JPH0132028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転放物面を切削加工で創成せしめる
装置に関するもので、その目的はシングルポイン
トのバイトを使用し、このバイトの刃先がワーク
創成面と線で接触しかつワーク創成面、特にワー
ク回転中心部に切削残しを生じさせないで、高精
度の回転放物面を高能率に創成加工することであ
る。

従来においては回転放物面を創成加工するため
に、第１図に示すようにワークを主軸２の端面に
取付けて高速回転させる主軸装置１を主軸軸線方
向に移動可能に設けるとともにバイト３を主軸軸
線と直交する方向に移動可能なスライドテーブル
４上に固定し、このスライドテーブル４と主軸装
置１を数値制御により送り制御してバイト刃先が
所定の放物線を描くようにして回転放物面を創成
するものがある。

かかる従来装置ではワーク回転中心にて切削速
度が０になるため切削できず、切削残しが生ず
る。又バイト刃先が切削範囲内で曲面法線方向に
一致させることができないので切刃の位置が変化
し表面粗さを向上させることが困難である等の欠
点があつた。

本発明はかかる従来の欠点をなくするために、
バイトを回転させて回転放物面を創成する加工装
置であり、バイト刃先を円運動させ、このバイト
の回転角に同期してワーク回転軸をバイトの回転
平面と平行な面内で揺動させ、ワーク創成面上で
バイト刃先が放物線を描くように制御するもので
ある。

第２図にその放物線創成原理を示す。

Ocはバイトの回転中心 Owはワークの揺動中心 Ｐはバイトの刃先 θはバイトの回転角 ΘはOwを中心としたワークの揺動角 αは焦点距離 ＝Ｄ、＝ｌ、＝ｄ／２とすれば sinβ＝dsinθ／2l、cosβ＝Ｄ−ｄ／２cosθ／ｌ Ｘ，Ｙ座標系における放物線上の点Ｑの座標を
ｘ，ｙとすれば ｘ＝sin（β−Θ） ＝ｌ｛sinβcosΘ−cosβsinΘ｝ ＝ｄ／２sin（θ＋Θ）−Dsinθ ……(1) ｙ＝cos（β−Θ）−（Ｄ−１／２） ＝ｄ／２−Ｄ＋ｌ｛cosθcosΘ＋sinβsinΘ｝ ＝ｄ／２−Ｄ＋DcosΘ−ｄ／２cos（θ＋Θ）……(2) 然るにｙ＝x²／4αの関係があるので前式(1)及び(2) をこれに代入すると DcosΘ−ｄ／２cos（θ＋Θ）＋ｄ／２−Ｄ ＝１／4α｛ｄ／２sin（θ＋Θ）−DsinΘ｝²……(3) 上記(3)式の関係を保つようにバイト回転角θと
ワーク揺動角Θを制御すると焦点距離αの放物線
が創成される。このようにワーク創成面上でバイ
ト刃先に放物線を描かしめた状態でワークを低速
で180゜回転するとワークには回転放物面が創成さ
れる。

かかる回転放物面創成原理を応用した加工装置
の一実施例を第３図、第４図に示す。

１０はベツド、１１は工具支持装置、この工具
支持装置１１は、主軸１２を水平軸線回りに回転
軸承した主軸台１３と、主軸１２と連結され回転
指令に応答して回転角、回転速度制御可能な回転
モータ１４と、主軸１２の先端部に固着されたシ
ングルポイントのダイヤモンドバイト１５を半径
方向に突出せしめた工具軸１６にて構成されてい
る。この主軸台１３はベツド１０に立設されたコ
ラム１７に上下方向摺動可能に案内され、切込量
を制御するための切込み手段１８と送りねじを介
して連結されており、回転モータ１４は主軸台１
３上に固設されている。２０はワーク支持装置
で、前記主軸１２の軸線と直交する回転軸線を有
する回転テーブル２１を有し、この回転テーブル
２１は、これの回転軸線と直角でかつ前記バイト
１５の回転平面と平行な面内で揺動可能な揺動台
２５上に回転軸承されている。２２はこの回転テ
ーブル２１を駆動する駆動モータであり、減速機
を介して比較的低速度で回転テーブル２１を回転
する。２６は揺動台２５を揺動させるサーボモー
タである。

