JPH07214416A - Turn broaching method and device therefor - Google Patents

Turn broaching method and device therefor

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Publication number
JPH07214416A
JPH07214416A JP1120594A JP1120594A JPH07214416A JP H07214416 A JPH07214416 A JP H07214416A JP 1120594 A JP1120594 A JP 1120594A JP 1120594 A JP1120594 A JP 1120594A JP H07214416 A JPH07214416 A JP H07214416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
chatter
broach
cutting resistance
program
Prior art date
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Pending
Application number
JP1120594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Tamura
啓介 田村
Hitoshi Ishiguro
整 石黒
Masashi Ito
政司 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1120594A priority Critical patent/JPH07214416A/en
Publication of JPH07214416A publication Critical patent/JPH07214416A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0971Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine
    • B23Q17/0976Detection or control of chatter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/12Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate chatter of tip so as to stabilize cutting by computing the cutting conditions which reduce cutting resistance when occurrence of chatter is distinguished and executing according to the NC program in which cutting by the next cutter is restored. CONSTITUTION:The effect that cutting conditions affect on cutting resistance measured by a sensor 51a for a workpiece which is being machined currently is analyzed. Whether chatter occurred during machining by means of a cutter used immediately before the current cutting or not is distinguished by a chatter judgement computing unit 52b. If chatter occurred, the cutting conditions which reduce cutting resistance are computed by a cutting condition determining computing unit 52c. The computed cutting conditions are restored in an NC program. Cutting by the next cutter is done by the NC program which is restored in an NC section 53.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、ターンブローチ加
工方法及び装置に関し、特に切削中にびびりが発生する
ことを防止できるターンブローチ加工方法及び装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turn broaching method and apparatus, and more particularly to a turn broaching method and apparatus capable of preventing chattering during cutting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から軸状ワークを軸心まわりに回転
させながらその外形を切削するターンブローチ加工が行
われている。図1は、この場合の切削モデルを示す。こ
のモデルは次の運動方程式即ち m (d2x /dt2)+c(dx /dt) +kx=R(t) ──(1) であらわされる。ここで、R(t) は切削抵抗、kはばね
定数(ターンブローチ盤及びワーク12のうちの振動に
関与する部分の剛性)、cはターンブローチ盤及びワー
ク12のうちの振動に関与する部分の減衰係数、mはタ
ーンブローチ盤及びワーク12のうちの振動に関与する
部分の質量、xは例えばワーク12の中心位置のx座標
である。なお、11はターンブローチ盤のブローチの刃
である。ここで、「びびり」とは、切削に悪影響を与え
る位xが大きくなった状態であり、そのときのxの値を
びびりの大きさ(びびり量)とみなす。
2. Description of the Related Art Conventionally, turn broaching has been performed in which the outer shape of a shaft-shaped work is cut while rotating the shaft-shaped work around its axis. FIG. 1 shows a cutting model in this case. This model is expressed by the following equation of motion i.e. m (d 2 x / dt 2 ) + c (dx / dt) + kx = R (t) ── (1). Where R (t) is the cutting resistance, k is the spring constant (the rigidity of the part of the turn broaching machine and the work 12 that is involved in vibration), and c is the part of the turn broaching machine and the work 12 that is involved in the vibration. , M is a mass of a portion of the turn broaching machine and the work 12 that is involved in vibration, and x is, for example, the x coordinate of the center position of the work 12. In addition, 11 is a broach blade of a turn broaching machine. Here, the “chatter” is a state in which the position x that adversely affects cutting is increased, and the value of x at that time is regarded as the amount of chatter (chatter amount).

【0003】したがって、切削抵抗R(t) が大きくな
り、振動に寄与するターンブローチ盤及びワーク12の
剛性kが切削抵抗R(t) に耐えられなくなったときに、
びびりが発生することになる。このため、びびりを抑制
するために、即ちxを小さくするために、式(1) によっ
てkを大きくするか、またはR(t) を小さくすれば良い
ことがわかる。そこで、従来からkを大きくする方法と
して、機械剛性増大、ワークレストの採用によるワ
ーク12の剛性増大を行っていた。また、びびりが発生
したら、とりあえず最後まで加工するか、あるいは加工
を中断してR(t) が小さくなるように切削条件を再検討
して再設定後に、再切削を行っていた。
Therefore, when the cutting resistance R (t) becomes large and the rigidity k of the turn broaching machine and the work 12 that contributes to vibration cannot withstand the cutting resistance R (t),
Chattering will occur. Therefore, in order to suppress chatter, that is, in order to reduce x, it is understood that k may be increased or R (t) may be decreased according to the equation (1). Therefore, conventionally, as a method of increasing k, the mechanical rigidity is increased and the rigidity of the work 12 is increased by adopting a work rest. Further, when chattering occurs, either the machining is finished to the end for the time being, or the machining conditions are interrupted and the cutting conditions are reexamined and reset so that R (t) becomes smaller, and then recutting is performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
kを大きくする方法では、設備の大型化及び複雑化によ
るコストアップが問題となった。また、加工を中断した
りあるいは加工の終了後に切削条件を設定し直して再加
工する際に、上述のR(t) を小さくする方法では、加工
時間が長くなるという問題があった。本発明は、設備の
大型化等を必要とせず、しかも加工時間を増大させない
加工方法と加工装置を提供するものである。ターンブロ
ーチ加工の場合、複数の刃を一つずつ次々に使用して切
削を断続的に実行していく。そこで、一つの刃の加工中
にびびりが発生したら、それを学習し、次の刃による加
工に際してはびびりの発生しない加工条件で加工するこ
とができるはずである。本発明はこの点に着目して、上
述の目的を達成しようとするものである。
However, in the above-mentioned method of increasing k, there is a problem in that the cost is increased due to the increase in size and complexity of the equipment. Further, when the processing is interrupted or the cutting conditions are set again after the processing is finished and the processing is performed again, the method of reducing R (t) described above has a problem that the processing time becomes long. The present invention provides a processing method and a processing apparatus that do not require enlargement of equipment and increase the processing time. In the case of turn broaching, cutting is performed intermittently by using a plurality of blades one by one. Therefore, if chattering occurs during the processing of one blade, it should be possible to learn it and perform the processing under the processing conditions that will not cause chattering when processing with the next blade. The present invention aims to achieve the above-mentioned object by focusing on this point.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第1の発明の構成は、複数の刃を有するブロ
ーチとワークをNCプログラムに基づいて制御すること
によって、前記複数の刃を一つずつ次々に使用して前記
ワークを切削するターンブローチ加工方法において、次
の刃による切削工程の開始以前に(1) 切削抵抗を測定
する工程と、(2) 測定された切削抵抗とその際の切削
条件から、切削条件と切削抵抗との関係を解析する工程
と、(3) 直前に用いた刃による切削加工中に、びびり
が発生したか否かを判別する工程と、(4) 前記(3) の
工程でびびりの発生が判別されたときに、前記(2) の工
程の解析結果に基づいて、切削抵抗を減少させる切削条
件を算出し、これをNCプログラムに記憶させ直す工程
とを実施し、次の刃による切削が前記(4) の工程で記憶
され直したNCプログラムに従って実行されることであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the first invention of the present application is to control a broach having a plurality of blades and a work based on an NC program, thereby In the turn broaching method of cutting the work by using one by one one by one, before the start of the cutting step by the next blade, (1) the step of measuring the cutting resistance, and (2) the measured cutting resistance and its From the cutting conditions at the time, a step of analyzing the relationship between the cutting conditions and the cutting resistance, and (3) a step of determining whether chatter has occurred during cutting by the blade used immediately before, (4) A step of calculating a cutting condition for reducing the cutting resistance based on the analysis result of the step (2) when the occurrence of chatter is discriminated in the step (3), and re-storing it in the NC program. And perform the cutting with the next blade as described above ( It is to be executed according to the NC program re-stored in the step 4).

【0006】更に、第2の発明の構成は、前記第1の発
明の構成において、前記(4) の工程にて切削速度を増大
させることである。更に、第3の発明の構成は、前記第
1の発明の構成において、前記(4) の工程にて、切削幅
を減少させることである。更に、第4の発明の構成は、
前記第1の発明の構成において、前記(4) の工程にて、
切込み量を減少させることである。更に、第5の発明の
構成は、前記第1の発明の構成において、前記(4) の工
程にて、刃のすくい角を増大させることである。
Further, the structure of the second invention is to increase the cutting speed in the step (4) in the structure of the first invention. Further, the structure of the third invention is to reduce the cutting width in the step (4) in the structure of the first invention. Furthermore, the configuration of the fourth invention is
In the configuration of the first invention, in the step (4),
To reduce the depth of cut. Furthermore, the structure of the fifth invention is to increase the rake angle of the blade in the step (4) in the structure of the first invention.

【0007】更に、第6の発明の構成は、複数の刃を有
するブローチと、NCプログラムに基づいてブローチと
ワークを制御するNCコントローラとを備えたターンブ
ローチ加工装置において、 a.切削抵抗の測定手段と、 b.測定された切削抵抗とその際の切削条件とから切削
条件と切削抵抗との関係を解析する手段と、 c.びびりの発生の有無を判別する手段と、 d.一つの刃による切削の完了タイミングを検知する手
段と、 e.前記dの検知手段が完了タイミングを検知したとき
に、直前に切削した刃による加工中に前記cの判別手段
でびびりの発生が判別されたか否かを判別し、びびりの
発生が判別されたとき前記bの解析手段の解析結果に基
づいて切削抵抗を減少させる切削条件を算出し、これを
NCプログラムに記憶させ直すNCプログラム修正手段
とを付加したことである。
Further, the structure of the sixth invention is a turn broaching machine comprising a broach having a plurality of blades and an NC controller for controlling the broach and the work based on an NC program. Cutting resistance measuring means, b. Means for analyzing the relationship between the cutting conditions and the cutting resistance based on the measured cutting resistance and the cutting conditions at that time; and c. Means for determining the presence or absence of chatter; d. Means for detecting the completion timing of cutting by one blade; e. When the detection means of d detects the completion timing, it is determined whether the occurrence of chatter is determined by the determination means of c during processing by the blade cut immediately before, and the occurrence of chatter is determined. This is to add NC program correcting means for calculating a cutting condition for reducing the cutting resistance based on the analysis result of the analyzing means in the above-mentioned b and re-storing the cutting condition in the NC program.

