CN103648690A - 机床以及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具备:主轴(10)、主轴用电动机(20)(主轴驱动部)、旋转导衬套(30)(偏心导衬套)、导衬套用伺服电动机(40)(导衬套驱动部)、控制部(50);主轴(10)保持工件(200)(被加工物)使其可绕主轴轴心(C1)旋转;主轴用电动机(20)(主轴驱动部)使主轴(10)旋转;旋转导衬套(30)(偏心导衬套)支撑从主轴(10)前端突出的工件(200),使其相对于轴心(C1),可在发生长度E的偏心的状态下旋转;导衬套用伺服电动机(40)(导衬套驱动部)使旋转导衬套(30)与主轴(10)同步而绕轴心(C1)旋转;控制部(50)控制导衬套用伺服电动机(40)的旋转驱动,使其可选择性的在使所述旋转导衬套(30)旋转的状态、以及使该旋转停止的状态之间切换。

Description

机床以及加工方法
技术领域
本发明涉及机床(machine tool)以及加工方法,具体而言,涉及具备偏心导衬套(guide bush)的机床的改良。
背景技术
以往,车床等的机床是将圆棒等的被加工物(以下称为“工件”)保持在主轴上,在使从主轴前端突出的被加工物旋转的状态下,利用工具进行加工。
此外,还有具备导衬套的机床,该导衬套通过在紧靠工具处支撑工件,而始终使工具和工件之间的距离持续保持良好的精度,并能切实地抑制工件的挠曲(专利文献1)。
在这里,当将工件的一部分加工成在其半径方向上偏心的形状时,必须使工件的轴心偏离旋转中心,也就是偏离主轴的轴心。
这种情况下,例如,操作用来将工件固定于主轴上的夹持(chucking)装置(固定装置),使工件的轴心相对于主轴的轴心形成所期望量的偏移(offset)(专利文献2)。
(现有技术文献)
(专利文献1)日本特开平10-138007号公报
(专利文献2)日本实开昭59-12509号公报(实愿昭57-107933号)
发明内容
(发明所要解决的课题)
但是,在进行偏心形状的加工时,上述夹持装置的操作费时费力,而存在整体的加工时间变长的问题。
本发明是有鉴于上述情况而进行的,本发明的目的在于提供机床以及加工方法,该机床以及加工方法能够简单地进行偏心形状加工时的操作。
(用于解决课题的方案)
本发明所涉及的机床以及加工方法,是通过使用偏心导衬套来进行偏心形状的加工,从而简化偏心形状加工时的操作。该偏心导衬套支撑从主轴前端突出的被加工物,使该被加工物相对于所述主轴的轴心呈偏心状态。
也就是说,本发明所涉及的机床,其特征在于:具备偏心导衬套,该偏心导衬套支撑从主轴前端突出的被加工物,使该被加工物相对于所述主轴的轴心呈偏心状态。
需要说明的是,本发明所涉及的机床,优选使所述偏心导衬套,在绕所述主轴的所述轴心旋转的状态、以及停止的状态之间切换。
此外,本发明所涉及的机床,优选调整所述偏心导衬套的旋转与所述主轴的旋转,使位于所述偏心导衬套的偏心支撑所述被加工物的部分的,所述被加工物的位相发生改变。
本发明所涉及的加工方法,其特征在于:使主轴绕其轴心旋转的同时,使用偏心导衬套对被加工物施以加工,所述偏心导衬套支撑从所述主轴的前端突出的所述被加工物,并且使所述被加工物相对于所述主轴的轴心呈偏心状态。
需要说明的是,本发明所涉及的加工方法,优选使所述偏心导衬套,在绕所述主轴的所述轴心旋转的状态、以及使所述偏心导衬套停止的状态之间切换。
此外,本发明所涉及的加工方法,优选调整所述偏心导衬套的旋转与所述主轴的旋转,使位于所述偏心导衬套的偏心支撑所述被加工物的部分的,所述被加工物的位相发生改变。
(发明的效果)
通过本发明所涉及的机床以及加工方法,能够简单的进行偏心形状的加工操作。
附图说明
图1是显示本发明所涉及的机床的具体实施方式的自动车床的主要部位的示意图。
