具14和工件W能够在正交的三个轴向方向(X、Y、Z方向)上相对移动,并且,工件W能够在C轴方向上旋转。因此,通过在将工具14相对于工件W设定在铅直方向的规定位置的状态下,一边使工件W在C轴方向上旋转,一边使工具14相对于工件W在水平方向上相对移动,可以在工件表面加工出规定深度的螺旋形状,可以获得所希望的螺旋加工物。
图2是表示被加工到工件表面上的螺旋形状的一个例子的工件W的平面图。在图中,在以工件中心作为原点Ο1的XY平面上,表示为螺旋形状。工件W例如是压缩机的结构部件,在基部20上突出地设置螺旋形状的壁部21,沿着壁部21形成流路。另外,基部20的形状可以是圆形、三角形、矩形等任何一种形状。壁部21的内壁面22及外壁面23由具有半径r0的基圆24的渐开线曲线定义,壁部21的厚度t沿着渐开线曲线是恒定的。
在壁部21的内壁面22及外壁面23上,预先设置加工余量,借助工具14切削该加工余量,形成最终形状的螺旋加工物。在进行工件W的螺旋加工时,首先,以工件中心(基圆24的中心Ο1)与转转工作台17的旋转中心相一致的方式将工件W设置在旋转工作台17上。之后,根据预定的加工程序,一边使工件W围绕C轴旋转,一边沿着与Ο1为中心的基圆24相切的直线L1使工具14相对移动。这时,以工件W的旋转量θ和工具14的X轴方向的进给量X按一定的比例变化的方式使旋转量θ和进给量X同步。借此,可以既简化加工程序的结构,又高速且高精度地加工螺旋形状。
这里,例如,如图2所示,一边使工件W在R1方向上旋转,一边使工具14从工件W的外侧沿着直线L1在箭头A方向(+X轴方向)上相对移动,加工外壁面23。接着该外壁面23的加工,为了使工件W的围绕C轴的旋转方向保持为R1不变地加工内壁面22,有必要如图中的虚线所示,将工具14向旋转中心Ο1的Y轴方向相反侧错开相当于基圆24的半径r0的量,沿着与基圆24相切的直线L2,使工具14在+X轴方向上相对移动。在这种情况下,在XY平面的第二象限加工外壁面23,在XY平面的第四象限加工内壁面22。
不过,在实施这种加工方法的加工装置中,通常,在使工具14的中心Ο2与旋转工作台17的中心相一致的情况下,两者之间产生至少几个μm程度的偏离。即,在图3中,当以假定没有偏心的情况下的工具14的中心(设计值)为Ο3时,实际的工具中心Ο2,例如,在X轴方向上偏离ΔX,在Y轴方向上偏离ΔY。在这种状态下,在比工件旋转中心Ο1靠图的左侧区域(第二象限)加工了工件W的外壁面23的情况下,外壁面23的位置如图3的实线所示从设计值(虚线)例如向左侧,即,向壁部21的厚度增加的方向偏离。
这时,当使工件W的围绕C轴的旋转方向恒定地在图的右侧区域(第四象限)加工内壁面22时,内壁面22的位置(实线)也从设计值(虚线)向左侧,即,向壁部21的厚度增加的方向偏离。因此,外壁面23和内壁面22的位置偏离原封不动地成为壁部21的厚度误差,实际的壁部21的厚度t1(实线)偏离设计值t0(虚线)。这样,当壁部21的厚度t1偏离设计值t0时,不能获得沿着螺旋形状的所希望的流体流,在将工件W作为压缩机的构成部件使用的情况下,存在着显著损害压缩机性能的担忧。
因此,在本实施方式中,在存在工具14的偏心的情况下,也按照下述方式构成加工装置,以便使得壁部21的厚度t1大致等于设计值t0。
图4是表示根据本发明的实施方式的加工装置的结构的框图。该加工装置配备有输入装置30和控制装置40,所述输入装置输入用于工件W的螺旋加工的各种信息,所述控制装置40基于来自于输入装置30的信号分别控制设置在工作机械10上的主轴用电机31、X轴用电机32、Y轴用电机33、Z轴用电机34及C轴用电机35。
输入装置30由操作面板或键盘、读取来自于外部的信号的各种读取装置等构成,输入用于规定螺旋形状的参数(例如,渐开线曲线的基圆24的半径r0等)或壁部21的深度、工具直径、加工开始指令等。
控制装置40包括CPU、ROM、RAM、具有其它的外围回路等的运算处理装置。控制装置40进行根据来自于输入装置30的输入信号确定的加工程序,控制工作机械10的各个电机31~35的驱动。
图5是表示由控制装置40进行的螺旋加工处理的一个例子的流程图。以使工件中心Ο1与旋转工作台17的旋转中心相一致、并且工件W的加工开始点位于平行于X轴的与基圆24相切的直线L1(图2)上的方式,将工件W固定到旋转工作台17上,之后,例如,借助来自输入装置30的加工开始指令的输入,开始该流程图所示的处理。另外,加工开始点是壁部21的外壁面23的终端位置,相当于最远离工件旋转中心Ο1的外壁面23的位置。
