JPS61252002A

JPS61252002A - 球面加工装置

Info

Publication number: JPS61252002A
Application number: JP9306385A
Authority: JP
Inventors: Isao Yuki; 結城　勲
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1986-11-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ワーク内面を球面切削加工する球面加工装置
に関するものである。

（従来技術）例えば、自動車のデフ７レンシヤルギヤケースをワーク
としてその内面を球面加工する場合に、加工チップを備
えた加工具を上記ワーク内で回転駆動するとともに、加
工チップを球面の中心を支点として揺動させて切削加工
することによって球面切削が可能となるものである。

そして、上記加工具の回転数と、加工チップを揺動させ
るための操作ロッドの送り速度とを一定速度で行うと、
加工精度すなわち切削面の表面粗さ、および加工チップ
の寿命等が充分に得られない恐れがある。すなわち、加
工チップの揺動に伴って切削位置の回転半径が変化し、
加工具の回転数が同じであっても加工チップによる切削
速度が変化する。これにより、ワークの材質に適した切
削速度からずれた位置においては、切削面の表面粗さが
大きくなって、所定の加工精度が得られないものである
。また、加工チップを揺動するための操作ロッドを一定
速度で送っても、加工チップが切削面を移動する送り速
度は、加工チップの揺動位置に応じて変化し、送り速度
が大きくなると、加工チップに大きな負荷が作用して該
加工チップの寿命が低下し、また、送り速度を小さくす
ると加工時間が長くなって処理能率が低下するものであ
る。

（発明の目的）本発明は上記事情に鑑み、切削加工条件を最適の状態に
保って良好な加工面を得るとともに加工チップの寿命を
向上するようにした球面加工装置を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成）本発明の球面加工装置は、加工具を回転駆動する可変速
主軸モータと、加工チップをｗｌｖＪする操作ロッドを
軸方向に移動させる送り駆動機構と、上記操作ロッドの
変位量を検出する変位量検出手段と、この変位量検出手
段の信号を受け加工チップによる切削速度とその送り最
とが一定の値となるように前記可変速主軸モータの回転
速度を制御する回転制御手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

（発明の効果）本発明によれば、回転数制御手段により操作ロッドの変
位面に対して可変速主軸モータの回転数を制御し、加工
チップの切削速度および送り但をワークの材質等に応じ
て常に最適状態として球面加工ができるため、ワーク加
工面の加工精度が向上するとともに、加工チップの寿命
が向上するものである。また、加工具の回転数制御だけ
で切削速度および送り量の調整が可能であり、その制御
構造が簡易に構成できるものである。

（実施例）以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は球面加工装置の全体概略構成を示し、第２図な
いし第４図は加工具の具体構造を示す。

球面加工装置１は軸部材２を有し、該軸部材２は支持部
材３に回転自在に支承され１．後部外周に設けられたリ
ングギヤ４が可変速主軸モータ５の駆動ギヤ６と噛合さ
れて回転駆動される。この軸部材２は、軸本体２ａとそ
の先端部に固定ボルト７によって一体に固着された加工
具ホルダー２ｂとにより構成されている（第２図参照）
。また、加工具ホルダー２ｂの先端部はセンタ一部材８
によって支承されている。

また、上記軸部材２は先端部に加工具１０を備え、この
加工具１０の部分がワーク９の内部に挿入されて回転駆
動される。すなわち、上記軸部材２の加工具ホルダー２
ｂに縦溝１１が形成され、この縦溝１１内に多角形状の
加工具１０の略中央部が枢支ビン１２によって回動自在
に支持されている。上記枢支ビン１２はワーク９の加工
球面９ａの中心を通るように配設されている。

上記加工具１０には、枢支ビン１２から最も離れた位置
に、加工チップ１３が固定金具１４（第３図参照）によ
って取付けられ、この加工チップ１３は加工具１０の揺
動に伴って所定の半径位置を移動する。該加工チップ１
３の揺動は、加工チップ１３と反対側の部分における加
工具１０に、リンク１６を介して連結された操作ロッド
１７の軸方向の送り移動によって揺動操作される。すな
わち、上記加工具１０には溝部１０ａが形成され、この
溝部１０ａの先端側に連結ビン１８によってリンク１６
の先端部が回動自在に連結され、該リンク１６の基端部
が、軸部材２の中心部に嵌挿された操作ロッド１７の先
端部に同様に連結ビン１９によって連結されている。そ
して、上記操作ロッド１７の後退移動に伴ってリンク１
６がｔａ線で示すように後退し、加工具１０の連結ビン
１８を引くことによって加工具１０は回動し、その加工
チップ１３が後方位置から前方に揺動するものである。

