TWI838529B - 工具機及其控制裝置 - Google Patents

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日商西鐵城時計股份有限公司
日商西鐵城精機股份有限公司
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Abstract

一種工具機及其控制裝置，係在從起始點至工件與切削工具抵接為止的期間，使工件保持手段及車刀架於工件的徑向之相對來回振動停止的情況下，可謀求縮短工件之加工時間。工具機係工件及切削工具一邊相對旋轉一邊沿著加工進給方向相對地進給移動，並沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路徑進行數次切口加工，以進行在工件形成螺紋部分之螺紋加工時，使切削工具從工件與切削工具分離之規定的起始點往加工進給方向接近工件，工件與切削工具抵接以開始螺紋加工。在從起始點至工件與切削工具抵接為止的期間，控制手段控制振動手段以使來回振動停止，並且，在螺紋加工之數次切口加工連續的切口加工中，工件與切削工具抵接時，決定車刀架的振動方向之相位位置並控制停止來回振動。

Description

工具機及其控制裝置
本發明係關於一種進行工件之螺紋加工之工具機，及該工具機之控制裝置。
以往已知有一種作為工具機之切削裝置，該切削裝置具備保持工件之工件保持手段；將切削加工該工件之切削工具的車刀保持之車刀架；藉由該工件保持手段及該車刀架之相對移動，使切削工具相對於工件係進給至規定之加工進給方向並作動之進給手段；使該工件保持手段及該車刀架於該工件之徑向相對地來回振動之振動手段；及使該工件及該切削工具相對旋轉之旋轉手段，一邊使該工件及該切削工具相對旋轉一邊沿著該加工進給方向相對地進給移動，沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路線進行數次切口加工，藉此進行在該工件形成螺紋部分之螺紋加工(參照例如專利文獻1)。
專利文獻2揭示一種旋削裝置，係停止切削工具之振動直到與工件抵接為止。
專利文獻1為國際公開第2016/056526號。專利文獻2為日本特開平第10-43906號公報。
一邊使該工件及該切削工具相對旋轉，一邊使工件保持手段及車刀架於工件的徑向相對地來回振動且沿著加工進給方向相對地進給移動來 進行螺紋加工之情況下，使切削工具從工件與切削工具分離的規定起始點往加工進給方向接近工件，藉由工件與切削工具抵接以開始螺紋加工，則從起始點至工件與切削工具抵接為止的期間，工具與工件不接觸，因此被認為為了不產生不需要的振動，係停止來回振動。然而，因停止來回振動，在螺紋加工之該數次切口加工，連續的切口加工中，有必要將工件的旋轉相位及切削工具之振動的相位設定成規定的關係，而有工件加工所需時間延長的情況。
本發明係鑒於上述情事，提供一種工具機及其控制裝置，係在工件與切削工具即將抵接之前從起始點至加工開始點為止的期間，使工件保持手段及車刀架於工件的徑向之相對來回振動停止的情況下，可謀求縮短工件之加工時間。
第一，本發明係一種工具機，具備：一工件保持手段，係保持一工件；一車刀架，係保持一切削工具，該切削工具係將該工件切削加工；一進給手段，係藉由該工件保持手段及該車刀架之相對移動，使切削工具相對於該工件係往規定之加工進給方向進給並作動；一振動手段，係使該工件保持手段及該車刀架於該工件之徑向上相對地來回振動；一旋轉手段，係使該工件及該切削工具相對地旋轉；及一控制手段，係控制該進給手段、該振動手段及該旋轉手段之作動，該工件及該切削工具一邊相對旋轉一邊沿著該加工進給方向相對地進給移動，並沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路徑進行數次切口加工，以進行在該工件形成螺紋部分之螺紋加工時，使該切削工具於設定在從該工件之端面僅以螺紋之螺距的規定倍數遠離的位置的一加工開始點上，從位於該工件之端面的斜上方且為該工件與該切削工具分離之規定的起始點往該加工進給方向，以該加工進給方向交叉之該工件的徑向上接近該工件，該工件與該切削工具抵接以開始該螺紋加工，在該工件與該切削工具即將抵接之前從該起始點至該加工開始點為止的期間，該控制手段控制該 振動手段以使該來回振動停止，並且，在該螺紋加工之該數次切口加工連續的切口加工中，該工件與該切削工具抵接時，決定該車刀架的在該起始點所需的振動方向之相位位置並控制停止該來回振動，藉此相對於開始該螺紋加工之該相對旋轉的旋轉相位分別形成規定之來回振動的相位。