图2A是显示进行偏心加工时的切换状态(使旋转导衬套旋转的状态)的图,是相当于图1的侧面图(旋转导衬套呈剖面)。
图2B是显示进行偏心加工时的切换状态(使旋转导衬套旋转的状态)的图,是图2A中箭头A方向的视图。
图3A是显示进行通常加工时的切换状态(使旋转导衬套停止的状态)的图,是相当于图1的侧面图(旋转导衬套呈剖面)。
图3B是显示进行通常加工时的切换状态(使旋转导衬套停止的状态)的图,是图3A中箭头A方向的视图。
图4是显示在角部施有倒角的旋转导衬套的图。
图5A是显示工件的中心与工具的刀尖之间的高度位置的位置关系的图,显示高度位置一致的状态(其一)。
图5B是显示工件的中心与工具的刀尖之间的高度位置的位置关系的图,显示高度位置一致的状态(其二)。
图5C是显示工件的中心与工具的刀尖之间的高度位置的位置关系的图,显示高度位置不一致的状态。
图6A是用来说明确定旋转导衬套的旋转位置(旋转角度位置)的步骤的图,是显示任意的停止状态的图。
图6B是用来说明确定旋转导衬套的旋转位置(旋转角度位置)的步骤的图,显示从图6A的停止状态旋转180度后停止的状态。
图7A是显示旋转导衬套的孔中的工件位相变化状态的相当于图2、3的图,是显示最初的加工部分的图。
图7B是显示在旋转导衬套的孔中的工件位相变化状态的相当于图2、3的图,是显示最初加工部分与第2加工部分的图。
图7C是显示在旋转导衬套的孔中的工件位相发生变化的状态的相当于图2、3的图,是显示最初加工部分、第2加工部分、以及第3加工部分的图。
具体实施方式
以下,对本发明所涉及的机床以及加工方法的实施方式,参考附图进行说明。
(结构)
图1是显示作为本发明所涉及的机床的一个实施例的自动车床的主要部位的示意图,对于后述的旋转导衬套(rotary guide bush)30(偏心导衬套)以断裂线(break line)显示出部分剖面图。
该自动车床,具体来讲,具有:主轴10、主轴用电动机20(主轴驱动部)、旋转导衬套30、导衬套用伺服电动机40(导衬套驱动部)、控制部50以及工具60。主轴10保持工件200(被加工物)并可绕其轴心C1旋转。主轴用电动机20使主轴10绕轴心C1旋转。旋转导衬套30支撑从主轴10前端突出的工件200,使其可在相对于主轴10的轴心C1以在其半径方向形成长度E的偏心的状态下旋转。导衬套用伺服电动机40使旋转导衬套30绕主轴10的轴心C1旋转。控制部50控制导衬套用伺服电动机40的旋转驱动,使其可选择性的在使旋转导衬套30与主轴10共同旋转的状态、以及使该旋转停止的状态之间切换。工具60被配置在旋转导衬套30的附近,为用来对从旋转导衬套30突出的工件200进行加工的刀具等。
工件200是由可挠性材料形成的,该可挠性材料在从主轴10的前端至旋转导衬套30之间的距离范围内,至少可产生对应于后述偏心距E的挠曲。
主轴10上具备开槽夹头(collet chucks)等的夹持装置(图中省略),用于将工件200的中心固定成与轴心C1一致,藉由该工件固定装置而将工件200保持在主轴10上。
控制部50具有输入部51,该输入部51用于输入切换上述旋转状态和停止状态的指令,控制部50依照操作该自动车床的使用者等输入到输入部51的旋转或停止的指令,对导衬套用伺服电动机40的旋转驱动进行控制。
具体来讲,当输入部51中输入有旋转指令时,控制部50对导衬套用伺服电动机40进行旋转驱动,使旋转导衬套30绕主轴10轴心C1与主轴10同步旋转;另一方面,当输入部51输入有停止指令时,控制部50对导衬套用伺服电动机40停止其旋转驱动,使旋转导衬套30处于停止状态。
此外,控制部50也控制主轴用电动机20的旋转驱动,此控制是公知的普通性控制。
并且,当控制部50对导衬套用伺服电动机40的旋转驱动进行控制时,通过参照旋转驱动主轴用电动机20的控制处理,而控制使之形成与主轴用电动机20的旋转同步的旋转。
