JPS6186111A - フライス盤及びそれを用いたカムの切削方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明はフライスｇ１（ｍｌｌｌｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎ
ｅ）に関し、′ｉ″ｒにカム軸上の径方向突起にカム輪
郭を切削形成するためのフライス盤に関する。

従来例の合成とその問題点 そｇはど剛でないカムＦ７４　（ｃａｍ　５ｈａｆｔ）
は、現在カム悄郭（ｃａｍ　ｐｒｏｆｉｌｅ）を切削す
るのに用いられている通常のフライス（ｍｌｌｌｉｎｇ
　ｃｕｔｔｅｒ　）によって負荷される大きな切削力に
対して激しく反応することカ経験から分っている。かか
るフライスでは、フライスヘッド（ｍｉｌｌｉｎｇ　ｈ
ｅａｄ　）の円筒状周面に取付けられた切削用植刃（ｃ
ｕｔｔｉｎｇ　１ｎｓｅｒｔ　）をＬえており、フライ
スヘッドはカム軸に平行な軸心周りで回転する。従って
、植刃はカム軸の回転軸心に垂直な平面内において円形
経路に沿って移動するため、各々の植刃の全切削力がカ
ム軸に、対して垂直に負荷されることになる。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消したフライス盤を提供
することを目的とする。

発明の構成 本発明によれば、植刃はカム軸の回転軸心に対して９０
　未満の角度をなす平面内にある経路に沿って移動する
ため、切削過程の大部分において、切削力の相当な部分
がカム軸の回転信心（縦軸心）方向に伝達され、フライ
ス盤の主軸台（ｈｅａｄｓｔｏｃｋ）又は心押台（ｔａ
ｉｌｓｔａｃｋ）により吸収される。

より具体的には、植刃は截頭円錐形のフライスヘッドに
取付けられており、このフライスヘッドの回転軸心はカ
ム軸の回転軸心に対して鋭角に交差している。各々の植
刃は、カム（径方向突起）の−側縁における一点から始
まり、カムのり］に対応する線で終る一片をカムから削
り取る。このようにフライスヘッドを鋭角に方向づける
ので、植刃はより平坦で、より浅い一片を削り取り、従
って衝撃力の最大値は従来のフライス盤の場合よりも小
さくなる。　、 さらに本発明によれば、フライス盤は、所望のカム輪郭
を切削形成すべくフライスヘッドをカム軸に接近ｌＩ′
ｉ！間させるための駆動手段と、カム軸の回転角度位置
を決定すると共に、この決定に応じて１２　’ｐＤ手段
を動作させるための信号を発生・処理・伝達するｉｉｊ
号手段とを備えていてよい。さらに、フライス盤は、所
定の輪郭に切削加工される間にカムの周回速度を一定に
保つように可変的にカム、７由を回転させるための駆動
手段と、カム軸に対するフライスヘッドの位置を決定す
ると共に、この決定に応じて駆動手段を動作させるため
の信号を発生・処理・伝達する４６号手段とを備えてい
てよい。カム１浦の回転角度位置を決定するための信号
手段及びカム軸に対するフライスヘッドの位置を決定す
るための信号手段とは、いずれも位置検出用トランスジ
ューサとコンピュータとを備えている。

実施例の説明 以下、深付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

図面において、α４は支持ベース０４１において案内要
素（２）に摺動自在に取付けられた工作物テーブル但を
備えるフライス盤を示している。工作物テーブル（ロ）
は、送りねじ機構（至）により、案内要素（６）に沿っ
て位置調整できる。送りねじしｌ構ａ句は工作物テーブ
ル（ロ）の部分（至）に係合しており、正送回ｌモーク
弼により駆動される。（財）はフライステーブルで、支
持ベースａ脣の何方延長部Ｉζおいて訪記芙内要素０４
に垂直な案内要水は９に沿って摺動可能に取付けられて
いる。フライステーブル（財）は、送りねじ機ｖ１＠に
より工作物テーブル０υに対し接近口開可能で、送りね
じ機構臼は、フラー「ステーブル（ハ）部分σ■ζ係合
しており、正逆回転モータ（２）により駆動される。

