JPH11216642A - Ｎｃ旋盤における旋削加工法 - Google Patents
Ｎｃ旋盤における旋削加工法Info
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- JPH11216642A JPH11216642A JP3809398A JP3809398A JPH11216642A JP H11216642 A JPH11216642 A JP H11216642A JP 3809398 A JP3809398 A JP 3809398A JP 3809398 A JP3809398 A JP 3809398A JP H11216642 A JPH11216642 A JP H11216642A
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- displacement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回転によって変位し易いワークであっても、こ
れを高い寸法精度で仕上げることのできる切削加工法を
提供する。 【解決手段】ＮＣ旋盤の主軸チャックＣに把持した被加
工物Ｗを回転せしめるとともに、工具刃先が予め定めた
経路を通るように工具を移動せしめることにより、目的
とした断面形状に被加工物Ｗを旋削する旋削加工法であ
って、被加工物Ｗの回転に伴う弾性変位量を算出し、算
出した弾性変位量に基づいて、変位後の被加工物Ｗの断
面形状に沿った工具刃先の移動経路を決定し、決定した
移動経路上を工具刃先が通るように工具を移動せしめ
る。変位後の被加工物Ｗの断面形状に沿って工具刃先を
移動させているので、回転によって変位し易い被加工物
Ｗであっても、これを高い寸法精度で旋削加工すること
ができる。
れを高い寸法精度で仕上げることのできる切削加工法を
提供する。 【解決手段】ＮＣ旋盤の主軸チャックＣに把持した被加
工物Ｗを回転せしめるとともに、工具刃先が予め定めた
経路を通るように工具を移動せしめることにより、目的
とした断面形状に被加工物Ｗを旋削する旋削加工法であ
って、被加工物Ｗの回転に伴う弾性変位量を算出し、算
出した弾性変位量に基づいて、変位後の被加工物Ｗの断
面形状に沿った工具刃先の移動経路を決定し、決定した
移動経路上を工具刃先が通るように工具を移動せしめ
る。変位後の被加工物Ｗの断面形状に沿って工具刃先を
移動させているので、回転によって変位し易い被加工物
Ｗであっても、これを高い寸法精度で旋削加工すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ旋盤を用いて
被加工物を旋削する加工方法に関し、更に詳しくは、被
加工物の回転に伴う弾性変位を考慮した旋削加工法に関
する。
被加工物を旋削する加工方法に関し、更に詳しくは、被
加工物の回転に伴う弾性変位を考慮した旋削加工法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＣ旋盤における旋削加工は、加工座標
系における工具刃先の移動経路等を指令した加工プログ
ラムに基づき、前記工具刃先が前記加工プログラムに指
令された経路を通るように、ＮＣ旋盤の送り駆動部を数
値制御することによって行われる。
系における工具刃先の移動経路等を指令した加工プログ
ラムに基づき、前記工具刃先が前記加工プログラムに指
令された経路を通るように、ＮＣ旋盤の送り駆動部を数
値制御することによって行われる。
【０００３】図２は、簡単な旋削加工例を示したもので
あり、具体的には、主軸チャック（図示せず）の爪Ｃに
把持された被加工物（以下、「ワーク」という）Ｗの外
径部を旋削し、当該外径部の寸法をφＸ'ｂからφＸｂ
に仕上げる旋削加工例を示したものである。同図に示し
たようにこの例では、工具Ｔの刃先Ｔａを、Ｐａ点，Ｐ
ｂ点，Ｐｃ点，Ｐｄ点の順に順次経由せしめた後、再び
Ｐａ点に復帰させるようにしている。
あり、具体的には、主軸チャック（図示せず）の爪Ｃに
把持された被加工物（以下、「ワーク」という）Ｗの外
径部を旋削し、当該外径部の寸法をφＸ'ｂからφＸｂ
に仕上げる旋削加工例を示したものである。同図に示し
たようにこの例では、工具Ｔの刃先Ｔａを、Ｐａ点，Ｐ
ｂ点，Ｐｃ点，Ｐｄ点の順に順次経由せしめた後、再び
Ｐａ点に復帰させるようにしている。
【０００４】そしてこの場合、加工プログラムには加工
座標系（Ｘ−Ｚ座標系）における各移動目標点の座標値
が指令される。例えば、図２に示したＧ点を加工座標系
の原点とした場合の、前記Ｐａ点の座標を（Ｘａ，Ｚ
ａ）、Ｐｂ点の座標を（Ｘｂ，Ｚｂ）、Ｐｃ点の座標を
（Ｘｃ，Ｚｃ）、Ｐｄ点の座標を（Ｘｄ，Ｚｄ）とする
と、当該各座標値（Ｘａ，Ｚａ），（Ｘｂ，Ｚｂ），