所谓同步旋转,是指导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20的旋转角速度一致的旋转。因此,导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20在旋转中不会产生位相差。
旋转导衬套30呈大约圆筒状,其外周面31由壳体35可自由旋转地保持,并使其圆筒形状的外周面31的中心被配置为与主轴10的轴心C1一致的位置。
另外,旋转导衬套30的内周面32的中心C2,形成如下结构:被配置在相对于主轴10的轴心C1呈所述偏心距E的偏心的位置。
该内周面32,是以与工件200的外周面200a略微接触并使其贯穿的程度的半径所形成的孔32a(偏心支撑被加工物的部分)的外缘,工件200的中心与旋转导衬套30的内周面32的中心C2略一致,且在工件200的外周面200a与旋转导衬套30的内周面32之间,使工件200相对于旋转导衬套30能进行相对的旋转。
导衬套用伺服电动机40具有:电动机本体41以及皮带42,该皮带42将该电动机本体41所产生的旋转驱动力传导至旋转导衬套30的外周面31,通过皮带42将旋转驱动力传导至外周面31的旋转导衬套30,使其与主轴10同步,且绕外周面31的中心(主轴10的轴心C1)旋转。
旋转导衬套30的偏心距E是比工件200的半径更小的长度。
(作用、效果)
接下来,对本实施方式的自动车床的作用、效果进行说明。
需要说明的是,该自动车床的作用,是本发明所涉及的加工方法的一个实施方式。
首先,如图1所示,在工件200被架设于自动车床的状态下,当进行相对于工件200的中心呈偏心距E的偏心形状的偏心加工时,由使用者等向输入部51输入与执行该偏心加工相对应的旋转指令。
控制部50在对主轴用电动机20进行控制,而使主轴10绕轴心C1以特定旋转角速度旋转,同时,依据被输入到输入部51的旋转指令来控制导衬套用伺服电动机40,使旋转导衬套30以与主轴10相同方向且相同旋转角速度,绕旋转导衬套30的外周面31的中心旋转。
由此,在主轴10绕轴心C1以特定旋转角速度旋转的同时,旋转导衬套30如图2A、图2B所示,绕外周面31的中心以与主轴10相同方向且相同的旋转角速度旋转。
此时,旋转导衬套30的内周面32,如图2B所示,形成绕主轴10的轴心C1公转这样的旋转。
此外,由于工件200与主轴10形成一体旋转,故以与主轴10相同方向且相同旋转角速度旋转。
其结果,会成为在旋转导衬套30的内周面32与贯穿孔32a而被支撑的工件200的外周面200a之间没有相对旋转的状态,也就是没有位相差的状态,如图2B所示,工件200绕主轴10的轴心C1旋转。
接下来,在该状态下,通过将工具60按压于工件200,使工件200被加工成相对于工件200的中心呈偏心距E的偏心的形状(剖面是以轴心C1为中心的圆形;在图2A、图2B中以双点划线表示)。
另外,当进行相对于工件200的中心呈非偏心的形状(剖面为以工件200的中心为中心的圆形)的加工时,由使用者等向输入部51输入对应于该非偏心加工的执行的停止指令。
控制部50,在控制主轴用电动机20而使主轴10绕轴心C1以规定的旋转角速度旋转的同时,依据被输入到输入部51的停止指令,进行使导衬套用伺服器40停止的控制,而使旋转导衬套30处于不旋转的停止状态。
由此,虽然旋转导衬套30维持图3A、图3B所示的停止状态,但工件200与主轴10一体地向相同方向以相同旋转角速度旋转。
其结果,在不旋转的旋转导衬套30的孔32a内,仅工件200以与主轴10相同的旋转角速度旋转。
也就是说,如图3B所示,工件200绕旋转导衬套30的孔32a的中心C2旋转。
接下来,在该状态下通过将工具60按压于工件200,而将工件200加工成相对于工件200的中心呈非偏心的形状(在图3A、图3B中以双点划线表示)。