第二，本發明係一種工具機之控制裝置，係設置於下述之工具機的控制裝置，該工具機具備：一工件保持手段，係保持一工件；一車刀架，係保持一切削工具，該切削工具係將該工件切削加工；一進給手段，係藉由該工件保持手段及該車刀架之相對移動，使切削工具相對於該工件係往規定之加工進給方向進給並作動；一振動手段，係使該工件保持手段及該車刀架於該工件之徑向上相對地來回振動；及一旋轉手段，係使該工件及該切削工具相對地旋轉，該工具機係控制該進給手段、該振動手段及該旋轉手段之作動，使該工件及該切削工具一邊相對旋轉一邊沿著該加工進給方向相對地進給移動，並沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路徑進行數次切口加工，以進行在該工件形成螺紋部分之螺紋加工時，使該切削工具於設定在從該工件之端面僅以螺紋之螺距的規定倍數遠離的位置的一加工開始點上，從位於該工件之端面的斜上方且為該工件與該切削工具分離之規定的起始點往該加工進給方向，以與該加工進給方向交叉之該工件的徑向上接近該工件，該工件與該切削工具抵接以開始該螺紋加工，在該工件與該切削工具即將抵接之前從該起始點至該加工開始點為止的期間，該控制裝置使該來回振動停止，並且，在該螺紋加工之該數次切口加工連續的切口加工中，該工件與該切削工具抵接時，決定該車刀架的在該起始點所需的振動方向之相位位置並控制停止該來回振動，藉此相對於開始該螺紋加工之該相對旋轉的旋轉相位分別形成規定之來回振動的相位。
本發明可得到以下的功效。工件與切削工具即將抵接之前從該 起始點至該加工開始點為止的期間中，工件的旋轉相位與切削工具之振動的相位係被設定為工件與切削工具抵接時所需的規定關係，來回振動停止，因此，可以避免工件與切削工具即將抵接之前從該起始點至該加工開始點為止的期間之不需要的振動。並且，可以在切削工具與工件抵接的時間點開始伴隨振動之切削，在使工件保持手段及車刀架於工件之徑向相對來回振動停止的情況下，亦可謀求縮短工件之加工時間。
100:工具機
110:主軸
110A:主軸台
120:夾頭
130:切削工具
130A:切削工具台
150:X軸方向進給機構
151:車台
152:X軸方向導引滑軌
153:X軸方向進給台
154:X軸方向導件
155:線性伺服馬達
155a:動子
155b:定子
160:Z軸方向進給機構
161:車台
162:Z軸方向導引滑軌
163:Z軸方向進給台
164:Z軸方向導件
165:線性伺服馬達
165a:動子
165b:定子
C:控制裝置
C1:控制部
C2:數值設定部
h1:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h2:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h3:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h4:由切口加工前之工件W的外周面之距離
I:起始點
S:加工開始點
W:工件
〔第1圖〕本發明之第一實施例的工具機的概略圖。
〔第2圖〕顯示第一實施例之切削工具與工件之關係的概略圖。
〔第3圖〕第一實施例之螺紋加工的循環之說明圖。
〔第4圖〕第一實施例之螺紋加工的振動之相位(加工開始點)之說明圖。
〔第5圖〕本發明之第一實施例的切削工具相對於工件之位置的展開示意圖。
〔第6圖〕顯示由Z軸方向觀察切削工具於工件之一個螺紋溝的軌跡的概念圖。
〔第7圖〕本發明之第二實施例的切削工具相對於工件之位置的展開示意圖。
(第一實施例)第1圖係表示具備本發明之第一實施例之控制裝置C的工具機100之概略圖。工具機100具備主軸110及切削工具台130A。主軸110之頂端設有夾頭120。工件W係藉由夾頭120保持於主軸110，主 軸110係構成為保持工件之工件保持手段。主軸110係被支持於主軸台110A以藉由未圖示之主軸馬達之動力而旋轉驅動。作為該主軸馬達，係可於主軸台110A內，形成於主軸台110A與主軸110之間的以往習知之內藏式馬達。
