JPH07500538A - ミリング刃によるホッピング方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ミリング刃によるホッピング方法及び装置本発明の分野 本発明は旋盤の主軸台スピンドルにより保持された素材（ワークピース）上にら せん状のねし条を切削する機械加工方法及び装置に旋盤は通常素材に回転、ミリ ング、及び穿孔を含む種々の機械加工操作を実施するように設計されている。

しかしなから、現在用いられている旋盤は旋盤の主軸台スピンドルにより保持さ れた素材上にらせん状のねじ条を経済的に切削するいかなる手段も育さない。

せいせい、ねじ条は条間のギャップに補完的なプロフィールの切削工具の連続的 な通過により旋盤上で切削しうるぐらいである。主軸台スピンドルにより保持さ れた素材が回転するにつれて、切削工具は素材の側方表面に対して押圧され、所 望の条のピッチに関して縦方向に徐々に並進する。この種の方法は同一の工具で 、幾つかの連続した通過を必要とし、操作には時間及び費用がかかる結果となる 。

ねし条を生成させ、切削する機械は長い間知られており、例えば、アメリカ特許 第１４６１２１９号明細書に記載されている。１９２３年に成立した上記特許に 記載されている構造は条を切削するための専用の機械であり、ミリング、回転、 穿孔のような種々の機械的操作はなしえなかった。

この種の構造は長い間知られていたが、旋盤に適合する装置に応用されたことは いまだになかった。

本発明の要約 本発明か取り組む問題は旋盤に適合し、同じ旋盤上でなしつる他の機械的操作に 適合する速度でらせん状の条を切削する新たな装置を設計することである。

特に、本発明は同じ旋盤上で及び同じ素材上でらせん状のねじ条の機械加工を含 む種々の連続的機械的操作を実施することを目的とする。このようにして素材か 複数の機械を連続的に用いる代わりに単一の機械上で完成され、これによりそう でなければ浪費された時間内に作業を終えることかでき、また素材の品質を向上 させる：素材の種々の部分の同軸性が向上し、素材の種々の部分間の相対的距離 か連続した機械的操作に比べてより正確になり、異なる機械間で素材を移動させ るのに浪費された時間が要らなくなる。

本発明の更なる目的は用いる機械を簡単化すること、特に旋盤の種々の部品を最 大限に使用することによりコストを削減することにある。

これらの及び池の目的を達成するために、旋盤に適合する付加的に螺旋状のねじ 条を切削する装置は、 −駆動手段により主軸台スピンドル軸について回転され、素材を保持するために 形成される少なくとも一つの主軸台スピンドルと、−主軸台スピンドル軸に垂直 な半径インフィード軸に沿って並進運動するように適合された少なくとも一つの 工具ホルダー可動台と、−工具ホルダー可動台及び可動台軸に沿った主軸台スピ ンドルの並進運動に相対的な動きを引き起こす手段とからなり。

一連続した歯状切刃を有する回転工具は主軸台スピンドル軸に平行でない回転軸 について工具ホルダー可動台上で回転するように設けられ、 一回転工具は親ネジと歯合する歯車により回転され、−親ネンは旋盤床に対し固 定され、可動台軸に平行な方向に向けられた軸上に設けられ、親ネジ軸は旋盤床 に対し軸並進方向に固定され、旋盤の主軸台スピンドルを回転させる手段により 回転されることを特徴とする旋盤に適合する付加的に螺旋状の条を切削する装置 である。

第一の実施例では、親ネジ軸は旋盤の適切な機械的伝動により結合された主軸台 スピンドルモーターにより回転される。

例えば、親ネジ軸は自在継手伝動装置により旋盤の動力取出装置に機械的に結合 される。

他の実施例では、親ネジ軸は旋盤の数値制御器により制御される付加的なモータ ーにより駆動される。

全ての場合において、該回転工具の回転は切刃の能動部分と素材の表面間に実質 的に明らかな滑りかない様な速度でなし遂げられる。

図の説明 以下に図を参照しながら本発明の他の目的、特徴及び利点を実施例により説明す る。

一層１は旋盤の主軸台スピンドル上に取付けられた素材の側方表面上にねじ条を 切削する本発明による切削工具の概略見取り図である。

−図２は図１の組み合わせの概略底面図である。

−図３は本発明による工具及び工具ホルダーを示す部分断面見取り図である。

一層４は本発明による他の実施例の工具及び工具ホルダーを示す見取り図である 。

一層５は図４の工具／工具ホルダーの組み合わせの分解組み立て図である。

一層６は例示的に示された実施例の工具及び素材のそれぞれのプロフィールを示 す。

一層７は本発明による装置に適合した複数スピンドル旋盤の動力学本発明による 機械加工装置は単一スピンドル旋盤又は複数スピンドル旋盤のどちらでもあり得 る従来の旋盤からなる。それらは規格品であり従来品であるので、この種の旋盤 の主部分は図示しない。

