旋转机构(8)使安装有切削工具(10)或者被切削材料(6)的主轴(2a)旋转。旋转控制部(21)控制基于旋转机构(8)的主轴(2a)的旋转。进给机构(7)使切削工具(10)相对于被切削材料(6)移动。旋转控制部(21)交替执行使主轴的旋转加速而使作为同一旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度之比的速度变化比成为大于1的第一值以上的加速控制和使主轴的旋转减速而使速度变化比成为小于1的第二值以下的减速控制。控制。控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工装置和切削加工方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张基于2018年8月9日申请的日本专利申请2018-149918号的优先权，并且该申请的所有内容以引用的方式并入本申请的说明书中。
[0003]本公开涉及加工装置和切削加工方法。
技术介绍
[0004]以往，存在如下的加工装置：即，将切削工具或者被切削材料安装于可旋转的主轴上，并在使主轴旋转的同时使被切削材料接触于切削工具而进行加工的加工装置。在该加工装置中，可能会产生被切削材料和/或切削工具振动的“再生颤振”。
[0005]“再生颤振”为这样的一种自激振动：在一转前(在多刃工具中为一刃前)切削时所产生的振动作为加工面的起伏而保留下来，而该振动在当前的切削中会作为切削厚度的变化而再生的自激振动。因此，构成为切削力发生变化而再次发生振动的闭合的回路(loop)，若该回路增益增大，则振动增大而成为强烈的颤振。“再生颤振”不仅会使加工面的精加工精度恶化，还可能会成为切削工具的缺损的因素。
[0006]若对主轴旋转速度、即切削速度进行控制而使某一旋转位置(旋转角度)上的一转前的切削速度与当前的切削速度具有足够的差异，则再生颤振便不会增强。专利文献1公开了一种在对被切削材料施加车削加工时，在将切削工具的进给速度保持为恒定的状态下，使主轴的旋转速度以短的周期进行变化，以此来抑制“颤振”的方法。
[0007](现有技术文献)
[0008](专利文献)
[0009]专利文献1：日本特开昭49-105277号公报
技术实现思路
[0010](专利技术所要解决的问题)
[0011]若使主轴旋转速度以周期性变化的话，则在对旋转速度的增减进行切换的前后，当前的速度与一转前的速度之比会接近于1。以往，存在出于抑制再生颤振的目的而以三角波的变化模式(pattern)来使主轴旋转速度周期性变化的情况，但本申请人对三角波的变化模式进行解析的结果，查明了在旋转速度成为极大值的前后，存在发生再生颤振的可能性。本申请人对主轴旋转速度的周期性变化模式进行反复研究，确定了可有效抑制再生颤振的变化模式。
[0012]本申请是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种有效抑制再生颤振的切削加工技术。
[0013](解决问题所采用的措施)
[0014]为了解决上述问题，本申请的某一方式的加工装置包括：旋转机构，其用于使安装
有切削工具或者被切削材料的主轴旋转；旋转控制部，其用于控制基于旋转机构的主轴的旋转；以及进给机构，其用于使切削工具相对于被切削材料移动。旋转控制部交替执行使主轴的旋转加速而使作为同一旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度之比的速度变化比成为大于1的第一值以上的加速控制和使主轴的旋转减速而使速度变化比成为小于1的第二值以下的减速控制。
[0015]本专利技术的另一方式为切削加工方法。该方法包括：旋转控制步骤，控制安装有切削工具或者被切削材料的主轴的旋转；以及加工步骤，在主轴旋转中使切削工具相对被切削材料移动而进行基于切削工具的加工。旋转控制步骤交替执行使主轴的旋转加速而使作为同一旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度之比的速度变化比成为大于1的第一值以上的加速控制和使主轴的旋转减速而使速度变化比成为小于1的第二值以下的减速控制。
[0016]此外，以上构成要素的任意组合、将本申请的表现在方法、装置、系统等之间进行转换都作为本公开的方式而有效。
附图说明
[0017]图1为示出实施方式的加工装置的结构的图。
[0018]图2中的(a)～(c)为示出以三角波的变化模式来对主轴旋转速度进行控制时的模拟结果的图。
[0019]图3中的(a)～(c)为示出以三角波的变化模式来对主轴旋转速度进行控制时的模拟结果的图。
