JP2010069553A - Compound tool, machine tool, and machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単一の工具によって粗加工と仕上加工とを行うことが可能な複合工具、この複合工具を用いた工作機械および加工方法に関する。 The present invention relates to a composite tool capable of performing roughing and finishing with a single tool, a machine tool using the composite tool, and a machining method.
従来、単一の工具によって、異なる複数の加工部位を加工できる工具として、特許文献1に開示された「切削具付バリ取り工具」が知られている。
これは、切削加工装置の主軸等に取付けられて、回転しながら被加工物を切削する回転工具であって、円孔の開口部の周縁に傾斜した面取り部分を形成する面取りナイフと、段付孔の孔内部の平坦面を形成するための平削りナイフとが軸方向にずれて設けられた構成である。
Conventionally, “a deburring tool with a cutting tool” disclosed in Patent Document 1 is known as a tool capable of machining a plurality of different machining sites with a single tool.
This is a rotary tool that is attached to a spindle or the like of a cutting device and cuts a workpiece while rotating, and a chamfering knife that forms a chamfered portion at the periphery of the opening of a circular hole, and a step A planing knife for forming a flat surface inside the hole is provided so as to be offset in the axial direction.
切削加工の際、工具本体を回転させながら被加工物に押し当てる。すると、工具本体に固定された平削りナイフによって段付孔の平坦面の切削が行われる。工具本体が平坦面を切削しながら所定の深さまで押しこまれると、平削りナイフよりも後方に固定された面取りナイフによって開口部の周縁が面取りされる。
従って、特許文献1の工具を使用すれば、一つの工具により段付部の平坦面の形成と、開口部の周縁のバリ取りとを行うことができる。
During cutting, the tool body is pressed against the workpiece while rotating. Then, the flat surface of the stepped hole is cut by a flat knife fixed to the tool body. When the tool body is pushed to a predetermined depth while cutting a flat surface, the peripheral edge of the opening is chamfered by a chamfering knife fixed to the rear of the flat cutting knife.
Therefore, if the tool of patent document 1 is used, formation of the flat surface of a step part and deburring of the periphery of an opening part can be performed with one tool.
しかしながら、特許文献1に記載の工具は、異なる加工部位を加工するものであるため、例えば、加工された面に仕上げ加工する場合、仕上加工用の工具に交換したのち、再度加工動作を行わなければならないため、作業効率が悪いという課題がある。つまり、特許文献1に記載の工具で所定形状に粗加工したのち、仕上加工用工具に交換しなければならないため、工具交換に伴う労力、時間がかかり、効率的な作業が望めないという課題がある。 However, since the tool described in Patent Document 1 processes different processing parts, for example, when finishing a processed surface, the processing operation must be performed again after replacing the tool with a finishing tool. Therefore, there is a problem that work efficiency is poor. In other words, after roughing into a predetermined shape with the tool described in Patent Document 1, it must be replaced with a finishing tool, which requires labor and time associated with tool replacement, and there is a problem that efficient work cannot be expected. is there.
本発明の目的は、このような課題を解消し、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの工具によって加工することにより、作業効率を向上させることができる複合工具、工作機械および加工方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve such a problem, and to perform a composite tool, a machine tool, and a machine tool capable of improving work efficiency by processing from roughing to finishing with one tool without changing tools It is to provide a processing method.
本発明の複合工具は、中心軸を有する工具本体と、前記工具本体の外周に設けられた複数種の加工具とを備え、前記複数種の加工具は、切削具および研削具を備え、前記切削具および研削具は、前記工具本体の中心軸を中心として放射状に配置され、前記研削具は、前記工具本体の中心軸から前記切削具の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置され、かつ、前記工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能に構成されている、ことを特徴とする。 The composite tool of the present invention comprises a tool body having a central axis and a plurality of types of processing tools provided on the outer periphery of the tool body, the plurality of types of processing tools comprising a cutting tool and a grinding tool, The cutting tool and the grinding tool are arranged radially about the central axis of the tool body, and the grinding tool is located inside a circumference having a radius from the central axis of the tool body to the cutting edge of the cutting tool. And is configured to be rotatable around an axis substantially orthogonal to the central axis of the tool body.
この構成によれば、複合工具を工具本体の中心軸を中心として回転させるとともに、複合工具と被加工物とを相対移動させると、切削具によって被加工物が切削加工(粗加工)される。このとき、研削具の先端は、工具本体の中心軸から切削具の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置されているから、複合工具を回転させて粗加工を行っても、研削具は被加工物に接することがない。
次に、複合工具の研削具を粗加工された被加工物に接触させた状態のまま、複合工具を回転させることなく、研削具を工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転させながら、複合工具と被加工物とを相対移動させると、研削具によって被加工物が研削加工される。このとき、複合工具は回転していないので、切削具は被加工物に接することがないから、研削具によって被加工物が仕上加工される。
従って、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの工具によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
According to this configuration, when the composite tool is rotated about the central axis of the tool body and the composite tool and the workpiece are relatively moved, the workpiece is cut (roughly processed) by the cutting tool. At this time, since the tip of the grinding tool is positioned inside the circumference having the radius from the center axis of the tool body to the cutting edge of the cutting tool, even if rough machining is performed by rotating the composite tool The grinding tool does not contact the workpiece.
