CN106560279A - 针对工件的内周面或外周面的切削方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种针对工件的内周面或外周面的切削加工，是基于以预定的位置为中心的主轴的回转所进行的针对工件的内周面或外周面的切削加工，能够进行将切削速度设为一定的控制。是通过从以预定的位置为中心而回转且该回转半径调整自如的主轴突出设置的切削工具进行的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其中，在将主轴的回转角速度设为ω、将从回转中心到切削工具的顶端的距离设为R、作为切削工具的顶端处的切削速度设定一定量的C的情况下，进行控制使得ω与上述距离R的变化相对应而变化，使得[数学式1]成立，这里，表示所述距离R的时间微分，由此将切削工具的切削速度设为一定，由此能够确保均匀的切削表面。

Description

针对工件的内周面或外周面的切削方法

技术领域

本发明涉及在由从以预定的位置为中心回转且该回转半径调整自如的主轴突出设置的切削工具所进行的切削中、通过将该切削速度设为一定所进行的针对工件的内周面以及外周面的切削方法。

另外，上述的“主轴的回转”的主旨，不是沿着主轴自身的中心轴的自转而是包含以上述预定的位置为中心的公转的旋转。

背景技术

作为将工件的内周面以及外周面形成为圆筒形状、锥面形状、凸缘形状等各种形状的弯曲面的方法，如专利文献1所示，采用通过主轴围绕预定的回转中心而回转所进行的所谓轨道(orbit)加工，在该加工方法的情况下，在不管支撑工件的工作台在怎样的位置都能够进行加工这方面存在技术上的优点。

然而，为了将切削表面设为均匀状态，要求切削速度一定。

但是，在如上所述的现有技术的上述轨道加工方法中，没有采用将切削速度设为一定那样的构成。

在专利文献2中，在齿轮形状的加工方法中，公开了为了从切削开始端到切削结束端确保一定的切削速度所需要的构成。

然而，在专利文献2中，只记载了仅通过由NC车床进行的控制将切削速度设为一定的内容，对于定性地或定量地在怎样的基准下将切削速度设为一定，没有任何明示。

在专利文献3中，公开了通过由CAM进行的主轴转速的控制得到一定的切削速度，但专利文献3对于通过如何的基准将切削速度设为一定的具体的构成也没有任何明示。

而且，在专利文献2、3的情况下，都以由沿着主轴自身的中心轴的自转进行的切削为前提，对于如本发明那样主轴以预定的位置为中心而回转的情况，对于将切削速度设为一定，完全没有公开以及启示。

这样，在通过主轴的回转所进行的针对工件的内面或外面的切削加工中将切削工具的切削速度控制为一定的切削方法，到目前为止还没有提出过。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平8－126938号公报

专利文献2：日本特开2000－190126号公报

专利文献3：日本特开2001－113443号公报

发明内容

本发明的课题在于提供在基于以预定的位置为中心的主轴的回转所进行的针对工件的内周面或外周面的切削加工中、能够进行将切削速度设为一定那样的控制的切削方法。

为了解决所述课题，本发明的基本构成，

(1)一种针对工件的内周面或外周面的切削方法，是由从主轴突出设置的切削工具所进行的针对工件的内周面或外周面的切削方法，所述主轴是以预定的位置为中心而回转且该回转半径调整自如的主轴，其中，在将主轴的回转角速度设为ω、将从回转中心到切削工具的顶端的距离设为R、作为切削工具的顶端处的切削速度设定一定量的C的情况下，进行控制使得ω与所述距离R的变化相对应而变化，使得

【数学式1】

成立，(这里，表示所述距离R的时间微分)，

由此将切削工具的切削速度设为一定。

(2)根据所述(1)的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

将主轴的回转中心的位置设为沿相对于与该回转中心轴正交的平面正交的方向或倾斜方向移动自如，在沿倾斜方向移动自如的情况下，与该移动相对应地也将载置工件的工作台中的工件的支撑位置移动，由此维持能够进行切削的状态。

在本发明中，通过上述基本构成(1)，能够通过将切削速度设为一定而确保均匀的切削表面，另一方面，通过基本构成(2)，能够将工件的内面或外面形成为各种弯曲面。

即，不需要如专利文献2以及3所示那样进行复杂的运算或操作进行控制。

附图说明

图1是与用于实现本发明的方法的系统有关的框图。

图2是表示与主轴的回转中心轴正交的方向的平面的状态的俯视图，(a)表示对内周面进行切削的情况，(b)表示对外周面进行切削的情况。

图3表示通过移动主轴的回转中心的位置并且使回转半径渐次变化而形成通常的锥面形状的方法，(a)是表示切削工具的顶端处的移动轨迹的俯视图，(b)表示通过上述渐次变化所形成的锥面形状的侧视图。

