JP2014054679A - Nc knurling lathe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイトを移動させてローレット加工を施すNCローレット旋盤に関する。 The present invention relates to an NC knurling lathe that performs knurling by moving a tool.
ローレット加工とは、軸物を指先で回す際の滑り止めになるように、軸物の外周に線状の溝を付ける加工をいう。例えば、マイクロメータのスピンドルを移動してワークを挟持する際に回すラチェットの外周にはアヤ目ローレットが施されている。アヤ目ローレットは、微妙な指先の動きをラチェットに伝えるとともに、外観的には装飾的機能も有する。
従来、アヤ目ローレット加工は、NC旋盤の主軸にワークを固定して回転させ、刃物台に固定したローレット駒をワークに強く押し付けてワークの外周面に凹状の溝を塑性変形させる転造加工が一般的である(例えば、特許文献1参照)。
The knurling process is a process in which a linear groove is formed on the outer periphery of the shaft object so as to prevent slippage when the shaft object is turned with a fingertip. For example, the outer periphery of a ratchet that is rotated when the spindle of a micrometer is moved to clamp a workpiece is provided with an eyelet knurl. Aya eyes knurls convey subtle fingertip movements to the ratchet and also have a decorative function in appearance.
Conventional knurling is a rolling process in which a workpiece is fixed and rotated on the main spindle of an NC lathe, and a knurled piece fixed on a tool post is pressed firmly against the workpiece to plastically deform a concave groove on the outer peripheral surface of the workpiece. It is general (see, for example, Patent Document 1).
さらに、従来、平目ローレット加工の場合は、平目ローレット加工用のローレット盤が知られている。
図10は、従来の平目ローレット盤の構成を示す正面図である。図10に示すように、従来の平目ローレット盤100の主軸側は、ベッド11の左端部に主軸台12が固定され、主軸台12には主軸12aが回転自在に軸支され、主軸12aの回転位置を割り出す割り出し装置12cと、主軸12aの前端部にはワークWを把持するコレットチャック12bと、が装着されている。
ツール側は、バイト19aを固定するバイトホルダ19と、このバイトホルダ19をZ軸方向へ移動自在のZ軸スライド18と、シェーパのようなリンク機構を利用した図示しないZ軸駆動装置が備えられている。
これにより、従来のローレット盤100は、コレットチャック12bにワークWを装着し、起動ボタンを押すと、自動的にバイト19aがZ軸方向へ移動してローレット目加工を行い、バイト19aが元に戻ると、割り出し装置12cによりひと山(1ピッチ)ずらし、これを繰り返して、ワークW一周の平目ローレットの加工が終了する。
Further, conventionally, in the case of flat knurling, a knurling machine for flat knurling is known.
FIG. 10 is a front view showing a configuration of a conventional flat knurled board. As shown in FIG. 10, on the main shaft side of a conventional flat knurled
On the tool side, a
As a result, in the
しかしながら、ローレット駒をワークに強く押し付けて転造加工する加工方法は、機械に大きな負荷がかかるため、加工精度を低下させ、機械寿命を短くするという問題があった。
また、従来の平目ローレット盤100は、限られた動作しかできないため汎用性がなく、アヤ目ローレットができない、という問題があった。
However, the processing method in which the knurling piece is pressed strongly against the workpiece to perform rolling processing has a problem that the processing accuracy is lowered and the machine life is shortened because a large load is applied to the machine.
In addition, the conventional flat knurled
そこで、本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、従来のローレット盤の汎用性を高めると共に、転造加工ではなくて、バイトによる切削加工でアヤ目ローレットができるNCローレット旋盤を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these problems, and an NC knurl lathe capable of increasing the versatility of a conventional knurl machine and capable of forming an knurl by a cutting tool instead of a rolling process. The issue is to provide.
請求項1に記載のNCローレット旋盤(10)は、ベッドと、ワークを支持する主軸と、
前記ベッドに配設され前記主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記主軸を駆動する主軸モータと、この主軸モータを制御する主軸制御装置と、前記ベッドに配置されバイトを移動自在に支持するバイト移動装置と、を有し、前記主軸を回転させながら前記バイトを移動させてローレット加工を施すNCローレット旋盤であって、前記バイト移動装置は、前記バイトを前記主軸に沿うZ軸方向に移動するZ軸移動装置と、前記バイトを前記主軸に直交するX軸方向に移動するX軸移動装置と、前記Z軸移動装置および前記X軸移動装置の動作を制御する移動制御装置と、を有し、前記主軸制御装置により主軸を所定の回転角度だけ回転させながら、前記移動制御装置によりZ軸方向に前記バイトを所定の移動量だけ同期して移動させる同期制御装置を備えたことを特徴とする。
An NC knurl lathe (10) according to
A headstock that is disposed on the bed and rotatably supports the spindle, a spindle motor that drives the spindle, a spindle control device that controls the spindle motor, and a bite that is disposed on the bed and supports the bite. An NC knurling lathe that performs knurling by moving the cutting tool while rotating the spindle, wherein the cutting tool moves the cutting tool in the Z-axis direction along the spindle. A Z-axis moving device that moves the X-axis moving device in the X-axis direction perpendicular to the main axis, and a movement control device that controls the operation of the Z-axis moving device and the X-axis moving device. Then, the spindle control device rotates the spindle by a predetermined rotation angle, and the movement control device synchronously moves the cutting tool in the Z-axis direction by a predetermined movement amount. Characterized by comprising a device.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のNCローレット旋盤であって、前記同期制御装置は、前記X軸移動装置により所定の切り込み量を与えた状態で、前記主軸制御装置と前記移動制御装置の動作を同期させてローレット加工を施す切削送りステップと、前記移動制御装置により前記バイトを前記主軸から退避させるX軸方向に移動させた状態で、前記切削送りステップにおける送り方向と逆方向に移動させる戻しステップと、前記主軸制御装置により前記主軸を所定のローレットピッチ分だけ回転させるピッチ送りステップと、を含んで実行すること、を特徴とする。
Invention of
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のNCローレット旋盤であって、前記Z軸移動装置は、リニアモータを駆動源として備えたこと、を特徴とする。 A third aspect of the present invention is the NC knurl lathe according to the first or second aspect, wherein the Z-axis moving device includes a linear motor as a drive source.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のNCローレット旋盤であって、前記バイト移動装置は、前記X軸移動装置を前記ベッドに配設し、このX軸移動装置に前記Z軸移動装置を配設し、このZ軸移動装置に前記バイトを配設していること、を特徴とする。 Invention of Claim 4 is NC knurl lathe of any one of Claims 1-3, Comprising: The said bite moving apparatus arrange | positions the said X-axis movement apparatus in the said bed, The X-axis moving device is provided with the Z-axis moving device, and the Z-axis moving device is provided with the cutting tool.
