JP4425441B2 - Machining center tool correction or remanufacturing method, and machining center - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値制御工作機械のマシニングセンタ、特に工具を主軸先端に取り付けたままの状態で、該工具を修正成形または再生成形する加工方法、および前記の修正または再生成形する付属装置を備えたマシニングセンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
目的とする工具を取り付けた工具保持具を選定し、工具交換装置によって工具マガジンから取り出して主軸に装着し、所定の加工に供され、必要に応じて外の工具と工具交換をされながら使用された工具は、所定の設定した累積使用時間に達するか、光等何等かの摩耗検出手段により摩耗限度が検出されると、工具マガジンへ戻され、他に予め用意した新しい、または、研磨等で再生された工具と交換されることになる。
【0003】
近時斬種のマシニングセンタは、金型加工への適用が進み精密加工の要求が強まっている。そして、この金型加工の場合、キャビティ等の創成成形加工になると、一つの被加工体に対する一つの工具による長時間使用の加工が少なくなく、加工途中で工具が使用限度に来ることも少なくないのであるが、かかる場合、予め用意してある工具マガジン中の他の同一の新しい、または再生工具に交換すると、加工精度が大幅に低下することが少なくないという問題があった。これは、交換された他の新しい工具または再生工具の、各それ自体の寸法精度、工具ホルダおよびそれへの取付精度、並びに特に前記工具ホルダの主軸への取付精度等が一様でないことによる。
【0004】
この問題を解決するため、一つには、新しい工具を工具交換により主軸に取り付けた時点で、その取り付けをしたままの状態で、取り付けた工具の形状、寸法、および回転バランス等の測定チェックとその修正のための加工を実行することが考えられるが、従来は、そのような対応は困難であるとして、殆ど試されていないのが実情である。
【0005】
また、前述のもう一つの問題を解決するため、摩耗した工具を主軸から取り外すことなく工具の再研削を行い、加工を長時間中断することなく同種の加工を連続して行えるようにしたマシニングセンタが提案されている(特開平6−170,704号公報参照)。
そして、この先行技術は、複数あるワークテーブルのうちの少なくとも1つに、砥石を駆動手段によって回転駆動されるように取り付け、主軸に取り付けた工具の摩耗が所定量以上進んだ時点で、テーブルとの間に砥石を水平方向に旋回、上下動、および鉛直方向に回転させる砥石位置制御手段、を介装させた砥石をワークテーブルごと移動させ、工具を主軸に取り付けた状態のまま研削加工するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術の方式によると、工具をマシニングセンタの主軸や研削装置に取り付けたり、取り外したりする手間が掛からず、かつ、工具は主軸に取り付けたままであるから、取り付け誤差により、回転振れが発生して回転半径が不均一になる問題等は回避できるものの、近時使用が広まった先細微細形状のエンドミル、例えば超硬スクウェアタイプ、超硬ポールタイプ、超硬テーパタイプ等のエンドミルを微細に形状精度良く、効率的に再成形仕上げすることには限界があった。即ち、機械的な切削または研削による修正または再生加工では、切削または研削抵抗のため、特に難切削性の超硬合金系のエンドミル工具への適用は難しかった。
【0007】
他方、加工のために高周波で繰り返される微細放電の放電圧力以外に切削または研削圧力が作用しない放電加工を工具の成形または再生ドレッシングに利用することは知られている(例えば、特開昭63−283,861公報、特開平9−225759号公報、同8−243,927号公報、または同10−512号公報等参照)が、本発明の目的に適合する工具の修正または再生成形して仕上げする付属装置を備えたマシニングセンタ、またはマシニングセンタによる切削加工方法は未だ提案されていない。
【0008】
即ち、本発明は、主軸に工具を取り付けた時点、または取り付けた工具の摩耗が所定量に達したとき、工具を主軸に取り付けたまま放電加工により、それも液中を走行する直線ワイヤ電極によるワイヤ放電加工により精密にドレス成形および仕上げ加工をするもので、特に細径の超硬合金製のエンドミル工具等に適用して有効なものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述の本発明の目的は、(1)被加工体設置手段の被加工体を工具を取り付けた主軸直下の加工テーブル上に配置して、該被加工体を切削加工するマシニングセンタにおいて、
ワイヤ電極が所定傾斜軸方向に張架される加工部走行経路形成手段を内部に有するワイヤ放電加工槽と、該走行経路形成手段にワイヤ電極を供給して回収するワイヤ電極給排手段とを一体として備え、
前記主軸に工具を取り付けた時点、または取り付けた工具の摩耗が所定量以上進んだ時点で、前記ワイヤ放電加工槽を前記被加工体設置手段に替え主軸直下へ移動配置させ、前記走行経路形成手段の一対の位置決めガイド間を走行するとともに、水平および鉛直軸に対して直角方向に所定の傾斜角度の姿勢制御が可能な加工部ワイヤ電極と前記主軸の工具とを加工液浸漬状態で相対向させ、
