JPH1058202A - Nc machine tool having sphere machining device and sphere machining method used in the machine tool - Google Patents

Nc machine tool having sphere machining device and sphere machining method used in the machine tool

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JPH1058202A
JPH1058202A JP21242896A JP21242896A JPH1058202A JP H1058202 A JPH1058202 A JP H1058202A JP 21242896 A JP21242896 A JP 21242896A JP 21242896 A JP21242896 A JP 21242896A JP H1058202 A JPH1058202 A JP H1058202A
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JP
Japan
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wire
tool
spherical
moving
base
Prior art date
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JP21242896A
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Japanese (ja)
Inventor
Zenji Wake
善治 和家
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Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1058202A publication Critical patent/JPH1058202A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically perform a process from rough machining to a spherical finish by applying the constitution that a machine tool used for boring or rough machining bore internal surface is provided with a sphere machining device for finishing a workpiece to a sphere as integral part thereof. SOLUTION: Bore internal surface is rough machined with a tool T under the axial motion of a column 48 and a tool rest 47 along an Z-axis and a X- axis. Then, the column 48 and the tool rest 47 are axially moved along a Z-axis and the X-axis, thereby being made to retreat from a workpiece W. Also, a sphere machining device 1 is axially moved in the Z-axis direction along a horizontal guide 46, thereby inserting a cutter 16 in the bore of the workpiece W. Then, the workpiece W is rotated, together with a main spindle 42, and a cutter 16 attached to a rotor 4 is rotated, thereby finishing bore internal surface Wa to a sphere.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物に形成さ
れた穴内周面を真球状に加工する真球加工装置を備えた
数値制御工作機械(NC工作機械)および真球加工方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a numerically controlled machine tool (NC machine tool) provided with a sphere processing device for processing the inner peripheral surface of a hole formed in a workpiece into a sphere, and a sphere processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】被加工物に形成された穴の内周面を真球
状に加工する真球加工装置として、実開昭50−437
8号公報で開示されたミシン用コネクチングロッドの球
面部加工装置や実開平4−45602号公報で開示され
た球面加工機が知られている。この球面部加工装置や球
面加工機は、予めコネクチングロッド等の被加工物(以
下、ワークと記載)に形成した穴内に球面加工用の刃具
を挿入し、ワークを回転させながら前記刃具をワークの
回転方向と直交する方向に回転させて真球仕上げ加工を
行うものである。
2. Description of the Related Art As a true sphere processing apparatus for processing the inner peripheral surface of a hole formed in a workpiece into a true sphere, Japanese Utility Model Laid-Open No. 50-437 has been proposed.
An apparatus for processing a spherical portion of a connecting rod for a sewing machine disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 8 and No. 8-45602 are known. The spherical surface processing device and the spherical processing machine insert a cutting tool for spherical processing into a hole formed in a workpiece (hereinafter, referred to as a work) such as a connecting rod in advance, and rotate the work to apply the cutting tool to the work. The sphere finishing process is performed by rotating in a direction perpendicular to the rotation direction.

【0003】ところで、上記した従来の真球加工におい
ては、ワークに形成された穴の内周面に球面状の加工を
行う荒加工工程と、穴内周面の真球仕上げを行う真球仕
上げ工程とは別々の装置で行われていた。すなわち、荒
加工用の工作機械でワークに形成された穴内周面に球面
状の荒加工を行った後、ワークを真球加工装置の面板に
取り付け、前記穴内周面の真球仕上げ加工を行ってい
た。上記した球面部加工装置や球面加工機は、穴内周面
に形状,面粗さ等の精度の高い真球状の球面を形成でき
る点で優れているが、球面状の荒加工と真球仕上げ加工
とを別々の装置で行っていることから以下のような問題
が生じた。
[0003] In the above-mentioned conventional spherical processing, a rough processing step of performing spherical processing on an inner peripheral surface of a hole formed in a work, and a true spherical finishing step of performing spherical finishing on an inner peripheral surface of a hole. And was done in a separate device. That is, after performing rough roughing on the inner peripheral surface of the hole formed in the work with a machine tool for roughing, the work is attached to a face plate of a spherical processing device, and the inner peripheral surface of the hole is subjected to the spherical finishing. I was The above-mentioned spherical surface processing device and spherical surface processing machine are excellent in that a spherical shape with high precision such as shape and surface roughness can be formed on the inner peripheral surface of the hole. Are performed by separate devices, the following problems occur.

【0004】 穴内周面の荒加工を行う工作機械と、
真球仕上げ加工を行う別体の真球加工装置とが必要にな
り、荒加工から真球仕上げ加工を連続して行うことがで
きず非能率であるとともに、真球加工のための設備コス
トが高価なものになる。 工作機械と真球加工装置との間のワークの授受は人
手により行われており、荒加工から真球仕上げ加工まで
を自動化することが困難である。 ワークを球面部加工装置の面板に取り付ける際に
は、ワークに形成した荒加工された球面部の中心と面板
の回転中心とを正確に一致させなければならないが、穴
の中心と面板の回転中心とを完全に一致させることは極
めて困難で、作業負担が大きいばかりでなく、芯ずれに
よる加工不良も生じやすい。また、芯ずれが許容範囲内
であったとしても、当該芯ずれを考慮して荒加工の際に
仕上げ代を十分にとっておかなければならず、真球加工
の加工時間が長くなる。 さらに、上記した従来の球面部加工装置は手動操作
用の専用機であり、加工の自動化ができるようにはなっ
ていなかった。さらに、この球面部加工装置は、ワイヤ
切れを検出することができず、加工の自動化を図った場
合にはワイヤ切れを知らずに真球仕上げ加工を行って不
良品を生産してしまうおそれがあるという問題がある。 一方、NC工作機械でも真球形状に加工することは
できるが、円弧補間するときのX軸,Z軸の移動がパル
ス分配指令であることにより真球面に凹凸が形成され、
完全な真球形状に加工することは困難である。
A machine tool for roughing the inner peripheral surface of the hole,
A separate sphere processing device that performs sphere finishing is required, which makes it impossible to perform continually from roughing to sphere finishing. It will be expensive. The transfer of the work between the machine tool and the sphere processing device is performed manually, and it is difficult to automate from roughing to sphere finishing. When mounting the work on the face plate of the spherical surface processing device, the center of the rough-processed spherical portion formed on the work must exactly match the center of rotation of the face plate, but the center of the hole and the center of rotation of the face plate It is extremely difficult to completely match these, and not only the work load is large, but also processing defects due to misalignment are likely to occur. Further, even if the misalignment is within an allowable range, a sufficient allowance for finishing must be taken into account in rough machining in consideration of the misalignment, and the processing time of the true sphere processing is increased. Furthermore, the above-mentioned conventional spherical portion processing apparatus is a dedicated machine for manual operation, and has not been able to automate the processing. Furthermore, this spherical surface processing apparatus cannot detect wire breakage, and if automation of processing is attempted, there is a risk that a defective product will be produced by performing a spherical finishing process without knowing wire breakage. There is a problem. On the other hand, an NC machine tool can also machine a true spherical shape, but irregularities are formed on the true spherical surface due to the pulse distribution command for movement of the X axis and Z axis during circular interpolation.
It is difficult to process into a perfect spherical shape.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みてなされたもので、上記した従来の真球加工装置
の欠点を解消するもので、形状,面粗さ等の加工精度が
高く低廉なコストで真球加工を行うことができ、かつ荒
加工から真球仕上げ加工までの自動運転による加工を可
能にする真球加工装置を備えた数値制御工作機械および
数値制御工作機械における真球加工方法を提供するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional sphere processing apparatus. A numerically controlled machine tool and a true numerically controlled machine tool equipped with a true spherical machining device that can perform true spherical machining at high and inexpensive cost and that enables machining by automatic operation from roughing to spherical finishing. A ball machining method is provided.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の真球加工装置を備えた数値制御工作機械は、
ワークに形成された穴の内周面を真球状に加工する真球
加工装置を備えた数値制御工作機械であって、ベッド
と、このベッドに設けられ、主軸を回転自在に支持する
主軸台と、前記ベッドに設けられ、前記主軸台に対して
主軸軸線方向および前記主軸軸線方向に直交する方向に
相対的に移動して位置決めが可能な刃物台と、この刃物
台に取り付けられ、前記穴の内周面を球面状に荒加工す
る工具と、前記ベッド上の前記刃物台と干渉しない位置
に設けられ、前記主軸台に対して前記主軸軸線方向に相
対的に移動して位置決めが可能な基台と、この基台に設
けられ、前記主軸軸線に直交する軸を中心に回転する回
転体と、この回転体に巻回されたワイヤを駆動するワイ
ヤ駆動手段と、前記回転体に取り付けられ回転体の回転
により前記穴の内周面を真球状に仕上げ加工する刃具と
からなる真球加工装置と、前記刃物台、前記基台の移
動、位置決めを行う駆動モータを数値制御するととも
に、前記主軸を駆動する主軸モータ、前記ワイヤ駆動手
段を制御する制御装置とからなることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a numerically controlled machine tool provided with a sphere processing device according to the present invention comprises:
What is claimed is: 1. A numerically controlled machine tool comprising a spherical processing device for processing an inner peripheral surface of a hole formed in a workpiece into a true spherical shape, comprising a bed, a headstock provided on the bed, and rotatably supporting a spindle. A tool rest that is provided on the bed and that can be moved relative to the spindle head in a spindle axis direction and a direction orthogonal to the spindle axis direction and positioned, and attached to the tool rest, A tool for roughing an inner peripheral surface into a spherical shape, a base provided at a position on the bed that does not interfere with the tool rest, and capable of moving and positioning relative to the head stock in the spindle axis direction. A base, a rotating body provided on the base, and rotating about an axis orthogonal to the main shaft axis, wire driving means for driving a wire wound on the rotating body, and a rotating body attached to the rotating body. The inner circumference of the hole by the rotation of the body A sphere processing device comprising a cutting tool for finishing the sphere into a true sphere, a spindle motor for driving the spindle and numerically controlling a drive motor for moving and positioning the tool rest and the base, and the wire driving means. And a control device for controlling the

