JPS63272416A - ねじ切り加工方法 - Google Patents

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、ねじ切り加工方法に関する。

従来の技術 数値制御装置により制御するねじ切り加工方法において
、切込み方法には第５図〜第８図に示すように、４種類
の切込み方法がある。すなわち、第５図に示すように刃
物１の刃先をワーク２の一方の切削面に沿って移動させ
、各回の切削量が一定になるように切込む切削量一定・
片刃切削、第６図に示すように、刃物１の刃先を２つの
切削面に対し、交互に該切削面に沿って移動させ、各回
の切削量が一定となるように切込む切削量一定・千鳥切
削、第７図に示すような、ワークの一方の切削面に沿っ
て刃物１の刃先を移動させ、各回の切込み量を一定とす
る切込み最一定・片刃切削、第８図に示すような、刃物
１の刃先を２つの切削面に対し、交互に該切削面に沿っ
て移動させ、各回の切込み量を一定とする切込み量一定
・千鳥切削の４種類の方法がある。

発明が解決しようとする問題点 前記４種類の切込み方法によるねじ切り加工においては
、刃物１の刃先を一方の切削面に沿って移動させ切込み
を行うことから、前回の切削で切削した切削面と刃物１
の刃が接した状態で切削することとなる。切削中に刃物
１が切削による負荷のためにたわまなければ、切削面に
沿って刃物１の刃先が移動し切込まれることから、刃物
１の刃面がワーク２の切削面と接することはないが、第
９図に示すように、切削による負荷のために、刃物１に
はたわみが生じ、そのたわみ団は切削の状態、即ち、負
荷の度合に応じで変動する。そのため、刃物１の刃面が
前回切削した切削面と接し、摺動することが生じ、刃物
１の刃が摩耗するという現象が生じる。

そこで、本発明の目的は、この刃物の刃の摩耗を防止で
きるねじ切り加工方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、前回の切削で生じた一方の切削面に沿って刃
物の刃先を移動させ切込み切削するねじ切り加工方法に
おいて、前記一方の切削面に対面する刃物の刃を該−・
方の切削面より離間させて切削することによって上記問
題点を解決した。

作　　用 前回の切削で生じた一方の切削面に沿って刃物の刃先を
移動させるとき、該切削面に対し、刃物の刃先をわずか
移動させて、刃物の刃と切削面間を離間させているので
、刃物の刃が該切削面と接し、摺動することはないので
、刃が摩耗することはない。

実施例 第１図は、数値制御装置で制御し、ねじ切り加工を行う
固定ザイクルの説明図で、ワーク２に対し、刃物１を固
定サイクル開始点Ｂ１より所定の切込み量を与えて切込
み量位置Ｂ２まで刃物を移動さけ、ワーク２を回転させ
ながら刃物１をワーク２に対し相対的にＸ軸方向へ移動
させ、所定の切込み量で切上げ点Ｂ３まで移動させ、そ
の後Ｘ軸方向、次に７軸方向へ移動し、固定サイクル開
始点Ｂ１に復帰させ、次に、次の切込み量に応じて切込
み量位置Ｂ２へ移動させ、順次同じ動作を行い、ねじ切
り加工を行っていた。このねじ切り加工においては、固
定サイクルのＧコードが従来から用意されており、この
Ｑコードのフォーマットは次のようなものである。

Ｇ７６Ｘ　　Ｚ　　Ｉ　　Ｋ　　Ｄ　　Ｆ　　Ａ　　Ｐ
　　：Ｇ７６は、ねじ切り固定サイクルを示すＧコード
。

Ｘは、加工するねじのねじ底の直１！値ｘ０７は、ねじ
の切上げ点のＺ軸座標位置２゜■は、ねじ部における半
径差、第１図で示すストレートねじ切りの場合はＩ＝Ｏ
となる。

Ｋは、ねじ山の高さｋ（Ｘ軸方向の距ＩＩＩＩｌ）。

Ｄは、第１回目の切込み最ｄ。

Ｆは、ねじのリードｆ０ Ａは、刃先の角度ａ（ねじ山の角度）。

Ｐは、切込み方法の指定で、例えば第５図に示す切削量
一定・片刃切削をＰｌ、第６図に示す切削量一定・千鳥
切削をＰ２、第７図の切込み量一定・片刃切削をＰ３、
第８図の切込みｆｆ１一定・千鳥切削をＰ４として指定
する。

