JP3757807B2

JP3757807B2 - 旋削加工方法と旋削加工用工具

Info

Publication number: JP3757807B2
Application number: JP2001068038A
Authority: JP
Inventors: 浩吉山本; 一彦田中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002263903A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工後の仕上げ面粗さの高精度化を目的とした旋削加工方法と旋削加工用工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤による円筒切削の代表的な形態として丸棒外周切削の例を図１２に示す。これは、工具（バイト）１００をワーク１０１の外周側からその軸心方向に移動させて所定の切り込み深さａだけ切り込んだのち、工具１００にワーク１０１の軸心方向の送りＦ１としてそのワーク１回転毎に一定の送り量Ｐを与えて切削を行うものである。
【０００３】
また、図１３には溝切削の例を示す。これは、突っ切りバイトのごとき工具１０２にワーク１０３の径方向の送りとしてワーク１回転毎に一定の切り込み量ｂを順次与えて切削を行うものである（類似技術が例えば特開２０００−６１７０２号公報および特開２０００−８４７８０号公報に記載されている）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２の例では、ワーク１回転毎に一定の送り量Ｐだけ工具１０１をワーク軸心方向に移動させる方法となっているため、ワーク１０１の切削仕上げ面には工具１０１の刃先形状が螺旋状に転写されたツールマークと呼ばれる加工痕１０４が形成される。そして、ワーク軸心方向における切削仕上げ面の面粗さはツールマーク１０４の山の大きさと工具１０１の切れ刃の面粗さとによってほぼ決定される。ツールマーク１０４の山の大きさに比べて切れ刃の面粗さは小さいため、切削仕上げ面の面粗さを小さくするにはワーク１回転毎の工具１０１の送り量Ｐを小さくするのが従来の一般的な手法である。しかしながら、ワーク１回転毎の工具１０１の送り量Ｐを小さくすると単位時間当たりの切削量すなわち加工能率が低下するという問題点があった。
【０００５】
また、図１３の例では、工具１０２をワーク１０３の径方向に切り込む加工方法であるため、切削仕上げ面には上記のようなツールマーク１０４は発生せずに切れ刃の凹凸形状が転写されるのみであり、したがってその面粗さは小さくなる。しかしながら、加工すべき溝幅と同じ幅寸法の工具１０２を用いて切削する必要があるため、特に溝幅が大きい場合はそれに応じて切削部の長さが大きくなり、切削抵抗が大きくなる。その結果、いわゆるびびり現象が発生して面粗さが悪くなるほか、溝幅寸法によっては切削できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、特に切削仕上げ面の面粗さ精度を向上させた旋削加工方法と旋削加工用工具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】
請求項１に記載の発明は、ワークの外周を円筒切削する旋削加工方法において、直線状の切れ刃を持つ工具をその切れ刃（より具体的にはその切れ刃の稜線もしくはエッジ部）がワーク軸線に対して捻れの関係となるように傾斜させて配置し、所望の切り込み量となるようにワーク外周側からワーク軸心方向に工具を移動させた上で、工具にワーク切削仕上げ面の接線方向の送りを与えて切削加工を施すことを特徴としている。
【０００８】
したがって、この請求項１に記載の発明では、工具にワーク接線方向の送りを与えると、傾斜した切れ刃とワークとの接点である切削点がワーク軸心方向に連続的に移動することにより、いわゆる連続切削の形態で切削が行われることから、切削仕上げ面の面粗さを低下させるツールマークが発生しないことになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の旋削加工方法を前提とした上で、切削加工に先立って、予め工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さを測定し、その粗さ曲線の谷底から山頂までの高さと山頂同士のなす間隔およびワークの加工径寸法とに基づいて、工具の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要な上記接線方向の移動速度とワーク軸線方向の移動速度との割合を算出し、この算出した移動速度の割合となるように工具の傾斜角度を設定することを特徴としている。