如上所述,通过本实施方式的自动车床对工件200进行偏心加工的情况下,由于无需将主轴10所具备的夹持装置替换、更换为偏心加工用的装置,故可省略上述替换等所需的操作时间,可防止因夹持装置的更换等所导致的加工时间的长时间化。
此外,通过本实施方式的自动车床,对工件200进行偏心加工的情况、以及进行非偏心加工的通常加工(以工件200的中心为中心的形状的加工)的情况下,均无需替换、更换主轴10的夹持装置,也不需将在紧靠工具60处支撑工件200的导衬套,在呈偏心的旋转导衬套30与非偏心的通常的导衬套之间进行更换。
由此,在切换偏心加工与通常加工时,夹持装置的替换、更换的操作、以及导衬套的替换作业所导致的费时费力变得没有必要,可缩短由该自动车床加工的整体时间。
此外,偏心加工与通常加工之间的切换,能够通过仅切换导衬套用伺服电动机40的旋转与停止的简单操作来实现,因此能够提高可操作性。
需要说明的是,虽然本实施方式为适用于自动车床的例子,但本发明所涉及的机床并不局限于该实施方式,也可以是手动的车床,只要是可使其旋转,并能进行偏心加工与通常加工的装置即可,也可以是其他种类的机床。
此外,本实施方式的自动车床如图4所示,旋转导衬套30的端面中,在面向主轴10一侧的端面33的、与内周面32邻接的角部34处,优选施以倒角。
旋转导衬套30,是在对应于偏心距E的量形成挠曲的状态下支撑工件200,因此上述角部34处与其他部分相比,作用有相对更强的接触压力(contact pressure)。
特别是,在存在令旋转导衬套30停止的状态下仅使工件200旋转的情况的本发明中,在角部34与工件200以强接触压力形成接触的状态下相对运动,因此会有在工件200的接触于角部34的部分(因工件200旋转,是沿工件200圆周方向的圆环状部分)产生伤痕或摩耗的顾虑。
相对于此,通过在角部34施以倒角,可降低上述接触压力,并可抑制上述伤痕或摩耗的产生。
需要说明的是,施以倒角的角部34,无须为端面33上的与内周面32形成交线的整个圆环,只须为对应于工件200的挠曲方向的部分,也就是指以强接触压力与工件200形成接触的部分即可。
此外,就倒角的形状而言,也不局限于图4所示的、剖面为直线状(圆锥形状中的斜面形状)的形状,举例来说,也可以形成如下形状,即:沿着已挠曲的工件200的外周面200a的形状的形状。
采用这样的沿工件200的外周面200a的形状施以倒角的结构中,由于其倒角后的面与工件200的外周面200a以大面积接触,因此能够抑制特定的一部分的接触,可进一步降低接触压。
上述的实施方式,是利用与旋转导衬套30独立的(并非一体的)导衬套用伺服电动机40和旋转驱动力传导用皮带42来驱动旋转导衬套30的方案,但本发明所涉及的机床和加工方法并不局限于该形态,也可以采用将用来驱动旋转导衬套30的电动机一体地组装于旋转导衬套30本体中的,也就是所谓以内装式电动机(built-in motor)来作为导衬套驱动部的适用方案。
此外,也可以适用如下结构来代替专用于驱动旋转导衬套30的导衬套用伺服电动机40的设置。设置将主轴用电动机20的旋转驱动力传导至旋转导衬套30的机械性的机构(传导机构),并在该机构的一部分设置离合器机构,该离合器机构可选择性地在“使主轴用电动机20所产生的旋转驱动力传导至旋转导衬套30的连接状态”、以及“不进行传导的断开状态”之间切换。
在该情况下,主轴用电动机20和含有离合器机构的传导机构,作为导衬套驱动部发挥作用。
此外,在上述的实施方式中,被输入至控制部50的输入部51的指令是使用者等的指令,但该指令并不限于以手动方式输入的指令,也可以是作为加工用程序的一部分被记录的指令。
也就是说,在机床中的如自动车床等的数值控制(NC)机械的情况下,由于是利用加工程序来控制加工动作,因此只要能通过这样的加工程序的指令,来指示旋转导衬套30的旋转与停止即可。