主軸台110A係於工具機100之床台側，藉由Z軸方向進給機構160而可自由移動地搭載於作為主軸110之軸線方向之Z軸方向。主軸110係經由主軸台110A並藉由Z軸方向進給機構160而往該Z軸方向移動。Z軸方向進給機構160係構成使主軸110往Z軸方向移動之主軸移動機構。
Z軸方向進給機構160係具備車台161及Z軸方向導引滑軌162，該車台161與該床台等之Z軸方向進給機構160的固定側係為一體，該Z軸方向導引滑軌162係設置於車台161且於Z軸方向延伸。Z軸方向進給台163係經由Z軸方向導件164而可自由滑行地被支持於Z軸方向導引滑軌162。Z軸方向進給台163側設置有線性伺服馬達165之動子165a，車台161側設置有線性伺服馬達165之定子165b。
Z軸方向進給台163上搭載有主軸台110A，並藉由線性伺服馬達165之驅動使Z軸方向進給台163往Z軸方向移動驅動。主軸台110A係藉由Z軸方向進給台163之移動而往Z軸方向移動，進行主軸110往Z軸方向之移動。
切削工具台130A裝接有將工件W旋削加工之車刀等之切削工具130。切削工具台130A構成保持切削工具130之車刀架。切削工具台130A係於工具機100之床台側，藉由X軸方向進給機構150及未圖示之Y軸方向進給機構而可自由移動地設置於與該Z軸方向正交之X軸方向、及與該Z軸方向及X軸方向正交之Y軸方向。藉由X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構，構成使切削工具台130A對於主軸110係於該X軸方向及Y軸方向移動之車刀架移動機構。
X軸方向進給機構150係具備車台151及X軸方向導引滑軌152，該車台151與X軸方向進給機構150的固定側係為一體，該X軸方向導引滑軌152係設置於車台151且於X軸方向延伸。X軸方向進給台153係經由X軸方向導件154而可自由滑行地被支持於X軸方向導引滑軌152。
X軸方向進給台153側設置有線性伺服馬達155之動子155a，車台151側設置有線性伺服馬達155之定子155b。藉由線性伺服馬達155之驅動使X軸方向進給台153於X軸方向移動驅動。又，Y軸方向進給機構係為將X軸方向進給機構150配置於Y軸者，與X軸方向進給機構150係相同構造，故省略關於圖示及構造之詳細說明。
第1圖中，將X軸方向進給機構150經由未圖示之Y軸方向進給機構搭載於該床台側，且切削工具台130A搭載於X軸方向進給台153。切削工具台130A係藉由X軸方向進給台153之移動驅動而於X軸方向移動，並藉由Y軸方向進給機構對於Y軸方向進行與X軸方向進給機構150同樣的動作，以於Y軸方向移動。
又，亦可將未圖示之Y軸方向進給機構經由X軸方向進給機構150搭載於該床台側，並於Y軸方向進給機構側搭載切削工具台130A，藉由Y軸方向進給機構及X軸方向進給機構150使切削工具台130A於X軸方向及Y軸方向移動之構造係屬習知，故省略詳細之說明及圖示。
該車刀架移動機構(X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構)及該主軸移動機構(Z軸方向進給機構160)係聯合作動，切削工具台130A藉由X軸方向進給機構150與Y軸方向進給機構往X軸方向及Y軸方向移動，及主軸台110A(主軸110)藉由Z軸方向進給機構160往Z軸方向移動，藉此使裝接於切削工具台130A之切削工具130相對於工件W係相對地進給至任意的加工進給方向。
藉由該主軸移動機構(Z軸方向進給機構160)及該車刀架移動機構(X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構)所構成之進給手段，使切削工具130相對於工件W係相對地進給至任意的加工進給方向，同時，藉由該主軸移動機構及該車刀架移動機構所構成之振動手段，使切削工具130對工件W係於與該加工進給方向交叉之工件W的徑向上相對地來回振動，並進行數次螺旋狀之切口加工以進行螺紋加工，藉此則如第2圖所示，藉由切削工具130切削加工工件W之螺紋部分。
又，本實施形態中，係構成使主軸台110A及切削工具台130A兩者移動，但亦可構成使主軸台110A固定於工具機100之床台側而不移動，並構成車刀架移動機構使切削工具台130A於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動。此時，該進給手段及振動手段係由使切削工具台130A於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動之車刀架移動機構所構成，藉由使切削工具台130A相對於固定地定位並旋轉驅動之主軸110移動，可使切削工具130對工件W同時進行加工進給動作及來回振動。