請求項1に係る発明によれば、バイトの切削加工によって、ワークの軸線に交差する斜め方向のローレット目から構成するアヤ目ローレットが加工できる。また、アヤ目ローレット以外にも多くのバリエーションができる。さらに、外観的にも塑性変形による転造加工とは異なり、精巧な質感を醸し出すことができるため、デザイン的価値も付加できる。 According to the first aspect of the present invention, an eyelet knurl configured from oblique knurls intersecting the workpiece axis can be machined by cutting the tool. There are many variations other than the Aya eyes knurl. Furthermore, unlike the rolling process by plastic deformation, the design value can also be added because it can bring out an exquisite texture.
請求項2に係る発明によれば、ピッチ送り量の調整ができることから、バイトによるローレット目の加工が、ワークの外周に同一ピッチに、きれいにできるため、精巧な質感を醸し出すことができる。 According to the second aspect of the invention, since the pitch feed amount can be adjusted, the knurling process by the cutting tool can be cleaned to the same pitch on the outer periphery of the work, so that an exquisite texture can be produced.
請求項3に係る発明によれば、Z軸移動装置は、リニアモータを駆動源として備えたことにより、従来のボールねじとは異なり、リニアモータの可動子と固定子は非接触とすることでZ軸の高速送りができるため、振動や衝撃を抑制して、耐久性、信頼性、および、生産性が高いNCローレット旋盤の提供ができる。 According to the third aspect of the invention, the Z-axis moving device is provided with a linear motor as a drive source, so that the mover and the stator of the linear motor are not in contact with each other, unlike the conventional ball screw. Since the Z-axis can be fed at high speed, it is possible to provide an NC knurled lathe with high durability, reliability, and productivity by suppressing vibration and impact.
請求項4に係る発明によれば、バイト移動装置は、X軸移動装置の上にZ軸移動装置を配設したことにより、ローレット目を加工するためにバイトを移動するのはZ軸移動装置だけになるため、従来のZ軸移動装置の上にX軸移動装置を配設した場合よりも、Z軸方向へ移動するユニットの質量を軽量化して、慣性力を小さくできるので、高速運転が可能であり、機械への過大な負荷を抑制して、より耐久性、信頼性、および、生産性を高めることができる。 According to the invention according to claim 4, the tool moving device moves the tool in order to process the knurled eye by arranging the Z-axis moving device on the X-axis moving device. As a result, the mass of the unit moving in the Z-axis direction can be reduced and the inertial force can be reduced compared to the case where the X-axis movement device is arranged on the conventional Z-axis movement device. It is possible to suppress an excessive load on the machine and improve durability, reliability, and productivity.
