JPH11151601A - Nc旋盤における球面の加工方法 - Google Patents

Nc旋盤における球面の加工方法

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JPH11151601A
JPH11151601A JP32011397A JP32011397A JPH11151601A JP H11151601 A JPH11151601 A JP H11151601A JP 32011397 A JP32011397 A JP 32011397A JP 32011397 A JP32011397 A JP 32011397A JP H11151601 A JPH11151601 A JP H11151601A
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JP
Japan
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machining
spherical surface
spherical
axis
work
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JP32011397A
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Mitsugi Kobayashi
貢 小林
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EGURO Ltd
Eguro Ltd
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EGURO Ltd
Eguro Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】真球度が高く、精度が良い球面の加工を可能に
する事を目的とする。 【解決手段】回転する主軸に取り付けられたワークに、
二軸制御によって移動軌跡が円弧補間されるバイト切刃
を当接して移動させ、この移動によってワークに球面加
工を施す加工方法において、前記主軸を、前記二軸の一
方であるZ軸方向に対して所定角度傾け、前記移動軌跡
が、前記球面の中心で交わる前記二軸によって区切られ
る四つの象限の内、何れか一つの象限内に収まる事を特
徴とするNC旋盤における球面の加工方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NC旋盤によって
行われる球面の加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】NC制御によってワークに球面加工を施
す場合には、図4に示す手段が採られていた。つまり、
回転する主軸端に取り付けられたワークに、X軸および
Z軸方向に移動制御されるバイト切刃を当接させ、さら
に、この当接の始点P1から終点P2までの移動軌跡を
NC制御によって円弧補間(図4の点線参照)して球面
を形成するものである(以下、円弧補間による従来の球
面加工方法という)。また、球面加工を施す他の手段と
しては、サーキュラテーブルにバイトを取り付け、サー
キュラテーブルの回転角を制御して前記バイト切刃が移
動する軌跡を所定の円弧状に制御して球面加工する方法
(以下、サーキュラテーブルによる球面加工方法とい
う)や、Rバイトを押し付けて加工を行う方法(以下、
Rバイトの押し付け加工という)等があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の各方法
では、以下のような問題点を有していた。まず、円弧補
間による従来の球面加工方法では、主軸の回転軸をZ
軸、このZ軸と球面の中心Oで垂直に交わる軸線をX軸
と置いた場合(図4参照)、円弧補間させるバイト切刃
1aの移動軌跡(図4の点線)は、必ず第3象限Cと第
4象限Dとの境界(X軸線)を越えなければならない。
つまり、バイト切刃1aのX軸方向への移動が、第4象
限D内では負の方向、第3象限C内では正の方向に向か
ってしまい、前記正と負が逆転する位置P0(X軸線
上)で、微小時間ではあるが切刃が止まってしまうとい
う現象を生じる。この切刃が止まってしまうという現象
は、球面加工に凹凸部を形成してしまい、真球度の低下
から不都合であった。ちなみに、図4中のA,B,C,
Dはそれぞれ第1象限、第2象限、第3象限、第4象限
に相当し、Eは主軸の回転方向、Wは被加工物たるワー
ク、1はバイトに相当する。
【0004】また、サーキュラテーブルによる球面加工
方法では、加工する球面の形状に対応させてバイトを回
転させなければならない。つまり、球面形状に応じた回
転半径を有する回転テーブル、およびこのテーブルを回
転させるための駆動手段等を準備する必要があり、不経
済であった。また、この球面加工方法では、加工する球
面形状を変更や微調整の際、その都度、バイトを付け代
える必要があり、さらには、図5のようなワーク凹部の
内面に球面加工を施す場合、バイトとワークが干渉して
加工できない場合も多くて不便であった。
【0005】さらに、Rバイトの押し付け加工では、バ
イト切刃を所定R(半径)の円弧状に形成するのが困難
