JP6533071B2 - Non-circular hole processing method, non-circular hole processing device and lens - Google Patents
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Description
本発明は、非円形孔の加工方法、非円形孔の加工装置およびレンズに係り、特に、被加工体を回転しつつ、切削工具で被加工体に非円形状の孔を設けるもの等に関する。 The present invention relates to a non-circular hole processing method, a non-circular hole processing apparatus, and a lens, and more particularly to a method for providing a non-circular hole in a workpiece with a cutting tool while rotating the workpiece.
樹脂(プラスチック)製のレンズ1(図1、図2参照)は、溶融状態の樹脂を金型3(図3、図4参照)のゲート部5を介して金型3のキャビティ7内に流し込んで充填した後、上記樹脂を冷却固化することで製造されている。
The lens 1 (see FIG. 1 and FIG. 2) made of resin (plastic) pours the molten resin into the
レンズ1における機能領域(レンズ1として機能する領域;凸レンズ状の部位)9は、光軸方向から見ると円形になっている。また、機能領域9の外側には環状のフランジ部11が機能領域9を囲むようにして機能領域9の外周にフランジ部11の内周がつながった態様で設けられている。
The functional area (area functioning as the lens 1; convex lens-like part) 9 in the lens 1 is circular when viewed from the optical axis direction. Further, an
レンズ1におけるゲート部5は、樹脂注入流路(ランナー部)13とつながっている。これにより、ゲート部5のところでレンズ1とランナー部13とを切断し、機能領域9とフランジ部11とを備えたレンズ(成形レンズ)1を得ている。
The
また、レンズ1において、ゲート部5の切断箇所が一部残ってしまうと、レンズ1を精度良く鏡筒内に配置させることができなくなってしまう。そこで、フランジ部11の一部に切り欠き15を設け、レンズ1を平面視(レンズ1を光軸方向から見た場合)D字状に形成し、フランジ部11の仮想外周円よりも内側にゲート部5を配置している。これにより、ゲート部5に切断箇所の残りがあっても、切断箇所の残りが鏡筒と干渉することを防止し、レンズ1を精度良く鏡筒内に配置させることができるようにしている。
In addition, in the lens 1, when a part of the cut portion of the
なお、従来の技術に関する文献として、たとえば、特許文献1〜特許文献3を掲げることができる。
In addition, patent documents 1-
ところで、レンズ1の成形に使用する金型3を製造する場合(特に、金型3の素材19にD字状のキャビティ7を切削加工で設ける場合)、図7、図8で示すように、内面加工となるので、キャビティ7のうちの、レンズ1のフランジ部11の切り欠き15に対応する部位に切削工具17が干渉してしまう(図8(a),(b)参照)という問題がある。
By the way, when manufacturing the
なお、キャビティ7のうちの、レンズ1の機能領域9に対応する円形状の部位21を旋削加工で設け、この後、キャビティ7のうちの、レンズ1のフランジ部11に対応する部位23を、旋盤とは異なる別の加工機で設けることも考えられるが、素材19の段取り替えをすることで(いわゆる、ワンチャック加工ができないことで)、キャビティ7の部位21と部位23との相対的な位置関係がくるってしまう。この金型3で成形されたレンズ1では、機能領域9に対するフランジ部11の位置が不正確になり、レンズ1を精度良く鏡筒内に配置させることができなくなる。
A
なお、上記問題は、レンズ用の金型以外の金型やその他の被加工体に、非円形状の孔を設ける場合にも同様に発生する問題である。 In addition, the above-mentioned problem is a problem which generate | occur | produces similarly, also when providing non-circular shaped holes in metal mold | dies other than the metal mold | die for lenses, and another to-be-processed object.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、非円形状の孔を、切削工具を用いて切削加工することで、被加工体に形成する非円形孔の加工方法および加工装置において、非円形状の孔の壁面に切削工具が干渉することを防止することができるものを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a method and apparatus for processing non-circular holes formed in a workpiece by cutting non-circular holes with a cutting tool It aims at providing what can prevent a cutting tool interfering with the wall surface of a noncircular shaped hole.