以下、本発明の実施形態に係るNCローレット旋盤10について、図面を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, an
<NCローレット旋盤10の構成>
図1の(a)に示すように、NCローレット旋盤10は、架台となる矩形のベッド1が据付られ、ベッド1の左側には主軸2aを回転自在に支持する主軸台2が配設され、ベッド1の右側には、バイト8bを移動自在に支持するバイト移動装置11が配設されている。また、NCローレット旋盤10は、クーラント水や切粉の飛散防止のために、スプラッシュカバー13に覆われており、スプラッシュカバー13の上部には、NCプログラムの入力操作を行う操作盤12と、正面中央には段取り用の補助操作盤12aが配置されている。
<Configuration of
As shown in FIG. 1A, an
<主軸台2の構成>
図1の(a)に示すように、主軸台2は、ベッド1の一端の左端部に固定され、ワークW1を支持する主軸2aを回転自在に軸支するワークWの回転装置である。
主軸台2は、主軸2aと、主軸2aを回転する主軸モータ2eと、主軸モータ2eを制御する主軸制御装置9a(図1(b)参照)とを備えている。図1(b)に示すように、主軸制御装置9aは、角度制御と回転制御をするC軸制御を含んで構成されている。
なお、主軸モータ2eは、図1(a)に示すように、ここではビルトインモータであるが、プーリとベルトを介して主軸2aを回転駆動する駆動方法であっても構わない。
主軸2aの前端部にはワークW1を把持するコレットチャック2cまたは三つ爪チャックが装着されている。
<Configuration of
As shown in FIG. 1A, the
The
As shown in FIG. 1A, the
A
<バイト移動装置11の構成>
バイト移動装置11は、図1(a)に示すように、ベッド1にX軸移動装置4を配設し、このX軸移動装置4にZ軸移動装置6を配設し、このZ軸移動装置6にバイト8bを配設している。
つまり、バイト移動装置11は、バイト8bを主軸2aに直交するX軸方向に移動するX軸移動装置4と、バイト8bを主軸2aに沿うZ軸方向に移動するZ軸移動装置6と、を備えている。
<Configuration of Byte
As shown in FIG. 1A, the
That is, the
<X軸移動装置4の構成>
図2に示すように、X軸移動装置4は、ベッド1上面に配置され、Z軸移動装置6を前後(X軸)方向へ移動させる移動装置である。
X軸移動装置4は、ベッド1上面の配置された中空部3a(図3参照)を有する厚板状のベース3と、ベース3の上面に配置された2本のX軸直動ガイド3b,3bと、このX軸直動ガイド3b,3bに摺動自在に嵌合されたX軸ガイド用ホルダ3c,3cと、X軸ガイド用ホルダ3c,3cに載置されたX軸方向に移動自在のサドル5と、サドル5をX軸方向に駆動するX軸駆動手段と、を備えている。
<Configuration of X-axis moving device 4>
As shown in FIG. 2, the X-axis moving device 4 is a moving device that is disposed on the upper surface of the
The X-axis moving device 4 includes a thick plate-
<X軸駆動手段の構成>
図3に示すように、X軸駆動手段は、ベース3の中空部3aに配設され、X軸ボールねじ4bと、X軸ボールねじ4bに螺入されたナット4cと、X軸ボールねじ4bにカップリング4dによって接続されたX軸サーボモータ4e等と、を備えている。
また、X軸ボールねじ4bは、ベース3の前後壁に設けられた各ベアリングを介して両端支持されている。さらに、ナット4cには、後記するサドル5の下部延出部5aが接続されている。
これにより、X軸サーボモータ4eに回転指令が入ると、X軸ボールねじ4bが回転し、
ナット4cがサドル5の下部延出部5aと一体のサドル5をX軸方向へ移動させる。
<Configuration of X-axis driving means>
As shown in FIG. 3, the X-axis drive means is disposed in the
The
Thereby, when a rotation command is input to the
The
図4に示すように、X軸駆動手段のX軸ボールねじ4b、ナット4c等は、ベース3の中央に設けられた中空部3aに配設されている。ベース3は、平面視で前後方向に矩形をした板状をしており、ベッド1の上面に長手方向を前後(X軸)方向に配置して固定されている。
As shown in FIG. 4, the
<サドル5の構成>
図2に示すように、サドル5は、X軸移動装置4の上部を形成し、X軸ガイド用ホルダ3c,3cに支持され、X軸駆動手段によりX軸方向に駆動される往復台である。
図4に示すように、サドル5は、平面視では矩形をしており、左右(Z軸)方向に矩形の長手方向にして配置されている。
<Configuration of
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 4, the
<Z軸移動装置6の構成>
図3に示すように、Z軸移動装置6は、前記したX軸移動装置4に支持され、バイト8bを支持するスライド7を左右(Z軸)方向へ移動させる移動装置である。
Z軸移動装置6は、サドル5に支持されたZ軸駆動手段と、このZ軸駆動手段によってバイト8bを主軸2aに沿うZ軸方向に移動するスライド7と、サドル5の上面に倒置して設けられたZ軸ガイド用ホルダ5d,5dと、このガイド用ナット5d,5dに摺動自在に嵌合された2本のZ軸直動ガイド5c,5cと、を備えている。
<Configuration of Z-
As shown in FIG. 3, the Z-
The Z-
<Z軸駆動手段の構成>
図3に示すように、Z軸駆動手段は、リニアモータ6eである。リニアモータ6eは、サドル5の上面に固定子6cが固定され、スライド7の裏面に可動子6dが固定され、可動子6と固定子6cとが互いに非接触駆動してスライド7を主軸2aに沿うZ軸方向に移動させる。なお、リニアモータ6eに限定されずにサーボモータであっても構わない。
<Configuration of Z-axis driving means>
As shown in FIG. 3, the Z-axis drive means is a
また、リニアモータ6eの構造は、従来の円筒状の回転式モータ(ロータとステータ)を直線状に展開した2枚の平板状の構成になっている。リニアモータ6eは、ボールねじ式とは異なり、固定子6cと可動子6dとの吸引力により可動子6dを高速移動する。