前記走行経路形成手段のワイヤ電極と前記工具とにワイヤ放電加工電源の出力端子を接続し両者間に数値制御による相対移動を与えて、ワイヤ放電加工による再生成形加工と該成形加工面の仕上げ加工とを、前記工具を主軸に取り付けた状態のまま、順次に行うことを特徴とするマシニングセンタの工具修正または再生加工方法とすることにより達成される。
【0010】
また、前述の本発明の目的は、(2)前記工具が超硬合金製のエンドミル工具である前記(1)に記載のマシニングセンタの工具修正または再生加工方法とすることにより達成される。
【0011】
また、前述の本発明の目的は、(3)複数あるワークテーブルを機械本体前面の工具が取り付けられた主軸直下の加工テーブル受け上に交換設置し、前記主軸を取り付けた加工ヘッドを各テーブルに対し相対的に直角3軸方向に制御移動させて被加工体を切削加工するマシニングセンタにおいて、
前記主軸ヘッドは内蔵して前記主軸を旋回、割出し制御する旋回、割出し手段を備え、
前記ワークテーブルの一つには、ワイヤ電極を所定傾斜軸方向に張架するワイヤ電極の走行経路形成手段を内部に有するワイヤ放電加工槽と、前記走行するワイヤ電極を供給し回収するワイヤ電極給排手段とを取り付けて設け、そして、前記走行経路形成手段には加工部ワイヤ電極を形成する前記傾斜軸方向に間隔を置いて対向し得る一対の位置決めガイド装置が設けられ、該位置決めガイド装置には、前記主軸下端に取り付けられた工具に対して、前記加工部ワイヤ電極が水平および鉛直軸に対し所定の傾斜角度の姿勢を取り得るように、傾斜角度位置制御手段が設けられ、
さらに、前記主軸に工具を取り付けた時点、または取り付けた工具の摩耗が所定量以上に達したとき、前記ワイヤ放電加工槽を主軸直下に移動配置させる交換配置手段と、加工部ワイヤ電極と工具とが加工液浸漬状態で相対向する両者間にワイヤ放電加工電源を接続する電源接続手段と、前記ワイヤ電極と工具間の放電加工を前記相対移動手段と旋回、割出し手段および傾斜角度位置制御手段を制御しつつ行わせる制御装置を設けたマシニングセンタとすることにより達成される。
【0012】
また、前述の本発明の目的は、(4)前記加工部ワイヤ電極の傾斜角度位置制御手段が、前記走行経路形成手段の一対のガイド装置の一方または両方の保持手段に対する少なくとも鉛直軸を含む2軸以上の位置調整、制御が可能なステージが設けられている前記(3)に記載のマシニングセンタとすることにより達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明マシニングセンタの機械本機部分の概略構成説明用正面図、また図2は、工具の修正または再生成形加工用のワイヤ放電加工槽部分の平面図である。
【0014】
図に於いて、1は加工機本体のベッド、2はベッド上の基台、3は前記ベッド1または基台2に対し水平直角2軸方向に相対的に制御送り可能に設けられたコラム4に、鉛直(Z軸)方向に加工送りおよび位置決めする図示しない送り駆動機構を介して搭載された加工ヘッド、5は前記加工ヘッド3に保持された主軸、6は前記主軸5の回転駆動モータ、7は前記主軸5の軸の廻りの制御回転および割出しする旋回割出し手段で、前記主軸5の下端には、エンドミルやドリル等の工具8を取り付けた工具ホルダ9が、工具保持装置10により着脱可能に取り付けられる。上記の加工ヘッド3が、コラム4に対して鉛直方向に加工送りおよび位置決めする送り駆動機構は、前記加工ヘッド3と主軸5間の取り付け保持部に設けられた構成のものであっても良い。
【0015】
前記基台2上の加工ヘッド3の直下の位置には、被加工体11Aを位置決めして取り付けたワークテーブル12Aが、他の被加工体11Bを位置決めして取り付けられたオートパレットチェンジャ等の補助テーブル受け14B上にあるワークテーブル12Bと交換して設置される加工テーブル受け13が設けられている。また図示の場合には、前記基台2上に補助テーブル受け14B、14C、14Dが、左右の水平一軸方向に並んで設けられたオートパレットチェンジャ等の構成となっているが、機械本体の前面に前記加工ヘッド3を略中心として半円状に配された複数の補助テーブル受け14B、14C、14D、…上に配設されるワークテーブル12B、12C、12D、…のうちのひとつのワークテーブルを、機械本体の中央前面に配された加工テーブルの受け13上に送り込む一方、加工テーブル受け13上のワークテーブル12Aを逆に明きの補助テーブル受け上に移し替える構成のものであっても良い。
【0016】
図1に示すように、前記1つの補助テ−ブル受け14D上のワークテーブル12Dには、ワイヤ放電加工を加工液浸漬状態で行うワイヤ放電加工槽15が、該ワイヤ放電加工槽15内のワイヤ電極走行経路形成手段17にワイヤ電極18を供給して回収するワイヤ電極給排装置16が一体に結合して設けられ、被加工体11A、11B、…を設置したワークテーブル12A,12B、…に替え、前記ワークテーブル12Dを加工テーブル受け13上に移設して、主軸5の下端に取り付けたエンドミル等の工具8が、主軸5または加工ヘッド3の下降送り位置決めにより、ワイヤ放電加工槽15内の走行経路形成手段17によって充填加工液中に浸漬形成された後述加工部ワイヤ電極18Aと相対向してワイヤ放電加工が実行可能な状態と為される。