請求項1に記載の発明は、切削工具を用いて切削加工することで、非円形状の孔を被加工体に形成する非円形孔の加工方法において、第1の軸、第2の軸、第3の軸が直交座標系をなす前記第1の軸を回転中心にして前記被加工体を回転しつつ、前記非円形状の孔の壁面に前記切削工具の逃げ面が干渉することを避けるように前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに前記切削工具を移動させて、前記切削加工をし、前記非円形状の孔の立体形状は、平面状の側面を少なくとも1つ以上有する非円柱状立体であり、前記第1の軸は、前記非円柱状立体の中心軸であるZ軸の軸線方向と一致しており、前記第2の軸は、前記第1の軸と直交しているX軸であり、前記第3の軸は、前記第1の軸および前記第2の軸と直交しているY軸であり、前記切削加工をするとき、前記被加工体は前記Z軸を回転中心にして所定の方向に回転するようになっており、前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を開始するときから前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を終了して所定の角度だけ前記被加工体が回転するまでの間、前記切削工具の切れ刃のY軸の座標値を「0」から次第に増加させて極大値にした後再び「0」に戻し、前記切削工具の切れ刃のX軸の座標値を「前記非円柱状立体の半径の値」から次第に小さくして極小値にした後再び「前記非円柱状立体の半径の値」に戻すようにすることを特徴とする非円形孔の加工方法。 The invention according to claim 1 is a method of processing a noncircular hole in which a noncircular hole is formed in a workpiece by cutting using a cutting tool, the first axis, the second axis, It is avoided that the flank of the cutting tool interferes with the wall surface of the noncircular hole while rotating the workpiece about the first axis of which the third axis forms an orthogonal coordinate system. As described above, the cutting tool is moved by moving the cutting tool in the axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis, and the three-dimensional shape of the non-circular hole is a flat side surface And the first axis coincides with the axial direction of the Z-axis, which is the central axis of the non-cylindrical solid, and the second axis is the non-cylindrical solid. An X axis orthogonal to an axis of 1 and the third axis is Y orthogonal to the first axis and the second axis When the cutting process is performed, the workpiece is rotated in a predetermined direction about the Z axis as a rotation center, and the cutting process of the non-cylindrical solid planar side surface is started. The coordinate value of the Y-axis of the cutting edge of the cutting tool is “0” from the time it is cut to the time when the cutting of the non-cylindrical solid planar side surface is finished and the workpiece is rotated by a predetermined angle. Gradually increase to a maximum value and then return to "0" again, gradually decreasing the coordinate value of the X axis of the cutting edge of the cutting tool from "the value of the radius of the non-cylindrical solid" to a minimum value Then, the value of the radius of the non-cylindrical solid is returned to the value of the non-cylindrical solid again.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の非円形孔の加工方法において、前記非円柱状立体は、D字柱状立体である非円形孔の加工方法である。 The invention according to claim 2 is the method for processing a non-circular hole according to claim 1 , wherein the non-cylindrical solid is a D-shaped columnar solid.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の非円形孔の加工方法において、前記被加工体は、金型の素材である非円形孔の加工方法である。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の非円形孔の加工方法で製造された金型を用いて成形されたレンズである。
The invention according to claim 4 is a lens formed using a mold manufactured by the method for processing a non-circular hole according to
請求項5に記載の発明は、切削工具を用いて切削加工することで、非円形状の孔を被加工体に形成する非円形孔の加工装置において、前記被加工体が設置され、この設置された被加工体を、第1の軸、第2の軸、第3の軸が直交座標系をなす前記第1の軸を回転中心にして回転させる被加工体設置部と、前記切削工具が設置され、この設置された切削工具を前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに移動位置決め自在である工具設置部と、前記非円形状の孔の壁面に前記切削工具の逃げ面が干渉することを避けるように、前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに前記切削工具を移動させるように前記工具設置部を移動させるとともに、前記被加工体設置部を回転させる制御部とを有し、前記非円形状の孔の立体形状は、平面状の側面を少なくとも1つ以上有する非円柱状立体であり、前記第1の軸は、前記非円柱状立体の中心軸であるZ軸の軸線方向と一致しており、前記第2の軸は、前記第1の軸と直交しているX軸であり、前記第3の軸は、前記第1の軸および前記第2の軸と直交しているY軸であり、前記切削加工をするとき、前記被加工体は前記Z軸を回転中心にして所定の方向に回転するようになっており、前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を開始するときから前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を終了して所定の角度だけ前記被加工体が回転するまでの間、前記切削工具の切れ刃のY軸の座標値を「0」から次第に増加させて極大値にした後再び「0」に戻し、前記切削工具の切れ刃のX軸の座標値を「前記非円柱状立体の半径の値」から次第に小さくして極小値にした後再び「前記非円柱状立体の半径の値」に戻すように構成されている非円形孔の加工装置である。
The invention according to
本発明によれば、非円形状の孔を、切削工具を用いて切削加工することで、被加工体に形成する非円形孔の加工方法および非円形孔の加工装置において、非円形状の孔の壁面に切削工具が干渉することを防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, a non-circular hole is formed by cutting a non-circular hole using a cutting tool, and the non-circular hole processing method and non-circular hole processing device formed in a workpiece There is an effect that the cutting tool can be prevented from interfering with the wall surface.