在步骤S1,将控制信号输出到主轴用电机31,以规定的速度旋转驱动工具14。在步骤S2,分别向X轴用电机32、Y轴用电机33及Z轴用电机34输出控制信号,使工具14相对移动到工件W的加工开始位置,并且,对C轴用电机35找出加工开始旋转角度。这里,使工具14相对移动,以使工具14的旋转中心Ο2位于从加工开始点向-X轴方向错开相当于工具14的半径r1的量的位置。
在步骤S3,分别向X轴用马达32及C轴用马达35输出控制信号,一边使旋转工作台17在R1方向(图2)上旋转,一边使工具14沿着直线L1向工件中心部,即,向+X轴方向相对移动。借此,加工工件W的外壁面23。这时,以工件W的旋转量θ和工具14的移动量按一定的比例变化的方式,具体地说,以满足X=r0·θ的关系的方式,使两者同步,并且,随着从工件中心Ο1到加工点的距离变小,使旋转工作台17的旋转速度增加,以使加工点的圆周速度成为预定的恒定的指令值。
在步骤S4,判定工具14的旋转中心Ο2是否到达了直线L1上的预先设定的折回点。若步骤S4为肯定,则进入步骤S5,若为否定,则返回步骤S3。
在步骤S5,分别向X轴用马达32及C轴用马达35输出控制信号,一边使旋转工作台17向与R1方向相反的R2方向旋转,一边使工具14从工件中心部沿着直线L1向-X轴方向相对移动。借此,一边使工件14返回和步骤S3相同的路径地相对移动,一边加工工件W的内壁面22。这时,和步骤S3一样,以工件W的旋转量θ和工具14的移动量X以一定的比例变化的方式使两者同步,并且,随着从工件中心Ο1到加工点的距离变大,使旋转工作台17的旋转速度减少,以使在工件W的加工点处的圆周速度成为预定的恒定的指令值。
在步骤S6,判定工具14是否到达了预定的工件W的加工终点,即,是否到达了壁部21的内壁面22的终端位置。若步骤S6为肯定,则进入步骤S7,若为否定,则返回步骤S5。
在步骤S7,实施规定的停止处理。例如,分别向X轴用电机32、Y轴用电机33及Z轴用电机34输出控制信号,使工具14移动到规定的停止位置,并且,分别向主轴用电机31及C轴用电机35输出控制信号,分别使工具14的旋转及旋转工作台17的旋转停止。这样,结束螺旋加工处理。
总结根据本实施方式的螺旋加工方法的步骤,如下所述。首先,在使工件中心Ο1与旋转工作台17的旋转中心相一致的状态下,将工件W固定到旋转工作台17上。进而,借助来自于控制装置40的指令,使工具14旋转,并且,使之相对移动到加工开始位置(步骤S1,步骤S2)。
其次,一边使旋转工作台17向R1方向旋转,一边使工具14沿着与X轴平行的基圆24的切线L1向+X轴方向相对移动(步骤S3)。借此,如图7所示,从工件W的外侧到中心部25对壁部21的外壁面23进行加工。图中,用实线表示加工完毕的部位,用虚线表示加工前的部位。这时,随着从工件中心Ο1到加工点的距离变小,使旋转工作台17的旋转速度增加,以使在加工点处的圆周速度成为恒定。借此,可以使加工面的粗糙度均匀化。
当工具14接近工件中心Ο1时,进行外壁面23和内壁面22交叉的工件中心部25的加工。在工件中心部25,严格地说,存在与渐开线曲线不同形状的部位,但是,在本实施方式中,在工件中心部25的加工也通过使工具14沿着直线L1与X轴平行地相对移动来进行。
如图8所示,在工件中心部25的加工时,当工具14的旋转中心Ο2到达折回点时,向C轴用电机35输出控制信号,使旋转工作台17的旋转方向反转,使旋转工作台17向R2方向旋转。与此同时,使工具14通过与外壁面23的加工时相同的路径(直线L1)向-X轴方向相对移动(步骤S5)。借此,如图9、图10所示,从工件W的中心部25到外侧加工壁部21的内壁面22。
在这种情况下,在XY平面上的同一象限(第二象限)内,对外壁面23和内壁面22进行加工。因此,在如图3所示的存在工具14的偏心的情况下,如图11所示,外壁面23的位置偏离的方向和内壁面22的位置偏离的方向变得相同。从而,由外壁面23的位置偏离引起的壁部21的厚度的误差被内壁面22的位置偏离抵消,可以使壁部21的厚度t1大致等于设计值t0。
下面,利用数学公式说明图11所示的效果。
首先,对于X轴方向的偏心的影响进行说明。一般地,在XY平面上的渐开线曲线由下面的公式(I)表示。
Xθ=R(cosθ+(θ-θ0)sinθ)+X0
