ES2906576T3 - Procedimiento para la fabricación de una rosca - Google Patents

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Kazuhiko Sannomiya
Takaichi Nakaya
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Abstract

Un procedimiento para realizar un trabajo de roscado en una pieza de trabajo (W) mediante una máquina herramienta (100) que comprende: medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo (W); un soporte de herramienta (130A) para sujetar una herramienta de corte (130) para cortar la pieza de trabajo (W); medio de alimentación (150) para alimentar la herramienta de corte (130) hacia la pieza de trabajo (W) en una dirección de alimentación predeterminada mediante un movimiento relativo entre el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A); medios de vibración para vibrar recíprocamente el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A) de una manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo (W); medio de rotación para girar relativamente la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130); y medios de ajuste de la vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado de una vibración recíproca, el procedimiento comprende: formar una parte de tornillo en la pieza de trabajo (W) mediante la alimentación relativa de la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130) en la dirección de alimentación mediante el medio de alimentación mientras se hace girar relativamente la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130) mediante el medio de rotación y mediante la realización de un trabajo de corte múltiples veces a lo largo de una trayectoria de corte que tiene una forma helicoidal predeterminada, donde el medio de vibración realiza la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A) mientras que un trabajo de corte se realiza múltiples veces predeterminadas, y se caracteriza por establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca por el medio de ajuste de la vibración de modo que una porción de corte de un trabajo de corte incluye parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte, de manera que se separe una viruta generada en un trabajo de corte.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de una rosca
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para realizar trabajos de roscado en una pieza de trabajo según el preámbulo de la reivindicación 1. Un ejemplo de dicho procedimiento se describe en el documento US 2008/232916 A1.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, se conoce un aparato de corte como una máquina herramienta que incluye medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo, un soporte de herramienta para sujetar una hoja de corte como herramienta de corte para cortar la pieza de trabajo, medios de alimentación para alimentar la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo en una dirección de alimentación predeterminada a través del movimiento relativo entre los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta, un actuador como medio de vibración para hacer vibrar recíprocamente los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta de una manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo, y un husillo como medio de rotación para rotar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte, donde la máquina herramienta corta la pieza de trabajo alimentando el husillo y la hoja de corte en la dirección radial de la pieza de trabajo mientras vibra recíprocamente la hoja de corte (ver la bibliografía de patentes 1, por ejemplo).
Este aparato de corte mecaniza una pieza de trabajo mientras separa una viruta generada en un trabajo de corte alimentando la cuchilla de corte en la dirección radial de la pieza de trabajo hacia un centro de rotación de la pieza de trabajo de modo que una porción de una trayectoria trazada por la cuchilla de corte cuando la cuchilla de corte se alimenta más lejos en una dirección de alimentación durante una rotación de la pieza de trabajo se superpone con una porción de una trayectoria trazada por la cuchilla de corte cuando la cuchilla de corte se alimenta más cerca en la dirección de alimentación durante la siguiente rotación de la pieza de trabajo.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
Bibliografía de patente 1. Solicitud de patente japonesa en abierto N° 2001-150201 (véanse los párrafos 0014 y 0047 y la Figura 2)
Se conocen otras técnicas anteriores a partir de US 5076744 A, US 4640156 A, US 3174404 A, GB 991336 A y JP 2012045693 A.
Resumen de la invención
Problema técnico
Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para realizar un trabajo de roscado en una pieza de trabajo mediante una máquina herramienta que es capaz de realizar un trabajo de roscado mientras se separa una viruta.
Solución al problema
Según un primer aspecto de la presente invención, el problema anterior se aborda mediante un procedimiento según la reivindicación 1, la máquina herramienta incluye medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo, un soporte de la herramienta para sujetar una herramienta de corte para cortar la pieza de trabajo, medios de alimentación para alimentar la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo en una dirección de alimentación predeterminada mediante el movimiento relativo entre el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta, medios de vibración para vibrar recíprocamente el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta de manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo, y medios de rotación para hacer girar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte, la máquina herramienta es capaz de realizar un trabajo de roscado que forma una parte de tornillo en la pieza de trabajo mediante la alimentación relativa de la pieza de trabajo y la herramienta de corte en la dirección de alimentación mientras que hace girar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte y mediante la realización de un trabajo de corte durante múltiples veces a lo largo de una trayectoria de corte que tiene una forma helicoidal predeterminada, donde el medio de vibración realiza la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta mientras se realiza un trabajo de corte durante múltiples veces predeterminadas, y la máquina herramienta incluye medios de ajuste de la vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca de modo que una porción de corte de un trabajo de corte incluya parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte, de modo que se separe una viruta generada en un trabajo de corte.