本発明の実施形態に係る非円形(非円柱)孔の加工方法は、被加工体(素材)19を加工することで、たとえば、図3、図4で示す金型3を生成するものであり、特に、金型3の非円形状の孔(穴)30を含むキャビティ7(キャビティ7の一部)を加工するときに使用されるものである。金型3を用いて、図1、図2に示すレンズ1が成形されるようになっている。レンズ1は、従来のものと同様に、機能領域9とフランジ部11とを備えて構成されている。
The processing method of the non-circular (non-cylindrical) hole according to the embodiment of the present invention is, for example, generating the
非円形孔の加工方法についてさらに説明する。非円形孔の加工方法は、図3で示すように、非円形状の孔(深さ方向から見たときに外周が非円形状に見える孔;平面形状(Z軸方向から見た形状)が非円形状に見える孔)30を、切削工具(バイト)17を用いて素材19を切削加工することで、金型3にキャビティ7の一部を形成する加工方法である。
The method of processing non-circular holes will be further described. The method of processing non-circular holes is, as shown in FIG. 3, a non-circular hole (a hole whose outer periphery looks non-circular when viewed from the depth direction; planar shape (shape viewed from the Z-axis direction) This is a processing method of forming a part of the
非円形孔の加工方法は、所定の第1の軸を回転中心にして被加工体19を回転しつつなされる。
The non-circular hole processing method is performed while rotating the
また、非円形孔の加工方法では、非円形状の孔30の壁面27に切削工具17の逃げ面25が干渉することを避けるように、所定の第2の軸の軸線方向と所定の第3の軸の軸線方向とに、被加工体19の回転に同期させて切削工具17を移動させ、キャビティ7の壁面27を切削工具17で切削加工するようになっている(図5、図6参照)。
Moreover, in the processing method of the non-circular hole, the axial direction of the predetermined second axis and the predetermined third to prevent the
なお、第1の軸は、非円形状の孔30の中心軸になる軸(たとえば、Z軸)であり、第2の軸は、第1の軸の軸線方向とは異なる所定の方向(たとえば、Z軸と直交する所定の方向)に延びている軸(たとえば、X軸)であり、第3の軸は、第1の軸の軸線方向および第2の軸の軸線方向とは異なる所定の方向(たとえば、Z軸およびX軸と直交する所定の方向)に延びている軸(たとえば、Y軸)であり、第1軸〜第3軸は直交座標系をなしている。
Note that the first axis is an axis (for example, the Z axis) that is the central axis of the
また、非円形孔の加工方法では、切削工具17を第1の軸の軸線方向(非円形状の孔30の深さ方向)にも適宜移動させている。
Moreover, in the processing method of the non-circular hole, the
切削工具17による切削は、旋削盤等の二次元切削でなされる。切削加工時のすくい角が正の値である場合、切削工具17の刃物角は、90°よりも小さくなっている。
Cutting by the
なお、切削加工によって形成された非円形状の孔30が、キャビティ7の一部を形成しているが、非円形状の孔30の全体がキャビティ7を形成していてもよい。
In addition, although the
非円形状の孔30の壁面27の形状は、D字柱状立体(非円柱状立体)の側面形状に形成されている。D字柱状立体とは、円柱をこの中心軸に平行な1つの平面で2つに切断したときに得られる一方の立体(たとえば、体積が大きい方の立体)の形状である。D字柱状立体の中心軸(切断前の円柱の中心軸)はZ軸と一致している。
The shape of the
上記切削加工をするとき、被加工体19はZ軸を回転中心にして所定の方向(一方向)に回転するようになっている。
When the above-described cutting is performed, the
また、上記切削加工をするとき、D字柱状立体(非円柱状立体)の側面(非円形状の孔30の壁面27)の平面状の側面(平面状部位)(上記切断をしたと仮定した場合の切断面)29の切削加工を開始するとき(図5(b)参照)からD字柱状立体の側面の平面状部位29の切削加工を終了(図5(d)参照)して所定の角度だけ被加工体19が回転するまで(図6(c)参照)の間、切削工具17の切れ刃31のY軸の座標値を「0」から次第に増加させて極大値にした後再び「0」に戻し、また、切削工具17の切れ刃31のX軸の座標値を「D字柱状立体の半径の値r」から次第に小さくして極小値にした後再び「D字柱状立体の半径の値r」に戻すようにしている。
