TWI620628B - Chamfer processing method - Google Patents

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TWI620628B TW103115333A TW103115333A TWI620628B TW I620628 B TWI620628 B TW I620628B TW 103115333 A TW103115333 A TW 103115333A TW 103115333 A TW103115333 A TW 103115333A TW I620628 B TWI620628 B TW I620628B
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Abstract

本發明提供一種倒角加工方法，其是使具有圓錐狀之切削刀部的圓錐工具旋轉並且進行形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工，又，根據在相接於圓錐工具對穿孔之加工點的假想平面切斷切削刀部時所產生的圓錐曲線、與穿孔之開口緣部形狀，控制圓錐工具之高度及旋轉軸之位置當中的至少1者，來倒角加工而使其在穿孔之開口緣部可形成相同寬度的面。

Description

倒角加工方法 發明領域
本發明是有關於一種倒角加工方法，其是使具有圓錐狀之切削刀部的工具旋轉並且進行形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工。
發明背景
對於外周內周均由截面圓形之中空狀棒材所構成的工作件，當使用具有圓錐狀之切削刀部的圓錐工具來形成穿孔時，穿孔之開口緣部就會沿著外周內周之圓弧形成傾斜面。
圖13是說明從由中空狀棒材所構成之工作件的外徑側使用圓錐工具來對穿孔之開口緣部進行倒角加工之情況的圖，(a)是立體圖，(b)是上面圖。
當從工作件W之外側使用圓錐工具來對前述開口緣部進行倒角加工時，就會造成所形成之穿孔2-1之開口緣部沿著前述工作件W之外周面的曲率而從傾斜面慢慢地略變化成平緩面，進而變化成傾斜面，以及因與圓錐工具之切削刀部接觸的角度，倒角量變為不均一的情形下，倒 角便會有大有小。即，針對工作件W之圓弧中心軸線方向，前述圓錐工具之接觸較強力且深入，但針對與工作件W之圓弧中心軸線正交之方向，前述圓錐工具之接觸便較弱且淺薄，其結果，在前述圓弧軸線方向便會變成長楕圓形之倒角。
圖14是說明從由中空狀棒材所構成之工作件內徑側使用圓錐工具來對穿孔之開口緣部進行倒角加工之情況的圖，(a)是立體圖，(b)是上面圖。
當從工作件W之中空部分內側使用圓錐工具對前述開口緣部進行倒角孔開孔加工時，就會造成所形成之穿孔2-2的開口緣部沿著前述工作件W之內周面的曲率而從傾斜面慢慢地變化成略平緩面，進而變化成傾斜面，以及因與圓錐工具之切削刀部接觸的角度，倒角量變為不均一的情形下，倒角便會有大有小。即，針對與工作件W之圓弧中心軸線方向正交之方向，與圖13中已說明之外周面的情形相反，前述圓錐工具之接觸變得較強力且深入，但針對工作件W之圓弧中心軸線方向，前述圓錐工具之接觸變得較弱且淺薄，其結果，在朝前述圓弧軸線直行之方向便會變成長楕圓形的倒角。
又，形成於工作件之穿孔的開口緣部是對工作件表面傾斜地形成之開口緣部時，開口緣部之面的形狀會變成楕圓形狀，故所形成之穿孔的開口緣部不會變成以圓錐工具之旋轉軸為軸心之圓筒形狀。
又，提案有數個對具有上述傾斜之穿孔的開口緣 部來倒角加工之倒角裝置與方法。
例如，會有將用以除去孔之入口周圍所產生之毛邊的倒角棒小型化且可插入於狹小空間內的倒角裝置(例如，參照專利文獻1。)。
又例如，會有將形成於工作件之截面圓形之穿孔的背面側的周緣部所產生的毛邊從工作件表面側除去毛邊的方法(例如，參照專利文獻2。)。
又例如，會有一種研磨工具，其是在具有砥石與保持該砥石之支架，又，將砥石於該當支架支軸線方向的雙邊方向支持成可移動，並且在支架設置將砥石朝向該當支架側來賦予勢能的第1賦予勢能構件，針對工作件之砥石的軸線方向位置即使不以高精度來控制，砥石亦具有以與第1賦予勢能構件之賦予勢能力對應的最適當負重來與工作件接觸的構造，藉此即使砥石磨耗，或是工作件之被加工領域有凹凸，砥石亦可經常與工作件之背面側適切地接觸，藉此即使不進行耗時之調整，亦可使工作件背面側之被加工領域適當地研磨(例如，參照專利文獻3。)。
