JPH0558865B2 - - Google Patents

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JPH0558865B2
JPH0558865B2 JP61274993A JP27499386A JPH0558865B2 JP H0558865 B2 JPH0558865 B2 JP H0558865B2 JP 61274993 A JP61274993 A JP 61274993A JP 27499386 A JP27499386 A JP 27499386A JP H0558865 B2 JPH0558865 B2 JP H0558865B2
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JP
Japan
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axis
tool
main shaft
cylindrical material
workpiece
Prior art date
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JP61274993A
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English (en)
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JPS63127867A (ja
Inventor
Takayuki Nishimura
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G N TOOL KK
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G N TOOL KK
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  • Milling Processes (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マシニングセンタを利用したヘリ
カル溝加工法に関するものである。
〔従来の技術〕
円柱形の工具素材にヘリカル溝を加工する場
合、従来は工具研削盤を用いて行つていた。工具
研削盤は、砥石を取り付けた砥石ヘツドが鉛直軸
の周りに回動可能であり、水平方向に保持した工
具素材に対して溝のねじれ角に等しい角度だけ砥
石を傾斜して保持することが可能である。従つ
て、この状態を保ちながら工具素材をその軸心周
りに自転させつつその軸心方向に移動させれば、
二軸の同時制御のみで容易にヘリカル溝を研削加
工することができる。
ところで、近年マシニングセンタが多くの工場
で使用されるようになつているが、このうち横型
のマシニングセンタは、加工工具を取り付ける主
軸を水平方向に設けてある。この主軸は、上下方
向(Y軸方向)及びその軸心方向(Z軸方向)に
移動可能であるが、鉛直軸の周りには回動するこ
とはできない構造となつている。従つて、このよ
うなマシニングセンタを使用して円柱形の工具素
材にヘリカル溝を加工しようとすると、テーブル
上に保持された工具素材を鉛直軸の周り(B方
向)に回動させ、加工工具との傾斜角を溝のねじ
れ角に一致させて行う必要がある。
しかし、このように工具素材を傾斜して保持す
ると、工具研削盤によつて加工する場合のよう
に、工具素材を軸心周り(C方向)に自転させつ
つその軸心方向に送るだけでなく、ヘリカル溝を
加工することはできない。なぜなら、工具素材を
保持するテーブルを載せたベツドは工具素材の軸
心方向には移動できず、主軸に直角な方向(X軸
方向)に移動するのみであるため、ベツドの移動
に伴い、工具素材はX軸方向のみならずZ軸方向
にも変位するからである。しかし、工具研削盤は
高価であるため、横型マシニングセンタでヘリカ
ル溝の加工ができれば、非常に経済的であり、従
来よりこのような加工法が要望されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明は以上のような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、マシニン
グセンタを利用して円柱形の素材にヘリカル溝を
形成することのできる加工法を提起することであ
る。
この発明の他の目的は、簡易かつ経済的に円柱
形素材にヘリカル溝を形成することのできる加工
法を提起することである。
〔問題を解決するための手段〕
この発明は、 水平方向に設けられかつ上下方向及びその軸心
方向に移動可能とされた、砥石車等の回転工具を
取り付ける主軸と、 前記主軸に直交する方向に移動する被加工素材
を載せるベツドと、 前記ベツド上に設けられ、水平面内で鉛直軸の
周りに回動可能であるとともに、保持した被加工
素材をその軸心周りに回転可能とされたワーク保
持装置を備えたマシニングセンタを利用して、 円柱形素材にねじれ角θ及びリードLのヘリカ
ル溝を形成するための加工法であつて、 円柱形素材を前記ワーク保持装置に水平方向に