【0008】[0008]

【作用】上記第1の発明の構成によれば、(1) と(2) の
工程によって、現に加工しているワークに対する切削抵
抗に切削条件が及ぼす影響が解析される。ここで切削条
件とは、切削速度、切削幅、切込量、すくい角といった
パラメータである。例えば、切削幅が広ければ切削抵抗
は大きくなる定性的関係にあるが、現に加工している条
件下で成立している定量的関係が前記(1)(2)の工程で解
析できるのである。また、(3) の工程によって、直前に
用いた刃による加工中にびびりが発生したか否かが判別
される。そして、(4) の工程によって、びびりが発生し
ていれば、切削抵抗を減少させる切削条件が算出され
る。このとき前記解析結果が利用され、例えば切削幅を
修正する方式によるときは、切削幅をどれだけ小さくす
るとどれだけ切削抵抗が小さくなるかという関係を用い
て、びびりを発生させない切削抵抗となる切削幅が算出
される。そして、算出された切削条件がNCプログラム
に記憶され直す。
According to the structure of the first aspect of the present invention, the influence of the cutting conditions on the cutting resistance for the workpiece currently being processed is analyzed by the steps (1) and (2). Here, the cutting conditions are parameters such as cutting speed, cutting width, cutting depth, and rake angle. For example, there is a qualitative relationship in which the cutting resistance increases as the cutting width increases, but the quantitative relationship established under the actual machining conditions can be analyzed in the steps (1) and (2). In addition, in the step (3), it is determined whether or not chatter has occurred during processing by the blade used immediately before. Then, in the step (4), if chatter has occurred, the cutting condition for reducing the cutting resistance is calculated. At this time, the analysis result is used. For example, in the case of a method of correcting the cutting width, a cutting resistance that does not cause chatter is obtained by using the relationship of how small the cutting width is and how much the cutting resistance is reduced. The width is calculated. Then, the calculated cutting conditions are stored again in the NC program.

【0009】このようにして算出された切削条件がNC
プログラムに記憶され直すために、次の刃による切削
は、びびりを発生させない切削抵抗のもとで切削される
ことになり、びびりの発生が防止される。なお、直前に
用いた刃による加工中にびびりが発生していなければ、
そのときの切削条件が維持される。更に、上記第2〜第
5の発明の構成に示すように、切削抵抗は、切削速度を
増大させること、切削幅を減少させること、切込量を減
少させること、あるいはすくい角を増大させることによ
って減少する関係にあり、この関係によって、減少させ
る切削条件を算出することができる。
The cutting condition thus calculated is NC
Since it is stored again in the program, the cutting with the next blade will be cut under the cutting resistance that does not cause chattering, and the occurrence of chattering can be prevented. If chatter does not occur during processing with the blade used immediately before,
The cutting conditions at that time are maintained. Further, as shown in the configurations of the second to fifth inventions, the cutting resistance is to increase the cutting speed, decrease the cutting width, decrease the depth of cut, or increase the rake angle. The cutting conditions to be reduced can be calculated from this relationship.

【0010】なお、切削速度を増加させることは、単な
る加工条件のソフト変更で対応できるので、新たなハー
ドが不要である。また、切削幅を減少させると、切削屑
が減少して折れ易くなるため、ワーク等への切屑の巻き
込みを防ぐことができ、更に切屑が小さくなるので、取
扱い易くなる。また、切込量を減少させると、切屑が薄
くなり折れ易くなるため、ワーク等への切屑の巻き込み
を防止できる。また、刃のすくい角を増大させると、切
屑がカールし易くなり、折れ易くなるため、ワーク等へ
の切屑の巻き込みを防ぐことができ、更に切屑が小さく
なるので取扱い易くなる。更に、上記第6の発明の構成
によるターンブローチ加工装置によると、上述のターン
ブローチ加工方法が自動的に実施されることになり、び
びりを発生させないで加工を続けることができる。
Since increasing the cutting speed can be dealt with by simply changing the processing condition software, new hardware is not required. Further, if the cutting width is reduced, the amount of cutting chips is reduced and the chips are easily broken. Therefore, it is possible to prevent the chips from being caught in the work or the like, and the chips are further reduced, which facilitates handling. Further, when the cutting amount is reduced, the chips are thinned and easily broken, so that the chips can be prevented from being caught in the work or the like. Further, when the rake angle of the blade is increased, the chips are easily curled and easily broken, so that the chips can be prevented from being caught in the work or the like, and the chips are further reduced, which facilitates the handling. Furthermore, according to the turn broaching device having the configuration of the sixth aspect of the present invention, the above-mentioned turn broaching method is automatically carried out, and the processing can be continued without causing chattering.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本願の発明の実施例を図1〜図39を
参照して説明する。図1は、本発明のターンブローチ加
工の切削モデルを示す。このため、上述の式(1) が本発
明のターンブローチ加工に適用される。図2は、本発明
の第1実施例のターンブローチ盤の正面の概略を示し、
図3は、このターンブローチ盤の右側面の概略を示す。
図2及び図3において、ブローチホルダ兼Z軸テーブル
21、X軸テーブル22及びY軸テーブル23がそれぞ
れの方向に移動可能にベッド29上に配設されている。
ブローチホルダ兼Z軸テーブル21は、ブローチ20を
保持し、Z軸サーボモータ21a及びZ軸ボールネジ2
1bによりZ軸方向に移動可能であり、ワーク26の切
削1回につき1回往復運動する。X軸テーブル22は、
X軸サーボモータ22a及びX軸ボールネジ22bによ
りX軸方向に移動可能であり、ワーク26の切削場所を
変えることができる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cutting model of turn broaching according to the present invention. Therefore, the above formula (1) is applied to the turn broaching process of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view of the turn broaching machine according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 3 schematically shows the right side surface of the turn broaching machine.
2 and 3, a broach holder / Z-axis table 21, an X-axis table 22 and a Y-axis table 23 are disposed on a bed 29 so as to be movable in their respective directions.
The broach holder / Z-axis table 21 holds the broach 20, and holds the Z-axis servomotor 21a and the Z-axis ball screw 2
It can be moved in the Z-axis direction by 1b, and reciprocates once for each cutting of the work 26. The X-axis table 22
It can be moved in the X-axis direction by the X-axis servo motor 22a and the X-axis ball screw 22b, and the cutting place of the work 26 can be changed.

【0012】更に、Y軸テーブル23は、Y軸サーボモ
ータ23a及びY軸ボールネジ23bによりY軸方向
(切り込み方向)に移動可能である。ワーク(カムシャ
フト、クランクシャフト等)26は、チャック24bと
テールストック24cにより回転可能に固定される。主
軸モータ24の回転力は、減速機24aにより減速され
て、チャック24b及びテールストック24cに支持さ
れたワーク26を回転させる。ブローチホルダ兼Z軸テ
ーブル21のセンサ出力が制御回路27に印加され、制
御回路27はNCコントローラ28を制御する。更に、
NCコントローラ28は、Z軸サーボモータ21a、X
軸サーボモータ22a、Y軸サーボモータ23a及び主
軸モータ24を数値制御(NC制御)する。
Further, the Y-axis table 23 can be moved in the Y-axis direction (cutting direction) by a Y-axis servomotor 23a and a Y-axis ball screw 23b. The work (camshaft, crankshaft, etc.) 26 is rotatably fixed by a chuck 24b and a tailstock 24c. The rotational force of the spindle motor 24 is reduced by the speed reducer 24a to rotate the work 26 supported by the chuck 24b and the tail stock 24c. The sensor output of the broach holder / Z-axis table 21 is applied to the control circuit 27, and the control circuit 27 controls the NC controller 28. Furthermore,
The NC controller 28 uses the Z-axis servomotors 21a, X
The axis servo motor 22a, the Y axis servo motor 23a, and the spindle motor 24 are numerically controlled (NC control).

【0013】以上の構成によって、主軸モータ24がワ
ーク26を回転させると、NCコントローラ28がX軸
サーボモータ22a及びY軸サーボモータ23aを制御
して、X軸テーブル22及びY軸テーブル23を移動さ
せることにより、ワーク26を所定の位置に移動させ
る。その後、NCコントローラ28がZ軸サーボモータ
21aを制御してブローチホルダ兼Z軸テーブル21を
下降させることにより、ブローチ20を下降させてワー
ク26の切削を開始する。ブローチ20がワーク26を
切削しつつ通過し終わると、切削が終了する。このと
き、ブローチ(刃としてのチップを有する)20にびび
りが発生した場合には、図示しないびびりセンサの出力
(図7参照)が制御回路27に印加される。
With the above construction, when the spindle motor 24 rotates the workpiece 26, the NC controller 28 controls the X-axis servo motor 22a and the Y-axis servo motor 23a to move the X-axis table 22 and the Y-axis table 23. By doing so, the work 26 is moved to a predetermined position. After that, the NC controller 28 controls the Z-axis servomotor 21a to lower the broach holder / Z-axis table 21 to lower the broach 20 and start cutting the workpiece 26. When the broach 20 finishes passing the workpiece 26 while cutting it, the cutting is finished. At this time, when chatter occurs in the broach (having a tip as a blade) 20, the output of the chatter sensor (not shown) (see FIG. 7) is applied to the control circuit 27.