Según un segundo aspecto de la presente invención, el medio de ajuste de la vibración puede configurarse para cambiar una fase de la vibración con respecto a la rotación de la pieza de trabajo.
Según un tercer aspecto de la presente invención, el medio de ajuste de la vibración se puede configurar para cambiar una frecuencia de la vibración.
Según un cuarto aspecto de la presente invención, los medios de ajuste de la vibración pueden configurarse para establecer una amplitud de vibración recíproca según una cantidad de corte de cada trabajo de corte.
Según un quinto aspecto que no forma parte de la presente invención, se puede proporcionar un dispositivo de control en una máquina herramienta que incluye medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo, un soporte de herramienta para sujetar una herramienta de corte para cortar la pieza de trabajo, medios de alimentación para alimentar la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo en una dirección de alimentación predeterminada a través del movimiento relativo entre los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta, medios de vibración para vibrar recíprocamente los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta de una manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo, y medios de rotación para hacer girar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte, la máquina herramienta es capaz de realizar un trabajo de roscado que forma una parte de tornillo en la pieza de trabajo mediante la alimentación relativa de la pieza de trabajo y la herramienta de corte en la dirección de alimentación mientras que hace girar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte y mediante la realización de un trabajo de corte múltiples veces a lo largo de una trayectoria de corte que tiene una forma helicoidal predeterminada, donde el dispositivo de control está configurado para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca de modo que una porción de corte de un trabajo de corte incluye parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte y para hacer que el medio de vibración realice la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta mientras se realiza un trabajo de corte para múltiples veces predeterminadas.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, debido a que una porción de corte de un trabajo de corte incluye parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte mientras que un trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca es realizado múltiples veces en un trabajo de roscado, una viruta generada en un trabajo de corte es separada. Por lo tanto, es posible evitar que una viruta larga y continua se enrede con la pieza de trabajo o la herramienta de corte mientras se realiza el trabajo de roscado en la pieza de trabajo y evitar dañar una superficie mecanizada de la pieza de trabajo.
Según el segundo aspecto de la presente invención, una fase de la vibración de un trabajo de corte actual puede cambiarse con respecto a una fase de la vibración de un trabajo de corte anterior para que una porción de corte del trabajo de corte actual incluya parcialmente una porción que se ha cortado en el trabajo de corte anterior. Por lo tanto, es posible separar fácilmente una viruta generada en un trabajo de corte.
Según el tercer aspecto de la presente invención, una amplitud de la vibración de un trabajo de corte actual puede cambiarse con respecto a una amplitud de la vibración de un trabajo de corte anterior para que una porción de corte del trabajo de corte actual incluya parcialmente una porción que se ha cortado en el trabajo de corte anterior. Por lo tanto, es posible separar fácilmente una viruta generada en un trabajo de corte.
Según el cuarto aspecto de la presente invención, una amplitud de la vibración recíproca puede ajustarse a una cantidad de amplitud adecuada según una cantidad de corte de cada trabajo de corte de modo que una porción de corte de un trabajo de corte actual incluya parcialmente una porción que se ha cortado en un trabajo de corte anterior. Por lo tanto, es posible separar fácilmente una viruta generada en un trabajo de corte.
Según el dispositivo de control de la máquina herramienta del quinto aspecto que no forma parte de la presente invención, los mismos efectos logrados por el primer aspecto de la presente invención también pueden lograrse mediante el dispositivo de control de la máquina herramienta.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra una máquina herramienta usada en un procedimiento de una primera realización de la presente invención.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra la relación entre una herramienta de corte y una pieza de trabajo en la primera realización de la presente invención.
La Figura 3 es un diagrama esquemático expandido que ilustra la posición de la herramienta de corte con respecto a la pieza de trabajo en la primera realización de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra las trayectorias trazadas por la herramienta de corte en una rosca sobre la pieza de trabajo tal como se observa en dirección de un eje Z.
La Figura 5 es un diagrama esquemático expandido que ilustra la posición de la herramienta de corte con respecto a la pieza de trabajo en una segunda realización de la presente invención.