サーボモータは、サーボモータの回転をボールねじとナットにより軸方向への動きに変換する変換機構であるのに対し、リニアモータ6eは、これらの変換機構がないため、動作はスムーズであり、機敏であり、同期制御には好適である。
The structure of the
The servo motor is a conversion mechanism that converts the rotation of the servo motor into movement in the axial direction by means of a ball screw and a nut, whereas the
<スライド7の構成>
図3に示すように、スライド7は、バイト8bが固定されたバイトホルダ8を上面に固定され、バイト8bをZ軸方向へ移動自在に移動するスライド部材である。
図4に示すように、スライド7は、矩形の長手方向を左右(Z軸)方向に配置した矩形をしている。
<Configuration of
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 4, the
<Z軸直動ガイド5cの構成>
2本のZ軸直動ガイド5c,5cは、スライド7の下面に固定されている。Z軸直動ガイド5c,5cは、サドル5の上面に固定されたZ軸ガイド用ホルダ5d、5dに移動自在に嵌合されている。
<Configuration of Z-axis
The two Z-axis linear motion guides 5 c and 5 c are fixed to the lower surface of the
<バイトホルダ8の構成>
図3に示すように、バイトホルダ8は、スライド7の上面に載置された櫛刃形刃物台である。バイトホルダ8には、ワークW1の外形加工をする旋削用バイト8aと、ワークW1の外周面にローレット目の加工を施すローレット加工用バイト8bが装着されている。
<Configuration of
As shown in FIG. 3, the
<ローレット加工用バイト>
図3に示すように、ローレット加工用バイト8bは、NCローレット旋盤10でV溝のローレット目加工を行うための工具であり、歯先角度は、図5の(d)に示すように、90度、チップの材質は超硬で成形されている。
このように、バイトホルダ8に旋削加工用バイト8aと、ローレット加工用バイト8bを配置したことにより、最初にワークW1の外形加工を行い、続いてローレット目の加工ができる。つまり、従来のローレット盤では、平目ローレットの加工以外はできなかったが、NCローレット旋盤では、NC旋盤の旋削機能があるため、ワークの形状を加工する旋削加工を行ってから、ローレット目の加工ができる。
<Knurling tool>
As shown in FIG. 3, the
As described above, the
<同期制御装置9の構成>
図1の(b)に示すように、同期制御装置9は、主軸モータ2eの回転を制御する主軸制御装置9aと、バイト移動装置11のX軸移動装置4およびZ軸移動装置6の動作を制御する移動制御装置9bと、を含み構成されている。
なお、同期制御装置9は、後記するアヤ目ローレット加工において、Z軸とC軸との同期制御を実行する。また、後記するテーパ・ローレット加工において、Z軸とX軸との同期制御を実行する。
なお、同期制御装置9は、主軸制御装置9aと移動制御装置9bを同期させてもよいし、主軸制御装置9aに移動制御装置9bを同期させてもよいし、移動制御装置9bに主軸制御装置9aを同期させてもよい。
<Configuration of
As shown in FIG. 1B, the
In addition, the
The
<主軸制御装置9aの構成>
主軸制御装置9aの主軸モータ2eには、主軸2aの回転角度や回転角速度を検出するセンサで構成するエンコーダが内蔵され、C軸制御とも呼ばれている。
また、主軸制御装置9aは、旋盤仕様の連続運転と、NCローレット旋盤10の角度の割出しができる。ひとたび、NC指令が入ると、主軸モータ2eが励磁され、主軸2aが指定角度だけ回転する。
<Configuration of
The
In addition, the
<移動制御装置9bの構成>
移動制御装置9bは、X軸方向に移動するX軸移動装置4と、Z軸方向に移動するZ軸移動装置6の移動を制御する。つまり、Z軸移動の駆動源はリニアモータ6e、X軸移動の駆動源はX軸サーボモータ4eであり、これらのモータを制御する。
ひとたび、NC指令が入ると、リニアモータ6eが励磁され、スライド7が左右(Z軸)方向へ指定距離だけ移動する。また、X軸サーボモータ4eにNC指令が入ると、指定回転数だけ回転し、指定距離だけ移動する。
また、主軸制御装置9aと移動制御装置9bを含む同期制御装置9は、図3に示す強電パネル9cに格納されている。
<Configuration of
The
Once the NC command is input, the
Further, the
本発明のNCローレット旋盤10を使用したローレット加工方法について、説明する。
なお、事前にNCプログラムが作成され、加工したワークWの良品が検証された切削条件のデータ(NCプログラム)が、NC制御装置に入力されているため、NCローレット旋盤10は、NC旋盤と同様、スタート釦を押すことで、全自動加工が行われる。
A knurling method using the
The
<ワークの形状>
図5〜図8に示すように、ワークW1〜W4の形状は、例えば、大径部(被加工部)の外径dがφ68mm、厚みが20mm、小径の軸部はφ20mm、長さが30mm、材質はアルミ材(A5056)である。
図5の(a)に示すように、ローレット加工箇所は、例えば、ワークW1の外径dの外周面に設けられたV溝C,Cの間の幅10mmの箇所である。このワークW1〜W4の形状は、この形状以外であっても構わない。
図2に示すように、コレットチャック2cに、軸部φ20mmの柄の部分を挿入し、ワークW1を把持する。旋削用バイト8aにより外形の旋削加工を行う。また旋削用バイト8aにより、ワークW1の外周面加工を行い、V溝C,C(図5参照)のV溝加工と面取り加工を行い、旋削加工を終了する。
<Work shape>
As shown in FIGS. 5 to 8, the shapes of the workpieces W <b> 1 to W <b> 4 are, for example, an outer diameter d of a large diameter portion (worked portion) of φ68 mm, a thickness of 20 mm, a small diameter shaft portion of φ20 mm, and a length of 30 mm. The material is aluminum (A5056).