具体地说,在从旋转导衬套30与主轴10的同步旋转状态而使旋转导衬套30的旋转停止时,可通过下达从“同步旋转的控制状态”转换成“旋转导衬套30的单独的控制状态”的主旨的指令,使旋转导衬套30在特定的旋转角度位置停止,并保持其停止位置,而使旋转导衬套30处于停止状态。
本实施方式的自动车床,可通过在“使旋转导衬套30与主轴10同步,并绕主轴10的轴心C1旋转,而作为偏心导衬套发挥作用”的状态、以及“虽然主轴10旋转,但旋转导衬套30不旋转,仅使工件200旋转,而作为固定导衬套发挥作用”的状态之间切换,而利用一个旋转导衬套30来进行偏心加工与中心加工(非偏心加工)。
用来对工件200进行加工的工具60,相对于由固定导衬套所支撑的工件200,被配置为:从该工件200的外周面200a向主轴10的轴心C1的延长线进行直线性的进退。
也就是说,工具60的刀尖60a,例如,如图5A、图5B、图5C所示,被配置在与轴心C1同一水平面内,且相对于工件200的外周面200a被配置为沿法线方向行进,使主轴10的轴心C1与工具60的刀尖60a之间的高度位置H一致。
在使本实施方式中的旋转导衬套30作为偏心导衬套发挥作用后,欲作为固定导衬套发挥作用时,当作为偏心导衬套发挥作用的终了时间点时的、旋转导衬套30的孔32a的中心C2的位置,如图5A、图5B所示,位于轴心C1的位置与工具60的刀尖60a的位置的连接线上时,作为固定导衬套发挥作用时,工件200的中心与工具60的刀尖60a的高度位置H形成一致。
相对于此,当作为偏心导衬套发挥作用的终了时间点的、旋转导衬套30的孔32a的中心C2的位置,如图5C所示,不位于轴心C1的位置与工具60的刀尖60a的位置的连接线上时,作为固定导衬套发挥作用时,工件200的中心与工具60的刀尖60a铅垂方向上的高度位置H不一致。
如工件200的中心与工具60的刀尖60a的高度位置H不一致,由于向工具60的轴心C1的进给量、与工件200的半径减少量不一致,因此加工后的工件200的尺寸无法成为所期望的状态。
因此,当将本实施方式的旋转导衬套30作为固定导衬套发挥作用时,重要的是使工件200的中心与工具60的刀尖60a的高度位置H一致。
有鉴于此,本实施方式的自动车床,当将旋转导衬套30作为固定导衬套发挥作用时,控制部50只需控制导衬套用伺服电动机40的驱动,使旋转导衬套30始终在一定位置停止;在旋转导衬套30的停止状态下,依据贯穿孔32a而被支撑的工件200来检测出停止位置,再对导衬套用伺服电动机40的驱动进行控制,而将该停止位置修正到一定位置即可。
具体来讲,作为令旋转导衬套30始终在一定的位置停止的、控制导衬套用伺服电动机40的驱动的具体结构,控制导衬套用伺服电动机40的驱动,使旋转导衬套30停止在孔32a的中心C2与工具的刀尖60a的高度位置一致的图5A所显示的旋转位置、或图5B所显示的旋转位置;具备旋转位置检测器以及控制装置的结构即可,该旋转位置检测器是检测旋转导衬套30的旋转位置的旋转编码器(rotary encoder)等,该控制装置基于该旋转位置检测器检测出的旋转位置,控制伺服电动机40的驱动,而使导衬套用伺服电动机40停止在图5A所显示的旋转位置或图5B所显示的旋转位置。
需要说明的是,该结构中的控制装置是控制部50,也可以是兼备控制部50的功能的结构。
一方面,在并非是在停止时控制旋转导衬套30的情况下,也可以是具有如下控制装置的结构,既:在停止位置不明的状态下,使工具60的刀尖60a作为捡取(pick up)的替代而与工件200的外周面200a接触来进行检测被孔32a支撑的工件200的位置,基于检测出的工件200的位置确定旋转导衬套30的停止位置,并且控制导衬套用伺服电动机40的驱动,使旋转导衬套30从所确定的停止位置转至图5A所显示的旋转位置或图5B所显示的旋转位置。
