(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた旋削工具により、主軸の先端チャックに把持したワーク外周の逆テーパ面を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ面傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ面加工を実施させるようになした逆テーパ面の旋削加工方法。
【請求項２】
主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた内径加工用工具により、主軸の先端チャックに把持したワークに逆テーパ穴を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ穴傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ穴加工を実施させるようになした逆テーパ穴の旋削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は旋盤においてワークに対し逆テーパ面を加工する方法であって、更に詳しくは市販の旋削工具を用い、工具を逆テーパ面の傾斜角度に合致するよう傾けて加工する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤においてワークを加工する場合には、通常主軸軸線に平行なＺ軸方向及びこのＺ軸に直角なＸ軸方向に移動可能な刃物台のタレット外周に各種の工具を取り付け、タレットを旋回させて割出しさせて、各工具を主軸に取り付けたワークを逐次対峙させて各種の加工を行わせる。これは掴み替えを行うことなくワークの主軸チャックに対する１回のチャッキングにて出来る限り多くの加工を行わせることが同心度等加工精度上望ましいことによる。
【０００３】
そして一般に穴加工時にはなるべく大きな工具を用いた方が加工中にビビリが発生し難いことから、通常内径加工用の市販の工具を用い、テーパ穴加工にあっては刃物台にＺ軸方向移動とＸ軸方向移動の合成移動を行わせて加工を行っていた。また、ワークにテーパ穴加工を行う場合には、ワークに対する他の各種加工の関係上、或いはワークの形状によるチャック把持の容易さ等から逆テーパ穴加工を行った方が加工効率上好都合な場合がある。
【０００４】
そしてこの場合は図５（ａ）に示す如くワークＷの刃物台側内径をＤ1 、チャック側内径をＤ2 、内径加工用工具２１のシャンク径をｄ、工具２１の刃先突出し量をａとすると、Ｄ1 ＝ｄ＋ａが最も好ましい寸法関係である。しかし市販の工具２１を用いた場合シャンク径ｄ及び刃先突出し量ａは規定されているので、実際にはこの寸法関係よりも小さな最も近い寸法の工具２１を用いることになる。即ちＤ≧ｄ＋ａの関係である。そして加工途中で図５（ｂ）に示す如くワークＷの刃物台側端面から長手寸法ｍの距離まで加工が進行したとき工具２１のシャンク部がワークＷの刃物台側端面とＡ点にて干渉し、テーパ穴加工をこれ以上続行出来なくなる。
【０００５】
即ち、この加工においては図５（ｂ）の長手寸法ｍ以下の薄いワークに対してのみ逆テーパ穴加工が有効ということになる。このとき加工穴径をＤ3 とすると、テーパ穴加工に続いて刃物台をＺ軸に沿ってチャック側に移動させ、直径Ｄ3 のストレート穴を加工することになる。ここで工具２１のシャンク背面とワークＷの刃物台側内径Ｄ1 との隙間をｂとするとＤ1 ＝ｄ＋ｂである。一般にこのような不都合を解消するために従来の技術ではワークに合わせて特殊工具２２を用いることが行われている。これは刃物台の移動等は図４の場合と全く同一であるが工具２２のシャンク径をｄ′、工具２２の刃先突出し寸法をａ′としてＤ1 ＝ｄ′＋ａ′の関係とし、そして（Ｄ2 −Ｄ1 ）／２＝ｔのｔ寸法に対し、ａ′≧ｔとａ′を大きくとることにより図６（ｂ）に示す如くワークＷのテーパ穴を全加工完了することが出来るようになしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた逆テーパ穴の旋削加工方法では工具２２の突出し量ａ′を大きくとるため工具２２のシャンク径ｄ′が細くなり、切削加工時にビビリが発生し加工精度が悪くなる。そこでビビリの発生を防止するためには切り込み量及び送り量を小さくしなければならず、実用上加工が困難であるという問題を有していた。
またこの従来技術にあってもワークの長手寸法が大きくなり、寸法ｔが刃物台側内径Ｄ1 よりも大きくなった場合には理論的にテーパ切削が不可能となるという問題を有していた。