（Ｘｃ，Ｚｃ），（Ｘｄ，Ｚｄ），（Ｘａ，Ｚａ）が加
工プログラムにおいて順次指令される。尚、Ｘ座標値は
ワークＷの直径に相当する値である。
座標系（Ｘ−Ｚ座標系）における各移動目標点の座標値
が指令される。例えば、図２に示したＧ点を加工座標系
の原点とした場合の、前記Ｐａ点の座標を（Ｘａ，Ｚ
ａ）、Ｐｂ点の座標を（Ｘｂ，Ｚｂ）、Ｐｃ点の座標を
（Ｘｃ，Ｚｃ）、Ｐｄ点の座標を（Ｘｄ，Ｚｄ）とする
と、当該各座標値（Ｘａ，Ｚａ），（Ｘｂ，Ｚｂ），
（Ｘｃ，Ｚｃ），（Ｘｄ，Ｚｄ），（Ｘａ，Ｚａ）が加
工プログラムにおいて順次指令される。尚、Ｘ座標値は
ワークＷの直径に相当する値である。
【０００５】ＮＣ旋盤の数値制御装置は、前記移動目標
点の座標値が指令された加工プログラムを順次実行し、
前記工具刃先Ｔａが前記各移動目標点を順次経由するよ
うに送り駆動部を数値制御する。これにより、工具刃先
Ｔａが実際にＰａ点，Ｐｂ点，Ｐｃ点，Ｐｄ点，Ｐａ点
の順に同部を経由して移動し、Ｐｂ点からＰｃ点に移動
する間にワークＷの外径部が切削され、その寸法がφ
Ｘ'ｂからφＸｂに仕上げられる。
点の座標値が指令された加工プログラムを順次実行し、
前記工具刃先Ｔａが前記各移動目標点を順次経由するよ
うに送り駆動部を数値制御する。これにより、工具刃先
Ｔａが実際にＰａ点，Ｐｂ点，Ｐｃ点，Ｐｄ点，Ｐａ点
の順に同部を経由して移動し、Ｐｂ点からＰｃ点に移動
する間にワークＷの外径部が切削され、その寸法がφ
Ｘ'ｂからφＸｂに仕上げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークＷを
回転させると、当該ワークＷは遠心力によって半径方向
の内部応力を生じ、当該応力によって変位（歪み）を生
じる。そして、通常加工されるワークＷの中には剛性の
低いものもあり、前記遠心力によって大きく変位するも
のもある。
回転させると、当該ワークＷは遠心力によって半径方向
の内部応力を生じ、当該応力によって変位（歪み）を生
じる。そして、通常加工されるワークＷの中には剛性の
低いものもあり、前記遠心力によって大きく変位するも
のもある。
【０００７】図３は、その一例を示したものであり、図
２におけるワークＷ（旋削前）を回転数３０００ｒｐｍ
で回転させたときの、当該ワークＷの変位状態を示した
ものである。尚、ワークＷの材料には、ポアソン比が
０．３３、ヤング率が７１．５ｋＮ／ｍｍ2 であるアル
ミニウム合金（ＡＣ４ＣＨ）を用い、その外径φＸ'ｂ
を３６０．２ｍｍ、長さＤを８０ｍｍ、底部の厚みｔ1
を１０ｍｍ、外径部肉厚ｔ2 を５ｍｍとした。また、図
３においては変位前のワークＷを２点鎖線で示し、変位
後のワークＷを、その変位量を拡大して実線で示してい
る。
２におけるワークＷ（旋削前）を回転数３０００ｒｐｍ
で回転させたときの、当該ワークＷの変位状態を示した
ものである。尚、ワークＷの材料には、ポアソン比が
０．３３、ヤング率が７１．５ｋＮ／ｍｍ2 であるアル
ミニウム合金（ＡＣ４ＣＨ）を用い、その外径φＸ'ｂ
を３６０．２ｍｍ、長さＤを８０ｍｍ、底部の厚みｔ1
を１０ｍｍ、外径部肉厚ｔ2 を５ｍｍとした。また、図
３においては変位前のワークＷを２点鎖線で示し、変位
後のワークＷを、その変位量を拡大して実線で示してい
る。
【０００８】同図３に示したように、上述のワークＷを
３０００ｒｐｍもの高い回転数で回転させると、遠心力
によって当該ワークＷが弾性変位し、ワークＷの外径部
が半径方向外側に膨らんだ太鼓状になる。因みに、上述
した条件の下でワークＷの変位量を測定したところ、外
径部における半径方向（Ｘ軸方向）の最大変位量ΔＸは
２２μｍであり、Ｚ軸方向の変位量ΔＺは６μｍであっ
た。
３０００ｒｐｍもの高い回転数で回転させると、遠心力
によって当該ワークＷが弾性変位し、ワークＷの外径部
が半径方向外側に膨らんだ太鼓状になる。因みに、上述
した条件の下でワークＷの変位量を測定したところ、外
径部における半径方向（Ｘ軸方向）の最大変位量ΔＸは
２２μｍであり、Ｚ軸方向の変位量ΔＺは６μｍであっ
た。
【０００９】かかる遠心力によって変位し易いワークＷ
を、その外径寸法がφＸｂとなるように旋削するにあた
り、従来の如く、当該変位量を考慮しないで工具刃先Ｔ
ａをＰｂ点からＰｃ点に移動させるとすると、ワークＷ
が回転中であれば、回転に伴う変位によって同部の寸法
が旋削後の寸法φＸｂに維持されるものの、ワークＷの
回転を停止すると、それまで作用していた遠心力がワー
クＷに作用しなくなって生じていた変位が解消され、前
記外径部の寸法φＸｂは前記変位量分（２・ΔＸ＝４４
μｍ）だけ小さい寸法となる。承知のように、かかる４
４μｍという加工誤差は通常の機械加工においてはかな
り大きなものである。