３０は数値制御装置で、前記回転モータ１４と
サーボモータ２６を前記(3)式の相関関係を保つべ
く指令パルスを送出して制御するものである。

前記(3)式を電子計算機で計算することにより、
θとΘの組がいくつか求められるが、求める組の
数は要求精度に応じて増減させれば良く、求めた
θとΘによつてきまる多数の点を直線ないしは円
弧で結んで一つの折線ないしは曲線として２次元
のパルス分配を前記数値制御装置３０にて行わせ
る。この場合θとΘの点群データは予めプログラ
ムし、数値制御装置３０内蔵の記憶装置３１に記
憶させておく。数値制御装置３０から出力される
同時２軸のパルス列のうち一軸は回転モータ１４
に与えて工具軸１６を回転させ、他の一軸はサー
ボモータ２６に与えてワーク支持装置２０を揺動
させて、バイト刃先がワークの創成面上で放物線
を描くように制御し、回転テーブル２１を低速回
転させることにより所望の回転放物面が創成でき
る。

尚回転モータ１４は数値制御装置３０から出力
されるパルス指令によつて回転させなくとも通常
のモータで回転させることもできる。この場合に
は工具軸の回転角を検出するポジシヨンコーダ又
はエンコーダに設け、これによつて検出された回
転角信号を数値制御装置３０に与え、回転角θに
対応する揺動角Θの指令をサーボモータ２６に対
して出力する。

又前記実施例においては、揺動角Θをワーク支
持装置２０を有する揺動台２５に与えているが、
この揺動角Θはバイトとワークの相対運動として
与えれば良く、工具支持装置１１を有する揺動台
を設けて、これに揺動角Θを与えても有効であ
る。更にワーク支持装置２０及び工具支持装置１
１のいずれも揺動可能に設け、両者の揺動運動の
合成運動として前記揺動角Θを与えるようにして
も有効である。両者の揺動運動の合成運動として
揺動角Θを与える場合には、両者を互いに反対方
向に揺動させれば各揺動台の揺動角を半減させる
ことができ、バイトの単位回転角に対する揺動運
動の応答性を高めることができる。

本発明によれば、シングルポイントのバイトを
回転させ、このバイトの回転角に応じてワーク側
を揺動させることによりワーク創成面上にてバイ
ト刃先に放物線を描かせ、ワークの低速回転によ
り回転放物面を創成するものであるから、バイト
の刃先はワーク創成面と線で接触し、また曲面法
線方向にバイトを一致させることができるから刃
先当り点が変化せず面粗さを低くすることがで
き、しかもワーク回転中心部には切削残しを生じ
させないので、従来装置では得られない高精度の
回転放物面を高能率に創成加工できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の平面図、第２図は放物線創
成原理図、第３図、第４図は本発明の実施例を示
す加工装置の正面図、右側面図である。 １１……工具支持装置、１２……主軸、１３…
…主軸台、１４……回転モータ、１５……バイ
ト、１６……工具軸、２０……ワーク支持装置、
２１……回転テーブル、２２……駆動モータ、２
５……揺動台、２６……サーボモータ、３０……
数値制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転放物面の形成されるワークを回転可能に
   支持するワーク支持装置と、ワークの回転軸線と
   直交する軸線を中心にバイトを回転せしめる工具
   支持装置と、前記ワーク支持装置と工具支持装置
   を前記バイトの刃先回転平面と平行な面内で前記
   ワーク回転軸線上の一点を中心にして相対的に揺
   動変位せしめる揺動手段とを有する回転放物面を
   切削する加工装置にして、回転放物面の焦点距離
   αと、バイトの回転直径ｄと、バイト回転中心と
   揺動中心間の距離Ｄが与えられたとき、バイトの
   回転角θと前記揺動角Θとを DcosΘ−ｄ／２cos（θ＋Θ）＋ｄ／２−Ｄ＝１／4α｛
   ｄ／２sin（θ＋Θ）−DsinΘ｝² なる関係を保つように前記バイトの回転角及び前
   記揺動手段によるバイトとワークの相対的揺動角
   を制御する数値制御装置を備えたことを特徴とす
   る回転放物面切削加工装置。 ２ 前記揺動手段は、ワーク支持装置を揺動変位
   させるワーク支持装置揺動手段を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転放物面
   切削加工装置。 ３ 前記揺動手段は、工具支持装置を揺動変位さ
   せる工具支持装置揺動手段を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の回転放物面切削
   加工装置。 ４ 前記揺動手段は、ワーク支持装置及び工具支
   持装置のそれぞれを同一揺動中心に対して同時に
   かつ互いに逆方向に揺動せしめる揺動手段を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   回転放物面切削加工装置。