JP2004050348A - 切削加工機及び切削加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の切削加工機は、エンドミル10を備えたスピンドルユニット12によってワークWを切削加工する切削加工機であって、スピンドルユニットと、該スピンドルユニットを支持し前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部14と、前記スピンドル取付け部とスピンドルユニットとの間に配置され、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させるスピンドルユニット運動装置16とを備えていることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工機および切削加工方法に関し、詳細には、エンドミルを備えたスピンドルユニットでワークに切削加工を施す切削加工機および切削加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属材料等の材料に凹部、溝などを形成する加工として、切削刃を有するエンドミルを備えたスピンドルユニットをNC工作機械に取付け、エンドミルを回転駆動させながらワーク(被加工物)に対して移動させ、ワークを所望形状に加工する切削加工が知られている。
【0003】
大きな金型に切削加工を施す場合や、荒取り加工を行う場合などには、加工時間を短縮するために大径のエンドミルを使用することが望ましい。しかしながら、大径のエンドミルを回転駆動させて切削加工を行うためには大きな動力が必要となる。このため、小径のエンドミル100が図1に点線Pで示すような螺旋軌道に沿って移動するようにスピンドルユニットをワークに対して移動させながら、ワーク102上の所定の加工範囲104を切削加工するトロコイド加工が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、NC工作機を使用する場合、エンドミルが螺旋軌道に沿って移動しながら所定の加工範囲を切削するようにスピンドルユニットとワークとを相対移動させる軌道を設定することは難しく、このための制御用プログラムを作成することは極めて煩雑であった。また、例えば、加工部の幅を50mmから51mmに変更する場合等のように、加工範囲の一部分を変更する際にも、プログラムを作り直す必要があり、実用上、不便であった。
【0005】
さらに、NC工作機を用いない場合であっても、エンドミルが螺旋軌道に沿って動きながら所定の加工範囲を切削加工するように、スピンドルユニットとワークを相対移動させることは極めて困難であった。
【0006】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、小径のスピンドルで効率的に切削加工を行うことができる切削加工機および切削加工方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工機であって、スピンドルユニットと、該スピンドルユニットを支持し前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部と、前記スピンドル取付け部とスピンドルユニットとの間に配置され、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させるスピンドルユニット運動装置と、を備えていることを特徴とする切削加工機が提供される。
【0008】
このような構成を備えた本発明によれば、スピンドルユニットをスピンドル取付け部に対して相対運動させることで、直径がこの相対運動の範囲に等しい相対的に大径のエンドミルを使用している状態と同じ状態が作り出される。従って、スピンドル取付け部とワークとを、この大径のエンドミルを用いて切削加工するときと同じように相対移動させることによって、所定の範囲を加工できる。
【0009】
本発明の他の態様によれば、エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工機であって、スピンドルユニットを支持し前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部と、前記スピンドル取付け部とスピンドルユニットとの間に配置され、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させるスピンドルユニット運動装置と、を備えていることを特徴とする切削加工機が提供される。
【0010】
本発明の好ましい態様によれば、前記スピンドルユニット運動装置が、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して、互いに直交する2軸に沿って独立して運動させる。
【0011】
このような構成によれば、2つの方向への運動の大きさ、速度を調整することにより、スピンドルユニットをスピンドル取付け部に対して自由に二次元的に運動させることができる。
【0012】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記スピンドルユニット運動装置が、前記スピンドル取付け部に対して第1方向に相対移動可能に取付けられた第1テーブルと、前記第1方向と直交する第2方向に相対移動可能に前記第1テーブルに取付けられた第2テーブルとを備えている。
【0013】
本発明のもう一つの好ましい態様によれば、前記相対運動が円運動である。このような構成によれば、円運動の円の直径に等しい径を有するスピンドルを使用したときと同様の動きで、前記スピンドル取付け部とワークとを相対的に移動させることにより、所定範囲の加工ができる。
【0014】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記スピンドルユニット運動装置は、前記スピンドル取付け部に対する前記スピンドルユニットの相対運動の内容を変更可能である。
【0015】