【0014】図4は、本発明の第2実施例のロータリー
カット式ターンブローチ盤の正面の概略を示し、図5
は、このロータリーカット式ターンブローチ盤の右側面
の概略を示す。図4及び図5において、ブローチホルダ
31、Y軸テーブル32及びX軸テーブル33がベッド
38上に回転または移動可能に配設されている。ブロー
チホルダ31は、ブローチ30を保持し、C軸電動モー
タ31aによりC軸31bを介してC軸回転方向に回転
する。Y軸テーブル32は、Y軸サーボモータ32a及
びY軸ボールネジ32bによりY軸方向に移動可能であ
る。X軸テーブル33は、X軸サーボモータ33a及び
X軸ボールねじ33bによりX軸方向に移動可能であ
る。主軸モータ34の回転出力は、減速機34aで減速
されて、チャック34b及びテールストック34cで支
えられたワーク35を回転させる。ブローチ30の図示
しないびびりセンサーの出力は、制御回路36に印加さ
れ、制御回路36はNCコントローラ37を制御する。
更に、NCコントローラ37は、C軸電動モータ31
a、Y軸サーボモータ32a、X軸サーボモータ33a
及び主軸モータ34を数値制御する。
FIG. 4 shows a schematic front view of a rotary cut type turn broaching machine according to a second embodiment of the present invention.
Shows an outline of the right side surface of this rotary cut type turn broaching machine. 4 and 5, a broach holder 31, a Y-axis table 32, and an X-axis table 33 are rotatably or movably arranged on a bed 38. The broach holder 31 holds the broach 30 and is rotated by the C-axis electric motor 31a in the C-axis rotation direction via the C-axis 31b. The Y-axis table 32 can be moved in the Y-axis direction by a Y-axis servo motor 32a and a Y-axis ball screw 32b. The X-axis table 33 can be moved in the X-axis direction by an X-axis servomotor 33a and an X-axis ball screw 33b. The rotation output of the spindle motor 34 is decelerated by the speed reducer 34a to rotate the work 35 supported by the chuck 34b and the tail stock 34c. The output of the chatter sensor (not shown) of the broach 30 is applied to the control circuit 36, and the control circuit 36 controls the NC controller 37.
Furthermore, the NC controller 37 uses the C-axis electric motor 31.
a, Y-axis servo motor 32a, X-axis servo motor 33a
Also, the spindle motor 34 is numerically controlled.

【0015】以上の構成によって、主軸モータ34がワ
ーク35を回転させると、NCコントローラ37がY軸
サーボモータ32a及びX軸サーボモータ33aを制御
することによって、Y軸テーブル32及びX軸テーブル
33が移動するので、ブローチ30が所定の切削位置ま
で移動する。その後、NCコントローラ37がC軸電動
モータ31aを制御することによって、ブローチ30が
回転してワーク35を切削する。このとき、びびりが発
生すると、びびりセンサーがびびりを検知して、その検
出結果を制御回路36に印加する。
With the above configuration, when the spindle motor 34 rotates the work 35, the NC controller 37 controls the Y-axis servo motor 32a and the X-axis servo motor 33a so that the Y-axis table 32 and the X-axis table 33 are moved. Since it moves, the broach 30 moves to a predetermined cutting position. After that, the NC controller 37 controls the C-axis electric motor 31a to rotate the broach 30 and cut the work 35. At this time, when chatter occurs, the chatter sensor detects the chatter and applies the detection result to the control circuit 36.

【0016】図6は、上述の各実施例の切削抵抗等を説
明している。図6(a)は切削における切り屑生成を模
式的に示し、図6(b)は2次元切削模型を示す。図6
(a)において、チップ41がA−Bせん断面でワーク
42を切削している。なお、41aはチップ41の刃
先、42aは切り屑である。図6(b)において、チッ
プ43がワーク44を切削し、切り屑44aが生じてい
る。なお、43aはチップ43の刃先である。また、h
は切込み、φはせん断角、γはすくい角、Rは切削抵抗
を示すベクトル、ωは切削抵抗の方向とせん断面とのな
す角である。この場合の切削抵抗Rは R=(bhτS )/(sinφ・cosω)──(2) ただし φ=φ0 +K2 γ−A/(Vh)1/2 ──(3) となることが知られている(機械工学体系36,切削加
工論,S53,11,20初版)。なお、bは切削幅、
Vは切削速度であり、τS 、φ0 、K2 、Aは定数であ
る。
FIG. 6 illustrates the cutting resistance and the like of each of the above embodiments. FIG. 6A schematically shows generation of chips in cutting, and FIG. 6B shows a two-dimensional cutting model. Figure 6
In (a), the chip 41 cuts the work 42 along the AB shear plane. Incidentally, 41a is a cutting edge of the chip 41, and 42a is a chip. In FIG. 6B, the chip 43 cuts the work 44, and chips 44a are generated. Incidentally, 43a is a cutting edge of the tip 43. Also, h
Is a cut, φ is a shear angle, γ is a rake angle, R is a vector indicating cutting resistance, and ω is an angle formed by the direction of cutting resistance and a shear plane. The cutting resistance R in this case is R = (bhτ S ) / (sin φ · cos ω) ── (2) However, φ = φ 0 + K 2 γ-A / (Vh) 1/2 ── (3) Known (mechanical engineering system 36, cutting theory, S53, 11, 20 first edition). In addition, b is the cutting width,
V is a cutting speed, and τ S , φ 0 , K 2 , and A are constants.

【0017】式(2)、(3)によって、切削抵抗Rを
小さくするには、Vまたはγを大きくするか、bまたは
hを小さくすればよい。この場合、Vを増加させること
は、単なる加工条件のソフト変更で対応できるので、新
たなハードが不要である。また、bを減少させると、切
削屑が減少して折れ易くなるため、ワーク等への切屑の
巻き込みを防ぐことができる。更に切屑が小さくなるの
で、取扱い易くなる。また、hを減少させると、切屑が
薄くなり折れ易くなるため、ワーク等への切屑の巻き込
みを防止できる。また、γを増大させると、切屑がカー
ルし易くなり、折れ易くなるため、ワーク等への切屑の
巻き込みを防ぐことができ、更に切屑が小さくなるので
取扱い易くなる。
To reduce the cutting resistance R according to the equations (2) and (3), V or γ may be increased or b or h may be decreased. In this case, increasing V can be dealt with by simply changing the software of the processing conditions, so that new hardware is not required. Further, if b is decreased, the cutting chips are reduced and the chips are easily broken, so that the chips can be prevented from being caught in the work or the like. Further, since the chips are smaller, it becomes easier to handle. Further, when h is reduced, the chips are thinned and easily broken, so that the chips can be prevented from being caught in the work or the like. Further, when γ is increased, the chips are easily curled and easily broken, so that the chips can be prevented from being caught in the work or the like, and the chips are further reduced, so that the chips can be easily handled.

【0018】図7は、びびりを抑制する具体的制御方法
を示す。図7において、切削抵抗検出部51は、センサ
51aとアンプ51bとからなる。センサ51aは、チ
ップによってワークを切削加工中に常時切削抵抗を検出
する。なお、後述する図8〜図10は、このセンサ51
aの取り付け方法を示す。制御回路部52は、フィルタ
52a、びびり判定演算器52b、切削条件決定演算器
52c及びゲート52dからなる。フィルタ52aは、
ローパスフィルタとハイパスフィルタからなる。ローパ
スフィルタはアンプ51bから出力される切削抵抗の静
成分RS (ほぼ平均の切削抵抗)を通過させ、一方、ハ
イパスフィルタは前記切削抵抗の動成分RV (機械の振
動等により発生する切削抵抗の高周波成分)を通過させ
る。びびり判定演算器52bは、前記動成分RV を受け
取って所定レベル(予め定められたびびりレベル)以上
かどうか判定し、前記動成分RV が前記所定レベルを越
えたときに、びびりが発生していると判定する。
FIG. 7 shows a specific control method for suppressing chatter. In FIG. 7, the cutting resistance detection unit 51 includes a sensor 51a and an amplifier 51b. The sensor 51a constantly detects cutting resistance during cutting of the work by the chip. It should be noted that this sensor 51 is shown in FIGS.
The attachment method of a is shown. The control circuit unit 52 includes a filter 52a, a chatter determination calculator 52b, a cutting condition determination calculator 52c, and a gate 52d. The filter 52a is
It consists of a low pass filter and a high pass filter. The low-pass filter allows the static component R S (almost average cutting resistance) of the cutting resistance output from the amplifier 51b to pass through, while the high-pass filter uses the dynamic component R V of the cutting resistance (cutting resistance generated by machine vibration or the like). High frequency component of) is passed. The chatter determination calculator 52b receives the dynamic component R V and determines whether it is equal to or higher than a predetermined level (predetermined chatter level). When the dynamic component R V exceeds the predetermined level, chatter occurs. It is determined that

【0019】切削条件決定演算器52cは、一つのチッ
プによる切削加工中の適当な時間、切削抵抗の実測値と
して前記静成分RS を記憶する。同時にNC部53より
チップの通過完了(加工完了)信号及びその際の切削条
件を受け取り記憶する。その後記憶完了信号をNC部5
3へ送る。次に、前記静成分RS のときの前記切削条
件、即ち、上述の式(2)、(3)における切削条件
(V、b、h、γ)と前記静成分Rとの関数として定数
Kを算出する。即ち、Kは K=f(RS 、V、b、h、γ)──(4) である。なお、この解析手法については後で詳しく説明
する。次に、びびり判定演算器52bからびびり発生の
判定結果を受け取ったときは、びびりを抑制するために
前記算出した定数Kを使用して前記静成分RS を小さく
するような切削条件を計算し、この計算された切削条件
を上述の記憶ずみの切削条件と入れ換えて記憶する。ゲ
ート52dは、前記計算された切削条件を受け取ってN
C部53へ送る。
The cutting condition determination calculator 52c stores the static component R S as an actual measurement value of the cutting resistance for an appropriate time during cutting by one chip. At the same time, the chip passing completion (processing completion) signal and the cutting condition at that time are received from the NC unit 53 and stored. After that, the storage completion signal is sent to the NC unit 5
Send to 3. Next, a constant K as a function of the cutting conditions for the static component R S , that is, the cutting conditions (V, b, h, γ) in the above equations (2) and (3) and the static component R. To calculate. That is, K is K = f (R S , V, b, h, γ)-(4). Note that this analysis method will be described in detail later. Next, when a chattering determination result is received from the chatter determining calculator 52b, a cutting condition for reducing the static component R S is calculated using the calculated constant K in order to suppress chattering. The calculated cutting conditions are replaced with the previously stored cutting conditions and stored. The gate 52d receives the calculated cutting conditions and N
Send to C section 53.

