专利名称：通过切削形成螺旋状的槽的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过切削形成螺旋状的槽的方法和装置，例如用于通过切削形成用于
设于涡电流式减速装置用的转子的外周面的冷却用的散热片的槽、斜齿轮的齿槽、或螺栓 的螺纹槽等。
背景技术：
—直以来，在公共汽车、卡车等大型车辆中，作为制动装置，在除了作为主制动器 的脚踏制动器之外还具有辅助制动器。作为该种辅助制动器使用减速器(涡电流式减速装 置)。减速器由转子和在支承环的周围设有多个磁铁的固定部构成，该转子由旋转轴和与旋 转轴连结的圆筒部构成(日本特开平11-113240)。在转子RT的外周面设有用于冷却的倾 斜平板型的多个散热片FN(参照图6 图8)。 以往，在制作设有散热片FN的转子RT时，根据以下的(1) (3)的方法。
(1)利用焊接将散热片FN安装在圆筒状构件的外周面。 (2)利用立铣刀通过切削在圆筒状构件的外周面形成螺旋状的槽，并将残留的峰 部作为散热片FN。 (3)利用滚铣刀通过切削在圆筒状构件的外周面形成螺旋状的槽，并将残留的峰 部作为散热片FN。 可是，在利用上述的任一方法的情况下，制作转子RT均花费较多的工序，这成为 成本上升的主要原因。 例如，在上述(1)的焊接的方法中，将1个散热片FN安装在直径为400毫米左右 的圆筒状构件上需要30分钟左右，所以例如为了安装所有的80个散热片FN需要花费40 个小时左右。此外，在(2)的利用立铣刀进行切削的方法中花费IO个小时左右，在(3)的 利用滚铣刀进行切削的方法中花费5个小时左右。 此外，除了上述的带散热片的转子之外，还有各种通过在圆筒状构件的外周面形 成螺旋状的槽而被制作的部件，但大多都因利用上述的(1) (3)的方法来制作而需要较 多的工时。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种在圆柱状或圆筒状的被
切削构件的外周面形成螺旋状的槽时、与以往相比能够以短时间形成螺旋状的槽的方法和装置。 本发明的一实施方式的方法是通过切削在圆柱状或圆筒状的被切削构件的外周
面形成螺旋状的槽的方法，其中，在使在外周上设有刀刃体的侧面刃铣刀的轴心线相对于 上述被切削构件的轴心线倾斜规定角度的状态下，且在上述侧面刃铣刀的刀刃体配置为相 对于上述被切削构件的外周面切入相当于上述槽的深度的量的状态下，使上述侧面刃铣刀 以其轴心线为中心旋转，使上述侧面刃铣刀与上述被切削构件的轴心线平行地移动，并且
4与该移动同步地使上述被切削构件以其轴心线为中心旋转。 关于上述被切削构件和侧面刃铣刀的移动和旋转，只要上述被切削构件和侧面刃 铣刀之间为相对运动即可。 优选的是，上述刀刃体的形状是如下形状在切点位置处该刀刃体的形状与上述 槽的截面形状相同，且在自上述切点位置离开的位置处所形成的槽的周面和上述刀刃体不 干涉，上述切点位置位于自上述侧面刃铣刀的中心下垂到上述被切削构件的轴心线的垂线 上。 更优选的是，上述刀刃体的形状是前端部为短边的梯形，利用上述刀刃体形成与 该刀刃体形状相同的截面形状即梯形的上述槽。
图1是本发明的切削装置的主视图。图2是切削装置的右侧视图。图3是切削装置的俯视图。图4是放大地表示侧面刃铣刀的局部的图。图5是放大地表示侧面刃铣刀的刀刃体的图。图6是表示利用切削装置制作的转子的例子的主视图。图7是展开地表示图6所示的转子的表面的局部的图。图8是表示工件与侧面刃铣刀的位置关系的图。图9是表示控制装置的构成的例子的框图。图10是表示工件的表面的移动距离与侧面刃铣刀的移动距离的关系的图。图11是用于说明控制装置的同步控制的图。图12是表示工件的外周面的圆周与沿着螺旋状的槽的假想圆的关系的图。图13是表示自转子的径向看到的槽的形状与沿着假想圆的各位置上的槽的剖视
