(57)【要約】【課題】  Ｂ軸の制御機構を持つ複合加工工作機械において、丸駒バイトを用いて連続旋削加工を行う方法を提供する。【解決手段】  複合加工工作機械１は、ベッド１０上にワーク主軸２２を有し、工具ヘッド６０は、加工物１００に対して相対的に３次元軸に沿って移動する。また、工具ヘッド６０はＢ軸まわりに旋回動する。パレット２４上の加工物１００を回転させつつ工具主軸７０にとりつけた丸駒バイト８０を使用して、工具ヘッド６０をＢ軸まわりに旋回動させて長時間の旋削加工を行う。【選択図】        図２
2006068874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸及びＹ軸と、Ｘ軸及びＹ軸が形成する平面に垂直に設定されるＺ軸を有し、Ｚ軸を軸線とするＣ軸まわりに回転するワーク主軸と、Ｙ軸を軸線とするＢ軸まわりに旋回動する工具主軸を備えた複合加工工作機械において、Ｘ軸、Ｚ軸の少なくとも１軸と、Ｂ軸を同時に動作させて工具主軸に装着される円盤形状の切削チップを備えた丸駒バイトを用いてワーク主軸に載置された加工物に対して旋削加工を施す旋削加工方法。
【請求項２】
水平面内に設定されるＸ軸及びＹ軸と、Ｘ軸及びＹ軸が形成する平面に垂直に設定されるＺ軸を有し、Ｚ軸を軸線とするＣ軸まわりに回転するワーク主軸と、Ｙ軸を軸線とするＢ軸まわりに旋回動する工具主軸を備えた複合加工工作機械において、工具主軸に装着される円盤形状の切削チップを備えた丸駒バイトを用いてワーク主軸に載置された加工物に対して旋削加工を施す旋削加工方法。
【請求項３】
工具主軸を加工物に対して移動する量に対応して工具主軸をＢ軸まわりに旋回動させる請求項１または請求項２に記載の旋削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合加工工作機械において、丸駒バイトを使用する旋削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン、航空機部品、原子力機器等に用いられる超耐熱合金、ステンレス鋼は難削材として知られ、切削速度を上げると炭素鋼等に比べ工具摩耗の進行が速く、工具寿命が著しく短くなる。従って、炭素鋼や合金鋼に比べて切削速度を下げて加工しているが、加工時間が長くなりコスト低減を妨げる主因になっている。
一方、刃先を円盤状に形成した、いわゆる丸駒バイトが実用化されている。この丸駒バイトにあっては、丸駒を回転させることで刃先と被削材の接触点を常に変化させ、集中的な連続切削を避けて工具の寿命を延ばすことが可能である。また効率よく刃先を使い切ることができるので経済効果も期待できる。現状丸駒バイトでこのような運用をする場合、手動で丸駒の刃先を回すか、特殊回転型のバイトを購入する必要がある。
下記の特許文献１は、刃先が円弧状に形成された工具を用い、この工具を回転させながら旋削加工を行う技術を開示している。
また、特許文献２は、本出願人の出願に係り、オペレータが刃先を回転させることにかえてＢ軸を割り出して切刃を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第２６３５０８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、丸駒バイトと複合加工工作機械の特質を活用して、旋削加工の長時間の連続加工を実現する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の旋削加工方法は、Ｘ軸及びＹ軸と、Ｘ軸及びＹ軸が形成する平面に垂直に設定されるＺ軸を有し、Ｚ軸を軸線とするＣ軸まわりに回転するワーク主軸と、Ｙ軸を軸線とするＢ軸まわりに旋回動する工具主軸を備えた複合加工工作機械において、Ｘ軸、Ｚ軸の少なくとも１軸と、Ｂ軸を同時に動作させて工具主軸に装着される円盤形状の切削チップを備えた丸駒バイトを用いてワーク主軸に載置された加工物に対して旋削加工を施すものである。