又例如，會有一種角部加工工具，其具有形成切削液可通過之空間的本體部、與朝設於本體部之本體部的外側可變位的刀刃部，且與通過空間而來之切削液之靜水壓力的變化對應，使刀刃部朝本體部外側來變位，利用該當刀刃部使本體部旋轉並將角部加工(例如，參照專利文獻4。)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本實願昭63-67015號公報
[專利文獻2]日本特開2004-223638號公報
[專利文獻3]日本專利第5150194號公報
[專利文獻4]日本特開2010-149271號公報
發明概要
本發明之目的在於提供一種倒角加工方法，其是使具有圓錐狀之切削刀部之圓錐工具旋轉並且進行形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工。
根據本發明，是一種使具有圓錐狀切削刀部之圓錐工具旋轉並且進行形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工方法中，根據在相接於圓錐工具對穿孔之加工點的假想平面切斷切削刀部時所產生的圓錐曲線、與穿孔之開口緣部形狀，並控制圓錐工具之高度及旋轉軸之位置當中的至少1者，來進行倒角加工而使其在穿孔之開口緣部可形成相同寬度的面。
上述倒角加工方法中，根據圓錐工具之切削刀部的圓錐形狀之對頂角大小及母線上的位置、工作件之中空形狀的內徑與外徑、以及穿孔之內徑，來控制圓錐工具之高度及旋轉軸之位置當中的至少1者。
又，上述倒角加工方法中，上述圓錐曲線可控制上述圓錐工具對穿孔之貫通方向的高度及旋轉軸的位置當中的至少1者而使其對於穿孔之內壁以1點來相接。
根據本發明，形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工可用以下方法來實現倒角加工方法：例如使具有圓錐狀之切削刀部的圓錐工具旋轉並且進行在穿孔之開口緣部位於工作件之圓弧形狀部時或相對於穿孔而工作件之面位於斜面時之倒角加工。
1‧‧‧圓錐工具
2-1、2-2‧‧‧穿孔
3‧‧‧凸狀圓弧形狀部
4‧‧‧凹狀圓弧形狀部
11-1、11-2‧‧‧切削刀部
21-1、21-2、21-3、21-4‧‧‧開口緣部
L、L1、L2‧‧‧圓錐曲線
P、P0、P1、P2、T0、T1、T2‧‧‧加工點
Q‧‧‧部分
V、V1、V2‧‧‧假想平面
W‧‧‧工作件
[圖1]是將形成於由外周內周均具有圓形之截面形狀的中空狀棒材所構成之工作件的穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的立體圖。
[圖2](a)~(c)是例示倒角加工所用之圓錐工具的側面圖。
[圖3]是將位在由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的截面圖。
[圖4]是將位在由中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的截面圖(其之1)。
[圖5]是將位在中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的圖(其之2)，(a)是從與工作件之圓弧中心軸方向正交之 面來觀察的縱截面圖，(b)是沿著工作件之圓弧中心軸方向來觀察的横截面圖。
[圖6]是將倒角加工之中空狀棒材構成之工作件與圓錐工具之切削刀部的位置關係加以說明的圖，(a)是位於工作件之凹狀圓弧形狀部上之穿孔的上面圖，(b)是位於工作件之凹狀圓弧形狀部上之穿孔的截面圖，(c)是圓錐工具之切削刀部的側面圖。
[圖7](a)、(b)是說明本發明之倒角加工方法之原理的圖。
[圖8](a)~(c)是說明將圓錐工具之切削刀部在假想平面切斷時所產生之圓錐曲線的圖。
[圖9]是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的圖(其之1)，(a)是截面圖，(b)是上面圖。
[圖10]是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的圖(其之2)，(a)是截面圖，(b)是上面圖。