形状的关系的图。 图14是表示刀刃体的轨迹与沿着假想圆的方向的槽的位置关系的图。 图15是放大表示图14的主要部分的图。 图16是表示各位置上的刀刃体与槽的位置关系的图。 图17是表示其他形状的刀刃体的例子的图。
具体实施例方式
在图1 图3中，切削装置1由基座11、 e轴壳体12、 e轴13、X轴滑座14、X轴 滑动台15、Z轴滑动台16、刀具台17、刀具轴18、侧面刃铣刀19和控制装置30等构成。在 9轴13上安装有工件WK。 如图6和图7所示，工件WK是由碳素钢以及其他金属材料构成的圆筒状的工件。 通过切削在工件WK的外周面形成螺旋状(螺旋线状)的槽MZ，从而制作具有多个散热片 FN的转子RT。槽MZ相对于工件WK的轴心线JW的倾斜角度即螺旋角P是45° 。倾斜角 度45°的散热片FN冷却效果高。 举出工件WK和转子RT的尺寸例，外径约455毫米、内径约400毫米、宽度LWK约
577毫米。槽MZ的深度约13.5毫米、槽MZ的垂直方向的间距约12毫米、槽MZ的个数即散 热片FN的个数约80个。工件WK与9轴13同心地被安装在9轴13上，被驱动为以水平 方向的轴为中心沿箭头标记M2方向旋转。 如图4和图5所示，侧面刃铣刀(side milling cutter) 19是在接近圆盘状的刀主 体191的外周缘两侧的面上以等角度间隔交替地设有刀刃192a、192b的错齿铣刀(stagger milling cutter)。即，在刀主体191的一侧面以等角度间隔安装有多个刀刃192a，在另一 侧面上的刀刃192a和刀刃192a的中间位置分别安装有刀刃192b。由上述2组的刀刃192a、 192b形成刀刃体HT，在本实施方式中，刀刃体HT的形状大致是梯形。所以，在使侧面刃铣 刀19旋转而切入工件WK时，形成和刀刃体HT的形状大致相同的梯形的槽。
在本实施方式中，侧面刃铣刀19的刀刃体HT的前端画出的圆弧的直径是350毫 米。 参照图1 图3和图8，在刀具轴18上通过螺栓等安装有侧面刃铣刀19。刀具轴 18的轴心线JC相对于铅直线即与e轴13垂直的线JE以规定的角度倾斜、在本实施方式 中倾斜45° (ji/2)。所以，侧面刃铣刀19的刀刃体HT的切削位置(切点位置)处的移动 方向的切线JS也相对于工件WK的轴心线JW同样地倾斜45° 。该倾斜角度45°是上述的 螺旋角P 。 通过使刀具轴18旋转而使侧面刃铣刀19旋转。然后，利用Z轴滑动台16来调整 侧面刃铣刀19的刀刃体HT相对于工件WK的外周面切入相当于槽MZ的深度的量。在该状 态下，利用X轴滑动台15使侧面刃铣刀19沿与工件WK的轴心线JW平行的方向(箭头标 记M1方向)移动，并且和该移动同步地利用9轴13使工件WK以其轴心线为中心沿箭头 标记M2方向旋转。另外，箭头标记M1方向是X轴方向。 如图8的(A) 、 (B)清楚所示，工件WK和侧面刃铣刀19在与各自的轴心线JW、 JC 正交的直线JT上的切点位置PT接触最深。所以，工件WK在切点位置PT被切削最深。在 被切削最深的切点位置PT，槽MZ的截面形状和刀刃体HT为相同形状。而且，刀刃体HT的 形状是在沿切线JS的方向与切点位置PT分离开的位置处，所形成的槽MZ的周面和刀刃 体HT不干涉。然后，刀刃体HT的形状是如上所述的前端部为短边的等腰梯形，利用该刀刃 体HT在工件WK的外周面形成相同形状的梯形的槽MZ。 