【0017】
ワイヤ放電加工槽15内のワイヤ電極走行経路形成手段17は、前記加工部ワイヤ電極18Aを形成するための一対の位置決めガイド装置19および20が、前記水平2軸の1軸と平行に、所望の間隔を置いて各高さおよび水平方向位置調整装置付きステージ21および22を介して設けられ、さらに、該一対の位置決めガイド装置19および20の前者ガイド装置19に対する前記給排装置16の供給部側からの供給ワイヤ電極案内プーリ23、後者ガイド装置20より下流に配置されワイヤ電極を給排装置16側へ折り返し案内する折り返しプーリ24A、24Bおよび該折り返されたワイヤ電極18を給排装置16の回収部側への案内プーリ25とによって構成されている。
【0018】
前記位置決めガイド装置19および20を取り付け保持するステージ21および22の両方のうち少なくとも一方、または両方に分担させて、ガイド装置19および/または20の高さおよび水平2軸方向の位置調整手段21V、および21HX、21HYと、その自動測定検出手段付き駆動手段21VM、および21HXM、21HYMが設けられ、各ガイド装置19および20間の加工部ワイヤ電極18Aを前記水平または鉛直軸に対し直角方向に所定の傾斜角度傾斜した姿勢を任意の角度に調整設定した状態でのワイヤ放電加工、またはプログラム等に応じ連続的に変更制御しながらワイヤ放電加工を進めさせることができる。
【0019】
そして、上記一対のガイド装置19、20間の加工部ワイヤ電極18Aは、後述するように、主軸5に取り付けられたままの被加工体工具8に対する修正または再生加工の態様の関係から、水平を始めとして、殆ど鉛直に立ったに近い状態にまで、傾斜角度を変更調整設定できる構成にしておく必要がある。このため本発明では、例えば、ガイド装置19側の低位位置に対し、他方のガイド装置20側が高位位置に位置し得、かつ両者が一鉛直軸上で上下に位置するに近い近接設置もし得るように、高さ位置と近接移動の移動機構22Aが、図示では詳細は省略されているが、ステージ22に対して設けられているものである。
また、前記一対のガイド装置19、20は、加工部ワイヤ電極18Aの軸線上において相対向するのが、ワイヤ電極18の送り移動や位置決め精度上、あるいは加工液噴射をするのに望ましく、従って、図示では省略されているが、各ガイド装置19、20は、適宜の首振り調節機構等を介して保持されている。
【0020】
また、前記一対のガイド装置19および20間の加工部ワイヤ電極18Aは、加工槽15の加工液給排手段26による加工液の充填により、加工液面下所定深さの加工液中において工具8と相対向してワイヤ放電加工を実行することができ、このため加工液中に導電性粉末を混入した粉末混入加工液中放電加工として、例えば、特開平10−512号公報に記載のような回転切削工具の切刃に改質層を形成する表面処理の放電加工を適用して実行することができる。
【0021】
前記ワイヤ電極18の給排装置16は、図1の場合、ワイヤ電極の供給部側のみが示されていて、16Aはワイヤ電極貯蔵ボビン、16Bは張力形成用ブレーキプーリ、16Cはボビン16A引き出しワイヤ電極を張力変動なくブレーキプーリ16Bに送り出す送り制御プーリ、16Dは同サーボプーリ、また16Eは加工槽15への案内プーリであり、図示しない回収部側は、加工槽15の排出案内プーリ25からのワイヤ電極18を適宜案内等して設定された条件の一定速度で引き取る引取りローラ、そして引き取られたワイヤ電極を巻き取る巻き取りボビン、巻き取らずに回収する回収バケットまたは、所定の長さに切断して回収するバケット、または、所定の長さに切断して回収する切断装置とその回収バケット等が設けられているものである。
【0022】
なお、ワイヤ放電加工用の加工用パルス電源およびCNC等の加工送りその他の制御装置は、図示が省略されているのであって、加工部ワイヤ電極18Aの位置決め案内が内設されているガイド装置19、20に、図示しない給電子に電源線を接続するリード線19A、20Aのみが図示されている。また、ここに示すマシニングセンタには、図示では省略されているが、工具8の形状、寸法、回転バランス、摩耗量あるいは欠損を検知する各種の測定、および摩耗検出器が設けられており、この検出器によって工具8が所定値以上寸法ずれや摩耗していると検知すると、当該マシニングセンタを制御する制御手段に所定の信号が送られ、後述するように摩耗等した工具8は、主軸5下端に取り付けられたままの状態で、傾斜姿勢の変更制御が自在なワイヤ電極を工具とするワイヤ放電加工により、修正または再生成形加工および該成形加工面に対するワイヤ放電加工条件を切換変更した仕上げ加工が順次に行なわれる。
【0023】
前記ワイヤ放電加工による修正または再生成形加工および成形面の仕上げ加工に供される工具8としては、回転形の各種エンドミルやドリル等が好ましいが、高硬度のために機械的に難削性であるとともに主軸5下端に取り付けられたままの加工である所から保持状態等からして機械的な切削または研削加工の困難な、また焼結体のため脆性が大きく靭性が低いWC−Co合金系等の超硬合金製工具、特に用途範囲広く、連続使用に適し、使用量の多い超硬スクウェアタイプ、超硬ボールタイプ、超硬テーパタイプ、超硬テーパボールタイプ、または超硬ラジアスタイプ等のエンドミル工具に適用して利点多く有効である。