図７にのみ本発明による装置に適合する旋盤の動力学系の概略図を　゛示す。

本発明による装置は図１に示す主軸台スピンドル軸１−１について駆動装置によ り回転される少なくとも一つの主軸台スピンドルを存する従来の旋盤に適合し、 該主軸台スピンドルは素材ｌを支持するように適合される。素材１は矢印２によ り表された方向の主軸台スピンドルの軸１−夏について斯くして回転される。

従来技術の旋盤は選択されたインフィード値Ｐを固定するために主軸台スピンド ル軸１−１に垂直な半径インフィード軸ＩＩＩに沿って並進するために図１に示 さない付加的な工具ホルダー可動台からなる。固定主軸台旋盤では、工具ホルダ ー可動台はまた可動台軸１ｖに沿って旋盤床上に並進しつる。可動主軸台旋盤で は、主軸台スピンドルはそれ自身可動台軸１ｖに沿って並進し、それはこの場合 は主軸台スピンドル軸１−１に平行である。全ての場合において、工具ホルダー 可動台及び可動台軸ＩＶに沿った主軸台スピンドルの相対的動きかある。通常円 筒形の素材１の側面を形成するために、可動台軸ＩＶは主軸台スピンドル軸１− １に平行である。円錐形の素材を生成するため、軸ＩＶは主軸台スピンドル軸１ −１に対して斜めにされつる。回転工具３は工具ホルダー可動台により担持され 、知られている方法で素材ｌの側面に接触する少なくとも一つの付加的な切刃４ を有し、それにより、素材ｌの方向２の回転に対して作用し、切刃は素材ｌの側 面から材料を除去する。

本発明により、ねじ条を切削するために用いる回転工具３は素材の表面を機械加 工するために素材ｌに連続的に歯合する付加的な複数の連続切刃部分からなる。

装置は主軸台スピンドル軸１−１に平行な回転軸１１について回転工具３を回転 する工具駆動手段を更に有する。回転軸ＩＩについての回転工具３０回転は回転 工具３の切刃４の該連続部分を素材ｌに接触させる。

工具駆動手段は回転工具３を可動台軸ＩＶに沿った可動台の行程Ｃに依存する値 の回転Ｒで駆動するように適合させる。

本発明によれば、回転工具３の回転Ｒは可動台及び可動台軸ＩＶに沿ったお互い に相対的な主軸台スピンドルの相対的行程Ｃの線形関数てあり、該関数は以下の 式により表しうる。

Ｒ＝ｋＣ＋Ｘ ここでＲは回転の値、Ｃは可動台及び主軸台スピンドルの相対的行程、ｋは比例 係数、Ｘは一定又は時間依存的又はある他の回転変数に依存しうる回転の値であ る。

図１から６に示した実施例で、回転工具３は回転工具３の回転軸ＩＩに垂直な面 内に延在する連続した切刃４を存する。切刃４は、好ましくは平らな表面である 工具の前面４０と側方表面４１との間の交わりで形成される端である。

この種の回転工具３により、主軸台スピンドル軸１−１について旋回する又はら せん状の形のとちらの本体の形の素材１の側方表面をも作りうる。図３から５に 示した実施例で、旋回又はらせん状の形のとちらの本体も作りつる。

これらの実施例で、回転工具３は親ネジ６と歯合する歯車５により直接又は間接 的に回転される。親ネジ６は旋盤床に相対的に及び可動台軸ＩＶに平行に固定さ れた方向■に向いた軸７上に設けられる。固定主軸台旋盤の場合は、親ネジ軸７ は軸の並進の方向に旋盤床に相対的に固定される。可動主軸台旋盤の場合は、親 ネジ軸７は主軸台スピンドルの軸に沿った動きをたとり、又はこれの代わりに更 なる回転か親ネジ６に伝達され、それにより工具の能動表面か明らかな滑りなし に主軸台スピンドルの動きに追従する。

図３の実施例では、歯車５は回転工具３と同じ軸上に設けられる。

それから親ネジ６は回転工具３の切刃４の能動部分と同じ歯車５の剣玉に歯合す る。

図４及び５の実施例では、親ネジ６は回転工具３の切刃４の能動部分に対向する 歯車５の側方を圧迫する。この場合、間接的伝動が用いられ、歯車５は回転工具 ３の軸８に平行な第二の軸９上に設けられ、第二の軸９は回転工具３の軸８によ り今度は担持される第二の伝達歯車１１と歯合する第一の伝達歯車１０を担持す る。歯車】０及び１１を介して伝達は歯車５と回転工具３との間で回転を逆転す る。

