CN105102163B - 多边形加工装置以及多边形加工方法 - Google Patents

多边形加工装置以及多边形加工方法 Download PDF

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Abstract

通过安装于工具主轴的多边形切割器对被主轴把持的工件进行第一多边形后，进行采用多边形切割器以外的工具的加工，在该加工后通过多边形切割器进行第二多边形加工的多边形加工方法，包括：同步停止步骤，在第一多边形加工结束时，在使多边形加工时的主轴和工具主轴同步旋转了的状态下，使主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；同步解除步骤，在第一多边形加工后的加工开始时，解除主轴和工具主轴的同步；主轴停止步骤，在第一多边形加工后的加工结束时，使主轴停止在规定的旋转位置；同步开始步骤，在第二多边形加工开始时，使主轴和工具主轴同步旋转。

Description

多边形加工装置以及多边形加工方法
技术领域
本发明涉及多边形加工装置以及多边形加工方法。
背景技术
以往，进行使用多边形切割器将工件的外周面加工成多边形等的多边形加工。多边形加工是通过以下方式进行的：被主轴把持的工件绕轴线旋转，安装于工具主轴的多边形切割器以规定的旋转比与工件同步旋转。
在对工件的外周面进行多种多边形加工的情况下，具有在各多边形加工期间使工件和多边形切割器的相位一致地进行多边形加工的多边形加工方法(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利第5080120号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在对工件的外周面进行多边形加工的情况下，首先对工件进行第一多边形加工，接着，对于第一多边形加工后的工件，进行去除第一多边形加工时在工件的外周面产生的毛刺的去毛刺加工等，接着，使多边形切割器旋转，以使得设定在旋转工具台上的原点位置和多边形切割器相对地成为规定的配置关系，然后对于进行了去毛刺加工等之后的工件，需要进行去除第一多边形加工时在工件的内周面产生的毛刺等的第二多边形加工，存在加工时的工序增加的缺点。
本发明的目的在于，提供一种多边形加工装置以及多边形加工方法，使用安装于相对于主轴同步旋转的工具主轴的多边形切割器，对被旋转的主轴把持的工件进行多种多边形加工。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种多边形加工装置，其具有：把持工件的主轴；安装有多边形切割器的工具主轴；以及对主轴以及工具主轴进行旋转控制的控制单元，多边形加工装置构成为：在通过多边形切割器对工件进行了第一多边形加工后，进行采用多边形切割器以外的工具的加工，在该采用多边形切割器以外的工具的加工后，通过多边形切割器进行第二多边形加工，控制单元具有：同步停止单元，其在第一多边形加工结束时，在使第一多边形加工时的主轴和工具主轴同步旋转了的状态下，使主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；同步解除单元，其在第一多边形加工后的加工开始时，解除主轴和工具主轴的同步；主轴停止单元，其在第一多边形加工后的加工结束时，使主轴停止在规定的旋转位置；以及同步开始单元，其在第二多边形加工开始时，使主轴和工具主轴同步旋转，控制单元构成为：以同步停止单元的工作状态结束第一多边形加工，使同步解除单元工作并开始第一多边形加工后的加工，以主轴停止单元的工作状态结束第一多边形加工后的加工，使同步开始单元工作并进行第二多边形加工。
在本发明中，提供一种多边形加工方法，其是通过安装于工具主轴的多边形切割器对被主轴把持的工件进行第一多边形加工后，进行采用多边形切割器以外的工具的加工，在该采用多边形切割器以外的工具的加工后，通过多边形切割器进行第二多边形加工的多边形加工方法，多边形加工方法的特征在于，包括：同步停止步骤，在第一多边形加工结束时，在使第一多边形加工时的主轴和工具主轴同步旋转了的状态下，使主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；同步解除步骤，在第一多边形加工后的加工开始时，解除主轴和工具主轴的同步；主轴停止步骤，在第一多边形加工后的加工结束时，使主轴停止在规定的旋转位置；以及同步开始步骤，在第二多边形加工开始时，使主轴和工具主轴同步旋转，多边形加工方法构成为：以同步停止步骤的工作状态结束第一多边形加工，使同步解除步骤工作并开始第一多边形加工后的加工，以主轴停止步骤的工作状态结束第一多边形加工后的加工，使同步开始步骤工作并进行第二多边形加工。
发明效果
根据本发明，能够实现以下这样的多边形加工装置以及多边形加工方法：使用安装于相对于主轴同步旋转的工具主轴的多边形切割器，对被旋转的主轴把持的工件进行多边形加工。根据本发明，在对工件的外周面进行2种多边形加工的情况下，能够容易地使两个时间点的工件和多边形切割器的相位一致，因此能够在工件的外周面以规定的相位关系准确地形成多个多边形形状。