【0020】NC部53は、NCプログラムに従ってワ
ークとブローチの一般的な位置決め制御及び受け取った
切削条件にしたがったワークの切削をする。更に、ゲー
ト52dより切削条件を受け取ったときは、切削条件を
順次受け取った値に変更する。このとき、切削条件の変
更が完了してから、次のNC指令をターンブローチ盤へ
出力する。また、NC部53は、一つのチップが通過完
了する毎にチップ通過完了信号とそのチップによる切削
条件とを切削条件決定演算器52cへ出力し、切削条件
決定演算器52cから記憶完了信号を受信する。なお、
NCプログラム作成時に、加工工具のチップの取付位置
とワークの寸法とがわかっているので、どの位置である
いは何時チップが通過完了するか計算できる。このた
め、NCプログラムにチップの通過完了をしらせるコマ
ンド等の工夫を仕組んでおくことによりチップの通過完
了時を認識できる。このようにして、NC部53は、ゲ
ート52dより切削条件の送信があるかどうかをチェッ
クし、切削条件の送信があれば、切削条件を受信して記
憶し、記憶した切削条件を取り出してNCプログラム中
の切削条件を前記記憶した値に変更し、再度ターンブロ
ーチ盤の制御をする。
The NC section 53 performs general positioning control of the work and the broach according to the NC program and cuts the work according to the received cutting conditions. Further, when the cutting condition is received from the gate 52d, the cutting condition is changed to the sequentially received value. At this time, after the change of the cutting conditions is completed, the next NC command is output to the turn broaching machine. Also, the NC unit 53 outputs a chip passage completion signal and a cutting condition by the chip to the cutting condition determination calculator 52c every time one chip has completed passage, and receives a storage completion signal from the cutting condition determination calculator 52c. To do. In addition,
At the time of creating the NC program, since the mounting position of the tip of the machining tool and the size of the work are known, it is possible to calculate at which position or when the passage of the tip is completed. Therefore, when the NC program is devised such as a command for instructing the completion of passing the chip, it is possible to recognize when the passing of the chip is completed. In this way, the NC unit 53 checks whether or not the cutting conditions are transmitted from the gate 52d, and if the cutting conditions are transmitted, the cutting conditions are received and stored, and the stored cutting conditions are retrieved to NC. The cutting conditions in the program are changed to the stored values, and the turn broaching machine is controlled again.

【0021】また、ゲート52dから切削条件の送信が
ないときは、送信待ちになる。このため、次のチップの
切削加工開始前に加工条件を設定することができる。図
8は、リニアカット式ブローチへのセンサ(ロードセ
ル、工具動力計、図38参照)の取り付け方法を示す。
図8(a)は各チップにセンサを取り付ける場合であ
り、図8(b)はブローチホルダーにセンサを取り付け
る場合である。図8(a)に示すブローチ61では、チ
ップ61a〜61dがセンサ62a〜62hを介してホ
ルダー61eに取り付けられている。即ち、送り方向セ
ンサ62a〜62dが、チップ61a〜61dの図示上
端とホルダー61eとの間に取り付けられ、切り込み方
向センサ62e〜62hがチップ61a〜61dの図示
右端とホルダー61eとの間に取り付けられている。こ
のため、前記各送り方向センサ62a〜62dの出力と
前記各切り込み方向センサ62e〜62hの出力の合成
出力から前記各チップ毎に切削抵抗を検出することがで
きる。
When the cutting condition is not transmitted from the gate 52d, the transmission waits. Therefore, the processing conditions can be set before the start of the next chip cutting process. FIG. 8 shows a method of attaching a sensor (load cell, tool dynamometer, see FIG. 38) to the linear cut broach.
FIG. 8A shows the case where the sensor is attached to each chip, and FIG. 8B shows the case where the sensor is attached to the broach holder. In the broach 61 shown in FIG. 8A, the chips 61a to 61d are attached to the holder 61e via the sensors 62a to 62h. That is, the feed direction sensors 62a to 62d are attached between the illustrated upper ends of the chips 61a to 61d and the holder 61e, and the cutting direction sensors 62e to 62h are attached between the illustrated right ends of the chips 61a to 61d and the holder 61e. ing. Therefore, the cutting resistance can be detected for each chip from the combined output of the outputs of the feed direction sensors 62a to 62d and the outputs of the cut direction sensors 62e to 62h.

【0022】図8(b)に示すブローチ63では、チッ
プ63a〜63dがホルダー63eに取り付けられてい
る。更に、ホルダー63eの図示上端が送り方向センサ
64aを介してフレーム63fに固定され、ホルダー6
3eの図示右端が切り込み方向センサ64bを介してフ
レーム63fに固定されている。このようにして、送り
方向センサ64aの出力と切り込み方向センサ64bの
出力との合成出力からブローチ63に加えられる切削抵
抗を算出することができる。
In the broach 63 shown in FIG. 8B, the chips 63a to 63d are attached to a holder 63e. Furthermore, the illustrated upper end of the holder 63e is fixed to the frame 63f via the feed direction sensor 64a, and the holder 6e
The right end of 3e in the figure is fixed to the frame 63f via a cutting direction sensor 64b. In this way, the cutting resistance applied to the broach 63 can be calculated from the combined output of the output of the feed direction sensor 64a and the output of the cutting direction sensor 64b.

【0023】図9はロータリーカット式ブローチへのセ
ンサ(ロードセル、工具動力計)の取り付け状態の正面
を示し、図10はこの取り付け状態の側面を示す。図9
及び図10に示すロータリーカット式ブローチ65にお
いて、チップ65a〜65dが送り方向センサ66a〜
66d及び切り込み方向センサ66e〜66hを介して
ホルダー65eに所定間隔で取り付けられている。ホル
ダー65eは、回転軸65fを回転中心として矢印65
gに示す回転方向に回転する。なお、送り方向センサ6
6a〜66dは各チップ65a〜65dの回転方向の圧
力を検出するように配置され、切り込み方向センサ66
e〜66hは各チップ65a〜65dに作用する半径方
向(ホルダー65eの半径方向)の圧力を検知するよう
に配置されている。ワーク67は、回転中心67aのま
わりに矢印67b方向に回転するように配置され、各チ
ップ65a〜65dにより断続切削される。
FIG. 9 shows the front of the sensor (load cell, tool dynamometer) mounted on the rotary cut broach, and FIG. 10 shows the side of this mounted state. Figure 9
Further, in the rotary cut type broach 65 shown in FIG. 10, the tips 65a to 65d are the feed direction sensors 66a to 66d.
The holders 65e are attached to the holder 65e at predetermined intervals via 66d and cutting direction sensors 66e to 66h. The holder 65e has an arrow 65 around the rotation shaft 65f as a rotation center.
It rotates in the rotation direction indicated by g. The feed direction sensor 6
6a to 66d are arranged so as to detect the pressure in the rotating direction of the chips 65a to 65d, and the cutting direction sensor 66
e to 66h are arranged to detect the pressure acting on each of the chips 65a to 65d in the radial direction (the radial direction of the holder 65e). The work 67 is arranged so as to rotate in the direction of the arrow 67b around the rotation center 67a, and is intermittently cut by the chips 65a to 65d.

【0024】なお、前記各センサ62a〜62h、66
a〜66hの代わりに加速度ピックアップ(加速度計、
図39参照)を用いて切削抵抗を検出することができ
る。図11はリニアカット式ブローチの場合の正面を示
し、図12はこの場合の側面を示す。図11及び図12
に示すリニアカット式ブローチ68において、チップ6
8a〜68fがホルダー68gに一定間隔で取り付けら
れている。更に、加速度ピックアップ68hがホルダー
68gの上端に取り付けられている。なお、矢印68i
はブローチ68の送り方向である。ワーク69は、回転
中心69aにて矢印69bに示す回転方向に回転し、チ
ップ68a〜68fにより断続切削される。
The sensors 62a to 62h and 66 are used.
Accelerometer (accelerometer,
The cutting resistance can be detected using (see FIG. 39). FIG. 11 shows the front in the case of a linear cut broach, and FIG. 12 shows the side in this case. 11 and 12
In the linear cut type brooch 68 shown in FIG.
8a to 68f are attached to the holder 68g at regular intervals. Further, an acceleration pickup 68h is attached to the upper end of the holder 68g. Note that arrow 68i
Is the feeding direction of the brooch 68. The workpiece 69 rotates in the rotation direction indicated by the arrow 69b at the rotation center 69a and is intermittently cut by the tips 68a to 68f.

【0025】図13はロータリーカット式ブローチの場
合の正面を示し、図14はこの場合の側面を示す。図1
3及び図14に示すロータリーカット式ブローチ70に
おいて、チップ70a〜70dが一定間隔でホルダー7
0eに取り付けられている。更に、2軸加速度ピックア
ップ70fがホルダー70eの回転中心に固定されてい
る。なお、矢印70gはホルダー70eのc軸回転方向
を示し、矢印70hはY軸方向を示す。ワーク71は回
転中心71aにて矢印71bに示す回転方向に回転し、
チップ70a〜70dにより断続切削される。
FIG. 13 shows the front face in the case of a rotary cut broach, and FIG. 14 shows the side face in this case. Figure 1
In the rotary cut type broach 70 shown in FIG. 3 and FIG. 14, the chips 70a to 70d are arranged in the holder 7 at regular intervals.
0e is attached. Further, the biaxial acceleration pickup 70f is fixed to the rotation center of the holder 70e. The arrow 70g indicates the c-axis rotation direction of the holder 70e, and the arrow 70h indicates the Y-axis direction. The work 71 rotates about the rotation center 71a in the rotation direction indicated by the arrow 71b,
It is intermittently cut by the chips 70a to 70d.

【0026】図15は切削抵抗検出部51(図7参照)
のフローチャートを示す。図15において、ステップS
1にて、切削抵抗を検出する。次に、ステップS2に
て、検出した切削抵抗を制御回路部52(図7参照)に
送る。更に、チップ毎に切削抵抗を検出する場合は、ス
テップS1に戻って次のチップの切削抵抗を検出する。
FIG. 15 shows a cutting resistance detector 51 (see FIG. 7).
The flowchart of is shown. In FIG. 15, step S
At 1, the cutting resistance is detected. Next, in step S2, the detected cutting resistance is sent to the control circuit unit 52 (see FIG. 7). Further, when the cutting resistance is detected for each chip, the process returns to step S1 and the cutting resistance of the next chip is detected.