另夕卜，在切削装置l中，为了驱动9轴13旋转，设有旋转驱动装置20，为了X轴滑 动台15和Z轴滑动台16的进给，设有直线驱动装置21、22。 旋转驱动装置20以AC伺服电动机、DC伺服电动机、同步电动机或脉冲电动机等 电动机，或液压伺服电动机、液压缸等液压驱动器为驱动源，借助减速齿轮、齿条或螺纹轴 等动力传递机构或动力变换机构驱动9轴13旋转。根据需要，利用旋转编码器或旋转脉 冲传感器等传感器检测9轴13的旋转角度和角速度。 此外，直线驱动装置21、22通过组合上述的各种驱动源和动力传递机构或动力变 换机构，直线驱动X轴滑动台15和Z轴滑动台16。根据需要，利用旋转编码器或直线脉冲 传感器等传感器，检测X轴滑动台15和Z轴滑动台16的进给量和进给速度。
如图9所示，控制装置30具有输入部31、运算部32、数据库33、输出部34a 34c。 输入部31接受关于侧面刃铣刀19、工件WK和转子RT等的尺寸、形状、材质、表面粗糙度等 输入信息、和关于用户的操作和指示的信息，存储上述信息并送到运算部32。
6
在数据库33中存储有关于从输入部31输入的信息、为了控制X轴滑动台15和Z 轴滑动台16的进给量和进给速度而必要的数据、用于进行同步控制的各种数据、除此之外 为了控制切削装置1而必要的各种数据或程序等。 运算部32基于从输入部31输入的信息和存储于数据库33的信息，为了驱动控制 旋转驱动装置20和直线驱动装置21 、22而进行必要的运算。 由此，控制装置30控制旋转驱动装置20和直线驱动装置21、22，将侧面刃铣刀19 向箭头标记M1方向的移动和工件WK向箭头标记M2方向的旋转控制成同步，并且控制切削 装置1的整体。 另外，作为控制装置30，能利用CPU、 RAM、 R0M、其他周边元件、接口电路、磁盘、磁 带、显示装置和输入装置等构成。此外，也能够利用适当的定序器或并用上述装置。
接着，说明同步控制。 在图10中，与e轴13的旋转角度e 〔rad〕相对应的圆弧的长度、即工件WK表 面的移动距离LK在工件WK的直径为dO时，被表示为下面的(1)式那样。
LK = 9 d0/2......(1) 此夕卜，基于槽MZ的螺旋角13 ，与9轴13的旋转角度9 〔rad〕相对应的侧面刃铣 刀19的移动距离LW被表示为下面的(2)式那样。
LW = LK/tan P......(2) 因此，为了使工件WK表面的移动距离LK和侧面刃铣刀19的移动距离LW维持(2)
式的关系，通过控制9轴13和X轴滑动台15，形成螺旋角e的槽MZ。 在本实施方式中，螺旋角13 =45° ，所以tan P = 1，因此只要控制成LW = LK，
就能取得同步。 在图11中，工件WK的表面在平面上展开表示。在图11中，表示有工件WK表面上 的切点位置PT的轨迹。但是，切点位置PT只在工件WK表面上实际存在，然而，图11中的 切点位置PT1、2、7、8作为存在于工件WK表面的假想延长面上的位置而被表示。
侧面刃铣刀19在利用刀具轴18旋转的状态下，利用X轴滑动台15沿着轴心线JW 向箭头标记M1方向移动。与此同时，工件WK利用e轴13的旋转而沿箭头标记M2方向旋 转，工件WK表面沿着移动假想线JK移动。 与侧面刃铣刀19按顺序移动到切点位置PT1、2、3. . . 、7、8相对应，工件WK表面沿 着移动假想线JK移动到表面位置PK1、2、3. . . 、7、8。切点位置PT即侧面刃铣刀19的移动 距离LW1、2、3. . . 、6、7和工件WK表面的移动距离LK1、2、3. . . 、6、7相对应的移动距离是互 相相等的。即，将侧面刃铣刀19的移动距离LW和工件WK表面的移动距离LK控制成相同。
