JPS58143902A - 精密高速振動旋削方法 - Google Patents
精密高速振動旋削方法Info
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- JPS58143902A JPS58143902A JP2366682A JP2366682A JPS58143902A JP S58143902 A JPS58143902 A JP S58143902A JP 2366682 A JP2366682 A JP 2366682A JP 2366682 A JP2366682 A JP 2366682A JP S58143902 A JPS58143902 A JP S58143902A
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- cutting
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P25/00—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
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】
最近の旋盤はその構造９機能が改善され、高速切削がで
きるようになってきた。この高速切削は、被剛性の改善
および切削能率の向上のために極めて有効である。しか
し、その反面、連続する高温切りくずの処理に大変苦慮
しているのが現状である。この連続する切りくずを分断
し゛て処理し易くすることが要望されているが、本発明
は、該要望に応えることを目的とするものである。
きるようになってきた。この高速切削は、被剛性の改善
および切削能率の向上のために極めて有効である。しか
し、その反面、連続する高温切りくずの処理に大変苦慮
しているのが現状である。この連続する切りくずを分断
し゛て処理し易くすることが要望されているが、本発明
は、該要望に応えることを目的とするものである。
本発明者は、前記目的を達成するために、別途の発明を
なし本出願と同日付で出願した。この別出願の発明は、
逃げ角に条件をもうけたバイト切刃をその背分力方向に
超音波振動させ、２００〜３００ ｍ、／ｍ乙ｎ 以
上の高速の切削速度で切削し、送り（切込み）を振幅（
片据幅）の約しＯ 程度の微少送り量として切削油剤を十分に注油して切削
することによって、プラスチック材から炭素鋼材、さら
には無機材料にいたるすべての工業材料に対して兄事に
これを針状の切りくずに寸断し、で、真円度などの形状
精度にも悪影響を与えずに従来の旋削加工精度をもって
精密旋削加工できるものである。
なし本出願と同日付で出願した。この別出願の発明は、
逃げ角に条件をもうけたバイト切刃をその背分力方向に
超音波振動させ、２００〜３００ ｍ、／ｍ乙ｎ 以
上の高速の切削速度で切削し、送り（切込み）を振幅（
片据幅）の約しＯ 程度の微少送り量として切削油剤を十分に注油して切削
することによって、プラスチック材から炭素鋼材、さら
には無機材料にいたるすべての工業材料に対して兄事に
これを針状の切りくずに寸断し、で、真円度などの形状
精度にも悪影響を与えずに従来の旋削加工精度をもって
精密旋削加工できるものである。
前記別出願の発明は、バ（）を超音波撮動させるもので
あるが、工作物を超音波撮動させても同様の結果が得ら
れることは明らかであり、それにより、複ｚ３ｒのバイ
トを切換使用する場合に、各バイトにそれぞれ超音波励
振装置を付設する心安がなくなる。
あるが、工作物を超音波撮動させても同様の結果が得ら
れることは明らかであり、それにより、複ｚ３ｒのバイ
トを切換使用する場合に、各バイトにそれぞれ超音波励
振装置を付設する心安がなくなる。
本発明は、前記着想に基うくものであって、］−作物に
対していかにして超音波振動を与えるかを工夫したもの
である。Ｍｆ丁記別出願の発明はバイトと工作物との距
離が変化する方向（背分力方向）にバイトを超音波振動
させるので、それと同一の相対振動を工作物に与えるに
は工作物をバイトに向う方向に振動させなければならな
い。しかし、工作物は一端をチャックされ、かつ回転し
ているのでこれは容易なことではない。これを実現する
ために工作物に直接超音波振動子を接着しても所望の振
動を得ることはできず、仮に将来それが可能となったと
しても、工作物１個ずつに壁動子を着脱するのでは量産
加工には適さない。
対していかにして超音波振動を与えるかを工夫したもの
である。Ｍｆ丁記別出願の発明はバイトと工作物との距
離が変化する方向（背分力方向）にバイトを超音波振動
させるので、それと同一の相対振動を工作物に与えるに
は工作物をバイトに向う方向に振動させなければならな
い。しかし、工作物は一端をチャックされ、かつ回転し
ているのでこれは容易なことではない。これを実現する
ために工作物に直接超音波振動子を接着しても所望の振
動を得ることはできず、仮に将来それが可能となったと