又，亦可構成使切削工具台130A固定於工具機100之床台側而不移動，並構成主軸移動機構使主軸台110A於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動。此時，該進給手段及振動手段係由使主軸台110A於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動之主軸台移動機構所構成，藉由使主軸台110A相對於固定地定位之切削工具台130A移動，可使切削工具130對工件W同時進行加工進給動作及來回振動。
又，本實施形態中，係構成藉由線性伺服馬達驅動X軸方向進給機構150、Y軸方向進給機構、Z軸方向進給機構160，亦可藉由以往習知之滾珠螺桿與伺服馬達驅動等。
本實施形態中，使工件W及切削工具130相對地旋轉之手段， 係藉由該內裝馬達等之該主軸馬達所構成，工件W及切削工具130之相對旋轉係藉由主軸110之旋轉驅動進行。本實施例中，係構成使工件W相對於切削工具130旋轉，但亦可構成使切削工具130相對於工件W旋轉。
主軸110之旋轉、Z軸方向進給機構160、X軸方向進給機構150、Y軸方向進給機構係藉由控制裝置C所具有之控制部C1驅動控制。控制部C1係預先設定為控制各進給機構作為振動手段，係一邊沿著各自對應之移動方向使該等機構來回振動，一邊使主軸台110A或切削工具台130A於各自之方向移動。
各進給機構係藉由控制部C1之控制，如第3圖至第6圖所示，係被控制為例如於切入次數7次之期間進行螺旋狀之切口加工來進行螺紋加工。在此，切入次數為切口加工的次數，係關於進行幾次切口加工作為螺紋加工。控制部C1使用各進給機構，使切削工具130相對於工件W如第3圖所示之箭頭來移動，於工件W的外周面形成公螺紋(循環(1)~(4))。循環(1)：切削工具130的刀鋒位於起始點I。起始點I係工件W及切削工具130的刀鋒分離之快進的定位點。切削工具130從起始點I往加工開始點(於第4圖(A)以S1表示)以螺紋加工之進給來移動(亦稱為接近(approach)動作)。加工開始點係螺紋加工之開始點，設定在從工件W之端面於Z方向以螺紋之螺距(或導程)的規定倍數遠離的位置。此接近動作中，切削工具130的振動係停止。又，以上說明了切削工具130從工件W之端面的斜上方朝向工件W之接近動作，切削工具130亦可先往垂直下方移動後往工件W之端面水平移動。
接著循環(2)：切削工具130在加工開始點S1開始振動，且工件W一邊旋轉一邊往切削工具130移動，工件W實際上係從工件W與切削工具130之刀鋒抵接的位置被切削加工出螺紋溝(第一次)。循環(3)： 切削工具130移動至螺紋溝之加工完成點的情況下，切削工具130係例如停止振動，移動至設定在工件W上方之躲避點。之後循環(4)：工件W以快進移動以從切削工具130離開，則切削工具130係例如在停止振動的狀態下，由此躲避點往起始點I移動。當到達此起始點I時，第一次切口加工結束，進入第二次切口加工。以後重覆上述循環(1)~(4)，如第4圖所示地一邊將加工開始點設為S1(S2)、S3、S5、S7來變更螺紋加工的開始位置，一邊進行總計7次之切口加工。
本實施例係沿著螺旋狀之相同切削路徑進行數次切口加工，因此，開始切口加工之工件W的旋轉相位(由工件W之外周方向觀察之開始切口加工的角度位置)在總計7次之切口加工中均相同。又，本實施例中，第一次切口加工中，來回振動使切口加工由來回振動之振動復位的開始位置開始進行，使切削工具130的來回振動之振動復位時切削工具130的頂端到達工件W的外周面。因此，如第4圖(A)所示，由工件W的徑向觀察，加工開始點S1設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h1的位置。
第二次切口加工中，由第一次切口加工中的振動復位之開始位置來回振動以開始切口加工，使第二次切口加工中振動復位時之切削工具130的頂端，到達第一次切口加工中切削工具130的軌跡之位置。在此情況下，加工開始點S2被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h1的位置，因此如第4圖(B)所示，加工開始點S2係與第4圖(A)的加工開始點S1為相同位置。
