JPH04171109A - カムシャフトの等負荷切削方法 - Google Patents
カムシャフトの等負荷切削方法Info
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- JPH04171109A JPH04171109A JP2295447A JP29544790A JPH04171109A JP H04171109 A JPH04171109 A JP H04171109A JP 2295447 A JP2295447 A JP 2295447A JP 29544790 A JP29544790 A JP 29544790A JP H04171109 A JPH04171109 A JP H04171109A
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- Japan
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- cutting
- camshaft
- block
- workpiece
- machining
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/08—Control or regulation of cutting velocity
- B23Q15/10—Control or regulation of cutting velocity to maintain constant cutting velocity between tool and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/08—Milling cams, camshafts, or the like
-
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/184—Generation of cam-like surfaces
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は加工中の切削負荷の変動を低減させることに
より加工精度を向上させるカムシャフトの等負荷切削方
法に関する。
より加工精度を向上させるカムシャフトの等負荷切削方
法に関する。
従来内燃機関などに使用するカムシャフトを加工する場
合、カムの外周面はその形状から切削負荷の変動が大き
く、その変動量とカム角の関係は複雑な計算を必要とす
ることから、数鍍−解析は、されていず、切削回転速度
を一定でかつ遅く設定して加工している。
合、カムの外周面はその形状から切削負荷の変動が大き
く、その変動量とカム角の関係は複雑な計算を必要とす
ることから、数鍍−解析は、されていず、切削回転速度
を一定でかつ遅く設定して加工している。
また加工時多少の負荷変動によるカムシャフトの変形が
あっても、加工精度に与える影響が少ないと思われる加
工条件により加工を行っていると共に、上記方法でも加
工精度が悪い場合は、測定データを基にその部分の回転
速度を変化させて切削負荷を故意に増減することにより
、カムシャフトを変形させて加工することにより加工精
度を上げるなどの方法で加工している。
あっても、加工精度に与える影響が少ないと思われる加
工条件により加工を行っていると共に、上記方法でも加
工精度が悪い場合は、測定データを基にその部分の回転
速度を変化させて切削負荷を故意に増減することにより
、カムシャフトを変形させて加工することにより加工精
度を上げるなどの方法で加工している。
しかし従来のように切削速度を一定にしてカムシャフト
を加工する方法では、切削負荷の変動により加工中ワー
クが変形して、加工精度が悪化すると共に、切削回転速
度が遅いため生産性か低いなどの不具合があった。
を加工する方法では、切削負荷の変動により加工中ワー
クが変形して、加工精度が悪化すると共に、切削回転速
度が遅いため生産性か低いなどの不具合があった。
また加工精度を改善するため、測定データを基に切削回
転速度を変化させる方法や、創成運動のデータを変更す
る方法では、多くの工数を必要とするなど、段取りに多
くの時間を必要として作業能率が悪いなどの不具合があ
った。
転速度を変化させる方法や、創成運動のデータを変更す
る方法では、多くの工数を必要とするなど、段取りに多
くの時間を必要として作業能率が悪いなどの不具合があ
った。
この発明は上記従来の不具合を改善する目的でなされた
もので、加工中の負荷変動を低減することにより加工精
度を向上させたカムシャフトの等負荷切削方法を提供し
ようとするものである。
もので、加工中の負荷変動を低減することにより加工精
度を向上させたカムシャフトの等負荷切削方法を提供し
ようとするものである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、カムシャフトの回転速度とカッ
タの切込み量をＮＣプログラムにより同期制御すること
により、カムシャフトのカム面を切削加工するカムシャ
フトの加工方法において、カムのリフトデータと取代か
らＮＣ指令１ブロック毎に切削面積を数値解析し、各１
ブロックにおける切削回転速度のＮＣ指令値を、各１ブ
ロックでの単位時間当りの切削面積が全周に亘ってほぼ
同一となるようにワークの回転速度を制御するようにし