[圖11](a)、(b)是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的加工點加以說明的截面圖。
[圖12](a)、(b)是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的加工點加以說明的截面圖。
[圖13]是說明從由中空狀棒材所構成之工作件外徑側 使用圓錐工具來對穿孔之開口緣部進行倒角加工之情況的圖，(a)是立體圖，(b)是上面圖。
[圖14]是說明從由中空狀棒材所構成之工作件內徑側使用圓錐工具來對穿孔之開口緣部進行倒角加工之情況的圖，(a)是立體圖，(b)是上面圖。
圖1是將形成於由外周內周均具有圓形之截面形狀的中空狀棒材所構成之工作件的穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的立體圖。
當在工作件W形成穿孔2-1與2-2時，穿孔2-1之開口緣部21-1與穿孔2-2之開口緣部21-3就會位於工作件W之外周面的凸狀圓弧形狀部3，穿孔2-1之開口緣部21-2與穿孔2-2之開口緣部21-4就會位於工作件W之內周面之凹狀圓弧形狀部4。對於開口緣部21-1、開口緣部21-3、開口緣部21-2、及開口緣部21-4，使具有圓錐狀之切削刀部11-1與11-2的圓錐工具1旋轉並且進行倒角加工。
圖2是例示倒角加工所用之圓錐工具的側面圖。圓錐工具1會有例如：具有將如圖2(a)所示之朝向刀尖而圓錐形狀擴展之切削刀部11-1與如朝向刀尖圓錐形狀縮小之切削部11-2雙方2個貼合而形成的切削部者、具有如圖2(b)所示之朝向刀尖而圓錐形狀擴展之切削刀部11-1者、及具有如圖2(c)所示之朝向刀尖而圓錐形狀縮小之切削部11-2者。各圓錐工具1會對應於所倒角加工之穿孔的開口緣部位於工作件W之凸狀圓弧形狀部或凹狀圓弧形狀部之任一 處、或是切削刀部之大小等來適當地分類使用。
圖3是將位在由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的截面圖。如圖3所示，對工作件W之開口緣部21-1的倒角加工使用例如圖2(a)所示之圓錐工具1時，從工作件W之外邊將切削刀部11-2壓附於開口緣部21-1並使圓錐工具1旋轉，藉此進行倒角加工。又或是，亦可使用圖2(c)所示之圓錐工具1(未圖示)，此時，從工作件W之外邊將切削部11-2壓附於開口緣部21-1並使圓錐工具1旋轉藉此來進行倒角加工。
圖4是將位在由中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的截面圖(其之1)。如圖4所示，對工作件W之開口緣部21-2的倒角加工使用例如圖2(a)所示之圓錐工具1時，朝穿孔2-1將切削刀部11-1與11-2插入，從工作件W之中空部分之內邊將切削刀部11-1壓附於開口緣部21-2並使圓錐工具1旋轉藉此進行倒角加工。又或是，亦可使用圖2(b)所示之圓錐工具1(未圖示)，此時，朝穿孔2-1將切削刀部11-1插入，從工作件W之中空部分之內邊將切削刀部11-1壓附於開口緣部21-2並使圓錐工具1旋轉，藉此進行倒角加工。
圖5是將位在中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工所用的圓錐工具加以說明的圖(其之2)，(a)是從與工作件之圓弧中心軸方向正交之面來觀察的縱截面圖，(b)是沿著工作件之圓弧中心軸 方向來觀察的横截面圖。如圖5所示，對工作件W之開口緣部21-2的倒角加工使用例如圖2(c)所示之圓錐工具1時，朝工作件W之中空部分將切削刀部11-2插入，從工作件W之中空部分之內邊將切削刀部11-2壓附於開口緣部21-2並使圓錐工具1旋轉，藉此進行倒角加工。
圖6是將倒角加工之中空狀棒材構成之工作件與圓錐工具之切削刀部的位置關係加以說明的圖，(a)是位於工作件之凹狀圓弧形狀部上之穿孔的上面圖，(b)是位於工作件之凹狀圓弧形狀部上之穿孔的截面圖，(c)是圓錐工具之切削刀部的側面圖。