附图说明
图1是对能够应用本发明的实施例所涉及的多边形加工装置的机床上搭载的转塔刀架的结构的一例进行举例说明的截面图。
图2是示出将本发明的实施例所涉及的多边形加工装置中使用的多边形切割器安装于图1所示的转塔刀架的状态的图，(a)是部分切断侧视图，(b)是部分切断主视图。
图3是示出能够执行本发明的实施例所涉及的多边形加工方法的控制单元的框图。
图4是示出本发明的实施例的多边形加工方法的动作流程的流程图。
图5是对利用本发明的实施例的多边形加工方法对工件实施2种多边形加工的一例进行说明的图。
具体实施方式
图1是对能够应用本发明所涉及的多边形加工装置的机床上搭载的转塔刀架的结构的一例进行举例说明的截面图。图2是示出将本发明的实施例所涉及的多边形加工装置中使用的多边形切割器安装于图1所示的转塔刀架的状态的图，(a)是部分切断侧视图，(b)是部分切断主视图。该转塔刀架10被搭载于作为机床的NC车床等自动车床。转塔刀架10具有刀架主体12、以及被刀架主体12可旋转地支承的转塔14。
转塔14具有：具有圆柱或棱柱状的外形的中空的头部20、以及从头部20的轴线方向一端向轴线方向同心地延伸设置的中空圆柱状的轴部22。在转塔14的头部20的外周面，以规定的分度角逐个设置有对工具进行安装的多个工具安装部24。在各工具安装部24上，可以选择性地安装车刀等车削工具26或钻孔机、铣刀等旋转工具28等加工工具。轴部22可旋转且可轴线方向移动地支承于刀架主体12。
转塔14通过卡合部38能脱离地被卡合于刀架主体12，利用伺服电机32，使卡合部38脱离，并旋转驱动轴部22，由此，转塔14被旋转驱动。通过在转塔14的规定的旋转位置使卡合部38卡合，能够使转塔14在刀架主体12上被固定于分度位置，选择规定的加工工具。
在轴部22内，通过伺服电机46旋转驱动的驱动轴42被轴支承。通过具备工具主轴的支架48将旋转工具28安装于转塔14的所希望的工具安装部24的话，则连结于工具主轴的从动齿轮50就啮合于驱动轴42上安装的驱动齿轮44，旋转工具28就被伺服电机46旋转驱动。
如图2所示，可以通过具备工具主轴的支架60将多边形切割器54安装于规定的工具安装部24。多边形切割器54被安装于支架60的工具主轴，通过支架60内的动力传递，连结于多边形切割器54(工具主轴)的从动齿轮62啮合于驱动齿轮44，由此，多边形切割器54被伺服电机46旋转驱动。
使转塔14旋转，并选择多边形切割器54，使被主轴电动机旋转驱动的主轴和多边形切割器54同步旋转，维持主轴和多边形切割器54的相位关系，由此，能够对被主轴把持的工件W进行多边形加工，对工件W的外周面形成椭圆或多边形等。在多边形加工中，工具主轴和主轴被旋转驱动，以使得工件W的转数和多边形切割器54的转数成为规定的比率。例如，在工件的外周面形成四边形的情况下，在使工件旋转1次的期间，使配置了为其角的数量的一半的2个刀具的多边形切割器旋转2次，从而能够加工所述四边形。又例如，在工件的外周面形成六边形的情况下，在使工件旋转1次的期间，使例如以构成三角形的形式配置了为其角的数量的一半的3个刀具的多边形切割器旋转3次即可。
通过使转塔14旋转，并选择车削工具26，能够进行以主轴的轴线为中心的一般的工件W的切削加工。例如有使用外径车刀的工件的外径加工、去除工件的外周面产生的毛刺的加工等。切削加工由于没有使用多边形切割器54，因此不需要主轴和工具主轴的同步，为了谋求工件加工的时间缩短等，能够将主轴的旋转速度设定成与多边形加工时相比为高速。由于通常工具主轴的最大转数被设定得低于主轴的最大转数，因此在主轴和工具主轴同步的情况下，结果是主轴的最大转数被工具主轴的最大转数所限制。因此，在上述切削加工的情况下，主轴和工具主轴的同步被解除，主轴被与工具主轴无关地、以切削加工所需要的转数旋转驱动。
图3是示出能够执行本发明的实施例所涉及的多边形加工方法的控制单元的框图。工具主轴以及主轴通过图3所示的控制单元被驱动控制。在本实施形态中，该控制单元由数字控制(NC)车床所装备的NC装置70构成。但是，也可以使用有别于NC装置的其他的控制装置。
NC装置70具有：输入部72、显示部74、处理部(CPU)76、存储部(ROM78以及RAM80)及驱动控制部82等。
控制装置(NC装置70)中，CPU76根据ROM78或者RAM80中存储的各种数据或加工程序等，向驱动控制部82输出工作指令，驱动控制部82根据来自CPU76的工作指令，分别控制转塔刀架10的分度驱动源(伺服电机)32以及旋转驱动源(伺服电机)46、或对主轴进行旋转驱动的主轴电动机等驱动机构88，使转塔14的旋转、或旋转工具28(工具主轴)或主轴的旋转开始工作。控制装置构成为，能够切换伺服电机46的驱动(旋转工具28的旋转驱动)和主轴电动机的驱动(主轴的旋转驱动)的同步与非同步。
图4是示出本发明的实施例的多边形加工方法的动作流程的流程图。
首先，在步骤S101中，使把持工件W的主轴和安装有多边形切割器54的工具主轴同步旋转，通过多边形切割器54进行第一多边形加工。