工作物テーブル（２）のｖ４４近傍には、主軸台■と心
押台■とが取付けられており、これら両者は、それぞれ
相互に間隔をあけて対向した状態で直線状に並ぶ主軸（
至）と心押軸（２）とを有している。これら軸ＯＩｗは
協働して、縦長の工作物（Ｗ）を係合支持する。主軸（
至）は主軸台（至）内に設けられた可変速度モータ■に
より駆動される。一方、心押軸に）は、ｊ駆動されるこ
となく自由回転可能である。本実施例における工作物（
Ｗ）は、その長さ方向に間隔をあけて穏々な径方向突起
に）を有するカム軸である。

初期状態ｌこおけるカム軸の径方向突起→は円形で、フ
ライス卿によって非円形の形状、すなわち所望のカムζ
、１ｊ郭にフライス加工される。

フライス■はフライステーブル（財）に取付けられてお
り、ハウジングＩＩを有している。このハウジング（１
円にシャフト霞（＠　１０図）が回転自在に支持されて
おり、このシャフト−の一端にはフライスヘッド匈が取
付けられ、他端には綱車（イ）が取付けられている。同
じくフライステーブル（財）に取付けられたモータ州は
、その出力軸に綱車例を備えており、両網車ＭＳＩを連
結するベルトｎがモータ′Ｖ〕：からのシーカをフライ
スヘッド匈に伝達して、こ　゛れを回ｉ′云させる。

フライスヘッド各υは、その回転軸心のη（第４図）に
同心でゐる効頭円錐形の前部表面の９を有している。回
転軸心’Ｊｉ７１はシャフト霞の縦軸心である。前部円
錐面例には、回転軸心−に対して放射状に延びる切１ユ
リ緑σαを有する複数め植刃−が設けられているっ第９
］４では３個の植刃−のみしか示されていないが、全３
６０°にわたり周方向等間隔にこのような植刃涛を設け
るのが好ましい、７植刃倒の数は変更できるが、本実施
例では１０個投げである。植刃−は、円錐面一に形成し
たスロット内に適宜な手段、５例えばねじ付きリテーナ
（７Ｂにより若脱自在に取付けられている。

フライスヘッド−の回転軸心口はカム軸（Ｗ）の縦−０
心に対し鋭角に交差する。この角度は変更し得るが、カ
ム軸における隣接する径方向突起（ロ）（カム）や主軸
台（財）及び心押台■に対して邪廊にならないような大
きさに設定する必要があり（第４図参照）、例えば約７
０°に設定すれば仁れた結果が得られる。フライスヘッ
ド−の円錐面一がフライスヘッド−の回転軸心口に垂直
な平面に封してなす角は、フライスヘッド（財）の回転
軸心（５）がカム軸（Ｗ）に垂直な平面に対してなす角
と同じである。従って、フライス加工時には、円錐面一
と同じ角度に配設されている切削縁りＩ（第１０図参照
）は、カム４ｉｉ１１　（Ｗ）　（第４図参照）の縦軸
心に平行なカム面を形成すべく・切削を行なう。実際上
、粘刃−は所望に応じて、その切削縁（７１が帛４図及
び灯１０図に示すのと異なる角度になるように若干傾斜
させてもよく、これによりカム軸（Ｗ）の縦軸心に対し
て鋭角をなすカム面を切削加工することができる。

フライステーブル■を前進させて、フライスヘッド−を
回転するカム＠　（Ｗ）上の１つのカムに）に対する切
削位置にもたらすと、回転するフライスヘッド−の植刃
−は第５図に示す円形経路に沿って高速に移動し、この
際各々の植刃■は回転するカム（６）の外周からその一
片（ｃｈｉｐ）を削り取る。

フライスヘッド−のカム軸（Ｗ）に対する前述の位置関
係により、各々の植刃−がカム軸の外周を切削するにあ
たり、その削り取りはカムに）の−側縁−における点四
から始まり、カム軸（Ｗ）の回転軸心（縦軸心）に平行
でカム（至）の幅に対応する線（７）で終了する。概略
的に描いた第１１図において、破線−はカム（イ）の外
周における切削開始点（７尋から切削終了線σ稀に至る
削り取り経路を示しており、これによれば破線−、カム
例の側縁−１及び切削終了線−により形成される略三角
形の一片が削り取られる。

