TWI614075B - 多邊形加工裝置及多邊形加工方法 - Google Patents

多邊形加工裝置及多邊形加工方法 Download PDF

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Abstract

一種多邊形加工方法，其係對被把持在主軸的工件，藉由被裝設在工具主軸的多邊形切割器進行第1多邊形加工之後，進行藉由多邊形切割器以外的工具所為之加工，在該加工後，藉由多邊形切割器進行第2多邊形加工，該多邊形加工方法係具備有：在第1多邊形加工結束時，在使第1多邊形加工時的主軸與工具主軸作同步旋轉的狀態下，使主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止步驟；在第1多邊形加工後的加工開始時，將主軸與工具主軸的同步解除的同步解除步驟；在第1多邊形加工後的加工結束時，使主軸在預定的旋轉位置停止的主軸停止步驟；及在第2多邊形加工開始時，使主軸與工具主軸作同步旋轉的同步開始步驟。

Description

多邊形加工裝置及多邊形加工方法 發明領域
本發明係關於多邊形加工裝置及多邊形加工方法。
發明背景
自以往以來進行一種使用多邊形切割器，將工件的外周面加工成多角形等的多邊形加工。多邊形加工係藉由利用主軸所被把持的工件繞軸線旋轉，被裝設在工具主軸的多邊形切割器以預定的旋轉比與工件同步旋轉來進行。
若對工件的外周面進行複數種類的多邊形加工時，有一種在各多邊形加工間，使工件與多邊形切割器的相位一致來進行多邊形加工的多邊形加工方法(參照例如專利文獻1)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利第5080120號公報
發明概要
如上所述，若對工件的外周面進行多邊形加工時，必須首先對工件進行第1多邊形加工，接著，對第1多邊形加工後的工件，進行將在第1多邊形加工中在工件的外周面所產生的毛邊去除的去毛邊加工等，接著，在以被設定在旋轉工具台的原點位置與多邊形切割器相對成為預定的配置關係的方式使多邊形切割器旋轉之後，對進行去毛邊加工等之後的工件，進行將在第1多邊形加工中在工件的內周面所產生的毛邊去除等之第2多邊形加工，會有加工時的工序增加的缺點。
本發明之目的在提供將藉由進行旋轉的主軸所被把持的工件，使用被裝設在相對主軸作同步旋轉的工具主軸的多邊形切割器，進行複數多邊形加工的多邊形加工裝置及多邊形加工方法。
為實現上述目的，藉由本發明，係一種多邊形加工裝置，其係具備有：把持工件的主軸；裝設有多邊形切割器的工具主軸；及將主軸及工具主軸進行旋轉控制的控制手段，構成為：對工件，藉由多邊形切割器進行第1多邊形加工之後，進行藉由多邊形切割器以外的工具所為之加工，在該加工後，藉由多邊形切割器進行第2多邊形加工，該多邊形加工裝置之特徵為：控制手段係具備有：第1多邊形加工結束時，在使多邊形加工時的主軸與工具主軸作同 步旋轉的狀態下，使主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止手段；在第1多邊形加工後的加工開始時，將主軸與工具主軸的同步解除的同步解除手段；在第1多邊形加工後的加工結束時，使主軸在預定的旋轉位置停止的主軸停止手段；及在第2多邊形加工開始時，使主軸與工具主軸作同步旋轉的同步開始手段，構成為：在同步停止手段的作動狀態下使第1多邊形加工結束，且使同步解除手段作動而使第1多邊形加工後的加工開始，在主軸停止手段的作動狀態下使第1多邊形加工後的加工結束，使同步開始手段作動來進行第2多邊形加工。