然后，在侧面刃铣刀19位于切点位置PT1时，侧面刃铣刀19从工件WK离开，工件 WK不被切削。在侧面刃铣刀19位于切点位置PT2时，利用位于侧面刃铣刀19的从切点位 置PT2离开的的刀刃体HT，工件WK的一部分被切削。 在侧面刃铣刀19位于切点位置PT3时，在切点位置PT3形成与侧面刃铣刀19的 刀刃体HT相同形状的槽MZ，在切点位置PT3的前方位置(图11的右上位置)形成有槽MZ 的一部分。在切点位置PT3的后方位置(图11的左下位置)，侧面刃铣刀19的刀刃体HT 和槽MZ不干涉。即，在切点位置PT3后方位置，不会被刀刃体HT实质地切削。因此，侧面 刃铣刀19到达切点位置PT3之前而形成的槽MZ的形状不会被切点位置PT3后方位置的刀刃体HT改变。但是，只要不会防碍由侧面刃铣刀19切削槽MZ，即使有时刀刃体HT接触槽 MZ的周面也可以。 在侧面刃铣刀19位于切点位置PT4 6时，与位于上述的切点位置PT3时相同。
侧面刃铣刀19到达切点位置PT7时，槽MZ的形成已经完成，在该位置侧面刃铣刀 19的刀刃体HT和槽MZ不发生干涉。在侧面刃铣刀19到达切点位置PT8时，侧面刃铣刀 19从工件WK离开，侧面刃铣刀19和工件WK不发生干涉。 这样，使侧面刃铣刀19的移动和工件WK的旋转在从侧面刃铣刀19即将开始切削 工件WK表面之前到槽MZ的切削的完成之后侧面刃铣刀19从工件WK充分地离开的期间内 同步。 在关于图11的上述说明中，已经说明了同步控制X轴滑动台15和e轴13而形 成槽MZ的工序。但是，因为实际上也同时进行Z轴滑动台16的控制，所以需要取得同步的 范围也可以比上述的范围小。另外，Z轴滑动台16的移动方向是Z轴方向，是槽MZ的深度 方向。 即，例如，通过控制X轴滑动台15而使侧面刃铣刀19移动是在从切点位置PT2到 切点位置PT7的期间内进行同步控制的。在这种情况下，在侧面刃铣刀19从工件WK沿Z 轴方向离开的状态下，控制Z轴滑动台16使得在切点位置PT2切入到规定的深度，其后，控 制X轴滑动台15使侧面刃铣刀19从切点位置PT2移动到切点位置PT7。在切点位置PT7， 控制Z轴滑动台16使侧面刃铣刀19从工件WK离开。 另外，这些X轴滑动台15和Z轴滑动台16的控制的位置和时机能进行各种变更。 通过每隔1个槽MZ的间距地反复形成上述的槽MZ，能在工件WK的外周面的整周
形成螺旋状的槽MZ。在该情况下，例如，只要使侧面刃铣刀19返回到原点位置，并且使工件
WK只旋转与槽MZ的间距相对应的角度即可。这样，形成了散热片FN，从而制造转子RT。 另外，如上述说明中可知，通过将多个工件WK沿其宽度方向安装在相同轴线上，
通过侧面刃铣刀19移动1次，能在多个工件WK上形成槽MZ。 接着，说明切削时的侧面刃铣刀19的刀刃体HT和槽MZ的位置关系。 在图12中，互相相切地画出表示工件WK的外形的圆弧CW和作为在工件WK的外
周面上沿着螺旋状的槽MZ的圆弧的假想圆CV。在本实施方式中，圆弧CW的直径是455毫
米，螺旋角P为45°时假想圆CV的直径约为907毫米。另夕卜，工件WK的外径是455毫米，
在以后的计算中以外径为基准进行计算。 此夕卜，因为螺旋角13是45° ，所以与1个槽MZ相对应的工件WK的表面的移动距 离LKM与工件WK的宽度LWK相同，是77毫米。沿着假想圆CV的槽MZ的长度LC为，
LC = LKM/cos45。