Next, with the grinding tool of the composite tool kept in contact with the roughly processed workpiece, the grinding tool is centered on an axis substantially orthogonal to the central axis of the tool body without rotating the composite tool. When the composite tool and the workpiece are relatively moved while being rotated, the workpiece is ground by the grinding tool. At this time, since the composite tool is not rotated, the cutting tool does not come into contact with the workpiece, and thus the workpiece is finished by the grinding tool.
Therefore, since the roughing process to the finishing process can be performed with one tool without changing the tool, the working efficiency can be improved.
本発明の複合工具において、前記研削具は、前記工具本体に設けられ前記工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能に構成されたエアーモータと、このエアーモータの先端にシャフトを介して取り付けられた砥石とを含んで構成されている、ことが好ましい。
この構成によれば、研削具が、工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能なエアーモータと、このエアーモータによって回転される砥石とから構成されているから、砥石を高速回転させながら研削加工を行うことができる。よって、被加工物の加工面を高精度に仕上げることができる。
In the composite tool of the present invention, the grinding tool is provided on the tool body and configured to be rotatable about an axis substantially orthogonal to the center axis of the tool body, and a tip of the air motor. It is preferable that it is comprised including the grindstone attached through the shaft.
According to this configuration, the grinding tool is composed of an air motor that can rotate around an axis substantially orthogonal to the central axis of the tool body, and a grindstone that is rotated by the air motor. Grinding can be performed while rotating at high speed. Therefore, the processed surface of the workpiece can be finished with high accuracy.
本発明の複合工具において、前記切削具は、粗加工用刃および仕上加工用刃とを備え、 前記粗加工用刃は、前記工具本体の外周に少なくとも1個設けられ、かつ、この粗加工用刃の先端は、前記工具本体の中心軸からこの中心軸に対して直交する方向へ所定距離離れて位置され、前記仕上加工用刃は、前記工具本体の外周に少なくとも1個設けられ、かつ、この仕上加工用刃の先端は、前記工具本体の中心軸から前記粗加工用刃の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置されている、ことが好ましい。
この構成によれば、複合工具を工具本体の中心軸を中心として回転させるとともに、複合工具と被加工物とを相対移動させると、粗加工用刃によって被加工物が粗加工される。このとき、仕上加工用刃の先端は、工具本体の中心軸から粗加工用刃の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置されているから、複合工具を回転させて粗加工を行っても、仕上加工用刃は被加工物に接することがない。
次に、複合工具の仕上加工用刃を粗加工された被加工物に接触させた状態のまま、複合工具を回転させることなく、複合工具と被加工物とを相対移動させると、仕上加工用刃によって被加工物が平削りされる。このとき、複合工具は回転していないので、粗加工用刃は被加工物に接することがないから、仕上加工用刃によって被加工物が仕上加工される。
従って、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの工具によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
In the composite tool of the present invention, the cutting tool includes a roughing blade and a finishing blade, and at least one roughing blade is provided on an outer periphery of the tool body, and the roughing blade is used. The tip of the blade is located a predetermined distance away from the central axis of the tool body in a direction orthogonal to the central axis, and at least one finishing blade is provided on the outer periphery of the tool body, and It is preferable that the tip of the finishing blade is located on the inner side of a circumference having a radius from the center axis of the tool body to the cutting edge of the roughing blade.
According to this configuration, when the composite tool is rotated about the central axis of the tool body and the composite tool and the workpiece are relatively moved, the workpiece is roughly processed by the roughing blade. At this time, the tip of the finishing blade is positioned inside the circumference with the radius from the center axis of the tool body to the cutting edge of the roughing blade. The finishing blade does not come into contact with the workpiece even if the process is performed.
Next, when the composite tool and the work piece are moved relative to each other without rotating the composite tool while the finish tool blade of the composite tool is in contact with the rough processed work piece, The workpiece is planed by the blade. At this time, since the composite tool is not rotated, the roughing blade does not come into contact with the workpiece, and the workpiece is finished by the finishing blade.
Therefore, since the roughing process to the finishing process can be performed with one tool without changing the tool, the working efficiency can be improved.
本発明の複合工具において、前記粗加工用刃、前記仕上加工用刃および前記研削具は、前記中心軸に対して直交する1つの平面内に配置され、前記仕上加工用刃および前記研削具は、これに隣接する前記粗加工用刃に対して前記中心軸を中心として30度間隔以上離れて配置されている、ことを特徴とする複合工具。
この構成によれば、粗加工用刃、仕上加工用刃および研削具が中心軸に対して直交する同一平面上に配置されているから、たとえば、加工部位が軸の外周面の場合であって、軸の根本部分が他の部分に連続して形成されている形状などでも、軸の外周面を粗加工および仕上げ加工することができる。つまり、加工部位形状によって制約を受けにくい。
また、仕上加工用刃および研削具は、これに隣接する粗加工用刃に対して中心軸を中心として30度間隔以上離れて配置されているから、仕上加工に際して、仕上加工用刃や研削具を被加工物に接触させた際に、粗加工用刃が被加工物に接触するのを極力避けることができる。
In the composite tool of the present invention, the roughing blade, the finishing blade and the grinding tool are arranged in one plane orthogonal to the central axis, and the finishing blade and the grinding tool are The composite tool is characterized in that it is arranged at an interval of 30 degrees or more about the central axis with respect to the roughing blade adjacent thereto.