在本發明中，係一種多邊形加工方法，其係對被把持在主軸的工件，藉由被裝設在工具主軸的多邊形切割器進行第1多邊形加工之後，進行藉由多邊形切割器以外的工具所為之加工，在該加工後，藉由多邊形切割器進行第2多邊形加工，該多邊形加工方法之特徵為：具備有：在第1多邊形加工結束時，在使多邊形加工時的主軸與工具主軸作同步旋轉的狀態下，使主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止步驟；在第1多邊形加工後的加工開始時，將主軸與工具主軸的同步解除的同步解除步驟；在第1多邊形加工後的加工結束時，使主軸在預定的旋轉位置停止的主軸停止步驟；及在第2多邊形加工開始時，使主軸與工具主軸作同步旋轉的同步開始步驟，構成為：在同步停止步驟的作動狀態下使第1多邊形加工結束，且使同步解除步驟作動而使第1多邊形加工後的加工開始，在主軸停止步 驟的作動狀態下使第1多邊形加工後的加工結束，使同步開始步驟作動來進行第2多邊形加工。
藉由本發明，可實現將藉由進行旋轉的主軸所被把持的工件，使用被裝設在相對主軸作同步旋轉的工具主軸的多邊形切割器進行多邊形加工之多邊形加工裝置及多邊形加工方法。藉由本發明，若對工件的外周面進行2種多邊形加工時，可輕易地使兩時點的工件與多邊形切割器的相位一致，因此可在工件的外周面以預定的相位關係正確地形成複數多邊形形狀。
10‧‧‧轉塔刃具台
12‧‧‧刃具台本體
14‧‧‧轉塔
20‧‧‧頭部
22‧‧‧軸部
24‧‧‧工具裝設部
26‧‧‧車削工具
28‧‧‧旋轉工具
32‧‧‧伺服馬達
38‧‧‧扣合部
42‧‧‧驅動軸
44‧‧‧驅動齒輪
46‧‧‧伺服馬達
48‧‧‧保持具
50‧‧‧被動齒輪
54‧‧‧多邊形切割器
55‧‧‧導引套筒
57‧‧‧外徑車刀
60‧‧‧保持具
62‧‧‧被動齒輪
66‧‧‧刃具
70‧‧‧NC裝置
72‧‧‧輸入部
74‧‧‧顯示部
76‧‧‧CPU
78‧‧‧ROM
80‧‧‧RAM
82‧‧‧驅動控制部
84‧‧‧可動構造體
86‧‧‧選擇動作記憶區域
88‧‧‧驅動機構
W‧‧‧工件
圖1係例示可適用本發明之實施例之多邊形加工裝置之工作機械所裝載之轉塔刃具台之構成之一例的剖面圖。
圖2係顯示將本發明之實施例之多邊形加工裝置所使用的多邊形切割器裝設在圖3所示之轉塔刃具台的狀態的圖，(a)係部分切口側面圖，(b)係部分切口正面圖。
圖3係顯示可執行本發明之實施例之多邊形加工方法的控制手段的區塊圖。
圖4係顯示本發明之實施例之多邊形加工方法的動作流程的流程圖。
圖5(a)~(d)係說明藉由本發明之實施例之多邊形加工方法，對工件施行2種多邊形加工之一例的圖。
用以實施發明之形態
圖1係例示可適用本發明之實施例之多邊形加工裝置之工作機械所裝載之轉塔刃具台之構成之一例的剖面圖。圖2係顯示將本發明之實施例之多邊形加工裝置所使用的多邊形切割器裝設在圖3所示之轉塔刃具台的狀態的圖，(a)係部分切口側面圖，(b)係部分切口正面圖。該轉塔刃具台10係被裝載在作為工作機械的NC車床等自動車床。轉塔刃具台10係具備有：刃具台本體12、及可回旋地被支持在刃具台本體12的轉塔14。
轉塔14係具備有：具有圓柱或角柱狀外形的中空頭部20；及由頭部20的軸線方向一端朝向軸線方向同心延伸設置的中空圓筒狀的軸部22。在轉塔14的頭部20的外周面，按每個預定的割出角度設置用以裝設工具的複數工具裝設部24。在各工具裝設部24係可選擇性地裝設車刀等車削工具26、或鑽機、鉸刀等旋轉工具28等加工工具。軸部22係可旋轉及可朝軸線方向移動地被支持在刃具台本體12。