Yθ=R(sinθ-(θ-θ0)cosθ)+Y0         (I)
这里,当使外壁面23及内壁面22的旋转开始角度θ0分别为θ23、θ22,使X轴方向的工具中心的偏心量为ΔX时,实际的加工点的外壁面23及内壁面22的位置Xθ23、Xθ22分别由下面的公式(II)表示。
Xθ23=R(cosθ+(θ-θ23)sinθ)+ΔX
Xθ22=R(cosθ+(θ-θ22)sinθ)+ΔX         (II)
从而,在考虑到X轴方向的偏心量ΔX的情况下,壁部21的厚度t1(=Xθ23-Xθ22)用下面的公式(III)表示。
t1=R(θ22-θ23)sinθ         (III)
如可以从上述公式(III)看出的那样,厚度t1不受X轴方向的偏心ΔX的影响。从而,无论有无X轴方向的偏心,都可以高精度地加工壁部21的厚度t1。
与此相对,在图3的例子中,加工点的位置Xθ23、Xθ22分别由下面的公式(IV)表示。
Xθ23=-R(cosθ+(θ-θ23)sinθ)+ΔX
Xθ22=R(cosθ+(θ-θ22)sinθ)+ΔX          (IV)
因此,壁部21的厚度t1变成下面的公式(V),由于X轴方向的偏心ΔX而在厚度t1上产生误差。
t1=R(θ22-θ23)sinθ+2ΔX         (V)
其次,对于Y轴方向的偏心的影响进行说明。如图12所示,在Y轴方向上存在ΔY的偏心的情况下,外壁面23及内壁面22的X轴方向的位置偏离Xθa、Xθb分别由下面的公式(VI)表示。
Xθa=ΔYtanθa
Xθb=ΔYtanθb             (VI)
这里,当从旋转中心Ο1到外壁面23及内壁面22的加工点(设计值)的X轴方向的长度分别为ra、rb时,在θa、θb和ΔY之间,下面的公式(VII)成立。
tanθa=ΔY/ra
tanθb=ΔY/rb             (VII)
根据上面所述,在考虑到Y轴方向的偏心的情况下,壁部21的厚度t1(=Xb-Xa)由下面的公式(VIII)表示。
t1=ΔY(tanθb-tanθa)
=(ΔY2/(ra·rb))·(ra-rb)         (VIII)
在上式(VIII)中,由于ΔY和ra、rb相比显著地小,所以,ΔY2/(ra·rb)几乎为0。因此,Y轴方向的偏心对壁部21的厚度t1几乎没有影响。
根据本实施方式,可以起到下面的作用效果。
(1)一边使旋转工作台17在R1方向上旋转,一边使工具14沿着基圆24的切线L1在+X轴方向上相对移动,对壁部21的外壁面23进行加工(第一螺旋加工工序),进而,一边使旋转工作台17在R2方向上旋转,一边使工具14沿着切线L1在-X轴方向上相对移动,对壁部21的内壁面22进行加工(第二螺旋加工工序)。从而,可以不受工具14的偏心的影响,高精度地将壁部21加工成所希望的厚度t0。
(2)由于根据从工件中心Ο1到加工点的距离控制旋转工作台17的旋转速度,使得在壁部21的外壁面23及内壁面22的加工点处的工件W的圆周速度成为恒定,所以,可以在壁部21的外壁面23及内壁面22的整个区域上形成均匀的表面品质的加工面。
(3)在外壁面23的加工和内壁面22的加工之间,对工件中心部25进行加工(中心部加工工序)。借此,能够以连续的加工高效率地形成螺旋形状的壁部21。
(4)由于从加工开始到加工结束,只使工具14在X轴方向上相对移动,所以,工作机械10的动作简单,可以高精度地加工螺旋形状。
另外,在上述实施方式中,对于加工由渐开线曲线决定的螺旋形状的情况进行了说明,但是,在其它的螺旋形状的加工中,也同样可以应用本发明的加工方法。从而,工具14的相对移动的路径并不局限于和X轴平行的直线L1。即,只要包括一边使旋转工作台17在第一方向R1上旋转,一边使工具14从工件W的外侧向中心部通过规定的路径相对移动,对外壁面23及内壁面22中的一方进行加工的工序(第一螺旋加工工序),和一边使旋转工作台17在与第一方向相反的第二方向R2上旋转,一边使工具14从工件W的中心部向外侧返回规定的路径地相对移动,对外壁面23及内壁面22中的另外一方进行加工的工序(第二螺旋加工工序)即可,本发明的螺旋加工方法并不局限于前面所述的方法。
例如,也可以在螺旋加工暂时结束之后,实际测量壁部21的厚度t1(计测工序),在与设计值t0之间存在偏离的情况下,以相当于该偏离的量对工具14的半径r1进行修正(修正工序),进行下次以后的螺旋加工。即,根据本发明的螺旋加工方法,为了消除由工具14的偏心产生的厚度t1的误差,在厚度t1中存在误差的情况下,认为是工具直径的误差。因此,通过以相当于该误差的量修正工具直径,使工具14在X轴方向上相对移动,即使在工具直径存在误差的情况下,也能够高精度地加工壁部21的厚度t1。