【0027】図16は前記制御回路部52のフローチャ
ートを示す。図16において、先ずステップS3にて、
前記切削抵抗検出部52から切削抵抗入力を受ける。そ
の後、ステップS4に進む。ステップS4では、切削抵
抗を静成分RS と動成分RV に分離する。その後、ステ
ップS5へ進む。ステップS5では、静成分RS 及び動
成分RV を記憶する。その後、ステップS6へ進む。ス
テップS6では、チップによるワークの加工完了信号が
有ることについて、YESまたはNOの判別をする。判
別結果がYESであれば、ステップS7へ進む。一方、
判別結果がNOであれば、加工途中であるので、後述す
るステップS7〜9が不要となるため、ステップS10
へ進む。
FIG. 16 shows a flow chart of the control circuit section 52. In FIG. 16, first in step S3,
A cutting resistance input is received from the cutting resistance detector 52. Then, it progresses to step S4. In step S4, the cutting resistance is separated into a static component R S and a dynamic component R V. Then, it progresses to step S5. In step S5, the static component R S and the moving component R V are stored. Then, it progresses to step S6. In step S6, YES or NO is determined regarding the presence of the machining completion signal of the workpiece by the chip. If the determination result is YES, the process proceeds to step S7. on the other hand,
If the determination result is NO, it means that the process is in process and steps S7 to 9 to be described later are unnecessary, so step S10
Go to.

【0028】ステップS7では、前記加工完了チップの
切削条件を記憶する。その後、ステップS8へ進む。ス
テップS8では、記憶完了信号をNCへ送る。その後、
ステップS9へ進む。ステップS9では、定数K(図7
参照)の決定をする。その後、ステップS10へ進む。
ステップS10では、びびり発生の有無を判別する。判
別結果がYESであればステップS11へ進む。一方、
判別結果がNOであれば、ステップS13へ進む。ステ
ップS11では、前記定数Kに基づいて切削条件の計算
をする。その後、ステップS12へ進む。ステップS1
2では、再度計算された切削条件を記憶する。その後、
ステップS13へ進む。ステップS13では、切削条件
をNCへ送る。その後、ステップS3へ戻り、次の切削
抵抗入力を受ける。
In step S7, the cutting conditions for the machining-completed chip are stored. Then, it progresses to step S8. In step S8, a storage completion signal is sent to NC. afterwards,
Go to step S9. In step S9, the constant K (see FIG.
See). Then, it progresses to step S10.
In step S10, it is determined whether chatter has occurred. If the determination result is YES, the process proceeds to step S11. on the other hand,
If the determination result is NO, the process proceeds to step S13. In step S11, the cutting conditions are calculated based on the constant K. Then, it progresses to step S12. Step S1
In step 2, the recalculated cutting conditions are stored. afterwards,
Go to step S13. In step S13, the cutting conditions are sent to NC. Then, it returns to step S3 and receives the next cutting resistance input.

【0029】図17はNC部53のフローチャートを示
す。図17において、先ず、ステップS14では、加工
機(ターンブローチ盤)の制御をする。その後、ステッ
プS15へ進む。ステップS15では、チップによるワ
ーク加工完了の判別をする。判別結果がYESであれ
ば、ステップS16へ進む。一方、判別結果がNOであ
れば、ステップS14へ戻る。ステップS16では、チ
ップ加工完了信号を前記制御回路部52へ送る。その
後、ステップS17へ進む。ステップS17では、加工
完了チップの切削条件を前記制御回路部52へ送る。そ
の後、ステップS18へ進む。
FIG. 17 shows a flowchart of the NC unit 53. In FIG. 17, first, in step S14, the processing machine (turn broaching machine) is controlled. Then, it progresses to step S15. In step S15, it is determined whether or not the machining of the work by the chip is completed. If the determination result is YES, the process proceeds to step S16. On the other hand, if the determination result is NO, the process returns to step S14. In step S16, a chip processing completion signal is sent to the control circuit unit 52. Then, it progresses to step S17. In step S17, the cutting conditions for the processed chip are sent to the control circuit unit 52. Then, it progresses to step S18.

【0030】ステップS18では、前記制御回路部52
からの記憶完了信号が有ることについて、YESまたは
NOの判別をする。判別結果がYESであれば、ステッ
プS19へ進む。一方、判別結果がNOであれば、ステ
ップS18を繰り返す。ステップS19では、ゲート5
2d(図7参照)から切削条件の入力があることについ
て、YESまたはNOの判別をする。判別結果がYES
であれば、ステップS20へ進む。一方、判別結果がN
Oであれば、ステップS19を繰り返す。ステップS2
0では、切削条件を受信する。その後に、ステップS2
1へ進む。ステップS21では、切削条件を記憶しなお
す。その後に、ステップS22へ進む。ステップS22
では、NCプログラムの切削条件をステップS12にて
記憶した値に変更する。その後、ステップS14へ戻
り、次の加工機制御をする。
In step S18, the control circuit section 52 is
The determination of YES or NO is made for the presence of the storage completion signal from. If the determination result is YES, the process proceeds to step S19. On the other hand, if the determination result is NO, step S18 is repeated. In step S19, the gate 5
Whether or not the cutting condition is input from 2d (see FIG. 7) is determined as YES or NO. The determination result is YES
If so, the process proceeds to step S20. On the other hand, the determination result is N
If it is O, step S19 is repeated. Step S2
At 0, the cutting condition is received. After that, step S2
Go to 1. In step S21, the cutting conditions are stored again. Then, it progresses to step S22. Step S22
Then, the cutting conditions of the NC program are changed to the values stored in step S12. After that, the process returns to step S14 and the next processing machine control is performed.

【0031】びびりを抑制するために切削抵抗Rを小さ
くする場合、上述のように式(2)、(3)により切削
速度Vを大きくすればよいことがわかる。前記φ0 、k
2 、A、τS は、ワークによって決まる定数であり、
b、h、γは作業者が決めるものである。また、Vは最
初に切削条件として設定するものであり、これらは前も
って切削条件決定演算器52c(図7参照)に記憶され
ている。ω(図6参照)は最初のチップの加工中の切削
抵抗の静成分Rs と他の前もって記憶しておいた定数と
から求めることができる。これにより、全ての定数が決
まり、前記RS とVとの関係が求められる。
It is understood that when the cutting resistance R is reduced in order to suppress chatter, the cutting speed V should be increased by the equations (2) and (3) as described above. Φ 0 , k
2 , A, τ S are constants determined by the work,
b, h, and γ are determined by the operator. Further, V is initially set as a cutting condition, and these are stored in advance in the cutting condition determination calculator 52c (see FIG. 7). ω (see FIG. 6) can be obtained from the static component R s of the cutting resistance during the machining of the first chip and other constants stored in advance. Thus, it determines all constants, the relationship between the R S and V are determined.

【0032】図18は、このようにして分析された切削
抵抗の静成分Rs と切削速度Vとの定量的な関係を示
す。図18において、あるチップの切削抵抗がRSOにな
るような切削速度VO で加工中にびびりが発生した場
合、前記切削条件決定演算器52cは、図18の関係に
基づいて、予め決めておいた減少分だけ切削抵抗が小さ
くなった値RS1となるような切削速度V1 を求め、ゲー
ト52d経由でNC部53へ送る(図7参照)。NC部
53はNCプログラムをV1 に再設定して加工を再開す
る。加工機においては、具体的にはチップとワークとの
相対速度が上がる方向にチップの送り速度vとワークの
回転数rとを大きくする。なお、リニアカット式及びロ
ータリーカット式の両方とも同様に行うことができる。
FIG. 18 shows a quantitative relationship between the static component R s of the cutting resistance thus analyzed and the cutting speed V. In FIG. 18, when chatter occurs during machining at a cutting speed V O such that the cutting resistance of a certain chip becomes R SO , the cutting condition determination calculator 52c determines in advance based on the relationship of FIG. The cutting speed V 1 is calculated so that the cutting resistance becomes a value R S1 that is reduced by the reduced amount and sent to the NC unit 53 via the gate 52d (see FIG. 7). The NC unit 53 resets the NC program to V 1 and restarts machining. In the processing machine, specifically, the feed speed v of the chip and the rotation speed r of the work are increased in the direction in which the relative speed between the chip and the work increases. Both the linear cut type and the rotary cut type can be performed in the same manner.

【0033】また、びびりを抑制するために、切削抵抗
Rを小さくする場合、上述のように式(1)、(2)に
よって、切削幅bを小さくすればよいことがわかる。こ
のときの式(2)、(3)の定数の求めかたは、切削速
度Vを求めたときと同様に最初のチップの加工中の切削
抵抗の静成分RS と予め決まる定数とから求める。図1
9は、このようにして求められる前記RS と切削幅bと
の定量的な関係の一例を示す。
Further, in order to reduce the cutting resistance R in order to suppress the chatter, it is understood that the cutting width b should be reduced by the equations (1) and (2) as described above. The constants of the equations (2) and (3) at this time are obtained from the static component R S of the cutting resistance during machining of the first chip and a predetermined constant as in the case of obtaining the cutting speed V. Figure 1
9 shows an example of a quantitative relationship between the R S and the cutting width b thus obtained.