しても、工作物１個ずつに壁動子を着脱するのでは量産
加工には適さない。
本発明ｉ４ ’１ 前記の問題点を解消したものであっ
て、回転中の工作物に対して固定部から切削油を介して
超音波振動を与えることを特徴とするものである。
て、回転中の工作物に対して固定部から切削油を介して
超音波振動を与えることを特徴とするものである。
次に本発明を図示の実施例によって詳細に説明する。工
作物Ｊをチャック２にチャックして、その切削部に、超
音波縦振動子８の眼幅を拡大する振幅拡大用ホーン小の
振幅最大の先端面を第１図および第２図に示すようにし
て接近して相対して位置せしめる。切削油剤給油管５か
ら多弁の切削油剤６を工作物１とホーン手先端の間隔部
に泡消する。超音波縦振動子３を励振させるとホーン４
先端は矢印１０方向に振動数１および振幅σをもって超
音波振動する。そしてその撮動エネルギーは切削油剤６
を介して工作物］に伝達される。この工作物］は、振動
数１をもって１次、・・・ｎ次の曲げ超音波振動姿轢を
もって曲げ撮動する状態でチャックする。
作物Ｊをチャック２にチャックして、その切削部に、超
音波縦振動子８の眼幅を拡大する振幅拡大用ホーン小の
振幅最大の先端面を第１図および第２図に示すようにし
て接近して相対して位置せしめる。切削油剤給油管５か
ら多弁の切削油剤６を工作物１とホーン手先端の間隔部
に泡消する。超音波縦振動子３を励振させるとホーン４
先端は矢印１０方向に振動数１および振幅σをもって超
音波振動する。そしてその撮動エネルギーは切削油剤６
を介して工作物］に伝達される。この工作物］は、振動
数１をもって１次、・・・ｎ次の曲げ超音波振動姿轢を
もって曲げ撮動する状態でチャックする。
第１図は−・喘固定他端自由の１次の曲げ撮動姿罪をも
って撮動し、その固有振動数をｆとする場合を示すもの
である。このようにした本発明によって工作物を矢印１
１の方向に曲げ振動させながら回転させることができる
。
って撮動し、その固有振動数をｆとする場合を示すもの
である。このようにした本発明によって工作物を矢印１
１の方向に曲げ振動させながら回転させることができる
。
この工作物を旋盤刃物台８にボルト９をもって同定した
バイト７に横送りＳを矢印１８の方向（で与えて高１車
切削する。このようにすることによって、第２図に示す
ような寸断した切りくず群１２が生成される。工作物１
を１００Ｏｒ、ｐ、ｍ以上の高速回転数をもって回転さ
せるために、切削油剤６は四散し易いので工作物ｌの回
転方向が第２図に示す方向の場合娠幅拡太用ホーン４の
下方から十分な流計をもって給油する。
バイト７に横送りＳを矢印１８の方向（で与えて高１車
切削する。このようにすることによって、第２図に示す
ような寸断した切りくず群１２が生成される。工作物１
を１００Ｏｒ、ｐ、ｍ以上の高速回転数をもって回転さ
せるために、切削油剤６は四散し易いので工作物ｌの回
転方向が第２図に示す方向の場合娠幅拡太用ホーン４の
下方から十分な流計をもって給油する。
工作物１の振４す１数ｆおよび振幅ａによる惨動車度と
切削部ｔｙｖとによって工作物１とバイト７のり刃とが
接する切削点位置Ｐは正弦波形をもって変動する。第３
図はこの正弦波形を近似化して三角波形として考えた場
合のすｌ″ｉｌｌ ｍを示すものである。すなわち、三
角波形面ａｂｃｄｅｆ、ｑ・・・として考える。工作物
が一回転して送りＳ ｔａｒをバイト刃先Ｐが仏むと切
削面は三角波形面ａ′ｂ′Ｃ′ｄ′ｅ′ｆ′ｑ′・・・
となる。そしてバイト７のすくい面で、斜線で示した各
小ブロックｂｃＣ／ｈ／、 ｄ、 、／ｄ１． ｔ ｑ
、／ｆ／ 、 、 、・を断続し２て切削して寸断した
切りくずとして生成しながら切削加工を進める。このバ
イト７にｉｄ図示の三角波形面の傾き角Ｈより大きな角
θの逃げ角を与える。
切削部ｔｙｖとによって工作物１とバイト７のり刃とが
接する切削点位置Ｐは正弦波形をもって変動する。第３
図はこの正弦波形を近似化して三角波形として考えた場
合のすｌ″ｉｌｌ ｍを示すものである。すなわち、三
角波形面ａｂｃｄｅｆ、ｑ・・・として考える。工作物
が一回転して送りＳ ｔａｒをバイト刃先Ｐが仏むと切
削面は三角波形面ａ′ｂ′Ｃ′ｄ′ｅ′ｆ′ｑ′・・・
となる。そしてバイト７のすくい面で、斜線で示した各
小ブロックｂｃＣ／ｈ／、 ｄ、 、／ｄ１． ｔ ｑ
、／ｆ／ 、 、 、・を断続し２て切削して寸断した
切りくずとして生成しながら切削加工を進める。このバ
イト７にｉｄ図示の三角波形面の傾き角Ｈより大きな角
θの逃げ角を与える。
この逃げ角θを与えることによってバイト逃げ面は三角
波形面αｂｃ４ｅｆｇ・・・と接触することなく円滑な
切りくず寸断形高速撮動切削を行ＩＩ ＝ ｔａｎ””
４以上の逃げ角を与える。捷だ、工作物が硬ぜい材料の
場合には工作物切削点位置の渾勅軌跡によって画かれる
速度を合成した正弦波形の最大類斜角１−Ｊ以上の逃げ
角を与えて一瞬でもバイト逃げ而と切削面とが接触しな
いようにして切削することが肝要である。