上記操作口・ラド１７はリンク１６が連結された先端部
材１７ａが、軸部材２の加工具ホルダー２ｂに固着され
たスリーブ２０に嵌挿され、該スリーブ２０とキー２１
によって結合されて該操作ロッド１７が軸部材２と一体
に回転でる一方、軸方向に移動可能に設けられている。

上記操作ロッド１７は軸部材２の軸本体２ａの中心を後
方に貫通して後端が突出し、その後端部に形成されたフ
ランジ１７ａに送り駆動機構２３が連係されている（第
１図参照）。上記送り駆動機構２３は、上記操作ロッド
１７の７ランジ１７ａに係合するスライダー２４が送り
ネジ棒２５に螺合し、該送りネジ棒２５が送りモータ２
６によって回転駆動される。

前記可変速主軸モータ５の回転数は回転数制御手段２８
からの制御信号によって制御され、また、上記送りモー
タ２６の回転数から操作ロッド１７の変位量を検出する
エンコーダ等の変位量検出手段２７が設けられ、この変
位量検出手段２７の検出信号が回転数制御手段２８に出
力され、回転数制御手段２８は上記操作ロッド１７の変
位量に応じて可変速主軸モータ５の回転数を制御するも
のである。

そして、上記回転数制御手段２８は加工チップ１３の揺
動位置に対し、その切削速度および送り量が一定となる
ように、ワーク９の材質等によって決定される各切削条
件の設定に対応して可変速主軸モータ５の回転数を演算
し、それに基づく制御信号を出力して回転数を可変制御
するものである。また、上記切削条件の設定に応じて送
り駆動機構２３の送りモータ２６の回転数も求まり、そ
の設定回転数で定速駆動するものである。

上記可変速主軸モータ５の回転数の基本制御を、第５図
に沿って説明する。操作ロッド１７の基準位置（切削開
始位置）からの変位量をχ、送り速度を■【とし、加工
具１０の支点すなわち枢支ビン１２から加工チップ１３
先端までの距離をｒ２、この支点から連結ビン１８まで
の距離をｒ、とじ、また、加工具１０の回転数をＮとし
、操作ロッド１７と上記ｒ１との角度をθ（変位置χ−
〇の時にθ０）とすると、゛加工チップ１３の揺動速度ｖｒは、Ｖｆ＝　ｒ　２　Ｖ　ｔ　／　ｒ　Ｉ　　Ｓｉｎθ　　
　であり、加工チップ１３の切削速度ＶＣは、Ｖｃ　−２Ｍ　ｒ　２　　ＳｉｎθＮ　　　　　であり
、加工チップ１３の１回転当たりの送りｌｆは、ｆ＝Ｖ
ｆ／Ｎ　　　　　　　　　　　である。

そして、上記切削速度ＶＣおよび単位送りＩｆをワーク
９の材質等に応じて最適値に設定して一定とすると、加工具１０の回転数Ｎは、Ｎ＝Ｖｃ／２ｙｃｒｚ　　ｓｉｎθ　　　　であり、変
数ｓｉｎθは、ｒｉ　　ｓｉｎθ−（ｒｒ　２−　（ｒ、　　ｃｏｓθ
ｏ−１）２であることから、上記回転数Ｎは変位量χに
応じて決定されるものである。

また、操作ロッド１７の送り速度■【は、Ｖ　Ｌ　＝　
ｆ　Ｖ　Ｃｒ　１　／　２　ｒｒ　２　　　　　で表わ
されることから、この送り速度Ｖｔは上記回転制御にお
ける切削条件によって決定されるものである。

つまり、送り速度Ｖｔは可変制御することなく定速駆動
し、上記回転数Ｎの可変制御のみによって、切削速度Ｖ
ｃおよび送りＩｆの両方を一定の値に維持して切削を行
うものである。