在上述实施方式中,使工具14沿着直线L1移动,不仅加工外壁面23和内壁面22,也加工工件W的中心部25。但是,由于考虑到在中心部25处的各种形状,也可以根据中心部25的形状,使工具14沿着和直线L1不同的另外的路径相对移动,对中心部25进行加工,中心部加工工序也不局限于上述工序。这里,所谓中心部25,指的是夹着内壁面22和外壁面23的交界点的规定区域,在中心部25的形状中,包括圆弧、直线等渐开线曲线以外的形状。
在上述实施方式中,利用C轴用电机35对旋转工作台17进行旋转,利用X轴用电机32,Y轴用电机33及Z轴用电机34使工具14相对于工件W相对移动,但是,第一驱动机构及第二驱动机构的结构并不局限于上面所述的机构。作为控制机构的控制装置40的结构也不局限于上述结构。
根据本发明,由于一边使旋转工作台在第一方向上旋转,一边使工具沿着规定的路径相对移动,并且,一边使旋转工作台在第二方向上旋转,一边使工具返回同一路径地相对移动,所以,在相对于旋转中心的同一区域中加工内壁面及外壁面,可以高精度地加工壁部的厚度。
附图标记说明
10   工作机械
14   工具
17   旋转工作台
21   壁部
22   内壁面
23   外壁面
32   X轴用电机
33   Y轴用电机
34   Z轴用电机
35   C轴用电机
40   控制装置

Claims (5)

1.一种螺旋加工方法,所述螺旋加工方法使安装在主轴上的工具相对于安装在旋转工作台上的工件相对移动,在所述工件的表面形成螺旋状的壁部,其特征在于,包括:
第一螺旋加工工序,在所述第一螺旋加工工序,一边使所述旋转工作台在第一方向上旋转,一边使所述工具从所述工件的外侧向中心部通过规定的路径地相对移动,对所述壁部的外壁面以及内壁面中的一方进行加工;
第二螺旋加工工序,在所述第二螺旋加工工序,一边使所述旋转工作台向与所述第一方向相反的第二方向旋转,一边使所述工具从所述工件的中心部向外侧返回所述规定的路径地相对移动,对所述壁部的外壁面及内壁面中的另外一方进行加工;
计测工序,在所述计测工序,计测由所述第一螺旋加工工序及所述第二螺旋加工工序加工的所述壁部的厚度;以及
修正工序,在所述修正工序,将由所述计测工序计测的所述壁部的厚度的误差看作工具直径的误差,在所述壁部的加工时将工具直径修正相当于所述壁部的误差的程度。
2.如权利要求1所述的螺旋加工方法,其特征在于,
在所述第一螺旋加工工序及所述第二螺旋加工工序中,以所述壁部的外壁面及内壁面的加工点处的所述工件的圆周速度成为恒定的方式,随着从所述工件的中心部到所述加工点的距离变小,使所述旋转工作台的旋转速度增加,随着从所述工件的中心部到所述加工点的距离变大,使所述旋转工作台的旋转速度减少。
3.如权利要求1或2所述的螺旋加工方法,其特征在于,还包括:
中心部加工工序,所述中心部加工工序,在所述第一螺旋加工工序之后,且在所述第二螺旋加工工序之前,一边使所述旋转工作台旋转,一边使所述工具相对于所述工件相对移动,对所述工件的中心部进行加工。
4.如权利要求3所述的螺旋加工方法,其特征在于,
所述螺旋形状由渐开线曲线确定,在所述第一螺旋加工工序、所述第二螺旋加工工序及所述中心部加工工序中,分别使所述工具沿着所述渐开线曲线的基圆的一个切线相对移动。
5.一种加工装置,其特征在于,配备有:
第一驱动机构,所述第一驱动机构使安装了工件的旋转工作台旋转;
第二驱动机构,所述第二驱动机构使安装在主轴上的工具相对于所述旋转工作台相对移动;
控制机构,所述控制机构控制所述第一驱动机构及所述第二驱动机构,以便当在所述工件上对螺旋形状的壁部的外壁面及内壁面中的一方进行加工时,一边使所述旋转工作台在第一方向上旋转,一边使所述工具从所述工件的外侧向中心部通过规定的路径地相对移动,在对所述壁部的外壁面及内壁面中的另外一方进行加工时,一边使所述旋转工作台在与所述第一方向相反的第二方向上旋转,一边使所述工具从所述工件的中心部向外侧返回所述规定的路径地相对移动,并且,将所述螺旋形状的壁部的厚度的误差看作工具直径的误差,修正所述第二驱动机构的移动量。
