[发明专利]加工单元和机床

说明书

技术领域

本发明涉及用旋转工具加工工件的加工单元和机床，所述旋转工具具有被驱动旋转的 主轴部件。

背景技术

通常，用适于某一种加工类型的机床来进行该类型的工件加工。例如，当要在圆柱管 的外周面上形成螺纹，那就用车床来加工。用车床车出螺纹的过程如下：使所述管与车床 的主轴部件一起绕所述管的轴线旋转，此时所述管被卡盘固定在所述主轴部件上，与此同 时，使工具在所述管的轴线方向上移动，且所述工具的切削刃紧靠着所述管的外周面。

不过，当管的直径或长度很大时，需要更大的力来旋转所述管，因而需要更大的车床， 这会使成本上升。此外，若管的尺寸很大，在管旋转时可能会产生自激振动，这会使加工 精度难以保持。

现有技术中用涉及U轴加工的方法来解决上述问题，所述方法中用到加工中心。所述 U轴加工是一种不同于车床加工的方法，加工时，工件固定不动，通过使工具旋转并同时 调整工具的旋转半径来加工工件。

也即，如侧视图图1A和1B所示，管101在某一特定位置被不可动地固定住。加工中 心包括主轴部件121，该主轴部件121被驱动并旋转，且具有工具143；该工具143相对 于旋转中心C121的位置径向可调。首先调节工具143的旋转半径，使工具143位于与管 101的直径相对应的位置，如图1B所示；然后旋转主轴部件121，旋转时，使该主轴部件 121的旋转中心C121与管101的轴线C101对齐，如图1A所示。从而使工具143的切削 刃沿管101的外周面旋转，与此同时，主轴部件121在管101的轴线方向上移动，从而在 管101的外周面上形成螺纹。

日本专利文献62-42726公开了这种类型的U轴加工装置。即如图2A和2B所示(该 图2A和2B为沿图1B中箭头II所指方向看过去的视图)，所述装置的主轴部件121上设 有可绕偏心轴C131转动的偏心旋转部件131，所述偏心轴C131偏心地坐落在旋转中心 C121的径向上；工具143固定至所述偏心旋转部件131。因此，通过将偏心旋转部件131 从图2A所示的位置转动到图2B所示的位置，可是工具143在主轴部件121的径向上移动； 从而可将工具143的旋转半径设置为与所述管的直径相对应的半径。

至于加工时的切削性能，可通过将工具143的切削刃143E向着主轴部件121的旋转 中心C121转动来调节。但在上述的装置中，由于工具143以不能转动的方式固定在偏心 旋转部件131上，不能调节工具143的切削刃143E的取向；因此即使如图2A所示，当工 具143的旋转半径为特定值时，将切削刃143E转动到正对着主轴部件121的旋转中心 C121，但在改变旋转半径时，切削刃143E却不再与旋转中心C121相对，如图2B所示。 因此所述装置难以保持适于不同管径的优良切削性能。

螺纹形成过程进行到快结束时，一边形成螺纹，一边连续地改变工具143的旋转半径， 使螺纹逐渐变浅。此时，由于与上文所述的相同的原因，存在切削性能的降低导致加工精 度降低的危险，而切削性能的降低的原因是：当螺纹形成过程进行到快结束时，工具143 的切削刃143E的取向离开了主轴部件121的旋转中心C121的引导。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供加工单元和机床，该加工单元 和机床可在改变工具的旋转半径的同时保持工具的优良切削性能。

为实现上述目的，本发明的主要方面是提供一种由机床支撑的加工单元，该加工单元 通过具有被驱动转动的主轴的旋转工具来加工工件，所述加工单元包括：

偏心旋转部件，该偏心旋转部件设置在所述主轴部件上，可绕一偏心轴转动，该偏心 轴位于所述主轴部件的径向上、处于距该主轴部件的旋转中心任意距离的偏心位置；

工具柄，该工具柄设在所述偏心旋转部件上，用于支持所述工具；

工具旋转半径改变机构，该机构径向移动所述工具，并通过使偏心旋转部件绕偏心轴 转动来改变工具的旋转半径；和

切削刃取向纠正机构，该机构通过使工具柄绕其轴线自转来纠正工具切削刃的取向， 所述工具柄的轴线与主轴部件的旋转中心平行。

此外，本发明还提供一种机床，该机床用具有被驱动转动的主轴部件的旋转工具来加 工工件，所述机床包括：

用于使所述主轴部件沿该主轴部件的旋转中心的轴线方向直线移动的机构；