一例として、上記切削条件を示せば、ｒ、　＝２５ｍｍ、　ｒ２＝４２ｍｍ、θｏ　＝２７．
５＠。

Ｖｃ　　＝１６８０００ｍｍ／ｗｉｎ　　、ｆ　＝　　
０．１ｍｍ／ｒｅｖであり、上記条件による送り速度ｙ
ｔは、Ｖｔ　−３７，９１１／　ｍｉｎ　　　　　　　
であり、加工チップ１３が球面９ａの中間位置に達する
までの変位」χに対する回転数Ｎの値は、次に示す通り
である。

Ｚ　ｍｌ　　　　　　　　Ｎ　ｒＤｌｏ　　　　　　　１３７７２２．１７　　　　　　６３７なお、上記回転数制御手段２８による可変速主軸モータ
５の回転数１ｉＩＪｔ［Ｉは、変位量検出手段２７の検
出信号に応じて逐次上記のような演算をして、回転数を
連続的に変更制御するほか、変位量の段階毎に回転数を
変更するように制御してもよく、さらに、ワークの種類
等に応じて予め登録したマツプから制御量を読取るよう
にしてもよく、その制御は従来公知の制御方式が必要に
応じて適宜採用される。

また、軸部材の回転駆動機構、操作ロッドの送り機構、
加工チップの揺動機構等は適宜設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における球面加工装置の概略
構成図、第２図は具体構造を示す要部縦断面図、第３図は加工具
の部分の平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は
送り変位量に対する回転数制御を示す説明図である。１・・・・・・球面加工装置　　　２・・・・・・軸部
材５・・・・・・可変速主軸モータ９・・・・・・ワーク　　　　　　９ａ・・・・・・球
面１０・・・・・・加工具　　　　　１２・・・・・・
枢支ビン１３・・・・・・加工チップ　　　１６・・・
・・・リンク１７・・・・・・操作ロッド１８．１９・・・・・・連結ピン　２３・・・・・・送
り駆動機構２６・・・・・・送りモータ２７・・・・・・変位量検出手段２８・・・・・・回転数柄部手段第１ｒＭ第５図（自発）手続補正口特許庁長官　殿　　　　　　　　　　昭和６０年６月１
２日特願昭６０−９３０６３号２、発明の名称球面加工装置３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住　所　　広島県安芸郡府中町新地３番１号名称　　マ
ツダ株式会社４、代理人〒１０６　　東京都港区六本木５−２−１はうらいやビ
ル　７階　ｆｆｉ　（４７９）　２３６７（７３１８）
　　弁理士　柳　１）征　史　（ほか１名）５、補正命
令の日付　　　な゛　し６、補正により増加する発明の数　　　な　　し７、補
正の対象　　　明細書の［発明の詳細な説明］の欄ｆ−
Ｖｆ／Ｎ　　　　　　　　　　　である。そして、上記切削速度ＶＣおよび単位送り量ｆをワーク
９の材質等に応じて最適値に設定して一定とすると、加工具１０の回転数Ｎは、Ｎ−Ｖｃ　／２７ｒｒ２　　Ｓｌｎθ　　　　であり、
変数ｓｉｎθは、ｒｘｓｉｎθ＝　　ｒｔ２−（ｒ、ｃｏｓθｏ　　Ｚ）
ｚであることから、上記回転数Ｎは変位量χに応じて決
定されるものである。また、操作ロッド１７の送り速度Ｖｔは、Ｖｔ　−ｆＶ
ｃ　ｒｔ　／２πｒｚ　　　　　で表わされることから
、この送り速度Ｖｔは上記回転制御における切削条件に
よって決定されるものである。つまり、送り速度Ｖｔは可変制御することなく定速駆動
し、上記回転数Ｎの可変制御のみによって、切削速度Ｖ
ｃおよび送り量ｆの両方を一定の値に維持して切削を行
うものである。一例として、上記切削条件を示せば、ｒ、　５＝２５１１．　ｒ２−４２１１１．θｏ−２７
．５”　。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワーク内で加工具を回転させながら加工チップを
揺動させてワーク内面を球面切削加工する球面加工装置
であって、加工具を回転駆動する可変速主軸モータと、
加工チップを揺動する操作ロッドを軸方向に移動させる
送り駆動機構と、上記操作ロッドの変位量を検出する変
位量検出手段と、この変位量検出手段の信号を受け加工
チップによる切削速度とその送り量とが一定の値となる
ように前記可変速主軸モータの回転速度を制御する回転
制御手段とを備えたことを特徴とする球面加工装置。