专利名称：缓推拔面之加工方法及使用该加工方法之模具的导引机构的制作方法
技术领域：
本发明系有关於自动地且高精度地加工大体铅直方向之缓推拔面的方法及使用此加工方法之模具的导引机构。
将於金属板压制加工的场合，通常在配合模具之上模与下模之形状的状态下，有必要将金属板的板厚尺寸正确地确保於上模与下模之间以当作间隙。又於金属板塑性变形的场合，形状成为锐角的部分或於变形时而易被限制的形状部分会发生於压制时易形成摺痕、易破损或易产生歪面的现象。
为了防止如此的现象，而在可企图地保持形状的范围内，有必要设置脱离用间隙，或形成R角。且此模具之上模与下模的间隙系影响到制品的最後加工的状态，且为极重要的要素。
因此，於使模具的上模及下模相对移动时正确地导引是相当重要。导引装置通常使用由销及导孔所构成的导引装置，或由平面导引面所构成的导引装置。
其中，由销及导孔所构成的导引装置系用於比较小型且不费力的压制加工。
又由平面导引面所构成的导引装置系用於大型且费力的压制加工，而压制模具大部分是此构造。
且如第9图所示，此平面导引面通常系一体形成於安装有作为模具之下模之模子(die)的框体亦即保持构件。或者第13图所示，一体形成於模具本体。且直接导引作为模具之上模的冲床，或导引空白(blank)保持构件。模具及作为框体的模子保持构件一般是铸制而成者，且尺寸亦为1~10m，又为复杂的形状者。如第9图所见者，形成於模子保持构件的导引面不仅是对於模子保持构件全体朝向外侧方向的面，朝向内侧方向的场合亦多，又设於非常狭窄的场合亦有，而导引面的加工相当困难。模具本体的场合亦相同。此等地方的加工通常使用切削机(machiningcenter)来施行之，然而安装於切削机之主轴头的标准配件系於框体间或与模具本体产生干涉，而不能加工者多。因此，亦有制作特殊配件而使用者，然而加工全部的导引面是相当困难。
於是，在以往系将细长的端铣刀(end mill)安装於切削机的主轴而施行加工者，但是於加工时，端铣刀之刀刃部大体横过全长而施加切削力，进而成为端铣刀脱离工作物而不能施行既要的加工的状态。
又因端铣刀之刀刃的振动，而使刀刃的导程(lead)所造成的高低起伏传导至加工面，进而不能得到完全的平面。因此於加工後，修整此加工面，并贴上滑板，以当作引滑动面。且为了施行正确的尺寸精度修正，而对於滑板施行截止加工，进而修正端铣刀加工所造成之加工面的不平整，以确保与对象侧之模具上模滑动面的间隙。
但是，於重复压制加工几千几万个的期间，由於滑板的滑动面摩耗，故有必要於一既定期间施行计测，而进行修整。又由於框体是非常大，且重量亦重，故於修整时非常需要时间与劳力。本来滑板施行截止加工等的修正，故修整所造成之模具之上模与下模的模配合是难以再现，而於取下再组装时必须再修整。
为了消除由细长之端铣刀之加工所造成的此等缺点，而如第14图所示。於最近施行直进(plunging)工具所形成的直进加工。但是，如日本特开平5-92347号公报所示，以往，此直进加工亦对於最终工作件(work)形状设有加工裕度(finishing allowance)t之偏位的二次加工轮廓线b。且由此二次加工轮廓线b算出一次加工轮廓线d。且另由二次加工轮廓线b求得工具半径之偏位的中心形状线c。接著，由等分上述一次加工轮廓线d的各点求得仅离开工具半径R之中心形状线c上的各加工点C11、C12、C13……。以此等各加工点来对工作件施行直进加工。如此有必要对各各加工面施行许多运算，而予以程式化。
导引用加工面的加工方法系已知有直进加工，但是必页对於各加工面施行许多的运算，而造成必需将各各工具轨迹予以程式化的问题。
公知技术所述的导引面构造系仅对於导引用加工面安装滑板，而造成加工面本身的加工精度差而必需修整的问题。
本发明之目的系为了解决习知技术所具有的此种问题，提供使模具之导引用倾斜加工面的直进加工容易的加工方法。