冒頭で述べたように、従来のフライス盤では、植刃がカ
ム軸の回転軸心（縦軸心）に対して垂直な平面内の円形
経路に沿って移動するため、各々の植刃の全切削力がカ
ム軸に垂直に負荷される。

また、植刃による切削は比較的深くなるため、最大切削
力が増加する。切削力は開始時に最大で、切削終了が近
づくにつれて減少する。このようすが、＠８図における
破線−で示す。

一方、本発明のフライス盤では、切削力及び切削方向等
の切削作用は全く異なっている。すなわち、各植刃−の
接触初期では、削り取りが点ｒＩ＋９から始まるので、
切削力は比較的小さい。この場合、切削力の相当な部分
がカム軸Ｌ　Ｗ　）の縦方向に作用しく第１１図の矢印
参照）、フライス盤の主ｆＡ台（至）又は心押台に）に
吸収されるため、カム軸（Ｗ）に発生する応力はずっと
少なくてすむ。切削が進むと、切削力及び切削幅の双方
ともが増加する。その役、切削幅が増加し、切削深さが
減少するので、切゛削力は安定する。切削の終了が近づ
くにつれて、切削幅の増加率が落ちるのに対し、切削深
さく切削片の厚み）は減少し続けるので、切削力が減少
する。このようすが、＠８図において実線−で示しであ
る。もちろん、切削が進むにつれて、切削力の方向はカ
ムｆｌ！Ｉ（Ｗ）に対してより垂直に近づくが、切削力
自体が切削終了が近づくにつれて急激に減少するので、
カム軸（Ｗ）は衝撃に耐えることができる。このように
植刃−の移動経路（Ｐ）のカム軸（Ｗ）のＰｉ軸軸心対
する角度を９０’より小さく設定することにより、より
平坦でより浅い切削加工を行なうことができる。

径方向突起四の１つにカム輪郭を形成するには、カム軸
（Ｗ）をモーターにより回転させるのと同時に、フライ
ステーブル■用のモータに）を動作させて、切削加工に
より得たい特定のカム輪郭に応じてフライスヘッド−を
カム軸（Ｗ）に対して接近離間させる必要がある。この
ためモータＱの制御は、例えば主＃１（至）上に設けら
れる環状パターンとトレーサとの組合せにより機械的に
行なうことが可能である。この場合、トレーサは環状パ
ターンの輪郭に追随して、フライステーブルを前進させ
るか、或は後退させるべく、モータに所要の動作信号を
発する。しかしながら、このようなＦｊｔＳ制御には、
各々のカム輪郭に対し別個のパターンが必要なので、好
ましくない。従って、好適には、回転角度位置検出用ト
ランスジューサ（ＲＴＲ）とコンピュータ（ＣＩ　）の
組合せにより行なう。トランスジューサ（ＲＴＲ）は、
心押台（２）に取付けられた固定要素を備えると共に、
心押軸（至）と−緒に回転する可動要素を備えた回転型
トランスジューサで、心押軸（至）がカム軸（Ｗ）と−
緒に回転するので、可動要素はカム軸（Ｗ）の回転角度
位置を検出することができる。トランスジューサ（ＲＴ
Ｒ）はこの回転角度位置をコンピュータ（ＣＩ　）に供
給し、コンピュータ（ＣＩ　）はカム第１１　（Ｗ）の
この↑Ｇ定回転角度位置におけるカム半径を計算し、モ
ータに）に信号を供給スル。モータに）はこの信号に応
じてプライステーブル（ハ）用の送りねじ機構に）を動
作させ、フライスヘッド−をカム軸（Ｗ）に対して前進
あるいは後退させる。