を、その外径寸法がφＸｂとなるように旋削するにあた
り、従来の如く、当該変位量を考慮しないで工具刃先Ｔ
ａをＰｂ点からＰｃ点に移動させるとすると、ワークＷ
が回転中であれば、回転に伴う変位によって同部の寸法
が旋削後の寸法φＸｂに維持されるものの、ワークＷの
回転を停止すると、それまで作用していた遠心力がワー
クＷに作用しなくなって生じていた変位が解消され、前
記外径部の寸法φＸｂは前記変位量分（２・ΔＸ＝４４
μｍ）だけ小さい寸法となる。承知のように、かかる４
４μｍという加工誤差は通常の機械加工においてはかな
り大きなものである。
【００１０】このように、回転に伴うワークＷの変位を
考慮しないで、単にワークＷの仕上り形状をなぞるよう
に工具刃先Ｔａを移動させる従来の切削加工法において
は、ワークＷが遠心力によって変位し易いものである場
合には、これを高精度に加工することができないという
問題があったのである。
考慮しないで、単にワークＷの仕上り形状をなぞるよう
に工具刃先Ｔａを移動させる従来の切削加工法において
は、ワークＷが遠心力によって変位し易いものである場
合には、これを高精度に加工することができないという
問題があったのである。
【００１１】かかる場合に、図３に示したワークＷのよ
うに、比較的単純な形状に変形するものについては、所
謂工具補正によって対応し得ることもあり得るが、ワー
クＷの形状が複雑である場合にはその変位状態も複雑で
あり、単なる工具補正によっては適切な対応をとること
ができない。即ち、このようなワークＷは、その部分部
分において変位量が異なったり、また、ある部分につい
ては取り代が多くなるように変位する一方、ある部分に
ついては取り代が減少するように変位したりするため、
一律な対応ができないのである。
うに、比較的単純な形状に変形するものについては、所
謂工具補正によって対応し得ることもあり得るが、ワー
クＷの形状が複雑である場合にはその変位状態も複雑で
あり、単なる工具補正によっては適切な対応をとること
ができない。即ち、このようなワークＷは、その部分部
分において変位量が異なったり、また、ある部分につい
ては取り代が多くなるように変位する一方、ある部分に
ついては取り代が減少するように変位したりするため、
一律な対応ができないのである。
【００１２】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、回転によって変位し易いワークであっても、こ
れを高い寸法精度で仕上げることのできる切削加工法の
提供を目的とする。
あって、回転によって変位し易いワークであっても、こ
れを高い寸法精度で仕上げることのできる切削加工法の
提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明は、ＮＣ旋盤の主軸チャックに把
持した被加工物を回転せしめるとともに、工具刃先が予
め定めた経路を通るように送り駆動部を数値制御して該
工具を移動せしめることにより、目的とした断面形状に
前記被加工物を旋削する旋削加工法であって、前記被加
工物の回転に伴う弾性変位量を算出し、算出した該弾性
変位量に基づいて、変位後の前記被加工物の断面形状に
沿った前記工具刃先の移動経路を決定し、決定した移動
経路上を前記工具刃先が通るように前記送り駆動部を数
値制御して前記工具を移動せしめることにより、目的と
した断面形状に前記被加工物を旋削することを特徴とす
るものである。
達成するための本発明は、ＮＣ旋盤の主軸チャックに把
持した被加工物を回転せしめるとともに、工具刃先が予
め定めた経路を通るように送り駆動部を数値制御して該
工具を移動せしめることにより、目的とした断面形状に
前記被加工物を旋削する旋削加工法であって、前記被加
工物の回転に伴う弾性変位量を算出し、算出した該弾性
変位量に基づいて、変位後の前記被加工物の断面形状に
沿った前記工具刃先の移動経路を決定し、決定した移動
経路上を前記工具刃先が通るように前記送り駆動部を数
値制御して前記工具を移動せしめることにより、目的と
した断面形状に前記被加工物を旋削することを特徴とす
るものである。
【００１４】上述したように、ＮＣ旋盤により旋削され
る被加工物の中には剛性の低いものもあり、回転に伴う
遠心力によって大きく変位するものもある。そして、こ
の場合に、工具刃先が被加工物の仕上り断面形状に沿っ
た経路を通るように当該工具を移動させたのでは、被加
工物の変位量がそのまま加工誤差となり、被加工物を高
精度に仕上げることができない。
る被加工物の中には剛性の低いものもあり、回転に伴う
遠心力によって大きく変位するものもある。そして、こ
の場合に、工具刃先が被加工物の仕上り断面形状に沿っ
た経路を通るように当該工具を移動させたのでは、被加
工物の変位量がそのまま加工誤差となり、被加工物を高