轉塔14係透過扣合部38，可脫離地被扣合在刃具台本體12，藉由伺服馬達32，使扣合部38脫離，將軸部22進行旋轉驅動，藉此予以回旋驅動。在轉塔14的預定回旋位置，使扣合部38扣合，藉此轉塔14在刃具台本體12上被固定在割出位置，可選擇預定的加工工具。
在軸部22內係軸支有藉由伺服馬達46而被旋轉驅動的驅動軸42。若透過具備有工具主軸的保持具48，將 旋轉工具28裝設在轉塔14之所希望的工具裝設部24時，與工具主軸相連結的被動齒輪50與被安裝在驅動軸42的驅動齒輪44相咬合，旋轉工具28藉由伺服馬達46而被旋轉驅動。
在預定的工具裝設部24，如圖2所示，可透過具備有工具主軸的保持具60來裝設多邊形切割器54。多邊形切割器54被裝設在保持具60的工具主軸，透過保持具60內的動力傳達而與多邊形切割器54(工具主軸)相連結的被動齒輪62藉由與驅動齒輪44相咬合，多邊形切割器54藉由伺服馬達46而被旋轉驅動。
使轉塔14回旋，選擇多邊形切割器54，使藉由主軸馬達被旋轉驅動的主軸與多邊形切割器54同步旋轉，藉由維持主軸與多邊形切割器54的相位關係，對被把持在主軸的工件W進行多邊形加工，可對工件W的外周面形成橢圓或多角形等。多邊形加工係以工件W的旋轉數與多邊形切割器54的旋轉數成為預定的比率的方式，使工具主軸與主軸被旋轉驅動。例如，若在工件的外周面形成四角形時，係在使工件作1旋轉的期間，使配置有其角數的一半亦即2片刃具的多邊形切割器旋轉2次，藉此可將前述四角形進行加工。此外，例如，若在工件的外周面形成六角形時，若在使工件作1旋轉的期間，將其角數的一半亦即3片刃具以構成例如三角形狀的方式進行配置的多邊形切割器旋轉3次即可。
使轉塔14回旋，來選擇車削工具26，藉此可進行以主軸的軸線為中心之一般工件W的切削加工。例如，有 使用外徑車刀的工件的外徑加工、在工件的外周面所產生的去毛邊加工等。切削加工係未使用多邊形切割器54，因此主軸與工具主軸並不需要同步，為達成工件加工時間短縮等，與多邊形加工時相比，可將主軸的旋轉速度設定為較為高速。通常工具主軸的最大旋轉數係設定為比主軸的最大旋轉數為更低，因此若主軸與工具主軸同步時，結果，主軸的最大旋轉數受到工具主軸的最大旋轉數限制。因此，若為上述切削加工的情形，主軸與工具主軸的同步被解除，主軸與工具主軸無關係地以切削加工所需的旋轉數予以旋轉驅動。
圖3係顯示可執行本發明之實施例之多邊形加工方法之控制手段的區塊圖。工具主軸及主軸係藉由圖3所示之控制手段予以驅動控制。在本實施形態中，該控制手段係由被裝備在數值控制(NC)車床的NC裝置70所構成。但是，亦可使用有別於NC裝置的其他控制裝置。
NC裝置70係具備有：輸入部72、顯示部74、處理部(CPU)76、記憶部(ROM78及RAM80)、以及驅動控制部82等。
控制裝置(NC裝置70)係CPU76根據被記憶在ROM78或RAM80的各種資料或加工程式等，將作動指令輸出至驅動控制部82，驅動控制部82根據來自CPU76的作動指令，分別控制轉塔刃具台10的割出驅動源(伺服馬達)32及旋轉驅動源(伺服馬達)46、或將主軸旋轉驅動的主軸馬達等的驅動機構88，使轉塔14的回旋、或旋轉工具28(工具主 軸)或主軸的旋轉進行作動。控制裝置係構成為可切換伺服馬達46的驅動(旋轉工具28的旋轉驅動)與主軸馬達的驅動(主軸的旋轉驅動)的同步與非同步。
圖4係顯示本發明之實施例之多邊形加工方法的動作流程的流程圖。
首先，在步驟S101中，使把持工件W的主軸與裝設有多邊形切割器54的工具主軸同步旋轉，藉由多邊形切割器54，進行第1多邊形加工。
第1多邊形加工之後，在步驟S102中，一面維持主軸與工具主軸的同步(亦即相位關係)，一面使主軸停止在預先設定的預定的定點位置。由於主軸與工具主軸同步，因此工具主軸(多邊形切割器54)亦連同主軸(工件)的停止而停止。以前述定點位置而言，考慮主軸原點(主軸的旋轉角度為0度的位置)等。