そして、工具主軸を加工物に対して移動する量に対応して工具主軸をＢ軸まわりに旋回動させるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、丸駒バイトを有効利用して長時間の旋削加工を達成することができる。特に難削材を連続加工するのに適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明を実施する複合加工工作機械の全体構造を示す斜視図、図２は要部の概要を示す説明図である。
【０００７】
全体を符号１で示す複合加工工作機械は、ベッド１０を有し、ベッド１０上に配設したガイドレール１２上を摺動するワーク支持装置２０を有する。ワーク支持装置２０は、サーボモータ１４とボールネジ１６の駆動装置によりＸ軸方向に移動制御される。
ワーク支持装置２０は、ワーク主軸である回転テーブル２２を備え、ワーク主軸２２はＣ軸まわりに回転制御される。
ベッド１０上に立設されるコラム３０は、ガイドレール３２を有し、サーボモータ３４で駆動される図示しないボールネジを介してサドル４０がＺ軸方向に移動制御される。
サドル４０は、ガイドレール４２を有し、刃物台５０をＹ軸に沿って案内する。サーボモータ４４とボールネジ４６は、刃物台５０の駆動手段として機能する。
【０００８】
刃物台５０は、フォーク状の支持部５２を有し、工具ヘッド６０をＢ軸まわりに回転制御する。工具ヘッド６０は、工具主軸７０を有し、工具８０が装着される。工具８０は、図示しない自動工具交換装置により選択的に工具主軸に供給される。この複合加工工作機械にあっては、回転工具と旋削工具のいずれの工具も選択することができる。
【０００９】
すなわち、工具主軸に旋削工具８０を装着し、ワーク主軸２２上にパレット２４を介して加工物１００をとりつけて回転させることにより、加工物１００に対して旋削加工を施すことができる。
【００１０】
図３は、本発明の旋削加工方法の原理を示す説明図である。
工具Ｔを回転する加工物Ｗに対してＺ軸方向に相対移動させて、加工物Ｗの表面Ｗ１に旋削加工を施すことは、通常の旋削加工方法と同様である。
工具Ｔは先端に円盤形状のチップＴ２を有する。いわゆる丸駒バイトである。そして、工具Ｔを装着した工具主軸はＢ軸まわりに旋回動するものである。
そこで、丸駒バイトＴを装着した工具主軸をＺ軸方向の移動に伴ってＢ軸まわりに旋回動させることにより、工具の切刃位置を変化させて工具寿命を延長させることができる。
【００１１】
図３の（ａ）にあっては、Ｂ軸は０度に設定される。加工プログラムの工具指令点Ｐ１と切刃位置Ｋ１は一致し、加工物Ｗの表面Ｗ１に旋削加工が施される。工具Ｔが加工物Ｗに対してＺ軸方向に進行するのに伴い、Ｂ軸を旋回動させる。
【００１２】
図の（ｂ）は、工具主軸をＢ軸まわりに４５度旋回動させた状態を示す。
この状態にあっては、丸駒バイトＴ２の切刃位置Ｋ２で旋削加工が行われる。工具に与える加工プログラム指令点Ｐ２は、切刃位置Ｋ２に対して、加工物Ｗの表面Ｗ１から離れた位置に設定される。
【００１３】
同様に、図の（ｃ）は、Ｂ軸を６０度旋回動させた状態を示す。
切刃位置はＫ３に移動する。工具の加工プログラム指令点Ｐ３は、加工物の表面Ｗ１からより離れる方向に設定される。
【００１４】
本発明の旋削加工方法は、以上のように、丸駒バイトを装着した工具主軸をＢ軸まわりに旋回動させることによって、切刃位置を順次変更することができる。
従って、刃先の一点に集中する切削を避け、長時間にわたる連続切削を行うことができる。
次に、図２に示す加工物１００に対する施削加工の例を示す。