Descripción de realizaciones
La presente invención puede realizarse de cualquier manera siempre que la máquina herramienta incluya medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo, un soporte de la herramienta para sujetar una herramienta de corte para cortar la pieza de trabajo, medios de alimentación para alimentar la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo en una dirección de alimentación predeterminada mediante el movimiento relativo entre el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta, medios de vibración para vibrar recíprocamente el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta de manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo, y medios de rotación para girar relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte, la máquina herramienta es capaz de realizar un trabajo de roscado que forma una parte de tornillo en la pieza de trabajo mediante la alimentación relativa de la pieza de trabajo y la herramienta de corte en la dirección de alimentación mientras que gira relativamente la pieza de trabajo y la herramienta de corte y mediante la realización de un trabajo de corte durante múltiples veces a lo largo de una trayectoria de corte que tiene una forma helicoidal predeterminada, donde el medio de vibración realiza la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta mientras que un trabajo de corte se realiza durante múltiples veces predeterminadas, y la máquina herramienta incluye medios de ajuste de la vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado de la vibración recíproca de modo que una porción de corte de un trabajo de corte incluye parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte, para separar una viruta generada en un trabajo de corte para evitar que un viruta larga y continua se enrede con la pieza de trabajo o la herramienta de corte mientras el trabajo de roscado se realiza en la pieza de trabajo y para evitar dañar una superficie mecanizada de la pieza de trabajo.
Realización 1
La Figura 1 es un diagrama que ilustra una máquina herramienta 100 que tiene un dispositivo de control C para llevar a cabo una primera realización de la presente invención.
La máquina herramienta 100 incluye un husillo 110 y un soporte de herramienta de corte 130A.
El husillo 110 tiene un mandril 120 provisto en una punta del mismo.
El husillo 110 sostiene una pieza de trabajo W a través del mandril 120, y el husillo 110 está configurado como medio de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo.
El husillo 110 está sujeto por un conjunto de husillo 110A de manera que se pueda accionar de forma giratoria por un motor de husillo que no se muestra.
Como motor de husillo, se puede utilizar un motor incorporado convencional o similar formado entre el conjunto de husillo 110A y el husillo 110 en el conjunto de husillo 110A.
El conjunto de husillo 110A está montado en un lado de la bancada de la máquina herramienta 100 de manera que pueda moverse en una dirección del eje Z, que es una dirección del eje del husillo 110, mediante un mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160.
El husillo 110 se mueve en la dirección del eje Z mediante el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 a través del conjunto de husillo 110A.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 constituye un mecanismo de movimiento del husillo para mover el husillo 110 en la dirección del eje Z.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 incluye una base 161, que es integral con un lado en el que se fija el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160, como el lado de la bancada, y un carril de guía en la dirección del eje Z 162 provisto en la base 161 para extenderse en la dirección del eje Z.
Una mesa de alimentación en la dirección del eje Z 163 está soportada de manera deslizante en el carril de guía en la dirección del eje Z 162 a través de una guía en la dirección del eje Z 164.
Un impulsor 165a de un servomotor lineal 165 está provisto en el lado de la mesa de alimentación en la dirección del eje Z 163, y un estator 165b del servomotor lineal 165 está provisto en el lado de la base 161.
El conjunto de husillo 110A está montado en la mesa de alimentación en la dirección del eje Z 163, y la mesa de alimentación en la dirección del eje Z 163 es accionada por el servomotor lineal 165 para moverse en la dirección del eje Z.
Debido al movimiento de la mesa de alimentación en la dirección del eje Z 163, el conjunto de husillo 110A se mueve en la dirección del eje Z, haciendo que el husillo 110 se mueva en la dirección del eje Z.
Una herramienta de corte 130, tal como un alicate de corte diagonal, para cortar la pieza de trabajo W está unida al soporte de la herramienta de corte 130A.
El soporte de la herramienta de corte 130A constituye un soporte de herramienta que sostiene la herramienta de corte 130.
El soporte de la herramienta de corte 130A está provisto en un lado de la bancada de la máquina herramienta 100 de manera que pueda moverse en una dirección del eje X, que es perpendicular a la dirección del eje Z, y en una dirección del eje Y, que es perpendicular a tanto la dirección del eje Z como la dirección del eje X, mediante un mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y un mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y que no se ilustra. El mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y constituyen un mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta para mover el soporte de la herramienta de corte en la dirección del eje X 130A y la dirección del eje Y con respecto al husillo 110.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 incluye una base 151, que es integral con un lado en el que se fija el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150, y un carril de guía en la dirección del eje X 152 provisto en la base 151 para extenderse en la dirección del eje X.
Una mesa de alimentación en la dirección del eje X 153 está soportada de forma deslizante en el carril de guía en la dirección del eje X 152 a través de una guía en la dirección del eje X 154.
Un impulsor 155a de un servomotor lineal 155 está provisto en el lado de la mesa de alimentación en la dirección del eje X 153, y un estator 155b del servomotor lineal 155 está provisto en el lado de la base 151.
La mesa de alimentación en la dirección del eje X 153 es impulsada por el servomotor 155 lineal para moverse en la dirección del eje X.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y es estructuralmente similar al mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150, excepto que está dispuesto en la dirección del eje Y. Por tanto, se omiten la descripción detallada y la ilustración del mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y.
En la Figura 1, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 está montado en el lado de la bancada a través del mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y que no se muestra, y el soporte de la herramienta de corte 130A está montado en la mesa de alimentación en la dirección del eje X 153.
El soporte de la herramienta de corte 130A se mueve en la dirección del eje X al ser impulsado por la mesa de alimentación en la dirección del eje X 153, y también se mueve en la dirección del eje Y al ser impulsado por el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y, que funciona de manera similar a el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150.
Alternativamente, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y que no se muestra puede montarse en el lado de la bancada a través del mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150, y el soporte de la herramienta de corte 130A puede montarse en el lado del mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y. La estructura para mover el soporte de herramienta de corte 130A en la dirección del eje X y la dirección del eje Y mediante el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y se conoce convencionalmente y, por lo tanto, la descripción e ilustración detalladas de la estructura se omiten.
El mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y) y el mecanismo de movimiento del husillo (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160) operan de manera cooperativa, y la herramienta de corte 130 unida al soporte de la herramienta de corte 130A se alimenta en cualquier dirección de alimentación con respecto a la pieza de trabajo W a través del movimiento del soporte de la herramienta de corte 130A en la dirección del eje X y la dirección del eje Y por el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y, así como a través del movimiento del conjunto de husillo 110A (el husillo 110) en la dirección del eje Z a través del mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160.
Un trabajo de roscado se realiza mediante la alimentación relativa de la herramienta de corte 130 con respecto a la pieza de trabajo W en cualquier dirección de alimentación a través de medios de alimentación que consisten en el mecanismo de movimiento del husillo (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160) y el mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y) mientras vibran recíprocamente la herramienta de corte 130 de una manera relativa con respecto a la pieza de trabajo W en una dirección radial de la pieza de trabajo W que se interseca con la dirección de alimentación a través de medios de vibración que consisten en el mecanismo de movimiento del husillo y el mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta para realizar un trabajo de corte múltiples veces de una manera helicoidal. Debido a esto, se puede crear una pieza de tornillo en la pieza de trabajo W, como se ilustra en la Figura 2.
En esta realización, tanto el conjunto de husillo 110A como el soporte de la herramienta de corte 130A son móviles. Alternativamente, el conjunto de husillo 110A puede fijarse en el lado de la bancada de la máquina herramienta 100 y el mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta puede configurarse para mover el soporte de la herramienta de corte 130A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z.
En este último caso, el medio de alimentación y el medio de vibración pueden consistir en el mecanismo de movimiento del soporte de la herramienta que mueve el soporte de la herramienta de corte 130A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z, y la herramienta de corte 130 se puede alimentar hacia la pieza de trabajo W y vibrar recíprocamente moviendo el soporte de la herramienta de corte 130A con respecto al husillo 110 que se coloca de forma fija y se acciona de forma giratoria.
Además, el soporte de la herramienta de corte 130A puede fijarse en el lado de la bancada de la máquina herramienta 100 para que no sea móvil y el mecanismo de movimiento del husillo puede configurarse para mover el conjunto de husillo 110A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z.
En este caso, el medio de alimentación y el medio de vibración pueden consistir en el mecanismo de movimiento del husillo que mueve el conjunto de husillo 110A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z, y la herramienta de corte 130 puede alimentarse hacia la pieza de trabajo W y vibrarse recíprocamente moviendo el conjunto de husillo 110A con respecto al soporte de la herramienta de corte 130A que está posicionado fijamente. Aunque el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 están configurados para ser accionados por un servomotor lineal en esta realización, pueden ser accionados por un mecanismo convencional que consiste en un husillo de bolas y un servomotor, por ejemplo.
En esta realización, el medio de rotación para girar relativamente la pieza de trabajo W y la herramienta de corte 130 consisten en el motor del husillo, tal como el motor incorporado, y la rotación relativa entre la pieza de trabajo W y la herramienta de corte 130 se logra accionando rotativamente el husillo. 110.
Aunque la presente realización está configurada de modo que la pieza de trabajo W se haga girar con respecto a la herramienta de corte 130, la herramienta de corte 130 se puede girar con respecto a la pieza de trabajo W.
La rotación del husillo 110, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y son accionados y controlados por una parte de control Cl del dispositivo de control C.
La parte de control C1 está preconfigurada para controlar de modo que el conjunto de husillo 110A o el soporte de la herramienta de corte 130A se mueva en cualquiera de las direcciones del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z mientras vibran recíprocamente en cualquiera de las direcciones del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z utilizando uno de los mecanismos de alimentación como medio de vibración.
Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, debido al control de la parte de control Cl, cada mecanismo de alimentación se controla para realizar un trabajo de roscado mediante la realización de un trabajo de corte durante siete veces de manera helicoidal, por ejemplo.
El número de trabajos de corte indica cuántas veces se realiza un trabajo de corte en un trabajo de roscado.
En aras de la claridad, las vibraciones de la herramienta de corte 130 se ilustran linealmente en la Figura 3.
La parte de control C1 funciona como medio de control para hacer una trayectoria trazada por la herramienta de corte en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo (n es un número entero igual o mayor que uno) alcanzando una trayectoria trazada por la herramienta de corte en el trabajo de corte n-ésimo.
La parte de control C1 también funciona como medio de ajuste de vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca de modo que una porción de corte del trabajo de corte (n 1)-ésimo incluye parcialmente una porción que se ha cortado en el trabajo de corte n-ésimo cambiando una fase de vibración entre el trabajo de corte (n 1)-ésimo y el trabajo de corte n-ésimo.
Durante los trabajos de corte primero a sexto, el número de vibraciones por el medio de vibración es constante. Por ejemplo, la herramienta de corte 130 vibra dos veces en la dirección del eje X con respecto a una rotación de la pieza de trabajo.
Según la presente realización, en el primer trabajo de corte, la herramienta de corte 130 vibra de manera que el trabajo de corte comienza al inicio del movimiento de retroceso de la vibración recíproca y una punta de la herramienta de corte 130 alcanza una superficie circunferencial externa de la pieza de trabajo W en el movimiento de retroceso de la vibración recíproca.
Una viruta se separa cuando la punta de la herramienta de corte 130 alcanza la superficie circunferencial externa de la pieza de trabajo W.
En el segundo trabajo de corte, la parte de control C1 cambia la fase del segundo trabajo de corte con respecto a la fase del primer trabajo de corte y controla la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte para alcanzar la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el primer trabajo de corte.
En la presente realización, específicamente, la fase de la vibración recíproca del segundo ([n+1]-ésimo: n es un número entero igual o mayor que uno) trabajo de corte se establece para que sea opuesta a la fase de la vibración recíproca del primer (n-ésimo) trabajo de corte para que el segundo trabajo de corte comience desde el inicio de la vibración recíproca, y la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte se controle para alcanzar la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el primer trabajo de corte cuando el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso.
Cuando la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte alcanza la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el primer trabajo de corte cuando el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso, una viruta es separada.
En otras palabras, debido al control de la parte de control C1, una porción de corte del movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte entra en contacto con una porción de corte del movimiento de avance del primer trabajo de corte.
Debido a que la porción de corte del movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte entra en contacto con la porción de corte del movimiento de avance del primer trabajo de corte, la porción de corte del movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte se incluye teóricamente en la porción de corte del movimiento de avance del primer trabajo de corte como un "punto", donde la herramienta de corte 130 realiza un corte de aire, en el que la herramienta de corte 130 no corta la pieza de trabajo W en absoluto. Por lo tanto, una viruta generada a partir de la pieza de trabajo W durante un trabajo de corte se separa secuencialmente por el corte de aire (el punto donde la porción de corte del movimiento de retroceso del segundo trabajo de corte entra en contacto con la porción de corte del movimiento de avance del primer trabajo de corte).
Los trabajos de corte tercero y cuarto y los trabajos de corte quinto y sexto se realizan en una relación similar a la relación entre los trabajos de corte primero y segundo.
Las porciones cortadas de dos trabajos de corte consecutivos entran en contacto entre sí cuando la amplitud de la vibración recíproca coincide con la cantidad de corte del trabajo de corte.
Debido a que la cantidad de corte de cada trabajo de corte disminuye en un trabajo de roscado, la amplitud de la vibración recíproca se controla para que sea menor a medida que aumenta el número de trabajos de corte.
Debido a esto, la rugosidad de la superficie inferior de una rosca en la pieza de trabajo W se reduce gradualmente a medida que aumenta el número de trabajos de corte.
En el último o séptimo trabajo de corte, la superficie inferior de la rosca en la pieza de trabajo W se puede aplanar aún más cortando la superficie inferior con la herramienta de corte 130 sin hacer vibrar la herramienta de corte 130. La Figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra las trayectorias trazadas por la herramienta de corte 130 en una rosca ilustrada en la Figura 3 como se ve en la dirección del eje Z de la pieza de trabajo W.
Como se ilustra en la Figura 4, debido a que la condición de corte ilustrada en la Figura 3 está adaptada de modo que la cantidad de vibraciones de la herramienta de corte 130 es dos con respecto a una rotación del husillo, la pieza de trabajo W tiene una forma oval cuando se observa en la dirección del eje Z, y se producen dos cortes de aire con respecto al perímetro de la pieza de trabajo W (una rotación de la pieza de trabajo W).
Y a medida que aumenta el número de trabajos de corte, el área que permaneció en un trabajo de corte a lo largo de la dirección de diámetro largo de la forma ovalada es cortada en el siguiente trabajo de corte que se realiza con una amplitud menor. Por lo tanto, se forma gradualmente una rosca mientras que una superficie mecanizada se vuelve más plana.
La máquina herramienta 100 de la presente realización está configurada de modo que un usuario establezca la cantidad de rotaciones del husillo 110, la cantidad de vibraciones de la herramienta de corte 130 con respecto a una rotación del husillo y de manera similar para la parte de control Cl mediante una parte de ajuste de valor numérico C2, por ejemplo.
Los ajustes de la parte de control C1, como el número de rotaciones y el número de vibraciones, se pueden introducir en la parte de control C1 como un parámetro. Alternativamente, el número de rotaciones, el número de vibraciones, la amplitud y el número de trabajos de corte, por ejemplo, se pueden establecer escribiéndolos en un programa de mecanizado o pasándolos como un argumento en un bloque de programa (una línea de un programa).
Además, en la presente realización, la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo alcanza la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso, de modo que la porción de corte del movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo teóricamente entra en contacto con la porción de corte del movimiento de avance del trabajo de corte n-ésimo en un "punto". Sin embargo, la porción de corte del movimiento de retroceso del (n 1)-ésimo trabajo de corte puede exceder la porción de corte del movimiento de avance del n-ésimo trabajo de corte, siempre que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del (n 1)-ésimo trabajo de corte alcance la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el n-ésimo trabajo de corte a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso.
En otras palabras, la parte de control Cl puede controlar de modo que la porción de corte del movimiento de retroceso del (n 1)-ésimo trabajo de corte se superponga con la porción de corte del movimiento de avance del n-ésimo trabajo de corte.
En resumen, es suficiente que la porción de corte del trabajo de corte (n 1)-ésimo incluya parcialmente una porción que se ha cortado en el trabajo de corte n-ésimo.
La amplitud se puede establecer como una relación con respecto a una cantidad de corte real de la herramienta de corte en una pieza de trabajo (relación de amplitud a cantidad de corte), por ejemplo. Aunque en la presente realización la amplitud se establece igual a la cantidad de corte, la amplitud se puede establecer mayor que la cantidad de corte. Por ejemplo, al establecer la relación de amplitud con respecto a la cantidad de corte en más de uno, es posible establecer la amplitud mayor que la cantidad de corte y hacer que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo exceda la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso. Sin embargo, debido a que la cantidad de corte de cada trabajo de corte disminuye gradualmente en un trabajo de roscado, la amplitud de la vibración recíproca se reduce a medida que aumenta el número de trabajos de corte. Por lo tanto, la cantidad que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo excede la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso disminuye gradualmente.
Por esta razón, la cantidad que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo excede la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso puede establecerse preliminarmente como una cantidad de amplitud garantizada.
Por lo tanto, cuando la cantidad que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo excede la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso es menor que la cantidad de amplitud garantizada bajo la amplitud especificada como la relación de amplitud a cantidad de corte, entonces la amplitud puede establecerse en un valor calculado mediante la adición de la cantidad de amplitud garantizada a la cantidad de corte.
Al igual que con la cantidad de rotaciones y la cantidad de vibraciones del husillo 110, la relación de amplitud a cantidad de corte y la cantidad de amplitud garantizada se pueden ingresar a la parte de control Cl como un parámetro, o se pueden establecer escribiéndolas en un programa de mecanizado o pasándolas como un argumento en un bloque de programa (una línea de un programa).
Por ejemplo, si la parte de control Cl está configurada de modo que el inicio de un trabajo de roscado (inicio de vibración), en el que la herramienta de corte 130 vibra recíprocamente en una dirección que interseca la dirección de alimentación de una manera relativa con respecto a la pieza de trabajo W para realizar múltiples trabajos de corte de una manera helicoidal, se instruye en un programa de mecanizado con un comando G*** P3, entonces el número de vibraciones N se puede establecer en la parte de control Cl como un valor que sucede a D (argumento D), la relación de amplitud a cantidad de corte se puede establecer en la parte de control Cl como un valor que sucede a Q (argumento Q) , y la cantidad de amplitud garantizada se puede establecer a la parte de control Cl como un valor que sucede a U (argumento U) en el comando G***
El número de vibraciones N puede establecerse como el número de rotaciones del husillo 110 con respecto a una vibración.
Por ejemplo, la cantidad de rotaciones del husillo 110 con respecto a una vibración se puede establecer en el control como un valor que sucede a E (argumento E).
Si la relación de amplitud a cantidad de corte se establece en "1,2", a continuación "Q1,2" se agrega al comando G*** Si la cantidad de amplitud garantizada se establece en "0,02mm", a continuación "U0,02" se añade al comando G*** Si el número de vibraciones se establece en "1", a continuación "DI" se añade al comando G*** Al hacerlo, la relación de amplitud a cantidad de corte, la cantidad de amplitud garantizada y el número de vibraciones N se pueden ajustar a la parte de control C1.
De manera similar, hasta qué número de trabajo de corte la vibración debe continuar en un trabajo de roscado y desde qué número de trabajo de corte la vibración debe comenzar en un trabajo de roscado se puede ingresar y ajustar, por ejemplo.
Por ejemplo, hasta qué número de trabajo de corte debe continuar la vibración se puede establecer en la parte de control Cl como un valor que suceda a K (argumento K).
Cuando se utiliza el argumento K, el diámetro de la pieza de trabajo W se establece preferentemente en la parte de control C1.
El diámetro de la pieza de trabajo W se puede establecer en la parte de control Cl como un valor que suceda a X (argumento X), por ejemplo.
La máquina herramienta 100 y el aparato de control C de la máquina herramienta 100, para llevar a cabo la primera realización de la presente invención obtenida como se describió anteriormente, incluye la parte de control Cl como medio de ajuste de vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca, de modo que una porción de corte del trabajo de corte (n 1)-ésimo incluye parcialmente una porción que se ha cortado en el trabajo de corte n-ésimo. Por lo tanto, durante un trabajo de corte en la pieza de trabajo W, se separa una viruta en la porción superpuesta. Por lo tanto, es posible evitar que una viruta larga y continua se enrede con la pieza de trabajo W o la herramienta de corte 130 y evitar dañar una superficie mecanizada de la pieza de trabajo W.
Además, en la primera realización, la frecuencia de la vibración recíproca es constante, la fase de la vibración recíproca del trabajo de corte (n 1)-ésimo es opuesta a la fase de la vibración recíproca del trabajo de corte n-ésimo, y la parte de control Cl hace que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo alcance la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso. Por lo tanto, es posible realizar un trabajo de roscado mientras se separa eficientemente una viruta.
Realización 2
Ahora se describirá una segunda realización de la presente invención. La descripción se centrará en configuraciones que son diferentes de las de la primera realización para evitar la duplicación de la descripción.
Como se ilustra en la Figura 5, en la segunda realización, la frecuencia de la vibración recíproca por los medios de vibración se cambia en del primero al sexto trabajo de corte.
A modo de ejemplo, en el primer trabajo de corte, la herramienta de corte 130 realiza una vibración con respecto a ocho rotaciones del husillo. En el segundo trabajo de corte, la herramienta de corte 130 realiza una vibración con respecto a cuatro rotaciones del husillo. En el tercer trabajo de corte, la herramienta de corte 130 realiza una vibración con respecto a dos rotaciones del husillo. En el cuarto trabajo de corte, la herramienta de corte 130 realiza una vibración con respecto a una rotación del husillo. Por lo tanto, a medida que aumenta el número de trabajos de corte, la frecuencia de la vibración recíproca se vuelve más alta.
Por lo tanto, la rugosidad de una superficie inferior de una rosca en la pieza de trabajo W debido a un trabajo de roscado se vuelve menor a medida que aumenta el número de trabajos de corte.
Al igual que con la primera realización, la amplitud de la vibración recíproca de un trabajo de corte se establece según una cantidad de corte y se reduce a medida que aumenta el número de trabajos de corte.
Sin embargo, también es posible establecer una relación de la amplitud con respecto a una cantidad de corte o establecer un incremento de la amplitud con respecto a una cantidad de corte de modo que la amplitud pueda tomar un valor según la relación o el incremento.
Según la máquina herramienta 100 y el aparato de control C de la máquina herramienta 100 como la segunda realización de la presente invención obtenida como se describió anteriormente, la frecuencia de la vibración recíproca del trabajo de corte (n 1)-ésimo es mayor que la frecuencia de la vibración recíproca del trabajo de corte n-ésimo, y la parte de control Cl hace que la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el movimiento de retroceso del trabajo de corte (n 1)-ésimo alcance la trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en el trabajo de corte n-ésimo a medida que el movimiento de avance cambia a movimiento de retroceso una vez en múltiples vibraciones del trabajo de corte (n 1)-ésimo. Por lo tanto, es posible realizar un trabajo de roscado mientras se separa eficientemente una viruta y también aplanar gradualmente una superficie inferior de una rosca a medida que aumenta el número de trabajos de corte.
Lista de señales de referencia
100 máquina herramienta
110 husillo
110A conjunto de husillo
120 mandril
130 herramienta de corte
130A soporte de herramientas de corte
150 mecanismo de alimentación en la dirección del eje X
151 base
152 carril de guía en la dirección del eje X
153 mesa de alimentación en la dirección del eje X
154 guía en la dirección del eje X
155 servomotor lineal
155a impulsor
155b estator
160 mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 161 base
162 carril de guía en la dirección del eje Z
163 mesa de alimentación en la dirección del eje Z 164 guía en la dirección del eje Z
165 servomotor lineal
165a impulsor
165b estator
C dispositivo de control
C1 parte de control
C2 pieza de ajuste de valor numérico
W pieza de trabajo

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para realizar un trabajo de roscado en una pieza de trabajo (W) mediante una máquina herramienta (100) que comprende:
medios de sujeción de la pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo (W);
un soporte de herramienta (130A) para sujetar una herramienta de corte (130) para cortar la pieza de trabajo (W); medio de alimentación (150) para alimentar la herramienta de corte (130) hacia la pieza de trabajo (W) en una dirección de alimentación predeterminada mediante un movimiento relativo entre el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A);
medios de vibración para vibrar recíprocamente el medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A) de una manera relativa en una dirección radial de la pieza de trabajo (W);
medio de rotación para girar relativamente la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130); y
medios de ajuste de la vibración para establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado de una vibración recíproca,
el procedimiento comprende: formar una parte de tornillo en la pieza de trabajo (W) mediante la alimentación relativa de la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130) en la dirección de alimentación mediante el medio de alimentación mientras se hace girar relativamente la pieza de trabajo (W) y la herramienta de corte (130) mediante el medio de rotación y mediante la realización de un trabajo de corte múltiples veces a lo largo de una trayectoria de corte que tiene una forma helicoidal predeterminada,
donde el medio de vibración realiza la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A) mientras que un trabajo de corte se realiza múltiples veces predeterminadas, y se caracteriza por establecer un patrón de vibración durante cada trabajo de corte acompañado por la vibración recíproca por el medio de ajuste de la vibración de modo que una porción de corte de un trabajo de corte incluye parcialmente una porción que se ha cortado en otro trabajo de corte, de manera que se separe una viruta generada en un trabajo de corte.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, donde el medio de ajuste de la vibración cambia una fase de la vibración con respecto a la rotación de la pieza de trabajo (W).
3. El procedimiento según la reivindicación 1, donde el medio de ajuste de la vibración cambia una frecuencia de la vibración.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde los medios de ajuste de la vibración establecen una amplitud de la vibración recíproca según una cantidad de corte de cada trabajo de corte.
5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde un dispositivo de control (C) proporcionado en la máquina herramienta (100) funciona como el medio de ajuste de la vibración y hace que el medio de vibración realice la vibración recíproca del medio de sujeción de la pieza de trabajo y el soporte de la herramienta (130A) mientras se realiza un trabajo de corte durante múltiples veces predeterminadas.
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