JP3067147B2

JP3067147B2 - 切削寸法補正方法

Info

Publication number: JP3067147B2
Application number: JP2039497A
Authority: JP
Inventors: 節竹内; 直樹亦野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH03245945A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、バイトの切削条件を補正してワークを所
望の径に切削する切削寸法補正方法、特にバイトの送り
量と切込み量を補正してバイトの寿命延長を図る切削寸
法補正方法に関する。

［従来技術］従来の切削寸法補正方法としては、例えば第７図ない
し第９図に示すようなものがある。バイトによるワーク
の切削は、第７図に示すように、半径ｒのバイトの刃先
１をワーク２の径方向に切込み量d₁で切込んだ後、この
刃先１を送り量S₁で図中左方向に送り、この刃先１で図
中斜線部分2aを削り取ることにより行う。このとき、ワ
ーク２の理論粗さR_maxが所定値になるように刃先１の切
込み量d₁と送り量S₁とを設定し、これにより、ワーク２
の加工寸法Ｄを所望の大きさに形成するようにしてい
る。しかし、第８図に示すように、刃先１が摩耗する
と、この摩耗した刃先１による理論粗さR_maxは増大し、
摩耗前の仕上げ点Ａよりも高い仕上げ点Ｂが生じる。こ
の結果、ワーク２の加工寸法がa₁だけ半径が大きくな
り、ワーク２の加工寸法に誤差が生じる。従って所望の
加工寸法を得るために、ワーク２の加工寸法をa₁だけ補
正している。

具体的には、第９図に示すように、刃先１が一点鎖線
の位置から実線の位置にくるように刃先１の切込み量を
d₁からd₁＋a₁に変える。これにより、仕上げ点Ｂを仕上
げ点Ｃに下降させて、仕上げ点Ｃを二点鎖線で示す摩耗
前の刃先１による仕上げ点Ａの高さに一致させ、所望の
加工寸法Ｄを有するワーク２を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の切削寸法補正方法で
は、刃先１の摩耗時に、刃先１をワーク２の加工寸法誤
差a₁だけ切込み量のみを補正することにより、所望の加
工寸法Ｄを得る構成となっているため、刃先１の摩耗し
ている部分で仕上げ点Ｃを形成することになる。従っ
て、この状態でワーク２を切削している限り、短時間で
ワーク２の仕上げ点Ｃ付近にいわゆる毛羽立ちが発生し
てしまい、バイトの刃先１の寿命が短い、という欠点が
ある。

［課題を解決するための手段］この発明は、かかる従来の課題に着目してなされたも
ので、ワーク軸方向への所定の送り量とワーク径方向へ
の所定の切り込み量とを有するバイトが、該刃先の摩耗
によりワークを所望の径よりも大径に切削するに到った
ときに、該ワークを所望の径に切削するように補正する
切削寸法補正方法において、バイトの非摩耗部分のうち
少なくともバイト送り方向と逆側の非摩耗部分が、前記
ワークを切削するように、前記バイトの送り量を補正
し、更に、このバイトの刃先が、ワークを前記所望の径
に切削するように、前記切込み量を補正することによ
り、前記刃先の非摩耗部分を用いて前記ワークを所望の径
に切削するように設定した切削寸法補正方法を特徴とす
る。

［作用］かかる手段によれば、当初は摩耗していない完全なバ
イトの刃先に所定の初期送り量と初期切込み量を与える
ことにより、所望の径にワークを切削することが出来
る。

そして、バイトの刃先の摩耗時に、刃先の非摩耗部分
のうち少なくともバイト送り方向と逆側の非摩耗部分で
ワークを切削できるようにバイトの送り量を補正し、更
にこのバイトの切込み量を、バイトの刃先がワークを所
望の仕上げ点位置まで、毛羽立ち部分を切削する。

また、刃先の非摩耗部分のうち摩耗部分近傍の部位を
用いてワークを切削することにより、刃先の摩耗の都
度、刃先の非摩耗部分を小刻みに用いてワークを切削す
ることができるため、バイトの刃先をフルに活用してバ
イトの長寿化を図ることができる。

［実施例］以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第６図は、この発明の一実施例を示す図
である。

まず構成を説明すると、第１図に示すように、摩耗が
ないバイト10の刃先11をワーク12の径方向に向け、この
刃先11を初期切込み量d₁でワーク12に切込むと共に初期
送り量S₁でワーク12の軸線左方向に送る。これにより、
ワーク12を、図中一点鎖線で示すように、仕上げ点Ａを
有する所望の加工方法Ｄのワークに切削する。

