(57)【要約】【課題】本発明は、旋削加工における回転軸芯に対し傾きを必要とする面の切削加工方法に関するものであり、振動装置に取りつけたバイト先端に振幅を与えながら加工することにより、コンパクトな工作機械で最小限の台数で低価格な高精密な加工部品を提供できるものである。【解決手段】振動装置１１に固着したバイト１を回転数１回転あたり１サイクルの正弦波振動で且つ前記正弦波振動の振幅を回転軸中心に対して１次直線の変化量で減衰、または増幅でもって徐々に前記振幅を変化させながらワーク６の回転周期と一致させて切削する。【選択図】　　図３
2004034204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイトを押し当てワークを切削する旋削加工において、
クランプ装置にワークを固定し回転させ、バイト先端を回転軸芯に対して非平行に移動させ前記ワークの端面を、加工中に前記バイト先端に振動装置により前記ワーク回転数が１回転あたり１サイクルの正弦波振動で且つ、前記正弦波振動の振幅を回転軸中心に対して１次直線の変化量で減衰、または増幅でもって徐々に前記振幅を変化させながら前記ワークの回転周期と一致させて切削することにより、前記回転軸芯に対して非直角な平面を得ることを特徴とする傾斜面の加工方法。
【請求項２】
ワークの軸を垂直にクランプして加工することを特徴とする請求項１に記載の傾斜面の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋削加工におけるワークの回転軸芯に対し傾きを必要とする面の切削加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークの回転軸芯に対し傾きを必要とする面の加工方法は一般に切削加工や研削加工および放電加工方法などが取られる。以下に従来の加工方法を図６〜図９を用いて説明する。
【０００３】
図６は一般的なＮＣ旋盤を使用し加工する構成を示した概略模式図である。５はＮＣ旋盤であり１４は事前に製作されｄの傾きが得られる形状であり図示のない駆動源により回転可能である。１は切削用バイトを示しており１５のバイトホルダに固定されバイトホルダ１５は１２のＮＣ旋盤の移動テーブルに固定されている。
【０００４】
図７に詳細を示す。クランプ装置１４とワーク６を回転させた後、バイト１を図７のように加工前の位置にアプローチさせる。次に矢印の方向に通常の切削条件によりワーク６の中心部分までハッチングされた部分を切削除去する。以上がＮＣ旋盤により加工する一例である。
【０００５】
次に回転切削工具により実際に加工させる部分を図８に示す。１６はワーク６の傾きを変化させ固定できる治具装置であり所定の角度ｄに調整している。回転工具１７を図８の左側にアプローチさせ矢印方向へ所定の切削条件でハッチング部分を切削除去し所望の形状を切削により得る方法がある。
【０００６】
図９は一般的な形彫り放電加工機を表しており工具となる電極とワークとの間に直接放電させる方法を表した図である。ワーク６はクランプ装置１８に固定され加工液２０の入った加工漕２１に配置している。電源２２とＮＣ装置２３を所定の加工条件により加工する。工具にあたる電極の端面は事前に所望の角度ｄだけ傾斜させて加工されており所定の位置に電極とワーク６を位置決めさせ所定の放電加工条件により矢印方向へ移動させながら放電現象を利用し除去加工する。
【０００７】
その他研削加工による方法もあり前述した図８のようにワーク６を傾け回転切削工具の代わりに砥石を回転させ同様に所望の形状を切削により得る方法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような加工方法によりワークの回転軸に対する非直角な端面の加工方法のうち図６，７のようにした場合１つの条件は設定可能であるが、複数の傾き量の異なる傾きを得ることはできない。また、図８に示すようにした場合は治具装置１６の傾きを変化させる装置を短時間で精度よく可能にする割り出し装置が必要であると共に、加工する形状も制約を受ける。また、図９のような方法であると工具となる電極の製作を事前に必要とし、更に高精度な加工面を長期に得るには工具寿命が短すぎる欠点がある。また、複数の工程に工作機械を分離する方法があるが工程を分けることによる加工精度の悪化と機械台数増が課題となる。
【０００９】
従って、一般に精密な加工精度が要求され複数の加工部位を要求される加工においては工作機械の大きさ、台数増による必要以上の設備の設置場所等の問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の傾斜面の加工方法は、ワークを保持し、回転駆動手段によりワークを回転させながら、切削するバイトを取りつけたＮＣ移動テーブル上に搭載した振動装置により、正弦波振動の振幅を回転軸中心に対して１次直線の変化量で減衰、または増幅でもって徐々に前記振幅を変化させながら前記ワークの回転周期と一致させて切削することにより回転軸芯に対して非直角な面を得ることを特徴としたものである。
【００１１】
本発明によれば、旋削加工時のワークの回転軸に対し非直角な面を、加工部位ごとに複数の任意の傾き量分の振動を振動装置に取りつけたバイト先端に与えながら加工することにより、コンパクトな工作機械で最小限の台数で低価格な高精密な加工部品を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の傾斜面の加工方法は、バイトを押し当てワークを切削する旋削加工において、クランプ装置にワークを固定し回転させ、バイト先端を回転軸芯に対して非平行に移動させ前記ワークの端面を、加工中に前記バイト先端に振動装置により前記ワーク回転数が１回転あたり１サイクルの正弦波振動で且つ前記正弦波振動の振幅を回転軸中心に対して１次直線の変化量で減衰、または増幅でもって徐々に前記振幅を変化させながら前記ワークの回転周期と一致させて切削することにより、前記回転軸芯に対して非直角な平面を得ることを特徴とするものであり、複数の部位の加工において単数のバイトで精密に安定した加工を実現しうるものである。