Moreover, when performing the said cutting, it was assumed that the planar side (planar part) (the said cutting | disconnection was carried out) of the side (
図5、図6を参照してさらに詳しく説明する。 This will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
図5、図6は、被加工体19にD字柱状の孔(非円形状の孔)30を加工すべく被加工体19を旋盤(図示せず)の主軸台に設置した状態を、芯押し台側から主軸台側に向かうZ軸方向で見た状態を示す図である。図5、図6では、被加工体19がZ軸を中心にして時計まわりに回転するようになっている。切削工具17は刃物台に設置されており、刃物台は、X軸方向およびY軸方向に移動自在になっている。
5 and 6 show a state in which the
また、D字柱状の孔30の半径(切断前の円柱の半径)を「r」とし、D字柱状の孔30の中心(切断前の円柱の中心)と平面状部位29の中心との間の距離の値を切り欠き幅Bとし、平面状部位29の中心角を「α°」とする(図5(a)参照)。「r」は、たとえば、6mmであり、「α°」は、たとえば、「60°」である。図5(a)で示す状態では平面状部位29がX軸と平行になっている。図5(a)で示す状態における被加工体19の回転角度を「0°」とする。図5(a)に示す状態では、切削工具17の切れ刃31のX座標の値は、「r」になっており、Y座標の値は「0」になっている。
In addition, the radius of the D-shaped columnar hole 30 (radius of the cylinder before cutting) is “r”, and the distance between the center of the D-shaped columnar hole 30 (center of the cylinder before cutting) and the center of the
図5(a)に示す回転角度「0°」の状態から被加工体19が角度「(180°−α°)/2」だけ回転すると、図5(b)で示す状態になる。なお、図5(a)に状態と図5(b)で示す状態との間では、切れ刃31の座標値は、図5(a)で示す状態のときの値を維持しており、D字柱状立体の側面の円弧状部位33の切削加工がなされる。図5(b)で示す状態で、D字柱状の孔30の壁面27の平面状部位29の加工が開始される。
When the
図5(b)で示す状態から被加工体19がさらに回転することで、図5(c)で示す状態になる。図5(c)で示す状態における被加工体19の回転角度θは、「(180°−α°)/2<θ<90°」の範囲内の値になる。また、図5(c)で示す状態でD字柱状立体の側面の平面状部位29の切削加工がなされる。図5(c)で示す状態から被加工体19がさらに回転することで、図5(d)で示す状態になる。
By further rotating the workpiece 19 from the state shown in FIG. 5B, the state shown in FIG. 5C is obtained. The rotation angle θ of the
さらに、図5(c)で示す状態では、切削工具17の切れ刃31のX座標の値が「r」から次第に小さくなって極小値(切り欠き幅Bの値よりも小さい極小値)になった後、図5(d)で示す状態になるまで(切り欠き幅Bの値になるまで)次第に大きくなる。また、図5(c)で示す状態では、切削工具17の切れ刃31のY座標の値が「0」から図5(d)で示す状態になるまで次第に大きくなる。
Furthermore, in the state shown in FIG. 5C, the value of the X coordinate of the
図5(d)に示す状態では、被加工体19の回転角度θは、「90°」になる。図5(d)で示す状態で、D字柱状の孔30の壁面27の平面状部位29の加工が終了する。また、図5(d)で示す状態では、切削工具17の切れ刃31のX座標の値が「B」になっており、切削工具17の切れ刃31のY座標の値が「(r2−B2)1/2」になっている。
In the state shown in FIG. 5D, the rotation angle θ of the
図5(d)で示す状態から被加工体19がさらに回転することで、図6(a),(b)で示す状態になる。図6(a),(b)で示す状態における被加工体19の回転角度θは、「90°<θ<180°」の範囲内の値になる。また、図6(a),(b)で示す状態でD字柱状立体の側面の円弧状部位33の切削加工がなされる。図6(a),(b)で示す状態から被加工体19がさらに回転することで、図6(c)で示す状態になる。図6(c)で示す状態では平面状部位29がX軸と平行になっている。
By further rotating the workpiece 19 from the state shown in FIG. 5D, the state shown in FIGS. 6A and 6B is obtained. The rotation angle θ of the
図6(a),(b)で示す状態では、切削工具17の切れ刃31のX座標の値が「B」から図6(c)で示す状態になるまで次第に大きくなり、図6(c)で示す状態で「r」になる。また、図6(a),(b)で示す状態では、切削工具17の切れ刃のY座標の値が「(r2−B2)1/2」から図6(c)で示す状態になるまで次第に小さくなり、図6(c)で示す状態で「0」になる。
In the state shown in FIGS. 6A and 6B, the value of the X coordinate of the