精度に仕上げることができない。
【００１５】本発明によれば、前記被加工物の回転に伴
う弾性変位量を算出し、算出した該弾性変位量に基づい
て、変位後の前記被加工物の断面形状に沿った前記工具
刃先の移動経路を決定し、決定した移動経路上を前記工
具刃先が通るようにしているので、即ち、前記工具刃先
の移動経路を、前記被加工物の仕上り断面形状に沿った
経路に前記弾性変位量を加味したものとしているので、
前記被加工物の回転中においては、切削後の前記被加工
物の断面寸法は目的とする仕上り断面寸法に弾性変位量
を加算した寸法となっているが、前記被加工物の回転を
停止するとそれまで生じていた前記弾性変位が解消さ
れ、回転停止後の前記被加工物の断面寸法は目的とした
仕上り断面寸法となる。
う弾性変位量を算出し、算出した該弾性変位量に基づい
て、変位後の前記被加工物の断面形状に沿った前記工具
刃先の移動経路を決定し、決定した移動経路上を前記工
具刃先が通るようにしているので、即ち、前記工具刃先
の移動経路を、前記被加工物の仕上り断面形状に沿った
経路に前記弾性変位量を加味したものとしているので、
前記被加工物の回転中においては、切削後の前記被加工
物の断面寸法は目的とする仕上り断面寸法に弾性変位量
を加算した寸法となっているが、前記被加工物の回転を
停止するとそれまで生じていた前記弾性変位が解消さ
れ、回転停止後の前記被加工物の断面寸法は目的とした
仕上り断面寸法となる。
【００１６】このように、本発明によれば、回転に伴う
被加工物の弾性変位を考慮し、変位後の被加工物の断面
形状に沿って工具刃先を移動させているので、回転によ
って変位し易い被加工物であっても、これを高い寸法精
度で旋削加工することができる。
被加工物の弾性変位を考慮し、変位後の被加工物の断面
形状に沿って工具刃先を移動させているので、回転によ
って変位し易い被加工物であっても、これを高い寸法精
度で旋削加工することができる。
【００１７】尚、本発明における被加工物の回転に伴う
弾性変位量の算出には、実際に被加工物を回転させてそ
の変位量を測定する場合、並びに、有限要素法などの変
位解析手法を用いて変位量を算出する場合の双方を含ん
でいる。
弾性変位量の算出には、実際に被加工物を回転させてそ
の変位量を測定する場合、並びに、有限要素法などの変
位解析手法を用いて変位量を算出する場合の双方を含ん
でいる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。
について添付図面に基づき説明する。
【００１９】まず、本実施形態に係る旋削加工法の概略
について説明すると、本例に係る旋削加工法は、ＮＣ旋
盤を用いて上述の図２に示したワークＷを旋削する際
に、当該ワークＷの回転に伴った弾性変位量を算出し、
ついで当該弾性変位量を加味した工具刃先の移動経路を
求め、求めた移動経路を指令内容に含む加工プログラム
を作成し、作成した加工プログラムをＮＣ旋盤の数値制
御装置に入力した後、当該ＮＣ旋盤を作動せしめ、前記
加工プログラムに従って前記ワークＷを旋削するすると
いうものである。
について説明すると、本例に係る旋削加工法は、ＮＣ旋
盤を用いて上述の図２に示したワークＷを旋削する際
に、当該ワークＷの回転に伴った弾性変位量を算出し、
ついで当該弾性変位量を加味した工具刃先の移動経路を
求め、求めた移動経路を指令内容に含む加工プログラム
を作成し、作成した加工プログラムをＮＣ旋盤の数値制
御装置に入力した後、当該ＮＣ旋盤を作動せしめ、前記
加工プログラムに従って前記ワークＷを旋削するすると
いうものである。
【００２０】尚、如上のように、本例で用いたワークＷ
は、上述の図２に示したワークＷと同じものであり、再
度繰返して説明すると、当該ワークＷは、材料としてポ
アソン比が０．３３、ヤング率が７１．５ｋＮ／ｍｍ2
であるアルミニウム合金（ＡＣ４ＣＨ）を用い、その外
径φＸ'ｂ をφ３６０．２ｍｍ、長さＤを８０ｍｍ、底
部の厚みｔ1 を１０ｍｍ、外径部肉厚ｔ2 を５ｍｍとし
たものである。また、本例ではこのワークＷの外径部
を、３０００ｒｐｍの回転数の下で、φＸ'ｂ＝φ３６
０．２ｍｍからφＸｂ＝φ３６０ｍｍに旋削仕上げする
ものとする。以下、本例に係る旋削加工法の詳細につい
て説明する。
は、上述の図２に示したワークＷと同じものであり、再
度繰返して説明すると、当該ワークＷは、材料としてポ
アソン比が０．３３、ヤング率が７１．５ｋＮ／ｍｍ2
であるアルミニウム合金（ＡＣ４ＣＨ）を用い、その外
径φＸ'ｂ をφ３６０．２ｍｍ、長さＤを８０ｍｍ、底
部の厚みｔ1 を１０ｍｍ、外径部肉厚ｔ2 を５ｍｍとし
たものである。また、本例ではこのワークＷの外径部
を、３０００ｒｐｍの回転数の下で、φＸ'ｂ＝φ３６
０．２ｍｍからφＸｂ＝φ３６０ｍｍに旋削仕上げする