保持する工程と、 ねじれ角θのヘリカル溝が形成するように、前
記円柱形素材を水平面内で前記主軸に取り付けた
回転工具に対して傾斜させる工程と、 前記回転工具の前記円柱形素材への切り込み深
さが所定の溝深さとなるように、前記主軸と前記
円柱形素材の位置関係を調整する工程と、 前記円柱形素材を、前記主軸に直交する水平方
向に移動しながら前記回転工具によつて加工する
工程とを備え、 さらに前記加工工程において、前記円柱形素材
を前記主軸に直交する水平方向に単位長さの分割
値ΔXだけ送る毎に、前記主軸のその軸心方向へ
の移動距離ΔZ及び前記円柱形素材のその軸心周
りの回転角ΔCを、 ΔZ=ΔXtanθ ΔC=(ΔX/LCOSθ)×360° の関係式に従つて制御しながら加工することを特
徴とするものである。
〔作用〕
マシニングセンタのワーク保持装置に保持した
円柱形素材を、主軸に取り付けた回転工具に対し
て傾斜させ、その状態でベツドを移動して円柱形
素材を主軸に直交する方向に移動すると、円柱形
素材は主軸に対して傾斜したままで平行移動す
る。従つて、回転工具を円柱形素材の軸心に沿つ
て移動させるためには、加工中に回転工具すなわ
ち主軸をその軸心方向に移動させる必要がある。
これを第3図を用いて説明すると、最初に回転
工具が円柱形素材の軸心上にある点でAで接触し
ていたとすれば、円柱形素材がX軸方向に単位長
さの分割値ΔXだけ送られて点A′に達すると、円
柱形素材の軸心は、Z軸方向には ΔZ=ΔXtanθ だけ変位している。従つて、円柱形素材のΔXの
送りと同時に回転工具をΔZだけZ軸方向に移動
することにより、回転工具を円柱形素材に対して
その軸心上の点Bにおいて接触させることができ
る。
従つて、円柱形素材を単位長さの分割値ΔX送
る毎に、主軸を前記関係式に従つて計算したΔZ
の距離だけ移動させれば、ねじれ角θが変化する
場合であつても、回転工具は加工中常に円柱形素
材の軸心に沿つて移動することになる。
また、ΔZの移動により、回転工具は円柱形素
材の軸心方向に ΔS=ΔX/cosθ の距離だけ送られるので、このΔSだけ送られる
間に円柱形素材を角度 ΔC=(ΔS/L)×360° =(ΔX/Lcosθ)×360° だけ軸心周りに回転させれば、ねじれ角θ、リー
ドLのヘリカル溝を形成することができる。
〔実施例〕
以下、添付図面に基いてこの発明の実施例を説
明する。
第1図は、この発明の方法の実施に使用する横
型マシニングセンタの要部概略図である。1はマ
シニングセンサ本体のコラム、2はコラム1の前
方に左右方向(X軸方向)に移動可能に設けられ
たベツド、3はベツド2の上面に鉛直軸の周り
(B方向)に回動可能に設けられたテーブル、4
はテーブル3上に固設されたワーク保持装置であ
る。
コラム1の前面には、水平前方に突出して主軸
5が設けてあり、主軸5の頭部に砥石6等の加工
工具を取り付けてモータ7により回転させるよう
になつている。主軸5は、頭部が前後方向(Z軸
方向)に移動可能であると共に、水平状態を保ち
ながら全体が上下方向(Y軸方向)に移動可能で
ある。
ワーク保持装置4は、互いに対向する一対の心
押し棒8a,8bによつてワークを保持するよう
になつている。円柱形の工具素材9は、第2図に
見るように、その両端面を一対の心押し棒8a,
8bによつて押圧・挾持され、水平方向に保持さ
れる。一方の心押し棒8aは、その軸心周り(C
方向)に回転可能であり、加工中に工具素材をそ
の軸心周りに回転し得るようになつている。
次に、このような構成のマシニングセンタを使
用して円柱形の工具素材にヘリカル溝を加工する
ための加工法について説明する。
まず、第2図に見るように、円柱形の工具素材
9をその両端面を一対の心押し棒8a,8bを介
して押圧することにより挟持し、ワーク保持装置
4にセツトする。そして、テーブル3をB方向に
回動させて工具素材9を主軸5に対して傾斜さ
せ、主軸5頭部に取りつけた砥石6の後端面6a
と工具素材9の軸心とのなす角を溝のねじれ角
(θ)に一致させる。テーブル3は、加工中この
状態でベツド2上に固定される。
次に、主軸5をY軸方向に移動して砥石6の工
具素材9への切込み深さが所定の溝深さとなるよ
うな高さに設定する。主軸5は、加工中この高さ
で固定される。
さらに、ベツド2をX軸方向に移動し、砥石6
が工具素材9に形成するヘリカル溝の始点に位置
するように設定する。そして、この状態からベツ
ド2のX軸方向への送り、主軸5のZ軸方向への
移動及び工具素材9のC方向への回転を同時に制
御しながら回転する砥石6によつて研削加工を行
えば、工具素材9にはヘリカル溝が形成されるこ
とになる。
このときのベツド2、主軸5及び工具素材9の
運動は、次式に従つて制御される。
ΔZ=ΔXtanθ ΔC=(ΔX/Lcosθ)×360° ここにΔXはベツド2ひいては工具素材9のX
軸方向への送り量の単位長さの分割値、ΔZは主
軸5のZ軸方向への移動距離、ΔCは工具素材9
の軸心周りの回転角、θはヘリカル溝のねじれ
角、Lはヘリカル溝のリードである。この関係式
に従つた各軸の制御は、通常のマシニングセンタ
のNC制御装置に所定のプラグラムをインプツト
すれば、容易に実現することができる。
次に、上記関係式に従つてベツド2、主軸5及