波形面αｂｃ４ｅｆｇ・・・と接触することなく円滑な
切りくず寸断形高速撮動切削を行ＩＩ ＝ ｔａｎ””
４以上の逃げ角を与える。捷だ、工作物が硬ぜい材料の
場合には工作物切削点位置の渾勅軌跡によって画かれる
速度を合成した正弦波形の最大類斜角１−Ｊ以上の逃げ
角を与えて一瞬でもバイト逃げ而と切削面とが接触しな
いようにして切削することが肝要である。
さらに、第４図に示すようなチャック方法によっても旋
盤往復台上Ｋ ［１定した超音波縦振動子３と幾幅拡大
用ホーン手とによって与えられる超音波振動エネルギー
を回転する工作物１に力えて、工作物１をその半径方向
に工作物の各点を同位相で一様に超音波振動させて切削
することができる。
盤往復台上Ｋ ［１定した超音波縦振動子３と幾幅拡大
用ホーン手とによって与えられる超音波振動エネルギー
を回転する工作物１に力えて、工作物１をその半径方向
に工作物の各点を同位相で一様に超音波振動させて切削
することができる。
すなわち、工作物１を振動子３の固有振動数１に比べて
低い固有振動数人になるように弾性体１５を介してチャ
ック２にチャックする。このようにして、給油管５より
多量に給油される切Ｔ１１１油削６を介して与えられる
超音波振動エネルギーによって工作物］は矢印１１の方
向に振動数ｆおよび振幅ａをもって超音波振動する。
低い固有振動数人になるように弾性体１５を介してチャ
ック２にチャックする。このようにして、給油管５より
多量に給油される切Ｔ１１１油削６を介して与えられる
超音波振動エネルギーによって工作物］は矢印１１の方
向に振動数ｆおよび振幅ａをもって超音波振動する。
この工作物ｌを高速回転させて、刃物台８にボルト９に
よって固定したバイト７を縦送りして円筒面を旋削加工
する。このとき、使用するバイトはノーズ半径Ｒの先丸
刃バイトを用いる。
よって固定したバイト７を縦送りして円筒面を旋削加工
する。このとき、使用するバイトはノーズ半径Ｒの先丸
刃バイトを用いる。
この先丸刃バイト７の逃げ角は横逃げ角と前逃げ角は同
一に仕上げられる。この逃（げ角Ｈあるいは１１は前述
した算出方法で与えられる。このときの工作物撮動系を
モデル化して示すと第５図のようにして表わされる。は
ね定数におよびダッシュポットｃを有する１自由度の振
動系として考えられ、規則的なａ ｓｉｎ （２πｆ−
ｔ）の振動姿態をもって工作物１はその半径方向に感動
する。そして、第３図の切削機構が満足されて切りくず
が寸断され、切削力もパルス切削力波形となり、工作物
およびバイトに作用する切削力は軽減される。
一に仕上げられる。この逃（げ角Ｈあるいは１１は前述
した算出方法で与えられる。このときの工作物撮動系を
モデル化して示すと第５図のようにして表わされる。は
ね定数におよびダッシュポットｃを有する１自由度の振
動系として考えられ、規則的なａ ｓｉｎ （２πｆ−
ｔ）の振動姿態をもって工作物１はその半径方向に感動
する。そして、第３図の切削機構が満足されて切りくず
が寸断され、切削力もパルス切削力波形となり、工作物
およびバイトに作用する切削力は軽減される。
本発明では力える振動エネルギーよりも小さな切削エネ
ルギーとなる切削条件のもとに切削する必要がある。従
って、一般には軽切削が行なわれる。
ルギーとなる切削条件のもとに切削する必要がある。従
って、一般には軽切削が行なわれる。
次に、本発明の＝Ｊ［チーターの１例を示す。
ｍ径１０ ｍｍ 、長さ１０咽のステンレス鋼の工作物
全硬質ゴム製コレットチャックを介して旋盤４ミ軸に突
出し量５間としてチャックして、これを６８００１ｐ、
ｍの高速回転をもって回転させ、ホーン先端直径］、Ｏ
ｍｍのホーンを約１−胴程度の間隙を与えてセットして
、振動数２１．７ ｋ １−ｒｚ’ 、出力２ｋＷの高
出力で超音波慝動子を超音波振動させて、多量のスピン
ドル油とマシン油の混合油を給油しながら、逃げ角２０
°の先端ノーズ半径０．５ｗｎの超硬バイトを用いて、
送りＯ１８μｍ／γｅｖ切込み０．２ｍ＋ｎの切削条件
で円筒外（資）を切削速度’ｌＪ４ｍ１ｍｉｎで撮動切
削した結果、切りくずを兄事に寸断して、１円度１．〜
１．５μｍ１表面あらさを１〜〕、５μｍ ’％ｍａｒ
として旋削加工することに成功した。
全硬質ゴム製コレットチャックを介して旋盤４ミ軸に突
出し量５間としてチャックして、これを６８００１ｐ、
ｍの高速回転をもって回転させ、ホーン先端直径］、Ｏ
ｍｍのホーンを約１−胴程度の間隙を与えてセットして
、振動数２１．７ ｋ １−ｒｚ’ 、出力２ｋＷの高
出力で超音波慝動子を超音波振動させて、多量のスピン
ドル油とマシン油の混合油を給油しながら、逃げ角２０
°の先端ノーズ半径０．５ｗｎの超硬バイトを用いて、
送りＯ１８μｍ／γｅｖ切込み０．２ｍ＋ｎの切削条件
で円筒外（資）を切削速度’ｌＪ４ｍ１ｍｉｎで撮動切
削した結果、切りくずを兄事に寸断して、１円度１．〜
１．５μｍ１表面あらさを１〜〕、５μｍ ’％ｍａｒ
として旋削加工することに成功した。