【0007】また、前記ワイヤ駆動手段は、一端が前記
基台の固定部に係留され、前記回転体を巻回して他端に
重錘が吊り下げられたワイヤと、このワイヤの一部に負
荷を付与し、前記重錘の重量に抗して前記ワイヤを進退
移動させるとともに、前記ワイヤの移動長さに応じて前
記回転体を所定角度回転させるワイヤの進退移動手段と
から構成してもよい。さらに、前記ワイヤの進退移動手
段は、前記基台に設けられた流体圧シリンダと、この流
体圧シリンダの進退移動自在なピストンロッドに設けら
れ、前記ワイヤと係合して前記ピストンロッドの進退移
動とともに前記ワイヤに負荷を付与するワイヤ係合部と
から構成してもよく、前記ワイヤの進退移動手段には、
前記ピストンロッドとともに進退移動する進退移動部材
と、この進退移動部材に設けられ、前記基台の固定部に
当接することにより前記ピストンロッドの進退移動を規
制するストッパと、このストッパを前記進退移動部材に
沿った任意の位置に位置決めして固定する固定手段とか
ら構成してもよい。また、前記基台には、前記ワイヤが
切れたことを検出するワイヤ切れ検出手段を設けてもよ
く、前記ワイヤ切れ検出手段は、前記基台の固定部に設
けられ、ワイヤ切れによる前記重錘の移動を検出するセ
ンサとしてもよい。
The wire driving means includes a wire having one end moored to the fixed portion of the base, the wire being wound around the rotating body and a weight suspended from the other end, and a load applied to a part of the wire. To move the wire forward and backward against the weight of the weight, and to move the rotating body by a predetermined angle according to the moving length of the wire. . Further, the wire advance / retreat means is provided on a hydraulic cylinder provided on the base and a piston rod which is movable forward / backward of the hydraulic cylinder, and engages with the wire to advance / retreat the piston rod. Together with a wire engaging portion that applies a load to the wire.
An advancing and retreating member that reciprocates with the piston rod, a stopper provided on the advancing and retreating member, and abutting against a fixed portion of the base to restrict the advancing and retreating movement of the piston rod; And fixing means for positioning and fixing at any position along the line. Further, the base may be provided with a wire breakage detecting means for detecting that the wire is broken, and the wire breakage detecting means is provided on a fixing portion of the base, and the weight due to wire breakage is provided. It may be a sensor that detects the movement of the object.

【0008】また、本発明の真球加工方法は、ワークに
形成された穴の内周面を真球状に加工するために、前記
主軸に対して主軸軸線方向およびこの主軸軸線方向と直
交する方向に相対移動可能な刃物台と、前記主軸軸線方
向に相対移動可能な真球加工装置を有する数値制御工作
機械における真球加工方法であって、前記数値制御工作
機械の主軸に設けられたワークの取付手段に前記ワーク
を取り付ける工程と、前記真球加工装置を退避させた状
態で前記主軸を回転させ、前記刃物台を数値制御して移
動させ、前記刃物台に取り付けられた工具で前記ワーク
の穴内周面を球面状に荒加工する工程と、前記刃物台を
退避させた状態で、真球加工装置を前記主軸側に移動さ
せて真球仕上げ加工用の刃具を前記穴内の所定の位置に
位置させる工程と、前記主軸の回転によりワークを回転
させるとともに前記刃具を前記主軸の軸線に直交する軸
を中心に所定角度回転させて前記穴内周面の真球仕上げ
加工を行う工程とからなることを特徴とする。
Further, in the true spherical machining method according to the present invention, in order to machine the inner peripheral surface of the hole formed in the workpiece into a perfect spherical shape, a direction of a main shaft axis with respect to the main shaft and a direction orthogonal to the main shaft axis direction. A tool rest that is relatively movable in the direction of the spindle axis, a spherical machining method in a numerically controlled machine tool having a true spherical machining device that is relatively movable in the axis direction of the spindle. Attaching the work to the mounting means, rotating the spindle while retracting the true sphere processing device, moving the tool post by numerical control, and moving the tool post with a tool attached to the tool post. A step of roughing the inner peripheral surface of the hole into a spherical shape, and in a state where the tool rest is retracted, a true-sphere processing device is moved to the main spindle side so that a cutting tool for the true-sphere finishing is positioned at a predetermined position in the hole. The process of positioning Characterized in that comprising the step of performing a true sphere finishing the hole inner peripheral surface center by a predetermined angle rotation of the axis perpendicular to the cutting tool to the axis of the spindle to rotate the workpiece by the rotation of the main shaft.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に従って説明する。図1は本発明の真球加工装置を
備えた数値制御工作機械の全体構成を説明する図、図2
は真球加工装置の構成を説明する断面側面図、図3は真
球加工装置の一部を破断した平面図、図4は真球仕上げ
加工用の刃具の回転角度を調整する回転角度調整機構の
一部破断の説明図である。なお、以下の説明において
「一側」というときには図面の左側を、「他側」という
ときには図面の右側を指すものとする。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining the overall configuration of a numerically controlled machine tool provided with a true spherical machining apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional side view illustrating the configuration of the sphere processing device, FIG. 3 is a plan view of a part of the sphere processing device cut away, and FIG. It is explanatory drawing of a partial fracture | rupture of. In the following description, “one side” indicates the left side of the drawing, and “other side” indicates the right side of the drawing.