According to this configuration, since the roughing blade, the finishing blade and the grinding tool are arranged on the same plane perpendicular to the central axis, for example, the processing site is the outer peripheral surface of the shaft. The outer peripheral surface of the shaft can be roughed and finished even in a shape in which the base portion of the shaft is formed continuously with other portions. That is, it is difficult to be restricted by the shape of the processed part.
Further, since the finishing blade and the grinding tool are arranged at intervals of 30 degrees or more with respect to the roughing blade adjacent thereto as the center axis, the finishing blade and the grinding tool are used in finishing processing. When the is brought into contact with the workpiece, it is possible to avoid the rough machining blade from contacting the workpiece as much as possible.
本発明の複合工具において、前記工具本体は、工作機械の主軸に装着される主軸装着部と、この主軸装着部に一体的に形成され主軸装着部を中心として円盤状に形成された刃装着部とを備え、前記粗加工用刃および仕上加工用刃は、前記刃装着部に対して着脱可能に装着されている、ことが好ましい。
この構成によれば、粗加工用刃および仕上加工用刃が、工具本体の刃装着部に対して着脱可能に装着されているので、これら粗加工用刃や仕上加工用刃の刃先が破損あるいは摩耗した場合でも、新たな粗加工用刃や仕上加工用刃に交換しやすい。
In the composite tool of the present invention, the tool main body includes a spindle mounting portion that is mounted on a spindle of a machine tool, and a blade mounting portion that is integrally formed with the spindle mounting portion and is formed in a disc shape around the spindle mounting portion. The roughing blade and the finishing blade are preferably detachably mounted on the blade mounting portion.
According to this configuration, since the roughing blade and the finishing blade are detachably attached to the blade mounting portion of the tool body, the cutting edge of the roughing blade or the finishing blade is damaged or Even when worn, it can be easily replaced with new roughing and finishing blades.
本発明の工作機械は、主軸、この主軸を回転駆動させる駆動手段、および、前記主軸と被加工物とを相対移動させる少なくとも1つの制御軸とを備えた工作機械本体と、前記駆動手段および制御軸を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、前記主軸に装着される複合工具とを備え、前記複合工具は、前記いずれかの複合工具が用いられている、ことを特徴とする。
この構成によれば、制御装置によって、駆動手段および制御軸を駆動制御すると、主軸に装着された複合工具によって、被加工物に対する粗加工から仕上加工までを連続して実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。
The machine tool of the present invention includes a machine tool main body including a main shaft, drive means for rotationally driving the main shaft, and at least one control shaft for relatively moving the main shaft and the workpiece, and the drive means and control. A control device that drives and controls the shaft according to a machining program, and a composite tool mounted on the main shaft, wherein any one of the composite tools is used as the composite tool.
According to this configuration, when the driving unit and the control shaft are driven and controlled by the control device, the roughing process to the finishing process can be continuously performed on the workpiece by the composite tool mounted on the main shaft. Therefore, more efficient processing can be realized.
本発明の工作機械において、前記制御軸は、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸とをX軸方向へ相対移動させるX軸移動機構と、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸方向とを前記X軸に直交するY軸方向へ相対移動させるY軸移動機構と、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸と前記X軸方向および前記Y軸方向に直交するZ軸方向へ相対移動させるZ軸移動機構とを含んで構成され、前記テーブルは、前記被加工物を前記主軸の軸線と平行な軸と中心として回転させる回転テーブルを含んで構成されている、ことが好ましい。
この構成によれば、被加工物を載置したテーブルと主軸とを三次元方向へ移動可能な三次元移動機構が構成されるとともに、被加工物を主軸の軸線と平行な軸を中心として回転させる回転テーブルも含んでいるから、複雑な形状に被加工物を加工することができる。例えば、軸部の外周に溝条や突条などを加工することもできる。
In the machine tool of the present invention, the control shaft includes an X-axis moving mechanism that relatively moves the table on which the workpiece is placed and the main shaft in the X-axis direction, the table on which the workpiece is placed, and the A Y-axis moving mechanism that relatively moves the main axis direction in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis; a table on which the workpiece is placed; the main axis; the Z-axis orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction A Z-axis moving mechanism that relatively moves in a direction, and the table includes a rotary table that rotates the workpiece about an axis parallel to the axis of the main axis. preferable.
According to this configuration, a three-dimensional movement mechanism capable of moving the table on which the workpiece is placed and the main shaft in a three-dimensional direction is configured, and the workpiece is rotated about an axis parallel to the axis of the main shaft. Since the rotating table to be included is also included, the workpiece can be processed into a complicated shape. For example, grooves and protrusions can be processed on the outer periphery of the shaft portion.
