JP2011056603A - Method and device for machining deep hole - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガンドリル工具を用いてワークに深穴加工を行う深穴加工方法および深穴加工装置に関する。 The present invention relates to a deep hole processing method and a deep hole processing apparatus that perform deep hole processing on a workpiece using a gun drill tool.
従来、合成樹脂成形用などの金型には、その金型温度を成形工程に応じた温度に維持するために、温度調整流体を金型内部に流通させるための通路(温調流体流路)が形成されている。とりわけ、自動車部品などの大型射出成形品の成形に用いられる金型においては、温調流体流路も金型の深い部分まで長く形成される。
このような深く長い穴(深穴)を加工するために、工作機械の主軸に深穴加工用のガンドリル工具を装着した装置が用いられる。この装置では、テーブルに金型となるワークを固定し、ガンドリル工具をワークの加工位置に移動させ、主軸を回転させてガンドリル工具をワークに対して送り出すことで深穴を穿孔する。
この際、ガンドリル工具においては、先端に形成された切刃によりワークの切削が行われるとともに、主軸内部からガンドリル工具の先端まで達する切削油流路を通して高圧の切削油をガンドリル工具の先端へと供給し、ガンドリル先端の冷却および潤滑を行うとともに、切削されたワークの切粉を切削油の流れによってワーク外へと排出するようにしている(特許文献1)。
Conventionally, a mold for synthetic resin molding or the like has a passage for passing a temperature adjusting fluid inside the mold in order to maintain the mold temperature according to the molding process (temperature control fluid flow path). Is formed. In particular, in a mold used for molding a large-sized injection molded product such as an automobile part, the temperature control fluid flow path is also formed long to a deep part of the mold.
In order to machine such a deep and long hole (deep hole), an apparatus in which a gun drill tool for deep hole machining is mounted on the spindle of a machine tool is used. In this apparatus, a workpiece to be a mold is fixed to a table, a gun drill tool is moved to a machining position of the workpiece, a main shaft is rotated, and a gun drill tool is sent to the workpiece to drill a deep hole.
At this time, in the gun drill tool, the workpiece is cut by the cutting blade formed at the tip, and high-pressure cutting oil is supplied to the tip of the gun drill tool through the cutting oil passage extending from the inside of the spindle to the tip of the gun drill tool. The tip of the gun drill is cooled and lubricated, and the chips of the cut workpiece are discharged out of the workpiece by the flow of cutting oil (Patent Document 1).
深穴加工に用いられるガンドリル工具としては、工作機械の主軸に装着されるドライバと、このドライバに後端が固定された長尺パイプ状のシャンクと、このシャンクの先端にろう付け接合された超硬合金製のチップと、を有する構成が多用されている(特許文献2)。
チップの先端部は、工具軸からずれた位置に配設したアペックスポイントを最先端とする山形に形成され、その外周側にアウター切刃、中心側にはインナー切刃が形成される。
シャンクの内部は切削油流路とされ、その後端側はドライバ内部を通して工作機械から高圧の切削油の供給を受けるとともに、その先端側はガンドリル工具の先端であるチップ先端面に形成された開口から外部へ開放され、チップ先端で切削が進められている深穴の先端部分には高圧の切削油が供給される。
シャンクの外周には穿孔方向のV溝が形成され、このV溝はチップ外周の同様なV溝を経てチップの先端まで達しており、深穴の先端部分に供給された切削油はチップ先端で発生する切削屑を巻き込みながら、V溝内をドライバ側へと流れ、深穴の外へと排出される。
Gun drill tools used for deep hole machining include a screwdriver attached to the spindle of a machine tool, a long pipe-shaped shank with a rear end fixed to the screwdriver, and an ultra-brazed joint that is brazed to the tip of the shank. A structure having a chip made of hard alloy is widely used (Patent Document 2).
The tip of the tip is formed in a chevron shape with the apex point disposed at a position displaced from the tool axis as the forefront, and an outer cutting edge is formed on the outer peripheral side, and an inner cutting edge is formed on the center side.
The inside of the shank is a cutting oil flow path, the rear end side is supplied with high-pressure cutting oil from the machine tool through the inside of the driver, and the tip end side is from an opening formed in the tip end surface of the tip of the gun drill tool. High-pressure cutting oil is supplied to the tip portion of the deep hole which is opened to the outside and cutting is proceeding at the tip tip.
A V-groove in the drilling direction is formed on the outer periphery of the shank. This V-groove reaches the tip end through a similar V-groove on the outer periphery of the tip, and the cutting oil supplied to the tip of the deep hole is at the tip end. While entraining the generated cutting waste, the V-groove flows toward the driver side and is discharged out of the deep hole.