As shown in FIG. 5A, the knurled location is, for example, a location having a width of 10 mm between the V grooves C and C provided on the outer peripheral surface of the outer diameter d of the workpiece W1. The shapes of the workpieces W1 to W4 may be other than this shape.
As shown in FIG. 2, a handle portion having a shaft portion of φ20 mm is inserted into the
<アヤ目ローレット>
アヤ目ローレットとは、図5の(a)に示すように、ワークW1の軸線に対して傾斜角αのローレット目Eと、傾斜角−αのローレット目Fとの2種類が交差するローレットをいう。傾斜角αは、例えば30度である。
アヤ目ローレットのローレット目Eを加工するために、図3に示すように、最初、サドル5を後方(図中右側)に移動し、バイトホルダ8を主軸2の右側に移動して、ローレット目加工用バイト8bを加工位置に配置する。
<Aya eyes knurl>
As shown in FIG. 5A, the Aya eye knurl is a knurl in which two types of knurls E having an inclination angle α and knurls F having an inclination angle −α intersect with the axis of the workpiece W1. Say. The inclination angle α is, for example, 30 degrees.
In order to machine the knurled eye E of the eyelet knurled, first, as shown in FIG. 3, the
<アヤ目ローレット加工の動作>
図5の(a)に示すように、今、バイト8bが加工する1本目のローレット目Eは、点aから点b1であり、傾斜角αが30度になっている。図5の(b)に示すように、点bから点b1が形成する主軸制御装置9aの回転角は、βを示している。
しかし、ローレット目加工用バイト8bの移動範囲は、点aから点bである。
そこで、図5の(c)に示すZ軸方向に移動量Lを要する点a→点bの切削送り時間と、図5の(b)に示すワークW1の回転角β(点b→点b1)を回転する回転時間とが一致するように同期制御させることにより、結果としてローレット目加工用バイト8bを点aから点b1までの傾斜線状のローレット目Eを加工することができる。
<Operation of knurled knurled>
As shown in FIG. 5A, the first knurled eye E processed by the
However, the range of movement of the knurling
Therefore, the cutting feed time from point a to point b that requires the movement amount L in the Z-axis direction shown in FIG. 5C and the rotation angle β of the work W1 shown in FIG. 5B (point b to point b1). ) Is synchronized so that the rotation time coincides with the rotation time, and as a result, the knurled eye E can be machined from the point a to the point b1 with the knurling
図5の(a)に示すように、アヤ目ローレット加工の動作の特徴は、バイト8bの刃先が点a→点bの切削送りステップにあって、移動制御装置9bの点a→点bの移動量Lの加工時間に、図5(b)に示す主軸制御装置9aによる点b→点b1の回転角βの回転時間と、が一致するように同期制御装置9により同期させてローレット加工を施す点である。
また、1本目のローレット目Eの加工が終ると、主軸制御装置9aにより、ピッチP1相当の割出し角θ1を回転し、主軸2aの回転を1ピッチP1ずつ位置決めするピッチ送りステップを実行する。
As shown in FIG. 5 (a), the operation of the knurled knurling process is characterized in that the cutting edge of the
When the processing of the first knurled stitch E is finished, the
アヤ目ローレット加工の詳しい動作は、図5の(c)に示すように、切込みステップと、切削送りステップと、逃しステップと、戻しステップとの4ステップにより構成されている。 As shown in FIG. 5C, the detailed operation of the eyelet knurling is configured by four steps of a cutting step, a cutting feed step, a relief step, and a returning step.
<切込みステップ>
切込みステップは、図5(c)の点a2→点aを示し、X軸移動装置4によりバイト8bに所定の切り込み量を与える。
<切削送りステップ>
切削送りステップは、図5(c)の点a→点b(L)を示し、同期制御装置9において、主軸2aの回転方向を正転にして角度βだけ回転させる主軸制御装置9aと移動制御装置9bのZ軸方向の移動量Lを同期させてローレット加工を施す。
<逃しステップ>
逃しステップは、図5(c)の点b→点b2を示し、バイト8bの刃先をワークW1からX軸方向に逃す。
<戻しステップ>
戻しステップは、図5(c)の点b2→点a2(L)を示し、切削送りステップにおける送り方向と逆方向に移動させ、スタート位置にバイト8bを戻すと同時に、角度βの回転も元の位置に戻る。
この4ステップにより1本目のローレット目Eの加工が終る。
<Cutting step>
The cutting step shows point a2 → point a in FIG. 5C, and the X-axis moving device 4 gives a predetermined cutting amount to the
<Cutting feed step>
The cutting feed step shows a point a → a point b (L) in FIG. 5 (c). In the
<Missing step>
The escape step indicates point b → point b2 in FIG. 5C, and the cutting edge of the
<Return step>
The return step indicates point b2 → point a2 (L) in FIG. 5C, and is moved in the direction opposite to the feed direction in the cutting feed step to return the
By these four steps, processing of the first knurled eye E is completed.
つぎに、主軸制御装置9aにより、ピッチP2相当の割出し角θを回転し、主軸2aの回転を1ピッチP2ずつずらし、位置決めするピッチ送りステップを実行する。
なお、このピッチ送りステップは、戻しステップであってもよい。
続いて、2本目のローレット目E1が加工を開始し、同様に終了する。そして、3本目のローレット目E3の加工が加工を開始して同様に終了する。この要領で順次繰り返し、ローレット目Enの本数(n=πD/P1)をワークW1一周に亘り加工し終了する。
Next, the
This pitch feed step may be a return step.