本発明の加工方法は、上述した複合工具を用いて、被加工物を加工する加工方法において、前記複合工具を前記工具本体の中心軸を中心として回転させるとともに、前記複合工具と被加工物とを相対移動させながら、前記切削具によって被加工物を加工する切削加工工程と、前記複合工具の研削具を前記被加工物に接触させた状態のまま、前記複合工具を回転させることなく、前記複合工具と被加工物とを相対移動させながら、前記研削具によって被加工物を研削加工する研削加工工程と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、上述した複合工具で述べて効果を同様な効果が期待できる
The machining method of the present invention is a machining method for machining a workpiece using the above-described complex tool, wherein the complex tool is rotated about the central axis of the tool body, and the complex tool and the workpiece are Without moving the composite tool while rotating the composite tool in a state in which the workpiece is processed with the cutting tool and the grinding tool of the composite tool is in contact with the work piece. A grinding process for grinding the workpiece with the grinding tool while relatively moving the composite tool and the workpiece.
According to this configuration, the same effect as described in the above-described composite tool can be expected.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<工作機械本体の説明>
図1は、本発明の工作機械の実施形態を示す正面図である。
同工作機械は、工作機械本体10と、この工作機械本体10を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置30と、工作機械本体10に取り付けられ被加工物としてのワークWを加工する複合工具40とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Description of machine tool body>
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a machine tool of the present invention.
The machine tool includes a
工作機械本体10は、ベース11と、このベース11上に前後方向(X軸方向)へ移動可能に設けられ上面にワークWを載置するテーブル12と、ベース11の両側に立設された一対のコラム13A,13Bと、この両コラム13A,13Bの上部間に掛け渡されたクロスレール14と、このクロスレール14に沿って左右方向(Y軸方向)へ移動可能に設けられたサドル15と、このサドル15にX軸と平行なA軸を中心として旋回可能に設けられた傾斜機構を構成する旋回サドル16と、この旋回サドル16に上下方向(Z軸方向)へ昇降可能に設けられたラム17と、このラム17内に回転可能に収納された主軸18と、この主軸18を回転駆動させる駆動手段19とを備える。なお、X軸、Y軸、Z軸は互いに直交している。
The machine tool
ベース11には、テーブル12をX軸方向に移動させるX軸移動機構21が設けられ、クロスレール14には、サドル15をY軸方向に移動させるY軸移動機構22が設けられ、旋回サドル16には、ラム17をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構23が設けられている。これらのX軸移動機構21、Y軸移動機構22およびZ軸移動機構23は、制御軸を構成するもので、これら3つの制御軸から、テーブル12(ワークW)と主軸18とを三次元方向へ相対移動させる三次元相対移動機構が構成されている。
The
また、テーブル12の上面には、ワークWを主軸18の軸線と平行な軸(Z軸)を中心として回転させる回転テーブル24が設けられているとともに、一方のコラム13A側には、工具収納装置25およびATC(自動工具交換装置)26が設けられている。
工具収納装置25には、異なる複数種の工具が収納されている。ATC(自動工具交換装置)26は、工具収納装置25と主軸18との間で工具交換を行う。例えば、Y軸移動機構22およびZ軸移動機構23の駆動により、主軸18が図1中左端に接近移動された状態において、主軸18に装着されている使用中の工具と工具収納装置25内の工具とを自動交換する。
制御装置30は、駆動手段19およびX軸移動機構21、Y軸移動機構22、Z軸移動機構23を、予め設定された加工プログラムに従って駆動制御する。
Further, on the upper surface of the table 12, there is provided a rotary table 24 for rotating the workpiece W around an axis (Z axis) parallel to the axis of the
The
The
<複合工具の説明>
図2は複合工具40の斜視図、図3は複合工具40の平面図である。
複合工具40は、中心軸を有する工具本体41と、この工具本体41に外周に設けられた複数種の加工具(粗加工用刃45、仕上加工用刃46、研削具47)とを備える。
工具本体41は、工作機械の主軸18に装着される主軸装着部としてのテーパシャンク部42と、このテーパシャンク部42の下端に一体的に形成されテーパシャンク部42を中心とした円盤状に形成された刃装着部43とを備える。刃装着部43の外周面所定角度位置には収納穴43Aが放射状に開口され、この収納穴43Aに対して、粗加工用刃45および仕上加工用刃46が着脱可能に装着されている。つまり、刃装着部43に対して、粗加工用刃45および仕上加工用刃46が数本のボルト44などによって着脱可能に装着されている。
<Description of composite tool>
FIG. 2 is a perspective view of the
The
The
加工具は、切削具としての粗加工用刃45および仕上加工用刃46と、研削具47とを含んで構成されている。
粗加工用刃45、仕上加工用刃46および研削具47は、刃装着部43の外周面でかつ中心軸に対して直交する1つの同一平面内において、一定角度間隔位置(60度間隔位置)に配置されている。ここでは、0°、120°、180°、300°位置に粗加工用刃45が、また、60°位置に仕上加工用刃46が、更に、240°位置に研削具47がそれぞれ配置されている。従って、仕上加工用刃46および研削具47は、互いに180°離れて配置されているとともに、これに隣接する粗加工用刃45に対して中心軸を中心として60°離れて配置されている。
The processing tool includes a
The
