JP3739906B2 - 逆テーパ面の旋削加工方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は旋盤においてワークに対し逆テーパ面を加工する方法であって、更に詳しくは市販の旋削工具を用い、工具を逆テーパ面の傾斜角度に合致するよう傾けて加工する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
旋盤においてワークを加工する場合には、通常主軸軸線に平行なZ軸方向及びこのZ軸に直角なX軸方向に移動可能な刃物台のタレット外周に各種の工具を取り付け、タレットを旋回させて割出しさせて、各工具を主軸に取り付けたワークを逐次対峙させて各種の加工を行わせる。これは掴み替えを行うことなくワークの主軸チャックに対する1回のチャッキングにて出来る限り多くの加工を行わせることが同心度等加工精度上望ましいことによる。
【0003】
そして一般に穴加工時にはなるべく大きな工具を用いた方が加工中にビビリが発生し難いことから、通常内径加工用の市販の工具を用い、テーパ穴加工にあっては刃物台にZ軸方向移動とX軸方向移動の合成移動を行わせて加工を行っていた。また、ワークにテーパ穴加工を行う場合には、ワークに対する他の各種加工の関係上、或いはワークの形状によるチャック把持の容易さ等から逆テーパ穴加工を行った方が加工効率上好都合な場合がある。
【0004】
そしてこの場合は図5(a)に示す如くワークWの刃物台側内径をD1 、チャック側内径をD2 、内径加工用工具21のシャンク径をd、工具21の刃先突出し量をaとすると、D1 =d+aが最も好ましい寸法関係である。しかし市販の工具21を用いた場合シャンク径d及び刃先突出し量aは規定されているので、実際にはこの寸法関係よりも小さな最も近い寸法の工具21を用いることになる。即ちD≧d+aの関係である。そして加工途中で図5(b)に示す如くワークWの刃物台側端面から長手寸法mの距離まで加工が進行したとき工具21のシャンク部がワークWの刃物台側端面とA点にて干渉し、テーパ穴加工をこれ以上続行出来なくなる。
【0005】
即ち、この加工においては図5(b)の長手寸法m以下の薄いワークに対してのみ逆テーパ穴加工が有効ということになる。このとき加工穴径をD3 とすると、テーパ穴加工に続いて刃物台をZ軸に沿ってチャック側に移動させ、直径D3 のストレート穴を加工することになる。ここで工具21のシャンク背面とワークWの刃物台側内径D1 との隙間をbとするとD1 =d+bである。一般にこのような不都合を解消するために従来の技術ではワークに合わせて特殊工具22を用いることが行われている。これは刃物台の移動等は図4の場合と全く同一であるが工具22のシャンク径をd′、工具22の刃先突出し寸法をa′としてD1 =d′+a′の関係とし、そして(D2 −D1 )/2=tのt寸法に対し、a′≧tとa′を大きくとることにより図6(b)に示す如くワークWのテーパ穴を全加工完了することが出来るようになしたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた逆テーパ穴の旋削加工方法では工具22の突出し量a′を大きくとるため工具22のシャンク径d′が細くなり、切削加工時にビビリが発生し加工精度が悪くなる。そこでビビリの発生を防止するためには切り込み量及び送り量を小さくしなければならず、実用上加工が困難であるという問題を有していた。
またこの従来技術にあってもワークの長手寸法が大きくなり、寸法tが刃物台側内径D1 よりも大きくなった場合には理論的にテーパ切削が不可能となるという問題を有していた。
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは内径加工用の市販の工具を用い、ワークの長手寸法がいかに大きくなっても工具シャンクの長さがワークのテーパ傾斜長さに対応出来るかぎり逆テーパ穴加工を行うことができる旋削加工方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の逆テーパ面旋削加工方法は、主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた旋削工具により、主軸の先端チャックに把持したワーク外周の逆テーパ面を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ面傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ面加工を実施させるようにしたものである。上述の方法によれば工具をワークと干渉しないように傾斜させて逆テーパ面を加工するようになしたので、逆テーパ面の全域にわたって完全に加工を行うことが出来る。
【0008】
また請求項2に記載された方法は、主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた内径加工用工具により、主軸の先端チャックに把持したワークに逆テーパ穴を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ穴傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ穴加工を実施させるようになしたものである。上述の方法によれば内径加工用の工具のワークに対する角度をワークの逆テーパ穴のテーパ傾斜角に合致させて加工を行わせるようになしたので工具がワークに対して刃物台側内径穴から挿入可能な限り工具にて長手寸法の大きなワークに対してビビリを発生させることなく逆テーパ穴を加工することが出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明の逆テーパ面旋削加工方法を実施する旋盤の要部概略説明図である。
1は、ベッド2の左端に固定されている主軸台、3は該主軸台1に回転可能に支承された水平主軸、4は該水平主軸の先端に取り付けられたワーク把持用のチャックである。5はベッド2の上面に前記水平主軸3の軸心線と平行なZ軸方向に形成された摺動面、6は該Z軸摺動面5上に載置された往復台であって図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。
【0010】
7は前記往復台6の上面に水平面内でZ軸に対し直角なY軸方向に形成された摺動面、8は該Y軸摺動面7上に載置された上部往復台であって、図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。9は前記上部往復台8の作業者側垂直前面に垂直なX軸方向に形成された摺動面、10は該X軸摺動面9に取り付けた中台であって、図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。11は該中台10に対しY軸に平行なB軸軸線まわりに旋回割出し可能に取り付けられた刃物台で、外周の各工具取付面には工具ホルダ12を介して固定工具および回転工具を適宜取り付け得るように構成されている。