更具体地讲,当旋转导衬套30处于停止的状态下,如图6A所示,可将工具60的刀尖60a抵接于工件200的外周面200a上的任意不同两点P1、P2上。
然后,根据工具60的移动量,求出该刀尖60a所抵接的两点P1、P2的各自座标,并将所获得的两点P1、P2的座标输入至控制部50。工具60的移动量也能通过控制部50进行检测。
控制部50根据所输入的两点P1、P2的座标以及工件200的已知半径R,计算出工件200的中心、也就是孔32a的中心C2的座标。
接着,控制部50使旋转导衬套30旋转180[度]的角度后停止,而形成图6B所示的状态。
接下来,与上述同样的,使工具60的刀尖60a抵接于工件200的外周面200a上的任意不同两点P3、P4并求出各自的座标,控制部50根据两点P3、P4的座标以及工件200的已知半径R,计算出工件200的中心,也就是孔32a的中心C2的座标。
控制部50,计算出使旋转导衬套30旋转180[度]的角度之前的孔32a的中心C2(图6A)的座标与旋转后的孔32a的中心C2(图6B)的座标的中点,作为轴心C1的座标;并且,基于轴心C1的座标、以及将旋转导衬套30旋转180[度]的角度之前的孔32a的中心C2的座标,来确定旋转导衬套30的旋转位置。
接下来,控制部50控制导衬套用伺服电动机40的驱动,使旋转导衬套30从所确定的停止位置旋转至图5A所示的旋转位置、或图5B所示的旋转位置。
通过这样的操作,本实施方式的自动车床,可使旋转导衬套30的孔32a的中心C2与工具60的刀尖60a的高度位置H一致。
(变形例)
上述实施方式的自动车床中,控制部50如下进行控制:在使导衬套用伺服电动机40旋转时,使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步旋转,但本发明所涉及的机床不局限于该形态。
例如,如下述说明的变形例所示,控制部50可以是如下进行控制的,即:在使衬套用伺服电动机40旋转时,可使衬套用伺服电动机40以及主轴用电动机20之中的至少一方旋转,使旋转导衬套30与工件200之间的位相产生偏差,在此之后,使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步旋转。
控制部50如上所述,通过控制导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20的驱动,而改变旋转导衬套30与工件200之间的位相,可作为位相控制部发挥作用。
具体来讲,控制部50通过使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步旋转驱动,如图7A所示,在由旋转导衬套30的孔32a所支撑的工件200上,在工件200中心周围的特定角度位置,也就是指图示中的通过工件200的中心的水平面形成角度θ的位置,相对于工件200的中心形成偏心的加工部分210。
接下来,控制部50使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20共同停止,之后,如图7B所示,使主轴用电动机20只旋转规定角度α,使旋转导衬套30的孔32a内的工件200的中心周围的工件200的位相改变角度α,并在位相改变后,对主轴用电动机20的旋转进行停止控制。
接下来,控制部50使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步并进行旋转驱动,如图7B所示,在由旋转导衬套30的孔32a所支撑的工件200上,于工件200的中心周围的特定角度位置,也就是指对于图示中的通过工件200的中心的水平面形成角度θ的位置,形成相对于工件200的中心呈偏心的加工部分220。