【0010】[数値制御工作機械の全体構成の説明]ま
ず、本発明の真球加工装置を備えた数値制御工作機械の
全体構成を図1に従って説明する。この実施形態におい
て真球加工装置を備えた数値制御工作機械は数値制御旋
盤であり、ベッド40と、このベッド40の一側に設け
られた主軸台41と、この主軸台41に回転自在に支持
された主軸42と、主軸42の先端に取り付けられたワ
ークWの取付手段であるチャック43と、ベッド40の
他側に設けられ主軸台41に対して主軸軸線と平行なZ
軸軸線方向に相対移動自在であるとともに位置決めが可
能なコラム48と、このコラム48の垂直ガイド48a
に沿ってZ軸軸線に直交するX軸軸線方向に移動自在な
刃物台47と、この刃物台47に回転自在に設けられ、
回転して円周上に装着された複数個の工具T,T・・の
うち所定の工具Tを加工位置に割り出すことのできるタ
レット面板44と、ベッド40の他側に設けられ主軸台
41に対してZ軸軸線方向に相対移動自在であるととも
に位置決めが可能な真球加工装置1とからなっている。
なお、ワークWを主軸42に取り付けることができるも
のであれば、取付手段はチャック43に限らず他のもの
であってもよい。また、数値制御工作機械も数値制御旋
盤に限らず、ターニングセンタ等旋削加工が行える工作
機械であればよい。
[Explanation of the Overall Configuration of a Numerically Controlled Machine Tool] First, the overall configuration of a numerically controlled machine tool provided with a true spherical machining apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the numerically controlled machine tool provided with the true sphere processing device is a numerically controlled lathe, and includes a bed 40, a headstock 41 provided on one side of the bed 40, and a rotatably supported by the headstock 41. Main shaft 42, a chuck 43 serving as a mounting means for a work W mounted on the tip of the main shaft 42, and a Z provided on the other side of the bed 40 and parallel to the main shaft axis with respect to the headstock 41.
A column 48 which is relatively movable in the axial direction and can be positioned, and a vertical guide 48a of the column 48
A tool rest 47 that is movable in the X-axis direction perpendicular to the Z-axis along the axis, and is provided rotatably on the tool rest 47;
A turret face plate 44 capable of indexing a predetermined tool T out of a plurality of tools T, T, T,... Mounted on the circumference to a machining position, and a headstock 41 provided on the other side of the bed 40. On the other hand, the sphere processing apparatus 1 is relatively movable in the Z-axis direction and can be positioned.
In addition, as long as the work W can be mounted on the main shaft 42, the mounting means is not limited to the chuck 43, and may be another type. The numerically controlled machine tool is not limited to the numerically controlled lathe, but may be any machine tool that can perform turning such as a turning center.

【0011】タレット面板44には、チャック43に取
り付けられたワークWの旋削加工,穴明け加工等を行う
旋削工具(バイト,ボーリングバー等)やエンドミル等
の工具Tが装着されている。また、ワークWの穴内周面
を球面状に荒加工するための内径工具Tも装着されてい
る。そして、コラム48のZ軸方向の移動および刃物台
47のX軸方向の移動と主軸42の回転とで、工具Tが
ワークWに所定の加工を行う。なお、上記の説明で真球
加工装置を備えた数値制御工作機械は、Z軸方向に移動
自在なコラム48にX軸方向に移動する刃物台47を有
するものとして説明したが、刃物台47をX軸方向およ
びZ軸方向に相対的に進退移動させて任意位置で位置決
めさせることができるものであれば、上記構成のものに
限られない。真球加工装置1は、ベッド40上に設けら
れた水平ガイド46に沿ってサーボモータ(駆動モー
タ),ボールねじ機構によってZ軸線方向に進退移動自
在であるとともに、任意位置で位置決めが可能である。
この真球加工装置1には、Z軸軸線に直交する軸を中心
に回転自在な刃具(図1には表れない)が設けられてい
る。そして、前記刃具をワークWの前記穴に挿入して位
置決めし、ワークWを回転させながら前記軸を中心に回
転させることにより前記穴内周面の真球仕上げ加工を行
う。
On the turret face plate 44, a turning tool (a cutting tool, a boring bar, etc.) for turning and drilling a work W attached to the chuck 43, and a tool T such as an end mill are mounted. Further, an inner diameter tool T for roughing the inner peripheral surface of the hole of the work W into a spherical shape is also mounted. The tool T performs a predetermined processing on the workpiece W by the movement of the column 48 in the Z-axis direction, the movement of the tool rest 47 in the X-axis direction, and the rotation of the main shaft 42. In the above description, the numerical control machine tool equipped with the true sphere processing device has been described as having the tool rest 47 moving in the X-axis direction on the column 48 movable in the Z-axis direction. The configuration is not limited to the above configuration as long as it can be relatively moved in the X-axis direction and the Z-axis direction and positioned at an arbitrary position. The sphere processing device 1 can move forward and backward in the Z-axis direction by a servo motor (drive motor) and a ball screw mechanism along a horizontal guide 46 provided on the bed 40, and can be positioned at any position. .
The true sphere processing apparatus 1 is provided with a cutting tool (not shown in FIG. 1) that is rotatable about an axis orthogonal to the Z-axis. Then, the cutting tool is inserted into the hole of the work W and positioned, and the work W is rotated about the axis while rotating the work W to perform the spherical finishing of the inner peripheral surface of the hole.

【0012】[真球加工装置の説明]次に、真球加工装
置1の詳細を、図2ないし図4に従って説明する。水平
ガイド46(図1参照)には、サーボモータ,ボールね
じ機構等により進退移動自在に真球加工装置1の基台2
が取り付けられ、この基台2の上部には、ボルト17,
17・・によりベース10が取り付けられている。この
実施形態においてベース10は、一側に取り付けられた
軸11が基台2の一側に設けられた軸受12により回転
自在に支持されていて、ボルト17の頭部とボルト穴1
7aの穴内周面との隙間分だけ、軸11を中心に図2の
紙面に直交する平面内で回動することができるようにな
っている。
[Description of Spherical Ball Processing Apparatus] Next, details of the true sphere processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. A horizontal guide 46 (see FIG. 1) is provided on the base 2 of the true sphere processing device 1 so as to be able to move forward and backward by a servomotor, a ball screw mechanism or the like.
Is attached, and bolts 17 and
The base 10 is attached by 17. In this embodiment, the base 10 has a shaft 11 mounted on one side rotatably supported by a bearing 12 provided on one side of the base 2, and a head of a bolt 17 and a bolt hole 1.
2 can be rotated about the shaft 11 in a plane perpendicular to the plane of FIG.

【0013】[刃具ホルダ3の構成]ベース10の一側
には、真球仕上げ加工用の刃具16を回転自在に保持す
る刃具ホルダ3が、取付部材3aを介してボルトで取り
付けられている。刃具ホルダ3は、前記ボルトを取り外
すことにより取付部材3aとともにベース10に着脱自
在で、かつ、位置決め部材10aを介して、ベース10
の所定位置に位置決めして取り付けられる。刃具ホルダ
3の一端には、Z軸軸線と直交する方向に軸4aが設け
られ、この軸4aに回転自在な回転体4が支持されてい
る。この実施形態において軸4aの回転中心は主軸42
の主軸軸線上に位置し、前記主軸軸線上に曲率中心を有
する真球面の仕上げ加工を行うことができるようになっ
ている。また、回転体4の外周部には、全周にわたって
ワイヤ溝が形成されているとともに、真球仕上げ加工を
行う刃具16が径方向に突出して形成されている。刃具
ホルダ3は、中央にワイヤ5が挿通するワイヤ案内溝1
4が形成されている。ワイヤ案内溝14の一側には、二
つのガイドローラ13a,13bが対向して配置され、
回転体4に巻回されたワイヤ5をワイヤ案内溝14まで
案内している。
[Structure of Cutting Tool Holder 3] On one side of the base 10, a cutting tool holder 3 for rotatably holding a cutting tool 16 for spherical finishing is mounted by bolts via a mounting member 3a. The blade holder 3 is detachably attached to the base 10 together with the mounting member 3a by removing the bolt, and the base 10 is positioned via the positioning member 10a.
At a predetermined position. At one end of the blade holder 3, a shaft 4a is provided in a direction orthogonal to the Z-axis, and a rotatable rotating body 4 is supported on the shaft 4a. In this embodiment, the rotation center of the shaft 4a is the main shaft 42.
And a true spherical surface having a center of curvature on the spindle axis can be finished. In addition, a wire groove is formed on the outer periphery of the rotating body 4 over the entire circumference, and a cutting tool 16 for performing a spherical finishing is formed to protrude in a radial direction. The cutting tool holder 3 has a wire guide groove 1 through which a wire 5 is inserted in the center.
4 are formed. On one side of the wire guide groove 14, two guide rollers 13a and 13b are arranged to face each other,
The wire 5 wound around the rotating body 4 is guided to the wire guide groove 14.