【００１３】
次に本発明の請求項２に記載の傾斜面の加工方法は、ワークの軸を垂直にクランプして加工することを特徴とする請求項１に記載の傾斜面の加工方法であり、従来の一般的な回転可能なクランプ装置によりワークの軸を垂直にクランプすることによりクランプ装置の回転軸とワークの軸を一致でき、繰り返し正確に回転軸芯に対して非直角な平面を得ることを特徴とするものであり、複数の部位の加工において単数のバイトで精密に安定した加工を実現しうるものである。
【００１４】
（実施の形態）
以下に、本発明の請求項１及び請求項２に記載された発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１５】
まず、本発明に使用する振動装置の構成を図１により説明する。１はワーク端面を切削するバイトであり２の箱型の平行バネ上に固定されている。平行バネ２は振動装置の本体３にネジ止めしている。４は圧電素子を表しており振動装置３とはネジ止めされ、平行バネ２とは所定の圧力をかけて接触させている。図２にバイト１の先端移動メカニズムを図示している。説明に用いた前述の４の圧電素子は所定の電圧を指示することにより微小の変位量を高精度に得ることができるアクチュエータでありａは停止状態を示し、ｂは電圧を入力したときの状態であり２の平行バネが電圧を入力され軸方向に伸びた４の圧電素子先端に押され平行に変形し固定されたバイト１は軸方向にほぼ平行に移動する。
【００１６】
図３は本発明の傾斜面の加工方法を達成するための構成を表す平面模式図であり、５は一般のＮＣ旋盤を表しており、ワーク６をクランプ装置７で固定させ図示のない駆動源によって回転駆動可能である。ワーク６の端面部を加工するバイトは１を使用する。ＮＣ旋盤５の動作を制御する標準的な制御装置８はＮＣ旋盤５と制御させるに必要なケーブルなどで接続されている。中継ユニット９は制御装置８とメインコントローラ１０に接続されている。更にメインコントローラ１０は前述した振動装置１１に接続している。１２はＮＣ旋盤の移動テーブルであり１１の駆動装置が取り付けられており矢印方向に自由に移動可能である。
【００１７】
ワークの回転軸芯に対して非直角な平面を得る加工をするために、クランプ装置７を回転させた後、制御装置８により位置情報と移動速度を指令しバイト１をワークの端面部図４の位置の切削開始位置に移動させる。その後所定の移動速度により矢印方向ｅの端面切削中に制御装置８から加工スタート信号とワーク回転時の回転位置信号を指令させ中継ユニット９に取り込むと同時にメインコントローラ１０へ前述の信号を出力する。メインコントローラは取り込んだ信号とワーク回転数が１回転あたり１サイクルの図４のハッチングで表した部分を正弦波振動矢印ｆで且つ、その振動の振幅を除々に変化する電圧を加工スタート信号のタイミングで内部のドライバを経由して駆動装置１１へワーク６の回転周期と一致させて指令し切削する。
【００１８】
以上の方法によるとワーク６に軸芯に対し、図４のＣにあたる傾きを持つ平面を高精度に加工し得ることができる。
【００１９】
尚、本発明はワーク６の回転軸芯に対し非直角としているため、例えば、図５のように振動装置を９０°傾けて使用することによりワーク６の外径や内径部分の加工も同様の加工方法で加工でき加工されたワーク６の形状は例えば回転軸芯に対して非直角で外径と内径に対して非並行の斜めの穴図５の１３を得ることができる。
【００２０】
実施の形態の説明では振動装置１１に圧電素子を取り付けバイトに微小往復運動をさせているが特に圧電素子に特定することはなく、それに変わる往復運動可能であるアクチュエータの例えば磁歪素子やカムと小型モータを組み合わせたものでもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の傾斜面の加工方法によれば、旋削加工時のワークの回転軸に対し非直角な面を、加工部位ごとに任意の傾き量分の振動を振動装置に取りつけたバイト先端に与えながら加工することにより、コンパクトな工作機械で最小限の台数で低価格な高精密な加工部品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する振動装置の構成を示す図
【図２】バイト１の先端移動メカニズムを示す図
【図３】本発明の軸端面傾斜加工を達成するための構成を表す平面模式図
【図４】本発明の加工を表す図
【図５】振動装置を９０°傾けて加工させたときの平面模式図
【図６】従来のＮＣ旋盤による加工方法の構成を示した模式図
【図７】従来のＮＣ旋盤による加工方法の構成を示した詳細図
【図８】回転切削工具による加工方法を示す図
【図９】放電加工方法による加工方法を示す図
【符号の説明】
１　バイト
２　　平行バネ
３　　振動装置本体
４　　圧電素子
５　　ＮＣ旋盤
６　　ワーク
７　　クランプ装置
８　　ＮＣ旋盤の制御装置
９　　中継ユニット
１０　　メインコントローラ
１１　　振動装置
１２　　移動テーブル
１３　　実施の形態の説明で得られた傾き角度
１４　　事前に傾きを得られるように製作されたクランプ装置
１５　　バイトホルダ
１６　　傾きを変化させ固定できる治具装置
１７　　回転切削工具
１８　　クランプ装置
１９　　電極
２０　　加工液
２１　　加工漕
２２　　電源
２２　　ＮＣ装置
ａ　　停止状態を示す図
ｂ　電圧を入力したときの状態を示す図
ｃ　実施の形態の説明で得られた傾き角度
ｄ　　傾き量
ｅ　　切削方向
ｆ　　正弦波振動
【図１】
2004034204.tif 000003
【図２】
2004034204.tif 000004
【図３】
2004034204.tif 000005
【図４】
2004034204.tif 000006
【図５】
2004034204.tif 000007
【図６】
2004034204.tif 000008
【図７】
2004034204.tif 000009
【図８】
2004034204.tif 000010
【図９】
2004034204.tif 000011