使用圖6(c)所示之圓錐工具1來進行位於圖6(a)與圖6(b)所示之凹狀圓弧形狀部4上之穿孔2-1的倒角加工時，如圖6(a)所示，從上面可視為位於穿孔2-1的圓上之點P0、P1及P2是位於工作件W之凹狀圓弧形狀部4上，故，如圖6(b)所示，隨著從圓弧中心軸遠離，穿孔2-1之貫通方向的高度位置會變低。例如，使用圖6(c)所示之圓錐工具1之切削刀部11-2的點T0，來將點P0作為加工點而進行倒角加工時，在不改變切削刀部11-2之高度的情形下，當使圓錐工具旋轉並且在與圓弧中心軸方向正交方向使切削刀部11-2移動時，因具有內周面之曲率的傾斜而起，與位於比加工點P0更低位置的點P1，切削刀部11-2之點T1就會接觸，由於與位於比點P1更低位置的點P2，切削刀部11-2的點T2就會接觸，因此無加工之預定的點P1與P2便會過度地被切削掉。
圖7是說明本發明之倒角加工方法之原理的圖。 如圖7(a)所示，使用圓錐工具之切削刀部11-2來進行穿孔2-1之倒角加工時，當將切削刀部11-2壓附於對工作件W之內周面側之加工點P並旋轉時，在切削刀部11-2之傾斜的旋轉與內周面之圓弧，由於與位於比加工點P更高之位置的凸狀圓弧形狀部3會在部分Q之位置來接觸，因此無加工之預定的部分Q就會過度地被切削掉。因此，本發明中，會進行將圓錐工具1之高度與旋轉軸之位置當中至少1者逐次變更的控制而使圓錐工具1旋轉並且移動時，切削部11-2只在加工點P與工作件W之內壁相接。圖7(b)中，顯示了將圓錐工具1之旋轉軸的位置在從穿孔2-1之開口緣部遠離的方向逐次變更而使圓錐工具1旋轉並移動時，切削部11-2只在加工點P與工作件W之內壁相接的例子。作為變形例，在此雖未圖示，但可使圓錐工具1之高度逐次變更或是圓錐工具1之高度與旋轉軸之位置兩方都逐次變更而使圓錐工具1旋轉並移動時，切削部11-2只在加工點P與工作件W之內壁相接。
本發明之倒角加工方法中，根據在相接於圓錐工具對穿孔之加工點的假想平面來將圓錐工具之切削刀部切斷時所產生的圓錐曲線、與穿孔之開口緣部形狀，控制圓錐工具之高度與旋轉軸的位置，來進行倒角加工而使其在穿孔之開口緣部形成具有相同寬度的面。以下針對圓錐曲線來說明。
圖8是說明將圓錐工具之切削刀部在假想平面切斷時所產生之圓錐曲線的圖。在此作為一例，針對將圖2(a) 所示之圓錐工具1的切削刀部11-1在假想平面切斷之情形來說明。所謂的圓錐曲線是指將圓錐面以任意之平面切斷時之截面所獲得之曲線群的總稱。當以與圓錐所有母線相交，且與底面不平行之平面來切斷時，圓錐曲就會變成楕圓。又，當以與圓錐之母線不平行之平面來切斷時，圓錐曲線就會變成雙曲線。又，當以與圓錐之母線平行之平面來切斷時，圓錐曲線就會變成拋物線。例如圖8(a)所示，當在通過點P1之假想平面V1來切斷切削刀部11-1時，如圖8(b)所示，圓錐曲線L1就變成楕圓。又例如圖8(a)所示，當在通過點P2之假想平面V2來切斷切削刀部11-1時，如圖8(b)所示，圓錐曲線L2就變成雙曲線。
圖9是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的圖(其之1)，(a)是截面圖，(b)是上面圖。如圖9(a)所示，將開口緣部21-1之加工點P用切削刀部11-2來倒角加工時，由於與加工點P相接之假想平面V是與切削刀部11所有的母線相交，且與底面不平行之平面，因此在假想平面V切斷切削刀部11-2時所產生的圓錐曲線L就會變成如圖9(b)所示之楕圓。該楕圓所構成之圓錐曲線L控制圓錐工具1之高度與旋轉軸之位置來將切削刀部11-2壓附於加工點P而使其相對於穿孔2-1之內壁用1點來相接，並使圓錐工具1旋轉，來進行倒角加工而使其在開口緣部21-1形成具有相同寬度的面。
圖10是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸 狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的倒角加工加以說明的圖(其之2)，(a)是截面圖，(b)是上面圖。如圖10(a)所示，將開口緣部21-1之加工點P用切削刀部11-2來倒角加工時，由於與加工點P相接之假想平面V與具有圓錐形狀之切削刀部11-2的母線不平行，因此在假想平面V將切削刀部11-2切斷時所產生之圓錐曲線L就會變成圖10(b)所示之雙曲線。該雙曲線所構成之圓錐曲線L會控制圓錐工具1之高度與旋轉軸之位置來將切削刀部11-2壓附於加工點P而使其相對於穿孔2-1之內壁用1點相接，並使圓錐工具1旋轉，倒角加工而使其在開口緣部21-1形成具有相同寬度的面。