CN201080068961.6A 2010-09-07 2010-09-07 螺旋加工方法及加工装置 Active CN103079736B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/065685 WO2012032667A1 (ja) 2010-09-07 2010-09-07 スクロール加工方法および加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103079736A CN103079736A (zh) 2013-05-01
CN103079736B true CN103079736B (zh) 2015-05-27

Family

ID=45810285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080068961.6A Active CN103079736B (zh) 2010-09-07 2010-09-07 螺旋加工方法及加工装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9199317B2 (zh)
EP (1) EP2614909B1 (zh)
JP (1) JP5615369B2 (zh)
KR (1) KR101505520B1 (zh)
CN (1) CN103079736B (zh)
WO (1) WO2012032667A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2868411B1 (en) * 2012-06-28 2018-08-08 Makino Milling Machine Co., Ltd. Control device for machine tool and machine tool
JP5496290B2 (ja) * 2012-09-06 2014-05-21 株式会社牧野フライス製作所 穴加工方法および工作機械
KR101616770B1 (ko) * 2013-01-02 2016-05-02 한국기계연구원 절삭가공기구 및 절삭가공방법
CN103926878B (zh) * 2014-04-22 2016-05-18 上海铼钠克数控科技有限公司 涡旋式工件加工设备以及工件加工方法
US20160074946A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Pocket NC Company Multi-axis machining systems and related methods
USD788196S1 (en) 2014-09-12 2017-05-30 Pocket NC Company Multi-axis machine
CN106560279A (zh) * 2015-10-02 2017-04-12 株式会社松浦机械制作所 针对工件的内周面或外周面的切削方法
US11110558B2 (en) 2016-03-28 2021-09-07 Guangdong Everwin Precision Technology Co., Ltd. Turning/milling system and turning/milling method
CN105798633A (zh) * 2016-03-28 2016-07-27 广东长盈精密技术有限公司 车铣加工系统及车铣加工工艺
DE102016008971A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zum Aufrauen einer Stirnseitenfläche eines rotationssymmetrischen Bauteils
JP6837357B2 (ja) * 2017-03-14 2021-03-03 三菱電機株式会社 スクロール部材の加工方法及びスクロール部材の加工装置
CN108015330A (zh) * 2017-12-29 2018-05-11 浙江工业大学 一种离心泵叶轮盖板螺旋槽加工装置及其加工方法
WO2020183627A1 (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 三菱電機株式会社 スクロール加工装置および加工方法