使用によりバイト10の刃先11が摩耗し、図中二点鎖線
で示すように、ワーク12の仕上げ点が移動して仕上げ点
Ａよりも高い位置の仕上げ点Ｂが生じることにより、ワ
ーク12の加工寸法が所望の加工寸法Ｄよりも大きくなっ
た場合には、刃先11の初期送り量S₁をこの送り量S₁より
も大きな送り量S₂に補正する。このように刃先11の送り
量を大きくすると、図中実線で示すように、刃先11の仕
上げ点は仕上げ点Ｂよりも高い仕上げ点Ｅに移動する
が、刃先１の右側の非摩耗部分11aによってワーク12を
切削するようになる。従って、切削加工の際にワーク12
の仕上げ点Ｅに毛羽立ちが発生することはない。

ここで、仕上げ点Ｅの高さ、即ち理論粗さR_maxは、R
_max＝S₂ ²/8rで表わされる（但し、ｒは刃先11の半
径）。従って、理論粗さR_maxは刃先11の送り量S₂ ²に比
例して増大することになる。この現象を半径ｒ＝1.360m
mの刃先11を用いて実験したところ、第２図（ａ）ない
し（ｃ）に示すような結果を得た。

次に、ワーク12の仕上げ点Ｅによる理論粗さR_maxを仕
上げ点Ａによる理論粗さR_maxに補正して所望の加工寸法
Ｄを得るために、バイト10の刃先11の切込み量d₁を補正
する。具体的には、第３図に示すように、図中一点鎖線
で示す送り量補正後の刃先11による仕上げ点Ｅの理論粗
さR_maxと図中二点鎖線で示す摩耗前の刃先11による仕上
げ点Ａの理論粗さR_maxの差a₂＝S₂ ²/8r−S₁ ²/8rだけ深い
切込み量d₂＝d₁＋a₂で、バイトの刃先11をワーク12に対
して切込んでいく。これにより、バイト10の刃先11は図
中実線で示す位置に到り、そのときの仕上げ点Ｆの高さ
が仕上げ点Ａの高さに一致して所望の加工寸法Ｄを有し
たワーク12を得ることができる。

このように初期送り量S₁,初期切込み量d₁を送り量S₂,
切込み量d₂に補正して、バイト10,刃先11を長時間使用
することができる。そして長時間使用の結果、非摩耗部
分11aのうちワーク12を切削している部分が摩耗した場
合には、再度バイト10の送り量S₂を送り量S₂により大き
な送り量S₃に補正し、切込み量d₂を、送り量S₃によって
生じた仕上げ点と仕上げ点Ａとの差a₃だけ大きな切込み
量d₃＝d₁＋a₃に補正することにより、前述した補正と同
様の効果を得ることができる。このようにして、バイト
10の刃先11の摩耗の都度、バイト10の送り量と切込み量
とを補正していくことでバイト10の長寿化を図ることが
できる。

次にこの実施例を達成する切削装置を第４図ないし第
６図に基づいて説明する。

図中符号21はワーク径検出器で、このワーク径検出器
21は、加工モータ22によって回転されバイト10の刃先11
によって切削加工されたワーク12の径を検出し、径の大
きさを示す検出信号ａをマイクロコンピュータ23に出力
する機能を有する。

このワーク径検出器21からの検出信号ａを入力するマ
イクロコンピュータ23は、第５図に示すように、補正要
否判定部23bと、判定基準設定部23cとを備えている。補
正要否安定部23bは、ワーク径検出器21からの検出信号
ａが示すワーク径の値と、判定基準設定部23cからの基
準信号ｂが示す基準径の値とを比較し、これらの径が一
致しないときにバイト10の送り量と切込み量とを示す補
正信号ｃをNC制御装置24に出力する機能を有する。具体
的には、判定基準設定23cには所望の加工寸法Ｄが設定
されており、基準信号ｂは加工寸法Ｄに対応する基準径
Ｄを示す。また、補正要否判定部23bは、ワーク径検出
器21からの検出信号ａが示すワーク径が、判定基準設定
部23cからの基準信号ｂが示す基準径Ｄよりも大きいと
判断したときに、第１図に示した前記送り量S₂（S₃,…
…,S_n）と、送り量S₂,初期送り量S₁,刃先11の半径ｒか
ら算出した切込み量d₂＝d₁＋a₂（但し、a₂＝S₂ ²/8r−S₁
²/8r）とを示す補正信号ｃを送出する。

検出信号ａが示すワーク径が基準径Ｄと同値であると
判断したときには、現状維持を示す送り量S₁と切込み量
d₁の信号を送出するようになっている。

かかるマイクロコンピュータ23からの補正信号ｃを入
力するNC制御装置24は、補正信号ｃに基づいて送り量と
切込み量とに対応した制御信号ｅとｆとを各々サーボモ
ータ25と26とに出力する機能を有する。