ところで、ガンドリル工具に供給される高圧の切削油は、ガンドリル工具の内部を通してチップ先端から噴射されるが、加工中の深穴先端が閉塞状態にあるため、ここで行く手を阻まれてチップの周囲に充満し、V溝を通して外部へ排出される。
ここで、深穴の先端がワークの反対側まで貫通し、あるいは交差する他の深穴内まで貫通した場合、閉塞状態であった深穴先端が開放状態となり、チップ先端から噴射される切削油がワーク反対側あるいは交差する他の深穴内へと漏れ出し、V溝へ戻る流れが失われてしまうことになる。
このような貫通時の切削油の漏れ出しが生じると、チップ切刃に対する潤滑あるいは冷却が不十分になり、チップ切刃の摩耗や損傷を誘発する可能性が生じていた。
By the way, the high-pressure cutting oil supplied to the gun drill tool is sprayed from the tip of the tip through the inside of the gun drill tool, but since the tip of the deep hole being processed is in a closed state, the hand going here is blocked and the periphery of the tip is blocked. Is discharged to the outside through the V-groove.
Here, if the tip of the deep hole penetrates to the opposite side of the workpiece, or penetrates into another intersecting deep hole, the deep hole tip that was in the closed state is opened, and the cutting oil sprayed from the tip tip It leaks into the other deep hole on the opposite side of the workpiece or intersects, and the flow returning to the V groove is lost.
If leakage of the cutting oil during such penetration occurs, lubrication or cooling of the chip cutting edge becomes insufficient, and there is a possibility of inducing wear and damage of the chip cutting edge.
本発明の目的は、深穴加工の貫通時に切刃の摩耗や損傷を回避できる深穴加工方法および深穴加工装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a deep hole machining method and a deep hole machining apparatus capable of avoiding wear and damage of a cutting blade during penetration of deep hole machining.
本発明の深穴加工方法は、主軸にガンドリル工具を装着した加工装置を用いてワークに深穴を加工する深穴加工方法であって、前記ガンドリル工具で加工中の深穴が未貫通の状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を通常モードに設定するとともに、前記ガンドリル工具で加工中の深穴が貫通した状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を前記通常モードよりも加工負荷が軽い保護モードに切替えることを特徴とする。 The deep hole machining method of the present invention is a deep hole machining method for machining a deep hole in a workpiece using a machining apparatus having a gun drill tool mounted on a spindle, and the deep hole being machined by the gun drill tool is in a state where the deep hole is not penetrated. Then, the processing state of the gun drill tool is set to the normal mode, and when the deep hole being processed by the gun drill tool penetrates, the processing state of the gun drill tool is set to the protection mode in which the processing load is lighter than the normal mode. It is characterized by switching.
このような本発明において、深穴が未貫通か貫通したかの判定は、予め加工装置に与えられる設計情報(ワークの加工側表面から反対側表面までの深穴方向の厚さ)と使用するガンドリル工具の諸元(ガンドリル工具の先端までの長さ)とに基づいて、貫通状態に至る深穴の加工方向へのガンドリル工具の送り量を割り出すことで行うことができる。例えば、700mmのガンドリル工具で900mmの厚さのワークに深穴を加工する場合、900−700=200mmだけ送った時点でガンドリル先端はワークの反対側表面に貫通すると判定できる。
通常モードとしては、使用する加工装置およびガンドリル工具の諸元に基づいて、ワークに対する加工効率が最大の加工状態を選択すればよい。
In the present invention, the determination as to whether the deep hole is not penetrated or penetrated is made using design information (thickness in the deep hole direction from the machining side surface to the opposite surface of the workpiece) given to the machining apparatus in advance. Based on the specifications of the gun drill tool (the length to the tip of the gun drill tool), it is possible to determine the feed amount of the gun drill tool in the deep hole machining direction leading to the penetration state. For example, when a deep hole is machined into a 900 mm thick workpiece with a 700 mm gun drill tool, it can be determined that the tip of the gun drill penetrates the opposite surface of the workpiece when 900-700 = 200 mm.
As the normal mode, a processing state with the maximum processing efficiency for the workpiece may be selected based on the specifications of the processing apparatus to be used and the gun drill tool.
保護モードとしては、前述した通常モードに対して、ガンドリル工具の破損やワーク加工部位(貫通した部分周辺)に不都合が生じない程度にガンドリル工具の加工負荷が軽減するように、加工条件の一部を変更した加工状態が採用できる。例えば、前述した通常モードに対してガンドリル工具の回転数を落とすこと、ガンドリル工具の送り速度を落とすことが挙げられる。また、ガンドリル工具に供給される切削油の供給圧を下げること、あるいは切削油の流速を下げることにより、貫通部分に滞留する切削油を増すことができ、これによってもガンドリル工具の加工負荷の軽減が図れる。あるいは、これらの条件変更の組み合わせを利用してもよい。 As a protection mode, a part of the machining conditions is reduced so that the processing load of the gun drill tool is reduced to the extent that damage to the gun drill tool and inconvenience on the workpiece machining site (around the penetrating part) do not occur compared to the normal mode described above. The machining state with changed can be adopted. For example, the number of rotations of the gun drill tool can be reduced with respect to the normal mode described above, and the feed speed of the gun drill tool can be reduced. In addition, by reducing the supply pressure of the cutting oil supplied to the gun drill tool or reducing the flow speed of the cutting oil, it is possible to increase the cutting oil that stays in the penetrating part, which also reduces the processing load on the gun drill tool. Can be planned. Alternatively, a combination of these condition changes may be used.