【００１５】
図４は、加工物１００の要部を示す説明図である。
加工物１００は、端面１１０、外周面１２０，１３０，１４０を含む旋削加工面を有する。本発明にあっては、これらの旋削加工面に対して、丸駒バイトを備えた加工主軸をＢ軸まわりに旋回動させつつ加工を施すものである。
【００１６】
図中の符号Ｓ１は、加工面１１０の加工経路を示し、符号Ｂ１，Ｂ２は、加工経路Ｓ１の始点と終点におけるＢ軸の向きを表す。同様に加工面１２０の加工経路Ｓ２に対して、Ｂ軸の向きはＢ２からＢ３まで変化する。加工面１２０の加工経路Ｓ３では、Ｂ３からＢ４に変化し、加工面１４０の加工経路Ｓ４ではＢ４からＢ５に変化する。
【００１７】
図５は、加工物１００の加工面１１０に対して先端に円盤形状のチップＴ２を備えた丸駒バイトＴで加工経路Ｓ１に沿って旋削加工を施す際に、丸駒バイトＴのＢ軸上の軸線がＢ１からＢ２に連続的に変化する状況を示す。
【００１８】
図６は、加工面１２０に対して加工経路Ｓ２に沿って旋削加工を施す際の丸駒バイトＴの始点におけるＢ軸上の軸線Ｂ２を示し、図７は加工終点での軸線Ｂ３を示す。この軸線Ｂ３は加工面１３０の加工経路Ｓ３の始点の軸線を兼ねる。
【００１９】
図８は、加工面１３０の加工経路Ｓ３の終点の丸駒バイトＴの軸線Ｂ４を示す。この軸線Ｂ４は加工面１４０の加工経路Ｓ４の始点の軸線を兼ねる。
【００２０】
図９は、加工面１４０の加工経路Ｓ４の終点における軸線Ｂ５を示す。
以下、上述した手順を繰り返して、加工面１５０以降の加工面に旋削加工を施す。
【００２１】
図１０は、丸駒バイトの構造を示す説明図である。
丸駒バイトＴは、シャンクＴ１とバイト本体Ｔ３を有し、本体Ｔ３の先端に円盤形状のチップＴ２が適宜の取付具Ｆ１を介して固定された構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を実施する複合加工工作機械の全体構造を示す斜視図。
【図２】本発明を実施する複合加工工作機械の要部の概要を示す説明図。
【図３】本発明の旋削加工方法の原理を示す説明図。
【図４】加工物１００の要部を示す説明図。
【図５】加工物１００の加工面１１０に対して加工経路Ｓ１に沿って旋削加工を施す際の丸駒バイトＴのＢ軸上の軸線がＢ１からＢ２に連続的に変化する状況を示す説明図。
【図６】加工面１２０に対して加工経路Ｓ２に沿って旋削加工を施す際の丸駒バイトＴの始点におけるＢ軸上の軸線Ｂ２を示す説明図。
【図７】加工面１２０に対して加工経路Ｓ２に沿って旋削加工を施す際の丸駒バイトＴの加工終点での軸線Ｂ３を示す説明図。
【図８】加工面１３０の加工経路Ｓ３の終点の丸駒バイトＴの軸線Ｂ４を示す説明図。
【図９】加工面１４０の加工経路Ｓ４の終点における軸線Ｂ５を示す説明図。
【図１０】丸駒バイトの構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１  複合加工工作機械
１０  ベッド
２０  ワーク支持装置
２２  ワーク主軸
３０  コラム
４０  サドル
５０  刃物台
６０  工具ヘッド
７０  工具主軸
８０  工具
１００  加工物
【図１】
2006068874.tif 000003
【図２】
2006068874.tif 000004
【図３】
2006068874.tif 000005
【図４】
2006068874.tif 000006
【図５】
2006068874.tif 000007
【図６】
2006068874.tif 000008
【図７】
2006068874.tif 000009
【図８】
2006068874.tif 000010
【図９】
2006068874.tif 000011
【図１０】
2006068874.tif 000012