【0014】[ワイヤの説明]回転体4の回転は、回転
体4の前記ワイヤ溝に巻回されたワイヤ5の進退移動に
よって行われる。すなわち、ワイヤ5が進退移動する
と、このワイヤ5が巻回された回転体4がワイヤ5の進
退移動量に応じた回転角度だけ回転するわけである。ワ
イヤ5の一端にはフック8が取り付けられている。基台
2の底部(固定部)にはブラケット7が固着され、この
ブラケット7から突出するピン7aにフック8が引っ掛
けられている。ワイヤ5は、ベース10に形成された一
方の開口部10aからベース10の上面まで延出し、ベ
ース10の上面に設けられたガイドプーリ9a,9b,
9cにより刃具ホルダ3の案内溝14まで案内され、回
転体4の外周部に形成されたガイド溝に沿って巻回され
た後、案内溝14を通ってガイドプーリ9dに案内され
ながらベース10の他方の開口部10bから基台2の内
部まで導かれている。ワイヤ5の他端には重錘6が吊り
下げられていて、ワイヤ5はこの重錘6により常時一定
の張力が負荷されている。なお、図2において符号2
a,2bは、基台2内でワイヤ5に吊り下げられた重錘
6が揺動しないように、重錘6を両側から規制する揺動
防止部材である。
[Explanation of Wire] The rotation of the rotating body 4 is performed by the advance and retreat of the wire 5 wound around the wire groove of the rotating body 4. That is, when the wire 5 moves forward and backward, the rotating body 4 around which the wire 5 is wound rotates by a rotation angle corresponding to the amount of movement of the wire 5. A hook 8 is attached to one end of the wire 5. A bracket 7 is fixed to the bottom (fixed portion) of the base 2, and a hook 8 is hooked on a pin 7 a protruding from the bracket 7. The wire 5 extends from one opening 10a formed in the base 10 to the upper surface of the base 10, and guide pulleys 9a, 9b,
The guide 10 is guided by the guide groove 9c to the guide groove 14 of the blade holder 3, and is wound along the guide groove formed on the outer peripheral portion of the rotating body 4. Then, the base 10 is guided by the guide pulley 9d through the guide groove 14. The other opening 10 b leads to the inside of the base 2. A weight 6 is suspended from the other end of the wire 5, and a constant tension is always applied to the wire 5 by the weight 6. Note that in FIG.
Reference numerals a and 2b denote swing-preventing members that regulate the weight 6 from both sides so that the weight 6 suspended by the wire 5 in the base 2 does not swing.

【0015】[ワイヤ切れ検出手段の説明]この実施形
態において真球加工装置1には、ワイヤ5のワイヤ切れ
を検出するワイヤ切れ検出手段が設けられている。ワイ
ヤ切れ検出手段は、ワイヤの切断を検出することができ
るものであればワイヤ5に常時接触子が接触するリミッ
トスイッチや、ワイヤ5の張力の変化を検出するテンシ
ョンメータ等であってもよい。この実施形態では、ワイ
ヤ切れにより重錘6が落下したか否かを検出するセンサ
(近接スイッチ)30を基台2の底部に設けている。ワ
イヤ5が切れて重錘6が基台2の底部に落下すると、セ
ンサ30が重錘6を検出して図示しない数値制御装置
(以下、NC装置と記載する)とプログラマブルコント
ローラ(PLC)とからなる制御装置に信号を出力す
る。これにより、制御装置はワイヤ5が切れたと判断し
て真球仕上げ加工を中止させる。
[Explanation of Wire Break Detection Means] In this embodiment, the true sphere processing device 1 is provided with wire break detection means for detecting a wire break of the wire 5. The wire breakage detecting means may be a limit switch in which a contact always contacts the wire 5 or a tension meter for detecting a change in the tension of the wire 5 as long as the wire breakage can be detected. In this embodiment, a sensor (proximity switch) 30 for detecting whether the weight 6 has dropped due to a broken wire is provided at the bottom of the base 2. When the wire 5 is cut and the weight 6 falls to the bottom of the base 2, the sensor 30 detects the weight 6, and the sensor 30 detects the weight 6 from a numerical controller (hereinafter, referred to as an NC device) and a programmable controller (PLC). Output a signal to the control device. As a result, the control device determines that the wire 5 has been cut, and stops the spherical finishing process.

【0016】[ワイヤの進退移動手段の説明]次に、ワ
イヤ5を進退移動させて回転体4を所定角度回転させる
ワイヤの進退移動手段について説明する。ワイヤ5の途
中部位に負荷を付与することによりワイヤ5を重錘6の
重量に抗して進退移動させることができるものであれ
ば、ワイヤの進退移動手段はプーリとモータの組み合わ
せによるもの、シリンダのピストンロッドの先端にワイ
ヤ5の一端を接続して、前記ピストンロッドの進退移動
によりワイヤ5を引っ張るもの等のいずれであってもよ
い。この実施形態では、基台2の内部に形成された固定
部である取付部19に流体圧シリンダ20(以下、シリ
ンダ20と記載)が取り付けられていて、このシリンダ
20に設けられたワイヤ5と交叉する方向に進退移動自
在なピストンロッド21が、ワイヤ5の一部を横方向か
ら押すことによりワイヤ5に負荷を付与することができ
るようになっている。
[Explanation of Wire Advancing / Retracting Means] Next, wire advancing / retracting means for moving the wire 5 forward and backward to rotate the rotating body 4 by a predetermined angle will be described. As long as the wire 5 can be moved forward and backward against the weight of the weight 6 by applying a load to an intermediate portion of the wire 5, the wire moving means is a combination of a pulley and a motor, and a cylinder. One end of the wire 5 may be connected to the tip of the piston rod, and the wire 5 may be pulled by moving the piston rod forward and backward. In this embodiment, a fluid pressure cylinder 20 (hereinafter, referred to as a cylinder 20) is attached to an attachment portion 19 which is a fixed portion formed inside the base 2, and a wire 5 provided on the cylinder 20 The piston rod 21 that can move forward and backward in the crossing direction can apply a load to the wire 5 by pushing a part of the wire 5 from the lateral direction.

【0017】すなわち、シリンダ20の一側には伸縮自
在な第1ピストンロッド21が設けられ、この第1ピス
トンロッド21の先端には、ワイヤ5の一端側と係合し
第1ピストンロッド21の一側への移動とともにワイヤ
5を横方向から押してワイヤ5に引張力を付与するワイ
ヤ係合部22が設けられている。このワイヤ係合部22
は、ワイヤ5との摩擦によるワイヤ切れを防止するため
に、第1ピストンロッド21の先端に回転自在に取り付
けるか、滑らかな表面をもった材質のもので形成するこ
とが望ましい。また、シリンダ20には、基台2に内部
に設けられた流量調整弁18を介してエアや作動油等の
作動用圧力流体が供給されるようになっていて、流量調
整弁18からの前記作動用圧力流体の流量を調整するこ
とにより、ピストンロッドの進退移動速度を調整できる
ようになっている。ワイヤ係合部22がワイヤ5を横方
向から押すことによりワイヤ5には引張力が作用する
が、ワイヤ5の一端は基台2に取り付けられたブラケッ
ト7に係留されているので、ワイヤ係合部22とワイヤ
5とが係合する係合部よりも他端側のワイヤ5が重錘6
を持ち上げながら移動することになる。回転体4にはワ
イヤ5が滑りなく巻回されているので、このワイヤ5の
移動によりワイヤ5の移動長さに相当する回転角度分だ
けワイヤ5の移動方向と同方向に回転する。
That is, a retractable first piston rod 21 is provided on one side of the cylinder 20, and the distal end of the first piston rod 21 is engaged with one end of the wire 5 and is connected to the first piston rod 21. A wire engaging portion 22 that pushes the wire 5 from the side and applies a tensile force to the wire 5 as it moves to one side is provided. This wire engaging portion 22
In order to prevent the wire from being broken due to friction with the wire 5, it is desirable that the wire be rotatably attached to the tip of the first piston rod 21 or be made of a material having a smooth surface. The cylinder 20 is supplied with a working pressure fluid such as air or hydraulic oil via a flow control valve 18 provided inside the base 2. By adjusting the flow rate of the working pressure fluid, the forward / backward moving speed of the piston rod can be adjusted. When the wire engaging portion 22 pushes the wire 5 from the lateral direction, a tensile force acts on the wire 5, but since one end of the wire 5 is moored to the bracket 7 attached to the base 2, the wire engaging The wire 5 on the other end side of the engagement portion where the portion 22 and the wire 5 engage with each other is the weight 6
Will move while lifting. Since the wire 5 is wound around the rotating body 4 without slipping, the wire 5 rotates by the rotation angle corresponding to the moving length of the wire 5 in the same direction as the moving direction of the wire 5.