接著，步驟S103中，解除主軸與工具主軸的同步，使主軸單獨旋轉，對以主軸所被把持的工件進行切削加工。在進行步驟S103中的切削加工時，係預先使多邊形切割器54退避。
切削加工之後，在步驟S104中，使主軸在前述定點位置停止，將退避狀態的多邊形切割器54進行割出。藉此，步驟S101之時的主軸與工具主軸的相位關係成為相同。其中，轉塔14係構成為當多邊形切割器54在步驟S102停止之後，暫時退避，當再度被割出時，工具主軸的相位係退避前與割出後成為相同。
主軸在上述預定的定點的位置停止，藉此主軸與工具主軸形成為與步驟S101之時為相同的相位關係，因此步驟S104之後，在步驟S105中，藉由多邊形切割器54進行第2多邊形加工。
如上所示，藉由本發明之實施例所為之工件加工方法係具備有：當第1多邊形加工(步驟S101)結束時，在使多邊形加工時的主軸與工具主軸同步旋轉的狀態下，使主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止步驟(步驟S102)；在切削加工(步驟S103)開始時，將主軸與工具主軸的同步解除的同步解除步驟；在切削加工(步驟S103)結束時，使主軸在預定的旋轉位置停止的主軸停止步驟(步驟S104)；及在第2多邊形加工(步驟S105)開始時，使主軸與工具主軸同步旋轉的同步開始步驟。構成為：在同步停止步驟的作動狀態下使第1多邊形加工(步驟S101)結束，使同步停止步驟作動而開始切削加工(步驟S103)，在主軸停止步驟的作動狀態下使切削加工(步驟S103)結束，使同步開始步驟作動來進行第2多邊形加工(步驟S105)。
執行上述各處理的多邊形加工裝置係具備有：把持工件的主軸、裝設有多邊形切割器的工具主軸、及將主軸及工具主軸進行旋轉控制的控制手段。在此，控制手段係具備：在結束第1多邊形加工(步驟S101)時，在使第1多邊形加工時的主軸與工具主軸同步旋轉的狀態下，使主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止手段；在切削加工(步驟S103)開始時，將主軸與工具主軸的同步解除的同 步解除手段；在切削加工(步驟S103)結束時，使主軸在預定的旋轉位置停止的主軸停止手段；及在第2多邊形加工(步驟S105)開始時，使主軸與工具主軸作同步旋轉的同步開始手段，以在同步停止手段的作動狀態下使第1多邊形加工(步驟S101)結束，使同步解除手段作動而開始切削加工(步驟S103)，且在主軸停止手段的作動狀態下使切削加工(步驟S103)結束，使同步開始手段作動而進行第2多邊形加工(步驟S105)的方式，來控制主軸及工具主軸的旋轉。
圖5係說明藉由本發明之實施例之多邊形加工方法，對藉由主軸所被把持的工件W，使用與工具主軸相連結且具備有3片刃具66的多邊形切割器54，施行2種多邊形加工之一例的圖。如圖5(a)所示，說明對工件2的外周面，以相同相位形成大小不同的2個六角形的情形。
首先，在步驟S201中，將外徑車刀57進行割出，將被把持在主軸的工件W藉由導引套筒55進行導引，對工件W進行外徑加工(切削加工)。接著，在步驟S202中，將多邊形切割器54進行割出，進行在工件W之經外徑加工的部分，如步驟S203所示形成六角形的第1多邊形加工。步驟S203的多邊形加工之後，一面維持主軸與工具主軸的同步(相位關係)，一面使主軸停止在主軸原點(預定的定點)的位置。接著，在步驟S204中，將外徑車刀57進行割出，且將主軸與工具主軸的同步解除，與工具主軸無關係地使主軸單獨旋轉，對工件W進行外徑加工。