ものとする。以下、本例に係る旋削加工法の詳細につい
て説明する。
【００２１】まず、上述した寸法のワークＷを３０００
ｒｐｍで回転させたときの弾性変位量を算出した。具体
的には、ワークＷを微小単位の要素に分割したモデルを
作成し、ヤング率，ポアソン比等の材料定数及び適宜設
定した各要素間の境界条件等から有限要素法による変位
解析を行い、ワークＷの弾性変位量を算出した。次に、
算出された弾性変位量を基にしてワークＷの変位状態を
求めた。求められたワークＷの変位状態を図１に示す。
尚、図１においては、変位前のワークＷを２点鎖線で示
し、変位後のワークＷを、その変位量を拡大して実線で
示している。
ｒｐｍで回転させたときの弾性変位量を算出した。具体
的には、ワークＷを微小単位の要素に分割したモデルを
作成し、ヤング率，ポアソン比等の材料定数及び適宜設
定した各要素間の境界条件等から有限要素法による変位
解析を行い、ワークＷの弾性変位量を算出した。次に、
算出された弾性変位量を基にしてワークＷの変位状態を
求めた。求められたワークＷの変位状態を図１に示す。
尚、図１においては、変位前のワークＷを２点鎖線で示
し、変位後のワークＷを、その変位量を拡大して実線で
示している。
【００２２】同図１に示したように、本例においては、
ワークＷの外径部が半径方向外側に膨らんだ太鼓状にな
り、仕上り寸法φＸｂに相当する外径部について、Ｚ軸
方向に沿って等間隔に１１個のポイントＰｂ1〜Ｐｂ11
を抽出すると、これらはそれぞれＰｂ1がＰ'ｂ1に、Ｐ
ｂ2がＰ'ｂ2に、Ｐｂ3がＰ'ｂ3に、Ｐｂ4がＰ'ｂ4に、
Ｐｂ5がＰ'ｂ5に、Ｐｂ6がＰ'ｂ6に、Ｐｂ7がＰ'ｂ
7に、Ｐｂ8がＰ'ｂ8に、Ｐｂ9がＰ'ｂ9に、Ｐｂ10がＰ'
ｂ10に、Ｐｂ11がＰ'ｂ11に変位し、Ｘ軸方向における
それぞれの変位量ΔＸ1は２０μｍ、ΔＸ2は２１μｍ、
ΔＸ3は２１．５μｍ、ΔＸ4は２２μｍ、ΔＸ5は２２
μｍ、ΔＸ6は２１μｍ、ΔＸ7は１９．５μｍ、ΔＸ8
は１７μｍ、ΔＸ9は１３．５μｍ、ΔＸ10は８．５μ
ｍ、ΔＸ11は３μｍであった。尚、Ｐｂ12におけるＸ軸
方向の変位量は０μｍであり、Ｐｂ1におけるＺ軸方向
の変位量ΔＺは−３μｍであった。
ワークＷの外径部が半径方向外側に膨らんだ太鼓状にな
り、仕上り寸法φＸｂに相当する外径部について、Ｚ軸
方向に沿って等間隔に１１個のポイントＰｂ1〜Ｐｂ11
を抽出すると、これらはそれぞれＰｂ1がＰ'ｂ1に、Ｐ
ｂ2がＰ'ｂ2に、Ｐｂ3がＰ'ｂ3に、Ｐｂ4がＰ'ｂ4に、
Ｐｂ5がＰ'ｂ5に、Ｐｂ6がＰ'ｂ6に、Ｐｂ7がＰ'ｂ
7に、Ｐｂ8がＰ'ｂ8に、Ｐｂ9がＰ'ｂ9に、Ｐｂ10がＰ'
ｂ10に、Ｐｂ11がＰ'ｂ11に変位し、Ｘ軸方向における
それぞれの変位量ΔＸ1は２０μｍ、ΔＸ2は２１μｍ、
ΔＸ3は２１．５μｍ、ΔＸ4は２２μｍ、ΔＸ5は２２
μｍ、ΔＸ6は２１μｍ、ΔＸ7は１９．５μｍ、ΔＸ8
は１７μｍ、ΔＸ9は１３．５μｍ、ΔＸ10は８．５μ
ｍ、ΔＸ11は３μｍであった。尚、Ｐｂ12におけるＸ軸
方向の変位量は０μｍであり、Ｐｂ1におけるＺ軸方向
の変位量ΔＺは−３μｍであった。
【００２３】ついで、工具刃先（図示せず）がＰ'ｂ，
Ｐ'ｂ1，Ｐ'ｂ2，Ｐ'ｂ3，Ｐ'ｂ4，Ｐ'ｂ5，Ｐ'ｂ6，
Ｐ'ｂ7，Ｐ'ｂ8，Ｐ'ｂ9，Ｐ'ｂ10，Ｐ'ｂ11，Ｐｂ12，
Ｐｃ，Ｐｄを直線補間で順次経由するような加工プログ
ラムを作成した。尚、Ｇ点を加工座標系の原点とした場
合の、上記各点の座標は、Ｐ'ｂ(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ1)，Ｐ'ｂ(Ｚ)＝３、Ｐ'ｂ1(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ1)，
Ｐ'ｂ1(Ｚ)＝０、Ｐ'ｂ2(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ2)，Ｐ'ｂ
2(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ3(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ3)，Ｐ'ｂ3(Ｚ)＝−２(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ4(Ｘ)
＝(Ｘｂ＋２ΔＸ4)，Ｐ'ｂ4(Ｚ)＝−３(Ｄ−ｔ1)／１
１、Ｐ'ｂ5(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ5)，Ｐ'ｂ5(Ｚ)＝−４
(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ6(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ6)，Ｐ'