図３から５に旋盤の構造上に設けられた本発明による工具ホルダー１２の概略構 造を示す。工具ホルダー１２は支持具１３及びネジ保持部材１４の形を取る固定 組立体からなる。支持具１３は図示しない固定手段により旋盤床に固定される。

ネジ保持部材１４は可動台軸ＩＶに平行な軸に沿って縦の並進により調整可能な 固定手段としての固定手段により支持具１３に固定される。支持具１３は工具ホ ルダー可動台１７の対応する部分を受けるように適合された可動台軸ＩＶに沿っ た縦方向摺動路１５を有する。故に工具ホルダー可動台１７は可動台軸ＩＶに沿 って支持具１３上に縦の並進をするように可動である。工具ホルダー可動台１７ はそれを貫通して親ネジ６及びその軸７か自由に摺動できる縦方向通路１８を存 する。ネジ保持部材１４は好ましくは可動台軸ＩＶに沿った旋盤床上の固定され た縦位置にある親ネジ６及び親ネジ軸７を保持する。それで工具ホルダー可動台 １７の可動台軸に沿った動きの間に親ネジ６及び軸７は旋盤床に相対的に固定さ れた軸上の位置に残る。

固定主軸台旋盤上で機械加工するために、側方表面が親ネジ６の旋回本体である 素材ｌは回転しないようにされ、歯車５０台として供される。可動台軸に沿った 動きの間に、回転工具３は回転軸ＩＶに沿った可動台１７０行程Ｃの値に直接比 例する値Ｒの回転にさらされる。回転工具３はその連続部分が所望の素材の側方 表面を形成するように適合された連続した刃を有する切刃４を有する。

その側方表面が可動主軸台旋盤上の回転本体である素材を機械加工するために、 親ネジ６は主軸台スピンドル及び機械加工されるべき素材の前進運動により制御 される全体により蝶番式に旋回されつる。

らせん状の条を存する側方表面を有する素材ｌを機械加工するため、親ネジ６は また主軸台スピンドルの回転速度の約数に等しい工具の回転速度で回転工具３の 更なる回転を生ずるように回転される。

これを達成するために、親ネジ軸７は主軸台スピンドルモーターそれ自体により 回転され、それは図７に示すような適切な機械的伝動により結合される。この図 は旋盤の全てのユニット及び特に主軸台スピンドル５１．５２を含む主軸台スピ ンドルを駆動するために適合された主駆動軸５０を有する複数スピンドル旋盤の 動力学系を示す。主軸台スピンドル５１を含む各主軸台スピンドルに向かって種 々の動力取出装置、例えば動力取出装置５３．５６は主軸５０及び対応する主軸 台スピンドル５１の回転速度の適切な分数に対応する。

図にそれぞれの主軸台スピンドル５１．５２と協働する工具ホルダーを示す。主 軸台スピンドル５１と協働する工具ホルダー１７は縦の並進をするように可動で あり、旋盤の通常の作動装置手段により作動される。斯くして工具ホルダー１７ は旋盤床に固定された支持具１３上で縦に摺動し、工具スピンドル上で回転する ように取付けられた工具３を駆動する。図３又は４を参照して説明したように、 工具３は親ネジ軸７により担持された親ネジと歯合する歯車により回転される。

親ネジ軸７はそれか適切な機械的伝動により結合された主軸台スピンドルモータ ーにより回転される；図示したように、親ネジ軸７は自在継手伝動装置５４及び 選択的には歯車列５５により旋盤の動力取出装置５３に結合される。これにより 工具３が主軸台スピンドル５１により保持された素材１上のねじ条の作成及び切 削を可能にするために動くように工具３を回転させる旋盤の資源の最大限の利用 かなされる。

この代わりに、親ネジ軸７は旋盤の数値制御器により制御される付加的なモータ ーにより駆動されうる。

両方の場合に、回転工具３の回転Ｒは可動台軸ＩＶに沿った可動台１７の行程Ｃ の線形関数Ｒ＝ｋＣ＋Ｘのままであり、変数Ｘはそれ自身主軸台スピンドルの回 転の約数である。