粗加工用刃45は、工具本体41の刃装着部43の収納穴43Aに装着される刃本体部45Aと、この刃本体部45Aの先端に固着された刃先部45Bとを有する。刃先部45Bは、先端(刃先)が、工具本体41の中心軸からこの中心軸に対して直交する方向へ所定距離rだけ離れて位置されているとともに、図4(A)に示すように、反切削回転方向から見て、先端が幅狭になった台形形状に形成されている。
仕上加工用刃46も、粗加工用刃45と同様に、工具本体41の刃装着部43の収納穴43Aに装着される刃本体部46Aと、この刃本体部46Aの先端に固着された刃先部46Bとを有する。刃先部46Bは、先端(刃先)が、工具本体41の中心軸から粗加工用刃45の刃先までの距離rを半径とする円周よりも内側に位置されているとともに、図4(B)に示すように、粗加工用刃45の刃先部45Bの輪郭形状よりも僅かに大きい台形形状に形成されている。つまり、粗加工用刃45の刃先部45Bの輪郭形状よりも仕上げ加工代分αだけ大きい台形形状に形成されている。
The
In the same manner as the
研削具47は、図5に示すように、工具本体41に設けられ工具本体41の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能に構成されたエアーモータ51と、このエアーモータの先端にシャフト61を介して取り付けられた砥石62とを含んで構成されている。
エアーモータ51は、工具本体41に形成された収納穴43A内に回転可能に収納された回転筒52を備える。回転筒52は、先端が閉塞され、基端が開口されているとともに、先端側外周および基端側外周にフランジ部53を有する。フランジ部53を除く回転筒52の外周面には、図6に示すように、複数のエアー排出孔54が螺旋状に形成されている。また、フランジ部53には、図7に示すように、複数のエアー排出孔55が放射状の形成され、その先端に工具本体41に向けてエアーを噴射する噴出孔56が開口形成されている。
As shown in FIG. 5, the grinding
The
なお、工具本体41の中心部には、エアー源(コンプレッサなど)に接続されるエアー供給路41Aが形成され、このエアー供給路41Aを通じて、研削具47の回転筒52内にエアーが供給される。研削具47の回転筒52内に供給されたエアーは、回転筒52の外周面に形成された複数のエアー排出孔54から排出されるとともに、エアー排出孔55から噴出孔56を通って工具本体41に向けて排出されたのち、排気穴57から外部へ排出される。このとき、回転筒52の外周面に形成された複数のエアー排出孔54が螺旋状に形成されているから、エアーがエアー排出孔54から排出されるときの回転力によって、回転筒52が高速で回転される。
An
砥石62は、基端よりも先端が径が小さい円錐台形状、つまり、反切削回転方向から見て、先端が幅狭になった台形形状に形成されている。つまり、仕上加工用刃46よりも僅かに大きい台形形状に形成されている。
The
<加工例の説明>
(ワーク加工例1の説明)
ワーク加工例1は、ワークWの側面にV溝を加工する場合である。この加工では、粗加工用刃45で粗加工(粗加工工程)を行ったのち、仕上加工用刃46で仕上加工(仕上加工工程)を行う。
粗加工工程では、図8に示すように、主軸18の回転により、複合工具40を工具本体41の中心軸を中心として回転させるとともに、粗加工用刃45がワークWに対して所定の切込量になった状態において、複合工具40とワークWとを相対移動させる。ここでは、主軸18をX軸方向へ移動させる。すると、粗加工用刃45によってワークWが粗加工される。このとき、仕上加工用刃46および研削具47の先端は、工具本体41の中心軸から粗加工用刃45の刃先までの距離rを半径とする円周よりも内側に位置されているから、複合工具40を回転させて粗加工を行っても、仕上加工用刃46および研削具47はワークWに接することがない。
<Description of processing example>
(Description of work machining example 1)
The workpiece machining example 1 is a case where a V-groove is machined on the side surface of the workpiece W. In this processing, after rough processing (rough processing step) is performed with the
In the roughing process, as shown in FIG. 8, the
仕上加工工程では、図9に示すように、複合工具40の仕上加工用刃46をワークWに接触させる。この状態において、仕上加工用刃46は、これに隣接する粗加工用刃45に対して中心軸を中心として60度間隔離れて配置されているから、仕上加工に際して、仕上加工用刃46をワークWに接触させた際に、粗加工用刃45がワークWに接触しない状態にできる。
仕上加工用刃46をワークWに対して接触させた状態のまま、複合工具40を回転させることなく、複合工具40とワークWとを相対移動させる。ここでは、複合工具40を回転させることなく、主軸18をX軸方向へ移動させる。すると、仕上加工用刃46によってワークWが平削りされる。このとき、複合工具40は回転していないので、粗加工用刃45はワークWに接することがないから、仕上加工用刃46によってワークWが仕上加工される。
従って、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの複合工具40によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
In the finishing process, the
The
Accordingly, since the
(ワーク加工例2の説明)
ワーク加工例2は、ワーク加工例1において、仕上加工工程を研削具47で行う例である。
仕上加工工程では、図10に示すように、複合工具40の研削具47の砥石62を粗加工したワークWに接触させる。この状態では、砥石62は、これに隣接する粗加工用刃45に対して中心軸を中心として60度間隔離れて配置されているから、仕上加工に際して、砥石62をワークWに接触させた際に、粗加工用刃45がワークWに接触しない状態にできる。
砥石62をワークWに対して接触させた状態のまま、複合工具40を回転させることなく、複合工具40とワークWとを相対移動させる。ここでは、複合工具40を回転させることなく、砥石62をエアーモータ51によって回転させながら、主軸18をX軸方向へ移動させる。すると、砥石62によってワークWが研削される。このとき、複合工具40は回転していないので、粗加工用刃45はワークWに接することがないから、砥石62によってワークWが仕上加工される。
従って、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの複合工具40によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
(Description of workpiece machining example 2)
The workpiece processing example 2 is an example in which the finishing process is performed by the grinding
In the finishing process, as shown in FIG. 10, the
The
Accordingly, since the
(ワーク加工例3の説明)