本発明の他の態様によれば、エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工方法で、該スピンドルユニットを前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部に、該スピンドル取付け部に対して相対運動可能に取付ける工程と、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させながら、前記スピンドル取付け部と前記ワークとを相対移動させ、前記エンドミルでワークを加工する工程とを備えている切削加工方法が提供される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。図2および図3は、本発明の好ましい実施形態の切削加工機(マシニングセンタ)のスピンドル取付け部近傍を模式的に示す正面図および側面図である。
【0017】
本実施形態のマシニングセンタは、先端に切削刃が設けられたエンドミル10が取付けられたスピンドルユニット12を使用して、下方に載置された金属材料等のワークWを、NCデータに基づいて切削加工するNC切削加工機である。図2および図3に示されているように、スピンドルユニット12は、マシニングセンタのスピンドル取付け部(ヘッド)14に、スピンドルユニット12をヘッド14に対して相対運動させるスピンドルユニット運動機構16を介して取付けられている。また、ヘッド14は、従来のNC切削加工機と同様に、マシニングセンタの制御装置(コンピュータ)に入力されたNCデータに基づいて、図示しない公知の駆動機構によって、ワークWに対して、上下および水平方向(XYZの3軸方向)に移動できるように構成されている。
【0018】
このスピンドルユニット12は、回転可能な主軸の先端に取付けられたエンドミル12を内蔵モータによって高速回転させ、ワークWを切削加工することができるものである。
【0019】
次に、スピンドルユニット運動機構16の構成を説明する。図2及び図3に示されているように、スピンドルユニット運動機構16は、第1テーブル18を有している。第1テーブル18は、スピンドル取付け部14の先端面(下面)に設けられた2本の平行な第1ガイドレール20を受け入れる、複数の第1ガイドブロック22を上面に備えている。これらの第1ガイドレール20と、第1ガイドブロックとでリニアガイドが構成され、第1テーブル18は、第1ガイドガイドブロック22が第1ガイドレール20を受け入れるように配置されることにより、スピンドル取付け部14に対して第1方向(X方向)に移動可能となっている。
【0020】
また、スピンドルユニット運動機構16は、第1取付け板24を介してスピンドル取付け部14に固定された第1送りモータ26を備えている。第1送りモータ26の出力軸28は、外周面に送りねじ(ネジ山)が形成され、第1テーブル18をX方向に貫通して延びるねじ孔30にねじ込まれている。第1送りモータ26は、回転の方向および速度を変更可能なモータであり、回転の方向および速度は、マシニングセンタの制御装置によって制御される。
【0021】
従って、スピンドルユニット運動機構16では、第1送りモータ26を回転させることにより、第1テーブル18をスピンドル取付け部14に対してX方向に移動させることができる。
【0022】
スピンドルユニット運動機構16は、さらに、第2テーブル32を有している。第2テーブル32は、第1テーブル18の下面に設けられた2本の平行な第2ガイドレール34を受け入れる複数の第2ガイドブロック36を備えている。第2ガイドレール34が延びる方向は、第1ガイドレール20が延びる方向と直交する方向である。これらの第2ガイドレール34と、第2ガイドブロック36とでリニアガイドが構成され、第2テーブル32は、第2ガイドブロック34が第2ガイドレール36を受け入れるように配置されることにより、第1テーブル18に対して、第1方向に直交する第2方向(Y方向)に移動可能となっている。
【0023】
また、スピンドルユニット運動機構16は、第2取付け板38を介して第1テーブル18に固定された第2送りモータ40を備えている。第2送りモータ40の出力軸42は、外周面に送りねじ(ネジ山)を備え、第2テーブル32をY方向に貫通して延びるねじ孔44にねじ込まれている。第2送りモータ40は、回転の方向および速度を変更可能なモータであり、回転の方向および速度は、マシニングセンタの制御装置によって制御される。
【0024】
従って、スピンドルユニット運動機構16では、第2送りモータ40を回転させることにより、第2テーブル32を第1テーブル18に対して、X方向と直交するY方向に移動させることができる。
【0025】
スピンドルユニット12は、エンドミル10を下方に向けた状態で、第2テーブル32に取付けられている。
【0026】
以上のように、本実施形態のスピンドルユニット運動機構16では、第1および第2送りモータ26、40の回転を、それぞれ、マシニングセンタの制御装置(コンピュータ)で制御することにより、スピンドル12をスピンドル取付け部14に対して、水平面内で自由に運動させることができる。本実施形態では、第1および第2送りモータ26、40の回転を制御して、例えば、エンドミル10の先端がスピンドル取付け部14に対して円運動を行うようにスピンドルユニット12を運動させることができる。
【0027】
本実施形態のマシニングセンタによる切削加工では、上述したように、エンドミル10の先端がスピンドル取付け部14に対して例えば円運動を行うように、スピンドルユニット12を相対運動させながら、スピンドル取付け部14をワークWに対して、相対移動させる。このとき、エンドミル10の先端が例えば直径50mmの円を描くようにスピンドルユニット12をユニット取付け部14に対して運動させると、直径50mmのエンドミルを使用して切削加工を行う場合と同一範囲の切削が可能となる。従って、直径50mmのエンドミルを用いる場合のスピンドル取付け部14(ヘッド)をワークWに対して移動させるプログラムを切削加工プログラムを準備すれば、所定の切削加工が可能となる。また、加工部分の巾を変更する際には、第1および第2送りモータ26、40の制御量を変更するのみで、加工部分の巾の変更に対応できる。
【0028】
尚、スピンドル取付け部14に対するスピンドルユニット12の運動は、円運動に限定されるものでなく、三角、四角など他の図形を描くような運動でも良い。
【0029】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなくて、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【0030】