図6(c)で示す状態から被加工体19がさらに回転することで、図5(a)で示す状態になる。なお、図6(c)に状態と図5(a)で示す状態との間では、切れ刃31の座標値は、図6(c)で示す状態のときの値を維持しており、D字柱状立体の側面の円弧状部位33の切削加工がなされる。
By further rotating the workpiece 19 from the state shown in FIG. 6C, the state shown in FIG. 5A is obtained. Between the state shown in FIG. 6C and the state shown in FIG. 5A, the coordinate value of the
図5(a)で示す状態から、図5(b)、図5(c)、図5(d)、図6(a)、図6(b)、図6(c)を経て、図5(a)で示す状態に戻ることで、被加工体19における1回転分の切削加工がなされる。実際の加工では、たとえば、被加工体19が複数回回転するとともに、切削工具17がD字柱状の孔30の径を大きくすべく、X軸座標値とY軸座標値とを次第に大きくなるような挙動をする。また、D字柱状の孔30の深さを深くすべく、切削工具17がZ軸方向にも適宜移動する。
5 (b), 5 (c), 5 (d), 6 (a), 6 (b) and 6 (c) from the state shown in FIG. 5 (a). By returning to the state shown in (a), cutting for one rotation in the
上記切削加工条件を例示すると、切削速度が1m/minであり、切り込み量が粗加工、仕上げ加工ともに0.01mmであり、送り量が粗加工で0.02mm/rev、仕上げ加工で0.005mm/revである。 For example, the cutting speed is 1 m / min, the cutting amount is 0.01 mm for both roughing and finishing, the feeding is 0.02 mm / rev for roughing, and 0.005 mm for finishing. / Rev.
なお、切削工具17がY軸方向に移動しない従来の態様であると、図7、図8で示すように、D字柱状の孔30の切削工程の途中でD字柱状の孔30の壁面27(平面状部位29)に切削工具17の逃げ面25が干渉してしまう(特に、図8(a),(b)参照)。
In addition, if it is a conventional aspect which the
本発明の実施形態に係る非円形孔の加工方法によれば、Z軸を回転中心にして被加工体19を回転しつつ、非円形状の孔30の側面に切削工具17の逃げ面25が干渉することを避けように、切削工具17をX軸の軸線方向とY軸の軸線方向とに移動して非円形状の孔30を切削加工するので、非円形状の孔30に切削工具17の逃げ面25が干渉することを防止することができる。
According to the processing method of the non-circular hole according to the embodiment of the present invention, the
なお、上記干渉を避けるために、切削工具17の刃物角を小さくして切削加工における逃げ角を大きくすることも考えられるが、刃物角を小さくすることで、切削工具17の剛性が低下して刃先折損等の不具合が発生するおそれがある。しかし、本発明の実施形態に係る非円形孔の加工方法では、切削工具17の刃物角を小さくしてはいないので、特殊形状の切削工具を使用することなく、通常使用される切削工具(切削工具の交換をすることなく1つの切削工具)により、しかも、被加工体19の段取り替えをすることなく、いわゆる、ワンチャックで、非円形状の孔30(平面状部位29)を高精度で量産性を低下させることなく、形成することができる。また、ワンチャックでキャビティ7の部位21,23を加工することができるので、レンズ1において、機能領域9に対するフランジ部11の位置を正確なものにすることができる。
In order to avoid the above-mentioned interference, it is conceivable to reduce the blade angle of the
なお、上記説明では、D字柱状の孔30を例に掲げて説明したが、切削工具17の切れ刃31を適宜移動させることで、D字柱状以外の非円形状の孔を加工してもよい。たとえば、楕円柱状の孔や、長円柱状の孔や、円の円弧の一部を二つの直線で切り取り、平坦部を持ち、二直線の幅が円弧の直径よりも短く、円弧と直線とがエッジを持っている形状(たとえば、樽形状)の孔や、平面状部位が孔の中心に対して3箇所以上の複数箇所、孔の円周を等分配する位置に設けられている孔や、全てが直線で囲まれた孔(たとえば、三角柱状の孔、四角柱状の孔、五角柱状の孔のような多角柱状の孔)を加工してもよい。
In the above description, although the D-shaped
また、本発明の実施形態に係る非円形孔の加工方法を実現する加工装置として、次に示すものを例示することができる。 Moreover, as a processing apparatus which realizes the processing method of the non-circular hole which concerns on embodiment of this invention, what is shown next can be illustrated.
