工件的车削加工方法以及机床与流程

1.本发明涉及利用机床对工件进行车削加工的方法和能够执行该方法的机床。


背景技术：

2.在对sus、钛合金、耐热合金等工件进行车削的情况下，存在由于边界磨损的产生而致使工具寿命缩短的问题。作为其对策，如图3所示，使用主偏角(刀片11的主切削刃12与工件20的旋转轴方向所成的角度)α较小的(例如小于90
°
的)车刀10来进行车削加工是有效的。但是，在对包括小径部21和大径部22的带台阶的形状的工件20进行车削加工的情况下，若主偏角α较小，则在壁部23(与小径部21相连的大径部22的端面)附近会发生刀片11与工件20的干涉，因此会产生切削残留24。由此，需要利用其它工具对切削残留24进行加工，工具数量增加，加工时间也变长。
3.因此，在专利文献1中，公开了一种车削装置，其使小型马达内置于车刀保持器，将车刀以能够转动的方式安装于马达轴，从而在对多级直径的曲轴进行车削时，与车刀的进给动作同步地转动车刀来进行车削加工。根据该车削装置，通过以在工件的小径部处主偏角较小、在壁部处主偏角较大(例如为90
°
以上)的方式转动车刀，能够抑制边界磨损，并且能够不产生切削残留地利用一个车刀保持器来进行加工。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本实开昭62-138503号公报
7.但是，专利文献1的车削装置由于构成为将马达内置于车刀保持器来转动车刀的特殊的构造，因此车刀保持器价格高昂。此外，刚性比通常的工具低，因此，还存在无法用于粗加工的问题。


技术实现要素：

8.因此，本发明的目的在于提供工件的车削加工方法以及机床，能够以不花费成本的简单的结构保持工具的刚性，抑制边界磨损，并且，即使利用一个车刀也能够不产生切削残留地进行车削加工。
9.为了实现上述目的，本发明中的第1发明是一种方法，一边使工件旋转一边使工具沿所述工件的旋转轴方向和/或径向进行进给动作，从而对包括小径部和与小径部相连的大径部的带台阶的形状的工件进行车削加工，其特征在于，使用具有主切削刃包含直线部的刀片的工具、和在机械侧具有所述工具的转动轴的机床，以使得作为所述主切削刃的直线部与所述旋转轴方向所成的角度的主偏角小于90
°
的方式转动所述转动轴而进行所述小径部的周面的车削加工，以使得在所述大径部的近前处所述主偏角成为90
°
以上的方式转动所述转动轴而进行所述大径部的端面及周面的车削加工。
10.为了实现上述目的，本发明中的第2发明是一种机床，其特征在于，该机床能够执行第1发明的工件的车削加工方法。
11.发明效果
12.根据本发明，能够抑制边界磨损，并且，即使利用一个工具也能够不产生切削残留地进行车削加工。特别是，工具不需要特殊的构造，利用机床侧的转动轴变更主偏角，因此构成为不花费成本的简单的结构。此外，由于能够保持工具的刚性，因此也能够应对粗加工。
附图说明
13.图1是复合加工机以及工件的车削加工方法的说明图。
14.图2是刀片的边界部的放大图。
15.图3是现有的工件的车削加工方法的说明图。
16.标号说明
17.1：复合加工机；2：刀架；3：主轴箱；4：工具用主轴；5：工件主轴；10：车刀；11：刀片；12：主切削刃；20：工件；21：小径部；22：大径部；23：壁部；24：切削残留。
具体实施方式
18.以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
19.图1是示出作为机床的一例的复合加工机的一部分的说明图。复合加工机1具备刀架2和主轴箱3。刀架2安装于能够向三轴方向移动的未图示的中台的前表面，能够绕与y轴平行的b轴转动。刀架2具备工具用主轴4，能够在工具用主轴4安装车刀10。该车刀10具有在b轴方向上观察时主切削刃12呈直线状的菱形的刀片11。
20.主轴箱3配置于未图示的床身上，具备能够绕z轴旋转的工件主轴5。能够在工件主轴5安装工件20。
21.在该复合加工机1中，进行如下的车削加工：使工件主轴5旋转，使刀架2向z轴方向和/或x轴方向进行进给动作，从而使工件20形成为z轴 侧为小径部21、z轴-侧为大径部22的带台阶的形状。
22.首先，在作为小径部21的端部的加工开始时刻a，以使得车刀10为小于90
°
(例如62.5
°
)的主偏角α的方式使刀架2绕b轴转动，以该主偏角α向z轴方向进行进给动作，对小径部21的周面进行车削。
23.当到达小径部21的中间时刻b时，使刀架2与进给动作同步地绕b轴转动，以使得车刀10在大径部22的壁部23(端面)的近前时刻c变为90
°
以上(例如93
°
)的主偏角β的方式变更角度。保持该主偏角β的状态车削至小径部21的端部，并对大径部22的壁部23及周面进行车削。
24.这样，从加工开始时刻a到超过中间时刻b为止，以小于90
°
的主偏角α进行车削加工，由此能够抑制刀片11处的边界磨损。然后，在壁部23处，以90
°
以上的主偏角β进行车削加工，由此能够避免刀片11与工件20的干涉。由此，能够不产生由于主偏角较小的车刀而产生的切削残留地，利用一个车刀10将车削进行到最后。
25.图2的右侧为通过图1的车削加工方法(本发明方法)，以在加工开始时主偏角为62.5
°
、在壁部的近前处主偏角变为93
°
的方式改变绕b轴的角度而对sus304的带台阶的形状的工件进行了车削加工时的刀片的边界部的放大图。作为比较对象，在左侧示出在保持
主偏角为93
°
的状态而不改变绕b轴的角度的情况下对相同的工件进行了车削加工时的刀片的边界部的放大图(现有方法)。两张图均为上侧表示前刀面，下侧表示后刀面。
26.比较两者可知，在现有方法的情况下，在刀片产生了较大的边界磨损，与此相比，在本发明方法的情况下，边界磨损得到抑制。
27.这样，在上述方式的工件20的车削加工方法以及复合加工机1中，使用具有主切削刃12包含直线部的刀片11的车刀10(工具)、和在机械侧具有b轴(车刀10的转动轴)的复合加工机1(机床)，以使得作为主切削刃12与旋转轴方向所成的角度的主偏角α小于90
°
的方式转动b轴而进行小径部21的周面的车削加工，之后，以使得在大径部22的近前处主偏角β变为90
°
以上的方式转动b轴而进行大径部22的端面及周面的车削加工。
28.通过该结构，能够抑制边界磨损，并且，即使利用一个车刀10也能够不产生切削残留地进行车削加工。特别是，车刀10不需要特殊的构造，利用复合加工机1的b轴变更主偏角，因此构成为不花费成本的简单的结构。此外，由于能够保持车刀10的刚性，因此也能够应对粗加工。
29.另外，主偏角的设定不限于上述方式，能够适当变更。使工具转动而改变工具的角度的时机也不限于上述方式。具有多个大径部的带台阶的形状、以及具有槽作为小径部的带台阶的形状的工具也成为本发明的车削加工的对象。也可以是壁部倾斜的锥形。
30.此外，在上述方式中，利用b轴作为转动轴，但根据机床的不同，也能够利用a轴、m轴等其它转动轴。由此，作为机床，不限于复合加工机。
31.工具的刀片的形状不限于菱形。只要是主切削刃包含直线部的刀片即可，也能够采用正方形、三角形等其它形状的刀片。