ｂ6(Ｚ)＝−５(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ7(Ｘ)＝(Ｘｂ＋
２ΔＸ7)，Ｐ'ｂ7(Ｚ)＝−６(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ
8(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ8)，Ｐ'ｂ8(Ｚ)＝−７(Ｄ−ｔ1)
／１１、Ｐ'ｂ9(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ9)，Ｐ'ｂ9(Ｚ)＝
−８(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ10(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ10)，Ｐ'ｂ10(Ｚ)＝−９(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ
11(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ11)，Ｐ'ｂ11(Ｚ)＝−１０(Ｄ−
ｔ1)／１１、Ｐｂ12(Ｘ)＝Ｘｂ，Ｐｂ12(Ｚ)＝−(Ｄ−
ｔ1)、Ｐｃ(Ｘ)＝Ｘｂ，Ｐｃ(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)−２、
Ｐｄ(Ｘ)＝(Ｘｂ＋５０)，Ｐｄ(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)−
２、である。また、本例におけるＺ軸方向の変位量ΔＺ
は極めて微小量であり、加工精度に与える影響が極僅か
であるため、当該Ｚ軸方向における変位量ΔＺ分につい
ての工具移動経路に関する修正は行わないこととした。
Ｐ'ｂ1，Ｐ'ｂ2，Ｐ'ｂ3，Ｐ'ｂ4，Ｐ'ｂ5，Ｐ'ｂ6，
Ｐ'ｂ7，Ｐ'ｂ8，Ｐ'ｂ9，Ｐ'ｂ10，Ｐ'ｂ11，Ｐｂ12，
Ｐｃ，Ｐｄを直線補間で順次経由するような加工プログ
ラムを作成した。尚、Ｇ点を加工座標系の原点とした場
合の、上記各点の座標は、Ｐ'ｂ(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ1)，Ｐ'ｂ(Ｚ)＝３、Ｐ'ｂ1(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ1)，
Ｐ'ｂ1(Ｚ)＝０、Ｐ'ｂ2(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ2)，Ｐ'ｂ
2(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ3(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ3)，Ｐ'ｂ3(Ｚ)＝−２(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ4(Ｘ)
＝(Ｘｂ＋２ΔＸ4)，Ｐ'ｂ4(Ｚ)＝−３(Ｄ−ｔ1)／１
１、Ｐ'ｂ5(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ5)，Ｐ'ｂ5(Ｚ)＝−４
(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ6(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ6)，Ｐ'
ｂ6(Ｚ)＝−５(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ7(Ｘ)＝(Ｘｂ＋
２ΔＸ7)，Ｐ'ｂ7(Ｚ)＝−６(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ
8(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ8)，Ｐ'ｂ8(Ｚ)＝−７(Ｄ−ｔ1)
／１１、Ｐ'ｂ9(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ9)，Ｐ'ｂ9(Ｚ)＝
−８(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ10(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２Δ
Ｘ10)，Ｐ'ｂ10(Ｚ)＝−９(Ｄ−ｔ1)／１１、Ｐ'ｂ
11(Ｘ)＝(Ｘｂ＋２ΔＸ11)，Ｐ'ｂ11(Ｚ)＝−１０(Ｄ−