【００１０】
ここでは、実際の切れ刃（主切れ刃）に隣接する逃げ面の面粗さがワーク側の切削仕上げ面に転写されることを前提としていることから、上記移動速度の割合から算出される工具の傾斜角度は、切れ刃に隣接する逃げ面の凹部すなわち粗さ曲線の谷部に相当する部分が転写されたことによってワーク側に形成される凸部を、同じく切れ刃に隣接する逃げ面のうち上記凹部近傍の凸部で削り取るようにするために、工具の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースできるような角度として求める。
【００１１】
したがって、この請求項２に記載の発明では、上記のように工具逃げ面の凹部の転写によってワーク側に形成される凸部を上記工具逃げ面の凹部に隣接する凸部で削り取ることにより、実際の切削仕上げ面は工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さすなわち凹凸形状がそのまま転写されたものとはならず、必然的にその切削仕上げ面の面粗さを工具側の逃げ面の面粗さよりも小さくすることができることになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、工具自体に回転送りを与えることによりワーク外周の凹状円弧状面を切削する旋削加工用工具において、上記凹状円弧状面に対応した曲率をもつ球状体にその中心を通る直線をもって単一の工具回転中心線を設定するとともに、その球面に沿って連続した切れ刃を形成し、この切れ刃を上記ワーク軸線および工具回転中心線のそれぞれに対して捻れの関係となるように傾斜させたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の発明の工具を用いた旋削加工方法であることを前提として、加工対象となるワークの軸線と工具回転中心線とを平行状態として、工具をその工具回転中心線まわりに回転させることにより送りを与えて切削加工を施すことを特徴としている。
【００１４】
したがって、これらの請求項３，４に記載の発明では、凹状の湾曲面切削に際して、請求項１に記載の発明と同様にいわゆる連続切削の形態で切削が行われることから、切削仕上げ面の面粗さを低下させるツールマークが発生しないことになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、上記請求項３に記載の発明の工具を用いた旋削加工方法であることを前提として、切削加工に先立って、予め工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さを測定し、その粗さ曲線の谷底から山頂までの高さと山頂同士のなす間隔および切れ刃を含む工具球状部の直径寸法とに基づいて、工具回転時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要なワークの軸線に対する工具回転中心線の傾斜角度を算出し、ワークの軸線に対する工具回転中心線の角度が上記の算出した傾斜角度となるように工具を傾斜させ、その状態で工具回転中心線まわりに工具を回転させることにより送りを与えて切削加工を施すことを特徴としている。
【００１６】
したがって、この請求項５に記載の発明では、工具回転中心線の傾斜角度は請求項２に記載の発明と同じ原理のもとに求めるものであるから、実際の切削仕上げ面は工具側の切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さすなわち凹凸形状がそのまま転写されたものとはならず、必然的にその切削仕上げ面の面粗さを工具側の逃げ面の面粗さよりも小さくすることができることになる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、直線状の切れ刃をもつ工具をワーク軸線方向に対して傾斜して設け、工具にワーク切削仕上げ面の接線方向の送りを与えて切削するようにしたため、連続した切れ刃による連続切削の形態となることによってツールマークが発生せずに面粗さを小さくでき、結果として切削仕上げ面の表面粗さ精度が大幅に向上する。また、加工長さが長い場合においても、実際の切削点での切削幅が小さいためにびびり現象の発生をを未然に防止できるほか、切削に関与する切れ刃が順次移動するために、切削に伴って切れ刃に発生する切削熱が効率よく放熱されて工具寿命も長くなる利点がある。
【００１８】