【0024】
次に、上述の構成のマシニングセンタにおける工具の修正または再生加工装置を用いた修正または再生成形加工、および該成形面の仕上げ加工方法について説明する。加工テーブル受け13上のワークテーブル12Aに取り付けられた被加工体11Aに対し、一つの工具8あるいは必要に応じて順次工具8を交換しながら所定の加工を行うが、主軸に新しい工具8を交換により取り付けたとき、加工途中で工具8が所定値以上摩耗したとき、または比較的軽度の欠損等が生じたことを、図示せぬ検出器からマシニングセンタを制御する制御手段へ所定の信号が送られる。そして、主軸5に取り付けられている工具8に対して以下のようなワイヤ放電加工による修正または再生成形および成形面の仕上げ加工が自動的に行われることになる。
【0025】
図示しない自動パレットチェンジャ等が作動し、加工中の被加工体11Aが取り付けられているワークテーブル12Aを、図示しない空の補助テーブル受け14Aに移送する。次いで空の状態となった加工テーブル受け13上に、ワイヤ電極給排手段16が一体となっているワイヤ放電加工用のワイヤ電極走行経路形成手段を内部に有するワイヤ放電加工槽15が取り付けられているワークテーブル12Dを移送して設置する。なお、図1中の図示では、上記ワークテーブル12Dが、他のワークテーブル12A、12B、…に対し長尺に記載されているが、これはワークテーブル12D上の設置物を詳細に記載するためであって、実物としては、ワークテーブル12Dは他とワークテーブル12A、12Bと同寸か、同寸でなくても加工テーブル受け13上に設置可能な寸法、形状に構成してある。
【0026】
一対のガイド装置19、20間の加工部ワイヤ電極18Aの長さ、水平に対する高さ位置、および傾斜角度、主軸5または加工ヘッド3の加工による摩耗工具8の設置位置、および該工具8の軸の加工部ワイヤ電極18Aに対する水平直角2軸平面上の相対位置等は、ワイヤ放電加工の制御装置およびマシニングセンタの制御装置の一方または両方に分担して予め入力されており、該制御装置等から連係等して発せられる信号によりワイヤ放電加工槽15には加工液が所定液位まで満たされ、ワイヤ電極18は前述図示しない引取り装置とブレーキプーリ16B間で張力を掛けられ加工部ワイヤ電極18Aが形成され、さらに前記ワイヤ電極18と工具8間に、前者には位置決めガイド手段と加工液ノズルをも兼用することがあるガイド装置19、20内の給電子を介し、また、後者には主軸5を介する主軸給電手段5Aを介してワイヤ放電加工源に接続され、ワイヤ放電加工による工具8の修正または再生成形加工が開始されることになる。
【0027】
図3乃至図6は、修正または再生成形加工すべきエンドミル工具の具体例を夫々側面図と刃先先端正面図で示したもので、図3は超硬スクウェアタイプの刃数1、ねじれ角12゜のサーフェイスカッタ、図4は同じく超硬スクウェアタイプの刃数2、ねじれ角30゜の汎用性にとんだ2枚刃標準タイプのもの、図5は超硬テーパタイプの刃数2、ねじれ角40゜のロング刃エンドミドル、図6は超硬ボールタイプの刃数2、ねじれ角30゜のロングネックボールエンドミドルである。
【0028】
本発明のワイヤ放電加工槽15のワイヤ電極走行経路形成手段17によれば、一対の位置決めガイド装置19、20間の加工部ワイヤ電極18Aを、水平軸上の張架走行状態から、殆ど鉛直に近い状態までの傾斜角度の姿勢制御が行える所から、工具8先端の水平切り成形、円柱またはテーパ円柱側面のすくい面やねじれ溝面、および外周切り刃逃げ面等の成形加工を、またさらに回転バランス取りの除去加工等を工具8軸と加工部ワイヤ電極18A軸とを所定の角度で交叉させた状態で、両者間の相対的な水平2軸送り、工具8の軸の廻りの制御旋回と鉛直軸方向の送り、あるいはさらに、加工部ワイヤ電極18Aの傾斜角度の姿勢制御とを組み合わせた予めの作成プログラムにより前記修正また再生のための成形加工と成形面の仕上げ加工を切削や研削抵抗が無い状態で行うことが出来る。
【0029】
もっとも、図6のような先端ボールの基部部位に、凹所や凹溝のあるボールエンドミルの場合は、直線状の加工部ワイヤ電極18Aでは当該部位の加工をするすることは出来ない。かかる場合には、前記加工部ワイヤ電極18Aを中央部等を途中で切断し、ガイド装置19からワイヤ電極を送り出しながら先端を工具8側周面と相対向させて前記凹溝部等の放電加工をすることが考えられるが、必要ならば、水平方向軸送り可能な棒状電極を首振り可能に保持させて設けたものを付属装置として設けておいても良い。
【0030】
工具8のワイヤ放電加工による修正または再生成形加工と、該成形面の仕上げ加工が終了すると、ワイヤ放電加工槽15が取り付けられているワークテーブル12Dは加工テーブル受け13から外されて、元の補助テーブル受け14Dに戻され、加工途中であった被加工体11Aを取り付けているワークテーブル12A、または他の加工すべき所望の被加工体が取り付けられているワークテーブルを加工テーブル受け13上に移送し、被加工体に対して再び所定の加工を再開する。