故に素材保持主軸台スピンドル及び工具ホルダー１７上に設けられた回転工具３ を設けた旋盤を用いた本発明による回転方法は、回転中に回転工具３か該回転工 具３の切刃４の連続した部分を素材ｌに接触させるために主軸台スピンドル軸１ −１に平行でない軸ＩＩについてそれを回転することにより徐々に蝶番式に旋回 されることを特徴とする。

回転工具３は切刃４の能動部分と素材ｌの表面間に実質的に明らかな縦の滑りか ない様な速度で回転する。

本発明による装置は素材の外側表面上で多様な形を機械加工するために用いうる 。回転工具３の形はは機械加工されるべき素材の形により決定される。原則的に は特定の工具が素材のそれぞれの形に対して用いられるべきである。

例えば、環状の溝又は縁、又はらせん状の条を素材ｌの側方表面上に機械加工す るために、回転工具３は図１に概略的に示すように側方表面に刃をつけられる。

故に切刃４は波形を有し、該波形は素材ｌ上に機械加工されるべきねじ条の大き さにより選択される。

図６に回転工具３により種々のプロフィールの素材ｌを機械加工する例を示す。

素材ｌの縦のプロフィールは前端面２０と、円筒形の第一の部分２１と、大きな 直径の第二の部分２２と、環状の溝２３と、環状の凹部２４と、第二の環状の凹 部２５と、円筒形端部２６とを有する。回転工具３それ自身は切刃か素材ｌの特 徴的な形にそれぞれ対応する連続的部分からなるようなプロフィールを有する。

故に切刃４は素材の表面２０に対応する部分３０を有し、連続的部分３１は部分 ２１に対応し、第二の連続的部分３２は部分２２に対応し、突出部分３３は環状 溝２３に対応し、僅かに突出した部分３４は環状の凹部２４に対応し、他の連続 的部分３５は第二の環状凹部２５に対応し、最終的な円形部分３６は円筒形端部 ２６に対応し、該円形部分３６は回転工具の回転軸！■に同軸である。

全ての場合で、回転工具３の前面４０は素材１の中心と実質的に水平であり、即 ち回転工具３の前面４０を含む面は主軸台スピンドル軸１−１を含む。

本発明は上記実施例に限定されず、多様な変化を含み、請求項の範囲でそれの一 般化をなす。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　６年　８月２４ 日園

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．−駆動手段により主軸台スピンドル軸（Ｉ−Ｉ）について回転され、機械加 工されるべき素材（１）を保持するために形成される少なくとも一つの主軸台ス ピンドルと、−主軸台スピンドル軸（Ｉ−Ｉ）に垂直な半径インフィード軸（Ｉ ＩＩ）に沿って並進運動するように適合された少なくとも一つの工具ホルダー可 動台（１７）と、 −工具ホルダー可動台（１７）及び可動台軸（ＩＶ）に沿った主軸台スピンドル の並進運動に相対的な動きを引き起こす手段とからなる旋盤に適合する付加的に 螺旋状の条を切削する装置であって： −連続した切刃（４）を有する回転工具（３）は主軸台スピンドル軸（Ｉ−Ｉ） に平行でない回転軸（ＩＩ）について工具ホルダー可動台（１７）上で回転する ように設けられ、−回転工具（３）は親ネジ（６）と歯合する歯車（５）により 回転され、 −親ネジ（６）は旋盤床に対し固定され、可動台軸（ＩＶ）に平行な方向（Ｖ） に向けられた軸（７）上に設けられ、親ネジ軸（７）は旋盤床に対し軸並進方向 に固定され、旋盤の主軸台スピンドルを回転させる手段により回転されることを 特徴とする旋盤に適合する付加的に螺旋状の条を切削する装置。
2. ２．親ネジ軸（７）は旋盤の適切な機械的伝動により結合された主軸台スピンド ルモーターにより回転されることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ３．親ネジ軸（７）は自在継手伝動装置（５４）により旋盤の動力取出装置（５ ３）に機械的に結合されることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. ４．親ネジ軸（７）は旋盤の数値制御器により制御される付加的なモーターによ り駆動されることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. ５．素材保持主軸台スピンドルを取り付けられた旋盤を用い、工具ホルダー（１ ７）上に設けられた工具を回転させる素材（１）を回転させる方法であって、回 転中に回転工具（３）の一つが該回転工具（３）の切刃（４）の連続した部分を 素材（１）に接触させるために主軸台スピンドル軸（Ｉ−Ｉ）に平行でない軸（ ＩＩ）について次第に回転されることを特徴とする方法。
6. ６．該回転工具（３）は切刃（４）の能動部分と素材（１）の表面間に実質的に 明らかな滑りがない様な速度で回転されることを特徴とする請求項５記載の方法 。