であり、特にRが大きくなった場合には、製作が困難か
つ高価なものとなって不経済であった。また、このよう
なRバイトの押付加工では、切粉のハケが悪く、切削面
にキズが付く事があって加工面の精度が悪くなり不都合
であった。本発明は、以上の問題点を解決し、真球度が
高く、精度の良い球面の加工を可能にする事を目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】つまり本発明は、回転す
る主軸に取り付けられたワークに、二軸制御によって移
動軌跡が円弧補間されるバイト切刃を当接して移動さ
せ、この移動によってワークに球面加工を施す加工方法
において、前記主軸を、前記二軸の一方であるZ軸方向
に対して所定角度傾け、前記移動軌跡が、前記球面の中
心で交わる前記二軸によって区切られる四つの象限の
内、何れか一つの象限内に収まる事を特徴とするNC旋
盤における球面の加工方法とした。また、前記所定角度
を、45度とする事もできる。以上の加工方法によれ
ば、二軸制御によってバイト切刃を円弧補間して球面加
工を施す際、前記二軸の各方向に対してバイト切刃が瞬
間的に止まってしまうという現象の発生を抑える事がで
き、その結果、球面加工における真球度の低下を防止で
きる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基いて
詳述する。ちなみに、図1は、本発明に係り、バイト切
刃の移動軌跡説明図、図2は、ワークを取り付けた主軸
端の一部破断側面図、図3は本実施形態において使用さ
れるバイトの側面図であり、(a)は概略側面図、
(b)はバイト切刃の拡大図である。ちなみに、図4
は、従来の二軸制御によって円弧補間されたバイト切刃
の移動軌跡説明図、図5は、本実施形態にて加工対象と
なるワークに係り、(a)は側面図、(b)は正面図で
ある。尚、本実施形態では、ワークWに凹部2を形成
し、かかる凹部2の内面に凹球面の加工を施す場合を例
に説明するが、本発明はこの例に限定されず、ワークW
の外周面等に凸球面加工を施す場合にも適用できる。
【0008】まず、本発明の前提となる二軸制御による
円弧補間について説明する。NC制御における円弧補間
とは、一つ又は二つのブロック内の情報により、工具の
運動を円弧に沿うように制御する輪郭制御のモードであ
る。この円弧補間は補間回路によって行われるが、補間
回路とは、一般には終点と中心点等の情報から工具の移
動軌跡となる所定の円弧を計算処理する回路であり、こ
の処理情報を基に前記工具の移動を二軸方向に制御し、
前記円弧に沿った移動を可能にするのが前記二軸制御に
よる円弧補間である。
【0009】前記工具が、本実施形態においてはバイト
1となる。このバイト1に設けたバイト切刃(以下、切
刃という)1aを、主軸3(図2参照)に取り付けられ
て回転するワークWに当接させ、かつ切刃1aを二軸制
御によって円弧補間しながら移動させ、所定形状の球面
となるよう加工を施す。この球面加工方法によれば、サ
ーキュラテーブルによる球面加工方法やRバイトの押付
加工と比較して、加工する球面形状の特定が容易である
とともに、球面形状の変更にも前記補間回路に入力する
情報を変更しさえすれば可能となるので便利である。
本発明は、以上の二軸制御による円弧補間しながら行う
NC旋盤を前提とし、さらに、主軸端3aにワークWを
取り付けた主軸3の回転軸Z1を、前記二軸の一方であ
るZ軸方向に対して所定角度傾け、かつ、前記移動軌跡
における始点P1と終点P2の位置を、球面の中心を通
る二軸によって区切られる四つの象限の内、同じ象限内
(本実施形態では第3象限内)に位置するようにした。
この結果、切刃1aが二軸方向に制御されながら移動す
る際、移動過程で移動方向を逆転させる必要が無く、真
球度の高い球面の加工が可能となる。
【0010】以下、本実施形態について、さらに詳細に
説明する。本実施形態において加工対象となるワークに
は、図5に示す如く加工面に予め凹部2が形成されてお
り、凹部2の内面に球面加工を施す。この凹部2は、幅
13mmの開口部2aが14.4mmの深さ2bで掘り
下げられており、この内面に半径7.2mmの球面を施
す場合を例に説明する。本実施形態で使用するバイト1
は、図3に示すような中ぐり用の曲がりバイトである。
このバイト1は、直径8mmの円筒状シャンク(以下、
シャンクという)11の端部から、切刃1aを90度折
り曲げて形成する。また、この切刃1aの厚みdαを3
mmとし、先端1bを、半径0.5mmの円弧状に形成
する。さらに、この切刃1aの内、先端1bから2.8
mm以上の厚みdβを実際の切刃範囲とし、切刃角θを
60度に形成する。前記バイト1は、X軸およびY軸方
向に移動可能な刃物台(図示せず)に固定されており、
かつシャンク11の軸線と主軸3の回転軸Z1とが平行
になるように固定されている。一方、前記刃物台は、補
間回路を有する制御手段(図示せず)によって円弧補間
されながら移動を制御される。従って、バイト1が前記
刃物台の移動とともに移動し、かつ、シャンク11の端
部がワークWの凹部2に入り込み、切刃1aが凹部2の
内面に当接しながら所定の円弧に沿って移動することに
より球面加工が施される。
【0011】次に、図2に基づいて、ワークを取り付け
る主軸端3a部分の説明をする。本実施形態では、主軸