【0018】[刃具の回転角度調整機構の説明]真球仕
上げ加工の加工時間をできるだけ短縮するために、刃具
16の回転角度は穴内周面Waを真球仕上げ加工できる
のに必要かつ十分な範囲で最小とすることが望ましい。
そのため、刃具16の回転角度を調整することができれ
ば、ワークWや刃具16の種類,寸法が変わっても、常
に最小の加工時間で真球仕上げ加工を行うことができて
便利である。この実施形態において真球加工装置1に
は、第1ピストンロッド21の進退移動量を調整するこ
とにより、ワイヤ5の移動長さ長短変更して刃具16の
回転角度を変更できる回転角度調整機構24が設けられ
ている。図4に示すように、シリンダ20の他側には第
1ピストンロッド21と一体になって進退移動する第2
ピストンロッド23が設けられ、取付部19に形成され
た貫通穴19aを挿通して他側に延出している。第2ピ
ストンロッド23の他端にはねじ軸28が形成され、こ
のねじ軸28には、貫通穴の内周面が雌ねじ部26bと
して形成された円筒状のストッパ26が螺入されてい
る。
[Description of Mechanism for Adjusting Rotation Angle of Cutting Tool] In order to shorten the processing time of the true spherical finishing as much as possible, the rotating angle of the cutting tool 16 is in a necessary and sufficient range for performing the spherical finishing of the inner surface Wa of the hole. It is desirable to minimize it.
Therefore, if the rotation angle of the cutting tool 16 can be adjusted, even if the type and dimensions of the work W and the cutting tool 16 are changed, it is possible to always perform the perfect spherical finishing processing with the shortest processing time. In this embodiment, the sphere processing device 1 includes a rotation angle adjusting mechanism 24 that can change the rotation length of the cutting tool 16 by changing the length of movement of the wire 5 by adjusting the amount of advance and retreat of the first piston rod 21. Is provided. As shown in FIG. 4, the other side of the cylinder 20 moves forward and backward integrally with the first piston rod 21.
A piston rod 23 is provided and extends to the other side through a through hole 19a formed in the mounting portion 19. A screw shaft 28 is formed at the other end of the second piston rod 23, and a cylindrical stopper 26 having an inner peripheral surface of a through hole formed as a female screw portion 26b is screwed into the screw shaft 28.

【0019】このストッパ26には、外周部から雌ねじ
部26bに向けて貫通形成されたねじ穴26aが形成さ
れ、このねじ穴26aに螺入された固定手段である止め
ねじ29によってねじ軸28の任意の位置で固定できる
ようになっている。固定手段としては、上記止めねじ2
9に限らず、ストッパピンやダブルナットによるもので
あってもよい。また、回転角度調整機構24の構成は上
記のものに限定されるものでなく、ねじ軸28を軸体と
し、ストッパ26を前記軸体に挿通させて位置決め自在
とし、止めねじまたはダブルナット等の固定手段で前記
軸体の任意の位置でストッパ26を固定できるようにし
てもよい。なお、図において符号27はストッパ26が
取付部19に当接する位置まで移動したことを検出する
センサ(近接スイッチ)で、このセンサ27がストッパ
26を検出して検出信号をNC装置またはPLCに出力
することにより、NC装置は刃具16が所定位置まで回
転したと判断する。
The stopper 26 is formed with a screw hole 26a penetrating from the outer peripheral portion toward the female screw portion 26b, and a set screw 29 as a fixing means screwed into the screw hole 26a. It can be fixed at any position. As the fixing means, the above set screw 2
Not limited to 9 but may be a stopper pin or a double nut. Further, the configuration of the rotation angle adjusting mechanism 24 is not limited to the above, and the screw shaft 28 is used as a shaft, and the stopper 26 is inserted through the shaft so as to be freely positioned. The stopper 26 may be fixed at an arbitrary position on the shaft body by a fixing means. In the drawing, reference numeral 27 denotes a sensor (proximity switch) for detecting that the stopper 26 has moved to a position where it comes into contact with the mounting portion 19, and the sensor 27 detects the stopper 26 and outputs a detection signal to the NC device or the PLC. By doing so, the NC device determines that the blade 16 has rotated to the predetermined position.

【0020】シリンダ20が駆動して第1ピストンロッ
ド21が一側へ移動すると、この第1ピストンロッド2
1の移動に連動して第2ピストンロッド23およびスト
ッパ26が一側へ移動する。ストッパ26が取付部19
の他側面に当接すると、第2ピストンロッド23および
第1ピストンロッド21の移動が規制されるので、スト
ッパ26の位置を調整することによりワイヤ5の進退移
動長さ、すなわち、刃具16の回転角度を調整すること
ができる。この実施形態に示すように、第2ピストンロ
ッド23の進退移動方向と平行に目盛り25を設け、ス
トッパ26に形成された肩部26cを目盛り25に合わ
せることにより、ワークWや刃具16の種類に応じてス
トッパ26をどれだけ移動させればよいかが判断しやす
くなる。また、もっと微小量の設定を行う場合には、ス
トッパ26の外周部に円周方向に沿って目盛りを刻設
し、ストッパ26をねじ調整するようにしてもよい。
When the cylinder 20 is driven to move the first piston rod 21 to one side, the first piston rod 2
The second piston rod 23 and the stopper 26 move to one side in conjunction with the movement of the first piston rod 23. The stopper 26 is the mounting portion 19
When the second piston rod 23 and the first piston rod 21 are in contact with each other, the movement of the second piston rod 23 and the first piston rod 21 is restricted. The angle can be adjusted. As shown in this embodiment, a scale 25 is provided in parallel with the direction in which the second piston rod 23 moves forward and backward, and a shoulder 26c formed on the stopper 26 is aligned with the scale 25. Accordingly, it is easy to determine how much the stopper 26 should be moved. When a smaller amount is set, a scale may be engraved on the outer peripheral portion of the stopper 26 along the circumferential direction, and the stopper 26 may be screw-adjusted.

【0021】[ベース10の回転位置決め手段の説明]
ベース10の他側には、軸11を中心にベース10を微
小角度回転させることのできるベース回転位置決め手段
32が設けられている。ワークWの交換等により穴内径
が僅かに変化したような場合や、その他真球面の曲率半
径を僅かに変更するような場合には、ベース回転位置決
め手段32によりベース10を微小角度回転させて刃具
16の先端位置を変化させ、対応することができるよう
になっている。以下、この実施形態におけるベース回転
位置決め手段32の構成を説明する。図3に示すよう
に、ベース10の他側に穴10cが形成され、基台2の
他側に取り付けられた軸33がこの穴10cを挿通して
ベース10の上方に突出している。ベース10には穴1
0cと同心状の貫通穴を有する円筒状のブラケット34
が取り付けられ、ベース10の回転方向両側からブラケ
ット34のねじ穴34a,34bに螺入された調節ねじ
36a,36bの先端がそれぞれ軸33に当接してい
る。また、ベース10上面のブラケット34の近傍には
支持台37が取り付けられ、この支持台37にダイヤル
ゲージ35が固定されている。そして、少なくとも調整
時には、ダイヤルゲージ35の接触子35aは、軸11
の中心を中心とし軸11の中心と軸33の中心を結ぶ直
線を半径とする円周上で、軸33にダイヤルゲージ35
の測定範囲内に入るように接触している。
[Description of Rotational Positioning Means of Base 10]
On the other side of the base 10, a base rotation positioning means 32 capable of rotating the base 10 by a small angle about the shaft 11 is provided. When the inner diameter of the hole slightly changes due to the exchange of the work W or the like, or when the radius of curvature of the true spherical surface is slightly changed, the base 10 is rotated by a small angle by the base rotation positioning means 32 and the cutting tool is rotated. The position of the tip 16 can be changed to cope with it. Hereinafter, the configuration of the base rotation positioning means 32 in this embodiment will be described. As shown in FIG. 3, a hole 10c is formed on the other side of the base 10, and a shaft 33 attached to the other side of the base 2 protrudes above the base 10 through the hole 10c. Hole 1 in base 10
Cylindrical bracket 34 having a through hole concentric with 0c
The ends of the adjusting screws 36a and 36b screwed into the screw holes 34a and 34b of the bracket 34 from both sides in the rotation direction of the base 10 are in contact with the shaft 33, respectively. A support 37 is attached near the bracket 34 on the upper surface of the base 10, and a dial gauge 35 is fixed to the support 37. At least at the time of adjustment, the contact 35a of the dial gauge 35 is
The dial gauge 35 is attached to the axis 33 on a circle having a radius of a straight line connecting the center of the axis 11 and the center of the axis 33 with the center of the center as the center.
Are in contact with each other within the measurement range.