ｔ1)／１１、Ｐｂ12(Ｘ)＝Ｘｂ，Ｐｂ12(Ｚ)＝−(Ｄ−
ｔ1)、Ｐｃ(Ｘ)＝Ｘｂ，Ｐｃ(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)−２、
Ｐｄ(Ｘ)＝(Ｘｂ＋５０)，Ｐｄ(Ｚ)＝−(Ｄ−ｔ1)−
２、である。また、本例におけるＺ軸方向の変位量ΔＺ
は極めて微小量であり、加工精度に与える影響が極僅か
であるため、当該Ｚ軸方向における変位量ΔＺ分につい
ての工具移動経路に関する修正は行わないこととした。
【００２４】次に、作成した加工プログラムをＮＣ旋盤
の数値制御装置に入力し、主軸チャック（図示せず）の
爪Ｃに前記ワークＷを把持せしめた後、当該ＮＣ旋盤を
起動して前記ワークＷを旋削した。旋削後のワークＷを
主軸チャック（図示せず）の爪Ｃに把持せしめた状態
で、回転数３０００ｒｐｍで回転させ、外径部の寸法を
Ｚ軸方向に沿って実測したところ、その断面形状は上記
Ｐ'ｂ，Ｐ'ｂ1，Ｐ'ｂ2，Ｐ'ｂ3，Ｐ'ｂ4，Ｐ'ｂ5，Ｐ'
ｂ6，Ｐ'ｂ7，Ｐ'ｂ8，Ｐ'ｂ9，Ｐ'ｂ10，Ｐ'ｂ11，Ｐ
ｂ12，Ｐｃで描かれる線形状と相似の形状を示した。一
方、ワークＷの回転を停止すると、上記Ｐｂ，Ｐｂ1，
Ｐｂ2，Ｐｂ3，Ｐｂ4，Ｐｂ5，Ｐｂ6，Ｐｂ7，Ｐｂ8，
Ｐｂ9，Ｐｂ10，Ｐｂ11，Ｐｂ12，Ｐｃで描かれる線形
状と相似の形状を示した。
の数値制御装置に入力し、主軸チャック（図示せず）の
爪Ｃに前記ワークＷを把持せしめた後、当該ＮＣ旋盤を
起動して前記ワークＷを旋削した。旋削後のワークＷを
主軸チャック（図示せず）の爪Ｃに把持せしめた状態
で、回転数３０００ｒｐｍで回転させ、外径部の寸法を
Ｚ軸方向に沿って実測したところ、その断面形状は上記
Ｐ'ｂ，Ｐ'ｂ1，Ｐ'ｂ2，Ｐ'ｂ3，Ｐ'ｂ4，Ｐ'ｂ5，Ｐ'
ｂ6，Ｐ'ｂ7，Ｐ'ｂ8，Ｐ'ｂ9，Ｐ'ｂ10，Ｐ'ｂ11，Ｐ
ｂ12，Ｐｃで描かれる線形状と相似の形状を示した。一
方、ワークＷの回転を停止すると、上記Ｐｂ，Ｐｂ1，
Ｐｂ2，Ｐｂ3，Ｐｂ4，Ｐｂ5，Ｐｂ6，Ｐｂ7，Ｐｂ8，
Ｐｂ9，Ｐｂ10，Ｐｂ11，Ｐｂ12，Ｐｃで描かれる線形
状と相似の形状を示した。
【００２５】このように、本実施形態に係る旋削加工法
によれば、ワークＷの回転に伴う弾性変位量を予め算出
し、算出した当該弾性変位量を加味して工具刃先の移動
経路を設定し、工具刃先をワークＷの変位後の断面形状
に沿うように移動させることにより、ワークＷを旋削し
ているので、ワークＷの回転に伴う弾性変位によって生
じる加工誤差を極僅かなものとすることができ、例え、
回転によって変位し易いワークＷであっても、これを高
い寸法精度で旋削加工することができる。
によれば、ワークＷの回転に伴う弾性変位量を予め算出
し、算出した当該弾性変位量を加味して工具刃先の移動
経路を設定し、工具刃先をワークＷの変位後の断面形状
に沿うように移動させることにより、ワークＷを旋削し
ているので、ワークＷの回転に伴う弾性変位によって生
じる加工誤差を極僅かなものとすることができ、例え、
回転によって変位し易いワークＷであっても、これを高
い寸法精度で旋削加工することができる。
【００２６】尚、上述した例では、変位後のワークＷの
断面形状に沿った複数のポイント（Ｐ'ｂ1〜Ｐ'ｂ11）
の間を直線補間により結んで、前記工具刃先（図示せ
ず）が当該直線上を移動するようにしたが、これに限る
ものではなく、前記ポイント間を円弧補間により結び、
当該円弧上を前記工具刃先（図示せず）が移動するよう
にしても良い。
断面形状に沿った複数のポイント（Ｐ'ｂ1〜Ｐ'ｂ11）
の間を直線補間により結んで、前記工具刃先（図示せ
ず）が当該直線上を移動するようにしたが、これに限る
ものではなく、前記ポイント間を円弧補間により結び、
当該円弧上を前記工具刃先（図示せず）が移動するよう
にしても良い。
【００２７】また、上述の複数のポイント間隔を短くし
て更に多数のポイントを設定すれば、工具刃先（図示せ
ず）の移動経路を更に変位後のワークＷの断面形状と略
一致したものとすることができ、更に、弾性変位によっ
て生じる加工誤差をほとんど皆無にすることができる。
て更に多数のポイントを設定すれば、工具刃先（図示せ
ず）の移動経路を更に変位後のワークＷの断面形状と略
一致したものとすることができ、更に、弾性変位によっ
て生じる加工誤差をほとんど皆無にすることができる。
【００２８】また、算出した変位データを基に、自動プ
ログラミング装置によって加工プログラムを自動作成す
るようにしても良い。
ログラミング装置によって加工プログラムを自動作成す
るようにしても良い。
【００２９】また、本例では有限要素法によりワークＷ
の変位量を算出したが、これに限るものではなく、他の
変位解析手法を用いて変位量を算出しても良い。また、