Subsequently, the second knurled eye E1 starts processing and ends in the same manner. Then, the processing of the third knurled eye E3 starts and ends in the same manner. In this manner, the process is repeated sequentially, and the number of knurled eyes En (n = πD / P1) is processed over one round of the workpiece W1 and the process is completed.
引き続き、アヤ目ローレット加工の動作は、図5の(a)に示すワークW1の軸線に対して−α度のローレット目Fを加工する。その動作は、
X軸移動装置4により所定の切り込み量を与える切込みステップ(点a2→点a)と、
同期制御装置9において、主軸2aの回転方向を逆転にする主軸制御装置9aと移動制御装置9bの動作を同期させて移動量Lにローレット加工を施す切削送りステップ(点a→点b)と、であり、この後の動作は、前記したローレット目Eの動作と同様である。
このように、ローレット目Eとローレット目Fからなるアヤ目ローレット加工ができる。
Subsequently, in the operation of the knurled knurling, the knurling F of −α degrees is machined with respect to the axis of the workpiece W1 shown in FIG. The behavior is
A cutting step (point a2 → point a) for giving a predetermined cutting amount by the X-axis moving device 4;
In the
In this way, the knurled knurling process including the knurled eyes E and the knurled eyes F can be performed.
本発明のNCローレット旋盤10は、前記したアヤ目ローレット加工の他にもいろいろなローレット加工ができるため、そのバリエーションである平目ローレット、ピラミッド・ローレット、飛び越しローレット、そして、テーパ・ローレット等を詳細に説明する。
Since the
<平目ローレット加工>
図6の(a)、(b)に示すように、平目ローレットは、ワークW2の軸線に対して平行なローレット目をいう。平目ローレットは、前記したアヤ目ローレットの傾斜角αが0度の場合であり、平目ローレットの加工では、ワークW2の回転位置割出しが主軸制御装置9aにより制御される。
平目ローレット加工は、図5の(c)に示すように、前記したバイト8bの動作と同様に、切込みステップ(点a2→点a)と、切削送りステップ(点a→点b)と、逃しステップ(点b→点b2)と、戻りステップ(点b2→点a2)と動作し、加工を行う。
<Flat knurling>
As shown in FIGS. 6A and 6B, the flat knurled means a knurled parallel to the axis of the workpiece W2. The flat knurling is the case where the inclination angle α of the above-mentioned knurled knurling is 0 degree, and in the machining of the flat knurling, the rotation position indexing of the workpiece W2 is controlled by the
As shown in FIG. 5C, the flat knurling process is similar to the operation of the
その後、図6の(b)に示すように、主軸制御装置9aにより主軸2aを所定のローレットピッチP2分、割出し角ではθ分だけ回転させるピッチ送りステップが動作してワークW2の回転位置割出しを行なう。
つまり、ローレット目加工用バイト8bがZ軸リニアモータ6e(図3参照)によりスライド7の高速切削送りによってローレット目加工を図6(a)、(b)に示すワークW2のV溝CからV溝Cの距離10mmのローレット目加工部である点a→点b(L)に施す。
1本目のローレット目Gの加工が終ると、主軸2aのC軸制御により、ピッチP2相当の割出し角θを回転し、主軸2aの回転を1ピッチP2ずつ位置決めするピッチ送りステップを実行する。
続いて、1本目のローレット目Gの加工と同様の動作により、順次2本目のローレット目G1、3本目のローレット目G2の加工を繰り返し、ワークW2一周に亘りローレットGnの加工を行い、終了となる。
Thereafter, as shown in FIG. 6B, a pitch feed step for rotating the
In other words, the knurling
When the machining of the first knurled eye G is finished, a pitch feed step is performed in which the index angle θ corresponding to the pitch P2 is rotated by the C-axis control of the
Subsequently, the machining of the second knurling eye G1 and the third knurling eye G2 is sequentially repeated by the same operation as the machining of the first knurling eye G, and the knurling Gn is machined over the work W2 once. Become.
<ピラミッド・ローレット加工>
図7の(a)、(b)に示すように、ワークW3の軸線に平行なローレット目Gと、ワークW3の軸線に直交したV溝Cとの交差する角度が90度で形成されたローレット目をいう。前記した図6に示す平目ローレットとの違いは、外周に複数本のV溝Cが加工されている点である。この複数本のV溝Cは、旋削加工用バイト8aにより加工され、所定のピッチP2に合わせて加工される。
したがって、ワークW3の旋削加工において、例えば、7本のV溝Cを加工する。その後、前記した要領にて、平目ローレット加工を行う。
ピラミッド・ローレット加工は、平目ローレットのローレット目Gと、ローレット目Gに直行する複数本のV溝Cとから構成されており、拡大鏡で見ると、個々の島がピラミッドの四角錐に形成される。
<Pyramid / Knurling>
As shown in FIGS. 7A and 7B, a knurl formed by an angle of 90 degrees between the knurls G parallel to the axis of the workpiece W3 and the V groove C perpendicular to the axis of the workpiece W3. Eyes. The difference from the flat knurling shown in FIG. 6 is that a plurality of V-grooves C are processed on the outer periphery. The plurality of V-grooves C are processed by the
Therefore, in the turning process of the workpiece W3, for example, seven V grooves C are processed. Thereafter, flat knurling is performed as described above.