請求項２に移載の発明によれば、予め工具逃げ面の面粗さを測定し、工具の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要な上記接線方向の移動速度とワーク軸線方向の移動速度との割合を算出し、この算出した移動速度の割合となるように工具の傾斜角度を設定して切削加工を行うようにしたものであるから、請求項１に記載の発明と同様の効果のほかに、ワーク切削仕上げ面の面粗さを工具逃げ面の面粗さ以下となるまで小さくすることができ、切削仕上げ面の表面粗さを一段と高めることができる利点がある。
【００１９】
請求項３，４に記載の発明によれば、ワーク側の凹状円弧状面に対応した連続した切れ刃を有する工具を用いて切削する方法としたため、請求項１に記載の発明と同様にツールマークが発生せずに面粗さを小さくできるとともに、例えば従来のＮＣ制御による二軸同時加工での象限移動時に発生するバックラッシュならびにそれに伴う加工精度の低下を防止することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明を前提として、請求項２に記載の発明と同じ原理のもとに、予め工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さを測定し、工具回転時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要なワークの軸線に対する工具回転中心線の傾斜角度を算出し、ワークの軸線に対する工具回転中心線の角度が上記の算出した傾斜角度となるように工具を傾斜させ、その状態で工具回転中心線まわりに工具を回転させることにより送りを与えて切削加工を施すようにしているので、請求項３に記載の発明と同様の効果に加えて、ワークの切削仕上げ面の面粗さを工具逃げ面の面粗さ以下に小さくすることができ、切削仕上げ面の表面粗さを一段と高めることができる利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜５は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、特に図１は本発明の旋削加工に用いられる工作機械の正面図を、図２は同じくその平面図を、図３は図１，２の要部拡大図をそれぞれ示している。なお、この実施の形態は請求項１に記載の発明に対応している。
【００２２】
図１，２に示すように、工作機械は大きく分けてベッド１と、このベッド１上に設けられたヘッドストック２およびバーチカルヘッド３とから構成される。ヘッドストック２は、周知のようにモータ４（図３参照）によって回転駆動される主軸５の先端に例えば丸棒状のワークＷを把持するためのチャック６を備える。バーチカルユニット３は図示外のモータを主体とする送り装置７（図３参照）によってベッド１上を水平方向（Ｙ方向，接線方向）に進退駆動されるコラム８に工具主軸９を鉛直姿勢で支持させたもので、工具主軸９はその先端に直線状の切れ刃１０ａをもつ工具１０が装着されるとともに、ワーク軸線Ｑに対して上記工具１０の切れ刃１０ａの傾斜角度を任意に変化させることができるようにモータ１１にて割り出し回転されるようになっている。
【００２３】
なお、モータ１１には位置検出器としてロータリーエンコーダ１２が付設されている。また、ワーク回転駆動用のモータ４およびバーチカルユニット３の送り装置７は図３に示すように制御装置１３によって制御される。
【００２４】
図３の（Ａ）は図１の要部拡大平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見た図を示している。同図に示すようにワークＷはチャック６に把持されていて、このチャック６とともに矢印ｃ方向に回転駆動される。工具１０は、ここでは直線状の切れ刃１０ａを持つ単純な矩形状のもとして例示してあり、その直線状の切れ刃１０ａすなわち切れ刃１０ａの稜線もしくはそのエッジ部がワーク軸線Ｑに対していわゆる捻れの関係となるように該ワーク軸線Ｑに対して角度βだけ傾斜して配置される。
【００２５】
そして、Ｘ方向に所望する切り込み量だけ切り込み送りを与えた状態に工具１０を保持した上で、工具１０にＹ方向の送りすなわちワーク外周面の接線方向の送りＦを付与する。ここで、ワークＷの外周面上で直線状の切れ刃１０ａが交差する点を切削点ｍとすると、上記の送りＦのために切削点ｍがワーク軸線方向Ｑにも連続的に移動して、ワークＷの外径が切削されて切削仕上げ面Ｓが形成される。
【００２６】
