专利名称：钢管端部的加工方法
技术领域：
本发明涉及钢管端部的加工方法，更详细地涉及，在于相对钢管端部可接近离开移动的装置主体上可旋转地设置有旋转盘、并且在该旋转盘上安装有刀具的加工装置中，通过在前述旋转盘旋转的状态下使前述装置主体向钢管端部接近移动，利用前述刀具切削该钢管端部从而进行倒角以及平面加工的加工方法。
背景技术：
在钢管的外端部、内端部或轴端部进行倒角以及平面加工的加工装置，具有旋转盘，该旋转盘配置在可旋转地枢支于装置主体上的主轴上且一体旋转，在该旋转盘的前端面上，沿径向移动自由调整地配设着滑鞍(sadlle)。该滑鞍，被定位固定在从旋转盘的旋转中心向径向偏移的适当位置上，并且，在该滑鞍上安装着刀具台，而刀具台装备着具有对应于钢管的加工位置及加工形状等的刀片(刀具)的刀头。然后，使钢管的端面与旋转盘的前端面对置并定位，并且对应钢管的加工位置通过滑鞍将刀具台定位，在该状态下，使旋转盘向既定方向旋转并且使装置主体向钢管端部接近移动，这样构成为利用随着该旋转盘的旋转而旋转的刀具台的刀片切削钢管的端部从而进行倒角以及平面加工。
发明要解决的课题利用前述加工装置在钢管端部进行倒角以及平面加工时，在该加工之际从钢管端部产生的切屑，以长的相连状态成长，且该切屑缠绕在刀头或刀具台等上，不仅损伤刀片使其缩短寿命，而且不能顺利地切削，而导致旋转盘旋转故障的问题。又，变长的切屑的处理烦杂的缺点也受到批评。
因此，通过设置切断切屑的专用的断屑器(chip brcuker)，或在倒角以及平面加工中进行控制而定期停止装置主体的进给(即“暂停进给(dwell)”)，以此不使切屑变长而每适当长度地被切断或切开。
但是，在设置了前述断屑器的情况下，由于该断屑器对切屑的切断阻力可能使本来的加工不能良好地进行。又，还存在部件数量增多并且构造变得复杂的问题。与此相对，实施前述暂停进给时，虽然没有妨碍加工、部件数量增多的情况，但为了确实切开切屑，必须较长地设定装置主体的进给停止时间，这样加工效率下降的缺点受到批评。
发明的目的本发明，是鉴于前述过去技术中存在的前述课题，为了适当地进行解决而提出的，其目的在于提供一种钢管端部的加工方法，该方法不降低加工效率而防止钢管端部加工中产生的切屑变长，可达到机器的有效运转。
解决课题的方法为了解决前述的课题而达到希望的目的，本发明涉及的钢管端部的加工方法，是利用加工装置进行的钢管端部的加工方法，该加工装置，具有可相对于保持在既定位置的钢管的端部接近离开移动的装置主体、可旋转地配设在该装置主体上的旋转盘、和配设在该旋转盘上的刀具，并通过在前述旋转盘旋转的状态下使前述装置主体向钢管端部接近移动，从而利用前述刀具切削该钢管端部而进行倒角以及平面加工，该钢管端部的加工方法的特征在于在使前述装置主体向钢管端部接近移动而利用刀具切削仅间歇切削的进给长度之后，使装置主体在前述旋转盘的每1转的进给量的5～200％的范围内从钢管端部后退移动而使刀具离开切削面以中断切削，接着再次向钢管端部接近移动装置主体而利用刀具切削仅间歇切削的进给长度，通过反复以上工序，对钢管端部实施既定量的倒角以及平面加工。
图1是实施本发明的实施例的加工方法的加工装置的简要构成图。
图2是实施例的加工装置的刀具台的简要构成图。
图3是利用实施例的加工装置实施的加工方法的说明图。
图4是利用实施例的加工装置实施的加工方法中的进给速度与时间以及刀尖位置与时间的关系的曲线图。
图5是实验例涉及的过去例以及发明例进给速度与时间的关系的曲线图。
图6是实验例涉及的过去例以及发明例的刀尖位置与时间的关系的曲线图。
具体实施例方式
下面，参照附图以合适的实施例对本发明的钢管端部的加工方法进行以下说明。