在切削加工之後，使主軸在主軸原點停止。接著，如步驟S205所示將多邊形切 割器54進行割出，進行在工件W形成六角形的第2多邊形加工。在進行第1多邊形加工時、及進行第2多邊形加工時，由於多邊形切割器54的相位與工件W的相位相一致，因此對第1多邊形加工，可以預先設定的相位(在本實施形態中為同一相位)進行第2多邊形加工。在第1多邊形加工與第2多邊形加工之間，即使在多邊形切割器54(工具主軸)與工件W(主軸)，進行相位為無關係的切削加工的情形下，亦僅使主軸停止在主軸原點等預先設定的預定的定點的位置，即可對工件W的外周面，簡單地進行必須互相配合預定的相位關係的多邊形加工。
S101~S105‧‧‧步驟

Claims (2)

  1. 一種多邊形加工裝置，其具備有：把持工件的主軸；裝設有多邊形切割器的工具主軸；及將前述主軸及前述工具主軸進行旋轉控制的控制手段，且其構成為：對前述工件，藉由前述多邊形切割器進行第1多邊形加工之後，進行藉由前述多邊形切割器以外的工具所為之加工，在該加工後，藉由前述多邊形切割器進行第2多邊形加工，該多邊形加工裝置之特徵為：前述控制手段具備有：前述第1多邊形加工結束時，在使前述第1多邊形加工時的前述主軸與前述工具主軸作同步旋轉的狀態下，使前述主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止手段；在前述第1多邊形加工後的前述加工開始時，將前述主軸與前述工具主軸的同步解除的同步解除手段；在前述第1多邊形加工後的前述加工結束時，使前述主軸在前述預定的旋轉位置停止的主軸停止手段；及在前述第2多邊形加工開始時，使前述主軸與前述工具主軸作同步旋轉的同步開始手段，且其構成為：在前述同步停止手段的作動狀態下使前述第1多邊形加工結束，且使前述同步解除手段作動而使前述第1多邊形加工後的前述加工開始，相對於前述第1多邊形加工及前述第2多邊形加工沒有相位關係 地進行前述第1多邊形加工後的前述加工，在前述主軸停止手段的作動狀態下使前述第1多邊形加工後的前述加工結束，使前述同步開始手段作動，而在相對於前述第1多邊形加工預先設定的相位進行前述第2多邊形加工。
  2. 一種多邊形加工方法，其是對被把持在主軸的工件，藉由被裝設在工具主軸的多邊形切割器進行第1多邊形加工之後，進行藉由前述多邊形切割器以外的工具所為之加工，在該加工後，藉由前述多邊形切割器進行第2多邊形加工之多邊形加工方法，該多邊形加工方法之特徵為：具備有：在前述第1多邊形加工結束時，在使前述第1多邊形加工時的前述主軸與前述工具主軸作同步旋轉的狀態下，使前述主軸在預先設定的預定的旋轉位置停止的同步停止步驟；在前述第1多邊形加工後的前述加工開始時，將前述主軸與前述工具主軸的同步解除的同步解除步驟；在前述第1多邊形加工後的前述加工結束時，使前述主軸在前述預定的旋轉位置停止的主軸停止步驟；及在前述第2多邊形加工開始時，使前述主軸與前述工具主軸作同步旋轉的同步開始步驟，且構成為：在前述同步停止步驟的作動狀態下使前述第1多邊形加工結束，且使前述同步解除步驟作動而使前述第1多邊形加工後的前述加工開始，相對於前述 第1多邊形加工及前述第2多邊形加工沒有相位關係地進行前述第1多邊形加工後的前述加工，在前述主軸停止步驟的作動狀態下使前述第1多邊形加工後的前述加工結束，使前述同步開始步驟作動，而在相對於前述第1多邊形加工預先設定的相位進行前述第2多邊形加工。
TW103110493A 2013-03-28 2014-03-20 多邊形加工裝置及多邊形加工方法 TWI614075B (zh)

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