変位解析手法を用いて変位量を算出するのではなく、ワ
ークＷを実際に回転させてその変位量を実測するように
しても良い。
の変位量を算出したが、これに限るものではなく、他の
変位解析手法を用いて変位量を算出しても良い。また、
変位解析手法を用いて変位量を算出するのではなく、ワ
ークＷを実際に回転させてその変位量を実測するように
しても良い。
【図１】本発明の実施形態に係る旋削加工法を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図２】ＮＣ旋盤を用いた従来の旋削加工法を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図３】回転によって生じるワークの弾性変位を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
Ｃ 爪 Ｔ 工具 Ｔａ 工具刃先 Ｗ ワーク Ｇ 原点
Claims (1)
- 【請求項１】 ＮＣ旋盤の主軸チャックに把持した被加
工物を回転せしめるとともに、工具刃先が予め定めた経
路を通るように送り駆動部を数値制御して該工具を移動
せしめることにより、目的とした断面形状に前記被加工
物を旋削する旋削加工法であって、 前記被加工物の回転に伴う弾性変位量を算出し、算出し
た該弾性変位量に基づいて、変位後の前記被加工物の断
面形状に沿った前記工具刃先の移動経路を決定し、決定
した移動経路上を前記工具刃先が通るように前記送り駆
動部を数値制御して前記工具を移動せしめることによ
り、目的とした断面形状に前記被加工物を旋削すること
を特徴とするＮＣ旋盤における旋削加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3809398A JPH11216642A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Ｎｃ旋盤における旋削加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3809398A JPH11216642A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Ｎｃ旋盤における旋削加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216642A true JPH11216642A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12515869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3809398A Pending JPH11216642A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Ｎｃ旋盤における旋削加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11216642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006116587A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Nissan Motor Co Ltd | 微細凹部加工方法及び微細凹部加工装置 |
| WO2021014749A1 (ja) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | 株式会社日立製作所 | Ｎｃプログラム生成システム及びｎｃプログラム生成方法 |
-
1998
- 1998-02-04 JP JP3809398A patent/JPH11216642A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006116587A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Nissan Motor Co Ltd | 微細凹部加工方法及び微細凹部加工装置 |
| WO2021014749A1 (ja) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | 株式会社日立製作所 | Ｎｃプログラム生成システム及びｎｃプログラム生成方法 |
| JP2021022014A (ja) * | 2019-07-24 | 2021-02-18 | 株式会社日立製作所 | Ｎｃプログラム生成システム及びｎｃプログラム生成方法 |
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