通过最初的加工所获得的加工部分210,通过由控制部50所进行的位相变更的控制,对之后的加工部分220形成在工件200的中心周围产生角度α的位相偏移的状态。换句话说,加工部分210相对于通过工件200中心的水平面,偏心至角度θ′(=θ+α)的位置。
并且,控制部50使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20共同停止,在此之后,如图7C所示,使主轴用电动机20仅旋转特定角度α,从而使在旋转导衬套30的孔32a内的工件200中心周围的位相形成变化角度α,并在位相改变后,对主轴用电动机20的旋转进行停止控制。
接下来,控制部50通过使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步旋转驱动,如图7C所示,在由旋转导衬套30的孔32a所支撑的工件200上,于工件200的中心周围的特定角度θ的位置,形成相对于工件200的中心偏心的加工部分230。
通过第2次的加工所获得的加工部分220,通过控制部50的位相控制,而对稍后的加工部分230形成在工件200的中心周围形成角度α的位相偏移的状态,由最初加工所得到的加工部分210,相对于稍后的加工部分230,形成在工件200的中心周围形成角度2α的位相偏移的状态。也就是说,加工部分210对通过工件200中心的水平面,偏心至角度θ″(=θ+2α)的位置,加工部分220相对于通过工件200中心的水平面,偏心至角度θ′(=θ+α)的位置。
如上所示,根据变形例的自动车床,可通过组合使旋转导衬套30绕主轴10的轴心C1与主轴10同步旋转的状态、以及改变工件200在旋转导衬套30的孔32a内的位相的状态予以组合,而利用一个旋转导衬套30,简单地形成偏心方向彼此不同的复数个加工部分210、220、230。
这意味着通过改变旋转导衬套30与工件之间的位相,可使工件200的加工部分之间的偏心距,不受限于旋转导衬套30本身的偏心距E。
接着,根据变形例的自动车床,可通过使位相偏移180度,而将工件200的加工部分之间的偏心距设定成旋转导衬套30本身的偏心距E的2倍之内。
此外,根据变形例的自动车床,也能够通过在未满60度的范围内产生偏移,而将工件200的加工部分间的偏心距设定成低于旋转导衬套30本身的偏心距E的范围。
由此,根据变形例的自动车床,只需一个旋转导衬套30,即可进行对应于多种偏心距的加工。
通过使用上述,即使是加工部分210的偏心距形成得小于所期望的偏心距的情况,也能通过相对于加工部分210进行位相偏移的加工部分220的加工,补足其不足的偏心距Δ,而使以加工部分220作为基准的加工部分210的偏心距成为所期待的偏心距。
同样的,即便是加工部分210的偏心距大于所期望的偏心距的情况下,也能通过削减超过的偏心距Δ,使相对于加工部分210的位相偏移,再进行接下来的加工部分220的加工,从而使以加工部分220为基准的加工部分210的偏心量成为所期待的偏心量。
需要说明的是,在变形例的自动车床中,控制部50通过组合使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20同步旋转驱动的控制以及使导衬套用伺服电动机40停止且仅使主轴用电动机20旋转驱动的控制,而形成具有位相差的加工部分210、220、230。
相对于此,控制部50也可以是下述构件,即控制上述两个电动机40、20,使导衬套用伺服电动机40不停止,而旋转驱动使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20的位相发生连续变化。