在第一多边形加工之后，在步骤S102中，一边维持主轴和工具主轴的同步(即相位关系)，一边使主轴停止在预先确定的规定的定点位置。由于主轴和工具主轴同步，因此在主轴(工件)的停止的同时，工具主轴(多边形切割器54)也停止。作为所述定点位置可考虑主轴原点(主轴的旋转角度为0度的位置)等。
接着，在步骤S103中，解除主轴和工具主轴的同步，使主轴单独旋转，对被主轴把持的工件进行切削加工。在步骤S103中的切削加工时，预先使多边形切割器54退避。
切削加工后，在步骤S104中，使主轴停止在所述定点位置，推出退避状态的多边形切割器54。由此，就成为与步骤S101时的主轴和工具主轴的相位关系相同的相位关系。另外，转塔14构成为，在多边形切割器54在步骤S102中停止后暂且退避，再次被推出时，工具主轴的相位在退避前和推出后成为一致。
通过使主轴在上述规定的定点位置停止，主轴和工具主轴就成为与步骤S101时相同的相位关系，因此在步骤S104之后，步骤S105中，通过多边形切割器54进行第二多边形加工。
这样，本发明的实施例的工件加工方法具有：同步停止步骤(步骤S102)，在第一多边形加工(步骤S101)结束时，在使多边形加工时的主轴和工具主轴同步旋转了的状态下，使主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；同步解除步骤，在切削加工(步骤S103)开始时，解除主轴和工具主轴的同步；主轴停止步骤(步骤S104)，在切削加工(步骤S103)结束时，使主轴停止在规定的旋转位置；以及同步开始步骤，在第二多边形加工(步骤S105)开始时，使主轴和工具主轴同步旋转。构成为：以同步停止步骤的工作状态结束第一多边形加工(步骤S101)，使同步解除步骤工作并开始切削加工(步骤S103)，以主轴停止步骤的工作状态结束切削加工(步骤S103)，使同步开始步骤工作并进行第二多边形加工(步骤S105)。
执行上述各处理的多边形加工装置具有：把持工件的主轴；安装有多边形切割器的工具主轴；以及对主轴以及工具主轴进行旋转控制的控制单元。在此，控制单元具有：同步停止单元，其在第一多边形加工(步骤S101)结束时，在使第一多边形加工时的主轴和工具主轴同步旋转了的状态下，使主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；同步解除单元，其在切削加工(步骤S103)开始时，解除主轴和工具主轴的同步；主轴停止单元，其在切削加工(步骤S103)结束时，使主轴停止在规定的旋转位置；以及同步开始单元，其在第二多边形加工(步骤S105)开始时，使主轴和工具主轴同步旋转，该控制单元对主轴以及工具主轴的旋转进行控制，从而以同步停止单元的工作状态结束第一多边形加工(步骤S101)，使同步解除单元工作并开始切削加工(步骤S103)，以主轴停止单元的工作状态结束切削加工(步骤S103)，使同步开始单元工作并进行第二多边形加工(步骤S105)。
图5是对通过本发明的实施例的多边形加工方法，使用连接于工具主轴的、具备3个刀具66的多边形切割器54，对被主轴把持的工件W实施2种多边形加工的一例进行说明的图。如图5的(a)所示，说明的是以相同相位对工件2的外周面形成大小不同的2个六边形的情况。
首先，在步骤S201中，推出外径车刀57，通过导套55引导被主轴把持的工件W，对工件W进行外径加工(切削加工)。接着，在步骤S202中，推出多边形切割器54，如步骤S203所示，对工件W的被进行了外径加工的部分，进行形成六边形的第一多边形加工。在步骤S203的多边形加工后，一边维持主轴和工具主轴的同步(相位关系)，一边使主轴停止在主轴原点(规定的定点)的位置。接着，在步骤S204中，推出外径车刀57，解除主轴和工具主轴的同步，使主轴与工具主轴无关地单独旋转，对工件W进行外径加工。在切削加工后，使主轴停止在主轴原点。然后，如步骤S205所示那样，推出多边形切割器54，进行在工件W上形成六边形的第二多边形加工。由于在进行第一多边形加工时和进行第二多边形加工时，多边形切割器54的相位和工件W的相位一致，因此能够以相对于第一多边形加工预先确定的相位(在本实施形态中为相同相位)进行第二多边形加工。即使在第一多边形加工和第二多边形加工之间，进行与多边形切割器54(工具主轴)和工件W(主轴)的相位无关系的切削加工的情况下，只要使主轴停止在主轴原点等预先确定的规定的定点位置，就能够对工件W的外周面简单地进行需要互相符合规定的相位关系的多边形加工。
符号说明
10 转塔刀架
12 刀架主体
14 转塔
20 头部
22 轴部
24 工具安装部
26 车削工具
28 旋转工具
32 伺服电机
38 卡合部
42 驱动轴
44 驱动齿轮
46 伺服电机
48 支架
50 从动齿轮
54 多边形切割器
55 导套
57 外径车刀
60 支架
62 从动齿轮
66 刀具
70 NC装置
72 输入部
74 显示部
76 CPU
78 ROM
80 RAM
82 驱动控制部
84 可移动结构体
86 选择动作存储区域
W 工件。