图4表示通过使主轴的回转中心的位置移动并且使回转半径阶段地变化而形成阶段性的锥面形状的方法，(a)是表示切削工具的顶端处的移动轨迹的俯视图，(b)是表示通过上述阶段变化所形成的阶段性锥面形状的侧视图。

图5是表示不伴随着主轴的回转中心位置的移动、通过在工件的内侧区域以及外侧区域使切削工具的顶端螺旋状移动且最终以圆周状移动从而形成圆环形状的过程的立体图，(a)表示形成圆环形状的内壁的过程，(b)表示形成圆环形状的外壁的过程，(c)表示最终形成的圆环形状。

符号说明

1：主轴

2：切削工具

3：工件

4：工作台

5：控制装置

6：回转的中心轴或旋转的中心轴

具体实施方式

如图1所示，本发明以回转的主轴1、在主轴1的顶端侧所具备的切削工具2、工件3、支撑该工件3的工作台4、还有对主轴1以及工作台4的移动进行控制的控制装置5为构成要素(另外，在图1中，空心箭头表示主轴1的与回转半径调整相伴的移动以及上述正交方向或倾斜方向的移动状态，弯曲的箭头表示主轴1的回转状态，从控制装置5延伸出的点划线的箭头表示用于控制回转角速度的信号的发送状态，实线的箭头表示主轴1的与回转半径的调整相伴的移动、以及在上述基本构成(2)中主轴1的回转中心沿上述正交方向或倾斜方向移动的情况以及用于对与主轴1的回转中心沿上述倾斜方向移动相对应的工作台4的回转中心的移动进行控制的信号的发送状态)。

在本发明中，成为控制对象的要因是主轴1的相对于回转中心的回转角速度、主轴1的回转半径(以上是基本构成(1)的情况)，还有该回转中心沿相对于与主轴1的回转中心轴6正交的平面正交或斜交的方向的移动的位置或移动速度(以上是基本构成(2)的情况)这样的参数，在基本构成(1)的情况下是2个参数，在基本构成(2)的情况下是3个参数。

主轴1以及切削工具2，在预定的中心位置之下进行回转运动，切削工具2的顶端如图2(a)所示对工件3的内周面进行切削，或如图2(b)所示对工件3的外周面进行切削，但因为主轴1的自中心位置起的回转半径调整自如，所以切削工具2的顶端处的曲率半径也调整自如，能够任意选择切削曲面。

即，图2(a)、(b)的圆周曲面只不过是表示了典型例而已，切削曲面绝对没有理由不限定于圆周曲面。

关于基于将切削面设为均匀状态这一技术要求所对应的基本构成(1)的数学式的基准，如下进行说明。

如图2(a)、(b)所示，在将切削工具2的顶端的半径设为R、将角度位置设为θ、另一方面将坐标位置设为(X，Y)的情况下，X＝Rcosθ，Y＝Rsinθ成立，进一步，

[数学式2]

成立(另外，各符号的·所示的点表示时间微分)。

因此，在将切削速度设为V的情况下，

[数学式3]

成立。

根据上述关系式，在将主轴1的回转角速度设为ω₁、将工作台4的回转角速度设为ω₂的情况下，为了使切削工具2的顶端处的切削速度V为一定，只要在预先设定一定量C的情况下，还与上述距离R以及作为其时间微分的相对应地进行控制，使得

[数学式4]

成立即可。

在本发明中，为了形成各种形状的内周面以及外周面的切削形状，如基本构成(2)所示，通常也可以采用特征如下的实施方式：使主轴1的回转中心的位置沿相对于与该回转中心轴6正交的平面正交的方向或倾斜方向移动自如，在沿倾斜方向移动自如的情况下，与该移动相对应地也移动载置工件3的工作台4中的工件3的支撑位置，由此维持能够进行切削的状态。

另外，如上所述，在使主轴1的回转中心沿倾斜方向移动自如的情况下，主轴1的回转中心轴6自身移动，所以为了维持切削工具2针对工件3的切削状态，载置工件3的工作台4中的工件3的支撑位置也不得不与上述回转中心的位置同步地移动。

图3(a)、(b)表示通过其特征在于使主轴1的回转中心的位置沿上述正交方向或倾斜方向移动、另一方面使上述回转半径渐次变化的实施方式形成了通常的锥面形状的外周面的情况。

另外，在将锥面形状的两侧端部设为圆周曲面的情况下，如图3(a)、(b)所示，在回转的最初阶段以及最终阶段，使回转半径大致一定即可。

图4(a)、(b)表示通过其特征在于使主轴1的回转中心的位置沿上述正交方向或倾斜方向移动、另一方面使上述回转半径阶段性变化的实施方式形成了阶梯状态的锥面形状的内周面的情况。