第三次切口加工中，由來回振動的振動復位之開始位置來回振動以開始切口加工，使切削工具130的來回振動之振動復位時切削工具130的頂端到達第二次切口加工的切削工具130之軌跡的位置。因此，如第4圖(C)所示，加工開始點S3被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h2 (>h1)的位置。第四次切口加工中，由第三次切口加工中的振動復位之開始位置來回振動以開始切口加工，使第四次切口加工的振動復位時切削工具130的頂端到達第三次切口加工的切削工具130之軌跡的位置。在此情況下，加工開始點被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h2的位置，因此係與第4圖(C)的加工開始點S3為相同位置。
第五次切口加工中，由來回振動的振動復位之開始位置來回振動以開始切口加工，使切削工具130的來回振動之振動復位時切削工具130的頂端到達第四次切口加工的切削工具130之軌跡的位置。因此，如第4圖(D)所示，加工開始點S5被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h3(>h2)的位置。第六次切口加工中，由第五次切口加工中的振動復位之開始位置來回振動以開始切口加工，使第六次切口加工的振動復位時切削工具130的頂端到達第五次切口加工的切削工具130之軌跡的位置。在此情況下，加工開始點被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h3的位置，因此係與第4圖(D)的加工開始點S5為相同位置。
最後第七次切口加工中，不使切削工具130振動。如第4圖(E)所示，加工開始點S7被設定在由切口加工前之工件W的外周面距離h4(>h3)的位置。
控制部C1在接近動作中，決定切削工具130的振動方向之相位位置，將切削工具130設定為來回振動的停止狀態，以使切削工具130為在相對於下一次切口加工之加工開始點振動的相位。例如，第一次切口加工中，在起始點I或在接近動作中，可以設定使工件W的旋轉相位與切削工具130之振動的相位(第4圖(A)的加工開始點S1)同步，使切削工具台130A停止。之後，進入各次切口加工時，在起始點I或在接近動作中，可以使工件W的旋轉相位與切削工具130之振動的相位(第4圖(B)的加工開始點S2、 第4圖(C)的加工開始點S3、第4圖(D)的加工開始點S5、第4圖(E)的加工開始點S7)同步，使切削工具台130A停止。此外，切削工具130移動至螺紋溝的加工完成點時，亦可使切削工具130停止在切削工具130於起始點I所需之振動方向的相位位置。又，使切削工具130由螺紋溝的加工完成點往躲避點移動的情況下，可以使切削工具130以螺紋加工的進給速度移動或快進移動。
像這樣，由起始點I至工件W與切削工具130抵接為止的期間中，工件W的旋轉相位與切削工具130之振動的相位係被設定為工件W與切削工具130抵接時所需的規定關係，來回振動停止。因此，可以避免由起始點I至工件W與切削工具130抵接為止的期間之不需要的振動。並且，可以在切削工具130與工件W抵接的時間點開始伴隨振動之切削。藉此，即使是使藉由主軸110及切削工具台130A之工件W對徑向的相對來回振動停止的情況下，亦可謀求縮短工件W之加工時間。
第5圖係本發明之第一實施例的切削工具相對於工件之位置的展開示意圖。此外，第5圖中為了使說明容易理解，係將切削工具130之振動表現為直線狀。
控制部C1係作為控制手段而作用，係使連續之n+1次(n為1以上之整數)之切口加工中振動復位時之切削工具的軌跡，到達第n次切口加工中切削工具的軌跡之位置。又，控制部C1亦作為振動設定手段而作用，係設定伴隨來回振動之各切口加工時的振動模式，以改變連續之第n次及第n+1次之切口加工中切入時相互的振動相位等振動模式，使第n+1次切口加工時的切削加工部分包含一部分之第n次切口加工之已切削的部分。第一次~第六次切口加工中，藉由振動手段之振動數為固定，例如相對於工件旋轉1次，切削工具130係於X軸方向以2次之比例振動。於本實施例中，第 一次切口加工中，來回振動使切口加工由來回振動之振動復位開始時進行，使切削工具130的來回振動之振動復位時切削工具130的頂端到達工件W的外周面。於切削工具130的頂端到達工件W的外周面之部分切斷切屑。