【0034】切削幅bを変える一つの方法は、以下の通
りである。図20は、この場合のブローチを示す。図2
0に示すブローチ72において、チップ72a〜72f
がホルダー72gに一定間隔で取り付けられている。な
お、矢印72hは、ブローチ72の送り方向を示す。ま
た、図21は、この場合に切削幅が変化する様子を示
す。この方法は、ワークの切削すべき長手方向幅が1個
のチップの切削幅の2倍以上ある場合に利用できる。図
20及び図21において、例えばチップ72aでワーク
73(回転中心73a、回転方向73b)を切削中にび
びりが発生しなければ、チップ72bの切削幅はb0
ままで変更しない。同様に72bの切削中にびびりが発
生しなければ72cの切削幅をb0 とする。次に、チッ
プ72cでワークを切削中にびびりが発生すれば、図1
9のグラフに従って予め決めておいた減少分Δb0 だけ
切削抵抗が小さくなった値RS1となるような切削幅b1
を求め、ゲート52d経由でNC部53へ送る(図7参
照)。次に、チップ72dでワークを切削するときは、
切削幅がb1 になるようにX軸でブローチ72の位置を
決める。なお、リニアカット式、ロータリーカット式と
も同様に行うことができる。
One method of changing the cutting width b is as follows. FIG. 20 shows a brooch in this case. Figure 2
In the brooch 72 shown in FIG.
Are attached to the holder 72g at regular intervals. The arrow 72h indicates the feeding direction of the brooch 72. FIG. 21 shows how the cutting width changes in this case. This method can be used when the width of the workpiece in the longitudinal direction to be cut is twice or more the cutting width of one chip. 20 and 21, for example, if chatter does not occur during cutting of the work 73 (rotation center 73a, rotation direction 73b) with the tip 72a, the cutting width of the tip 72b remains unchanged at b 0 . Similarly, if chatter does not occur during cutting of 72b, the cutting width of 72c is set to b 0 . Next, if chattering occurs while cutting the work with the tip 72c,
The cutting width b 1 such that the cutting resistance becomes a value R S1 reduced by a decrease Δb 0 predetermined according to the graph of FIG.
Is sent to the NC unit 53 via the gate 52d (see FIG. 7). Next, when cutting the work with the tip 72d,
The position of the broach 72 is determined on the X axis so that the cutting width becomes b 1 . The linear cut method and the rotary cut method can be performed in the same manner.

【0035】次に、切削方法を変える第2の方法を説明
する。この方法ではプラン角を変える。図22は、リニ
アカット式ブローチにおいてプラン角を変える方法を示
す。図22において、ワーク74(回転中心74a)の
回転方向74bに対するチップ75の角度(プラン角α
1 )を設定すると、りんごの皮を剥くように切削開始端
から帯状に切削される。なお、74cは帯状切り屑であ
る。図23は、図22におけるプラン角(α1)よりも
プラン角(α2)を小さくした場合を示す。図23にお
いては、帯状切り屑74dの幅が前記帯状切り屑74c
の幅より広くなる。このようにしてプラン角の調整によ
って切削幅を変えることができる。図24はプラン角を
変える状態を示す。図24に示すリニアカット式ブロー
チ76において、チップ76a〜76fがホルダー76
eにプラン角を調節可能に取り付けられている。矢印7
6gは、プラン角を調節するときに各チップ76a〜7
6fが回転する方向を示す。なお、ワーク77は、回転
中心77aにて矢印77b方向に回転可能である。
Next, a second method for changing the cutting method will be described. This method changes the plan angle. FIG. 22 shows a method of changing the plan angle in the linear cut broach. In FIG. 22, the angle of the tip 75 with respect to the rotation direction 74b of the workpiece 74 (rotation center 74a) (plan angle α
When 1 ) is set, it is cut into strips from the cutting start edge like peeling apples. In addition, 74c is a band-shaped chip. FIG. 23 shows a case where the plan angle (α2) is smaller than the plan angle (α1) in FIG. In FIG. 23, the width of the band-shaped chips 74d is the band-shaped chips 74c.
Will be wider than. In this way, the cutting width can be changed by adjusting the plan angle. FIG. 24 shows a state in which the plan angle is changed. In the linear cut type broach 76 shown in FIG. 24, the tips 76a to 76f have holders 76a to 76f.
It is attached to e so that the plan angle can be adjusted. Arrow 7
6g is for each tip 76a-7 when adjusting the plan angle.
The direction in which 6f rotates is shown. The work 77 can rotate in the direction of the arrow 77b around the rotation center 77a.

【0036】図25は実際のリニアカット式ブローチの
正面を示し、図26は図25に示すブローチの側面を示
し、図27は図25に示すブローチの底面を示す。図2
5〜図27に示すリニアカット式ブローチ80におい
て、フレーム81に一対のラック82a、82bがその
長手方向に移動可能に取り付けられている。回転軸83
a〜83gは、ベアリング84a〜84gにより回転可
能にフレーム81に取り付けられている。ピニオン85
a〜85gは回転軸83a〜83gの側面に固定され、
一対のラック82a、82bとかみ合っている。チップ
86a〜86fは止めねじ87a〜87fにより回転軸
83a〜83fに固定されている。エンコーダ付きサー
ボモータ88は、フレーム81に固定され、その回転出
力軸88aは回転軸83gに固定されている。
FIG. 25 shows the front of an actual linear cut broach, FIG. 26 shows the side of the broach shown in FIG. 25, and FIG. 27 shows the bottom of the broach shown in FIG. Figure 2
In the linear cut broach 80 shown in FIGS. 5 to 27, a pair of racks 82a and 82b are attached to a frame 81 so as to be movable in the longitudinal direction. Rotating shaft 83
The a to 83g are rotatably attached to the frame 81 by bearings 84a to 84g. Pinion 85
a to 85g are fixed to the side surfaces of the rotating shafts 83a to 83g,
It meshes with the pair of racks 82a and 82b. The tips 86a to 86f are fixed to the rotating shafts 83a to 83f by set screws 87a to 87f. The encoder-servo motor 88 is fixed to the frame 81, and its rotation output shaft 88a is fixed to the rotation shaft 83g.

【0037】このため、サーボモータ88の回転出力軸
88aが所定の入力信号(NC制御装置によって切削幅
をプラン角に変換した値)により回転すると、回転軸8
3gが回転し、同時にピニオン85gが回転し、一対の
ラック82a、82bがその長手方向に移動する。この
ため、同時にピニオン85a〜85fが回転するので、
回転軸83a〜83fが回転し、この回転軸83a〜8
3fに固定されているチップ86a〜86fが回転し、
プラン角が変化する。なお、プラン角を変えるのに、ブ
ローチが固定された主軸を傾け、ブローチの各チップが
ワークの同じ場所を通るようにX軸とZ軸とを同時2軸
制御してもよい。また、ロータリーカット式ブローチも
同様に制御してプラン角を調節することができる。
Therefore, when the rotation output shaft 88a of the servomotor 88 is rotated by a predetermined input signal (a value obtained by converting the cutting width into a plan angle by the NC control device), the rotation shaft 8a is rotated.
3g rotates, the pinion 85g rotates simultaneously, and a pair of racks 82a and 82b move to the longitudinal direction. Therefore, since the pinions 85a to 85f rotate at the same time,
The rotating shafts 83a to 83f rotate, and the rotating shafts 83a to 8f
The chips 86a to 86f fixed to 3f rotate,
The plan angle changes. In order to change the plan angle, the main shaft to which the broach is fixed may be tilted, and the X-axis and the Z-axis may be simultaneously controlled in two axes so that each chip of the broach passes through the same place of the work. The plan angle can be adjusted by controlling the rotary cut broach in the same manner.

【0038】更に、びびりを制御するために切削抵抗を
小さくするには、上述の式(2)、(3)により1個の
チップの最大切込量hを小さくすればよいことがわか
る。このとき、式(2)、(3)の定数の求め方は、切
削速度Vのときと同様に最初のチップによる切削中の切
削抵抗の静成分RS と予め決まる定数とから求める。図
28は、このようにして解析される切削抵抗の静成分R
S と最大切込量hとの定量的関係の一例を示す。ここ
で、あるチップの切削抵抗の静成分がRS0になるよう
に、1個のチップの最大切込量h0 で切削中にびびりが
発生した場合、切削条件決定演算器52c(図7参照)
は、図28のR−h関係に基づいて、予め決めておいた
低下量分だけ下がった切削抵抗の静成分RS1となるよう
な切り込みh1 を求める。更に、この切り込みh1 をゲ
ート52d経由でNC部53へ送り、1個のチップの最
大切り込み量がh1 になるように、Y軸でブローチの位
置を決める。この方法は、リニアカット式及びロータリ
ーカット式の両方において行うことができる。
Further, in order to reduce the cutting resistance in order to control chatter, it is understood that the maximum cutting amount h of one chip should be reduced by the above equations (2) and (3). At this time, the constants of the equations (2) and (3) are obtained from the static component R S of the cutting resistance during cutting by the first tip and a constant determined in advance, as in the case of the cutting speed V. FIG. 28 shows the static component R of the cutting resistance analyzed in this way.
An example of a quantitative relationship between S and the maximum cutting depth h will be shown. Here, when chattering occurs during cutting with the maximum cutting amount h 0 of one chip so that the static component of the cutting resistance of a certain chip becomes R S0 , the cutting condition determination calculator 52c (see FIG. 7). )
Is based on the R-h relationship in FIG. 28, the notch h 1 is determined so that the static component R S1 of the cutting resistance is reduced by a predetermined reduction amount. Further, this cut h 1 is sent to the NC unit 53 via the gate 52d, and the position of the broach is determined by the Y-axis so that the maximum cut amount of one chip becomes h 1 . This method can be performed in both the linear cut type and the rotary cut type.

【0039】図30は、Y軸送り量が一定の場合の実際
の切り込み量hを示す。更に、図31は、Y軸送り量を
段階的に小さくした場合の実際の切り込み量hを示す。
また、図32及び図33は、必要に応じてY軸送り量を
変えた場合を示す。このようにすると、切り込み量hの
急変を防いで、切削加工を安定させることができる。
FIG. 30 shows the actual cut amount h when the Y-axis feed amount is constant. Further, FIG. 31 shows the actual cut amount h when the Y-axis feed amount is gradually reduced.
32 and 33 show the case where the Y-axis feed amount is changed as necessary. By doing so, it is possible to prevent a sudden change in the cutting depth h and stabilize the cutting process.