【0031】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、摩耗工具の取り外し、取り付け、位置出しの手間を要せず、修正または再生加工に要する時間を大幅短縮でき、工具は主軸に取り付けたままであるから、直ぐにもとの切削加工に復帰することができ、切削精度の低下が生じない。また、本発明の工具に対する修正または再生成形加工および成形面の仕上げ加工は、ワイヤ放電加工による切削または研削抵抗のない加工方式で、かつ対超硬合金が加工可能な加工方式であるから、超硬合金製の工具を主軸に取り付けたままで、精度低下無く修正または再生成形加工と、成形面の仕上げ加工とをすることができ、マシニングセンタの使用効率を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明マシニングセンタの機械本機部分の概略構成説明用正面図。
【図2】工具を再生成形加工するワイヤ放電加工部分の平面図。
【図3】一工具の側面図と刃先先端正面図。
【図4】他の工具の側面図と刃先先端正面図。
【図5】また、他の工具の側面図と刃先先端正面図。
【図6】さらに他の工具の側面図と刃先先端正面図。
【符号の説明】
1, ベッド
2, 基台
3, 加工ヘッド
4, コラム
5, 主軸
6, 回転モータ
7, 旋回、割出し手段
8, 工具
9, 工具ホルダ
10, 工具保持装置
11A,11B, 被加工体
12A,12B,12C,12D, ワークテーブル
13, 加工テーブル受け
14B,14C,14D, 補助テーブル受け
15, ワイヤ放電加工槽
16, ワイヤ電極給排装置
17, 走行経路形成手段
18, ワイヤ電極
18A, 加工部ワイヤ電極
19,20, ガイド装置
21,22, ステージ
22A, 移動機構
23,24,24B,25, プーリ
26, 加工液給排手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machining center for a numerically controlled machine tool, and in particular, a machining method for correcting or remolding a tool while the tool is attached to the tip of a spindle, and a machining center provided with the correction or remolding accessory device. About.
[0002]
[Prior art]
A tool holder with the target tool attached is selected, removed from the tool magazine by the tool changer, mounted on the spindle, used for predetermined machining, and used while being exchanged with other tools as needed. When a predetermined cumulative use time is reached or the wear limit is detected by some wear detection means such as light, the tool is returned to the tool magazine, and other newly prepared or polished, etc. It will be replaced with a regenerated tool.
[0003]
Recently, cutting-edge machining centers have been increasingly applied to mold machining, and demands for precision machining have increased. And in the case of this mold processing, when it is a creation molding process such as a cavity, there is not a small amount of long-time processing with one tool for one workpiece, and the tool often reaches the limit of use during processing However, in such a case, there is a problem that the machining accuracy is often greatly lowered when the tool magazine is replaced with another identical new or regenerated tool prepared in advance. This is due to the non-uniformity of the dimensional accuracy of each other new tool or refurbished tool, the tool holder and its mounting accuracy, and particularly the mounting accuracy of the tool holder to the spindle.