如上所述，在相接於圓錐工具1對穿孔之加工點P的假想平面V將切削刀部切斷時所產生的圓錐曲線L會變成如何，是由圓錐工具1之切削刀部圓錐形狀對頂角之大小與圓錐工具1之切削刀部母線上之位置、工作件W之中空狀棒材內徑與外徑、以及穿孔之內徑來決定。因此本發明中，根據圓錐工具1之切削刀部圓錐形狀對頂角之大小與母線上之位置、工作件W之中空狀棒材內徑與外徑、以及穿孔之內徑，來控制將圓錐工具之高度與旋轉軸的位置。圓錐工具1之高度與旋轉軸之位置是利用控制圓錐工具1之旋轉動作與高度的控制裝置(未圖示)來控制。
即使是對於形成於中空狀棒材所構成之工作件的凸狀圓弧形狀部與凹狀圓弧形狀部任一者的開口緣部，亦可將該當開口緣部作為加工點來設定假想平面，便可算出圓錐曲線。參照圖11與圖12來說明時，便如同以下所述。
圖11是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凹狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的加工點加以說明的截面圖。將形成於工作件W之凹狀圓弧形狀部4的開口緣部21-2倒角加工時，設定與開口緣部21-2上之加工點P相接的假想平面V，且算出在該假想平面V切斷圓錐工具之切削刀部(未圖示)時所產生的圓錐曲線。控制圓錐工具之高度與旋轉軸之位置並將切削刀部壓附於加工點P而使所算出之圓錐曲線與穿孔2-1之內壁用1點來相接，並使圓錐工具旋轉，進行倒角加工而使其在開口緣部21-2形成具有相同寬度的面。依據穿孔2-1之內徑的大小，如圖11(a)與圖11(b)所示，所設定之假想平面V便會改變。
圖12是將位於由中空狀棒材所構成之工作件凸狀圓弧形狀部上之穿孔開口緣部的加工點加以說明的截面圖。將形成於工作件W之凹狀圓弧形狀部3的開口緣部21-1倒角加工時，設定與開口緣部21-1上之加工點P相接的假想平面V，且算出在該假想平面V切斷圓錐工具之切削刀部(未圖示)時所產生的圓錐曲線。控制圓錐工具之高度與旋轉軸之位置並將切削刀部壓附於加工點P而使所算出之圓錐曲線與穿孔2-1之內壁用1點來相接，並使圓錐工具旋轉，進行倒角加工而使其在開口緣部21-1形成具有相同寬度的面。依據穿孔2-1之內徑的大小，如圖11(a)與圖11(b)所示，所設定之假想平面V便會改變。
而，上述之實施例中，已針對所倒角加工之開口緣部設於工作件之凹狀圓弧形狀部與凸狀圓弧形狀部之情 形來說明，但亦可適用於傾斜於工作件之面並已鑽孔之開口緣部。又例如，所倒角加工之開口緣部為長孔或四角孔等時，或穿孔非圓筒形狀而具有錐體形狀時，亦可適用於本發明之倒角加工方法。又，可適用於本發明之倒角加工方法的工作件不限定於圓筒形狀即圓材，亦可為在外徑具有錐體形狀之圓材、或是角材。
又，亦可使本發明之倒角加工方法適用於如與沿著工作件軸方向之中心孔交差之穿孔或諸穿孔之交差部等之工作件內側部分的倒角加工。此時，從中心孔或其中一方之穿孔插入圓錐工具來進行倒角加工。
又，由於可將球狀工具之某一點視為圓錐工具之圓錐狀的切削刀部，因此亦可取代圓錐工具，使用球狀工具來實行本發明之倒角加工方法。
實行上述之各處理所構成之倒角加工方法的工作機械具有：把持工作件之主軸、安裝有圓錐工具之工具主軸、及旋轉控制主軸與工具主軸的控制裝置。圓錐工具之高度與旋轉軸之位置可利用控制裝置來控制。
[產業上之可利用性]
本發明可適用於對形成於工作件之穿孔開口緣部之進行倒角加工的工作機械。

Claims (2)

  1. 一種倒角加工方法，其是使具有圓錐狀切削刀部之圓錐工具旋轉並且進行形成於工作件之穿孔之開口緣部的倒角加工，其特徵在於：算出在與加工點相接的假想平面上切斷前述切削刀部時所產生的圓錐曲線，該加工點為前述圓錐工具對前述穿孔之加工點，再根據前述圓錐曲線與前述穿孔之開口緣部形狀，控制前述圓錐工具之高度及旋轉軸之位置當中的至少一者，以使前述圓錐工具對於前述穿孔之內壁以一點來相接，來進行倒角加工而使其在前述穿孔之開口緣部可形成相同寬度的面。
  2. 如請求項1之倒角加工方法，其中根據前述圓錐工具之前述切削刀部其圓錐形狀之對頂角大小及母線上的位置、前述工作件之中空形狀的內徑及外徑、以及前述穿孔之內徑，來控制前述圓錐工具之高度及旋轉軸之位置當中的至少一者。
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