上記加工装置(図示せず)は、非円形状の孔を、切削工具を用いて切削加工することで、被加工体に形成する非円形孔の加工装置(たとえば、旋盤)である。 The above processing apparatus (not shown) is a processing apparatus (for example, a lathe) for non-circular holes formed in a workpiece by cutting non-circular holes with a cutting tool.
また、上記加工装置は、ベース体(ベッド)と、前記被加工体が一体的に設置され、この設置された被加工体を所定の第1の軸(非円形状の孔の中心軸になる軸;たとえば、Z軸)を回転中心にして回転させる被加工体設置部(被加工体設置体:主軸台)と、前記切削工具が一体的に設置され、この設置された切削工具を第1の軸の軸線方向とは異なる第2の軸(たとえば、Z軸と直交するX軸)の軸線方向と第1の軸の軸線方向および第2の軸の軸線方向とは異なる第3の軸(たとえば、Y軸)の軸線方向とに移動位置決め自在である工具設置部と(工具設置体;刃物台)と、前記切削加工をするときに、前記非円形状の孔の壁面に前記切削工具の逃げ面が干渉することを避けるように、前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに前記切削工具を移動させるように前記工具設置部を移動させるとともに、前記被加工体設置部を回転させる制御部と、を備えて構成されている。 Further, in the processing apparatus, a base body (bed) and the object to be processed are integrally installed, and the installed object to be processed is a predetermined first axis (a central axis of a noncircular hole) For example, a workpiece installation portion (a workpiece installation body: a spindle head) which is rotated about an axis (eg, Z axis) as a rotation center, and the cutting tool are integrally installed, and the installed cutting tool is first A second axis (for example, the X axis orthogonal to the Z axis) different from the axial direction of the first axis and a third axis different from the axial direction of the first axis and the second axial direction For example, when the tool installation part (tool installation body; cutter rest) which can be moved and positioned in the axial direction of the Y axis) and the cutting process is performed, the cutting tool The axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis to avoid interference of the flanks Wherein with moving the tool installation portion so as to move the cutting tool, wherein the is configured to include a control unit for rotating the workpiece installation portion, to.
前記被加工体設置部は、ベース体に対して第1の軸を回転中心にして、サーボモータ等のアクチュエータにより回転自在になっている。また、被加工体設置部には、被加工体を固定するためのクランプ部が設けられている。 The workpiece installation portion is rotatable by an actuator such as a servomotor with the first axis as a rotation center with respect to the base body. Further, the workpiece mounting portion is provided with a clamp for fixing the workpiece.
工具設置部の移動位置決めについて説明する。非円形孔の加工装置には、第1の工具設置部支持体と第2の工具設置部支持体とが設けられている。第1の工具設置部支持体は、第1の軸の軸線方向で移動自在なようにベース体に係合しており、サーボモータ等のアクチュエータにより第1の軸の軸線方向でベース体に対して移動自在になっている。 The movement and positioning of the tool installation unit will be described. The non-circular hole processing apparatus is provided with a first tool placement support and a second tool placement support. The first tool mounting portion support is engaged with the base body so as to be movable in the axial direction of the first shaft, and is moved relative to the base body in the axial direction of the first shaft by an actuator such as a servomotor. It is mobile.