图1是实施实施例的加工方法的加工装置的简要构成图，该加工装置M，在基座10的上面平行配设一对导轨12、12(仅示出一个)，装置主体14可滑动行走地架设在该导轨12、12上。又，在面对装置主体14的前方的基座10上，配置有保持装置18，保持装置18将钢管16的端面以与装置主体14对置的状态定位保持该钢管16。而且装置主体14，构成为利用进给机构20相对于钢管16的端部接近·离开移动，其中钢管16利用保持装置18保持，而进给机构20由伺服电动机(驱动源)19以及利用该电动机19正反转的丝杠轴与螺母的组合等构成。
在前述装置主体14的内部，可旋转地枢支有与前述导轨12平行的主轴(未图示)，在前述主轴的突出于主体前表面的轴端一体地配设着圆形的旋转盘22。在主轴上，经由齿轮或带等所构成的传动系统24连接着驱动电动机26，通过驱动该驱动电动机26旋转，主轴以及旋转盘22构成为一体旋转。
在前述旋转盘22的前端面，滑鞍28可向径向移动地配设着，从而使该滑鞍28利用未图示的调节装置根据钢管16的尺寸等进行位置调节。并且在滑鞍28上，配设有刀具台30，刀具台30利用未图示的自动工具更换装置自由拆装更换。在该刀具台30上，如图2所示，配设有刀头32，并且在该刀头32上，拆装更换自由地安装有刀片(刀具)34，刀片(刀具)34用于对前述钢管16的外端部、内端部或轴端面进行倒角以及平面加工。另外在实施例中，展示了利用刀片34对钢管16的外端部进行倒角加工的构成。
在前述进给机构20上配设有脉冲发生器等位置检测机构(未图示)，由该检测机构检测的装置主体14的当前位置(移动量)的信号，被输入到计算机等未图示的控制装置。而且，向控制装置设定并输入下述各种条件对钢管端部实施的倒角量、平面加工量、间歇切削的开始位置、间歇切削的进给长度P、只前进间歇切削的进给长度P之后使装置主体14(刀片34的刀尖)从钢管16的切削面离开的暂时后退离开长度R、后退位置上的停止时间等，从而根据该数据控制前述伺服电动机19旋转而进行装置主体14的移动控制。前述暂时后退离开长度R，设定在旋转盘22的每1转的进给量(间歇切削的进给量)的5～200％的范围，并且装置主体14的后退移动，设定为在前述旋转盘22的0.1～2转之间结束。另外，前述各种数据，是根据钢管16的材质和尺寸等适当设定的。
实施例的作用下面，利用与加工方法的关系，说明这样构成的实施例的加工装置的作用。向前述控制装置，设定输入对应于进行倒角以及平面加工的钢管16的材质等的前述各数据。并且在前述装置主体14上，根据定位保持在前述保持装置18上的钢管16的尺寸，对安装有前述刀具台30的滑鞍28相对于旋转盘22调整位置。另外，关于前述数据，设间歇切削进给速度为f(mm/rev)，设暂时后退速度为b(mm/rev)，设与暂时后退后的停止时间相对应的间歇切削停止转数为S(转)。又，间歇切削的进给长度是P(mm)，暂时后退离开长度是R(mm)。
利用前述驱动电动机26驱动旋转盘22旋转，在使安装在前述刀头32上的刀片34沿着模仿钢管16的外端部的轨迹旋转的状态下，利用前述控制装置控制进给机构20的伺服电动机19旋转，这样如图4所示，当使前述装置主体14以间歇切削进给速度f向钢管16的端部接近移动(前进)时，利用旋转的刀片34切削钢管16的外端部[参照图3(a)]。
当前述装置主体14前进仅预先设定的间歇切削进给长度P时，利用前述控制装置控制伺服电动机19反转，使该装置主体14从钢管端部(切削面)以暂时后退速度b后退移动仅设定的暂时后退离开长度R(间歇切削的进给量的5～200％的范围)，通过这样使前述刀片34离开切削面而中断切削[参照图3(b)]。另外，暂时后退离开长度R的后退移动，在前述旋转盘22的0.1～2转之间结束。然后，在装置主体14后退移动了仅预先设定的暂时后退离开长度R的后退位置上，如图4所示，该装置主体14停止保持仅既定的停止时间(与间歇切削停止转数S相对应的时间)之后，装置主体14再次前进移动[参照图3(c)、图4]，从切削中断的位置再前进移动仅间歇切削的进给长度P之后，从钢管端部后退移动，通过反复以上工序，对该钢管端部实施既定量的倒角以及平面加工。即，装置主体14，设定为一边反复操作接近移动(切削)—后退移动(中断切削)—停止(中断切削)—接近移动(切削)的工序，一边切削钢管端部仅预先设定的倒角量(平面加工量)。