The pyramid and knurling process is composed of a knurled eye G of flat knurled and a plurality of V-grooves C perpendicular to the knurled eye G. When viewed with a magnifying glass, each island is formed in a pyramid square pyramid. The
<飛び越しローレット加工>
図8の(a)、(b)に示すように、ワークW4は、前記したワークW2の平目ローレットと同様であるが、違いは、一周に亘ってローレット目を加工するのではなくて、外周の複数個所にローレット目を加工しないところを均等に設ける点である。この複数個所にローレット目が加工されていない部品は、図8の(c)に示すように、カメラ部品のナットに多く採用されているが、例えば、一周を16等分して交互の8箇所に平目ローレットを施し、残りの8箇所は加工をしない。これにより、ナットのすべり止めの機能を損なわずに、加工コストを半減させ、強度を保持できる。また、見た目も簡素で鬱陶しさがなく、精巧さ、気配り、やさしさが感じられる。
しかしながら、従来のローレット盤では、任意のこうした間欠運転はできなかったが、本発明のNCローレット旋盤によるC軸制御により、このような、例えば、360/16=22.5度、22.5度がローレット目加工あり、22.5度がローレット目加工なし、そして、これを繰り返すことにより、所望の飛び越しローレット加工が容易にできる。
<Interlaced knurling>
As shown in FIGS. 8A and 8B, the workpiece W4 is the same as the flat knurling of the workpiece W2 described above, but the difference is that the knurling eyes are not machined over the entire circumference. The point which does not process knurled eyes in several places of is equally provided. As shown in FIG. 8 (c), the parts in which the knurled eyes are not machined in a plurality of places are often used for the nuts of the camera parts. Apply a flat knurling to the remaining 8 parts and do not process. Thereby, the processing cost can be reduced by half and the strength can be maintained without impairing the function of preventing the nut from slipping. Also, it looks simple and is not annoying, and you can feel elaborate, attentive and gentle.
However, the conventional knurling machine cannot perform any such intermittent operation. However, by the C-axis control by the NC knurling lathe of the present invention, for example, 360/16 = 22.5 degrees, 22.5 degrees. Is knurled, 22.5 degrees is not knurled, and the desired jumping knurling can be easily performed by repeating this.
<テーパ・ローレット加工>
図9に示すように、テーパ・ローレットとは、テーパ部に平目ローレットを施すローレットをいう。ワークW5は、ボルトの頭部を長尺テーパ状にツマミ易くして、かつ、テーパ部に平目ローレットを施すことにより、握りやすく操作性の高いツマミにすることができる。
このテーパ状の外周面にテーパ・ローレットを施すには、Z軸とX軸との同期制御によりテーパ・ローレット目の加工ができる。
<Taper / Knurling>
As shown in FIG. 9, a taper knurl means a knurl which gives a flat knurl to a taper part. The workpiece W5 can be easily gripped and easily operated by making the head of the bolt easy to knob in a long taper shape and applying a flat knurling to the taper portion.
In order to apply a taper knurl to the tapered outer peripheral surface, the taper knurl can be processed by synchronous control of the Z axis and the X axis.
このように、従来のローレット盤の汎用性を高めると共に、バイトでアヤ目ローレットの他、平目ローレット、ピラミッド・ローレット、飛び越しローレット、そして、テーパ・ローレット等ができるNCローレット旋盤を提供することができる。 Thus, while improving the versatility of the conventional knurling machine, it is possible to provide an NC knurling lathe capable of performing flat knurling, pyramid knurling, jumping knurling, taper knurling, etc. in addition to an agate knurling with a bite. .
本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内の改造および変更が可能である。また、本発明は、これら種々の改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
本発明のNCローレット旋盤10は、ローレット加工用として汎用性を高めたNCローレット旋盤であるが、ローレット加工以外に使用しても構わない。例えば、Z軸方向にバイトを往復動させて加工する必要のあるキー道、スプライン等の加工は、NCローレット旋盤10が好適である。
The present invention is not limited to this embodiment, and can be modified and changed within the scope of its technical idea. It goes without saying that the present invention extends to these various modified and modified inventions.
The
<変形例1>
アヤ目ローレットは、ワークW1の軸線に対してα度のローレット目Eと、ワークW1の軸線に対して−α度のローレット目Fから構成されている。
そこで、アヤ目ローレットの加工手順は、ローレット目Eを加工した後、ローレット目Fを加工するが、この加工手順を反対にしてローレット目Fを加工した後に、ローレット目Eを加工してもよい。
また、ローレット目Eとローレット目Fとを交互に加工しても構わない。
さらに、アヤ目ローレットを採用して、飛び越しローレットにしても構わない。
<
The eyelet knurling is composed of a knurling eye E of α degrees with respect to the axis of the work W1 and a knurling eye F of −α degrees with respect to the axis of the work W1.
Therefore, the processing procedure for the knurled eye is that the knurled eye F is processed after the knurled eye E is processed. However, the knurled eye E may be processed after the knurled eye F is processed by reversing this processing procedure. .
Also, the knurled eyes E and knurled eyes F may be processed alternately.
Furthermore, it is also possible to adopt a knurled knurling to make a jumping knurling.