【0040】図34は、チップの送り速度(ブローチの
送り速度)vが一定の場合の実際の切り込み量hを示
す。図35は、チップの送り速度vを段階的に小さくし
た場合の実際の切り込み量hを示す。チップの送り速度
vを小さくすると、一つのチップの通過中にワークが多
く回転することになり、ワーク1回転当たりの切込量は
減少する。そして、チップの刃先がワーク中心に最も接
近したとき(このとき切込量が最大となる)の切込量は
送り速度vが小さい程小さくなる。切削速度Vは、チッ
プの送り速度vとワークの回転速度(回転数r)とのベ
クトル和であるから、チップの送り速度vが小さくなる
と、切削速度Vが小さくなる。切削速度が小さくなると
切削抵抗は増大しようとする。しかしながら、通常の切
削加工領域では、切込量の減少によって切削抵抗が減少
する要素が切削速度の減少によって切削抵抗が増大する
という要素を上まわり、結局チップの送り速度vを小さ
くすることにより、切削抵抗Rを小さくすることができ
る。
FIG. 34 shows the actual cut amount h when the chip feed speed (broach feed speed) v is constant. FIG. 35 shows the actual cut amount h when the feed speed v of the chip is gradually reduced. When the chip feed speed v is reduced, the work rotates a lot during the passage of one chip, and the cutting amount per one rotation of the work decreases. When the tip edge of the tip comes closest to the center of the work (the cutting depth is maximum at this time), the cutting depth becomes smaller as the feed speed v becomes smaller. Since the cutting speed V is the vector sum of the feed speed v of the tip and the rotation speed (rotational speed r) of the work, the cutting speed V decreases as the feed speed v of the tip decreases. The cutting resistance tends to increase as the cutting speed decreases. However, in the normal cutting region, the factor that the cutting resistance decreases due to the decrease in the cutting depth exceeds the factor that the cutting resistance increases due to the decrease in the cutting speed, and eventually the feed speed v of the chip is reduced, The cutting resistance R can be reduced.

【0041】図29は、実際に解析された切削抵抗とチ
ップの送り速度との定量的関係の一例を示しており、送
り速度vが減少すると切削抵抗Rも減少することが確認
される。ここで、あるチップの切削抵抗がRSOになるよ
うなチップの送り速度v0 で切削加工中にびびりが発生
した場合、切削条件設定演算器52c(図7参照)は、
図29のR−v関係に基づいて予め決めておいた減少分
だけ切削抵抗が小さくなった値RS1となるようなv1
求め、ゲート52d経由でNC部53へ送り、チップの
送り速度がv1 になるようにする。この方法は、リニア
カット式、ロータリーカット式の両方に適用できる。
FIG. 29 shows an example of a quantitative relationship between the actually analyzed cutting resistance and the feed rate of the tip, and it is confirmed that the cutting resistance R also decreases as the feed rate v decreases. Here, when chatter occurs during cutting at a chip feed speed v 0 such that the cutting resistance of a certain chip becomes R SO , the cutting condition setting calculator 52c (see FIG. 7)
Based on the R-v relationship in FIG. 29, v 1 is calculated so that the cutting resistance becomes a value R S1 that is reduced by a predetermined reduction amount, and is sent to the NC unit 53 via the gate 52d and the chip feed speed is obtained. Be v 1 . This method can be applied to both linear cut type and rotary cut type.

【0042】図36及び図37は、必要に応じてチップ
の送り速度vを変化させた場合の実際の切り込み量hを
示す。このようにすると、切り込み量hの急変を防いで
切削加工を安定させることができる。なお、チップの送
り速度vの変化の代わりに、チップの送り加速度の変化
でもよい。
FIGS. 36 and 37 show the actual cut amount h when the feed rate v of the tip is changed as required. By doing so, it is possible to prevent a sudden change in the depth of cut h and stabilize the cutting process. Instead of changing the chip feed speed v, a change in the chip feed acceleration may be used.

【0043】次に、最大切込量を増減する第3の方法を
説明する。他の条件が一定であれば、ワークの回転速度
rを大きくすることによって、ワーク1回転当たりの切
込量hが小さくなる。このため、チップの送り速度vを
小さくする代わりに、ワークの回転速度rを大きくする
ことによって切込量hを小さくすることができる。ワー
クの回転速度rを大きくすれば、切削速度Vも大きくな
り、この影響によっても切削抵抗Rが小さくなる。ま
た、ワークの回転速度rの代わりにワークの回転加速度
でもよい。また、この方法は、リニアカット式、ロータ
リーカット式の両方に適用できる。更に、上述のvとr
を同時にびびりを抑制する方向に変化させてもよい。以
上の他に、上述の式(2)、(3)によりすくい角γを
大きくしても切削抵抗を下げることができる。すくい角
γを大きくするには、刃(チップ)の刃先曲率を小さく
するか、あるいは刃(チップ)の傾きを大きくすればよ
い。刃の傾きを大きくするには、例えば図12において
ブローチ68をY−Z面内で傾ければよい。この場合、
Y・Z軸モータの同期駆動によって、刃が同一位置を通
過するようにできる。
Next, a third method for increasing or decreasing the maximum depth of cut will be described. If the other conditions are constant, the cutting depth h per rotation of the work is reduced by increasing the rotation speed r of the work. Therefore, the cutting depth h can be reduced by increasing the rotation speed r of the work instead of decreasing the chip feed speed v. If the rotation speed r of the work is increased, the cutting speed V is also increased, and this influence also reduces the cutting resistance R. Further, instead of the rotation speed r of the work, the rotation acceleration of the work may be used. Further, this method can be applied to both the linear cut type and the rotary cut type. Furthermore, the above-mentioned v and r
May be changed in the direction of suppressing chatter at the same time. In addition to the above, the cutting resistance can be reduced even if the rake angle γ is increased by the above equations (2) and (3). To increase the rake angle γ, the curvature of the cutting edge of the blade (chip) may be reduced or the inclination of the blade (chip) may be increased. To increase the inclination of the blade, for example, in FIG. 12, the brooch 68 may be inclined in the YZ plane. in this case,
By synchronously driving the Y and Z axis motors, the blades can pass through the same position.

【0044】図38は、上述の工具動力計の断面構造を
示す。図38に示す工具動力計85において、リング状
力変換器85aはベースプレート85bとトッププレー
ト85cに挟まれるように配置されている。コネクタ8
5dは力変換器85aの電気的出力を外部に導くもので
ある。なお、力変換器85aがX軸方向にカットした水
晶板、Y軸方向にカットした水晶板及びZ軸方向にカッ
トした水晶板を重ねたものである場合は、これらの水晶
板それぞれの電気的出力を検知することができる。この
ため、力変換器85aが圧力を検知すると、力変換器8
5aの電気的出力がコネクタ85dから外部に導かれ
る。
FIG. 38 shows a sectional structure of the above tool dynamometer. In the tool dynamometer 85 shown in FIG. 38, the ring-shaped force converter 85a is arranged so as to be sandwiched between the base plate 85b and the top plate 85c. Connector 8
5d guides the electric output of the force converter 85a to the outside. When the force converter 85a is a stack of a crystal plate cut in the X-axis direction, a crystal plate cut in the Y-axis direction, and a crystal plate cut in the Z-axis direction, the electric power of each of these crystal plates is increased. The output can be detected. Therefore, when the force converter 85a detects the pressure, the force converter 8a
The electrical output of 5a is guided to the outside from the connector 85d.

【0045】図39は、加速度計の構造と原理を示す。
図39(a) は加速度計86の構造を示し、図39(b) は
加速度計86の一質点系モデルを示す。図39(a) 、
(b) において、圧電素子(チタン酸バリウム、水晶など
の結晶)86aがベース86dとおもり86eとの間に
挟まれるように配置されている。また、おもり86e
は、据付ボルト86f及びばね86gによりベース86
dに連結されている。このため、おもり86eはバネ8
6gにより圧電素子86a方向に付勢されている。プリ
アンプ86bは、圧電素子86aの出力を増幅するよう
に接続され、コネクタ86cはプリアンプ86bの出力
を外部へ導く端子である。なお、86hはカバーであ
る。このため、おもり86eに加速度が加わると、この
加速度に比例した圧力が圧電素子86aに加わるので、
圧電素子86aは加速度に比例した電圧を出力すること
ができる。
FIG. 39 shows the structure and principle of the accelerometer.
39A shows the structure of the accelerometer 86, and FIG. 39B shows the one-mass system model of the accelerometer 86. FIG. 39 (a),
In (b), the piezoelectric element (crystal such as barium titanate or quartz) 86a is arranged so as to be sandwiched between the base 86d and the weight 86e. Also, the weight 86e
Is a base 86 with a mounting bolt 86f and a spring 86g.
It is connected to d. Therefore, the weight 86e is the spring 8
It is urged toward the piezoelectric element 86a by 6g. The preamplifier 86b is connected so as to amplify the output of the piezoelectric element 86a, and the connector 86c is a terminal for guiding the output of the preamplifier 86b to the outside. 86h is a cover. Therefore, when acceleration is applied to the weight 86e, a pressure proportional to this acceleration is applied to the piezoelectric element 86a.
The piezoelectric element 86a can output a voltage proportional to the acceleration.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のタ
ーンブローチ加工方法及び装置によれば、切削抵抗を適
切な値に調整するので、設備の大型化及び加工時間の増
大を防ぎつつ、ワークを切削加工中におけるブローチの
刃(チップ)のびびりをなくすことができる。このた
め、切削加工を安定させることができるとともに、ブロ
ーチの刃のびびりによる破損を防ぐことができる。更
に、切削抵抗を減少させるために、切削速度を増大させ
ると、加工時間が一層短縮され、一方、切削幅もしくは
切込量の減少又は刃のすくい角の増大を図ると、ワーク
等への切屑の巻き込みを防ぎ、切屑の取扱いが容易にな
る。
As described in detail above, according to the turn broaching method and apparatus of the present invention, since the cutting resistance is adjusted to an appropriate value, it is possible to prevent an increase in equipment size and an increase in processing time. It is possible to eliminate chatter of the broach blade (chip) during cutting of the work. Therefore, it is possible to stabilize the cutting process and prevent damage due to chatter of the blade of the broach. Further, if the cutting speed is increased in order to reduce the cutting resistance, the processing time is further shortened, while if the cutting width or the cutting depth is increased or the rake angle of the blade is increased, the chips on the work etc. Prevents entrapment of chips and facilitates chip handling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明及び従来例のターンブローチ加工の切
削モデル図である。
FIG. 1 is a cutting model diagram of turn broaching according to the present invention and a conventional example.

【図2】本発明の第1実施例のターンブローチ盤の正面
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic front view of the turn broaching machine according to the first embodiment of the present invention.

【図3】前記第1実施例のターンブローチ盤の右側面の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a right side surface of the turn broaching machine according to the first embodiment.