= 77/0. 707 约是108.9毫米。即，沿着刀刃体HT和工件WK的切点位置PT的槽MZ的长度的 最大值约是108. 9毫米。换句话说，在切削1个槽MZ时，侧面刃铣刀19沿着工件WK的假 想圆CV，一边切削一边相对地移动约108. 9毫米。 在图13的(A)中描绘有槽MZ的主视图，在图13的(B)中描绘有各位置的槽MZ 的剖视图。在图13的(A)中，基准线JJ相对于X轴倾斜螺旋角13 ，侧面刃铣刀19的刀刃 体HT沿着该基准线JJ移动。在图13的(B)中，最上方的槽MZ与中央的槽MZ之间的工件WK的中心角度约是10.5° 。 BP，为了切削槽MZ的一半，需要工件WK旋转约10.5°以上。
另外，图13的(B)的槽MZ的剖视图是用与工件WK的轴心线JW正交的平面做截 面剖视的图，不是在与槽MZ正交的方向上的剖视图。 如图13的(A)所示，槽MZ在其主视图中看得见螺旋的状态。SP，槽MZ的底面ZS 的中心线的方向、和槽MZ与槽MZ之间的峰部(即散热片FN)的顶面ZT的中心线的方向不 是互相平行，而互相具有角度。其结果，槽MZ的上方的壁面ZY1在图中右上方较宽，但是越 向左下方去越窄。与之相反，槽MZ的下方的壁面ZY2在图中右上方较窄，然而越向左下方 去越宽。而且，在图的中央部，能看出上方的壁面ZY1和下方的壁面ZY2宽度相同。其能通 过与图13的(B)所示的槽MZ的剖视图对比来理解。 因此，如果假定侧面刃铣刀19的直径非常大、在利用侧面刃铣刀19的旋转而使刀 刃体HT大致直线状移动的情况下，在从槽MZ的长度方向的中央部偏离的位置，刀刃体HT 和槽MZ的壁面ZY1、ZY2发生干涉。在该情况下，因为槽MZ的壁面ZY1、ZY2被刀刃体HT切 削，所以槽MZ的截面形状与刀刃体HT的形状不同，或不能切削。 在以往，由于这样的理由，一般认为利用侧面刃铣刀无法切削螺旋状的槽，用滚铣
刀等专用的特殊工具形成了螺旋状的槽。在另外的例子中，以往一直用侧面刃铣刀对平齿
轮等进行切齿，然而，一般认为不可能对具有螺旋状的槽的斜齿轮进行切齿。 但是，本申请的发明人推翻了那样的以往的常识，发现了在某条件下，能利用侧面
刃铣刀切削螺旋状的槽，基于该发现，制作了本实施方式说明的切削装置l。 在图14中，侧面刃铣刀19的刀刃体HT的前端的轨迹、即外形线CC和工件WK的
假想圆CV以粗实线表示。在其下方，以向右旋转45。的状态表示图13所示的槽MZ的主视图。 S卩，在图14的下方所示的槽MZ的主视图是从侧面刃铣刀19的侧面看到的表示利 用在该图中向上方的外形线CC表示的侧面刃铣刀19切削的槽MZ的图。槽MZ的基准线JJ 与图13所示的基准线JJ相同，刀刃体HT沿着该基准线JJ移动。 在图14中表示连结假想圆CV的中心和外形线CC的中心的直线JA，将直线JA与 假想圆CV交叉的位置作为P0。位置P0是槽MZ的长度方向的中央位置，也是工件WK的宽 度LWK方向的中央位置。 此外，在直线JA与假想圆CV交叉点和直线JA与外形线CC的交叉点分别画切线， 而分别形成直线HS1、HS2。上述直线HS1、HS2互相平行，它们的间隔与槽MZ的深度相等。
而且，相对于直线JA，假想圆CV的圆心角每增加1 °地依次画半径线HV。在各自 的半径线HV与侧面刃铣刀19的外形线CC的交叉点与侧面刃铣刀19的中心点之间分别画 半径线HC。半径线HC和假想圆CV的交点分别为Pl、 P2、 P3. . . 、 P7。 然后，在各交点P1 P7中，画出与直线JA平行的直线HA。由后面的图16表示包 括直线HA的平面在其下方切断槽MZ时的该槽MZ的形状。S卩，在图14中，由各直线HA所 切断的槽MZ表示在与各交点Pl P7相对应的位置上的、槽MZ相对于刀刃体HT的形状。