このように直線状の切れ刃１０ａを持つ工具１０をワーク軸線Ｑに対して捻れの関係となるように角度βだけ傾斜して配置し、その工具１０をワーク外周面の接線方向に移動させて切削する方法とすることにより、直線状の切れ刃１０ａでありながらもあたかもシングルポイント工具による連続切削のような形態となり、従来例のようなツールマークが発生が皆無となってその切削仕上げ面Ｓの面粗さを小さくできるようになる。また切削幅が広い場合においてもびびり現象が発生することなく滑らかに加工することができる。その上、切削に直接関与する切れ刃１０ａが順次移動するために、切削加工に伴ってその切れ刃１０ａに発生する切削熱が効率よく放熱されることから、工具寿命も長いものとなる。
【００２７】
ここで、上記のような手順での切削加工に先立って、工具１０の切れ刃１０ａに隣接する逃げ面の面粗さを予め測定し、その面粗さの程度に応じて上記工具１０の傾斜角度βを設定する。
【００２８】
より詳しくは、図４に示すように、公知の粗さ測定機を用いて工具１０の切れ刃１０ａに隣接する逃げ面の面粗さを測定して記録し、それを粗さ曲線としてプリントアウトする（ステップＳ１，Ｓ２）。図５は上記逃げ面の面粗さを測定して得られた粗さ曲線の一例を示す。そして、図５の粗さ曲線について、その谷底から山頂までの高さＨと山頂同士のなす間隔Ｌを求める。求め方としては、例えば高さが大きい順に３番目までの谷底と山頂の組み合わせを選抜し、それらの高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３と山頂同士のなす間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とを求めた上で、それらの平均値としてＨ＝（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３）／３およびＬ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／３をそれぞれ求める（ステップＳ３）。
【００２９】
次に、加工すべきワークＷの指示図面から切削仕上げ面Ｓの加工寸法を読み取り、上記Ｈ寸法とＬ寸法およびワークＷの加工径寸法の半径ｒとに基づいて、図５のステップＳ５のように切削仕上げ面Ｓの接線方向すなわちＹ方向における工具１０の移動速度Ｖｙとワーク軸線方向ＱすなわちＺ方向における工具１０の移動速度Ｖｚとの割合Ｖｙ：ＶｚをＶｙ：Ｖｚ＝Ｂ：Ｌとして求める。ただし、Ｂは次の（１）式によって求められる。そして、Ｖｙ：Ｖｚ＝Ｂ：Ｌの関係が成り立つようにワーク軸線Ｑに対する工具１０の傾斜角度βを設定する（ステップＳ６）。
【００３０】
【数１】

【００３１】
上記計算式は、実際の切削加工を司る工具切れ刃１０ａに隣接する工具逃げ面の面粗さがワーク側の切削仕上げ面Ｓに転写されることを前提としており、工具切れ刃１０ａに隣接する逃げ面の凹部が転写されたことによるワークの切削仕上げ面Ｓ側の凸部を、同じく上記逃げ面の凹部に隣接する凸部で切削するように、すなわち工具１０の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするように、上記接線方向の移動速度Ｖｙとワーク軸線方向Ｑの移動速度Ｖｚとの割合Ｖｙ：ＶｚがＢ：Ｌと同じになるようにＢの値を算出し、それに応じてワーク軸線Ｑに対する工具１０の傾斜角度βを設定する。
【００３２】
これにより、図３の形態で実際の加工を行ったときにはワークＷの切削仕上げ面Ｓの面粗さを工具逃げ面の面粗さより確実に小さくすることができ、切削仕上げ面Ｓの表面粗さ精度が飛躍的に向上することになる。なお、この手順は請求項２に記載の発明に対応している。
【００３３】
図６，７は本発明の第２の実施の形態を示し、図６は工作機械全体の正面図を、図７は図６の要部拡大図をそれぞれ示し、特に図７の（Ａ）は図６の要部拡大平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見たものである。なお、本実施の形態は請求項３，４に記載の発明に対応している。
【００３４】
図６に示すように、工作機械の基本構成は図１に示したものと共通であって、工具主軸９の先端の工具のみを持ち替えたものである。すなわち、略球状をなす回転式の工具２０と、この工具２０を後述する工具回転中心線Ｒまわりに回転駆動するためのモータ１３とをホルダ１４に支持させて工具ユニット１５とし、これを上記工具主軸９の先端に着脱可能に装着したものである。そして、ワーク軸線Ｑと工具回転中心線Ｒとが互いに平行となるように工具主軸９の回転角位置がモータ１１（図１参照）によって割り出されている。
【００３５】
図７に示すように、凹状円弧状面Ｋを有するワークすなわち略鼓形状のワークＷ１は、図１と同様の工作機械のチャック６によって把持されて矢印方向ｃに回転駆動される。工具２０は、上記ワークＷ１側の凹状円弧状面Ｋに対応する曲率をもった球状体１６を主体として形成されていて、ワーク軸線Ｑと平行となるような工具回転中心線Ｒとして軸部１７が形成されているとともに、切れ刃２０ａは球状体１６の球面に沿って連続したものとしてワーク軸線Ｑおよび工具回転中心線Ｒの双方に対して捻れの関係となるようにそれぞれ傾斜して形成されている。