如从图3(a)、(b)以及图4(a)、(b)可知，在上述基本构成(2)中，能够形成各种形状的内周面或外周面。

另外，上述各附图都表示在使主轴1的回转中心沿相对于与回转中心轴6正交的平面正交的方向、即沿与回转中心轴6相同的方向移动的情况，但是在使其沿相对于上述平面倾斜的倾斜方向移动的情况下，也能够得到全体形状沿倾斜方向变化的锥面形状。

与图3(a)、(b)以及图4(a)、(b)所示的实施方式不同，在不使主轴1的回转半径变化的情况下，能够得到通常的圆筒形状(这里，是回转中心向上述正交方向移动的情况)或倾斜方向圆筒形状(这里，是回转中心沿上述倾斜方向移动的情况)的内周面或外周面(未图示)。

图5表示特征如下的实施方式：不使主轴1的回转中心的位置沿上述正交方向或倾斜方向移动，而是

(1)在工件3的接近回转中心的内侧区域，设为使从回转中心到切削工具的顶端的距离渐次变大的状态，由此使该顶端沿着螺旋状的轨迹移动，在上述距离达到最大状态的阶段，维持该最大状态而形成圆环形状的内壁，并且，

(2)在工件3的远离回转中心的外侧区域，设为使从回转中心到切削工具2的顶端的距离渐次变小的状态，由此使该顶端沿着螺旋状的轨迹移动，在上述距离达到最小状态的阶段，维持该最小状态而形成圆环形状的外壁，

由此形成圆环形状。

在上述实施方式中，能够迅速得到圆环形状。

这样，在本发明中，能够通过利用切削速度的载荷而针对工件3进行的切削迅速形成各种形状的内周面以及外周面，在上述施加载荷时不需要另行的控制，由此实现简单的控制。

实施例

以下按照实施例进行说明。

实施例，其特征在于：采用多个主轴1以及突出设置于该主轴1的切削工具2。

在这样的实施例中，能够通过多个切削工具2的切削使切削速度进一步提高，另一方面，能够使个别的切削工具2的针对切削面的性状平均化而确保更均匀的切削面。

这样，本发明能够在一定的切削速度之下在工件的内周面以及外周面实现均匀的切削面并且确保各种形状，其利用价值特别大。

Claims (6)

1.一种针对工件的内周面或外周面的切削方法，是由从主轴突出设置的切削工具所进行的针对工件的内周面或外周面的切削方法，所述主轴是以预定的位置为中心而回转且该回转半径调整自如的主轴，其中，在将主轴的回转角速度设为ω、将从回转中心到切削工具的顶端的距离设为R、作为切削工具的顶端处的切削速度设定一定量的C的情况下，进行控制使得ω与所述距离R的变化相对应而变化，使得

数学式1： $\mathrm{\ω}={(C^2-{\stackrel{\·}{R}}^2)}^{\frac{1}{2}}/R$

成立，这里，表示所述距离R的时间微分，

由此将切削工具的切削速度设为一定。

2.根据权利要求1所述的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

将主轴的回转中心的位置设为沿相对于与该回转中心轴正交的平面正交的方向或倾斜方向移动自如，在沿倾斜方向移动自如的情况下，与该移动相对应地也将载置工件的工作台中的工件的支撑位置移动，由此维持能够进行切削的状态。

3.根据权利要求2所述的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

使主轴的回转中心的位置沿所述正交方向或倾斜方向移动，另一方面使所述回转半径渐次变化。

4.根据权利要求2所述的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

使主轴的回转中心的位置沿所述正交方向或倾斜方向移动，另一方面使所述回转半径阶段性变化。

5.根据权利要求1所述的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

不使主轴的回转中心的位置沿所述正交方向或倾斜方向移动，而是

(1)在工件的接近回转中心的内侧区域，设为使从回转中心到切削工具的顶端的距离渐次变大的状态，由此使该顶端沿着螺旋状的轨迹移动，在所述距离达到最大状态的阶段，维持该最大状态而形成圆环形状的内壁，并且，

(2)在工件的远离回转中心的外侧区域，设为使从回转中心到切削工具的顶端的距离渐次变小的状态，由此使该顶端沿着螺旋状的轨迹移动，在所述距离达到最小状态的阶段，维持该最小状态而形成圆环形状的外壁，

由此，形成圆环形状。

6.根据权利要求1、2、3、4、5中任一项所述的针对工件的内周面或外周面的切削方法，其特征在于：

采用多个主轴以及突出设置于该主轴的切削工具。