这样,通过如下旋转驱动,既:不停止导衬套用伺服电动机40,而使两电动机40、20的位相发生连续性变化,不形成如图7C所示的具有阶梯状的不连续加工部分210、22、230,而还能形成加工部分之间的位相连续性变化,譬如螺旋弹簧(helical spring)般螺旋形状的加工部分;以及,且可通过采用来调整朝工件200的轴C1方向的进给量、以及两个电动机40、20间的位相偏移程度,通过控制部50来控制,使工件200形成更复杂的立体形状。
此外,本发明的机床,只要是至少具备可与主轴10共同旋转的旋转导衬套30的机床即可,并不一定是如上述实施方式所说明的、可选择性切换使旋转导衬套30与主轴10共同旋转的状态、以及使该旋转停止的状态的机床。
因此,如变形例的自动车床所示,在控制部50是在导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20之间形成位相差的机床中,控制部50不是“对导衬套用伺服电动机40的旋转驱动进行控制,而使旋转导衬套30选择性的在与主轴10共同旋转的状态、以及停止该旋转的状态之间切换”的,而是使相对于主轴用电动机20的、导衬套用伺服电动机40的旋转速度上升或下降,而使导衬套用伺服电动机40与主轴用电动机20之间的位相差发生变化的机床也可以。
(相关申请案的相互参考)
本申请主张基于2011年8月31日向日本国特许厅提交申请的日本特愿2011-188563的优先权,其所有的揭示内容以参照的形式并入本案说明书中。
(附图标记说明)
10  主轴
20  主轴用电动机(主轴驱动部)
30  旋转导衬套(偏心导衬套)
32a 孔(偏心支撑被加工物的部分)
40  导衬套用伺服电动机(导衬套驱动部)
50  控制部(控制部、位相控制部)
200 工件(被加工物)
C1  轴心
C2  中心
E   长度、偏心距

Claims (9)

1.一种机床,其特征在于:
具备偏心导衬套,该偏心导衬套支撑从主轴前端突出的被加工物,使该被加工物相对于所述主轴的轴心呈偏心状态。
2.权利要求1所述的机床,其特征在于:
使所述偏心导衬套,在绕所述主轴的所述轴心旋转的状态、以及停止的状态之间切换。
3.权利要求2所述的机床,其特征在于:
具备主轴驱动部、导衬套驱动部以及控制部;
该主轴驱动部使所述主轴绕其轴心旋转,
该导衬套驱动部使所述偏心导衬套绕所述轴心旋转,
该控制部控制所述导衬套驱动部,使其可在使所述偏心导衬套与所述主轴同步而绕所述轴心旋转的状态、以及使所述偏心导衬套停止的状态之间切换。
4.权利要求1至3中任一所述的机床,其特征在于:
调整所述偏心导衬套的旋转与所述主轴的旋转,使位于所述偏心导衬套的偏心支撑所述被加工物的部分的、所述被加工物的位相发生改变。
5.权利要求4所述的机床,其特征在于:
具备主轴驱动部、导衬套驱动部以及位相控制部;
该主轴驱动部使所述主轴绕所述轴心旋转,
该导衬套驱动部使所述偏心导衬套绕所述轴心旋转,
该位相控制部用来控制所述主轴驱动部与所述导衬套驱动部中的至少一方,使位于所述偏心导衬套的偏心支撑所述被加工物的部分的,所述被加工物的位相发生改变。
6.权利要求1至5中任一所述的机床,其特征在于:
对于所述偏心导衬套的端面中的朝向所述主轴一侧的端面上的、与支撑所述被加工物的内周面邻接的角部上施有倒角。
7.一种加工方法,其特征在于:
使主轴绕其轴心旋转的同时,使用偏心导衬套对被加工物施以加工,所述偏心导衬套支撑从所述主轴的前端突出的所述被加工物,并且使所述被加工物相对于所述主轴的轴心呈偏心状态。
8.权利要求7所述的加工方法,其特征在于:
使所述偏心导衬套,在绕所述主轴的所述轴心旋转的状态、以及使所述偏心导衬套停止的状态之间切换。
9.权利要求7或8所述的加工方法,其特征在于:
调整所述偏心导衬套的旋转与所述主轴的旋转,使位于所述偏心导衬套的偏心支撑所述被加工物的部分的、所述被加工物的位相发生改变。
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