第2の工具設置部支持体は、第2の軸の軸線方向で移動自在なように第1の工具設置部支持体に係合しており、サーボモータ等のアクチュエータにより第2の軸の軸線方向で第1の工具設置部支持体に対して移動自在になっている。 The second tool mounting portion support is engaged with the first tool mounting portion support so as to be movable in the axial direction of the second shaft, and the axis of the second shaft is moved by an actuator such as a servomotor. It is movable relative to the first tool support in direction.
工具設置部は、第3の軸の軸線方向で移動自在なように第2の工具設置部支持体に係合しており、サーボモータ等のアクチュエータによって第3の軸の軸線方向で第2の工具設置部支持体に対して移動自在になっている。以上により、工具設置体に設置された切削工具は、第1の軸の軸線方向、第2の軸の軸線方向および第3の軸の軸線方向でベース体に対して移動位置決め自在になっている。 The tool setting portion is engaged with the second tool setting portion support so as to be movable in the axial direction of the third axis, and an actuator such as a servomotor is used to move the second portion in the axial direction of the third axis. It is movable relative to the tool placement support. As described above, the cutting tool installed in the tool installation body can move and position relative to the base body in the axial direction of the first axis, the axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis. .
前記制御部は、被加工体の切削加工データを入力する入力部と、被加工体の加工プログラム等を記憶するメモリとCPUとを備えて構成されている。 The control unit is configured to include an input unit that inputs cutting data of a workpiece, a memory that stores a processing program of the workpiece, and a CPU, and a CPU.
そして、入力部から入力された切削加工データを加工プログラムによって、被加工体設置部を回転するアクチュエータと、工具設置部を第1の軸の軸線方向で移動位置決めするアクチュエータと、工具設置部を第2の軸の軸線方向で移動位置決めするアクチュエータと、工具設置部を第3の軸の軸線方向で移動位置決めするアクチュエータとを適宜制御するようになっている。 Then, an actuator for rotating the workpiece installation unit, an actuator for moving and positioning the tool installation unit in the axial direction of the first axis, and a tool installation unit are provided. An actuator that moves and positions in the axial direction of the second axis and an actuator that moves and positions the tool installation unit in the axial direction of the third axis are appropriately controlled.
1 レンズ
3 金型
17 切削工具
19 被加工体(素材)
25 切削工具の逃げ面
27 非円形状孔の壁面
29 非円柱状立体の平面状の側面(非円柱状立体の平面状部位)
30 非円形状の孔(D字柱状の孔)
31 切れ刃
r D字柱状立体の半径の値
1
25 flank of cutting
30 Non-circular hole (D-shaped hole)
31 Cutting edge r radius value of D-shaped columnar solid
Claims (5)
第1の軸、第2の軸、第3の軸が直交座標系をなす前記第1の軸を回転中心にして前記被加工体を回転しつつ、前記非円形状の孔の壁面に前記切削工具の逃げ面が干渉することを避けるように前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに前記切削工具を移動させて、前記切削加工をし、
前記非円形状の孔の立体形状は、平面状の側面を少なくとも1つ以上有する非円柱状立体であり、
前記第1の軸は、前記非円柱状立体の中心軸であるZ軸の軸線方向と一致しており、
前記第2の軸は、前記第1の軸と直交しているX軸であり、
前記第3の軸は、前記第1の軸および前記第2の軸と直交しているY軸であり、
前記切削加工をするとき、前記被加工体は前記Z軸を回転中心にして所定の方向に回転するようになっており、前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を開始するときから前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を終了して所定の角度だけ前記被加工体が回転するまでの間、前記切削工具の切れ刃のY軸の座標値を「0」から次第に増加させて極大値にした後再び「0」に戻し、前記切削工具の切れ刃のX軸の座標値を「前記非円柱状立体の半径の値」から次第に小さくして極小値にした後再び「前記非円柱状立体の半径の値」に戻すようにすることを特徴とする非円形孔の加工方法。 In a non-circular hole processing method for forming a non-circular hole in a workpiece by cutting using a cutting tool,
The cutting is performed on the wall surface of the non-circular hole while the workpiece is rotated about the first axis of which the first axis, the second axis, and the third axis form an orthogonal coordinate system. The cutting is performed by moving the cutting tool in the axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis so as to avoid interference of the flanks of the tool ;
The three-dimensional shape of the non-circular hole is a non-cylindrical solid having at least one or more planar side surfaces,
The first axis coincides with an axial direction of a Z axis which is a central axis of the non-cylindrical solid,
The second axis is an X axis orthogonal to the first axis,
The third axis is a Y-axis orthogonal to the first axis and the second axis,
When the cutting process is performed, the workpiece is rotated in a predetermined direction around the Z axis as a rotation center, and the cutting process of the non-cylindrical solid planar side surface is started. The coordinate value of the Y-axis of the cutting edge of the cutting tool is gradually increased from “0” until the processing of the non-cylindrical solid planar side surface is finished and the workpiece is rotated by a predetermined angle. After increasing it to the maximum value, return it to “0” again and gradually reduce the X-axis coordinate value of the cutting edge of the cutting tool from “the value of the radius of the non-cylindrical solid” to make it the minimum value again A method of processing a non-circular hole, characterized in that the value is returned to "the value of the radius of the non-cylindrical solid" .