たものである。
目的を達成するために、カムシャフトの回転速度とカッ
タの切込み量をＮＣプログラムにより同期制御すること
により、カムシャフトのカム面を切削加工するカムシャ
フトの加工方法において、カムのリフトデータと取代か
らＮＣ指令１ブロック毎に切削面積を数値解析し、各１
ブロックにおける切削回転速度のＮＣ指令値を、各１ブ
ロックでの単位時間当りの切削面積が全周に亘ってほぼ
同一となるようにワークの回転速度を制御するようにし
たものである。
これによって切削中の負荷が均一化されるため、精度の
高い加工が可能になる。
高い加工が可能になる。
この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
第１図はカムシャフト（以下ワークという）１のカム面
１ａを矢印ａ方向へ回転するカッタ２により切削してい
る状態を示すもので、カム面１ａの全周を等分角αで分
割し、かつワーク１を回転角α回転させたときにカッタ
２により切削される切削面積Ｓ、、Ｓ２．ｓ、・・・を
１ブロックとして、後述するＮＣ装置により切削回転速
度及びカッタ２切込み量を制御するようにしたものであ
る。
１ａを矢印ａ方向へ回転するカッタ２により切削してい
る状態を示すもので、カム面１ａの全周を等分角αで分
割し、かつワーク１を回転角α回転させたときにカッタ
２により切削される切削面積Ｓ、、Ｓ２．ｓ、・・・を
１ブロックとして、後述するＮＣ装置により切削回転速
度及びカッタ２切込み量を制御するようにしたものであ
る。
すなわち１ブロック毎の切削面積Ｓ１．Ｓ２・・・はカ
ム面１ａの形状（プロフィル）により第２図に示すよう
に変化することから、従来のようにワーク１を一定速度
で回転させて切削加工した場合、第３図に示すように切
削面積が大きく変化するのに伴い加工誤差も大きくなる
。
ム面１ａの形状（プロフィル）により第２図に示すよう
に変化することから、従来のようにワーク１を一定速度
で回転させて切削加工した場合、第３図に示すように切
削面積が大きく変化するのに伴い加工誤差も大きくなる
。
そこでこの発明では一第３図に示すカムリフトデータと
取代すから、ＮＣ指令ｌブロック毎の切削面積Ｓ、、Ｓ
２・・・を数値解析して、各ブロックにおける切削回転
速度のＮＣ指令値を、各ブロックでの単位時間当りりの
切削面積Ｓ １ ＋Ｓ２・・・が全周に亘ってほぼ同一
となるように設定したものである。
取代すから、ＮＣ指令ｌブロック毎の切削面積Ｓ、、Ｓ
２・・・を数値解析して、各ブロックにおける切削回転
速度のＮＣ指令値を、各ブロックでの単位時間当りりの
切削面積Ｓ １ ＋Ｓ２・・・が全周に亘ってほぼ同一
となるように設定したものである。
第４図は上記切削方法を実施するための制御系を示すブ
ロック図で、リフトデータ及び取代すをコンピュータ３
へ入力すると、コンピュータ３内でＮＣ指令１ブロック
毎の切削面積が演算され、カムの全周加工中の切削面積
がほぼ一定となるようなワーク回転速度指令運動からな
るＮＣプログラムを自動作成してＮＣ装置４へ出力され
る。
ロック図で、リフトデータ及び取代すをコンピュータ３
へ入力すると、コンピュータ３内でＮＣ指令１ブロック
毎の切削面積が演算され、カムの全周加工中の切削面積
がほぼ一定となるようなワーク回転速度指令運動からな
るＮＣプログラムを自動作成してＮＣ装置４へ出力され
る。
ＮＣ装置４はコンピュータ３より入力されたＮＣプログ
ラムをもとにサーボモータよりなる主軸モータ５及びカ
ッタ送りモータ６が制御されるようになっている。
ラムをもとにサーボモータよりなる主軸モータ５及びカ
ッタ送りモータ６が制御されるようになっている。
いま切削加工すべきワーク１のカム形状及び素材形状が
第５図に示すようにＲ−ｒ（θ）十ＳＴＫで表わされ、
カムのリフトデータがＮ−ｆｌ （ｄ）として与えられ
たときに、カムのプロフィルｒ−ｒ（θ）を求めると、
次の式■、■となる。
第５図に示すようにＲ−ｒ（θ）十ＳＴＫで表わされ、
カムのリフトデータがＮ−ｆｌ （ｄ）として与えられ
たときに、カムのプロフィルｒ−ｒ（θ）を求めると、
次の式■、■となる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・■取代をＳＴＫとしたとき、取代を含んだカムの素
材形状をＲ−Ｒ（θ）とし、 Ｒ−ｒ＋ＳＴＫ ・・・■とする。
・・■取代をＳＴＫとしたとき、取代を含んだカムの素
材形状をＲ−Ｒ（θ）とし、 Ｒ−ｒ＋ＳＴＫ ・・・■とする。
またカム形状を切削加工する際のカッタ２とワーク１の
回転角の関係は第６図に示す図から、Ｃ：カッタ半径、
Ｚ：ワーク中心とカッタ中心間距離、ｆ：ワークの回転
角とすると、点Ｐ部を加工する場合のワーク１の回転角
（ｆ）とカッタ２の切込み寸法（ｚ）は ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・■となる。
回転角の関係は第６図に示す図から、Ｃ：カッタ半径、
Ｚ：ワーク中心とカッタ中心間距離、ｆ：ワークの回転
角とすると、点Ｐ部を加工する場合のワーク１の回転角
（ｆ）とカッタ２の切込み寸法（ｚ）は ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・■となる。
さらに第７図及び第８図によりワーク１を等分回転させ
たときの各角度おける切削面積を求める。