以上のようなねじ切り加工の固定サイクルの０７６が加
ニブログラムより読まれると、数値制御装置は、前述し
たように、刃物１を固定サイクル開始位置Ｂ１より、位
置Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４．Ｂｌと順次移動し、所定の切込み
を行い、ねじ山の高さが指令された値ｋになるまで加工
することとなる。なお、ねじの切上げｒについては、ね
じのリードｆに応じてパラメータ設定するようになって
いる。

以上は、従来行われていた固定サイクルのねじ切り加工
方法であるが、本発明は、この固定サイクルに、前回切
削した一方の切削面に沿って刃物１の刃先を移動させた
とき、該切削面と刃物１の刃面が離間するように、その
離間距離の補正量を設定するパラメータＱを設けたＧコ
ードを設け、このＧコードにより刃物１の刃面が切削さ
れた面と接し、摺動して切削を行わないようにする。こ
のＧコードをＧ７６．１とすると、次のフォーマットを
指定する。

Ｇ７６、ＩＸ　　Ｚ　　Ｉ　　Ｋ　　Ｄ　　Ｆ　　Ａ　
　Ｐ　　Ｑ　　；Ｘ〜Ｐは前述したＧコード７６と同一
パラメータであり、Ｑは前述したように刃物１の刃面と
一方の切削した面との離間距離の補正量ｑを設定するも
のである。

そこで、切削量一定・片刃切削のＰｌが指定されたとき
のＧ７６．１のねじ切り固定サイクルの例について、以
下説明する。なお、本発明を実施するハードウェアは従
来と同様のシステムであり、コンピュータ内蔵の数値制
御装置と、この数値制御装置で制御される、ワークが取
付けられるスピンドルモータ、及び刃物をワークに対し
相対的に移動させるＸ軸、Ｚ軸のサーボモータを有する
従来のねじ切り加工のシステムと同一であるので、その
システム構成については省略する。

第２図は、従来の切削量一定・片刃切削の切込み方法を
説明する図であり、第２図中、加工開始位置をＢＳとす
ると、第１回目の刃先の位置はプログラムで指定された
第１回目の切込みｆｆ１ｄより、上記加工開始位置ＢＳ
のＸ軸座標位置より（ワークの外周面より）、Ｌ１＝ｄ
だけワーク２の中心方向（Ｘ軸のマイナス方向）へ移動
し切込みを行うこととなるが、このときの刃先の２軸位
置は、刃物１の刃先の角度をａとすれば、加工開始位置
Ｂ２のＸ軸座標位置よりＭ１＝ｄｊａｎ（ａ／２）だけ
Ｚ軸マイナス方向に移動した点となる。第２回目の切込
みにおいては、第１回目で切削した切削面に沿って刃物
１の刃先を加工開始位置ＢＳのＸ軸座標位置よりｄｎだ
けＸ軸マイナス方向に移動させて切削する。同様に、ｎ
回目の切込みにおいては、切削面に沿って加工開始位置
ＢＳのＸ軸座標位置よりＬｎ＝ｄ、／’−πだけ刃先を
Ｘ軸マイナス方向へ移動させて切削する。その結果、ｎ
回目の刃先のＸ軸座標位置は Ｍｎ＝ｄＦπｔａｎ（ａ／２）−＝Ｌｎ−ｔａｎ（ａ／
２）だけ加工開始位置Ｆ３ＳのＸ軸座標位置よりマイナ
ス方向になる。こうしで切削することにより、切削量を
一定とするもので、（ｎ＋１）回目の切削で切削する単
位時間当りの切削量は （ｄ　Ｏ百］）　２ｔａｎ（ａ　／　２　）−（ｄｉ）
　　２　むａｎ（ａ／２） ＝　ｄ　２ｊａｎ（ａ／　２　） となり、各回の切削量は一定となる。

以上が、従来の切削量一定・片刃切削の方法であるが、
本発明は、前回切削した切削面より第３図に示すように
、７軸マイナス方向にプログラムで指定した補正量ｑ（
０，０１１１＋ｍ程度）だけ刃物１の刃先を移動させ、
刃物１の刃面が前回切削した切削面より離間させている
ようにしているため、ｎ回目の切削時におけるＸ軸座標
位置は従来の切削量一定・片刃切削時のときと変わらず
、加工開始位置ＢＳのＸ軸座標より１−ｎ＝ｄＥ■だけ
Ｘ軸マイナス方向へ移動した位置であるが、Ｚ軸座標は
、加工開始位置ＢＳのＸ軸座標位置よりｑ（ｎ−１）だ
け従来の切削量一定・片刃切削時の移動より多くＺ軸マ
イナス方向へ移動させる必要がある。即ち、ｎ回目の刃
物１のＸ軸座標位置は加工開始位置８８のＸ軸座標位置
よりＭｎ＝ｄｒπｔａｎ（ａ／２）　＋ｑ　（ｎ−１）
＝Ｌｎｔａｎ（ａ／２）　＋（１（ｎ−１）・・・・・
・（１） 上記第（１）式で示す足だけＺ軸マイナス方向へ移動し
た位置となる。