ワーク加工例3は、円柱状ワークWの周面にV字螺旋溝を切削加工する場合である。この加工では、まず、図11に示すように、ワークWの外周に加工しようとする螺旋溝71の傾斜角分、主軸18がZ軸に対して傾くように、旋回サドル16を旋回させる。この状態において、ワークWの外周に螺旋溝71を粗加工(粗加工工程)したのち、仕上加工(仕上加工工程)を行う。
(Explanation of workpiece machining example 3)
The workpiece machining example 3 is a case where a V-shaped spiral groove is cut on the peripheral surface of the cylindrical workpiece W. In this processing, first, as shown in FIG. 11, the turning
粗加工工程では、図12に示すように、主軸18の回転により、複合工具40を工具本体41の中心軸を中心として回転させるとともに、粗加工用刃45がワークWに対して所定の切込量になった状態において、複合工具40とワークWとを相対移動させる。つまり、制御装置30からの指令により、回転テーブル24を回転させるとともに、ラム17をZ軸方向へ移動させる。ここでは、回転テーブル24を主軸18の回転方向に対して逆方向へ回転させる。
すると、粗加工用刃45によってワークWの外周に螺旋溝71が粗加工される。このとき、回転テーブル24が主軸18の回転方向に対して逆方向へ回転しているから、バリの発生を抑えることができる。また、仕上加工用刃46の先端は、工具本体41の中心軸から粗加工用刃45の刃先までの距離rを半径とする円周よりも内側に位置されているから、複合工具40を回転させて粗加工を行っても、仕上加工用刃46はワークWに接することがない。
In the roughing process, as shown in FIG. 12, the
Then, the
仕上加工工程では、図13に示すように、複合工具40の仕上加工用刃46をワークWに接触させる。このとき、仕上加工用刃46は、これに隣接する粗加工用刃45に対して中心軸を中心として60度間隔離れて配置されているから、仕上加工に際して、仕上加工用刃46をワークWに接触させた際に、粗加工用刃45がワークWに接触しない状態にできる。
仕上加工用刃46をワークWに対して接触させた状態のまま、制御装置30からの指令により、複合工具40を回転させることなく、回転テーブル24を回転(粗加工時の回転方向とは逆方向へ回転)させるとともに、ラム17をZ軸方向へ移動させる。すると、仕上加工用刃46によってワークWの外周に粗加工された螺旋溝71が仕上加工される。このとき、複合工具40は回転していないので、粗加工用刃45はワークWに接することがないから、仕上加工用刃46によってワークWが仕上加工される。
この加工例3でも、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの複合工具40によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
In the finishing process, the
While the
Even in this processing example 3, since the roughing and finishing can be processed with one
(ワーク加工例4の説明)
ワーク加工例4は、ワーク加工例3において、仕上加工工程を研削具47で行う例である。
仕上加工工程では、図14に示すように、複合工具40の砥石62をワークWに接触させる。このとき、砥石62は、これに隣接する粗加工用刃45に対して中心軸を中心として60度間隔離れて配置されているから、仕上加工に際して、砥石62をワークWに接触させた際に、粗加工用刃45がワークWに接触しない状態にできる。
砥石62をワークWに対して接触させた状態のまま、制御装置30からの指令により、砥石62をエアーモータ51によって回転させる。この状態において、複合工具40を回転させることなく、回転テーブル24を回転(粗加工時の回転方向とは逆方向へ回転)させるとともに、ラム17をZ軸方向へ移動させる。すると、砥石62によってワークWの外周に粗加工された螺旋溝71が仕上加工される。このとき、複合工具40は回転していないので、粗加工用刃45はワークWに接することがないから、砥石62によってワークWが仕上加工される。
この加工例4でも、工具交換を行うことなく、粗加工から仕上加工を1つの複合工具40によって加工できるから、作業効率を向上させることができる。
(Description of workpiece machining example 4)
The workpiece processing example 4 is an example in which the finishing process is performed by the grinding
In the finishing process, the
With the
Also in this processing example 4, since one
<変形例>
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
前記実施形態では、4本の粗加工用刃45および1本の仕上加工用刃46の切刃面が、全て同じ回転方向に向いて配置された例を示したが、これに限られない。例えば、図15に示すように、前記実施形態とは逆に、時計回転方向に切刃面が向くように、4本の粗加工用刃45を配置してもよく、また、1本の仕上加工用刃46の切刃面も、4本の粗加工用刃45の切刃面に対して逆向きであってもよい。
<Modification>
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the above-described embodiment, the example in which the cutting edge surfaces of the four
また、粗加工用刃45の本数および仕上加工用刃46の本数についても、前記実施形態に限られない。例えば、粗加工用刃45および仕上加工用刃46については、少なくとも1本以上であれば、任意の本数を設けてもよい。
そのため、仕上加工用刃46および研削具47と、これに隣接する粗加工用刃45との配置角度についても、60°離れて配置されている構成に限られない。仕上加工用刃46および研削具47がワークWに接した状態において、粗加工用刃45がワークWに接触しない角度であればよく、例えば、30°以上であればよい。
Further, the number of
For this reason, the arrangement angle between the finishing
また、X軸移動機構21はテーブル12をX軸方向に移動させ、Y軸移動機構22はサドル15をY軸方向に移動させ、Z軸移動機構23はラム17をZ軸方向に移動させる構成として説明したが、これに限られない。例えば、X軸移動機構21、Y軸移動機構22およびZ軸移動機構23は、テーブル12および主軸18(複合工具40)を三次元方向に相対移動させる機構であればよい。
The
前記実施形態では、ワークWの側面にV溝を加工する例や、円柱状ワークの外周面に螺旋溝を加工する例について説明したが、これに限られない。例えば、図16に示すように、円柱状ワークWの外周面にV溝72を加工する例や、ワークWの平面部に台形状の突起73を加工することも可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the V groove is processed on the side surface of the workpiece W and the example in which the spiral groove is processed on the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece have been described. For example, as shown in FIG. 16, an example in which a V-