前記非円柱状立体は、D字柱状立体であることを特徴とする非円形孔の加工方法。 In the method for processing a non-circular hole according to claim 1 ,
The non-cylindrical solid is a D-shaped columnar solid.
前記被加工体は、金型の素材であることを特徴とする非円形孔の加工方法。 In the method of processing a non-circular hole according to claim 2 ,
The method of processing a non-circular hole, wherein the object to be processed is a material of a mold.
前記被加工体が設置され、この設置された被加工体を、第1の軸、第2の軸、第3の軸が直交座標系をなす前記第1の軸を回転中心にして回転させる被加工体設置部と、
前記切削工具が設置され、この設置された切削工具を前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに移動位置決め自在である工具設置部と、
前記非円形状の孔の壁面に前記切削工具の逃げ面が干渉することを避けるように、前記第2の軸の軸線方向と前記第3の軸の軸線方向とに前記切削工具を移動させるように前記工具設置部を移動させるとともに、前記被加工体設置部を回転させる制御部とを有し、
前記非円形状の孔の立体形状は、平面状の側面を少なくとも1つ以上有する非円柱状立体であり、
前記第1の軸は、前記非円柱状立体の中心軸であるZ軸の軸線方向と一致しており、
前記第2の軸は、前記第1の軸と直交しているX軸であり、
前記第3の軸は、前記第1の軸および前記第2の軸と直交しているY軸であり、
前記切削加工をするとき、前記被加工体は前記Z軸を回転中心にして所定の方向に回転するようになっており、前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を開始するときから前記非円柱状立体の平面状の側面の切削加工を終了して所定の角度だけ前記被加工体が回転するまでの間、前記切削工具の切れ刃のY軸の座標値を「0」から次第に増加させて極大値にした後再び「0」に戻し、前記切削工具の切れ刃のX軸の座標値を「前記非円柱状立体の半径の値」から次第に小さくして極小値にした後再び「前記非円柱状立体の半径の値」に戻すように構成されていることを特徴とする非円形孔の加工装置。 In a non-circular hole processing apparatus for forming a non-circular hole in a workpiece by cutting using a cutting tool,
The workpiece to be processed is installed, and the workpiece to be processed is rotated with the first axis, the second axis, and the third axis forming an orthogonal coordinate system, as a rotation center. Workpiece installation section,
A tool setting unit in which the cutting tool is installed, and the installed cutting tool can be moved and positioned in the axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis;
The cutting tool is moved in the axial direction of the second axis and the axial direction of the third axis so as to avoid interference of the flank of the cutting tool with the wall surface of the non-circular hole. A control unit for moving the tool installation unit and rotating the workpiece installation unit ,
The three-dimensional shape of the non-circular hole is a non-cylindrical solid having at least one or more planar side surfaces,
The first axis coincides with an axial direction of a Z axis which is a central axis of the non-cylindrical solid,
The second axis is an X axis orthogonal to the first axis,
The third axis is a Y-axis orthogonal to the first axis and the second axis,
When the cutting process is performed, the workpiece is rotated in a predetermined direction around the Z axis as a rotation center, and the cutting process of the non-cylindrical solid planar side surface is started. The coordinate value of the Y-axis of the cutting edge of the cutting tool is gradually increased from “0” until the processing of the non-cylindrical solid planar side surface is finished and the workpiece is rotated by a predetermined angle. After increasing it to the maximum value, return it to “0” again and gradually reduce the X-axis coordinate value of the cutting edge of the cutting tool from “the value of the radius of the non-cylindrical solid” to make it the minimum value again An apparatus for processing a non-circular hole, which is configured to return to "the value of the radius of the non-cylindrical solid" .
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