JP6175082B2 - 機械部品の製造方法、機械部品の製造装置、回転対称面の加工方法、記録媒体およびプログラム - Google Patents
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Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(2)好ましくは、切削開始位置において切れ刃(2A)の第1の端部(3_1)が機械部品(1)に接触する。切削開始位置から切削終了位置まで軌道に沿って切れ刃(2A)を送る間に、切れ刃(2A)の第1の端部(3_1)から、第1の端部(3_1)と反対側に位置する切れ刃(2A)の第2の端部(3_5)まで、切れ刃(2A)の異なる部分が順次接触する。
(7)好ましくは、機械部品の製造装置は、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の方法を実行する装置である。
(8)本発明の一態様に係る回転対称面の加工方法は、回転軸線(10)に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線によって規定された回転対称面の加工方法であって、回転対称面(1A)の回転軸線(10)をZ軸とし、回転対称面(1A)の径方向の軸をX軸とし、Z軸およびX軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した直線状の切れ刃(2A)を、X軸上の位置からY軸方向に沿ってずらした切削開始位置に位置決めするステップ(S41)と、切れ刃(2A)を、切削開始位置から、X軸成分、Y軸成分およびZ軸成分を有する軌道に沿って、回転している工作物(1)に接触させながら送ることによって回転対称面(1A)を加工するステップとを備える。
(10)本発明の一態様に係るプログラムは、回転軸線(10)に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線(1B)によって規定された回転対称面(1A)を有する機械部品(1)を製造するためのプログラムである。プログラムは、回転対称面(1A)の回転軸線(10)をZ軸とし、回転対称面(1A)の径方向の軸をX軸とし、Z軸およびX軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、直線状の切れ刃(2A)の長さ(L)、XZ平面において、X軸に対して切れ刃(2A)がなす第1の傾斜角度(θ)、XY平面において、X軸に対して切れ刃(2)がなす第2の傾斜角度(β)、回転対称面(1A)の最大半径(Rmax)、回転対称面(1A)の最小半径(Rmin)、および稜線(1B)がXZ平面において、X軸に対してなす目標角度(θs)を受け付けるステップと、Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した切れ刃(2A)を、切削開始位置に位置決めするステップと、切れ刃(2A)を、切削開始位置から軌道に沿って、回転している機械部品(1)に接触させながら送ることによって回転対称面(1A)を加工するステップをコンピュータに実行させる。切削開始位置の座標は、(X,Y,Z)=(Rmax,ΔY,Zmin)と表現され、軌道は、(X,Y,Z)=(Rmax−t,ΔY−t×tanθ1’,Zmin+t×tanθ0’)と表現され、Rmaxは、回転対称面(1A)の最大半径であり、Rminは、回転対称面(1A)の最小半径であり、tは、0からRmax−Rminまで変化する変数であり、θsは、目標角度であり、ΔY,tanθ1’,tanθ0’が以下の式に従い、
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、説明を分かりやすくするために、図面において、発明の構成要素の一部のみが示される場合がある。
図5は、XZ平面上に射影された切れ刃2Aを模式的に示した模式図である。図6は、XY平面上に射影されたホルダ2および切れ刃2Aを模式的に示した模式図である。
切れ刃を補正なし軌道に沿って送る場合、切れ刃2AのXZ面への射影像(図5参照)において、角度θ(第1の傾斜角度)が目標角度θsに一致しなければならない。ホルダ2が送り機構106に取り付けられたときに、角度θが目標角度θsに一致するように、切れ刃2Aの傾きが調整される。
図9は、補正なし軌道の場合の機械部品1の加工方法を説明するための模式図である。図9に示されるように、まず、切れ刃2Aの先端3_1が切削開始位置に位置付けられる。「先端」は、機械部品1に最初に接触する切れ刃2Aの端部を指す。切削開始位置における先端3_1の座標は、(X,Y,Z)=(Rmax,0,Zmin)である。
図12は、切れ刃2Aの軌跡をモニタするための切れ刃2Aの5つの領域を示した図である。先端3_1および後端3_5に加えて、切れ刃2Aの領域3_2,3_3,3_4が、点によって表される。なお、領域3_2,3_3,3_4の位置は、先端3_1と後端3_5との間の長さを4等分する位置に対応する。
本発明の実施の形態では、切れ刃2Aの角度θおよび角度βに応じて切削開始位置および軌道が補正される。