上記実施形態の装置は、スピンドル取付け部(ヘッド)14のワークWに対する相対移動が数値制御されるNC切削加工機であったが、本発明は、この相対移動を機械的にあるいは手動で制御する切削加工機にも適用可能である。また、ワークは金属材料に限定されるものでもない。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、小径のスピンドルで効率的に切削加工を行うことができる切削加工機および切削加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】トロコイド加工を行う際のエンドミルの軌道を示す図面である。
【図2】本発明の好ましい実施形態の切削加工機(マシニングセンタ)のスピンドル取付け部近傍を模式的に示す正面図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態の切削加工機(マシニングセンタ)のスピンドル取付け部近傍を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
10:エンドミル
12:スピンドルユニット
14:スピンドル取付け部(ヘッド)
16:スピンドルユニット運動機構
18:第1テーブル
20:第1ガイドレール
22:第1ガイドブロック
24:第1取付け板
26:第1送りモータ
32:第2テーブル
34:第2ガイドレール
36:第2ガイドブロック
38:第2取付け板
40:第2送りモータ
Claims (7)
- エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工機であって、
スピンドルユニットと、
該スピンドルユニットを支持し前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部と、
前記スピンドル取付け部とスピンドルユニットとの間に配置され、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させるスピンドルユニット運動装置と、を備えている、
ことを特徴とする切削加工機。 - エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工機であって、
スピンドルユニットを支持し前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部と、
前記スピンドル取付け部とスピンドルユニットとの間に配置され、前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させるスピンドルユニット運動装置と、を備えている、
ことを特徴とする切削加工機。 - 前記スピンドルユニット運動装置が、前記スピンドルユニットを、前記スピンドル取付け部に対し、互いに直交する2軸に沿って独立して、運動させる、
請求項1または2に記載の切削加工機。 - 前記スピンドルユニット運動装置が、前記スピンドル取付け部に対して第1方向に相対移動可能に取付けられた第1テーブルと、前記第1方向と直交する第2方向に相対移動可能に前記第1テーブルに取付けられた第2テーブルとを備えている、
請求項3に記載の切削加工機。 - 前記相対運動が、円運動である、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の切削加工機。 - 前記スピンドルユニット運動装置は、前記スピンドル取付け部に対する前記スピンドルユニットの相対運動の内容を変更可能である、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の切削加工機。 - エンドミルを備えたスピンドルユニットによってワークを切削加工する切削加工方法で、
該スピンドルユニットを前記ワークに対して相対移動可能なスピンドル取付け部に、該スピンドル取付け部に対して相対運動可能に取付ける工程と、
前記スピンドルユニットを前記スピンドル取付け部に対して相対運動させながら、前記スピンドル取付け部と前記ワークとを相対移動させ、前記エンドミルでワークを加工する工程と、
を備えている切削加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002210893A JP2004050348A (ja) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 切削加工機及び切削加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=31934273
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JP2002210893A Pending JP2004050348A (ja) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 切削加工機及び切削加工方法 |
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JP (1) | JP2004050348A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009018354A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Toshiba Mach Co Ltd | 切削工具、工作機械及び切削方法 |
JP2010253586A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Toyooka Engineering Kk | 切削装置 |
-
2002
- 2002-07-19 JP JP2002210893A patent/JP2004050348A/ja active Pending
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JP2010253586A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Toyooka Engineering Kk | 切削装置 |
JP4714284B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2011-06-29 | 豊岡エンジニアリング株式会社 | 切削装置 |
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