【0011】
次にこの旋盤を用いてワークWに逆テーパ穴の加工を行う方法について図2にもとづいて説明する。
図2(a)は逆テーパ穴加工前のワークWの状態を示している。ワークWには内径D1 のストレート穴が穿設されていて、チャック4に把持されている。このワークWに刃物台側がD1 チャック側がD2 の逆テーパ穴の加工を行う。そのために刃物台11の外周工具取付面にクランプされた内径加工用の工具13がワークWのテーパ穴傾斜角の約半分の角度となるように刃物台11をB軸のまわりに旋回割出しさせて位置決めする。そして工具13をワークWの加工入口に臨ませる。
【0012】
図2(b)は刃物台11をZ軸方向とX軸方向との合成移動によって工具13の軸線方向に移動させ、工具13をワークWの入口穴D1 からワークW内に侵入させて第1のテーパ穴加工を行わせる。この加工で本図の斜線部が削り取られて約半分の傾斜角を有する緩いテーパ穴加工が行われる。
【0013】
図2(c)は加工の最終状態を示すものであり、刃物台11をB軸のまわりに旋回させて工具13をワークWの最終形状のテーパ穴傾斜面と同一の傾きとなす。そして刃物台11をZ軸方向とX軸方向との合成移動により工具13の軸線方向に移動させ、工具13をワークWの入口穴D1 からワークW内に進入させて最終の逆テーパ穴加工を行わせる。この加工で本図の斜線部が削り取られて所望の傾斜角をもった逆テーパ穴加工が完成する。
尚ワークWの最終形状となる逆テーパ穴の傾斜角が小さな場合には、図2(b)に示す1回の逆テーパ穴加工にて完了する場合がある。また傾斜角が大きな場合には、3回,4回と多数回に分けて刃物台11のB軸旋回角を変更させ、徐々に工具13の傾斜角を大きくしながら逆テーパ穴加工を行わせることもある。
【0014】
続いてワークWに逆テーパ穴加工を行わせる加工方法の他の実施例について図3にもとづいて説明する。
図3(a)は逆テーパ穴加工前のワークWの状態を示している。ワークWには内径D1 のストレート穴が穿設されていて、チャック4に把持されている。このワークWに刃物台側がD1 ,チャック側がD2 の逆テーパ穴の加工を行う。そのために刃物台11の外周工具取付面にクランプされた内径加工用の工具13の工具軸線がZ軸と平行になるように刃物台11をB軸まわりに旋回させて位置決めする。そして工具13をワークWの加工入口に臨ませる。
【0015】
図3(b)は図3(a)の状態から刃物台11をZ軸方向とX軸方向に合成移動させ工具13にてワークWの逆テーパ面の加工を行わせる。ワークWの入口端面から距離mの位置まで加工が進行したとき工具13のシャンク部がワークWの入口とA点にて干渉し、これ以上のテーパ面加工が不可能となる。そこで刃物台11をZ軸方向にのみチャック側へ送り工具13によりワークWにストレート穴の加工を行わせる。この加工により本図の斜線部が削り取られる。ここまでの工程は従来の技術の図4の場合と同一である。
【0016】
図3(c)は加工の最終状態を示すものであり、刃物台11をB軸のまわりに旋回させて工具13をワークWの最終形状のテーパ穴傾斜面と同一の傾きをなす。そして図3(b)においてストレート穴加工を行った位置、即ちワークWの刃物台側端面からチャック側へ距離mの位置からチャック側端面までの間について、刃物台11にZ軸方向とX軸方向との合成移動を行わせ、逆テーパ穴加工を行わせることにより逆テーパ穴加工を完成させる。
【0017】
尚、ワークWの長手寸法が上記mよりも小さいワークに対しては(b)の加工にて完成となることは当然である。
上記各加工方法では工具13の長さはワークWの長手寸法に対し充分長いものとする。そして工具13の寸法はシャンク径をd″、刃先の突出し量をa″とし、ワークWのテーパ穴の傾斜角をθとすればD1 cos θ=d″+a″の関係が最も好ましい関係となり、この関係に最も近くて、この寸法以下の工具を用いるものとする。
【0018】
尚、上記実施形態は内径加工の場合を例にとって説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、図4(a)(b)に示すように、ワークWの外周に形成された逆テーパ面の加工においては、通常の外径加工用旋削工具14,15を、内径加工の場合と同様に傾斜させて加工することにすればよい。これにより、刃物台からの工具の突出量を最小にすることができ、工具のビビリ等を防ぐことが出来る。
【0019】
【発明の効果】
本発明の加工方法は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
ワークWに対し逆テーパ面の加工を行うに際し市販さているような一般的な工具を用い、工具を傾斜させた状態にて加工を行うようになしたので、ワークと工具との干渉を避け、工具の剛性を確保でき、ビビリが発生し難く高精度加工を行うことが出来る。
また市販の工具を用いることが出来るので、このワーク専用の工具となることがなく、他の部品加工にも使用出来る。更に市販の工具を用いるため、特別に専用の工具を製作する必要がなく、工具費用を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の逆テーパ面旋削加工方法を実施する旋盤の概略説明図である。
【図2】本発明の加工方法を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の加工方法を示す説明図である。
【図4】本発明を外周逆テーパ面に適用した他の実施例の加工方法を示す説明図である。
【図5】従来の加工方法を示す説明図である。
【図6】従来技術の加工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
3 水平主軸
4 チャック
11 刃物台
13 工具
W ワーク

Claims (2)

  1. 主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた旋削工具により、主軸の先端チャックに把持したワーク外周の逆テーパ面を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ面傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ面加工を実施させるようになした逆テーパ面の旋削加工方法。
  2. 主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた内径加工用工具により、主軸の先端チャックに把持したワークに逆テーパ穴を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ穴傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ穴加工を実施させるようになした逆テーパ穴の旋削加工方法。
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