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは内径加工用の市販の工具を用い、ワークの長手寸法がいかに大きくなっても工具シャンクの長さがワークのテーパ傾斜長さに対応出来るかぎり逆テーパ穴加工を行うことができる旋削加工方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の逆テーパ面旋削加工方法は、主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた旋削工具により、主軸の先端チャックに把持したワーク外周の逆テーパ面を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ面傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ面加工を実施させるようにしたものである。上述の方法によれば工具をワークと干渉しないように傾斜させて逆テーパ面を加工するようになしたので、逆テーパ面の全域にわたって完全に加工を行うことが出来る。
【０００８】
また請求項２に記載された方法は、主軸の軸心線を含む平面内にて旋回割出し可能な刃物台に取り付けた内径加工用工具により、主軸の先端チャックに把持したワークに逆テーパ穴を旋削加工する方法であって、前記刃物台の前記主軸軸心線を含む平面内での旋回割出しにより前記工具をワークの逆テーパ穴傾斜角にほぼ一致させ、前記平面内にて前記刃物台に主軸軸心線に平行な方向の移動と直角な方向の移動との合成移動を行わせワークに逆テーパ穴加工を実施させるようになしたものである。上述の方法によれば内径加工用の工具のワークに対する角度をワークの逆テーパ穴のテーパ傾斜角に合致させて加工を行わせるようになしたので工具がワークに対して刃物台側内径穴から挿入可能な限り工具にて長手寸法の大きなワークに対してビビリを発生させることなく逆テーパ穴を加工することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明の逆テーパ面旋削加工方法を実施する旋盤の要部概略説明図である。
１は、ベッド２の左端に固定されている主軸台、３は該主軸台１に回転可能に支承された水平主軸、４は該水平主軸の先端に取り付けられたワーク把持用のチャックである。５はベッド２の上面に前記水平主軸３の軸心線と平行なＺ軸方向に形成された摺動面、６は該Ｚ軸摺動面５上に載置された往復台であって図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。
【００１０】
７は前記往復台６の上面に水平面内でＺ軸に対し直角なＹ軸方向に形成された摺動面、８は該Ｙ軸摺動面７上に載置された上部往復台であって、図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。９は前記上部往復台８の作業者側垂直前面に垂直なＸ軸方向に形成された摺動面、１０は該Ｘ軸摺動面９に取り付けた中台であって、図示しないサーボモータ及び該サーボモータにて回転駆動させられるボールねじによって移動位置決めさせられる。１１は該中台１０に対しＹ軸に平行なＢ軸軸線まわりに旋回割出し可能に取り付けられた刃物台で、外周の各工具取付面には工具ホルダ１２を介して固定工具および回転工具を適宜取り付け得るように構成されている。
【００１１】
次にこの旋盤を用いてワークＷに逆テーパ穴の加工を行う方法について図２にもとづいて説明する。
図２（ａ）は逆テーパ穴加工前のワークＷの状態を示している。ワークＷには内径Ｄ1 のストレート穴が穿設されていて、チャック４に把持されている。このワークＷに刃物台側がＤ1 チャック側がＤ2 の逆テーパ穴の加工を行う。そのために刃物台１１の外周工具取付面にクランプされた内径加工用の工具１３がワークＷのテーパ穴傾斜角の約半分の角度となるように刃物台１１をＢ軸のまわりに旋回割出しさせて位置決めする。そして工具１３をワークＷの加工入口に臨ませる。
【００１２】
図２（ｂ）は刃物台１１をＺ軸方向とＸ軸方向との合成移動によって工具１３の軸線方向に移動させ、工具１３をワークＷの入口穴Ｄ1 からワークＷ内に侵入させて第１のテーパ穴加工を行わせる。この加工で本図の斜線部が削り取られて約半分の傾斜角を有する緩いテーパ穴加工が行われる。
【００１３】
図２（ｃ）は加工の最終状態を示すものであり、刃物台１１をＢ軸のまわりに旋回させて工具１３をワークＷの最終形状のテーパ穴傾斜面と同一の傾きとなす。そして刃物台１１をＺ軸方向とＸ軸方向との合成移動により工具１３の軸線方向に移動させ、工具１３をワークＷの入口穴Ｄ1 からワークＷ内に進入させて最終の逆テーパ穴加工を行わせる。この加工で本図の斜線部が削り取られて所望の傾斜角をもった逆テーパ穴加工が完成する。