【図4】本発明の第2実施例のターンブローチ盤の正面
の概略図である。
FIG. 4 is a schematic front view of a turn broaching machine according to a second embodiment of the present invention.

【図5】前記第2実施例のターンブローチ盤の右側面の
概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of the right side surface of the turn broaching machine of the second embodiment.

【図6】前記各実施例の切削抵抗等の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of cutting resistance and the like in each of the embodiments.

【図7】前記各実施例の制御ブロック図である。FIG. 7 is a control block diagram of each of the embodiments.

【図8】前記第1実施例のブローチの側面図である。FIG. 8 is a side view of the broach of the first embodiment.

【図9】前記第2実施例のブローチの正面図である。FIG. 9 is a front view of the broach of the second embodiment.

【図10】前記第2実施例のブローチの側面図である。FIG. 10 is a side view of the broach of the second embodiment.

【図11】前記第1実施例の加速度ピックアップの取付
方法を示す側面図である。
FIG. 11 is a side view showing a method of mounting the acceleration pickup of the first embodiment.

【図12】前記第1実施例の加速度ピックアップの取付
方法を示す正面図である。
FIG. 12 is a front view showing a method of mounting the acceleration pickup of the first embodiment.

【図13】前記第2実施例の加速度ピックアップの取付
方法を示す正面図である。
FIG. 13 is a front view showing a method of mounting the acceleration pickup of the second embodiment.

【図14】前記第2実施例の加速度ピックアップの取付
方法を示す側面図である。
FIG. 14 is a side view showing a method of mounting the acceleration pickup of the second embodiment.

【図15】前記各実施例の切削抵抗検出部のフローチャ
ートである。
FIG. 15 is a flow chart of a cutting resistance detection unit of each of the embodiments.

【図16】前記各実施例の制御回路部のフローチャート
である。
FIG. 16 is a flow chart of a control circuit unit of each of the embodiments.

【図17】前記各実施例のNC制御のフローチャートで
ある。
FIG. 17 is a flow chart of NC control of each of the embodiments.

【図18】前記各実施例の切削速度と切削抵抗の関係を
示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between cutting speed and cutting resistance in each of the examples.

【図19】前記各実施例の切削幅と切削抵抗の関係を示
すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between cutting width and cutting resistance in each of the examples.

【図20】前記第1実施例のブローチの一部分の正面図
である。
FIG. 20 is a front view of a part of the broach of the first embodiment.

【図21】前記第1実施例における切削幅の変化状態を
示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a changing state of a cutting width in the first embodiment.

【図22】前記第1実施例における大きなプラン角の説
明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of a large plan angle in the first embodiment.

【図23】前記第1実施例における小さなプラン角の説
明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram of a small plan angle in the first embodiment.

【図24】前記第1実施例におけるブローチの正面詳細
図である。
FIG. 24 is a detailed front view of the broach in the first embodiment.

【図25】図24に示すブローチの構造説明図である。FIG. 25 is a structural explanatory view of the brooch shown in FIG. 24.

【図26】図24に示すブローチの構造説明用断面図で
ある。
26 is a sectional view for explaining the structure of the broach shown in FIG.

【図27】図24に示すブローチの底面詳細図である。27 is a detailed bottom view of the brooch shown in FIG. 24. FIG.

【図28】前記各実施例の切込量と切削抵抗の関係を示
すグラフである。
FIG. 28 is a graph showing the relationship between cutting depth and cutting resistance in each of the examples.

【図29】前記各実施例のチップの送り速度と切削抵抗
の関係を示すグラフである。
FIG. 29 is a graph showing the relationship between the feed rate and cutting resistance of the chips of each of the examples.

【図30】前記各実施例のチップのY軸送り量と切り込
み量との関係を示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing the relationship between the Y-axis feed amount and the cutting amount of the chips of the respective examples.

【図31】前記各実施例のチップのY軸送り量と切り込
み量との関係を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing the relationship between the Y-axis feed amount and the cut amount of the chips of the respective examples.

【図32】前記各実施例のチップのY軸送り量と切り込
み量との関係を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing the relationship between the Y-axis feed amount and the cut amount of the chips of the respective examples.

【図33】前記各実施例のチップのY軸送り量と切り込
み量との関係を示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the Y-axis feed amount and the cut amount of the chips of the respective examples.

【図34】前記各実施例のチップの送り速度と切り込み
量との関係を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the feed rate and the depth of cut of the chips of each of the examples.

【図35】前記各実施例のチップの送り速度と切り込み
量との関係を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing the relationship between the feed rate and the cut amount of the chips of each of the examples.

【図36】前記各実施例のチップの送り速度と切り込み
量との関係を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing the relationship between the feed rate and the depth of cut of each of the examples.

【図37】前記各実施例のチップの送り速度と切り込み
量との関係を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing the relationship between the feed rate and the depth of cut of the chips of each of the examples.

【図38】工具動力計の原理を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing the principle of a tool dynamometer.

【図39】加速度計の構造と原理を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing the structure and principle of the accelerometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20、30、61、63、65、68、70、72、7
6、80 ブローチ 11、41、43、61a〜61d、63a〜63d、
65a〜65d、68a〜68f、70a〜70d、7
2a〜72f、75、76a〜76f、86a〜86f
チップ 12、26、35、42、44、67、69、71、7
4、77 ワーク 51 切削抵抗検出部 51a センサ 52 制御回路部 52a フィルタ 52b びびり判定演算器 52c 切削条件決定演算器 53 NC部 R 切削抵抗 V 切削速度 b 切削幅 h 切込み γ すくい角
20, 30, 61, 63, 65, 68, 70, 72, 7
6,80 Brooch 11, 41, 43, 61a-61d, 63a-63d,
65a-65d, 68a-68f, 70a-70d, 7
2a to 72f, 75, 76a to 76f, 86a to 86f
Chips 12, 26, 35, 42, 44, 67, 69, 71, 7
4, 77 Work piece 51 Cutting resistance detection section 51a Sensor 52 Control circuit section 52a Filter 52b Chatter judgment calculator 52c Cutting condition determination calculator 53 NC section R Cutting resistance V Cutting speed b Cutting width h Cutting γ Rake angle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の刃を有するブローチとワークをN
Cプログラムに基づいて制御することによって、前記複
数の刃を一つずつ次々に使用して前記ワークを切削する
ターンブローチ加工方法において、 次の刃による切削工程の開始以前に (1) 切削抵抗を測定する工程と、 (2) 測定された切削抵抗とその際の切削条件から、切
削条件と切削抵抗との関係を解析する工程と、 (3) 直前に用いた刃による切削加工中に、びびりが発
生したか否かを判別する工程と、 (4) 前記(3) の工程でびびりの発生が判別されたとき
に、前記(2) の工程の解析結果に基づいて、切削抵抗を
減少させる切削条件を算出し、これをNCプログラムに
記憶させ直す工程とを実施し、次の刃による切削が前記
(4) の工程で記憶され直したNCプログラムに従って実
行されることを特徴とするターンブローチ加工方法。
1. A broach having a plurality of blades and a workpiece
In the turn broaching method for cutting the work by using the plurality of blades one by one by controlling based on the C program, (1) before the start of the cutting process by the next blade, A step of measuring, (2) a step of analyzing the relationship between the cutting conditions and the cutting resistance from the measured cutting resistance and the cutting conditions at that time, and (3) chattering during cutting by the blade used immediately before. And (4) reduce the cutting resistance based on the analysis result of the process of (2) when the occurrence of chatter is determined in the process of (3) above. The step of calculating the cutting conditions and re-storing them in the NC program is carried out.
A turn broaching method characterized by being executed according to the NC program re-stored in the step (4).
【請求項2】 前記(4) の工程において、切削速度を増
大させることを特徴とする請求項1記載のターンブロー
チ加工方法。
2. The turn broaching method according to claim 1, wherein the cutting speed is increased in the step (4).
【請求項3】 前記(4) の工程において、切削幅を減少
させることを特徴とする請求項1記載のターンブローチ
加工方法。
3. The turn broaching method according to claim 1, wherein the cutting width is reduced in the step (4).
【請求項4】 前記(4) の工程において、切込み量を減
少させることを特徴とする請求項1記載のターンブロー
チ加工方法。
4. The turn broaching method according to claim 1, wherein the depth of cut is reduced in the step (4).
【請求項5】 前記(4) の工程において、刃のすくい角
を増大させることを特徴とする請求項1記載のターンブ
ローチ加工方法。
5. The turn broaching method according to claim 1, wherein the rake angle of the blade is increased in the step (4).
【請求項6】 複数の刃を有するブローチと、NCプロ
グラムに基づいてブローチとワークを制御するNCコン
トローラとを備えたターンブローチ加工装置において、 a.切削抵抗の測定手段と、 b.測定された切削抵抗とその際の切削条件とから切削
条件と切削抵抗との関係を解析する手段と、 c.びびりの発生の有無を判別する手段と、 d.一つの刃による切削の完了タイミングを検知する手
段と、 e.前記dの検知手段が完了タイミングを検知したとき
に、直前に切削した刃による加工中に前記cの判別手段
でびびりの発生が判別されたか否かを判別し、びびりの
発生が判別されたとき前記bの解析手段の解析結果に基
づいて切削抵抗を減少させる切削条件を算出し、これを
NCプログラムに記憶させ直すNCプログラム修正手段
とを付加したことを特徴とするターンブローチ加工装
置。
6. A turn broaching apparatus comprising a broach having a plurality of blades and an NC controller for controlling the broach and the work based on an NC program, comprising: a. Cutting resistance measuring means, b. Means for analyzing the relationship between the cutting conditions and the cutting resistance based on the measured cutting resistance and the cutting conditions at that time; and c. Means for determining the presence or absence of chatter; d. Means for detecting the completion timing of cutting by one blade; e. When the detection means of d detects the completion timing, it is determined whether the occurrence of chatter is determined by the determination means of c during processing by the blade cut immediately before, and the occurrence of chatter is determined. A turn broaching device, further comprising NC program correcting means for calculating a cutting condition for reducing cutting resistance based on the analysis result of the analyzing means of b and re-storing the cutting condition in an NC program.
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