[0004]
In order to solve this problem, firstly, when a new tool is attached to the main spindle by changing the tool, the measurement tool checks the shape, dimensions, rotation balance, etc. Although it is conceivable to perform processing for the correction, it has been practically rarely tried so far because such a response is difficult.
[0005]
In addition, in order to solve the above-mentioned another problem, there is a machining center that can re-grind the tool without removing the worn tool from the main spindle and continuously perform the same type of machining without interrupting the machining for a long time. It has been proposed (see JP-A-6-170,704).
And this prior art is attached to at least one of a plurality of work tables so that the grindstone is rotationally driven by the driving means, and when the wear of the tool attached to the spindle advances by a predetermined amount or more, During this period, the grindstone, which is equipped with a grindstone position control means for turning the grindstone in the horizontal direction, moving up and down, and rotating in the vertical direction, is moved together with the work table so that the tool is ground with the tool attached to the spindle. I have to.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to this prior art method, there is no need to attach or remove the tool to or from the main spindle of the machining center or the grinding machine, and the tool remains attached to the main spindle. Although the problem of non-uniform turning radius can be avoided, end mills with tapered fine shapes that have become widely used recently, such as carbide square type, carbide pole type, carbide taper type end mills, etc., have fine shape accuracy. There was a limit to the efficient remolding finish. That is, in the correction or remanufacturing by mechanical cutting or grinding, it is difficult to apply it to an end mill tool of a hard-cutting cemented carbide because of cutting or grinding resistance.
[0007]
On the other hand, it is known to use electric discharge machining in which cutting or grinding pressure does not act other than the discharge pressure of fine electric discharge repeated at a high frequency for machining for tool forming or regenerative dressing (for example, JP-A 63-63). No. 283,861, JP-A-9-225759, JP-A-8-243,927, or JP-A-10-512, etc.) and finishing by correcting or regenerating a tool that meets the object of the present invention. A machining center provided with the attached device or a cutting method using the machining center has not been proposed yet.
[0008]
That is, according to the present invention, when the tool is attached to the main shaft or when the wear of the attached tool reaches a predetermined amount, the tool is attached to the main shaft by electric discharge machining, which also uses a straight wire electrode that travels in the liquid. It is a dress forming and finishing process precisely by wire electric discharge machining, and is particularly effective when applied to an end mill tool made of a cemented carbide with a small diameter.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention described above is (1) a machining center in which a workpiece of the workpiece setting means is disposed on a machining table directly below a spindle to which a tool is attached, and the workpiece is cut.
A wire electric discharge machining tank having a machining section travel path forming means in which a wire electrode is stretched in a predetermined tilt axis direction and a wire electrode supply / discharge means for supplying and collecting the wire electrode to the travel path forming means are integrated. Prepared as
When the tool is attached to the spindle, or when wear of the attached tool advances by a predetermined amount or more, the wire electric discharge machining tank is moved and arranged directly below the spindle, instead of the workpiece installation means, and the travel path forming means The machining section wire electrode capable of controlling the posture at a predetermined inclination angle in a direction perpendicular to the horizontal and vertical axes and the tool of the spindle are opposed to each other in the machining liquid immersion state. ,
An output terminal of a wire electric discharge machining power source is connected to the wire electrode of the travel path forming means and the tool, and a relative movement is given by numerical control between the two, thereby performing regenerative molding by wire electric discharge machining and finishing of the molding surface. This is achieved by using a machining center tool correction or remanufacturing method characterized by sequentially performing the steps with the tool attached to the spindle.
[0010]
The object of the present invention described above is achieved by (2) the machining correction / regeneration method for a machining center according to (1), wherein the tool is an end mill tool made of cemented carbide.
[0011]
Further, the object of the present invention is as follows: (3) A plurality of work tables are exchanged and installed on a machining table support just below the main shaft to which the tool on the front surface of the machine body is attached, and the machining head with the main shaft attached to each table. In a machining center for cutting a workpiece by controlling and moving in the direction of three axes at right angles to each other,
The main spindle head has a built-in turning and indexing means for turning and controlling the main spindle.
One of the work tables includes a wire electric discharge machining tank having a wire electrode traveling path forming means for stretching the wire electrode in a predetermined tilt axis direction, and a wire electrode supply for supplying and collecting the traveling wire electrode. The travel path forming means is provided with a pair of positioning guide devices that can be opposed to each other at an interval in the direction of the inclined axis that forms the machining portion wire electrode. Is provided with an inclination angle position control means so that the machining part wire electrode can take a predetermined inclination angle with respect to the horizontal and vertical axes with respect to the tool attached to the lower end of the main shaft,
Furthermore, when the tool is attached to the spindle, or when the wear of the attached tool reaches a predetermined amount or more, replacement arrangement means for moving and arranging the wire electric discharge machining tank directly below the spindle, a processing portion wire electrode, and a tool, Power supply connecting means for connecting a wire electric discharge machining power source between the two facing each other in the state of machining liquid immersion, electric discharge machining between the wire electrode and the tool, the relative movement means, swiveling, indexing means and inclination angle position control means This is achieved by providing a machining center provided with a control device that performs the above-mentioned control.