尚ワークＷの最終形状となる逆テーパ穴の傾斜角が小さな場合には、図２（ｂ）に示す１回の逆テーパ穴加工にて完了する場合がある。また傾斜角が大きな場合には、３回，４回と多数回に分けて刃物台１１のＢ軸旋回角を変更させ、徐々に工具１３の傾斜角を大きくしながら逆テーパ穴加工を行わせることもある。
【００１４】
続いてワークＷに逆テーパ穴加工を行わせる加工方法の他の実施例について図３にもとづいて説明する。
図３（ａ）は逆テーパ穴加工前のワークＷの状態を示している。ワークＷには内径Ｄ1 のストレート穴が穿設されていて、チャック４に把持されている。このワークＷに刃物台側がＤ1 ，チャック側がＤ2 の逆テーパ穴の加工を行う。そのために刃物台１１の外周工具取付面にクランプされた内径加工用の工具１３の工具軸線がＺ軸と平行になるように刃物台１１をＢ軸まわりに旋回させて位置決めする。そして工具１３をワークＷの加工入口に臨ませる。
【００１５】
図３（ｂ）は図３（ａ）の状態から刃物台１１をＺ軸方向とＸ軸方向に合成移動させ工具１３にてワークＷの逆テーパ面の加工を行わせる。ワークＷの入口端面から距離ｍの位置まで加工が進行したとき工具１３のシャンク部がワークＷの入口とＡ点にて干渉し、これ以上のテーパ面加工が不可能となる。そこで刃物台１１をＺ軸方向にのみチャック側へ送り工具１３によりワークＷにストレート穴の加工を行わせる。この加工により本図の斜線部が削り取られる。ここまでの工程は従来の技術の図４の場合と同一である。
【００１６】
図３（ｃ）は加工の最終状態を示すものであり、刃物台１１をＢ軸のまわりに旋回させて工具１３をワークＷの最終形状のテーパ穴傾斜面と同一の傾きをなす。そして図３（ｂ）においてストレート穴加工を行った位置、即ちワークＷの刃物台側端面からチャック側へ距離ｍの位置からチャック側端面までの間について、刃物台１１にＺ軸方向とＸ軸方向との合成移動を行わせ、逆テーパ穴加工を行わせることにより逆テーパ穴加工を完成させる。
【００１７】
尚、ワークＷの長手寸法が上記ｍよりも小さいワークに対しては（ｂ）の加工にて完成となることは当然である。
上記各加工方法では工具１３の長さはワークＷの長手寸法に対し充分長いものとする。そして工具１３の寸法はシャンク径をｄ″、刃先の突出し量をａ″とし、ワークＷのテーパ穴の傾斜角をθとすればＤ1 cos θ＝ｄ″＋ａ″の関係が最も好ましい関係となり、この関係に最も近くて、この寸法以下の工具を用いるものとする。
【００１８】
尚、上記実施形態は内径加工の場合を例にとって説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ワークＷの外周に形成された逆テーパ面の加工においては、通常の外径加工用旋削工具１４，１５を、内径加工の場合と同様に傾斜させて加工することにすればよい。これにより、刃物台からの工具の突出量を最小にすることができ、工具のビビリ等を防ぐことが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の加工方法は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
ワークＷに対し逆テーパ面の加工を行うに際し市販さているような一般的な工具を用い、工具を傾斜させた状態にて加工を行うようになしたので、ワークと工具との干渉を避け、工具の剛性を確保でき、ビビリが発生し難く高精度加工を行うことが出来る。
また市販の工具を用いることが出来るので、このワーク専用の工具となることがなく、他の部品加工にも使用出来る。更に市販の工具を用いるため、特別に専用の工具を製作する必要がなく、工具費用を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の逆テーパ面旋削加工方法を実施する旋盤の概略説明図である。
【図２】本発明の加工方法を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の加工方法を示す説明図である。
【図４】本発明を外周逆テーパ面に適用した他の実施例の加工方法を示す説明図である。
【図５】従来の加工方法を示す説明図である。
【図６】従来技術の加工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
３  水平主軸
４  チャック
１１  刃物台
１３  工具
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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