端3aにテーパ穴を形成し、このテーパ穴にワークホル
ダ3bを装着している。一方、ワークホルダ3bには、
ワークWが嵌め込まれる嵌合穴3cを形成しており、さ
らに、嵌合穴3cの側面4ヵ所には、ワーク固定用のボ
ルト3dを取り付ける。ワークWは、この嵌合穴3cに
嵌め込まれ、嵌合穴3c内に突出するボルト3dの締め
付けにより固定される。また、主軸端3aにバイト1を
取り付けた主軸3の回転軸Z1方向が、Z軸方向に対し
て45度傾けられている。つまり、本実施形態では、所
定角度として45度傾けている。この45度という傾き
は、角度として設定し易いという便宜から採用するもの
であるが、前記所定角度は、かかる45度に限定される
ものでは無い。
【0012】続いて、本実施形態における球面加工工程
を説明する。 (1)まず、主軸端3aに装着するワークホルダ3bの
嵌合穴3cに、ワークWを嵌め込み、ボルト3dで締め
付け固定する。さらに、ワークWが取り付けられた主軸
3を回転させ、加工待機状態にする。 (2)次に、円弧補間の始点P1および終点P2を、球
面の中心を通るX軸およびZ軸によって区切られた四つ
の象限の内、第3象限C内に位置するように指定し、か
つ円弧の中心点が球面中心Oに位置するように指定す
る。その結果、円弧補間された切刃1aの移動軌跡が、
前記第3象限C内におさまる。 (3)続いて、刃物台を二軸制御によって移動させ、切
刃1aを前記加工待機状態にあるワークWの凹部2内面
の始点P1の位置から当接させる。さらに、この切刃1
aが、円弧補間された刃物台の移動によって所定の円弧
に沿って移動し、主軸3とともに回転するワークWに球
面加工を施す。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、バイト切刃の移動軌跡
が同じ象限内にあるため、X軸およびZ軸それぞれの方
向への移動過程で、移動方向の逆転を必要とせず、その
結果、移動が瞬間的に止まってしまうという現象の発生
を防止でき、真球度の高い球面加工を施すことができ
る。また、従来の二軸制御により円弧補間を行って球面
加工を施す時に使用する機械をそのまま転用できるので
実用的かつ経済的である。さらに、サーキュラテーブル
を利用した球面加工方法やRバイトの押し付け加工にく
らべ、精度よい球面加工を施す事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係り、二軸制御によって円弧補間され
たバイト切刃の移動軌跡説明図。
【図2】ワークを取り付けた主軸端の一部破断側面図。
【図3】バイトの側面図であり、(a)は概略側面図、
(b)は切刃の拡大図。
【図4】従来の二軸制御によって円弧補間されたバイト
切刃の移動軌跡説明図。
【図5】本実施形態にて加工対象となるワークに係り、
(a)は側面図、(b)は正面図。
【符号の説明】
A:第1象限 B:第2象限 C:第3象限 D:第4象限 1:バイト 1a:切刃 dα:切刃の厚さ dβ:実際の切刃の範囲 θ:切刃角 1b:先端 W:ワーク 2:凹部 2a:開口部の幅 2b:凹部の深さ 3:主軸 3a:主軸端 3b:ワークホルダ 3c:嵌合穴 3d:ボルト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する主軸に取り付けられたワーク
    に、二軸制御によって移動軌跡が円弧補間されるバイト
    切刃を当接して移動させ、この移動によってワークに球
    面加工を施す加工方法において、 前記主軸を、前記二軸の一方であるZ軸方向に対して所
    定角度傾け、 前記移動軌跡が、前記球面の中心で交わる前記二軸によ
    って区切られる四つの象限の内、何れか一つの象限内に
    収まる事を特徴とするNC旋盤における球面の加工方
    法。
  2. 【請求項2】前記所定角度が、45度であることを特徴
    とする請求項1に記載のNC旋盤における球面の加工方
    法。
JP32011397A 1997-11-20 1997-11-20 Nc旋盤における球面の加工方法 Pending JPH11151601A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010109482A (ko) * 2000-05-31 2001-12-10 야마자끼마자꾸가부시끼가이샤 내경가공방법
DE10037974B4 (de) * 1999-08-06 2004-01-22 Sanden Corporation, Isesaki Verfahren zur Formung sphärischer konkaver Oberflächen
CN111727097A (zh) * 2018-05-01 2020-09-29 哈如技术研究所股份有限公司 差速器壳体的加工机

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US11759900B2 (en) 2018-05-01 2023-09-19 Haru Technique Laboratory Inc. Machining apparatus for differential case
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