在图15中，从半径线HV和外形线CC的交叉点画与直线HS1平行的直线HF。各直 线HF表示各交点Pl P7上的刀刃体HT的前端的深度方向的位置。 此外，从半径线HC和假想圆CV的交叉点画与直线HS2平行的直线HG。各直线HG 表示各交点Pl P7上的槽MZ的峰部的顶面ZT的高度方向的位置。
在图16中，基于通过图15求得的直线HF和直线HG，表示各交点PI P6的位置 上的刀刃体HT的位置和槽MZ的位置。而且，利用被上述说明的图14所示的直线HA切断 的槽MZ，表示各交点P1 P6的位置上的槽MZ的形状，即、槽MZ相对于刀刃体HT的顶面 ZT、壁面ZY1、 ZY2和底面ZS的宽度方向的位置(图16中的左右方向的位置)。
另外，未表示交点PO的位置上的刀刃体HT和槽MZ的位置和形状，然而，在交点PO 的位置上，当然刀刃体HT的位置和形状与槽MZ的位置和形状一致，这是因为槽MZ和刀刃 体HT是在图中为完全重叠的状态。 由图16可知随着从交点P0向交点P1、P2、P3...移动，刀刃体HT从槽MZ离开的 情形。此时，刀刃体HT沿Z轴方向笔直地拔出，槽MZ形成微小但逐渐螺旋的状态而与刀刃 体HT分离。但是，在该过程中，刀刃体HT不会进入槽MZ的壁面ZY1、 ZY2，即刀刃体HT不 会与已经形成的槽MZ干涉地从槽MZ离开。 这样，通过使刀刃体HT的形状形成为等腰梯形，能够通过用侧面刃铣刀19进行切 削而在圆筒状的工件WK的外周面形成螺旋状的槽MZ。因为用侧面刃铣刀19进行切削，所 以能进行高速切削，能縮短切削时间。 例如，在直径350毫米的侧面刃铣刀19的刀刃体HT中使用超硬刀尖，使侧面刃铣 刀19以150RPM左右的速度旋转时，刀刃体HT的周向速度是160米/分钟左右。由此，能 够用3个小时左右对上述的工件WK进行80个槽MZ的切削。 此外，若采用本实施方式的切削装置l，因为用侧面刃铣刀19进行切削，所以刀具 成本低且其维护容易。 另外，在上述的例子中，刀刃体HT的形状是等腰梯形，但是刀刃体HT的斜边相对 于中心线的角度a越大，即梯形的短边相对于长边越短，刀刃体HT越容易从槽MZ退出，相 应地能增大侧面刃铣刀的直径，所以能提高切削速度。 此外，侧面刃铣刀19的直径越小，而且工件WK的直径越小，刀刃体HT越容易从槽
MZ退出，因此，能使用接近于矩形的梯形或接近于矩形的形状的刀刃体HT。 此外，螺旋角13能够是上述的45。以外的各种角度。因为螺旋角13越小刀刃体
HT和槽MZ越不易干涉，所以刀刃体HT的形状的设计的自由度提高。 接着，说明其他形状的刀刃体HT的例子。 在图17的(A)中表示有三角形的刀刃体HT1。因此，由此槽MZ的形状也成为三角 形。只要在刀刃体HT1的前端部设有适当的弧即可。 在图17的(B)中表示前端为弧状的刀刃体HT2。因此，由此槽MZ的形状也形成底 部为弧状。 而且，作为刀刃体HT，能使用非等腰梯形、圆弧形状、椭圆形状、多边形状等上述以 外的各种形状和尺寸的刀刃体HT。在该情况下，关于怎样形状的刀刃体HT能适用于怎样 的工件WK，通过图12 图16所说明的方法进行绘图验证即可。在该情况下，使所形成的 槽MZ的壁面ZY和刀刃体HT不发生干涉即可。但是，通过使刀刃体HT有意地接触所形成 的槽MZ的壁面ZY来进行切削，也能形成与刀刃体HT不同的特殊形状的槽MZ。