第二次切口加工中，控制部C1係相對於第一次切口加工之切入時的相位，改變第二次切口加工之切入時的相位，且控制使第二次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡，到達第一次切口加工中切削工具130的軌跡之位置。
本實施例中，具體而言，第2次(第n+1次：n為1以上之整數)切口加工中來回振動的相位，係設定為與第一次(第n次)切口加工中來回振動的相位係相反之關係，並來回振動使切口加工由來回振動之振動前進開始時進行，同時，使第二次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡，到達第一次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置。於此到達時機切斷切屑。換言之，藉由控制部C1的控制，第二次切口加工中振動復位時的切削加工部分與第一次切口加工中振動前進時的切削加工部分相接。藉由第一次切口加工中振動前進時的切削加工部分與第二次切口加工中振動復位時的切削加工部分相接，第一次切口加工中切削工具130之振動前進時的切削加工部分，包含第二次切口加工中理論上作為「點」的振動復位時之切削加工部分，在此部分，切削工具130對於工件W不進行任何切削而係空削之揮空動作，藉由揮空動作產生「點」，則切削加工時由工件W產生之切屑係藉由該揮空動作(第一次切口加工時之振動前進時的切削加工部分與第二次切口加工時之振動復位時的切削加工部分相接之點)依次切斷。以與第一次切口加工與第二次切口加工之關係相同的關係實行第三次~第六次之切口加工。
又，來回振動的振幅與切口加工時的切入量一致，藉此則連續 兩次之切口加工時的切削加工部分相接。1次螺紋加工中，切口加工的切入量減少，故來回振動的振幅係被控制為切口加工次數越多則越小。藉此，切口加工次數越多則工件W的螺紋底面的凹凸逐漸變小。最後第七次切口加工中，藉由不使切削工具130振動來切削工件W的螺紋底面，可提升工件W的螺紋底面之平坦性。
將此第5圖中一個螺紋溝之切削工具130的軌跡由工件W的Z軸方向觀察之概念圖係如第6圖所示。如第6圖所示，第5圖的切入條件係主軸每旋轉1次則切削工具130之振動數為2次，故由工件W的Z軸方向觀察則為橢圓形，相對於工件W的周長(工件旋轉1圈)係有2次揮空動作。並且，隨著繼續進行2次、3次之切口加工，將上一次切口加工中於橢圓形之長軸方向殘留的區域，於下一次切口加工中一邊縮小振幅一邊進行切口加工，藉此隨著螺紋溝持續形成，同時增加加工面的平坦性。
又，本實施例的工具機100中，係構成為可由使用者透過數值設定部C2將主軸110的旋轉數、主軸每旋轉1次之切削工具130的振動數等設定於控制部C1。旋轉數、振動數等對於控制部C1之設定，可作為參數輸入至控制部C1，亦可例如將旋轉數、振動數、振幅或切入次數等記載於加工程式來設定，或於程式區塊(程式的1行)將振動數作為參數設定。
又，於本實施例，第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡，到達第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置，第n+1次切口加工中振動復位時的切削加工部分與第n次切口加工中振動前進時的切削加工部分，理論上係以「點」相接，但只要有該到達即可，第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡亦可超過第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置。換言之，控制部C1可控制使第n+1次切口加工中振動復位時 的切削加工部分與第n次切口加工中振動前進時的切削加工部分，係包含該相接狀態而重複。簡要而言，使第n+1次切口加工時的切削加工部分包含一部分藉由第n次切口加工之切削過的部分即可。
振幅可藉由例如相對於實際的切削工具對工件之切入量的比率(振幅切入比率)設定，於本實施例中係設定振幅與切入量相同，亦可設定振幅比切入量大。例如，藉由設定振幅切入比率大於1，以設定振幅比切入量大，可使第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡超過第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置。