このサーボモータ25と26は、各々制御信号ｅとｆとが
示す送り量と切込み量とに対応して軸線方向送り機構27
と半径方向送り機構28とを動作させる機能を有する。

この軸線方向送り機構27は、第４図に示すように、サ
ーボモータ25の回転軸に取り付けられた歯車25aと先端
に取り付けられた歯車27aとの噛合いを介して回転する
シャフト27bと、このシャフト27bの回転によって矢印Ｈ
方向に移動しターレットヘッド29を移動させてこのター
レットヘッド29に支持されているバイト10を送り方向
（矢印Ｈ方向）に送る移動台27cとを有している。

また、半径方向送り機構28は、サーボモータ26の歯車
26aと上端に取り付けられた歯車28aとの噛合いを介して
回転し、移動台27cを矢印Ｖ方向に移動させてバイト10
を径方向（矢印Ｖ方向）に切り込ませるシャフト28bと
を有している。

以上のように構成される切削装置の動作を制御するマ
イクロコンピュータ23のプログラムは、第６図のフロー
チャートで示すように作成されている。

即ち、先ずワーク12の加工数が予め決めた設定値以下
か否かを判断する（ステップS1）。

加工数が設定値以下でないと判断した場合には制御処
理を終了する（ステップS2）。具体的には、停止信号ｄ
を加工モータ22に出力して加工モータ22の作動を停止す
る。

加工数が設定値以下であると判断した場合には、現在
時の加工を継続する（ステップS3）。具体的には、現在
時のバイト10の送り量と切込み量を変えずにワーク12の
切削加工を行う。

加工終了後に被加工ワーク12の径を検出する（ステッ
プS4）。具体的には、ワーク径検出器21に対してワーク
12の径を測定させ、ワーク径検出器21からの検出信号ａ
を補正要否判定部23bに入力する処理を行う。

この径検出後に、ワーク径が基準径より大きいか否か
を判断する（ステップS5）。具体的には、補正要否判定
部23bが、検出信号ａが示すワーク径と判定基準設定部2
3cからの基準信号ｂが示す基準径Ｄとを比較する。

ワーク径が基準径Ｄより大きくないと判断した場合に
は、ステップS1に戻る。逆に基準径Ｄよりも大きいと判
断したときは、送り量と切込み量の補正処理を行った
後、ステップS1に戻る（ステップS6）。具体的には、補
正要否判定部23bから補正信号ｃをNC制御装置24に出力
してNC制御装置24から制御信号ｅとｆをサーボモータ25
と26に出力するように制御する。

次に、かかる構成よりなる装置の作用について説明す
る。

先ず、バイト10の送り量を切込み量とを初期送り量S₁
と初期切込み量d₁とに設定して、ワーク12をバイト10の
刃先11によって切削する。刃先11の摩耗前は第１図の一
点鎖線で示すように、刃先11がワーク12を所望の加工寸
法Ｄに切削する。このワーク12はワーク径検出器21によ
ってその径が測定される。ワーク径検出器21からの検出
信号ａが示すワーク径は所望の加工寸法Ｄであるから、
補正要否判定部23bは、判定基準設定部23cからの基準信
号ｂが示す基準径Ｄと検出信号ａが示すワーク径とが同
値であると判定し、送り量S₁と切込み量d₁を示す補正信
号ｃをNC制御装置24に出力する。

従ってバイト10の刃先11が摩耗せず、かつワーク加工
数が所定値以下である限り、バイト10が初期送り量S₁と
初期切込み量d₁でワーク12を切削し続ける。

長時間の切削動作によりバイト10の刃先が第１図の二
点鎖線で示すような摩耗すると、ワーク径検出器21がワ
ーク12の径を測定し、加工寸法Ｄよりも大きいワーク径
を示す検出信号ａをマイクロコンピュータ23の補正要否
判定部23bに出力する。

検出信号ａを入力した補正要否判定部23bは、この検
出信号ａと判定基準設定部23cからの基準信号ｂとを比
較し、検出信号ａが示すワーク径の方が基準信号ｂが示
す基準径Ｄよりも大きいと判定して、補正信号ｃをNC制
御装置24に出力する。このとき補正信号ｃは、第１図の
実線で示すように刃先11の非摩耗部分11aであって摩耗
部分右端近傍の非摩耗部分11aがワーク12を切削するよ
うな送り量S₂と、第３図の実線で示すようにバイト10の
刃先11を誤差a₂分だけ深く切込ませる仕込み量d₂とを示
す信号として出力される。