このような本発明によれば、ガンドリル工具がワークの反対側あるいはワーク内の中空部まで貫通した際に、ガンドリル工具の加工状態を通常モードから保護モードに切替えることができ、貫通部位までは通常モードによる効率的な深穴加工を実行するとともに、貫通時には保護モードに切替えることよりガンドリル工具を保護することができる。
なお、ガンドリル工具がワーク内の中空部まで貫通して保護モードに切替えた場合、更にガンドリル工具を送ることでガンドリル工具の先端が中空部の反対側の壁面に達する。この状態で、ガンドリル工具の加工状態を通常モードに戻すことで、同一軸線上に連続する深穴を形成することができる。その後、再びガンドリル工具がワークの反対側あるいはワーク内の中空部まで貫通した際には、同様な保護モードへの切替えを行う。
According to the present invention as described above, when the gun drill tool penetrates to the opposite side of the workpiece or the hollow portion in the workpiece, the machining state of the gun drill tool can be switched from the normal mode to the protection mode, and the penetration portion is usually It is possible to protect the gun drill tool by switching to the protection mode at the time of penetration while performing efficient deep hole machining by the mode.
In addition, when the gun drill tool penetrates to the hollow part in the workpiece and switches to the protection mode, the tip of the gun drill tool reaches the wall surface on the opposite side of the hollow part by feeding the gun drill tool further. In this state, by returning the processing state of the gun drill tool to the normal mode, continuous deep holes can be formed on the same axis. After that, when the gun drill tool penetrates again to the opposite side of the workpiece or to the hollow portion in the workpiece, the switching to the similar protection mode is performed.
本発明において、前記保護モードでは、前記通常モードに対して前記ガンドリル工具の回転数を落とすことが望ましい。
このような本発明では、ガンドリル工具の加工負荷の軽減がガンドリル工具の回転数を落とすことで行われ、保護モードとして最も効果的な負荷軽減とすることができる。
なお、保護モードにおいては、前記ガンドリル工具の回転数を落とすことに加え、前記ガンドリル工具の送り速度を落とすこと、前記ガンドリル工具に供給される切削油の供給圧を下げること、前記切削油の流速を下げることの何れかを組み合わせて用いてもよい。
In the present invention, in the protection mode, it is desirable to reduce the rotational speed of the gun drill tool relative to the normal mode.
In the present invention, the processing load of the gun drill tool is reduced by reducing the rotation speed of the gun drill tool, and the load can be reduced most effectively as a protection mode.
In the protection mode, in addition to lowering the rotational speed of the gun drill tool, lowering the feed speed of the gun drill tool, lowering the supply pressure of the cutting oil supplied to the gun drill tool, and the flow speed of the cutting oil Any of lowering may be used in combination.
本発明において、前記加工装置に深穴加工を指令するコマンドを与えて前記ワークに対する深穴加工を実行させるとともに、前記コマンドには、前記深穴が貫通した状態となる深さ位置を指定する貫通位置と、前記通常モードから前記保護モードに切替える切替位置を前記貫通位置より浅い位置に指定するクリアランス量とが設定されていることが望ましい。
ここで、貫通位置がワークの反対側面である場合には切替位置を貫通位置より浅い位置のみとすればよいが、交差する他の深穴など貫通位置がワークの中空部である場合には、貫通位置の手前側および奥側の各々にクリアランス量分の余地を設けることが望ましい。
このような本発明では、深穴加工を指令するコマンドにより切替位置および貫通位置が指定されるとともに、クリアランス量により切替位置を貫通位置に対して相対的に指定することができる。このクリアランス量はガンドリル工具の種別により設定すればよく、ワークによって貫通位置が変わった場合でも貫通位置だけ変更すれば切替位置も自動的に変更することができる。
In the present invention, a command for instructing deep hole machining is given to the machining apparatus to execute the deep hole machining for the workpiece, and the command specifies a depth position at which the deep hole penetrates. It is desirable that a position and a clearance amount for designating a switching position for switching from the normal mode to the protection mode as a position shallower than the penetrating position are set.
Here, when the penetrating position is on the opposite side of the workpiece, the switching position only needs to be shallower than the penetrating position, but when the penetrating position such as other intersecting deep holes is a hollow part of the workpiece, It is desirable to provide room for the clearance amount on each of the near side and the far side of the penetration position.