カムｆｆ’出（Ｗ）を一定の角度で回転させた場合、フ
ライス加工されているカム（転）の周、面速度はカム輪
郭によって変化するため、好ましくない、従って、本実
倫＆’ｒでは、賜ライス加工されているカム（６）の周
面進度を一定にするために、カム軸（Ｗ）の角速度を変
化させるための手段を設けている。すなわち、カム軸（
賃′、を回転させるモータ（ト）は直線位置トランスジ
ューサ（ＬＴＲ）とコンピュータ（Ｃ２）とにより、ｌ
＠される。トランスジューサ（ＬＴＲ）は、支持ベース
０（に固定要素を備えると共に、フライステーブル（至
）と−緒に移動して、フライスヘッド−のカム軸（Ｗ）
に対する位置を検出する可動要素を備えている。トラン
スジューサ（ＬＴＲ）はこの情報会コンピュータ（Ｃ２
〕に供給し、これを受けたコンピュータ（Ｃ２）は主軸
台（至）の駆動モータ（埒に信号を供給して、フライス
加工を受けているカムに）の周面速度を一定にすべく主
軸曽の回転速度を調整する。

フライス盤を動作させるにあたっては、まずモータυを
５作させて、フライスヘッド−に対しカム軸（Ｗ）をそ
の縦軸心方向に調１さし、カムＣ，つ（ＳＶ）の持廻の
径方向突起（ロ）をフライスヘッド６０に対向させる１
次に、主軸台（至）のモータ（１１を駆ｌさせ、カム軸
（Ｗ）をほぼ７秒間に１回転の進度で−−６させる。モ
ータ（７）の回転方向は正逆いずれであってよい。フラ
イスヘッド−ｄＱ用のモータ鰻は、約１０（１０ｒｐｍ
の速度でフライスヘッド−を回転させる。カムｈ（ｗ）
が回＋Ｅ　シている間に、モータに）によりフライスヘ
ッド−は、フライス加工すべき径方向突起（Ｑの外周に
対する作用位置にもたらされる。フライスヘッド−が回
転すると、植刃・：ｈが第５　’ｆ４１こ示す円形経路
（Ｐ）に沿って高速で移動し、この際各々の植刃用がカ
ム９　（Ｗ）上で回転する径方向突起＠乃の外周面から
前述したような削り取り作用により一片ずつ削り取る。

カム軸（ＳＳ’　）が回転する聞に、フライスヘッド（
財）は所定のカム輪郭を加工すべくカムｍ（Ｗ）に対し
て接近に５間されるが、この接近離間動作は、カム軸（
Ｗ）の回転角度位置を検出する回転式トランスジューサ
（ＲＴＲ）とその特定の回転角度位置ｉζおけるカム半
径を計算してモータ（至）に適当な信号を供給するコン
ピュータ（ＣＩ）とにより制ｇされる。

カムＳ！ｆ　（’＋”＋’　）においてフライス加工を
受けている径方向突起（６）の半径は刻々変化するのも
、その径方向突起４Ｆ３の周面速度を一定に保つために
、モータ輪により主〈ｔ；１（至）の回転速度を連続的
に若干調整する必要がある。このような制御は、フライ
ステーブル−の位置を検出する直線式トランスジューサ
（ＬＴＲ）とこの筒報を受けて主軸Ｑの適正な回転速度
を計算すると共にモーターに適切な信号を供ＲＪするコ
ンピュータ（ＣＩ　）とによって達成される。

所望のカムΩ郭は、カム軸（Ｗ）がちょうど１回転する
ｉｉＢに切削加工されるものである。

発明の効果 以上述べたように、本発明にまるフライス盤では、切ゴ
リ要素が工作物の縦軸心に対し９０’未満の角度をなす
平面内の径路を移動しながら順次工作物の条方向突起に
係合するようｉζしてゐるので、工１’Ｆ物に対し過負
荷がかかることなく、確実に所定の輪郭に径方向突起を
切削加工できるものである。