図20は、本発明の実施の形態に係る製造方法を模式的に説明するためのXY平面図である。図21は、本発明の実施の形態に係る製造方法を模式的に説明するためのRZ平面図である。図20において示されるように、本発明の実施の形態では、切削開始位置を、X軸上の位置からY軸方向に補正量ΔYだけずらす。切削開始位置の座標、すなわち切れ刃2Aの先端3_1の初期位置は、(Rmax,ΔY,Zmin)である。なお、図21に示されるとおり、切れ刃2AはZ軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾けられている。
図22は、補正された軌道に沿って切れ刃2Aを送る場合における、切れ刃2Aの先端3_1および後端3_5の初期位置を説明するための図である。図22を参照して、切れ刃2Aの先端3_1は、XY平面において半径Rmaxの円周上に位置する。先端3_1と原点とを結ぶ直線は、XY平面において、X軸に対して角度φをなす。切れ刃2Aの先端3_1の位置は、(Rmaxcosφ,Rmaxsinφ,Zmax)と表される。
図26は、切れ刃2Aの角度θが目標角度θsよりも大きい場合における、RZ平面上の加工形状を計算した結果を示した図である。図27は、切れ刃2Aの角度θが目標角度θsよりも小さい場合における、RZ平面上の加工形状を計算した結果を示した図である。図26および図27には、切れ刃2Aの先端3_1、後端3_5および領域3_2,3_3,3_4の軌跡が示される。角度θが目標角度θsよりも大きい場合、角度θが目標角度θsよりも小さい場合のいずれにおいても、切削開始から切削終了までの間、ΔZを0に維持できる。すなわち、本発明の実施の形態によれば、稜線1BがXY平面に対して目標角度θsをなすように、回転対称面1Aを加工することができる。
1A 回転対称面
1B 稜線
2 ホルダ
2A 切れ刃
2B 切削チップ
2C 回転軸(ホルダ)
3_1 先端(切れ刃)
3_5 後端(切れ刃)
3_2〜3_4 領域(切れ刃)
4_1,4_5 軌跡
10 回転軸線
11 設計上の面
20 切削線
100 製造装置
101 入力部
102 表示部
103 記憶部
104 制御部
105 駆動部
106 送り機構
110 演算部
S01,S10,S20,S30,S40,S50 ステップ
Claims (10)
- 回転軸線に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線によって規定された回転対称面を有する機械部品の製造方法であって、
前記回転対称面の前記回転軸線をZ軸とし、前記回転対称面の径方向の軸をX軸とし、前記Z軸および前記X軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、前記Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した直線状の切れ刃を、前記X軸上の位置から前記Y軸方向に沿ってずらした切削開始位置に位置決めするステップと、
前記切れ刃を、前記切削開始位置から、X軸成分、Y軸成分およびZ軸成分を有する軌道に沿って、回転している前記機械部品に接触させながら送ることによって前記回転対称面を加工するステップとを備える、機械部品の製造方法。 - 前記切削開始位置において前記切れ刃の第1の端部が前記機械部品に接触し、
前記切削開始位置から切削終了位置まで前記軌道に沿って前記切れ刃を送る間に、前記切れ刃の前記第1の端部から、前記第1の端部と反対側に位置する前記切れ刃の第2の端部まで、前記切れ刃の異なる部分が順次接触する、請求項1に記載の機械部品の製造方法。 - 前記切れ刃の長さ、XZ平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第1の傾斜角度、XY平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第2の傾斜角度、前記回転対称面の最大半径、前記回転対称面の最小半径、および前記稜線がXZ平面において、X軸に対してなす目標角度から、前記切削開始位置および前記軌道を計算するステップをさらに備える、請求項1または請求項2に記載の機械部品の製造方法。
- 前記切削開始位置の座標は、(X,Y,Z)=(Rmax,ΔY,Zmin)と表現され、
前記軌道は、(X,Y,Z)=(Rmax−t,ΔY−t×tanθ1’,Zmin+t×tanθ0’)と表現され、
Rmaxは、前記回転対称面の前記最大半径であり、
Rminは、前記回転対称面の前記最小半径であり、
tは、0からRmax−Rminまで変化する変数であり、
θsは、前記目標角度であり、
ΔY,tanθ1’,tanθ0’が以下の式に従い、
θは、前記第1の傾斜角度であり、
βは、前記第2の傾斜角度である、請求項3に記載の機械部品の製造方法。 - 前記切れ刃は、前記切れ刃の回転を阻止するように構成されたホルダによって保持される、請求項3または請求項4に記載の機械部品の製造方法。