そこで、この切削量一定・片刃切削Ｐ１を指定したＧコ
ードＧ７６．１が加ニブログラムより読まれると、数値
制御装置は第４図に示す処理を行う。

まず、指標ｎを１１」に指定しくステップＳ１）、プロ
グラムで指定された切込み（ｆｉｄより第１回目の切込
みＩＬＩを求める（ステップＳ２）。

Ｌ１＝ｄｒマーｄ　（Ｔ　＝　ｄであり、プログラムで
指定された切込み量ｄとなる。また、このときの刃物１
の刃先の加工開始位置ＢＳよりＸ軸マイナス方向の移動
量Ｍ１を第（１）式の演算Ｍ１＝１１ｊａｎ（ａ／２）
＝ｄｔａｎ（ａ／２）を行い、この移動ｆｆ１Ｍ１を求
める（ステップ８３）。次に、ステップ＄２で求めた切
込み損Ｌ１がプログラムで指定したねじ山の高さｋより
大ぎいか否か判断しくステップＳ４）、大きくなければ
、次に第１回目の切込み位置の刃物１の刃先のＸ。

Ｘ軸座標位置を求める。即ち、Ｘ軸に関しては、ワーク
の外周面より切込み量Ｌ１＝ｄの切込みを行うことから
、刃先のＸ軸座標位置×１はプログラムで指定されたね
じ底の直径値Ｘの１／２にねじ山の高さｋを加えたワー
クの外周面のＸ座標位置より切込み１Ｌ１＝ｄだけ差引
いた座標位置Ｘ１−（ｘ／２）＋に−Ｌ１を求める（ス
テップＳ５）。次にＺ軸の座標位置は、固定サイクル開
始位置Ｂ１のＺ軸座標位置ＺＯよりステップＳ３で求め
た移動量Ｍ１を差引いてＺ軸座標位置Ｚ１を求める（ス
テップ８６）。次に、１固定サイクル曲始点Ｂ１よりス
テップ８５．８６で求めた座標位置（Ｘｌ、　Ｚｌ）＜
第１図の８２点）に刃物１を移動させる切込み処理を行
い（ステップ８７）、該位置より刃物１とワーク２を相
対的にＺ軸方向へ移動させ、かつ、ワーク２を回転させ
ながらねじ切り加工を行う（ステップＳ８）。そして、
プログラムのパラメータＺで指定された値Ｚと手動デー
タ入力装置よりパラメータで設定されたねじの切上げｒ
で定まる位置に達すると、切上げ処理を行い（ステップ
Ｓ９）、その後、固定サイクル開始点Ｂ１に復帰する処
理を行う（ステップ５１０）、、なお、ステップ８８，
８９，８１０の処理は従来と同じであるので詳細は省略
する。次に、指標ｎをインクリメントし、即ち「２」と
してステップ５２ＪＸ下の処理を行う。ステップＳ２で
第２回目の切込みｆｆ１Ｌ２＝（ｊ’７を求め、ステッ
プ８３で移動量 Ｍ２＝Ｌ２ｔａｎ（ａ／２）＋ｑ（２−１）＝　ｄ　（
”ｆ　ｔａｎ（ａ／　２　）　＋　ｑを求め、ステップ
Ｓ４で求められた切込み量ｄｆｆがねじ山の高さｋより
大ぎくなければ、第２回目の切込みにおける刃物１の位
置（Ｘ２゜Ｚ２）をステップ８５．８６で求める。そし
て、ステップＳ７でステップ８５．３６で求めた座標位
置（Ｘ２．Ｚ２）に刃物１を移動させ、切込み処理を行
い、ワーク２の回転位置が１回の切削において刃物１を
ワーク２に対し相対的にＺ軸方向へ移動を開始した位置
になったとき、即ち、Ｚ軸方向移動開始位置に達したと
き、刃物１をワーク２方向へ移動させ第２回目の切削を
開始する（ステップ８８）。その結果、ワーク２は所定
一定速度で回転しており、刃物１も所定一定速痕でＺ軸
方向へ移動するから、第１回目と第２回目の切込みによ
る刃先座標位置が同一であれば、第２回目においても刃
物１はワーク２の同一位置より切削を開始することとな
るが、しかし、切込み量が異なり、第２回目の切込み時
のＺ軸座標はワーク２に第１回目より近付いた位置にあ
るため、刃物１はワーク２に対し、第１回目より早く当
接し、切削を開始する。そして、従来のように、第２回
目の切込みによる刃先の座標位置が第１回目の切削によ
る切削面の延長上にあれば、第１回目の切削による切削
面の延長上を切削することとなるが、ステップＳ３で移
動ｆｆ１Ｍ２にプログラムで設定した補正量ｑを加えて
いるため、従来の切削量一定・片刃切削よりもこの補正
量ｑに応じた分だけ早く刃物１はワーク２に接し、切削
を開始し、第３図に示すように、第１回目の切削面より
もＺ軸方向に補正量ｑだけ＋ｍ間した位置を刃先が通る
こととなる。そのため、刃物１の第１回目の一方の切削
面と対向する刃面は補正量ｑだけ離間し、摺動すること
はないので、刃物が摩耗することはない。