本発明は、ワークの粗加工および仕上加工を単一の工具で実施可能な複合工具、工作機械および加工方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a composite tool, a machine tool, and a processing method that can perform roughing and finishing of a workpiece with a single tool.
10…工作機械本体、
12…テーブル、
16…旋回サドル(傾斜機構)、
18…主軸、
19…駆動機構、
21…X軸移動機構(制御軸)、
22…Y軸移動機構(制御軸)、
23…Z軸移動機構(制御軸)、
24…回転テーブル、
30…制御装置、
40…複合工具、
41…工具本体、
42…テーパシャンク部(主軸装着部)、
43…刃装着部、
45…粗加工用刃、
46…仕上加工用刃、
47…研削具、
51…エアーモータ、
61…シャフト、
62…砥石、
W…ワーク
10 ... Machine tool body,
12 ... table,
16 ... turning saddle (tilting mechanism),
18 ... Spindle,
19: Drive mechanism,
21 ... X-axis moving mechanism (control axis),
22 ... Y-axis moving mechanism (control axis),
23 ... Z axis moving mechanism (control axis),
24 ... rotating table,
30 ... Control device,
40 ... Composite tool,
41 ... Tool body,
42 ... taper shank (main shaft mounting part),
43 ... blade mounting part,
45 ... Roughing blade,
46: Finishing blade,
47. Grinding tool,
51 ... Air motor,
61 ... shaft,
62 ... Whetstone,
W ... Work
Claims (8)
前記複数種の加工具は、切削具および研削具を備え、
前記切削具および研削具は、前記工具本体の中心軸を中心として放射状に配置され、
前記研削具は、前記工具本体の中心軸から前記切削具の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置され、かつ、前記工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能に構成されている、ことを特徴とする複合工具。 A tool body having a central axis, and a plurality of types of processing tools provided on the outer periphery of the tool body,
The plurality of types of processing tools include a cutting tool and a grinding tool,
The cutting tool and the grinding tool are arranged radially about the central axis of the tool body,
The grinding tool is located on the inner side of a circumference whose radius is a distance from the central axis of the tool body to the cutting edge of the cutting tool, and is centered on an axis substantially orthogonal to the central axis of the tool body. A composite tool characterized by being configured to be rotatable.
前記研削具は、前記工具本体に設けられ前記工具本体の中心軸に対して略直交する軸を中心として回転可能に構成されたエアーモータと、このエアーモータの先端にシャフトを介して取り付けられた砥石とを含んで構成されている、ことを特徴とする複合工具。 The composite tool according to claim 1,
The grinding tool is provided on the tool body and is configured to be rotatable about an axis substantially orthogonal to the center axis of the tool body, and attached to the tip of the air motor via a shaft. A composite tool comprising a grindstone.
前記切削具は、粗加工用刃および仕上加工用刃を備え、
前記粗加工用刃は、前記工具本体の外周に少なくとも1個設けられ、かつ、この粗加工用刃の先端は、前記工具本体の中心軸からこの中心軸に対して直交する方向へ所定距離離れて位置され、
前記仕上加工用刃は、前記工具本体の外周に少なくとも1個設けられ、かつ、この仕上加工用刃の先端は、前記工具本体の中心軸から前記粗加工用刃の刃先までの距離を半径とする円周よりも内側に位置されている、ことを特徴とする複合工具。 The composite tool according to claim 1,
The cutting tool includes a roughing blade and a finishing blade,
At least one roughing blade is provided on the outer periphery of the tool body, and the tip of the roughing blade is separated from the central axis of the tool body by a predetermined distance in a direction perpendicular to the central axis. Located
At least one finishing blade is provided on the outer periphery of the tool body, and the tip of the finishing blade has a radius from the center axis of the tool body to the cutting edge of the roughing blade. A composite tool characterized in that the composite tool is located on the inner side of the circumference.