[0012]
The above-mentioned object of the present invention is as follows. (4) The machining portion wire electrode tilt angle position control means includes at least a vertical axis for one or both of the holding means of the pair of guide devices of the travel path forming means. This is achieved by using the machining center as described in (3) above in which a stage capable of adjusting and controlling the position beyond the axis is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view for explaining a schematic configuration of a machine main part of a machining center of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a wire electric discharge machining tank part for tool correction or remanufacturing.
[0014]
In the figure, 1 is a bed of the processing machine main body, 2 is a base on the bed, 3 is a column 4 provided so as to be able to control-feed relative to the bed 1 or
[0015]
At a position directly below the processing head 3 on the
[0016]
As shown in FIG. 1, the work table 12D on the one auxiliary table receiver 14D has a wire electric
[0017]
The wire electrode travel path forming means 17 in the wire electric
[0018]
The height of the
[0019]
Then, the machining portion wire electrode 18A between the pair of
The pair of
[0020]
Further, the machining portion wire electrode 18A between the pair of
[0021]
In the case of FIG. 1, the
[0022]
Note that the machining pulse power supply for wire electric discharge machining and machining feed and other control devices such as CNC are not shown, and a
[0023]
As the tool 8 to be used for correction by wire electric discharge machining or remanufacturing molding and finishing of the molding surface, various rotary end mills and drills are preferable, but mechanically difficult to machine due to high hardness. In addition, the WC-Co alloy system that is difficult to mechanically cut or grind due to the holding state or the like from the place where the work is still attached to the lower end of the main spindle 5, and is brittle and has low toughness due to the sintered body. Cemented carbide tools, especially end-mills such as carbide square type, carbide ball type, carbide taper type, carbide taper ball type, carbide radius type, etc. Many advantages are effective when applied to tools.
[0024]
Next, a correction or regeneration molding process using a tool correction or regeneration processing apparatus in the machining center having the above-described configuration, and a finishing method of the molding surface will be described. The workpiece 11A attached to the work table 12A on the
[0025]
An automatic pallet changer (not shown) or the like is operated, and the work table 12A to which the workpiece 11A being processed is attached is transferred to an empty auxiliary table receiver 14A (not shown). Next, a wire electric
[0026]
The length of the machining portion wire electrode 18A between the pair of
[0027]
FIGS. 3 to 6 show a specific example of an end mill tool to be corrected or reshaped by a side view and a front view of the tip of the cutting edge, respectively. FIG. 3 shows a carbide square type blade number 1 and a twist angle of 12 °. 4 is the standard type with 2 blades of carbide carbide type with 2 blades and helix angle of 30 °. Figure 5 shows 2 blades of carbide taper type and helix angle of 40 °. FIG. 6 shows a carbide ball type long neck ball end middle with 2 blades and a twist angle of 30 °.
[0028]
According to the wire electrode travel path forming means 17 of the wire electric
[0029]
However, in the case of a ball end mill having a recess or a groove at the base part of the tip ball as shown in FIG. 6, the part cannot be processed with the linear processed part wire electrode 18A. In such a case, the machining portion wire electrode 18A is cut in the middle portion or the like in the middle, and while the wire electrode is fed out from the
[0030]
When the correction or regenerative forming process of the tool 8 by wire electric discharge machining and the finishing process of the forming surface are completed, the work table 12D to which the wire electric
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to remove, attach, and position the worn tool, and the time required for correction or remanufacturing can be greatly shortened. It is possible to return to the cutting process with no cutting accuracy. In addition, the correction or re-forming process and the finishing process of the forming surface of the tool of the present invention are a processing method without cutting or grinding resistance by wire electric discharge machining, and a processing method capable of processing a cemented carbide. With the tool made of a hard alloy being attached to the main shaft, the correction or re-forming process and the finishing process of the forming surface can be performed without deterioration in accuracy, and the use efficiency of the machining center can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view for explaining a schematic configuration of a machine part of a machining center according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a wire electric discharge machining portion for re-forming a tool.
FIG. 3 is a side view of one tool and a front view of a blade tip.
FIG. 4 is a side view of another tool and a front view of the blade tip.
FIG. 5 is a side view of another tool and a front view of the blade tip.