【0022】上記態様により、例えば調節ねじ36a,
36bの一方(例えば調節ねじ36a)を僅かに緩めて
他方(例えば調節ねじ36b)を締め付けると、ベース
10は一側の軸11を中心に微小角度反時計回り方向に
回転する。この回転によるベース10の回転量は、ダイ
ヤルゲージ35の指針の触れにより知ることができる。
また、軸11の中心から刃具16までの距離を1とし、
軸11の中心から軸33の中心までの距離をこのN倍に
とると、ダイヤルゲージ35の読みを前記Nで除するこ
とにより刃具16の移動量を容易に知ることができる。
According to the above embodiment, for example, the adjusting screws 36a,
When one (for example, the adjusting screw 36a) of the 36b is slightly loosened and the other (for example, the adjusting screw 36b) is tightened, the base 10 rotates a small angle counterclockwise around the shaft 11 on one side. The amount of rotation of the base 10 due to this rotation can be known by touching the pointer of the dial gauge 35.
Further, the distance from the center of the shaft 11 to the cutting tool 16 is set to 1,
If the distance from the center of the shaft 11 to the center of the shaft 33 is N times this, the amount of movement of the blade 16 can be easily known by dividing the reading of the dial gauge 35 by the N.

【0023】[作用および方法の発明の説明]次に、上
記構成の本発明の真球加工装置を備えた数値制御工作機
械の作用を、本発明の真球加工方法とともに説明する。 [ワークを主軸に取り付ける工程]まず、ワークWを主
軸42のチャック43に取り付ける。ワークWに素材形
成時などの前工程で予め穴が形成されているような場合
には、前記穴の中心を主軸42の回転中心に一致させて
チャック43に取り付ける。
[Explanation of the Operation and Method of the Invention] Next, the operation of the numerically controlled machine tool provided with the spherical processing apparatus of the present invention having the above-described configuration will be described together with the spherical processing method of the present invention. [Step of Attaching Work to Spindle] First, the work W is attached to the chuck 43 of the spindle 42. When a hole is previously formed in the work W in a previous process such as when forming a material, the work W is attached to the chuck 43 such that the center of the hole coincides with the rotation center of the main shaft 42.

【0024】[穴内周面を球面状に荒加工する工程]次
に、真球加工装置1を刃物台47と干渉しない位置まで
退避させた状態で主軸42を回転させる。図示しないN
C装置は、タレット面板44を回転させて、ワークWの
加工が可能な加工位置に穴内周面を球面状に荒加工する
工具Tを割り出す。そして、コラム48および刃物台4
7をZ軸軸線方向およびX軸軸線方向に移動させながら
工具Tで穴内周面の荒加工を行う。この場合、工具Tに
よる荒加工を行った後、主軸42にワークWを取り付け
たままで真球加工装置1の刃具16による真球仕上げ加
工を行うことができるので、工具Tによる荒加工の際の
仕上げ代を極めて小さくすることができるという特徴が
ある。
[Step of Roughing the Hole Inner Peripheral Surface into a Spherical Shape] Next, the main shaft 42 is rotated while the spherical processing device 1 is retracted to a position where it does not interfere with the tool rest 47. N not shown
The C device rotates the turret face plate 44 to find a tool T for roughing the inner peripheral surface of the hole into a spherical shape at a processing position where the work W can be processed. Then, the column 48 and the tool post 4
While the tool 7 is moved in the Z-axis direction and the X-axis direction, the inner peripheral surface of the hole is roughly machined with the tool T. In this case, after performing the roughing with the tool T, the true sphere finishing with the cutting tool 16 of the true sphere processing device 1 can be performed with the workpiece W attached to the main shaft 42. The feature is that the finishing allowance can be extremely reduced.

【0025】[真球仕上げ加工用の刃具を穴内に挿入す
る工程]工具Tによる穴内周面の荒加工が終わったら、
次に真球加工装置1による穴内周面の真球仕上げ加工を
行う。図5は、真球仕上げ加工の加工工程を説明する断
面図である。コラム48および刃物台47をZ軸軸線方
向およびX軸軸線方向に移動させてワークWから退避さ
せるとともに、真球加工装置1を水平ガイド46(図1
参照)に沿ってZ軸軸線方向に移動させて、刃具16を
ワークWの穴に挿入する。真球加工装置1は、穴の中心
まで軸4aが挿入されたときに移動が停止され、当該位
置で位置決めされる。なお、このとき刃具16は、ワー
クWと干渉しない位置(図5において符号Aで示す位
置)まで回転した状態で待機している。
[Step of Inserting a Cutting Tool for Spherical Finishing into the Hole] After the roughing of the inner peripheral surface of the hole by the tool T is completed,
Next, the spherical inner surface of the hole is subjected to a sphere finishing process by the sphere processing device 1. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a processing step of the spherical finishing processing. The column 48 and the tool rest 47 are moved in the Z-axis direction and the X-axis direction to retreat from the work W, and the spherical machining device 1 is moved to the horizontal guide 46 (FIG. 1).
), And insert the cutting tool 16 into the hole of the workpiece W. The movement of the sphere processing device 1 is stopped when the shaft 4a is inserted to the center of the hole, and the sphere processing device 1 is positioned at the position. At this time, the cutting tool 16 is on standby in a state in which it has been rotated to a position where the cutting tool 16 does not interfere with the work W (the position indicated by the symbol A in FIG. 5).

【0026】[真球仕上げ加工を行う工程]ワークWを
主軸42とともに回転させた状態で、刃具16を図5に
おける符号Aで示す位置から時計回り方向に回転させ
て、穴内周面Waの真球仕上げ加工を行う。シリンダ2
0を駆動させて第1ピストンロッド21を一側に移動さ
せ、ワイヤ係合部22でワイヤ5を横方向から押すと、
ワイヤ5が「く」の字状に変形して重錘6を持ち上げな
がら一端側へ移動し、回転体4とともに刃具16を図5
において反時計回り方向に回転させる。回転体4の回転
速度は、流量調整弁18から供給される作動用圧力流体
の時間当たりの流量を調整することにより調節すること
ができる。刃具16がワークWの穴から脱出した位置
(図5において符号Bで示す位置)まで来ると、第2ピ
ストンロッド23に設けられたストッパ26が取付部1
9の他側に当接することにより、第1ピストンロッド2
1および第2ピストンロッド23の一側への移動が規制
され、刃具16の回転動作が停止する。
[Step of Performing True Spherical Finishing] While the workpiece W is being rotated together with the main shaft 42, the cutting tool 16 is rotated clockwise from the position indicated by the symbol A in FIG. Perform ball finishing. Cylinder 2
0, the first piston rod 21 is moved to one side, and the wire 5 is pushed by the wire engaging portion 22 from the lateral direction.
The wire 5 is deformed in the shape of the letter “C” and moves to one end while lifting the weight 6, and the cutting tool 16 is moved together with the rotating body 4 in FIG.
In the counterclockwise direction. The rotation speed of the rotating body 4 can be adjusted by adjusting the flow rate per hour of the working pressure fluid supplied from the flow rate adjustment valve 18. When the cutting tool 16 reaches a position where the cutting tool 16 has escaped from the hole of the work W (a position indicated by reference numeral B in FIG. 5), the stopper 26 provided on the second piston rod 23
9, the first piston rod 2
The movement of the first and second piston rods 23 to one side is restricted, and the rotation of the blade 16 stops.