たときの各角度おける切削面積を求める。
まず第７図におけるＱの座標を求める。
（１）カムシャフトの回転角ρにおけるカッター中心点
θ０に対する垂直線とカッタカムシャフトの接触点Ｐの
角をことする。
θ０に対する垂直線とカッタカムシャフトの接触点Ｐの
角をことする。
ζ−ρ＋ ｉｎ 、（１ｓｉｎ （４６１））（２）ζ
に対しｄｅｇ加算した時、カッター刃先円との交点をＴ
とする。
に対しｄｅｇ加算した時、カッター刃先円との交点をＴ
とする。
（３）その時のＴとカムシャフトθ１とのなす角をＧＡ
Ｎとする。
Ｎとする。
（４）点ＳをＳ−ｒ （ＧＡＮ）＋ＳＴＫで表わす。
（５）θ、Ｔ−ｅ、Ｓとなるまてｄｅｇを増加させてい
きその時の点をＱとし座標を（Ｘｌ。
きその時の点をＱとし座標を（Ｘｌ。
ｙｌ）とする。
（６）点Ｐの座標を（Ｘｏ、ｙｏ）とする。
（１）第８図においてワーク１の回転角を等分角ｎとし
てｐ−０〜３６０°まで（Ｐｌ、Ｑ＋）・・・を求める
。
てｐ−０〜３６０°まで（Ｐｌ、Ｑ＋）・・・を求める
。
（２）（）Ｐ、ＱＩ Ｐ部 Ｑ２の面積を求め、これを
ワーク１の角度ｍに対する切削面積とする。
ワーク１の角度ｍに対する切削面積とする。
つまり切削加工時のＮＣプログラムの指令は角度ｍ毎に
行うものである。
行うものである。
またカム面１ａ全周の分割角度をｍ″、ベース円内径を
ＲＢ、１８０°部分の送り速度をＦ、％切削面積をＳＢ
とすると、 （１）１８０°〜（１８０＋ｍ）’間の切削時間（２）
この時の単位時間当り切削面積 ＣＢ ＝Ｓａ ／ＴＢ （３）ワーク回転角とその時の切削面積を５ｉ（４〉ワ
ーク回転角とその時の送り速度をＦｉとする。
ＲＢ、１８０°部分の送り速度をＦ、％切削面積をＳＢ
とすると、 （１）１８０°〜（１８０＋ｍ）’間の切削時間（２）
この時の単位時間当り切削面積 ＣＢ ＝Ｓａ ／ＴＢ （３）ワーク回転角とその時の切削面積を５ｉ（４〉ワ
ーク回転角とその時の送り速度をＦｉとする。
Ｆ １ ＝ Ｓ ａ ／ Ｓ ｉ ＊ Ｆ Ｂとなり、
各角度毎のＮＣプログラム上の送り速度にＦｉを指令す
ることにより、各１ブロックでの単位時間当りの切削面
積を全周に亘りほぼ同一とすることができる。
各角度毎のＮＣプログラム上の送り速度にＦｉを指令す
ることにより、各１ブロックでの単位時間当りの切削面
積を全周に亘りほぼ同一とすることができる。
なお第９図に１ブロック毎の切削面積と指令送り速度変
化比Ｆｉの関係を示す。
化比Ｆｉの関係を示す。
この発明は以上詳述したように、カムのリフトデータと
取代からＮＣ指令１ブロック毎の切削面積を数値解析し
、各１ブロックにおける切削回転速度のＮＣ指令値を、
各１ブロックでの単位時間当りの切削面積が全周に亘っ
てほぼ同一となるようにワークの回転速度を制御するよ
うにしたことから、切削中の負荷が均一化され、これに
よって負荷変動による加工精度の低下を防止することが
できる。
取代からＮＣ指令１ブロック毎の切削面積を数値解析し
、各１ブロックにおける切削回転速度のＮＣ指令値を、
各１ブロックでの単位時間当りの切削面積が全周に亘っ
てほぼ同一となるようにワークの回転速度を制御するよ
うにしたことから、切削中の負荷が均一化され、これに
よって負荷変動による加工精度の低下を防止することが
できる。
また測定データをもとに切削回転速度を変更したり、創
成運動データを変更する場合に比べて、加工精度補正に
要する時間が大幅に短縮できると共に、カム面全周にお
いて切削加工時の負荷変動が低減できるため、送り速度
を上げることができ、これによって生産性の向上も図れ
るようになる。
成運動データを変更する場合に比べて、加工精度補正に
要する時間が大幅に短縮できると共に、カム面全周にお
いて切削加工時の負荷変動が低減できるため、送り速度
を上げることができ、これによって生産性の向上も図れ
るようになる。
図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はカッタによ
りカム面を加工している状態を示す説明図、第２図は１
ブロック毎の切削面積を示す線図、第３図はカムリフト
の測定結果を示す誤差線図、第４図は制御系のブロック
線図、第５図ないし第８図は１ブロック後のカム切削面
積及び指令送り速度を求めるための手順を示す説明図、
第９図は切削面積と指令送り速度の変動比を示す線図で
ある。 １はワーク、１ａはカム面、２はカッタ。
りカム面を加工している状態を示す説明図、第２図は１
ブロック毎の切削面積を示す線図、第３図はカムリフト
の測定結果を示す誤差線図、第４図は制御系のブロック
線図、第５図ないし第８図は１ブロック後のカム切削面
積及び指令送り速度を求めるための手順を示す説明図、
第９図は切削面積と指令送り速度の変動比を示す線図で
ある。 １はワーク、１ａはカム面、２はカッタ。
Claims (1)
- カムシャフトの回転速度とカッタ２の切込み量をＮＣプ
ログラムにより同期制御することにより、カムシャフト
のカム面１ａを切削加工するカムシャフトの加工方法に
おいて、カムのリフトデータと取代からＮＣ指令１ブロ
ック毎に切削面積を数値解析し、各１ブロックにおける
切削回転速度のＮＣ指令値を、各１ブロックでの単位時
間当りの切削面積が全周に亘ってほぼ同一となるように
ワーク１の回転速度を制御することを特徴とするカムシ