このようにして、第２回目の切削を行い、その後、切上
げ処理（ステップ８９）を行った後、固定サイクル開始
点Ｂ１に復帰させ（ステップ５１０）、指標ｎを「１」
イクリメントしくステラブ５１１）、再びステップ８２
以下の処理を行う。

以下、各回の切削においては前回の切削で生じた一方の
切削面よりも補正ＩＭａだけ離間させて切削を行うこと
から、刃物が切削した面と摺動し、摩耗することはない
。そして、切込みｆｉＬｎがねじ山の高さｋよりも大き
くなると（ステップＳ４）、このねじ切り固定サイクル
の処理は終了する。

以、Ｆは、切削量一定・片刃切削の切込み方法によるね
じ切り加工に本発明を適用した実施例であったが、第７
図に示す切込み量一定・片刃切削の切込み方法の場合に
おいても従来と同様、各回の切込みによる刃物１の刃先
の座標位置を求め、求められたＺ軸の座標位置にプログ
ラムで指定したパラメータＱのｆｋｑだけ補正して移動
させればよい。

前記実施例のように、加工するねじの谷部のＺ軸座標が
大なる面、即ち、第５図、第７図において右側の面に沿
って刃先を移動させる場合は前記補正量Ｑ　Ｇ、ｔ　Ｚ
軸のマイナス方向となり、第５図。

第７図において左側の面に沿って刃先を移動させる場合
はＺ軸プラス方向である。

また、第６図、第８図に示すような、切削ｉ一定・千鳥
切削、切込み量一定・千鳥切削の場合には、従来のこれ
らの切込み方法によって求められた２回目以降の切込み
の切込み座標位置に対し、Ｚ軸座標位置をプログラムで
指定し補正ｆＡｑを補正すればよいが、この場合、奇数
回の切込み時と偶数回の切込み時でその補正ｆｆ１ｑの
方向を変える必要がある。第６図、第８図の例では偶数
回の切込み時は補正母ｑはマイナス方向、奇数回の切込
み時はプラス方向となる。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、刃物の刃面がすでに切削
された切削面と接することなく、そのため、刃面が切削
面を摺動して摩耗することがないため、刃物の寿命を長
くする。

【図面の簡単な説明】

第１図はねじ切り加工の固定サイクルの説明図、第２図
は切削量一定・片刃切削の説明図、第３図は本発明によ
るねじ切り加工法の一実施例のｎ回目の切削と（ｎ＋１
）回目の切削時の刃物の刃先の関係を説明する図、第４
図は本発明の一実施例の動作処理フローチャート、第５
図は切削量一定・片刃切削の切込み方法を示す図、第６
図は切削量一定・千鳥切削の切込み方法を示す図、第７
図は切込みロ一定・片刃切削の切込み方法を示す図、第
８図は切込み量一定・千鳥切削の切込み方法を示す図、
第９図はねじ切り加工時において刃物がたわむ例を示す
図である。 １・・・刃物、２・・・ワーク。 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前回の切削で生じた一方の切削面に沿って刃物の
   刃先を移動させ切込み切削するねじ切り加工方法におい
   て、前記一方の切削面に対面する刃物の刃を該一方の切
   削面より離間させて切削するねじ切り加工方法。
2. （２）上記離間させる量は０．０１ｍｍ程度とした特許
   請求の範囲第１項記載のねじ切り加工方法。