惟，一次螺紋加工中，每進行1次切口加工則切入量減少，故來回振動的振幅係切口加工次數越多則越小，第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡超過第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置的超過量依次變小。因此，第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡超過第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置的超過量，可預先設定作為振幅保證值。
因此，藉由振幅切入比率設定之振幅，若僅能使振動復位時之切削工具130的軌跡，超過第n次切口加工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置之量比該振幅保證值小，則可設定振幅為切入量加上振幅保證值之數值。振幅切入比率或振幅保證值係可與該主軸110的旋轉數、振動數等同樣地作為參數輸入至控制部C1，亦可例如記載於加工程式而設定，或於程式區塊(程式的1行)作為參數來設定。
例如上述，構成控制部C1係於加工程式中以G△△△ P3之命令下指令，使切削工具130對工件W係於與該加工進給方向交叉之方向相對地來回振動，並進行數次螺旋狀之切口加工之螺紋加工開始(振動開始) 的情況下，對G△△△命令以接續D之值(參數D)對控制部C1指定所設定之振動數N，以接續Q之值(參數Q)對控制部C1設定振幅切入比率，以接續U之值(參數U)對控制部C1設定振幅保證值。又，振動數N可作為每振動1次之主軸110的旋轉數而設定。例如，以接續E之值(參數E)對控制部C1設定每振動1次之主軸110的旋轉數。
各自於加工程式中，設定振幅切入比率為「1.2」之情況係接續G△△△記載「Q1.2」，設定振幅保證值為「0.02mm」之情況係接續G△△△記載「U0.02」，設定振動數為「1」之情況係接續G△△△記載「D1」，藉此可對控制部C1設定振動數N、振幅切入比率及振幅保證值。又，1次螺紋加工中振動至第幾次切口加工為止之設定，或由第幾次切口加工開始振動等之設定，可與該主軸110的旋轉數、振動數、振幅切入比率或振幅保證值等同樣地進行輸入及設定。例如，振動至第幾次切口加工為止之設定係可對控制部C1以接續K之值(參數K)進行設定。又，設定參數K之情況，較佳為對控制部C1設定工件W之口徑。工件W之口徑係例如可對控制部C1以接續X之值(參數X)設定。
如此得到之本發明的第一實施例之工具機100及該工具機100的控制裝置C，具備作為振動設定手段之控制部C1，係設定伴隨來回振動之各切口加工時的振動模式，使第n+1次之切口加工時的切削加工部分包含一部分之第n次切口加工之已切削的部分，藉此，對工件W切口加工時，切屑在該重複部分被切斷，可避免連續延伸之切屑纏繞於工件W或切削工具130，同時避免損傷工件W的加工面。
進而，來回振動的頻率固定，且第n+1次切口加工中來回振動的相位，與第n次切口加工中來回振動的相位係相反之關係，控制部C1使第n+1次切口加工中振動復位時之切削工具130的軌跡，到達第n次切口加 工中由振動前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置，藉此可一邊有效率地切斷切屑一邊實行螺紋加工。
(第二實施例)對於第二實施例，以下說明與第一實施例相異之構成，省略共通內容之說明。如第7圖所示，於第二實施例中，第一次~第六次之切口加工中，變更藉由振動手段之來回振動的頻率。
例如，第一次切口加工中，以相對於主軸旋轉8次，切削工具130旋轉1次之比例振動，第二次切口加工中，以相對於主軸旋轉4次，切削工具130旋轉1次之比例振動，第三次切口加工中，以相對於主軸旋轉2次，切削工具130旋轉1次之比例振動，第四次切口加工中，以相對於主軸旋轉1次，切削工具130旋轉1次之比例振動，係控制使切口加工次數越多則來回振動的頻率越高。藉此，次數越多則頻率越高，螺紋加工之工件W的螺紋底面之凹凸變得細小。
又，切口加工中來回振動的振幅，與第一實施例同樣地對應切入量而設定，係控制為切口加工次數越多則越小。惟，亦可設定振幅相對於切入量之比率或振幅相對於切入量之增加量，作為對應該比率或增加量之值。