如上所述，通过图12 图16所说明的附图能够发现能利用侧面刃铣刀切削螺旋 状的槽的条件。因此，能够基于工件WK的尺寸、槽MZ的形状、尺寸、螺旋角13和侧面刃铣 刀19的直径等进行绘图，从而获知是否能切削所需的槽MZ。此外，在该情况下不能切削时，通过绘图能够获知使侧面刃铣刀19的直径为多少能够进行切削，或如何校正刀刃体HT的 形状能够进行切削等用于切削的条件。 此外，用于能进行切削的理论式或条件式在目前仍没有被发现，然而在该理论式
或条件式被发现时，通过基于该式用计算机进行运算，能够容易地获知是否能切削所需的 槽MZ。 此外，能够基于使用绘图的方法或公式进行运算的方法等各种方法由计算机进行 模拟，从而也能判断是否能切削所需的槽MZ。 例如，可以将与上述的切削装置1的构成相对应的各部的形状的数据输入到三维 模拟装置中，验证刀刃体HT与工件WK是否发生干涉。此外，还能够利用三维CAD检查例如 上述的点Pl、 P2、 P3...等的截面的状态来验证刀刃体HT与工件WK是否发生干涉。
在上述的实施方式中，说明了利用切削装置1在圆筒状的工件WK上形成螺旋角 P为45°的槽MZ的例子，但是螺旋角13也可以是45°以外的任意的角度。也可以在例 如10° 45°或10° 60°的范围内选择螺旋角13。具体来说，例如能够使螺旋角13为 10° 、15° 、20° 、25° 、30° 、35° 、40° 、50°或60°等、或它们之间的任意的角度。此外， 工件WK也可以是圆柱状或棒状。说明了在工件WK上形成槽MZ来制作转子RT的例子，但 是能适用于转子RT以外的各种零件或产品的制作。 例如，也可以利用侧面刃铣刀通过切削形成斜齿轮的齿槽。此外，也可以利用侧面 刃铣刀通过切削形成螺纹的螺纹槽。 此外，在上述的实施方式的切削装置1中，使工件WK绕e轴旋转，使侧面刃铣刀 19沿X轴方向和Z轴方向移动，然而，只要使上述旋转和移动为如下那样的工件WK与侧面 刃铣刀19的相对运动即可。即，例如也可以使工件WK旋转且使其沿X轴方向移动，使侧面 刃铣刀19沿Z轴方向移动。此外，也可以使工件WK旋转且使其沿Z轴方向移动，使侧面刃 铣刀19沿X轴方向移动。此外，也可以使工件WK旋转且使其沿Z轴方向和X轴方向移动， 使侧面刃铣刀19不移动。此外，也可以固定工件WK，使侧面刃铣刀19沿X轴方向和Z轴方
向移动且绕e轴旋转。此外，也可以使工件WK和侧面刃铣刀19这两者绕e轴旋转、或沿 x轴方向移动、或沿z轴方向移动。 此外，也可以由机器人或机械手等把持工件WK，使工件WK进行绕e轴的旋转、沿 X轴方向的移动或沿Z轴方向的移动等。此外，也可以由机器人或机械手等把持以轴心线JC 为中心旋转地构成的侧面刃铣刀19的刀具轴18，使侧面刃铣刀19进行绕e轴的旋转、沿 X轴方向的移动或沿Z轴方向的移动等。此外，也可以使用2台机器人或机械手，分别把持 工件WK和侧面刃铣刀19，使工件WK和侧面刃铣刀19沿各自的方向相对移动或相对旋转。
另外，能够根据本发明的主旨适当改变侧面刃铣刀19、刀刃体HT、工件WK、切削装 置1的整体或各部的构造、形状、尺寸、个数、材质、位置、速度等。
权利要求
一种通过切削形成螺旋状的槽的方法，其通过切削在圆柱状或圆筒状的被切削构件的外周面形成螺旋状的槽，其特征在于，在使在外周上设有刀刃体的侧面刃铣刀的轴心线相对于上述被切削构件的轴心线倾斜规定角度的状态下，且在上述侧面刃铣刀的刀刃体配置为相对于上述被切削构件的外周面切入相当于上述槽的深度的量的状态下，使上述侧面刃铣刀以其轴心线为中心旋转，使上述侧面刃铣刀与上述被切削构件的轴心线平行地移动的同时、与该移动同步地使上述被切削构件以其轴心线为中心旋转。