【0027】刃具16が位置Bまで回転したことは、セ
ンサ27が取付部19の他側に当接する位置まで移動し
たストッパ26を検出することにより検出することがで
きる。このようにして穴内周面Waの真球仕上げ加工が
終了したら、真球加工装置1を水平ガイド46に沿って
他側へ移動させてワークWから退避させる。この後、シ
リンダ20を駆動させて第1ピストンロッド21を他側
に移動させると、ワイヤ係合部22とワイヤ5との係合
が解除され、ワイヤ5は重錘6によって元の直線状態に
戻る。この動作により、刃具16も位置Aに戻る。第1
ピストンロッド21が他側移動端に戻ったことは、シリ
ンダ20に取り付けたセンサ(図示せず)で検出され、
一連の動作を終了する。このシリンダ20の駆動は、補
助機能(Mコード)等で指令することができ、センサの
検出信号をこの指令の完了信号とすることにより、NC
プログラムで指令することができる。また、図示しない
操作盤よりMDI,押しボタンスイッチ等による駆動も
可能である。なお、主軸42を回転させる駆動体として
回転速度制御の可能な主軸モータ等を使用し、NC装置
が主軸42の回転速度を制御することにより、刃具16
が穴内周面Waを真球仕上げ加工する際の切削速度を常
に一定にして(周速一定加工)、より精度の高い真球仕
上げ加工を行うことも可能である。
The rotation of the blade 16 to the position B can be detected by detecting the stopper 26 which has moved to a position where the sensor 27 contacts the other side of the mounting portion 19. When the spherical finishing of the inner peripheral surface Wa of the hole is thus completed, the spherical processing device 1 is moved to the other side along the horizontal guide 46 and retracted from the workpiece W. Thereafter, when the cylinder 20 is driven to move the first piston rod 21 to the other side, the engagement between the wire engaging portion 22 and the wire 5 is released, and the wire 5 is returned to the original linear state by the weight 6. Return. By this operation, the blade 16 also returns to the position A. First
The return of the piston rod 21 to the other end is detected by a sensor (not shown) attached to the cylinder 20.
A series of operations ends. The driving of the cylinder 20 can be instructed by an auxiliary function (M code) or the like.
Can be commanded by a program. Further, driving by an MDI, a push button switch or the like from an operation panel (not shown) is also possible. In addition, a spindle motor or the like capable of controlling the rotation speed is used as a driving body for rotating the spindle 42, and the NC device controls the rotation speed of the spindle 42, so that the blade tool 16 is rotated.
It is also possible to always make the cutting speed when the hole inner peripheral surface Wa is spherically finished (constant peripheral speed processing) to perform a more accurate true spherical surface finishing.

【0028】真球仕上げ加工の途中においてワイヤ5が
切れると、重錘6が基台2の底部に落下する。この重錘
6の落下はセンサ30により検出されるので、NC装置
はワイヤ切れと判断してただちに真球仕上げ加工を停止
させる。ワイヤ5が切れても、ワイヤ5はフック8をピ
ン7aから取り外すだけで簡単に取り外すことができ、
交換も容易である。
When the wire 5 is cut off during the spherical finishing, the weight 6 falls to the bottom of the base 2. Since the falling of the weight 6 is detected by the sensor 30, the NC device determines that the wire is broken and immediately stops the spherical finishing. Even if the wire 5 breaks, the wire 5 can be easily removed simply by removing the hook 8 from the pin 7a.
Exchange is easy.

【0029】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では第1ピスト
ンロッド21を一側に移動させ、ワイヤ5の一部を押す
ことによりワイヤ5に引張力を付与するものとして説明
したが、第1ピストンロッド21を他側へ移動させたと
きにワイヤ係合部22でワイヤ5の一部を引っ張り、ワ
イヤ5に引張力を付与するようにしてもよい。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment described above, the first piston rod 21 is moved to one side, and a part of the wire 5 is pushed to apply a tensile force to the wire 5, but the first piston rod 21 is moved to the other side. When the wire 5 is moved, a part of the wire 5 may be pulled by the wire engaging portion 22 to apply a tensile force to the wire 5.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、以下のような効果を奏する。 穴明け加工や穴内周面の荒加工を行う工作機械に、
真球仕上げ加工を行う真球加工装置を一体に設けたの
で、今まで別体であった二つの装置を一体にすることが
でき、真球加工のための設備コストを低廉にすることが
できる。] 穴内周を球面状に荒加工する工作機械にワークを取
り付けるだけで、荒加工から真球仕上げ加工までを自動
的に行うことができるようになる。 ワークを付け替える必要がないので荒加工の際の穴
中心と真球仕上げ加工の際の穴中心は常に一致した状態
にあり、ワークの穴中心を主軸の回転中心に一致させる
手間が不要になるうえ、真球度,表面粗さ,加工直径等
の精度の極めて高い真球加工面を得ることができる。ま
た、荒加工の際の仕上げ代も最小でよいので真球加工の
ための時間を短縮することができる。 ワイヤ切れ検出手段を設けたものは、ワイヤ切れを
検出して自動的に真球仕上げ加工を停止させるので、不
良品を大量に生産してしまうということがなくなり、生
産効率が向上する。 刃具の回転角度調整機構を設けたものは、ワークの
種類や穴寸法の変化等に応じて刃具の回転角度を調整で
き、必要最小範囲で刃具を回転させて真球仕上げ加工を
終了させるので、真球加工時間を短縮することができ
る。
As described above, the present invention has the following advantages. For machine tools that perform drilling and roughing of the inner surface of a hole,
Since the sphere processing device that performs sphere finishing is provided integrally, two devices that have been separate units can be integrated, and equipment costs for sphere processing can be reduced. . By simply attaching a workpiece to a machine tool that performs rough machining of the inner periphery of a hole into a spherical shape, it is possible to automatically perform from rough machining to spherical finishing. Since there is no need to change the work, the hole center for roughing and the hole center for spherical finishing are always in the same state, eliminating the need to match the hole center of the work with the rotation center of the spindle. In addition, it is possible to obtain a sphere processing surface with extremely high accuracy such as sphericity, surface roughness, and processing diameter. In addition, the finishing allowance at the time of roughing can be minimized, so that the time for true sphere processing can be reduced. Since the device provided with the wire breakage detecting means automatically detects the wire breakage and automatically stops the spherical finishing, the production of defective products is prevented from being mass-produced and the production efficiency is improved. With the blade angle adjustment mechanism, the blade rotation angle can be adjusted according to the type of work or changes in hole dimensions, etc., and the true-sphere finishing is completed by rotating the blade within the minimum required range. The sphere processing time can be reduced.

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

【図1】本発明の真球加工装置を備えた数値制御工作機
械の全体構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a numerically controlled machine tool including a true sphere processing device of the present invention.

【図2】真球加工装置の構成を説明する断面側面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional side view illustrating a configuration of a true sphere processing apparatus.

【図3】真球加工装置の一部を破断した平面図である。FIG. 3 is a plan view in which a part of the true sphere processing device is broken.

【図4】真球仕上げ加工用の刃具の回転角度を調整する
回転角度調整機構の一部破断の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a partially broken rotation angle adjusting mechanism for adjusting the rotation angle of a cutting tool for finishing a sphere.

【図5】真球仕上げ加工の加工工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a processing step of the true spherical finishing processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W ワーク Wa 穴内周面 T 工具 1 真球加工装置 2 基台 3 刃具ホルダ 3a 取付部材 4 回転体 4a 軸 5 ワイヤ 6 重錘 7 ブラケット 8 フック 9a〜9d ガイドプーリ 10 ベース 10a,10b 開口部 10c 穴 11 軸 12 軸受 13a,13b ガイドローラ 14 案内溝 15 取付ボルト 16 刃具 17 ボルト 18 流量調整弁 19 取付部 20 シリンダ 21,23 ピストンロッド 22 ワイヤ係合部 24 回転角度調整機構 25 目盛り 26 ストッパ 26a ねじ穴 26b 雌ねじ部 26c 肩部 27 センサ 28 ねじ軸 29 ねじ(固定手段) 30 センサ(ワイヤ切れ検出用) 32 ベース回転位置決め手段 33 軸 34 ブラケット 34a,34b ねじ穴 35 ダイヤルゲージ 35a 接触子 36a,36b 調節ねじ 37 支持台 40 ベッド 41 主軸台 42 主軸 43 チャック(取付手段) 44 タレット面板 45 工具 46 水平ガイド W Work Wa Wafer inner peripheral surface T Tool 1 True sphere processing device 2 Base 3 Blade holder 3a Mounting member 4 Rotating body 4a Shaft 5 Wire 6 Weight 7 Bracket 8 Hook 9a to 9d Guide pulley 10 Base 10a, 10b Opening 10c Hole DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Shaft 12 Bearing 13a, 13b Guide roller 14 Guide groove 15 Mounting bolt 16 Cutting tool 17 Bolt 18 Flow control valve 19 Mounting part 20 Cylinder 21, 23 Piston rod 22 Wire engaging part 24 Rotation angle adjusting mechanism 25 Scale 26 Stopper 26a Screw hole 26b Female thread portion 26c Shoulder portion 27 Sensor 28 Screw shaft 29 Screw (fixing means) 30 Sensor (for detecting broken wire) 32 Base rotation positioning means 33 Shaft 34 Bracket 34a, 34b Screw hole 35 Dial gauge 35a Contact 36a, 36b Adjusting screw 3 Support base 40 bed 41 headstock 42 spindle 43 chuck (mounting means) 44 turret face plate 45 the tool 46 horizontal guide