【図面の簡単な説明】

帛１図は本発明の一実施例１ζ係るフライス盤の平面図
、第２図ｊ、を同フライス盤の一部切欠正百図、第３図
は主軸台を取去った同フライス盤を示す他面図、第４囚
は同フライス盤の要部拡大平面図、第５図は同フライス
盤における切削過程において切削用植刃の移動経路を示
す概略図、第６因は同フライス盤におけるフライスヘッ
ド用駆動手段とこの駆動手段のための信号手段を示す概
略痛成図、第７図は同フライス盤におけるカム軸用駆動
手段とこの駆動手段のための信号手段を示す概略構成図
、第３図は同フライス盤及び従来のフライス信における
切削力の変化を示すグラフ、第９図は本発明のフライス
盤におけるフライスヘッドの正面図、＠ＩＯ図は同フラ
イスヘッドの＃！１面図、第１１図は同フライスヘッド
における切削用植刃による切削原理を示す概略図である
ヨ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、縦方向に長い工作物上の径方向突起を切削加工する
   ためのフライス盤であって、工作物を支持してその縦軸
   心周りに回転させるための手段と、回転自在なフライス
   ヘッドを有すると共に、このフライスヘッドの回転軸心
   周りで円形に配列された複数の切削要素を有するフライ
   スと、フライスヘッドを工作物の縦軸心から横方向に間
   隔をあけた状態で支持するための支持手段と、フライス
   ヘッドを回転させるための手段とを備え、前記支持手段
   は、フライスヘッドの回転により、切削要素が工作物の
   縦軸心に対し９０°未満の角度をなす平面内の径路を移
   動して、順次工作物の径方向突起に係合するような状態
   にフライスヘッドを支持することを特徴とするフライス
   盤。 ２、フライスヘッドを工作物に対して接近離間させるた
   めの手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のフライス盤。 ３、径方向突起に切削形成すべき輪郭に応じてフライス
   ヘッド工作物に対して接近離間させるための駆動手段を
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   フライス盤。 ４、工作物の回転角度位置を決定すると共に、この決定
   に応じて駆動手段を動作させるための信号を発生・処理
   ・伝達するための信号手段を備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載のフライス盤。 ５、信号手段が回転角度位置検出用トランスジューサと
   コンピュータとを備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項に記載のフライス盤。 ６、所定の輪郭に切削加工される間に径方向突起の周面
   速度を一定に保つように可変的に工作物を回転させるた
   めの駆動手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のフライス盤。 ７、工作物に対するフライスヘッドの位置を決定すると
   共に、この決定に応じて駆動手段を動作させるための信
   号を発生・処理・伝達するための信号手段を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のフライス盤
   。 ８、信号手段が位置検出用トランスジューサとコンピュ
   ータとを備えることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載のフライス盤。 ９、フライスヘッドの回転軸心が工作物の縦軸心に対し
   て鋭角をなすことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のフライス盤。 １０、フライスヘッドの回転軸心が工作物の縦軸心に対
   して鋭角に交差することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のフライス盤。 １１、各々の切削要素が、径方向突起の一側縁の一点か
   ら始まり径方向突起の幅に対応する線にて終る一片を径
   方向突起から削り取ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のフライス盤。 １２、各々の切削要素が円形経路を移動し、１回の削り
   取りの初期には工作物の縦方向に大きな切削力ベクトル
   成分を作用させ、１回の削り取りの終了時には工作物に
   対して垂直方向の切削力ベクトル成分を作用させること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載のフライス
   盤。 １３、径方向突起に切削形成すべき輪郭に応じてフライ
   スヘッド工作物に対して接近離間させるための駆動手段
   と、工作物の回転角度位置を決定すると共に、この決定
   に応じて駆動手段を動作させるための信号を発生・処理
   ・伝達すべく、回転角度位置検出用トランスジューサ及
   びコンピュータからなる信号手段とを備えることを特徴
   とする特許請求の範囲第１１項に記載のフライス盤。 １４、所定の輪郭に切削加工される間に径方向突起の周
   面速度を一定に保つように可変的に工作物を回転させる
   ための駆動手段と、工作物に対するフライスヘッドの位
   置を決定すると共に、この決定に応じて駆動手段を動作
   させるための信号を発生・処理・伝達するべく、位置検
   出用トランスジューサ及びコンピュータからなる信号手
   段とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１１項
   に記載のフライス盤。