In the present invention, the switching position and the through position can be specified by a command for instructing deep hole machining, and the switching position can be specified relative to the through position by the clearance amount. This clearance amount may be set according to the type of gun drill tool, and even if the penetration position changes depending on the workpiece, the switching position can be automatically changed by changing only the penetration position.
本発明の深穴加工装置は、ワークを載置したテーブルと、前記テーブルに対して相対移動する主軸と、前記主軸に装着されて前記ワークに深穴を加工するガンドリル工具と、前記主軸および前記テーブルを含む各部を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ガンドリル工具で加工中の深穴が未貫通の状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を通常モードに設定するとともに、前記ガンドリル工具で加工中の深穴が貫通した状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を前記通常モードよりも加工負荷が軽い保護モードに切替えることを特徴とする。 The deep hole machining apparatus of the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a spindle that moves relative to the table, a gun drill tool that is mounted on the spindle and drills a deep hole in the workpiece, the spindle, and the spindle Control means for controlling each part including a table, and the control means sets the machining state of the gun drill tool to a normal mode when the deep hole being machined by the gun drill tool is not penetrated. When the deep hole being machined by the gun drill tool penetrates, the machining state of the gun drill tool is switched to a protection mode in which the machining load is lighter than the normal mode.
このような本発明では、前述した本発明の深穴加工方法と同様な作用効果を得ることができる。 In the present invention as described above, it is possible to obtain the same effects as the deep hole machining method of the present invention described above.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、深穴加工装置9は、本発明に基づいてガンドリル工具を用いた深穴加工を行うことにより、図2に示すワークWに温調流体流路1を形成するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a deep
図2において、ワークWは、表面に図示省略のキャビティを形成した金型であり、内部には温度調整された流体(温調流体)を流通させる温調流体流路1が形成される。
温調流体流路1は、ワークW内に形成されて縦横に交差する複数の深穴2A,2Bによって構成されている。縦方向の深穴2Aは、ワークWの図中下面側から穿孔され、その先端はワークWの反対側つまり図中上面側の面まで達してはいない。横方向の深穴2Bは、各深穴2Aとの交差部分で各々に連通しているとともに、図中上側の深穴2BはワークWの図中右側面から図中左側面まで、つまり穿孔する側から反対側まで貫通している。
深穴2A,2Bの端部必要箇所には雌ねじ3が加工され、この雌ねじ3には栓部材4が螺合されている。これにより、金型の内部に、温調流体を流通させるための温調流体流路1が形成されている。
In FIG. 2, a workpiece W is a mold having a cavity (not shown) formed on the surface, and a temperature-controlled
The temperature
A
図1に戻って、深穴加工装置9は、ベッド11と、このベッド11の上面一側に前後方向(X軸方向)へ移動可能に設けられワークWを載置したテーブル12と、ベッド11の上面他側に左右方向(Z軸方向)へ移動可能に設けられたサドル13と、このサドル13の上面に立設されたコラム14と、このコラム14に沿って上下方向(Y軸方向)へ昇降可能に設けられた主軸ヘッド15と、この主軸ヘッド15に回転可能にかつ主軸モータ16により回転駆動される主軸17と、この主軸17に装着されワークWに深穴加工を行うガンドリル工具20と、自動工具交換装置21と、を備えている。
Returning to FIG. 1, the deep
主軸17には、内部軸方向に沿って切削油流路17Aが基端から先端にかけて貫通形成されている。切削油流路17Aには、配管23を介して高圧の切削油を送り出す切削油ポンプ24が接続されている。
自動工具交換装置21は、複数のガンドリル工具20やタップ(図示省略)をストックし、その中から選択されたいずれかのガンドリル工具20またはタップを主軸17に対して工具交換する。
A cutting
The
ガンドリル工具20は、長さが通常のドリルよりも長い、例えば、長さが500mm〜1000mm程度で、外周面には中間から先端にかけて切粉排出用のV字溝が形成されているとともに、内部には切削油が通る切削油流路20Aが基端から先端に渡って貫通形成されている。
従って、ガンドリル工具20が主軸17に装着されると、切削油ポンプ24によって加圧された高圧の切削油が主軸17およびガンドリル工具20の切削油流路17A,20Aを通ってガンドリル工具20の先端から供給されるようになっている。
The
Therefore, when the
深穴加工装置9は、ガンドリル工具20の長さを測定するための工具長測定器22を有する。