FIG. 6 is a side view of another tool and a front view of the blade tip.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
Claims (4)
ワイヤ電極が所定傾斜軸方向に張架される加工部走行経路形成手段を内部に有するワイヤ放電加工槽と、該走行経路形成手段にワイヤ電極を供給して回収するワイヤ電極給排手段とを一体として備え、
前記主軸に工具を取り付けた時点、または取り付けた工具の摩耗が所定量以上進んだ時点で、前記ワイヤ放電加工槽を前記被加工体設置手段に替え主軸直下へ移動配置させ、前記走行経路形成手段の一対の位置決めガイド間を走行するとともに、水平および鉛直軸に対して直角方向に所定の傾斜角度の姿勢制御が可能な加工部ワイヤ電極と前記主軸の工具とを加工液浸漬状態で相対向させ、
前記走行経路形成手段のワイヤ電極と前記工具とにワイヤ放電加工電源の出力端子を接続し両者間に数値制御による相対移動を与えて、ワイヤ放電加工による成形加工と該成形加工面の仕上げ加工とを、前記工具を主軸に取り付けた状態のまま、順次に行うことを特徴とするマシニングセンタの工具修正または再生加工方法。In a machining center in which a workpiece of the workpiece setting means is disposed on a machining table directly below a spindle to which a tool is attached, and the workpiece is cut.
A wire electric discharge machining tank having a machining section travel path forming means in which a wire electrode is stretched in a predetermined tilt axis direction and a wire electrode supply / discharge means for supplying and collecting the wire electrode to the travel path forming means are integrated. Prepared as
When the tool is attached to the spindle, or when wear of the attached tool advances by a predetermined amount or more, the wire electric discharge machining tank is moved and arranged directly below the spindle, instead of the workpiece installation means, and the travel path forming means The machining section wire electrode capable of controlling the posture at a predetermined inclination angle in a direction perpendicular to the horizontal and vertical axes and the tool of the spindle are opposed to each other in the machining liquid immersion state. ,
An output terminal of a wire electric discharge machining power source is connected to the wire electrode of the travel path forming means and the tool, and a relative movement is given between the two by numerical control, and a forming process by the wire electric discharge machining and a finishing process of the shaping process surface are performed. The machining center tool correction or remanufacturing method, wherein the tool is sequentially applied while the tool is attached to the spindle.
前記主軸ヘッドは内蔵して前記主軸を旋回、割出し制御する旋回、割出し手段を備え、
前記ワークテーブルの一つには、ワイヤ電極を所定傾斜軸方向に張架するワイヤ電極の走行経路形成手段を内部に有するワイヤ放電加工槽と、前記走行するワイヤ電極を供給し回収するワイヤ電極給排手段とを取り付けて設け、そして、前記走行経路形成手段には加工部ワイヤ電極を形成する前記傾斜軸方向に間隔を置いて対向し得る一対の位置決めガイド装置が設けられ、該位置決めガイド装置には、前記主軸下端に取り付けられた工具に対して、前記加工部ワイヤ電極が水平および鉛直軸に対し所定の傾斜角度の姿勢を取り得るように、傾斜角度位置制御手段が設けられ、
さらに、前記主軸に工具を取り付けた時点、または取り付けた工具の摩耗が所定量以上に達したとき、前記ワイヤ放電加工槽を主軸直下に移動配置させる交換配置手段と、加工部ワイヤ電極と工具とが加工液浸漬状態で相対向する両者間にワイヤ放電加工電源を接続する電源接続手段と、前記ワイヤ電極と工具間の放電加工を前記相対移動手段と旋回、割出し手段および傾斜角度位置制御手段を制御しつつ行わせる制御装置を設けたことを特徴とするマシニングセンタ。A plurality of worktables are exchanged and installed on a machining table support just below the main spindle to which the tool on the front of the machine body is attached, and the machining head attached with the main spindle is controlled and moved in three orthogonal directions relative to each table. In machining centers that cut workpieces,
The main spindle head has a built-in turning and indexing means for turning and controlling the main spindle.
One of the work tables includes a wire electric discharge machining tank having a wire electrode traveling path forming means for stretching the wire electrode in a predetermined tilt axis direction, and a wire electrode supply for supplying and collecting the traveling wire electrode. The travel path forming means is provided with a pair of positioning guide devices that can be opposed to each other at an interval in the direction of the inclined axis that forms the machining portion wire electrode. Is provided with an inclination angle position control means so that the machining part wire electrode can take a predetermined inclination angle with respect to the horizontal and vertical axes with respect to the tool attached to the lower end of the main shaft,
Furthermore, when the tool is attached to the spindle, or when the wear of the attached tool reaches a predetermined amount or more, replacement arrangement means for moving and arranging the wire electric discharge machining tank directly below the spindle, a processing portion wire electrode, and a tool, Power supply connecting means for connecting a wire electric discharge machining power source between the two facing each other in the state of machining liquid immersion, electric discharge machining between the wire electrode and the tool, the relative movement means, swiveling, indexing means and inclination angle position control means A machining center characterized in that a control device is provided for controlling the operation.
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