【００３６】
このような切れ刃２０ａを有する工具２０の軸部１７がワーク軸線Ｑに対して平行となり、且つ所望の切り込み量となるよう配置する。この状態で工具２０をその軸部１７を回転中心線Ｒとして回転させることにより、ワークＷの凹状円弧状面Ｋが切削仕上げ面として連続的に切削される。これにより、図１の場合と同様に凹状円弧状をなす切削仕上げ面Ｋにはツールマークが発生することなくその面粗さを小さくすることができる。特に従来のようにＮＣ制御のＸ−Ｚ二軸同時制御で加工を行う場合と比べて、象限移動時に発生するバックラッシュを原因とする加工精度の低下を防止することができる。
【００３７】
図８〜１１は本発明の第３の実施の形態を示し、図８は工作機械全体の正面図を、図９は図８の要部拡大図をそれぞれ示し、特に図９の（Ａ）は図８の要部拡大平面図であり、また同図（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見たものである。なお、本実施の形態は請求項５に記載の発明に対応している。
【００３８】
図８に示すように、工作機械およびワークＷ３のほか、球状体１６の外周に切れ刃３０ａを有する工具３０の基本構成は図６，７に示したものと共通であって、後述するように工具回転中心線Ｒがワーク軸線Ｑに対して捻れの関係となるように所定角度θだけ傾斜するように工具主軸９の回転角位置がモータ１１（図１参照）によって割り出されている。
【００３９】
図９に示すように、工作機械のチャック６に把持されているワークＷ２の軸線Ｑに対して、工具３０の切れ刃３０ａがワーク軸線Ｑおよび工具回転中心線Ｒの双方に対してそれぞれ捻れの関係をもって傾斜するようにワーク軸線Ｑに対する工具傾斜角度θが定められる。
【００４０】
このワークの軸線Ｑに対する工具回転中心線Ｒの傾斜角度θを求めるには、図１０に示すように、最初に図４と同じ手順で公知の粗さ測定機を用いて工具３０の切れ刃３０ａに隣接する逃げ面の面粗さを測定して記録し、それを粗さ曲線としてプリントアウトする（ステップＳ１，Ｓ２）。図１１は上記逃げ面の面粗さを測定して得られた粗さ曲線の一例を示す。そして、図１１の粗さ曲線について、その谷底から山頂までの高さＨと山頂同士のなす間隔Ｌを求める。求め方としては、上記と同様に例えば高さが大きい順に３番目までの谷底と山頂の組み合わせを選抜し、それらの高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３と山頂同士のなす間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とを求めた上で、それらの平均値としてＨ＝（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３）／３およびＬ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／３をそれぞれ求める（ステップＳ３）。
【００４１】
次に、工具３０の指示図面等から切れ刃３０ａを含む工具３０の球状体１６の直径寸法を読み取り、上記Ｈ寸法とＬ寸法および工具３０の直径寸法Ｍとに基づいて、図１０のステップＳ４，Ｓ５のように（２）式をもってワーク軸線Ｑに対する工具回転中心線Ｒの傾斜角度θを算出する。
【００４２】
【数２】

【００４３】
上記計算式は、先に述べた（１）式と同様に実際の切削加工を司る工具切れ刃３０ａに隣接する工具逃げ面の面粗さがワークＷ側の切削仕上げ面Ｋに転写されることを前提としており、工具切れ刃３０ａに隣接する逃げ面の凹部が転写されたことによるワーク切削仕上げ面Ｋ側の凸部を、同じく上記逃げ面の凹部に隣接する凸部で切削するように、すなわち工具３０の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするように、ワーク軸線Ｑに対する工具３０の傾斜角度θを設定する。
【００４４】
そして、この値をモータ１１の制御系に入力して、図９の（Ａ）に示すように工具回転中心線Ｒをワーク軸線Ｑに対しθだけ傾斜して配置した上で、モータ１３により工具３０をその工具回転中心線Ｒまわりに回転させて送りを与えることで、ワークＷ２の凹状円弧状面Ｋが切削仕上げ面として連続的に切削される。
【００４５】
このように、ワーク軸線Ｑに対して工具回転中心線Ｒを角度θだけ傾斜して設置することにより、図７の場合と比べてワークＷ２の切削仕上げ面Ｋの面粗さを工具逃げ面の面粗さより確実に小さくすることができ、切削仕上げ面Ｋの表面粗さ精度が飛躍的に向上する。