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工物に形成された穴の内周面を真球
状に加工する真球加工装置を備えた数値制御工作機械で
あって、 ベッド(40)と、 このベッドに設けられ、主軸を回転自在に支持する主軸
台(41)と、 前記ベッドに設けられ、前記主軸台に対して主軸軸線方
向および前記主軸軸線方向に直交する方向に相対的に移
動して位置決めが可能な刃物台(47)と、 この刃物台に取り付けられ、前記穴の内周面を球面状に
荒加工する工具(T)と、 前記ベッド上の前記刃物台と干渉しない位置に設けら
れ、前記主軸台に対して前記主軸軸線方向に相対的に移
動して位置決めが可能な基台(2)と、この基台に設け
られ、前記主軸軸線に直交する軸(4a)を中心に回転
する回転体(4)と、この回転体に巻回されたワイヤを
駆動するワイヤ駆動手段と、前記回転体に取り付けられ
回転体の回転により前記穴の内周面を真球状に仕上げ加
工する刃具(16)とからなる真球加工装置(1)と、 前記刃物台や前記基台の移動,位置決めを行う駆動モー
タを数値制御するとともに、前記主軸を駆動する主軸モ
ータおよび前記ワイヤ駆動手段を制御する制御装置とか
らなることを特徴とする真球加工装置を備えた数値制御
工作機械。
1. A numerically controlled machine tool provided with a spherical processing device for processing an inner peripheral surface of a hole formed in a workpiece into a spherical shape, comprising: a bed (40); A headstock (41) for rotatably supporting a spindle, and a blade provided on the bed, which is relatively movable with respect to the headstock in a spindle axis direction and a direction orthogonal to the spindle axis direction and can be positioned. A base (47), a tool (T) attached to the tool rest, for roughing the inner peripheral surface of the hole into a spherical shape, and a tool (T) provided at a position on the bed that does not interfere with the tool rest, A base (2) that can be moved relative to the main shaft axis direction and positioned therewith; and a rotating body provided on the base and rotating about an axis (4a) orthogonal to the main shaft axis ( 4) and a wire for driving the wire wound around the rotating body. A sphere processing device (1) comprising a driving means, a cutting tool (16) attached to the rotator and finishing the inner peripheral surface of the hole into a sphere by rotation of the rotator; A numerical control of a drive motor for moving and positioning the table, and a control device for controlling a spindle motor for driving the spindle and a control device for controlling the wire driving means. machine.
【請求項2】 前記ワイヤ駆動手段は、一端が前記基台
の固定部に係留され、前記回転体を巻回して他端に重錘
(6)が吊り下げられたワイヤ(5)と、このワイヤの
一部に負荷を付与して前記重錘の重量に抗して前記ワイ
ヤを進退移動させるとともに、前記ワイヤの移動長さに
応じて前記回転体を所定角度回転させるワイヤの進退移
動手段とからなることを特徴とする請求項1に記載の真
球加工装置を備えた数値制御工作機械。
2. A wire (5) having one end moored to a fixed portion of the base, a wire wound around the rotating body, and a weight (6) suspended from the other end. Means for applying a load to a part of the wire to move the wire forward and backward against the weight of the weight, and for moving the rotating body by a predetermined angle in accordance with the moving length of the wire; A numerically controlled machine tool comprising the sphere processing device according to claim 1, comprising:
【請求項3】 前記ワイヤの進退移動手段は、前記基台
に設けられた流体圧シリンダ(20)と、この流体圧シ
リンダの進退移動自在なピストンロッド(21)に設け
られ、前記ワイヤ(5)と係合して前記ピストンロッド
の進退移動とともに前記ワイヤに負荷を付与するワイヤ
係合部(22)とからなることを特徴とする請求項2に
記載の真球加工装置を備えた数値制御工作機械。
3. The means for moving the wire forward and backward is provided on a hydraulic cylinder (20) provided on the base and a piston rod (21) which can move forward and backward on the hydraulic cylinder. Numerical control provided with a true sphere processing device according to claim 2, comprising a wire engaging portion (22) for applying a load to the wire as the piston rod moves forward and backward by engaging with the piston rod. Machine Tools.
【請求項4】 前記ワイヤの進退移動手段には、前記ピ
ストンロッド(21)とともに進退移動する進退移動部
材(28)と、この進退移動部材に設けられ、前記基台
の固定部(19)に当接することにより前記ピストンロ
ッドの進退移動を規制するストッパ(26)と、このス
トッパを前記進退移動部材に沿った任意の位置に位置決
めして固定する固定手段(29)とからなり、前記固定
手段により前記ストッパの固定位置を変更することによ
り前記ピストンロッドの進退移動量を調整して前記回転
体(4)の回転角度を決定する刃具の回転角度調整機構
(24)を設けたこと、を特徴とする請求項3に記載の
真球加工装置を備えた数値制御工作機械。
4. A moving means for moving the wire forward and backward together with the piston rod, a moving means for moving the wire forward and backward, and a fixing part of the base for the wire moving means. A stopper (26) for restricting advancing and retreating of the piston rod by abutting; and a fixing means (29) for positioning and fixing the stopper at an arbitrary position along the reciprocating member; And a rotation angle adjustment mechanism (24) of a cutting tool for determining a rotation angle of the rotating body (4) by adjusting a moving amount of the piston rod by changing a fixing position of the stopper. A numerically controlled machine tool comprising the spherical processing device according to claim 3.
【請求項5】 前記基台には、前記ワイヤが切れたこと
を検出するワイヤ切れ検出手段を設けたこと、を特徴と
する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の真球加
工装置を備えた数値制御工作機械。
5. The true sphere processing apparatus according to claim 1, wherein the base is provided with a wire breakage detecting unit that detects that the wire is broken. Numerically controlled machine tool equipped with
【請求項6】 前記ワイヤ切れ検出手段は、前記基台の
固定部に設けられ、ワイヤ切れによる前記重錘の移動を
検出するセンサ(30)であることを特徴とする請求項
5に記載の真球加工装置を備えた数値制御工作機械。
6. The sensor according to claim 5, wherein the wire break detecting means is a sensor (30) provided on a fixing portion of the base and detecting movement of the weight due to wire break. Numerically controlled machine tool equipped with a spherical processing device.
【請求項7】 被加工物に形成された穴の内周面を真球
状に加工するために、前記主軸に対して主軸軸線方向お
よびこの主軸軸線方向と直交する方向に相対移動可能な
刃物台と、前記主軸軸線方向に相対移動可能な真球加工
装置を有する数値制御工作機械における真球加工方法で
あって、 前記数値制御工作機械の主軸に設けられた被加工物の取
付手段に前記被加工物を取り付ける工程と、 前記真球加工装置を退避させた状態で前記主軸を回転さ
せ、前記刃物台を数値制御して移動させ、前記刃物台に
取り付けられた工具で前記被加工物の穴内周面を球面状
に荒加工する工程と、 前記刃物台を退避させた状態で、真球加工装置を前記主
軸側に移動させて真球仕上げ加工用の刃具を前記穴内の
所定の位置に位置させる工程と、 前記主軸の回転により被加工物を回転させるとともに前
記刃具を前記主軸の軸線に直交する軸を中心に所定角度
回転させて前記穴内周面の真球仕上げ加工を行う工程
と、 からなることを特徴とする数値制御工作機械における真
球加工方法。
7. A tool rest which is relatively movable in a main shaft axis direction and a direction orthogonal to the main shaft axis direction with respect to the main shaft in order to machine an inner peripheral surface of a hole formed in a workpiece into a true spherical shape. A spherical machining method in a numerically controlled machine tool having a true spherical machining device that is relatively movable in the spindle axis direction, wherein the workpiece mounting means provided on the spindle of the numerically controlled machine tool has Attaching the workpiece, rotating the spindle while retracting the true spherical machining apparatus, moving the tool rest by numerical control, and moving the tool rest in the hole of the workpiece with the tool attached to the tool rest. A step of roughing the peripheral surface into a spherical shape, and, with the tool rest retracted, moving a true sphere processing device to the main spindle side to position a cutting tool for true sphere finishing at a predetermined position in the hole. And the rotation of the spindle Rotating the workpiece and rotating the cutting tool by a predetermined angle around an axis orthogonal to the axis of the main shaft to perform a spherical finishing process on the inner peripheral surface of the hole. A true spherical machining method for machine tools.
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