[0020]图4中的(a)～(c)为示出以实施方式的变化模式来对主轴旋转速度进行控制时的模拟结果的图。
[0021]图5中的(a)～(c)为示出以变形例的变化模式来对主轴旋转速度进行控制时的模拟结果的图。
具体实施方式
[0022]图1示出实施方式的加工装置1的示意性结构。加工装置1是将切削工具10的刀尖接触于被切削材料6而进行车削加工的切削装置。加工装置1在机座5上具备以能够旋转的方式支撑被切削材料6的主轴箱2和尾座3、以及用于支撑切削工具10的刀架4。旋转机构8设置于主轴箱2的内部而使安装有被切削材料6的主轴2a旋转。进给机构7设置于机座5上，用于使切削工具10相对于被切削材料6移动。在该加工装置1中，进给机构7使刀架4在X轴、Y轴、Z轴方向上移动，由此使切削工具10相对于被切削材料6移动。在此，X轴方向为水平方向且与被切削材料6的轴向正交的切入方向，Y轴方向为作为铅直方向的切削方向，Z轴方向为与被切削材料6的轴向平行的进给方向。
[0023]控制部20具备：旋转控制部21，其对基于旋转机构8的主轴2a的旋转进行控制；以及移动控制部22，其在主轴2a的旋转过程中在进给机构7的作用下使切削工具10与被切削材料6接触而进行基于切削工具10的加工。加工装置1可以是NC(数控)机床。旋转机构8和进给机构7构成为分别具有电机等的驱动部，旋转控制部21和移动控制部22分别调整向驱动部的供电而控制旋转机构8和进给机构7各自的动作。
[0024]此外，虽然在实施方式的加工装置1中，被切削材料6安装于主轴2a而在旋转机构8的作用下旋转，但在其他示例中，也可以切削工具10安装于主轴2a而在旋转机构8的作用下旋转。此外，进给机构7只要使切削工具10相对于被切削材料6移动即可，只要具有使切削工具10或者被切削材料6中的至少一方移动的机构即可。
[0025]在这种加工装置1中，已知如下情况：若使某一旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度具有充分的差异，则再生颤振便不会发展。本申请人着眼于当前的切削速度与一转前的切削速度之比而对抑制再生颤振的发展的主轴旋转速度的变化模式进行了研究。以下，将相同旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度之比称为“速度变化比”。
[0026]在对实施方式所采用的变化模式进行说明之前，对以往的为了抑制再生颤振的发展而所使用的三角波的变化模式进行探讨。
[0027]图2的(a)示出主轴旋转速度的三角波的变化模式。该变化模式的周期为2秒，使速度在极小值为1400rpm且极大值为2600rpm的范围内以恒定的加速度、恒定的减速度变化。从极小值到极大值为止的加速期间与从极大值到极小值为止的减速期间相等，分别为1秒。
[0028]图2的(b)示出速度变化比的推移模式。如上所述，速度变化比由以下公式导出。
[0029]速度变化比＝(当前的切削速度/一转前的切削速度)
[0030]在图2的(a)所示的变化模式下，示出以下特性：在主轴旋转的加速期间内，速度变化比在超过了1的状态下徐徐减小，在主轴旋转的减速期间内，速度变化比在低于1的状态下徐徐减小。
[本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种加工装置，包括：旋转机构，其用于使安装有切削工具或者被切削材料的主轴旋转；旋转控制部，其用于控制基于所述旋转机构的主轴的旋转；以及进给机构，其用于使切削工具相对于被切削材料移动，所述旋转控制部交替执行使主轴的旋转加速而使作为同一旋转位置的当前的切削速度与一转前的切削速度之比的速度变化比成为大于1的第一值以上的加速控制和使主轴的旋转减速而使速度变化比成为小于1的第二值以下的减速控制。2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述旋转控制部执行使主轴旋转的加速期间的后半的平均加速度比前半的平均加速度变大的加速控制，以及执行使主轴旋转的减速期间的前半的平均减速度比后半的平均减速度变大的减速控制。3.根据权利要求1或2所述的加工装置，其特征在于，所述旋转控制部在主轴旋转的加速期间的至少一部分中将速度变化比维持在第一值，在主轴旋转的减速期间的至少一部分中将速度变化比维持在第二值。4.根据权利要求3所述的加工装置，其特征在于，所述旋转控制部在主轴旋转的加速期间中使速度变化比从...
【专利技术属性】
技术研发人员：早坂健宏，南秀铉，社本英二，
申请(专利权)人：大隈株式会社村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。