本発明は以上のように、工作物を超計波根動させて、切
削をその振動数で断続させるので、切りくずが微細にな
りその処理が容易になる。
削をその振動数で断続させるので、切りくずが微細にな
りその処理が容易になる。
そして、この断続はきわめて高速に行なわれるので仕上
り面の表面粗さを悪化させることはない。さらに、工作
物を振動させるので、切削工具を切換使用する場合であ
っても、１個の超音波励娠装置を設置するたけで済み、
工作物への振動の伝達は切削油を介して行なうので、紹
肯波励振装置を［６１定配置することができる。
り面の表面粗さを悪化させることはない。さらに、工作
物を振動させるので、切削工具を切換使用する場合であ
っても、１個の超音波励娠装置を設置するたけで済み、
工作物への振動の伝達は切削油を介して行なうので、紹
肯波励振装置を［６１定配置することができる。
第１図は本発明の方法を実施する装置ｔの一例を示す平
面図、第２図は同正面図、第３図は切削面の拡大［Ｅ面
図である。第４図は本発明の方法を実施する別の装置の
平面図、第５図は同正面図である。 ］・・・工作物、２・・・チャック、８・・・超音波縦
振動子、小・・ホーン、６・・・切削油、７・・・バイ
ト、１２・・切りくず、１５・・弾性体、θ・・・逃げ
角。
面図、第２図は同正面図、第３図は切削面の拡大［Ｅ面
図である。第４図は本発明の方法を実施する別の装置の
平面図、第５図は同正面図である。 ］・・・工作物、２・・・チャック、８・・・超音波縦
振動子、小・・ホーン、６・・・切削油、７・・・バイ
ト、１２・・切りくず、１５・・弾性体、θ・・・逃げ
角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１）一端をチャックされ、かつ、高速回転する工作物
に対し、少なくとも前記回転の半径方向の分力を生じる
ように押当てた切削工具により切削を行なう方法におい
て、前記工作物に対して半径方向から間隙を介して対向
配置した超音波励振装置を固定部に固定し、前記間隙に
切削油を供給することにより、該切削油を介して超音波
振動が工作物に伝わるようにし、この超音波！勅により
切削が断続的に行なわれるようにしたことを特徴とする
精密高速振動旋削方法。 （２）チャックされた工作物の固有娠＠数を超音波励振
装置の振動に弁型させることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の精密高速振動旋削方法。 （３） チャックされた工作物の固有振動数が超音波励
振装置の振動数よりも低くなるよう、取付具を介してチ
ャックすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の精密高速振動旋削方法。 （４） 切削工具の逃げ角をｔａｎ ４ａｆ／ｖ以上
（但し、ａは振巾、ｆは振動数、υは切削速度）とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載
の精密高速振動旋削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2366682A JPS58143902A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 精密高速振動旋削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2366682A JPS58143902A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 精密高速振動旋削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143902A true JPS58143902A (ja) | 1983-08-26 |
| JPS6147642B2 JPS6147642B2 (ja) | 1986-10-20 |
Family
ID=12116813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2366682A Granted JPS58143902A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 精密高速振動旋削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143902A (ja) |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP2366682A patent/JPS58143902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6147642B2 (ja) | 1986-10-20 |
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