另，第二實施例的情況下，在任一次切口加工，均來回振動以使切口加工從來回振動的振動前進之開始位置開始，切削工具130之來回振動的振動復位時使切削工具130的頂端到達上一次切口加工之切削工具130的軌跡位置。因此，加工開始點設定在比上一次的加工開始點更接近工件W的中心之位置。
如此得到之本發明的第二實施例之工具機100及該工具機100的控制裝置C，係第n+1次切口加工中來回振動的頻率比第n次切口加工中來回振動的頻率高，控制部C1使第n+1次切口加工中以數次振動中係一次之比例使振動復位時之切削工具130的軌跡，到達第n次切口加工中由振動 前進切換至振動復位時之切削工具130的軌跡之位置，藉此可一邊有效率地切斷切屑一邊實行螺紋加工，亦可隨著次數增加而逐漸修整螺紋底面。
130:切削工具
W:工件
S1:加工開始點
S2:加工開始點
S3:加工開始點
S5:加工開始點
S7:加工開始點
h1:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h2:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h3:由切口加工前之工件W的外周面之距離
h4:由切口加工前之工件W的外周面之距離

Claims (2)

  1. 一種工具機，具備：一工件保持手段，係保持一工件；一車刀架，係保持一切削工具，該切削工具係將該工件切削加工；一進給手段，係藉由該工件保持手段及該車刀架之相對移動，使切削工具相對於該工件係往規定之加工進給方向進給並作動；一振動手段，係使該工件保持手段及該車刀架於該工件之徑向上相對地來回振動；一旋轉手段，係使該工件及該切削工具相對地旋轉；及一控制手段，係控制該進給手段、該振動手段及該旋轉手段之作動，該工件及該切削工具一邊相對旋轉一邊沿著該加工進給方向相對地進給移動，並沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路徑進行數次切口加工，以進行在該工件形成螺紋部分之螺紋加工時，使該切削工具於設定在從該工件之端面僅以螺紋之螺距的規定倍數遠離的位置的一加工開始點上，從位於該工件之端面的斜上方且為該工件與該切削工具分離之規定的起始點往該加工進給方向，以與該加工進給方向交叉之該工件的徑向上接近該工件，該工件與該切削工具抵接以開始該螺紋加工，在該工件與該切削工具即將抵接之前從該起始點至該加工開始點為止的期間，該控制手段控制該振動手段以使該來回振動停止，並且，在該螺紋加工之該數次切口加工連續的切口加工中，該工件與該切削工具抵接時，決定該車刀架的在該起始點所需的振動方向之相位位置並控制停止該來回振動，藉此相對於開始該螺紋加工之該相對旋轉的旋轉相位分別形成規定之來回振動的相位。
  2. 一種工具機之控制裝置，係設置於下述之工具機的控制裝置，該工具機具備： 一工件保持手段，係保持一工件；一車刀架，係保持一切削工具，該切削工具係將該工件切削加工；一進給手段，係藉由該工件保持手段及該車刀架之相對移動，使切削工具相對於該工件係往規定之加工進給方向進給並作動；一振動手段，係使該工件保持手段及該車刀架於該工件之徑向上相對地來回振動；及一旋轉手段，係使該工件及該切削工具相對地旋轉，該工具機係控制該進給手段、該振動手段及該旋轉手段之作動，使該工件及該切削工具一邊相對旋轉一邊沿著該加工進給方向相對地進給移動，並沿著形成規定之螺旋狀的相同切削路徑進行數次切口加工，以進行在該工件形成螺紋部分之螺紋加工時，使該切削工具於設定在從該工件之端面僅以螺紋之螺距的規定倍數遠離的位置的一加工開始點上，從位於該工件之端面的斜上方且為該工件與該切削工具分離之規定的起始點往該加工進給方向，以與該加工進給方向交叉之該工件的徑向上接近該工件，該工件與該切削工具抵接以開始該螺紋加工，在該工件與該切削工具即將抵接之前從該起始點至該加工開始點為止的期間，該控制裝置使該來回振動停止，並且，在該螺紋加工之該數次切口加工連續的切口加工中，該工件與該切削工具抵接時，決定該車刀架的在該起始點所需的振動方向之相位位置並控制停止該來回振動，藉此相對於開始該螺紋加工之該相對旋轉的旋轉相位分別形成規定之來回振動的相位。
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