ャフトの等負荷切削方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2295447A JPH04171109A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | カムシャフトの等負荷切削方法 |
| PCT/JP1991/001502 WO1992007690A1 (fr) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | Procede d'usinage d'un arbre a came |
| DE4192708T DE4192708T1 (de) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | Verfahren zur Bearbeitung von Nockenwellen |
| KR1019930701295A KR970003149B1 (ko) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | 캠 샤프트 가공시의 절삭방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2295447A JPH04171109A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | カムシャフトの等負荷切削方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04171109A true JPH04171109A (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=17820711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2295447A Pending JPH04171109A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | カムシャフトの等負荷切削方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04171109A (ja) |
| KR (1) | KR970003149B1 (ja) |
| DE (1) | DE4192708T1 (ja) |
| WO (1) | WO1992007690A1 (ja) |
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| WO1994020250A1 (fr) * | 1993-03-03 | 1994-09-15 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Procede de fabrication d'arbres a cames |
| CN106180835A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-07 | 深圳市欣天科技股份有限公司 | 一种复杂异形轴的加工方法 |
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| CN101844324B (zh) * | 2010-05-11 | 2012-05-23 | 常州工学院 | 避免盘形凸轮表面产生接刀痕的方法 |
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| FR2460182A1 (fr) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 | Gendron Sa | Dispositif permettant d'usiner des cames avec precision, et avec une vitesse de coupe constante |
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-
1990
- 1990-11-02 JP JP2295447A patent/JPH04171109A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-01 WO PCT/JP1991/001502 patent/WO1992007690A1/ja not_active Ceased
- 1991-11-01 DE DE4192708T patent/DE4192708T1/de not_active Withdrawn
- 1991-11-01 KR KR1019930701295A patent/KR970003149B1/ko not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930702120A (ko) | 1993-09-08 |
| WO1992007690A1 (fr) | 1992-05-14 |
| DE4192708T1 (de) | 1993-10-07 |
| KR970003149B1 (ko) | 1997-03-14 |
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