- 測定器によって前記第1および第2の傾斜角度を測定するステップをさらに備える、請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の機械部品の製造方法。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の機械部品の製造方法を実行する、機械部品の製造装置。
- 回転軸線に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線によって規定された回転対称面の加工方法であって、
前記回転対称面の前記回転軸線をZ軸とし、前記回転対称面の径方向の軸をX軸とし、前記Z軸および前記X軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、前記Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した直線状の切れ刃を、前記X軸上の位置から前記Y軸方向に沿ってずらした切削開始位置に位置決めするステップと、
前記切れ刃を、前記切削開始位置から、X軸成分、Y軸成分およびZ軸成分を有する軌道に沿って、回転している工作物に接触させながら送ることによって前記回転対称面を加工するステップとを備える、回転対称面の加工方法。 - 回転軸線に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線によって規定された回転対称面を有する機械部品を製造するためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムが、
前記回転対称面の前記回転軸線をZ軸とし、前記回転対称面の径方向の軸をX軸とし、前記Z軸および前記X軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、
直線状の切れ刃の長さ、XZ平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第1の傾斜角度、XY平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第2の傾斜角度、前記回転対称面の最大半径、前記回転対称面の最小半径、および前記稜線がXZ平面において、X軸に対してなす目標角度を受け付けるステップと、
前記Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した前記切れ刃を、切削開始位置に位置決めするステップと、
前記切れ刃を、前記切削開始位置から軌道に沿って、回転している前記機械部品に接触させながら送ることによって前記回転対称面を加工するステップをコンピュータに実行させ、
前記切削開始位置の座標は、(X,Y,Z)=(Rmax,ΔY,Zmin)と表現され、
前記軌道は、(X,Y,Z)=(Rmax−t,ΔY−t×tanθ1’,Zmin+t×tanθ0’)と表現され、
Rmaxは、前記回転対称面の前記最大半径であり、
Rminは、前記回転対称面の前記最小半径であり、
tは、0からRmax−Rminまで変化する変数であり、
θsは、前記目標角度であり、
ΔY,tanθ1’,tanθ0’が以下の式に従い、
θは、前記第1の傾斜角度であり、
βは、前記第2の傾斜角度である、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 回転軸線に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した稜線によって規定された回転対称面を有する機械部品を製造するためのプログラムであって、
前記回転対称面の前記回転軸線をZ軸とし、前記回転対称面の径方向の軸をX軸とし、前記Z軸および前記X軸の両方に直交する軸をY軸と規定した三次元直交座標系において、
直線状の切れ刃の長さ、XZ平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第1の傾斜角度、XY平面において、前記X軸に対して前記切れ刃がなす第2の傾斜角度、前記回転対称面の最大半径、前記回転対称面の最小半径、および前記稜線がXZ平面において、X軸に対してなす目標角度を受け付けるステップと、
前記Z軸に対して0°より大きく90°より小さい角度で傾斜した前記切れ刃を、切削開始位置に位置決めするステップと、
前記切れ刃を、前記切削開始位置から軌道に沿って、回転している前記機械部品に接触させながら送ることによって前記回転対称面を加工するステップをコンピュータに実行させ、
前記切削開始位置の座標は、(X,Y,Z)=(Rmax,ΔY,Zmin)と表現され、
前記軌道は、(X,Y,Z)=(Rmax−t,ΔY−t×tanθ1’,Zmin+t×tanθ0’)と表現され、
Rmaxは、前記回転対称面の前記最大半径であり、
Rminは、前記回転対称面の前記最小半径であり、
tは、0からRmax−Rminまで変化する変数であり、
θsは、前記目標角度であり、
ΔY,tanθ1’,tanθ0’が以下の式に従い、
θは、前記第1の傾斜角度であり、
βは、前記第2の傾斜角度である、プログラム。
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