JP6861778B1 (ja) * 2019-11-01 2021-04-21 株式会社牧野フライス製作所 ワーク把持装置
CN112589168B (zh) * 2020-12-02 2023-03-21 航天科工哈尔滨风华有限公司 一种异形薄壁舱段内腔加工方法
CN114535669A (zh) * 2021-12-23 2022-05-27 成都市鸿侠科技有限责任公司 一种外侧梁加工工艺及工装

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580198A (en) * 1993-08-17 1996-12-03 Tovo Advanced Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for manufacturing an article in the form of a scroll
JPH1190773A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Toyoda Mach Works Ltd スクロール板の加工方法及び加工装置
CN1345648A (zh) * 2000-09-29 2002-04-24 三菱电机株式会社 高精度加工装置
JP2002144128A (ja) * 2000-11-06 2002-05-21 Toyo Advanced Technologies Co Ltd スクロール状工作物の加工方法及び装置
CN1697716A (zh) * 2003-04-09 2005-11-16 三菱电机株式会社 螺旋转子的加工装置、加工方法及切削车刀
EP2172294A1 (en) * 2007-07-20 2010-04-07 Sumitomo Metal Industries Limited Method and apparatus for forming spiral groove by cutting

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2531964B2 (ja) * 1988-01-20 1996-09-04 マツダ株式会社 スクロ―ル形状の加工方法
EP0359798A1 (en) * 1988-03-11 1990-03-28 BISHOP, Arthur Ernest Method of machining scroll components
US5103558A (en) * 1990-08-24 1992-04-14 Tecumseh Products Company Method and apparatus for machining scroll wraps
JP3087075B2 (ja) 1990-11-06 2000-09-11 三井精機工業株式会社 スクロール形状加工装置
JP3037557B2 (ja) * 1994-04-26 2000-04-24 株式会社デンソー スクロール部材の成形方法
JP3256078B2 (ja) * 1994-04-28 2002-02-12 株式会社デンソー スクロール部材の成形方法
JP4172450B2 (ja) * 1994-07-13 2008-10-29 株式会社日立製作所 スクロール加工方法
JP3575093B2 (ja) * 1994-12-28 2004-10-06 株式会社デンソー 加工制御方法
JP3718961B2 (ja) 1997-06-23 2005-11-24 井関農機株式会社 コンバイン

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580198A (en) * 1993-08-17 1996-12-03 Tovo Advanced Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for manufacturing an article in the form of a scroll
JPH1190773A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Toyoda Mach Works Ltd スクロール板の加工方法及び加工装置