【００４６】
なお、前述の実施の形態では工具に接線方向（Ｙ方向）の送りを付与していたが、これに限らずＸ方向（上下方向，切り込み方向）に工具を移動させる送り装置を設け、当該二つの送り装置により図４のフローチャートのステップＳ５で求めるＹ方向の工具の移動速度ＶｙおよびＸ方向の移動速度Ｖｘに基づき工具を制御することができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す工作機械の正面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】第１の実施の態の詳細を示す図で、（Ａ）は図１の要部拡大平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見た図。
【図４】図３での処理手順を示すフローチャート。
【図５】図３の工具切れ刃に隣接する逃げ面の粗さ曲線図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す工作機械の正面図。
【図７】第２の実施の態の詳細を示す図で、（Ａ）は図６の要部拡大平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見た図。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す工作機械の正面図。
【図９】第３の実施の態の詳細を示す図で、（Ａ）は図８の要部拡大平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）をＹ方向から見た図。
【図１０】図９での処理手順を示すフローチャート。
【図１１】図９の工具切れ刃に隣接する逃げ面の粗さ曲線図。
【図１２】従来の一般的な旋削加工方法を示す要部拡大説明図。
【図１３】従来の他の旋削加工方法を示す要部拡大説明図。
【符号の説明】
６…チャック
９…工具主軸
１０…工具
１０ａ…切れ刃
１６…球状体
２０…工具
２０ａ…切れ刃
３０…工具
３０ａ…切れ刃
Ｋ…凹状円弧状面
Ｑ…ワーク軸線
Ｒ…工具回転中心線
Ｓ…切削仕上げ面
Ｗ…ワーク
Ｗ１…ワーク
Ｗ２…ワーク

Claims

ワークの外周を円筒切削する旋削加工方法において、
直線状の切れ刃を持つ工具をその切れ刃がワーク軸線に対して捻れの関係となるように傾斜させて配置し、
所望の切り込み量となるようにワーク外周側からワーク軸線方向に工具を移動させた上で、工具にワーク切削仕上げ面の接線方向の送りを与えて切削加工を施すことを特徴とする旋削加工方法。
請求項１に記載の旋削加工方法において、
切削加工に先立って、予め工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さを測定し、
その粗さ曲線の谷底から山頂までの高さと山頂同士のなす間隔およびワークの加工径寸法とに基づいて、工具の送り付与時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要な上記接線方向の移動速度とワーク軸線方向の移動速度との割合を算出し、
この算出した移動速度の割合となるように工具の傾斜角度を設定することを特徴とする旋削加工方法。
工具自体に回転送りを与えることによりワーク外周の凹状円弧状面を切削する旋削加工用工具において、
上記凹状円弧状面に対応した曲率をもつ球状体にその中心を通る直線をもって単一の工具回転中心線を設定するとともに、その球面に沿って連続した切れ刃を形成し、
この切れ刃を上記ワーク軸線および工具回転中心線のそれぞれに対して捻れの関係となるように傾斜させたことを特徴とする旋削加工用工具。
請求項３に記載の工具を用いた旋削加工方法において、
加工対象となるワークの軸線と工具回転中心線とを平行状態として、工具をその工具回転中心線まわりに回転させることにより送りを与えて切削加工を施すことを特徴とする旋削加工方法。
請求項３に記載の工具を用いた旋削加工方法において、
切削加工に先立って、予め工具切れ刃に隣接する逃げ面の面粗さを測定し、
その粗さ曲線の谷底から山頂までの高さと山頂同士のなす間隔および切れ刃を含む工具球状部の直径寸法とに基づいて、工具回転時に上記粗さ曲線の谷底相当部の通過軌跡をその谷底近傍の上記山頂相当部がトレースするのに必要なワークの軸線に対する工具回転中心線の傾斜角度を算出し、
ワークの軸線に対する工具回転中心線の角度が上記の算出した傾斜角度となるように工具を傾斜させ、
その状態で工具回転中心線まわりに工具を回転させることにより送りを与えて切削加工を施すことを特徴とする旋削加工方法。