顺便说明，在将旋转盘22的旋转速度设为130rpm、间歇切削进给速度f设为0.5mm/rev、间歇切削的进给长度P设为2.5mm、暂时后退速度b设为0.5mm/rev时，设定例如暂时后退离开长度R为0.2mm、停止时间相当于旋转盘22的0.5转的时间。
如前述那样在倒角加工中，通过中断切削并且积极地使前述刀片34离开切削面，而确实切开从钢管端部产生的切屑，从而防止该切屑变长。即，将切屑缠绕在刀头32和刀具台30上而不能良好地进行切削、及妨碍前述旋转盘22的旋转的情况防患于未然。另外，装置主体14的后退移动—后退位置上的停止时间—直到切削面的接近移动所需的总的时间(切削中断时间)，比仅利用过去的暂停进给确实切开切屑所必要的进给停止时间短，因此加工效率提高，并利用后述的试验等确认了以上情况。顺便说明，为仅利用过去的暂停进给确实切开切屑，因为进给机构有弹性，所以在进给停止后需要数转的空转，因此浪费了时间，但在实施例中因为只需要0.5转的空转，所以可望缩短时间。
关于实验例对外径×壁厚设定为245mm×13.8mm的由STKM13A构成的钢种的钢管，在设定装置主体的间歇切削进给速度f为0.5mm/rev、旋转盘的旋转速度为130rpm的情况下，以下述的各条件进行了切削加工。
(I)如图5(a)所示，在不进行旋转盘的每2.5mm的间歇切削进给长度P就暂停进给的连续切削的条件下的过去例1中，从切削开始到结束，切屑是连续的，在实验例中最终生成的切屑有1根是5m。
(II)如图5(b)所示，在进行旋转盘停止0.5转时间的暂停进给的条件下的过去例2中，虽然由于暂停进给的实施，切屑也有时被切开，但大多是切屑仅是局部变薄而没有被切开还照样连着，在实验例中结果是2m的切屑有1根、1.2m的切屑有1根、1m的切屑有1根以及800mm的切屑有1根。
(III)如图5(c)所示，在进行每2.5mm的间歇切削进给长度P就停止旋转盘的2转时间的暂停进给的条件下的过去例3中，尽管与前述过去例1相比切屑基本切开得较短，但还有长的切屑产生，在实验例中结果是800mm的切屑有3根、600mm的切屑有2根、200mm的切屑有7根。又，如图6所示，加工时间变长而加工效率下降。
(IV)与前述的各过去例相比，如图5(d)以及图4所示，在设定为间歇切削的进给速度为0.5mm/rev、间歇切削的进给长度P为2.5mm、暂时后退速度为0.5mm/rev、暂时后退离开长度R为0.2mm、后退位置上的停止时间(间歇切削停止转数)为旋转盘的0.5转的条件的发明例中，切屑被稳定切短，实验例的结果是200mm的切屑有25根。并且对于加工时间，比过去例3缩短了。
在此，利用前述加工装置的钢管的切削中，产生与间歇切削的进给量相对应的厚度的切屑。在该切削过程中，在将进给量设为0的情况下使旋转盘旋转1转，则其间切屑的厚度慢慢变薄至0mm，使切屑被切开。这是过去的暂停进给所形成的切屑的切断原理。
但实际上，即使将进给量设定为0，刀片的刀尖也会受到切削力按压而后退。此时的后退量，虽然由于切削力与刀片以及加工装置的刚性之间的平衡而不同，但一般因为切削力与切屑的厚度成比例，所以当切屑的厚度接近0mm时，切削力变小，刀片的后退量也变小。即，当切屑的厚度接近0mm时，相对地刀片的刀尖前进，切屑的厚度没有变成0mm，结果是切屑没有被切开。因此，如前述的过去例2那样，结果是产生了长的切屑。
因此，如果仅前进间歇切削的进给长度P后，使装置主体(刀片)后退仅暂时后退离开长度R，则如前述的发明例那样，确认了可确实割短切屑。