工具長測定器22は、主軸17の装着されたガンドリル工具20の先端位置を測定するために用いられる。このガンドリル工具20の先端位置が既知となれば、主軸17の位置からガンドリル工具20の先端位置、つまり加工中の深穴の先端深さを判定することができる。
工具長測定器22は、具体的には、ガンドリル工具20の先端が当接される検出部22Aを備え、検出部22Aにガンドリル工具20の先端が当接されると、接触信号を発する。これを受けて、後述するNC装置31は、サドル13ないし主軸17のZ軸座標値を求め、このZ軸座標値に基づいて主軸17の基準位置に対するガンドリル工具20の長さ(測定長さ)を算出することができる。
The deep
The tool
Specifically, the tool
深穴加工装置9は制御手段であるNC装置31を有する。
図3において、NC装置31には、深穴加工装置9の各部構成を作動させるための駆動機構などが接続され、これらはNC装置31の制御のもとで連係動作することで深穴加工装置9に所期の加工を実行させる。
具体的に、NC装置31には、テーブル12をX軸方向へ移動させるX軸駆動機構32、主軸ヘッド15をY軸方向へ移動させるY軸駆動機構33、サドル13をZ軸方向へ移動させるZ軸駆動機構34、主軸モータ16を駆動させる駆動回路35、自動工具交換装置21、工具長測定手段としての工具長測定器22、および、切削油ポンプ24のほかに、入力装置41、出力手段としてのディスプレイ42やプリンタ43、プログラムメモリ44、作業用メモリ45などが接続されている。
The deep
In FIG. 3, the
Specifically, the
ここで、テーブル12をX軸方向へ移動させるX軸駆動機構32、主軸ヘッド15をY軸方向へ移動させるY軸駆動機構33、および、サドル13をZ軸方向へ移動させるZ軸駆動機構34により、テーブル12と主軸17とを3次元方向へ相対移動させる相対移動手段が構成されている。なお、これらX軸駆動機構32、Y軸駆動機構33およびZ軸駆動機構34は、送りねじ機構により構成されているが、リニアモータ機構などでもよい。
プログラムメモリ44には、図1に示すワークWに温調流体流路1を加工するための各種加工プログラムが記憶されている。深穴加工を実行する加工プログラムは、既存のNC装置に多用されるGコードを用いて指定される。
作業用メモリ45には、加工プログラムの実行時に用いられる作業用エリアが設けられている。
Here, an X-axis drive mechanism 32 that moves the table 12 in the X-axis direction, a Y-axis drive mechanism 33 that moves the
The
The
NC装置31は、順次指定される加工プラグラムに基づいて、主軸17(主軸モータ16)や相対移動手段(X軸駆動機構32、Y軸駆動機構33、Z軸駆動機構34)などを制御し、ワークWに対する深穴加工を実行してゆく。
この際、NC装置31は、ガンドリル工具20で加工中の深穴が未貫通の状態では、前記ガンドリル工具20の加工状態を通常モードに設定するとともに、ガンドリル工具20で加工中の深穴が貫通した状態では、ガンドリル工具20の加工状態を通常モードよりもガンドリル工具20の加工負荷が軽い保護モードに切替える制御を行う。
The
At this time, the
図4には、本発明に基づく深穴加工の詳細が示されている。
図4において、ワークWには縦の深穴2Aが複数加工されており、これらと交差しかつ反対側まで貫通する横の深穴2Bが加工される。
深穴2Bを加工する深穴加工プログラムは、例えば、次のような書式のGコードコマンドとして記述される。
G555 X_Y_Z_R_A_B_C_Q_F_[V1=_,V2=_,V3=_,V4=_,…]
このG555コマンドにおける各パラメータは下記の通りである。
X:深穴中心軸線のX座標値
Y:深穴中心軸線のY座標値
Z:深穴の最終Z座標値
R:早送り接近点
A:アプローチ点(ガンドリル工具を回転停止状態でガイド穴に入れる深さ)
B:ワークの反対面のZ座標値
C:クリアランス量(保護モードへの切替えを実行する範囲の指定)
Q:ガンドリル工具の先端から肩までの距離
F:送り速度
V1,V3,…交差する穴の中心軸線のZ座標値
V2,V4,…交差する穴の直径のZ座標値
FIG. 4 shows the details of the deep hole machining according to the present invention.
In FIG. 4, a plurality of vertical
The deep hole machining program for machining the
G555 X_Y_Z_R_A_B_C_Q_F_ [V1 = _, V2 = _, V3 = _, V4 = _, ...]
Each parameter in the G555 command is as follows.
X: X coordinate value of the deep hole center axis Y: Y coordinate value of the deep hole center axis Z: Final Z coordinate value of the deep hole R: Rapid feed approach point A: Approach point (put the gun drill tool into the guide hole with rotation stopped) depth)
B: Z coordinate value of the opposite surface of the workpiece C: Clearance amount (designation of the range for switching to protection mode)
Q: Distance from the tip of the gun drill tool to the shoulder F: Feed rate V1, V3, ... Z coordinate value of the center axis of the intersecting hole V2, V4, ... Z coordinate value of the diameter of the intersecting hole
このような深穴加工における通常モードおよび保護モードは、例えば次のように設定される。
通常モード:回転数Sおよび送り速度Fを指定する。
保護モード:回転数Sは標準モードの回転数の80%に抑制。
送り速度Fは標準モードの送り速度の50%に抑制。
これらの通常モードと保護モードとの切替えは、前述したG555コマンドに指定されたパラメータに基づいて、ガンドリル工具20の貫通状態を判定し、その結果に応じて実行される。
ガンドリル工具20の貫通状態は、交差する穴(深穴2A)に抜けた場合と、ワークWの反対側まで抜けた場合と、がある。
The normal mode and the protection mode in such deep hole machining are set as follows, for example.