び工具素材9が行う運動について詳述する。
第3図に見るように、最初に砥石6の後端面6
aの最下段が、工具素材9の先端の軸心上の点A
において接触しているとする。この位置から、ベ
ツド2の移動により工具素材9がX軸方向にΔX
の距離だけ送られると、点AはA′の位置に移動
すると共に軸心はZ軸方向にΔZだけ変位する。
このとき、点Aにおけると同様に、砥石6の後端
面6aの最下端が工具素材9の軸心上にある点B
において工具素材9と接触するようにするために
は、ΔXの送りと同時にZ軸方向にAB間の距離
ΔZだけ砥石6を移動させなければならない。こ
こでΔZは次式で求められることは明らかである。
ΔZ=ΔXtanθ 従つて、この式に従つて砥石6を移動するよう
にすれば、砥石6の最下端を常に工具素材9の軸
心に沿つて移動させることができる。
また、上記ΔXの送りに伴つてΔZだけ砥石6が
移動すると、砥石6は工具素材9の軸心に沿つて
A′B間の距離ΔSだけ送られたことになる。従つ
て、ねじれ角θ、リードLのヘリカル溝を形成す
るためには、このΔSの距離の移動の間に工具素
材9を次式で定められる角度ΔCだけC方向(軸
心周りの方向)に回転させなければならない。
ΔC=(ΔS/L)×360° ここで、ΔS=ΔX/cosθだから、 ΔC=(ΔX/Lcosθ)×360° となる。
よつて、ΔZ=ΔXtanθ、ΔC=(ΔX/Lcosθ)×
360°の関係式を満たすようにX、Z及びCの値を
決定すれば、上記のような構造の横型マシニング
センタにて円柱形の工具素材9にヘリカル溝を加
工することができる。
尚、上記のに式においてθを一定値とすれば等
ヘリカル等リードの溝が加工されるが、この場合
には、上記二式を一般化した式 Z=Xtanθ C=(X/Lcosθ)×360° に従つて運動するように制御すればよい。
また、θを徐々に変化させて不等ヘリカルの溝
を加工する場合には、リードLも変化するので、
分割値ΔXごとにΔZ及びΔCを算出する必要があ
る。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、この発明の方
法によれば、横型マシニングセンタを利用して円
柱素材9にヘリカル溝を形成することができ、ま
たこの方法は通常のマシニングセンタのNC制御
装置により簡易に実現することができると共に、
高価な工具研削盤を使用しなくてもよいため経済
的である等、優れた高価を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の方法に使用する横型マシ
ニングセンタの要部概略斜視図。第2図は、同マ
シニングセンタによる工具素材の加工状況を示す
平面説明図。第3図は、工具素材がX軸方向へ
ΔXだけ変位したときの位置関係を示す平面説明
図。 1……コラム、2……ベツド、3……テーブ
ル、4……ワーク保持装置、5……主軸、6……
砥石、6a……砥石の後端面、7……モータ、8
a,8b……心押し棒、9……工具素材、ΔX…
…X軸方向の送り量の単位長さの分割値、ΔZ…
…ΔXだけ送られたときのZ軸方向の移動距離、
ΔC……ΔXだけ送られたときのC方向の回転角、
L……ヘリカル溝のリード、θ……ヘリカル溝の
ねじれ角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水平方向に設けられかつ上下方向及びその軸
    心方向に移動可能とされた、砥石車等の回転工具
    を取り付ける主軸と、 前記主軸に直交する方向に異動する被加工素材
    を載せるベツドと、 前記ベツド上に設けられ、水平面内で鉛直軸の
    周りに回動可能であるとともに、保持した被加工
    素材をその軸心周りに回転可能とされたワーク保
    持装置を備えたマシニングセンタを利用して、円
    柱形素材にねじれ角θ及びリードLのヘリカル溝
    を形成するための加工法であつて、 円柱形素材を前記ワーク保持装置に水平方向に
    保持する工程と、 ねじれ角θのヘリカル溝が形成されるように、
    前記円柱形素材を水平面内で前記主軸に取り付け
    た回転工具に対して傾斜させる工程と、 前記回転工具の前記円柱形素材への切り込み深
    さが所定の溝深さとなるように、前記主軸と前記
    円柱形素材の位置関係を調整する工程と、 前記円柱形素材を、前記主軸に直交する水平方
    向に移動しながら前記回転工具によつて加工する
    工程とを備え、 さらに前記加工工程において、前記円柱形素材
    を前記主軸に直交する水平方向に単位長さの分割
    値ΔXだけ送る毎に、前記主軸のその軸心方向へ
    の移動距離ΔZ及び前記円柱形素材のその軸心周
    りの回転角ΔCを、 ΔZ=ΔXtanθ ΔC=(ΔX/LCOSθ)×360° の関係式に従つて制御しながら加工する ことを特徴とするマシニングセンタを利用したヘ
    リカル溝加工法。
JP27499386A 1986-11-18 1986-11-18 マシニングセンタを利用したヘリカル溝加工法 Granted JPS63127867A (ja)

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