2. 根据权利要求1所述的通过切削形成螺旋状的槽的方法，上述刀刃体的形状是如下形状在切点位置处该刀刃体的形状与上述槽的截面形状相 同，且在自上述切点位置离开的位置处所形成的槽的周面和上述刀刃体不干涉，上述切点 位置位于自上述侧面刃铣刀的中心下垂到上述被切削构件的轴心线的垂线上。
3. 根据权利要求2所述的通过切削形成螺旋状的槽的方法， 上述刀刃体的形状是前端部为短边的梯形，利用上述刀刃体形成与该刀刃体形状相同的截面形状为梯形的上述槽。
4. 一种通过切削形成螺旋状的槽的装置，其通过切削在圆柱状或圆筒状的被切削构件 的外周面形成螺旋状的槽，其特征在于，包括支承装置，支承上述被切削构件使该被切削构件能以其轴心线为中心旋转； 被切削构件旋转驱动装置，用于驱动上述被切削构件旋转； 侧面刃铣刀，在外周上设有刀刃体；侧面刃铣刀支承装置，支承上述侧面刃铣刀，使得该侧面刃铣刀处于其轴心线相对于 上述被切削构件的轴心线倾斜规定角度的状态、且能够以该侧面刃铣刀的轴心线为中心旋 转；侧面刃铣刀旋转驱动装置，用于驱动上述侧面刃铣刀旋转；纵向进给装置，用于将上述侧面刃铣刀的刀刃体进给到相对于上述被切削构件的外周面切入相当于上述槽的深度的量的位置；横向进给装置，用于使上述侧面刃铣刀与上述被切削构件的轴心线平行地移动； 控制装置，进行控制，使得由上述横向进给装置驱动带来的上述侧面刃铣刀的移动和由上述被切削构件旋转驱动装置的驱动带来的被切削构件的外周面的周向移动同步。
5. 根据权利要求4所述的通过切削形成螺旋状的槽的装置，上述刀刃体的形状是如下形状在切点位置处该刀刃体的形状与上述槽的截面形状相 同，且在自上述切点位置离开的位置处所形成的槽的周面和上述刀刃体不干涉，上述切点 位置位于自上述侧面刃铣刀的中心下垂到上述被切削构件的轴心线的垂线上。
6. 根据权利要求5所述的通过切削形成螺旋状的槽的装置， 上述刀刃体的形状是前端部为短边的梯形。
7. 根据权利要求5或6所述的通过切削形成螺旋状的槽的装置， 上述侧面刃铣刀是交替地设有刀刃的错齿铣刀。
8. 根据权利要求4 7中任一项所述的通过切削形成螺旋状的槽的装置， 上述螺旋状的槽是设于涡电流式减速装置用的转子的外周面上的、冷却用的散热片的槽。
9. 一种通过切削形成设于涡电流式减速装置用的转子的外周面上的、冷却用的散热片 的槽的方法，其特征在于，使用了权利要求1 3中任一项所述的方法。
10. —种通过切削形成斜齿轮的齿槽的方法，其特征在于， 使用了权利要求1 3中任一项所述的方法。
11. 一种通过切削形成螺纹的螺纹槽的方法，其特征在于， 使用了权利要求1 3中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明提供一种通过切削形成螺旋状的槽的方法和装置，其通过切削在圆柱状或圆筒状的工件(WK)的外周面形成螺旋状的槽，其中，在使在外周上设有刀刃体的侧面刃铣刀(19)的轴心线相对于工件(WK)的轴心线倾斜规定角度的状态下，且在侧面刃铣刀(19)的刀刃体配置为相对于工件(WK)的外周面切入槽的深度的量的状态下，使侧面刃铣刀(19)以其轴心线为中心旋转，使侧面刃铣刀(19)沿与工件(WK)的轴心线平行的方向(M1)移动，并且与该移动同步地使工件(WK)以其轴心线为中心沿箭头标记(M2)方向旋转。作为刀刃体，例如使用前端部为短边的梯形的刀刃体。
文档编号B23C5/00GK101754829SQ20078005384
公开日2010年6月23日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者斋藤晃, 梶田壮太郎 申请人:住友金属工业株式会社;株式会社梶田机械制作所