Claims (2)

1.一种多边形加工装置，其具有：把持工件的主轴；安装有多边形切割器的工具主轴；以及对所述主轴以及所述工具主轴进行旋转控制的控制单元，
所述多边形加工装置构成为：在通过所述多边形切割器对所述工件进行了第一多边形加工后，进行采用所述多边形切割器以外的工具的加工，在该采用所述多边形切割器以外的工具的加工后，通过所述多边形切割器进行第二多边形加工，所述多边形加工装置的特征在于：
所述控制单元具有：
同步停止单元，其在所述第一多边形加工结束时，在使所述第一多边形加工时的所述主轴和所述工具主轴同步旋转了的状态下，使所述主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；
同步解除单元，其在所述第一多边形加工后的所述加工开始时，解除所述主轴和所述工具主轴的同步；
主轴停止单元，其在所述第一多边形加工后的所述加工结束时，使所述主轴停止在所述规定的旋转位置；以及
同步开始单元，其在所述第二多边形加工开始时，使所述主轴和所述工具主轴同步旋转，
所述控制单元构成为：以所述同步停止单元的工作状态结束所述第一多边形加工，使所述同步解除单元工作并开始所述第一多边形加工后的所述加工，以所述主轴停止单元的工作状态结束所述第一多边形加工后的所述加工，使所述同步开始单元工作并进行所述第二多边形加工。
2.一种多边形加工方法，其是通过安装于工具主轴的多边形切割器对被主轴把持的工件进行第一多边形加工后，进行采用所述多边形切割器以外的工具的加工，在该采用所述多边形切割器以外的工具的加工后，通过所述多边形切割器进行第二多边形加工的多边形加工方法，
所述多边形加工方法的特征在于，包括：
同步停止步骤，在所述第一多边形加工结束时，在使所述第一多边形加工时的所述主轴和所述工具主轴同步旋转了的状态下，使所述主轴停止在预先确定的规定的旋转位置；
同步解除步骤，在所述第一多边形加工后的所述加工开始时，解除所述主轴和所述工具主轴的同步；
主轴停止步骤，在所述第一多边形加工后的所述加工结束时，使所述主轴停止在所述规定的旋转位置；以及
同步开始步骤，在所述第二多边形加工开始时，使所述主轴和所述工具主轴同步旋转，
所述多边形加工方法构成为：以所述同步停止步骤的工作状态结束所述第一多边形加工，使所述同步解除步骤工作并开始所述第一多边形加工后的所述加工，以所述主轴停止步骤的工作状态结束所述第一多边形加工后的所述加工，使所述同步开始步骤工作并进行所述第二多边形加工。
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