Normal mode: The rotation speed S and the feed speed F are designated.
Protection mode: The number of revolutions S is suppressed to 80% of the number of revolutions in the standard mode.
Feed speed F is suppressed to 50% of the standard mode feed speed.
The switching between the normal mode and the protection mode is executed in accordance with the result of determining the penetration state of the
The penetrating state of the
交差する穴に抜けた場合のモード切替えは次のように行われる。
図4において、ガンドリル工具20によるワークWの深穴2Bの加工が図中右側から行われるとすると、ガンドリル工具20は通常モードで深穴2Bを加工しつつ前進し、先ずZ座標V1にある深穴2Aと交差する。この深穴2Aは、前述したG555コマンドのパラメータから、中心軸線がZ座標V1であり、直径V2である。
このことから、ガンドリル工具20の先端は、Z座標(V1−V2/2)で深穴2A内に入り、加工中の深穴2Bは深穴2Aに対して貫通状態となる。ガンドリル工具20が更に前進すると、その先端は、Z座標(V1+V2/2)で深穴2Aの反対側の内壁に達し、ここからは再びワークWの切削を行う。従って、加工中の深穴2Bが貫通状態にあり、ガンドリル工具20の先端が深穴2A内に露出している状態はZ座標(V1−V2/2)からZ座標(V1+V2/2)までの区間(区間幅は深穴2Aの直径V2)である。
The mode is switched as described below when the holes have passed through the intersecting holes.
In FIG. 4, if the processing of the
From this, the tip of the
前述下したG555コマンドには、保護モードへの切替えを実行する範囲を指定するクリアランス量Cが設定されている。
本実施形態においては、前述した深穴2Aの区間に対して、その前後にクリアランス量Cだけ拡張した領域(Z座標(V1−V2/2−C)からZ座標(V1+V2/2+C)まで)を貫通領域とし、この貫通領域にガンドリル工具20の先端がある時に保護モードに切替え、貫通領域外へ出た際には通常モードに戻るものとされている。
以上は、Z座標V1にある深穴2Aに対する保護モードの適用であるが、ワークWに形成される他の深穴2A(Z座標V3,V5,V7位置)についても、中心軸線位置が異なるだけで同様な処理が行われる。
In the G555 command described above, a clearance amount C that designates a range in which switching to the protection mode is executed is set.
In the present embodiment, an area (from the Z coordinate (V1−V2 / 2 / C) to the Z coordinate (V1 + V2 / 2 + C)) expanded by the clearance amount C before and after the section of the
The above is the application of the protection mode to the
反対側まで抜けた場合のモード切替えは次のように行われる。
図4において、ガンドリル工具20によるワークWの深穴2Bの加工が進み、その先端がワークWの反対側の側面に接近したとする。
前述したG555コマンドには、前述したクリアランス量Cとともに、ワークWの反対面のZ座標値Bおよび最終Z座標値Zが設定されている。
本実施形態においては、ワークWの反対面に対して、その手前にクリアランス量Cだけ拡張した領域を貫通領域とし、この貫通領域にガンドリル工具20の先端が達した時に保護モードに切替える。
保護モードでのガンドリル工具20の加工は、ガンドリル工具20の先端が最終Z座標値Zまで到達するまで継続され、この最終Z座標値Zまでガンドリル工具20が到達したら、加工を終了してガンドリル工具20を深穴2Bから抜き出す処理が行われる。
When switching to the opposite side, mode switching is performed as follows.
In FIG. 4, it is assumed that processing of the
In the aforementioned G555 command, the Z coordinate value B and the final Z coordinate value Z of the opposite surface of the workpiece W are set together with the clearance amount C described above.
In the present embodiment, a region expanded by a clearance amount C before the opposite surface of the workpiece W is defined as a penetration region, and the protection mode is switched when the tip of the
The machining of the
前述したG555コマンドに対するパラメータの処理手順は、既存の加工動作プログラムと同様に、前述したプログラムメモリ44に格納され、NC装置31により適宜読み出されて実行される。
The parameter processing procedure for the G555 command described above is stored in the
NC装置31は、前述したG555コマンドで指定される加工プログラムを解析し、深穴加工装置9の相対移動機構(X軸駆動機構32、Y軸駆動機構33およびZ軸駆動機構34)、主軸モータ16、切削油ポンプ24などを制御し、ガンドリル工具20を用いたワークWへの深穴加工を実行する。
例えば、前述したワークWを貫通する深穴2Bの加工を行う場合、次に述べる処理を実行する。
The
For example, when processing the
図5には、ワークWに深穴2Bを加工する手順が示されている。
NC装置31は、深穴加工装置9の相対移動機構を高速で移動させ、主軸17に装着されたガンドリル工具20をワークWに対して初期位置へ移動する。具体的には、前述したG555コマンドのパラメータから、ガンドリル工具20の回転軸線をX,Y位置に合わせるとともに、ガンドリル工具20の先端をZ軸位置Rまで前進させる(ステップST1)。
続いて、ガンドリル工具20を低速で送り、ワークWに予め形成しておいた下穴内に導入し、ガンドリル工具20の先端をZ軸位置Aまで前進させる(ステップST2)。
FIG. 5 shows a procedure for machining the
The
Subsequently, the
次に、NC装置31は、ガンドリル工具20を回転させ、ワークWに深穴2Bの加工を開始する(ステップST3)。ここで、ガンドリル工具20の回転およびZ軸方向の送り速度は通常モードとされる。
NC装置31は、前述したG555コマンドのパラメータから貫通領域を取得するとともに、加工の進捗に伴うガンドリル工具20の先端位置を監視し、ガンドリル工具20の先端位置が前述した貫通領域にあるか否かを逐次検査する(ステップST4)。
ガンドリル工具20の先端位置が貫通領域から外れている場合、NC装置31は通常モードを選択し、ガンドリル工具20を通常モードの回転数および送り速度としてワークWの加工を進める(ステップST5)。
ガンドリル工具20の先端位置が貫通領域にある場合、NC装置31は保護モードに切替え、ガンドリル工具20を保護モードの回転数および送り速度に落として加工を進める(ステップST6)。
これらを繰り返すことにより、ワークWには深穴2Bが加工されてゆき、ガンドリル工具20は4本の深穴2Aにおいて保護モードに切替えられ、ワークWの反対側に貫通する際に保護モードに切替えられる。
Next, the
The
When the tip position of the
When the tip position of the
By repeating these steps, the
NC装置31は、前述した加工動作を、ガンドリル工具20の先端が最終Z座標値Zに達するまで繰り返し(ステップST7)、ガンドリル工具20の先端が最終Z座標値Zに達したら、ガンドリル工具20の送りおよび回転を停止させる(ステップST8)。その後、NC装置31は、ガンドリル工具20を後退させてワークWから引き出し、深穴加工を終了する。
The
このような本実施形態によれば、ガンドリル工具20がワークWの反対側あるいはワークW内の深穴2Aなどの中空部まで貫通した際に、ガンドリル工具20の加工状態を通常モードから保護モードに切替えることができ、貫通部位までは通常モードによる効率的な深穴加工を実行するとともに、貫通時には保護モードに切替えることよりガンドリル工具20を保護することができる。
According to the present embodiment, when the
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
前記実施形態では、保護モードとして、通常モードに対してガンドリル工具20の回転数Sを標準モードの80%に抑制し、かつ送り速度Fを標準モードの50%に抑制したが、この抑制比率は適宜変更してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the embodiment, as the protection mode, the rotation speed S of the
また、前記実施形態では、ガンドリル工具20の回転数Sおよび送り速度Fの両方を抑制することで保護モードとしたが、ガンドリル工具20の回転数Sを抑制しつつ送り速度Fは標準モードのままとしてもよい。あるいは、切削油の供給圧を下げること、切削油の流速を下げること、を組み合わせて保護モードとしてもよく、ガンドリル工具20の破損やワークWの加工部位(貫通した部分周辺)に不都合が生じない程度にガンドリル工具20の加工負荷が軽減できればよい。
In the above embodiment, the protection mode is set by suppressing both the rotational speed S and the feed speed F of the
前記実施形態では、切削油ポンプ24によって加圧された高圧の切削油を主軸17およびガンドリル工具20の切削油流路17A,20Aを通ってガンドリル工具20の先端から供給するような構成であったが、これに限られない。
例えば、図6に示すように、主軸ヘッド15の先端に切削油ポンプ24に接続された給油口ブロック18を取り付けるとともに、主軸ヘッド15の内部に給油口ブロック18からガンドリル工具20の切削油流路20Aに連通する切削油流路15Aを形成し、これらの切削油流路15A,20Aを通して切削油ポンプ24からの切削油を供給するようにしてもよい。
In the embodiment, the high-pressure cutting oil pressurized by the cutting
For example, as shown in FIG. 6, an
前記実施形態では、テーブル12をX軸方向へ、主軸ヘッド15をY軸方向へ、サドル13をZ軸方向へ移動させるように構成したが、テーブル12と主軸17とを相対移動させる相対移動手段としては、これに限られない。要は、テーブル12と主軸17とが、三次元方向へ相対移動できる構造であれば、いずれでもよい。
前記実施形態では、ワークWの温調流体流路1を加工する例について説明したが、本発明は、これに限られない。ワークWに深穴を加工するものであれば、どのようなワークであってもよい。
In the above embodiment, the table 12 is moved in the X-axis direction, the
In the embodiment, the example in which the temperature control
本発明は、金型に限らず、ガンドリル工具を用いて深穴加工を行う方法や装置一般に利用することができる。 The present invention is not limited to a mold, and can be used in general for methods and apparatuses that perform deep hole machining using a gun drill tool.
1…温調流体流路
2A,2B…深穴
4…栓部材
9…深穴加工装置
11…ベッド
12…テーブル
13…サドル
14…コラム
15…主軸ヘッド
15A,17A,20A…切削油流路
16…主軸モータ
17…主軸
18…給油口ブロック
20…ガンドリル工具
21…自動工具交換装置
22…工具長測定器
22A…検出部
23…配管
24…切削油ポンプ
31…NC装置(制御手段)、
32…X軸駆動機構(相対移動手段)、
33…Y軸駆動機構(相対移動手段)、
34…Z軸駆動機構(相対移動手段)、
44…プログラムメモリ
45…作業用メモリ
W…ワーク。
DESCRIPTION OF
32 ... X-axis drive mechanism (relative movement means),
33 ... Y-axis drive mechanism (relative movement means),
34 ... Z-axis drive mechanism (relative movement means),
44 ...
Claims (5)
前記ガンドリル工具で加工中の深穴が未貫通の状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を通常モードに設定するとともに、
前記ガンドリル工具で加工中の深穴が貫通した状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を前記通常モードよりも加工負荷が軽い保護モードに切替えることを特徴とする深穴加工方法。 A deep hole machining method for machining a deep hole in a workpiece using a machining apparatus having a gun drill tool mounted on a spindle,
In the state where the deep hole being machined with the gun drill tool is not penetrated, the machining state of the gun drill tool is set to the normal mode,
A deep hole machining method characterized in that, when a deep hole being machined by the gun drill tool penetrates, the machining state of the gun drill tool is switched to a protection mode in which the machining load is lighter than in the normal mode.
前記保護モードでは、前記通常モードに対して前記ガンドリル工具の回転数を落とすことを特徴とする深穴加工方法。 The deep hole machining method according to claim 1,
In the protection mode, the deep hole machining method is characterized in that the number of rotations of the gun drill tool is reduced with respect to the normal mode.
前記保護モードでは、前記ガンドリル工具の回転数を落とすことに加え、前記ガンドリル工具の送り速度を落とすこと、前記ガンドリル工具に供給される切削油の供給圧を下げること、前記切削油の流速を下げることの何れかを組み合わせて用いることを特徴とする深穴加工方法。 In the deep hole processing method according to claim 2,
In the protection mode, in addition to reducing the rotational speed of the gun drill tool, lowering the feed speed of the gun drill tool, lowering the supply pressure of the cutting oil supplied to the gun drill tool, and lowering the flow speed of the cutting oil A deep hole machining method characterized by using a combination of any of the above.
前記加工装置に深穴加工を指令するコマンドを与えて前記ワークに対する深穴加工を実行させるとともに、前記コマンドには、前記深穴が貫通した状態となる深さ位置を指定する貫通位置と、前記通常モードから前記保護モードに切替える切替位置を前記貫通位置より浅い位置に指定するクリアランス量とが設定されていることを特徴とする深穴加工方法。 In the deep hole processing method in any one of Claims 1-3,
A command for instructing deep hole machining is given to the machining device to execute deep hole machining for the workpiece, and the command includes a through position for designating a depth position at which the deep hole penetrates, and A deep hole drilling method characterized in that a clearance amount for designating a switching position for switching from the normal mode to the protection mode as a position shallower than the penetrating position is set.
前記制御手段は、
前記ガンドリル工具で加工中の深穴が未貫通の状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を通常モードに設定するとともに、
前記ガンドリル工具で加工中の深穴が貫通した状態では、前記ガンドリル工具の加工状態を前記通常モードよりも加工負荷が軽い保護モードに切替えることを特徴とする深穴加工装置。 A table on which a workpiece is placed, a spindle that moves relative to the table, a gun drill tool that is mounted on the spindle and drills a deep hole in the workpiece, and a control unit that controls each part including the spindle and the table And comprising
The control means includes
In the state where the deep hole being machined with the gun drill tool is not penetrated, the machining state of the gun drill tool is set to the normal mode,
A deep hole machining apparatus, wherein when a deep hole being machined by the gun drill tool penetrates, the machining state of the gun drill tool is switched to a protection mode in which a machining load is lighter than the normal mode.
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