前記粗加工用刃、前記仕上加工用刃および前記研削具は、前記中心軸に対して直交する1つの平面内に配置され、
前記仕上加工用刃および前記研削具は、これに隣接する前記粗加工用刃に対して前記中心軸を中心として30度間隔以上離れて配置されている、ことを特徴とする複合工具。 The composite tool according to claim 3,
The roughing blade, the finishing blade and the grinding tool are arranged in one plane perpendicular to the central axis,
The composite tool characterized in that the finishing blade and the grinding tool are arranged at an interval of 30 degrees or more about the central axis with respect to the adjacent roughing blade.
前記工具本体は、工作機械の主軸に装着される主軸装着部と、この主軸装着部に一体的に形成され主軸装着部を中心として円盤状に形成された刃装着部とを備え、
前記粗加工用刃および仕上加工用刃は、前記刃装着部に対して着脱可能に装着されている、ことを特徴とする複合工具。 In the composite tool according to any one of claims 1 to 4,
The tool body includes a spindle mounting portion mounted on a spindle of a machine tool, and a blade mounting portion formed integrally with the spindle mounting portion and formed in a disk shape around the spindle mounting portion.
The rough cutting blade and the finishing blade are detachably mounted on the blade mounting portion.
前記駆動手段および制御軸を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、
前記主軸に装着される複合工具とを備え、
前記複合工具は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の複合工具が用いられている、ことを特徴とする工作機械。 A machine tool body comprising a main shaft, drive means for rotationally driving the main shaft, and at least one control shaft for relatively moving the main shaft and the workpiece;
A control device for driving and controlling the driving means and the control shaft according to a machining program;
A composite tool mounted on the spindle,
The machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the composite tool is the composite tool according to any one of claims 1 to 5.
前記制御軸は、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸とをX軸方向へ相対移動させるX軸移動機構と、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸方向とを前記X軸に直交するY軸方向へ相対移動させるY軸移動機構と、前記被加工物を載置したテーブルと前記主軸と前記X軸方向および前記Y軸方向に直交するZ軸方向へ相対移動させるZ軸移動機構とを含んで構成され、
前記テーブルは、前記被加工物を前記主軸の軸線と平行な軸と中心として回転させる回転テーブルを含んで構成されている、ことを特徴とする工作機械。 The machine tool according to claim 6,
The control axis includes an X-axis moving mechanism for relatively moving the table on which the workpiece is placed and the main shaft in the X-axis direction, and the table on which the workpiece is placed and the main axis direction on the X-axis. A Y-axis moving mechanism that relatively moves in the Y-axis direction perpendicular to the Z-axis, and a Z-axis that moves relative to the table, the main shaft, the X-axis direction, and the Z-axis direction perpendicular to the Y-axis direction. Including a moving mechanism,
The machine tool is characterized in that it includes a rotary table that rotates the workpiece about an axis parallel to the axis of the main shaft.
前記複合工具を前記工具本体の中心軸を中心として回転させるとともに、前記複合工具と被加工物とを相対移動させながら、前記切削具によって被加工物を加工する切削加工工程と、
前記複合工具の研削具を前記被加工物に接触させた状態のまま、前記複合工具を回転させることなく、前記複合工具と被加工物とを相対移動させながら、前記研削具によって被加工物を研削加工する研削加工工程と、を備えることを特徴とする加工方法。 In the processing method which processes a workpiece using the compound tool according to any one of claims 1 to 5,
A cutting process of processing the workpiece with the cutting tool while rotating the composite tool around the central axis of the tool body and relatively moving the composite tool and the workpiece;
While the composite tool and the workpiece are moved relative to each other without rotating the composite tool while the grinding tool of the composite tool is in contact with the workpiece, the workpiece is moved by the grinding tool. And a grinding process step for grinding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008237721A JP2010069553A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Compound tool, machine tool, and machining method |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059363A (en) * | 2010-11-23 | 2011-05-18 | 天润曲轴股份有限公司 | Variable-diameter sleeve turning tool device |
| CN105108507A (en) * | 2015-08-31 | 2015-12-02 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | Clamping alignment method used for machining thin-walled frame parts through three-axis numerical control machine tool |
| JP2016016465A (en) * | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 株式会社東洋鐵工所 | Penta-axial deburring processing device |
| JP2019537516A (en) * | 2016-10-19 | 2019-12-26 | バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト | Transport device, method and computer program product for loading and unloading at least one material machining unit |
| CN115415793A (en) * | 2022-09-02 | 2022-12-02 | 上海联擎动力技术有限公司 | Composite processing equipment for blade tenon and groove and processing method thereof |
-
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