<変形例2>
図5の(a)に示すアヤ目ローレットのローレット目の傾斜角αは、ここでは30度とするが、40度や45度、その他、これ以外あっても構わない。傾斜角αを45度にすることにより、ピラミッド・ローレット加工ができる。
<
The tilt angle α of the knurled eye of the eyelet knurled shown in FIG. 5A is 30 degrees here, but it may be 40 degrees or 45 degrees, or any other angle. By setting the inclination angle α to 45 degrees, pyramid / knurling can be performed.
<変形例3>
また、加工方法をプログラムで変更することが可能である。例えば、図5の(e)に示すように、ローレット目Eの加工の場合、ローレット目加工用バイト8bは、3の位置まで切り込み、一回で仕上げるが、3つにシェアリングして、最初は1の領域、2回目は2の領域、3回目の最後は残りの3まで切り込み、ローレット目Eを仕上げるようにしてもよい。このように、従来のローレット盤のNC化によって、NCプログラムを変更することにより、容易に加工方法を変更することができる。
<
Further, the machining method can be changed by a program. For example, as shown in FIG. 5 (e), in the case of processing the knurled eye E, the knurled
1 ベッド
2 主軸台
2a 主軸
2c コレットチャック
2e 主軸モータ
3 ベース
3a 中空部
3b X軸直動ガイド
3c X軸ガイド用ホルダ
4 X軸移動装置
4b X軸ボールねじ
4c ナット
4d カップリング
4e X軸サーボモータ
5 サドル
5a 下部延出部
5c Z軸直動ガイド
5d Z軸ガイド用ホルダ
5c スペース
6 Z軸移動装置
6c 固定子
6d 可動子
6e リニアモータ
7 スライド
8 バイトホルダ(櫛刃形刃物台)
8a バイト(旋削加工用)
8b バイト(ローレット目加工用)
9 同期制御装置
9a 主軸制御装置(C軸)
9b 移動制御装置(Z軸、X軸)
9c 強電パネル
10 NCローレット旋盤
11 バイト移動装置
12 操作盤
12a 補助操作盤
13 スプラッシュカバー
C V溝
L 移動量(距離)
E,E1,E2,F,F1,F2 ローレット目
W1,W2,W3,W4,W5 ワーク
1
8a Bite (for turning)
8b byte (for knurling)
9
9b Movement control device (Z axis, X axis)
9c
E, E1, E2, F, F1, F2 Knurled W1, W2, W3, W4, W5 Workpiece
Claims (4)
ワークを支持する主軸と、
前記ベッドに配設され前記主軸を回転自在に支持する主軸台と、
前記主軸を駆動する主軸モータと、
この主軸モータを制御する主軸制御装置と、
前記ベッドに配置されバイトを移動自在に支持するバイト移動装置と、を有し、前記主軸を回転させながら前記バイトを移動させてローレット加工を施すNCローレット旋盤であって、
前記バイト移動装置は、
前記バイトを前記主軸に沿うZ軸方向に移動するZ軸移動装置と、
前記バイトを前記主軸に直交するX軸方向に移動するX軸移動装置と、
前記Z軸移動装置および前記X軸移動装置の動作を制御する移動制御装置と、を有し、
前記主軸制御装置により前記主軸を所定の回転角度だけ回転させながら、前記移動制御装置によりZ軸方向に前記バイトを所定の移動量だけ同期して移動させる同期制御装置を備えたことを特徴とするNCローレット旋盤。 Bed and
A spindle supporting the workpiece,
A headstock disposed on the bed and rotatably supporting the spindle;
A spindle motor for driving the spindle;
A spindle control device for controlling the spindle motor;
A NC knurling lathe that is arranged on the bed and that supports the bite so as to be movable, and performs knurling by moving the bite while rotating the spindle.
The byte moving device is:
A Z-axis moving device that moves the cutting tool in the Z-axis direction along the main axis;
An X-axis moving device that moves the cutting tool in an X-axis direction orthogonal to the main axis;
A movement control device for controlling operations of the Z-axis movement device and the X-axis movement device,
A synchronization control device is provided, wherein the tool is rotated by a predetermined amount of movement in the Z-axis direction by the movement control device while the spindle is rotated by a predetermined rotation angle by the spindle control device. NC knurl lathe.
主軸制御装置と前記移動制御装置の動作を同期させてローレット加工を施す切削送りステップと、
前記移動制御装置により前記バイトを前記主軸から退避させるX軸方向に逃した状態で、前記切削送りステップにおける送り方向と逆方向に移動させる戻しステップと、
前記主軸制御装置により前記主軸を所定のローレットピッチ分だけ回転させるピッチ送りステップと、を含んで実行すること、
を特徴とする請求項1に記載のNCローレット旋盤。 The synchronous control device is a cutting feed step for performing knurling by synchronizing the operations of the spindle control device and the movement control device in a state where a predetermined cutting amount is given by the X-axis movement device;
A return step of moving the cutting tool in the direction opposite to the feed direction in the cutting feed step in a state in which the cutting tool is retreated from the main shaft in the X-axis direction;
Performing a pitch feed step of rotating the spindle by a predetermined knurling pitch by the spindle control device,
The NC knurled lathe according to claim 1.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のNCローレット旋盤。 The Z-axis moving device includes a linear motor as a drive source,
The NC knurled lathe according to claim 1 or 2, wherein
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のNCローレット旋盤。 In the tool moving device, the X-axis moving device is disposed on the bed, the Z-axis moving device is disposed on the X-axis moving device, and the tool is disposed on the Z-axis moving device. ,
The NC knurled lathe according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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