CN1345648A (zh) * 2000-09-29 2002-04-24 三菱电机株式会社 高精度加工装置
JP2002144128A (ja) * 2000-11-06 2002-05-21 Toyo Advanced Technologies Co Ltd スクロール状工作物の加工方法及び装置
CN1697716A (zh) * 2003-04-09 2005-11-16 三菱电机株式会社 螺旋转子的加工装置、加工方法及切削车刀
EP2172294A1 (en) * 2007-07-20 2010-04-07 Sumitomo Metal Industries Limited Method and apparatus for forming spiral groove by cutting

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012032667A1 (ja) 2012-03-15
US9199317B2 (en) 2015-12-01
KR20130046438A (ko) 2013-05-07
CN103079736A (zh) 2013-05-01
EP2614909A4 (en) 2018-04-04
US20130156523A1 (en) 2013-06-20
EP2614909B1 (en) 2020-02-26
JP5615369B2 (ja) 2014-10-29
KR101505520B1 (ko) 2015-03-24
EP2614909A1 (en) 2013-07-17
JPWO2012032667A1 (ja) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103079736B (zh) 螺旋加工方法及加工装置
US8801345B2 (en) Cutting method and cutting apparatus
US7850406B2 (en) Method for setting working origin and machine tool for implementing the same
US7376482B2 (en) Grinding method and apparatus
US20150151445A1 (en) Groove-forming method, control device for machine tool and tool path generating device
CN110475637A (zh) 机床的控制装置以及机床
JP2010260110A (ja) 加工装置および加工方法
JP2010017769A (ja) 薄板形状ワーク加工方法
JP5413913B2 (ja) 旋削による非円形加工方法
JP6008294B2 (ja) 旋削による非円形加工方法
US6988860B2 (en) Cutting tool and cutting method using the cutting tool
US20220402085A1 (en) Machining method
JP6865413B2 (ja) Nc旋盤及びこれを用いた切削加工方法
JPH11151606A (ja) 輪郭加工方法および加工機械
CN112589214A (zh) 数值控制装置、机床系统以及数值控制方法
JP2001230223A (ja) 切削装置
JP2579469B2 (ja) 半導体ウエ−ハのダイシング方法及びその装置
JP3732290B2 (ja) 放電加工装置および放電加工方法
JP6381689B2 (ja) 曲面を有するワークの加工方法および加工装置
JP2022046298A (ja) 研削盤及び研削方法
JP3784330B2 (ja) 数値制御研削盤を制御する創成研削用ncデータの補正方法及びその方法を実施する数値制御研削盤
JP2003117813A (ja) ワークレスト装置及びその制御方法
JP2001277031A (ja) インボリュート形状の加工方法と装置
JP2018158420A (ja) スクロール状工作物の加工方法及び加工装置
JP2001147708A (ja) 円形状の加工方法及びその加工を行うためのncデータ作成装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant