JP2002144101A - 振動切削加工装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来に比較して加工精度の向上と加工時間の短
縮を図ることができる振動切削加工装置を提供する。 【解決手段】被加工物９を回転させるための回転駆動装
置１０と、被加工物を加工するための切削工具２の刃先
を、被加工物の外径の略接線方向に振動させるための振
動装置１と、被加工物の外径を検出するための検出セン
サ６とを具備し、検出センサ６により検出された被加工
物の外径に応じて、被加工物の回転速度、切削工具の刃
先の振動振幅、切削工具の刃先の振動数のうちの少なく
とも１つを制御することにより、切削工具の切削速度を
所望の値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてマイクロ
部品などの微細精密部品の加工や光学素子の成形用型の
超精密加工などに用いられる振動切削加工方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋削加工において、切削工具に対して振
動を付与する振動切削を取り入れた場合、従来では例え
ば図８に示すような構成の加工装置が用いられている。

【０００３】すなわち、図８に示すとおり、切削工具を
振動させることを目的としたアクチュエータ（振動子）
１およびアクチュエータ（振動子）１に接続された切削
工具２から構成される振動切削工具ユニットは、アクチ
ュエータ固定スライダ７に支持されている。アクチュエ
ータ固定スライダ７に対するスライダ用ガイド８は基盤
３上に支持されている。

【０００４】また、ワーク９はワーク取り付け用主軸１
０に固定されており、ワーク取り付け用主軸１０は基盤
３上に支持された主軸支持体１１に設置されている。図
８に示すとおり、振動切削工具ユニットに対し、加工対
象となるワーク９を図のような配置で設置することによ
り旋削加工を行う。このとき、切削工具振動方向に対す
るワーク９の回転方向は図８に示すとおりであり、切削
工具２の送り方向はワークの回転軸に沿う方向とする。
なお、切削工具２の送りに関しては、アクチュエータ固
定スライダ７をスライダ用ガイド８上でスライドさせる
ことにより送る方法が採られている。

【０００５】また、その他の従来技術として、図８に対
し図９に示すような構成をとる加工装置が知られてい
る。すなわち、図８に示す従来例においては、アクチュ
エータ固定スライダ７およびスライダ用ガイド８により
構成される、ワーク主軸方向の１軸のみスライド可能な
構造を採るのに対し、本従来例では図９に示すとおり、
アクチュエータ（振動子）１および切削工具２から構成
される振動切削工具ユニットは、ワーク回転主軸方向、
及びワーク回転主軸方向と切削工具振動方向の双方に対
して垂直な方向の２軸方向にスライド可能な構造となっ
ている。振動切削工具ユニットは、アクチュエータ固定
スライダ４およびスライダ用ガイド５により、ワーク回
転主軸方向と切削工具振動方向の双方に垂直な方向にス
ライド可能となっているため、図１０に示すワーク９の
ように、加工途中で段階的に加工径が変化するようなピ
ン形状（段差付き丸棒）が加工可能となっている。

【０００６】図８および図９に示すような加工装置を用
いた振動切削加工において、従来は加工対象であるピン
形状（丸棒）の加工径によらず、ワーク回転速度、切削
工具振動数および工具振幅は一定値に設定されていた
（例えば特開平７−１６４２０１号公報）。このとき、
ワーク回転数およびワーク加工径により定まる切削速度
は、加工形状の回転半径によって異なることになる。し
たがって、工具振動数および工具振幅についても一定値
をとる従来技術の加工では、切削工具振動速度が一定で
あることから、切削工具の振動速度を考慮した切削速度
についても、ワーク加工径により異なることになる。

【０００７】図１０は、この加工形状の回転半径により
切削速度が異なることを説明するための図である。図１
０において、加工径ｄ1部分の加工時においては、ワー
ク回転数ｎおよび加工径ｄ1により定まる切削速度Ｖ1
は、図に示すとおりとなる。同様に、加工径ｄ2部分の
加工時における同切削速度Ｖ2に関しても、図に示すと
おりである。このように、ワーク加工径が異なると、ワ
ーク回転数およびワーク加工径により決定される切削速
度には、Ｖ1、Ｖ2のように相違が生じることになる。し
たがって、切削工具の振動速度を考慮した切削速度を考
える場合、加工径ｄ1部分の加工時の切削速度と加工径
ｄ2部分の加工時の切削速度は、ワーク回転数ｎ、工具
振動数ｆおよび工具振幅ａが一定の場合には異なること
になる。

【０００８】以上のように、図８に示す従来例のように
加工開始から加工終了まで同一径の円柱型ピン形状を加
工する場合には、加工時において切削速度は一定とな
り、加工精度は切削速度の変化に左右されることはなか
った。しかしながら、図９に示す従来例のように加工途
中で段階的に加工径が変化するようなピン形状（段差付
き丸棒）を加工する場合には、ワーク加工回転半径によ
って切削速度が異なるため、図１０に示す条件下では加
工開始から終了まで切削速度が一定とはならなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】振動切削を用いた旋削
加工を行う場合、一般的に振動切削の効果が得られる切
削速度の最大値が得られるような加工条件を設定するこ
とが、加工精度向上および加工時間短縮を図るために必
要である。

【００１０】ここで、既に説明したとおり図９に示す従
来例のように加工途中で段階的に加工径が変化するよう
なピン形状を加工する場合、従来のワーク回転数（回転
速度）、工具振動数および工具振幅が一定値をとる加工
方法では、ワーク加工径の相違に起因する切削速度の変
化が加工精度に影響を及ぼし、精度悪化の原因となる場
合があった。

【００１１】また、一般に振動切削の効果が得られる切
削速度の決定基準として、臨界振動切削速度に関する関
係式υc＝２πａｆ（υc：切削速度、ａ：工具振幅、
ｆ：工具振動数）が用いられ、この臨界切削速度より切
削速度の最大値が定まることになる。すなわち、振動切
削の効果を得るためには、切削速度が臨界切削速度υc
を越えない値であることが必要である。ここで言う切削
速度とは、ワーク回転数およびワーク加工径により決ま
る切削速度に他ならない。

【００１２】ワーク加工形状が図１０に示すような形状
の場合には、切削速度はワーク回転数ｎが一定である条
件下ではワーク加工径に比例することから、ワーク加工
径ｄ1〜ｄ3における切削速度はワーク加工径ｄ3部分に
おいて最大となる。そのため、ワーク加工径ｄ3部分の
加工時における切削速度Ｖ3に対し、前記臨界切削速度
の関係式を適用することにより、工具振幅ａおよび工具
振動数ｆは求められることになる。ワーク加工径ｄ3に
比べて加工径が小さいｄ1、ｄ2に対して定まる切削速度
Ｖ1、Ｖ2は、切削速度Ｖ3と比べて速度が遅く、加工径
ｄ3の部分に対して既に定められた工具振幅および工具
振動数では振動切削の効果が得られる切削速度よりも遅
いと言える。つまり、本来であれば切削速度Ｖ1、Ｖ2よ
りも速い切削速度Ｖ3においても振動切削の効果が得ら
れるにもかかわらず、それよりも遅い速度で加工するこ
とになる。ここで、切削速度を速くすることは加工時間
短縮に結びつく。したがって、本来設定可能な切削速度
よりも遅い速度で加工を行っている従来の加工技術にお
いては、実現可能な加工時間よりも長時間の加工時間で
加工していることになり、加工時間を短縮する余地が残
されている。

【００１３】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、従来に比較して加工精
度の向上と加工時間の短縮を図ることができる振動切削
加工方法及び装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる振動切削加工方
法は、回転する被加工物の外径の略接線方向に切削工具
の刃先を振動させながら旋削加工を行う振動切削加工方
法において、前記被加工物の外径を検出する検出工程
と、該検出工程において検出された前記被加工物の外径
に応じて、前記被加工物の回転速度、前記切削工具の刃
先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動数のうちの少
なくとも１つを制御することにより、前記切削工具の切
削速度を所望の値に設定することを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わる振動切削加工方法
において、前記被加工物は部位によって外径が異なり、
外径の異なる各部位において前記切削工具の切削速度が
同一となるように、前記被加工物の回転速度、前記切削
工具の刃先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動数の
うちの少なくとも１つを制御することを特徴としてい
る。

【００１６】また、この発明に係わる振動切削加工方法
において、前記検出工程では、前記切削工具の位置を検
出することにより、前記被加工物の外径を検出すること
を特徴としている。

【００１７】また、本発明に係わる振動切削加工装置
は、被加工物を回転させるための回転駆動手段と、前記
被加工物を加工するための切削工具の刃先を、前記被加
工物の外径の略接線方向に振動させるための振動手段
と、前記被加工物の外径を検出するための検出手段とを
具備し、該検出手段により検出された前記被加工物の外
径に応じて、前記被加工物の回転速度、前記切削工具の
刃先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動数のうちの
少なくとも１つを制御することにより、前記切削工具の
切削速度を所望の値に設定することを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わる振動切削加工装置
において、前記被加工物は部位によって外径が異なり、
外径の異なる各部位において前記切削工具の切削速度が
同一となるように、前記被加工物の回転速度、前記切削
工具の刃先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動数の
うちの少なくとも１つを制御することを特徴としてい
る。

【００１９】また、この発明に係わる振動切削加工方法
において、前記検出手段は、前記切削工具の位置を検出
することにより、前記被加工物の外径を検出することを
特徴としている。

【００２０】

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な一実施形態に
ついて、添付図面を参照して説明する。

【００２１】まず、本実施形態の概要について説明す
る。

【００２２】本実施形態の振動切削加工装置において
は、加工対象である加工径が段階的に変化するピン形状
のワークを旋削加工する場合に、切削工具の切り込み方
向（ワークの半径方向）の刃先位置を常時検出し、ワー
ク回転主軸駆動系にフィードバックすることによりワー
ク回転数を制御する。または、常時検出する切削工具の
刃先位置を、切削工具に振動を付与するためのアクチュ
エータ（振動子）の駆動系にフィードバックすることに
より、工具振動数または工具振幅を制御する。

【００２３】このような構成において、初めに加工精度
向上について本実施形態の作用を説明する。本実施形態
における振動切削加工装置においては、切削工具に対し
振動を付与して駆動させるためのアクチュエータ（振動
子）として、圧電素子または磁歪素子または超磁歪素子
を用いる。また、加工時における切削工具刃先位置とし
て、工具の切り込み方向（ワークの半径方向）の位置を
検出する位置センサを有する。この位置センサにより常
時検出される工具刃先位置に対し、アクチュエータ（振
動子）駆動系において工具振幅をモニタリングすること
により、工具刃先位置に関する検出信号が得られる。こ
の工具刃先位置情報により、その時点でのワーク加工径
が算出可能であり、工具刃先位置をワーク回転主軸駆動
系またはアクチュエータ（振動子）駆動系にフィードバ
ックすることは、その時点におけるワーク加工径をフィ
ードバックすることと同等である。

【００２４】既に述べたとおり、一般に振動切削加工に
おいては振動切削の効果が得られる切削速度を求める際
に、臨界振動切削速度に関する関係式υc＝２πａｆ
（υc：切削速度、ａ：工具振幅、ｆ：工具振動数）が
用いられる。すなわち、振動切削の効果を得るために
は、切削速度は臨界切削速度よりも小さい値である必要
があり、この条件を満足する上で最も効果が得られる切
削速度が存在する。したがって、振動切削効果が最大限
に得られる条件を満足するような切削速度、および工具
振幅、工具振動数の組み合わせが存在することになる。
ここで切削速度に関しては、ワーク回転数およびワーク
加工径により決定されることから、ワーク回転数、ワー
ク加工径、工具振幅、工具振動数の４つのパラメータに
関して適当な組み合わせを選択することにより、振動切
削の効果が最大に得られる。なお、加工時間の短縮を考
えると、切削速度は、上記の臨界切削速度よりも小さ
く、且つ臨界切削速度になるべく近い値に設定すること
が望ましい。

【００２５】上記の４つのパラメータの内、ワーク加工
径に関しては加工形状により決定されることから、ワー
ク回転数、工具振幅および工具振動数について適当な組
み合わせを選択することにより振動切削効果を得ること
が可能となる。具体的には、ワーク回転軸に対する工具
刃先の切り込み方向（ワーク半径方向）の位置を位置セ
ンサにより常時検出し、刃先位置情報をワーク加工径に
関する情報としてフィードバックすることにより、回転
速度、または工具振動数、または工具振幅を制御する。

【００２６】このとき、回転速度を制御する場合には、
工具振動数および工具振幅は常時一定とし、振動切削の
効果が最大に得られるような前記パラメータの組み合わ
せとなるように、刃先位置情報をワーク回転主軸駆動系
にフィードバックすることによりワーク回転数を制御す
る。同様に、工具振動数を制御する場合には、ワーク回
転数および工具振幅は一定とし、刃先位置情報をアクチ
ュエータ（振動子）駆動系にフィードバックすることに
より工具振動数を制御する。また、工具振幅を制御する
場合については、ワーク回転数および工具振動数は一定
とし、同様に刃先位置情報をアクチュエータ（振動子）
駆動系にフィードバックすることにより工具振幅を制御
する。このように、ワーク加工径に応じてワーク回転
数、工具振動数、または工具振幅を制御することによ
り、ワーク加工径によらず常に振動切削の効果が最大に
得られるような加工条件で切削可能となり、従来技術と
比較して加工精度向上を図ることができる。

【００２７】次に、加工時間短縮に関する本実施形態の
作用を説明する。既に述べたとおり、ワーク加工形状が
図１０に示すような形状の場合、ワーク加工径が最大と
なる部分を加工する際の切削速度により加工開始から終
了までの加工速度が決定されてしまうため、振動切削の
効果が得られる範囲において、本来設定可能な切削速度
よりも遅い速度で加工を行う部分が存在してしまう。そ
の結果実現可能な加工時間よりも長時間の加工時間で加
工してることが従来技術における課題の一つであった。
これに対し、本実施形態における加工方法によれば、工
具振動数および工具振幅が一定のもとでワーク加工径に
よってワーク回転数を制御することにより、ワーク加工
径に依存せず常にワーク加工径が最大の部分における切
削速度を実現することが可能である。すなわち、ワーク
加工径が小さくなるにしたがってワーク回転数を上げる
ことにより、加工の終始において常に振動切削の効果が
得られる切削速度の最大値をとることが可能となる。こ
れは加工時間の短縮化に結びつくことになる。したがっ
て、従来技術と比較して加工時間の短縮を図ることが可
能となる。

【００２８】以下、本実施形態について具体的に説明す
る。

【００２９】図１は、本発明の一実施形態に係わる加工
装置の構成を説明するための図である。本実施形態の加
工装置は、図９に示した従来の加工装置の構成と共通す
る部分が多いため、同一機能部分には同一符号を付して
その詳細な説明は省略する。

【００３０】図１に示すとおり、本実施形態における振
動切削加工装置は、図９に示した従来の振動切削加工装
置と比較して、工具刃先の切り込み方向（ワーク半径方
向）の位置を検出することを目的とした位置センサ６を
有する点が異なっている。すなわち、位置センサ６は例
えば図１に示すようにアクチュエータ固定スライダ４上
に設置されており、同スライダの位置を検出することに
より工具刃先の切り込み方向（ワーク半径方向）の位置
として検出することが可能である。ここで検出された位
置情報は、ワーク加工径としてワーク回転主軸駆動系、
またはアクチュエータ（振動子）駆動系にフィードバッ
クされ、ワーク回転数および工具振動数、工具振幅が制
御可能な構成となっている。

【００３１】上記構成以外に関しては、基本的に図９に
示す従来の加工装置と同様な構成をとる。すなわち、ア
クチュエータ（振動子）１および切削工具２から構成さ
れる振動切削工具ユニットは、ワーク回転主軸方向（Ｙ
方向）と、ワーク回転主軸方向および切削工具振動方向
の双方に垂直な方向（Ｚ方向）の２軸方向にスライド可
能な構造となっている。

【００３２】図１を用いて説明すると、振動切削工具ユ
ニットは図１に示すとおりアクチュエータ固定スライダ
４に支持されており、アクチュエータ固定スライダ４に
対するスライダ用ガイド５は、ワーク回転軸方向にスラ
イド可能なアクチュエータ固定スライダ７上に支持され
ている。さらに、アクチュエータ固定スライダ７に対す
るスライダ用ガイド８は基盤３上に支持されている。ま
た、ワーク９はワーク取り付け用主軸１０上に固定され
ており、ワーク取り付け用主軸は基盤３上に支持された
主軸支持体１１に設置されている。

【００３３】図１に示すとおり、振動切削工具ユニット
に対し、加工対象となるワーク９を図のような配置で設
置することにより旋削加工を行う。このとき、切削工具
振動方向に対するワーク回転方向は図１に示すとおりで
あり、切削工具２の送り方向はワーク回転軸方向とす
る。なお、切削工具２の送りに関しては、スライダ用ガ
イド８上においてアクチュエータ固定スライダ７をスラ
イドさせることにより送る方法を採る。また、切削工具
２の切り込み量については、スライダ用ガイド５上にお
いてアクチュエータ固定スライダ４をスライドさせるこ
とにより調整する方法を採る。

【００３４】以下に、本実施形態の特徴的な部分であ
る、加工途中で段階的に加工径が変化するようなピン形
状（段差付き丸棒）を加工する際の、ワーク回転数、工
具振動数および工具振幅の制御について説明する。

【００３５】図２および図３は、本実施形態の一番目の
実施例としてワーク回転数を制御する場合について示し
たものである。両図ともに図１に示すような加工装置に
おいて振動切削加工（旋削）を行う際の、切削工具２お
よびワーク９の関係を示している。図２において、工具
振動数ｆおよび工具振幅ａを一定とするとき、臨界振動
切削速度はυc＝２πａｆとなり、ワーク回転数ｎによ
り決まる切削速度は少なくともこの臨界振動切削速度よ
りも遅い場合において振動切削の効果が得られる。

【００３６】ここで、図２に示すとおりワーク加工径ｄ
がある値ｄ2をとるとき、ワーク回転数ｎ2に対し切削速
度Ｖ2は一意的に決まる。したがって、工具の刃先の切
り込み方向（ワーク半径方向）の位置として検出された
位置情報を、切削工具刃先位置情報（ワーク加工径ｄ
2）としてワーク回転主軸に接続されたモータ駆動制御
系にフィードバックすることにより、同刃先位置におい
て、予め指定した工具振動数ｆおよび工具振幅ａ一定下
における振動切削効果が得られる切削速度Ｖ2の最大値
をとるように、ワーク固定用主軸に接続された主軸駆動
用モータの回転数、すなわちワーク回転数ｎ2を制御し
切削速度Ｖ2を目標値に追従させる。

【００３７】次に、図３に示すようにワーク加工径が図
２に示すｄ2からｄ1（ｄ2＞ｄ1）に変化した場合につい
て説明する。このとき、工具振動数ｆおよび工具振幅ａ
一定下においては、臨界切削速度υcは一定であり、振
動切削の効果が得られる切削速度の最大値も変化しな
い。ここで、ワーク加工径ｄ1およびワーク回転数ｎ1に
より決定される切削速度Ｖ1は図３に示すとおりの値と
なり、前記効果が得られる切削速度の最大値が変化しな
いことから、図２に示す切削速度Ｖ2と等しい値である
必要がある。このときに、同様の振動切削の効果が得ら
れると言える。したがって、切削速度Ｖ1が図２におけ
る切削速度Ｖ2と等しくなるようにワーク加工径ｄ1に対
応してワーク回転数ｎ1を制御する（ワーク回転数を増
加させる）ことにより、ワーク加工径によらず同様に振
動切削の効果が得られると同時に、同効果が得られる切
削速度の最大値を常時設定することが可能となる。

【００３８】以上により、切削工具位置により決まるワ
ーク加工径によらず振動切削の効果が得られる切削速度
の最大値を常時維持することが可能となり、切削速度に
ついて常に加工条件を一定に保つことにより加工精度の
向上が図られると同時に、振動切削における加工条件
（臨界切削速度の関係式）下で定まる最短の加工時間を
実現できる。

【００３９】次に図４および図５は、本実施形態の二番
目の実施例として工具振動数を制御する場合について示
したものである。図２、図３と同様、両図ともに図１に
示すような加工装置において振動切削加工（旋削）を行
う際の、切削工具２およびワーク９の関係を示してい
る。図４において、ワーク回転数ｎおよび工具振幅ａを
一定とするとき、ワーク加工径ｄ2に対し切削速度Ｖ2は
図に示すとおりの値となり、ワーク加工径ｄ2のみに依
存して決まる。また臨界切削速度υcについても図４に
示すとおりであり、工具振動数ｆ2に依存して定まる。
したがって、一番目の実施例と同様にワーク加工径によ
り決まる切削速度と臨界切削速度の関係より、工具刃先
の切り込み方向（ワーク半径方向）の位置として検出さ
れた位置情報を切削工具刃先位置情報（ワーク加工径ｄ
2）として、切削工具に対し振動を付与するためのアク
チュエータ（振動子）駆動制御系にフィードバックする
ことにより、ワーク加工径ｄ2に対して決まる切削速度
Ｖ2に対し振動切削効果が得られるための関係を満足す
るような臨界切削速度υcの目標値に追従するように、
工具振動数ｆ2を制御する。

【００４０】ここで、図５に示すようにワーク加工径が
図４に示すｄ2からｄ1（ｄ2＞ｄ1）に変化した場合、ワ
ーク回転数一定下において、ワーク加工径ｄ1により決
定される切削速度Ｖ1は図４における同速度Ｖ2に対し変
化する。したがって、切削速度の変化に対応して、振動
切削効果が得られるための関係を満足するような臨界切
削速度となるように工具振動数ｆ1を制御する（工具振
動数を増加させる）ことにより、ワーク加工径により定
まる切削速度に対応して、振動切削効果が得られる加工
条件の設定が常時可能となることにより、従来技術と比
較して加工精度向上が図られる。

【００４１】最後に図６および図７は、本実施形態の三
番目の実施例として工具振幅を制御する場合について示
したものである。図２、図３と同様、両図ともに図１に
示すような加工装置において振動切削加工（旋削）を行
う際の、切削工具２およびワーク９の関係を示してい
る。図６において、ワーク回転数ｎおよび工具振動数ｆ
を一定とするとき、二番目の実施例と同様に切削速度Ｖ
2はワーク加工径ｄ2のみに依存して決まる。また、臨界
切削速度υcは図６に示すとおりであり、工具振幅ａに
依存して定まる。したがって、一番目、二番目の実施例
と同様、工具刃先の切り込み方向（ワーク半径方向）の
位置として検出された位置情報を切削工具刃先位置情報
（ワーク加工径ｄ2）として、切削工具に対し振動を付
与するためのアクチュエータ（振動子）駆動制御系にフ
ィードバックすることにより、ワーク加工径ｄ2に対し
決まる切削速度Ｖ2に対し振動切削効果が得られるため
の関係を満足するような臨界切削速度υcの目標値に追
従するように、工具振幅ａを制御する。

【００４２】前記実施例と同様、図７に示すようにワー
ク加工径が図６に示すｄ2からｄ1（ｄ2＞ｄ1）に変化し
た場合、ワーク加工径ｄ1により決定される切削速度Ｖ1
は図６における同速度Ｖ2に対し変化する。したがっ
て、切削速度の変化に対応して、振動切削効果が得られ
るための関係を満足するような臨界切削速度となるよう
に工具振幅ａを制御する（工具振幅を増加させる）こと
により、ワーク加工径により定まる切削速度に対応し
て、振動切削効果が得られる加工条件の設定が可能とな
り、従来技術と比較して加工精度向上が図られる。

【００４３】以上述べたとおり、本実施形態によれば、
切削加工するための切削工具と、切削工具に対し振動を
付与して駆動させるためのアクチュエータ（振動子）と
を備える振動切削加工装置において、工具刃先位置を検
出する位置センサを有し、同位置を常時検出しワーク回
転主軸駆動系、またはアクチュエータ（振動子）駆動系
にフィードバックして、ワーク回転数、または工具振動
数、または工具振幅を制御することで、従来の加工装置
に比べ加工精度の向上が図られる。

【００４４】さらに、工具振動数および工具振幅一定下
において工具刃先位置に応じてワーク回転数を制御する
ことにより、従来の加工装置と比較して加工時間の短縮
化が図られる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、従
来に比較して加工精度の向上と加工時間の短縮を図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の振動切削加工装置の構成
を示す図である。

【図２】ワーク回転数制御時の切削工具およびワークの
関係を示す図である。

【図３】ワーク回転数制御時においてワーク加工径が変
化した場合の切削工具およびワークの関係を示す図であ
る。

【図４】切削工具振動数制御時の切削工具およびワーク
の関係を示す図である。

【図５】切削工具振動数制御時においてワーク加工径が
変化した場合の切削工具およびワークの関係を示す図で
ある。

【図６】切削工具振幅制御時の切削工具およびワークの
関係を示す図である。

【図７】切削工具振幅制御時においてワーク加工径が変
化した場合の切削工具およびワークの関係を示す図であ
る。

【図８】従来の加工径一定のワークを加工するための振
動切削加工装置を説明する図である。

【図９】従来の加工径が段階的に変化するピン形状のワ
ークを加工するための振動切削加工装置を説明する図で
ある。

【図１０】従来の加工径が段階的に変化するピン形状の
ワーク加工時におけるワーク加工径と切削速度の関係を
示す図である。

【符号の説明】

１ アクチュエータ（振動子） ２ 切削工具 ３ 基盤 ４ アクチュエータ固定スライダ ５ スライダ用ガイド ６ 位置センサ ７ アクチュエータ固定スライダ ８ スライダ用ガイド ９ ワーク １０ ワーク取り付け用主軸 １１ 主軸支持体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する被加工物の外径の略接線方向に
   切削工具の刃先を振動させながら旋削加工を行う振動切
   削加工方法において、 前記被加工物の外径を検出する検出工程と、 該検出工程において検出された前記被加工物の外径に応
   じて、前記被加工物の回転速度、前記切削工具の刃先の
   振動振幅、前記切削工具の刃先の振動数のうちの少なく
   とも１つを制御することにより、前記切削工具の切削速
   度を所望の値に設定することを特徴とする振動切削加工
   方法。
2. 【請求項２】 前記被加工物は部位によって外径が異な
   り、外径の異なる各部位において前記切削工具の切削速
   度が同一となるように、前記被加工物の回転速度、前記
   切削工具の刃先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動
   数のうちの少なくとも１つを制御することを特徴とする
   請求項１に記載の振動切削加工方法。
3. 【請求項３】 前記検出工程では、前記切削工具の位置
   を検出することにより、前記被加工物の外径を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動切削加工方法。
4. 【請求項４】 被加工物を回転させるための回転駆動手
   段と、 前記被加工物を加工するための切削工具の刃先を、前記
   被加工物の外径の略接線方向に振動させるための振動手
   段と、 前記被加工物の外径を検出するための検出手段とを具備
   し、 該検出手段により検出された前記被加工物の外径に応じ
   て、前記被加工物の回転速度、前記切削工具の刃先の振
   動振幅、前記切削工具の刃先の振動数のうちの少なくと
   も１つを制御することにより、前記切削工具の切削速度
   を所望の値に設定することを特徴とする振動切削加工装
   置。
5. 【請求項５】 前記被加工物は部位によって外径が異な
   り、外径の異なる各部位において前記切削工具の切削速
   度が同一となるように、前記被加工物の回転速度、前記
   切削工具の刃先の振動振幅、前記切削工具の刃先の振動
   数のうちの少なくとも１つを制御することを特徴とする
   請求項４に記載の振動切削加工装置。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、前記切削工具の位置を
   検出することにより、前記被加工物の外径を検出するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の振動切削加工装置。