但是，关于暂时后退离开长度R，如前述那样，间歇切削的进给量与切屑的厚度相对，通过设为该进给量的5％以上的暂时后退离开长度R，来显现效果。又，如果延长暂时后退离开长度R，则虽然可相应地确实割断切屑，但由于其后退所需的时间变长所以与前述的过去例一样加工效率下降。另外，如果设为间歇切削的进给量的200％以下，则与过去例3相比加工时间变短。即，通过将暂时后退离开长度R设定在间歇切削的进给量的5～200％的范围，可不降低加工效率而确实割断切屑。又，关于其后退所必需的时间，如果也设定在旋转盘的0.1～2转之间，则确认了可望比过去例3充分提高加工效率(参照图6)。在图6中，虚线表示过去例1，单点画线表示过去例2，双点画线表示过去例3，实线表示发明例。
在前述的实施例中，虽然说明了对钢管的外端部进行倒角加工的情况，但本发明不限于此，在(1)对钢管的内端部实施倒角加工的情况，(2)对钢管的轴端面实施平面加工的情况，以及(3)同时对钢管的外端部、内端部及轴端面实施倒角加工及平面加工的情况的任何一种中都可采用。并且进给机构的驱动源，不限于实施例的伺服电动机，也可是其他形式的电动机。
发明的效果如以上说明，如果采用本发明的钢管端部的加工方法，则可确实切开从钢管端部产生的切屑以防止变长，从而得以将因切屑缠绕在刀具或滑鞍等上而引起的切削不良及旋转不良等情况防患于未然。并且与实施过去的暂停进给的情况相比可缩短切削中断时间，从而可提高加工效率。
权利要求
1.一种钢管端部的加工方法，是利用加工装置(M)进行的钢管端部的加工方法，该加工装置(M)，具有可相对于保持在既定位置的钢管(16)的端部接近离开移动的装置主体(14)、可旋转地配设在该装置主体(14)上的旋转盘(22)、和配设在该旋转盘(22)上的刀具(34)，并通过在前述旋转盘(22)旋转的状态下使前述装置主体(14)向钢管端部接近移动，从而利用前述刀具(34)切削该钢管端部而进行倒角以及平面加工，该钢管端部的加工方法的特征在于在使前述装置主体(14)向钢管端部接近移动而利用刀具(34)切削仅间歇切削的进给长度之后，通过使装置主体(14)在前述旋转盘(22)的每1转的进给量的5～200％的范围内从钢管端部后退移动而使刀具(34)离开切削面以中断切削，接着再次向钢管端部接近移动装置主体(14)而利用刀具(34)切削仅间歇切削的进给长度，通过反复以上工序，对钢管端部实施既定量的倒角以及平面加工。
2.如权利要求1所述的钢管端部的加工方法，其特征在于前述装置主体(14)的后退移动，设定为在前述旋转盘(22)的0.1～2转之间完成。
3.如权利要求1或2所述的钢管端部的加工方法，其特征在于前述装置主体(14)，设定为在从钢管端部后退移动后的位置仅停止既定时间。
全文摘要
防止钢管端部的加工中产生的切屑变长从而不使加工效率下降。在驱动旋转盘旋转而使安装在刀头上的刀片(34)沿着模仿钢管(16)的外端部的轨迹旋转的状态下，使装置主体向钢管(16)的端部接近移动，利用旋转的刀片(34)切削钢管(16)的外端部。当装置主体只前进间歇切削进给长度时，该装置主体(14)从钢管端部后退移动仅设定的暂时后退离开长度，使刀片(34)离开切削面而中断切削。装置主体(14)在后退位置上停止保持仅既定的停止时间之后，装置主体再次前进移动，从切削中断的位置再前进移动仅间歇切削的进给长度之后，从钢管端部后退移动，通过反复以上工序，在钢管端部上进行既定量的倒角平面加工。
文档编号B23B25/02GK1625453SQ0282887
公开日2005年6月8日 申请日期2002年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者鬼头则俊, 加藤贤二, 门野让, 村上纯一郎, 岩本理彦 申请人:株式会社大同机械制作所, 三菱重工业株式会社, 住友金属工业株式会社