かかる補正信号ｃを入力したNC制御装置24は、サーボ
モータ25に対して送り量S₂に対応した制御信号ｅを出力
すると共に、サーボモータ26に対して切込み量d₂に対応
した制御信号ｆを出力する。

制御信号ｆを入力したサーボモータ26は歯車26aを切
込み量d₂が示す補正量a₂分だけ回転し、歯車26aと28aの
噛合い回転により半径方向送り機構28のシャフト28bが
移動台27cをa₂分だけ矢印Ｖ方向に移動させる。この結
果、移動台27cに取り付けられているターレットヘッド2
9に支持されたバイト10が、第３図の実線で示すよう
に、切込み量d₂でワーク12に切込む。また、制御信号ｅ
を入力したサーボモータ25の回転数は、制御信号ｅが示
す送り量S₂に対応して増加し、その回転数が歯車25a,軸
線方向送り機構27の歯車27a,シャフト27bを介して移動
台27cの移動速度に変換され、移動台27cの矢印Ｈ方向へ
の移動速度が送り量S₂に変わる。この結果バイト10は、
第１図及び第３図の実線で示すように、送り量S₂でワー
ク12の軸線方向（矢印Ｈ方向）に送られる。

このようにして、ワーク12は、バイト10の刃先11の非
摩耗部分11aによって所望の加工寸法Ｄに切削される。

送り量S₂と切込み量d₂に補正されたバイト10による切
削加工が長時間継続された結果、刃先11の非摩耗部分11
aであってワーク12を切削している部分が摩耗した場合
には、前述と同様にして、補正要否判定部23bが補正信
号ｃをNC制御装置24に出力する。これにより、ワーク12
の切削に使用された非摩耗部分11aよりやや右上方の非
摩耗部分11aがワーク12を切削するように、バイト10の
送り量が送り量S₂から送り量S₃に補正され、かつ切削に
使用された非摩耗部11aの摩耗と送り量S₃への補正によ
って生じた径方向の誤差ａを解消するように、切込み量
が切込み量d₂から切込み量d₂に補正される。

このようにして、切削装置は、刃先11の摩耗の都度、
バイト10の送り量と切込み量を補正しながらワーク12の
加工を行う。この加工作業と並行して、加工数が前述の
ような加工作業によってカウントアップされ、所定の加
工数に到った場合には、マイクロコンピュータ23から加
工モータ22に対して停止信号ｄが出力され、加工モータ
22が停止して加工作業は終了する。

［発明の効果］以上説明してきたように、この発明によれば、当初は
磨耗していない完全なバイトの刃先に所定の初期送り量
と初期切込み量を与えることにより、所望の径にワーク
を切削することが出来る。

また、刃先の非摩耗部分のうち摩耗部分近傍の部位を
用いてワークを切削することにより、刃先の摩耗の都
度、刃先の非摩耗部分を小刻みに用いてワークを切削す
ることができるため、バイトの刃先をフルに活用してバ
イトの長寿化を図ることができる、という実用上有益な
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の切削寸法補正方法の一
実施例を示す図で、第１図はバイト送り量を補正する前
の仕上げ点と補正後の仕上げ点の差異を示す切削状態
図、第２図（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ各種送り量に
対応した理論粗さR_maxを示す試加工データ図、第３図は
第１図の状態から更にバイト切込み量を補正したときの
仕上げ点の位置を示す切削状態図、第４図はこの実施例
を達成するための切削装置を示す斜視図、第５図は第４
図の同切削装置の機能を示すブロック図、第６図は第４
図のマイクロコンピュータの制御動作を示すフローチャ
ート図、第７図ないし第９図は従来の切削寸法補正方法
を示す図で、第７図は摩耗前のバイト刃先による切削状
態図、第８図は摩耗後のバイト刃先による切削状態図、
第９図は第８図のバイト刃先に切込み量の補正を行った
後の切削状態図である。 10……バイト 11……刃先 11a……非摩耗部分 12……ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 1/00 B23Q 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク軸方向への所定の送り量とワーク径
方向への所定の切り込み量とを有するバイトが、該刃先
の摩耗によりワークを所望の径よりも大径に切削するに
到ったときに、該ワークを所望の径に切削するように補
正する切削寸法補正方法において、バイトの非摩耗部分のうち少なくともバイト送り方向と
逆側の非摩耗部分が、前記ワークを切削するように、前
記バイトの送り量を補正し、更に、このバイトの刃先が、ワークを前記所望の径に切
削するように、前記切込み量を補正することにより、前記刃先の非摩耗部分を用いて前記ワークを所望の径に
切削するように設定したことを特徴とする切削寸法補正
方法。