JPH0132030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転放物面を創成加工せしめる装置に
関するもので、その目的はシングルポイントの工
具を使用し、この工具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Ｗ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
度が零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の法線方向
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、
工具の回転角θに応じて工具回転半径ｒを変化さ
せてワーク直径の範囲内では工具刃先が放物線を
描くように回転させて回転放物面を創成加工しよ
うとするものである。

第２図において、放物線を Ｚ＝x²／4α α：焦点距離 とすれば、回転角θと工具の回転半径ｒは 但しθ＝０のときｒ＝ro の関係となる。

このような関係で工具の回転角θと回転半径ｒ
を制御すれば工具刃先は放物線を描いて回転する
ことになり、ワーク直径の範囲内では放物線を描
くように回転させ、Ｚ軸まわりにワークを低速回
転させれば、ワーク表面には 回転放物面 Ｚ＝１／4α（x²＋y²） が創成される。

ここにおいて、前記(1)式は次のように導くこと
ができる。

第２図において 放物線 Ｚ＝x²／4α ……(2) 任意の点Ｐの座標を（Ｘ、Ｚ）とすると ＝ｒより ｘ＝rsinθ ｚ＝ro−rcosθ (2)式に代入して となり前記(1)式が得られる。

またθ＝０とすれば(3)式よりｒ＝roとなる。

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。第３図にお
いて、１０はベツド、１１はワーク支持装置、こ
のワーク支持装置１１は、主軸台１２と、この主
軸台１２に回転軸承され一端にワークＷを支持す
るチヤツク１４を備えた回転主軸１３と、主軸台
１２に設けられ回転主軸１３を低速で回転せしめ
る駆動モータ１５より構成され、このワーク支持
装置１１は回転主軸１３の軸線と平行な方向に移
動可能に切込台１６上に設けられている。この切
込台１６には切込み装置１７が設けられている。
２０はベツド１０上に立設されたコラム、２１は
コラム２０の側面に固設された工具主軸台、２２
は工具主軸台２１に回転軸承された回転主軸で、
前記ワークの回転軸線と直交する回転軸線を有し
ている。この回転主軸２２の一端には工具２３が
半径方向に突設され、ワーク回転軸線を含む面内
で回転する。工具２３は主軸２２に対し半径方向
移動可能に設けられ、この工具の回転半径調整機
構が主軸内に設けられている。この調整機構は第
４図に示すように、工具主軸２２の中心に突設さ
れた貫通穴２２ａに挿通され軸線方向移動のみ許
容された摺動軸２５を有し、この摺動軸２５の一
端には、軸線に対して傾斜する傾斜面２５ａが形
成されており、前記工具２３の半径方向内端部２
３ａがスプリング２７の押圧力にてこの傾斜面２
５ａに当接係合している。摺動軸２５の他端は主
軸２２の外部に突出され、工具主軸台２１に固設
された支持筒体２６に軸方向摺動自在に案内され
かつ回り止めされた摺動部材２７に回転は許容さ
れ軸方向には一体となつて移動するように連結さ
れている。摺動部材２７には雌ねじ部材２８が固
着され、この雌ねじ部材２８と螺合する雄ねじ部
材２９はコラム２０に突設された保持台３０に回
転のみ許容されて軸承され、回転角及び回転速度
が任意に制御可能なサーボモータ３１に連結され
ている。このサーボモータ３１の回転を制御する
ことにより、ねじ作用により摺動部材２７及び摺
動軸２５を軸方向移動させることができ、傾斜面
２５ａに沿つて工具２３を半径方向に移動させ、
工具刃先の回転半径を任意に調整することができ
る。工具主軸２２は工具主軸台２１に対し軸受金
３５，３５にて軸承され、ラジアル及びスラスト
負荷が支承されている。工具主軸２２の外周には
駆動歯車３６が固着され、主軸台２１に固着され
たサーボモータ３７の出力軸３７ａに設けられた
ピニオン３８と噛合している。サーボモータ３
１，３７は数値制御装置４０と接続され数値制御
装置４０から出力される制御指令によつて前記(1)
式の関係をもつて回転制御され、第５図に示すよ
うにワーク直径範囲内においては工具刃先が放物
線を描くように回転させる。尚ワーク直径範囲外
においては工具の回転半径を一定にして円運動さ
せれば良い。

前記(1)式を電子計算機で計算することにより、
θとｒ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い。求めた
θとｒ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４０にて行わせ
る。この場合のθとｒの点群データは予めプログ
ラムし、数値制御装置４０内の記憶装置４１に記
憶しておく。数値制御装置４０から出力され同時
２軸のパルス列のうち一軸はサーボモータ３７に
与えて工具主軸２２を回転させ、他の一軸はサー
ボモータ３１に与えて工具２３を半径方向に移動
させて、工具刃先が放物線を描いて回転するよう
に制御し、前記切込み装置１７にて所定の切込み
を与えた状態でワークＷを低速回転させると所望
の回転放物面が創成できる。

尚主軸駆動用のサーボモータ３７は数値制御装
置４０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。この場合には回転主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を設け、これにて
検出された回転角信号を数値制御装置４０に与
え、回転角θに対応する回転半径ｒの制御指令を
サーボモータ３１に対して出力する。

本発明によれば、シングルポイントの工具を回
転させ、工具回転半径を主軸回転角に応じて制御
して工具刃先に放物線状の回転を与え、ワークを
低速回転させて回転放物面を創成するものである
から、工具の刃先はワーク創成面において線状に
接触し、また曲面法線方向に工具を一致させるこ
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、しかもワークの回転中心部に
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図は従来の加工装置の平面図、第２図は工
具刃先における放物線創成原理説明図、第３図以
下は本発明の一実施例を示すもので、第３図は加
工装置の全体正面図、第４図は工具主軸台の縦断
面図、第５図は第３図におけるＡ矢視図である。 １１……ワーク支持装置、１６……切込み台、
２１……工具主軸台、２２……回転主軸、２３…
…工具、２５……摺動軸、２５ａ……傾斜面、２
７……摺動体、２８……雌ねじ部材、２９……雄
ねじ部材、３１，３７……サーボモータ、４０…
…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支持して回
   転せしめ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として回転可能に工具主軸
   台に軸承された回転主軸と、この回転主軸に支持
   され前記ワーク回転軸線を通る面内で回転する切
   削工具を、回転主軸半径方向に位置調整せしめる
   回転主軸内の工具位置調整手段と、前記回転主軸
   と回転連結され制御指令に応じて作動する第１の
   サーボモータと、前記工具位置調整手段と連結さ
   れ制御指令に応じて作動する第２のサーボモータ
   とを有する回転放物面を創成加工する装置にし
   て、回転放物面の焦点距離をαとして、前記第１
   のサーボモータによる回転主軸の回転角θと前記
   第２のサーボモータによる切削工具の回転半径ｒ
   とを 但しθ＝０のときｒ＝r0 なる関係を保つように前記第１のサーボモータに
   よる回転主軸の回転角と前記第２のサーボモータ
   による切削工具の半径方向位置を関連的に制御す
   る数値制御装置を備えたことを特徴とする回転放
   物面創成加工装置。 ２ 前記工具位置調整手段は、回転主軸の中心に
   摺動可能に案内された摺動軸と、この摺動軸の軸
   動に応じて切削工具を半径方向に移動させる運動
   変換機構と、前記摺動軸と回転を許容し軸方向に
   は一体的に連結され前記第２のサーボモータより
   与えられる回転入力に応じて軸動変位に変換する
   ねじ機構とを有する特許請求の範囲第１項記載の
   回転放物面創成加工装置。