且提供导引面构造，其可提高模具之导引用加工面的加工精度，且使与模具对象侧之导引滑动面间的节距配合容易。
为了达到上述目的，本发明的缓推拔面之加工方法系使用装设於可X·Y·Z三轴控制之工作机械之主轴的直进工具，而加工对工具轴线倾斜的缓推拔面的方法，其沿著平行於上述缓推拔面的面与垂直於缓推拔面且平行於Z轴的面交叉的线来移动直进工具，以施行加工。
又本发明的缓推拔面之加工方法系使用装设於可X·Y·Z三轴控制之工作机械之主轴的直进工具，而加工对工具轴线倾斜的缓推拔面的方法，其包括第一行程，於工作件上部自加工面工具偏位的加工行程开始点为始点，且沿著平行於上述缓推拔面的面与垂直於缓推拔面且平行於Z轴的面交叉的线来移动直进工具，借以使工具作切削加工(+Z轴方向)至加工行程终端位置为止；第二行程，於工作件下部的加工行程终端位置对工具的进刀移动进行方向大体成直角之方式使工具以脱离量自工作件脱离(-Y轴方向)；第三行程，使工具自加工行程终端位置垂直地上升(-Z轴方向)至工作件上部之加工行程开始点的高度为止；第四行程，使工具自次加工行程开始点以进刀量移动(+X轴方向)至以脱离量脱离的点为止；以及第五行程，使工具朝工作件接近(+Y轴方向)至次加工行程开始点为止；且连续此循环周期，依序自加工开始点一加工终了点为止(朝+X轴方向)重复之，藉以决定加工面全体的工具轨迹，而施行加工。
本发明的模具的导引机构系於具有立壁形状之铅直之导引面的模具中，於模具本体或模具安装用框体藉由直进加工来形成上述导引面用的倾斜面，并将一面具有与此倾斜面相同梯度的倾斜面而另一面具有与上述导引面同样铅直的面的耐磨护板以倾斜面相互相反方向之方式面接触於上述导引用倾斜面而组合之，且设有将耐磨护板上下微调的机构，同时於上述导引面用倾斜面的下方形成有承载部分，而於与耐磨护板下面之间以可进出调整之方式插入有楔板，进而藉由耐磨护板的上下调整移动而可微调耐磨护板之背面铅直面与对象模具之导引面的间隙。
图1系显示依据直进工具之倾斜面的加工状态图；其中(a)系显示上端角为钝角，而(b)系显示上端角为锐角的图。
图2系施行实施例之加工的控制方块图。
图3系显示工具轨迹之实施例其一的图；其中(a)系显示工具轨迹的图，而(b)系显示缓推拔面之加工面状况的图。
图4系显示工具轨迹之实施例其二的图。
图5系显示工具轨迹之实施例其三的图。
图6系显示工具轨迹之实施例其四的图。
图7系显示工具轨迹之实施例其五的图。
图8系显示工具轨迹之实施例其六的图。
图9系显示模具框体之导引面的图。
图10系模具之上模与下模的配合态状图。
图11系导引机构的放大剖面图。
图12系导引机构的放大正视图。
图13系显示习知之导引面之加工状态的图。
图14系显示垂直面之直进加工状态的图。
图15系显示实施例其一的加工流程图。
符号说明1~倾斜面2~直进工具25~模具本体的倾斜面26~耐磨护板的倾斜面28~耐磨护板29、31~耐磨护板的位置调整螺栓35~楔板以下，依据图面来说明本发明的实施的形态。
如第1图(a)及第1图(b)所示，於未图示之切削机之立主轴的前端装著直进工具2，并使主轴转动之同时於主轴头施行水平(X轴)方向及垂直(Z轴)方向之同时二轴控制，以加工倾斜面(缓推拔面)1。直进工具2的各刀具系使用前端可作缓斜加工的R形状或尖锐边缘者，且仅刀具前端与工作件接触。
就第2图来说明此时之工具轨迹的控制线图。
NC程式辨识电路3读取输入之最初之加工开始点的位置资料(XA，YA，ZA)、最初之加工行程(stroke)端的位置资料(XA，YB，ZB)、全加工终了点的位置资料(XB，YB，ZB)、进刀(pick)量资料(PPT)、由工作件之工具的脱离量资料(PGP)、工具直径资料(PD)、工具长度资料(PL)、主轴转动次数(PS)、主轴进给速度(PF)等。
加工面界定电路4系接受来自NC程式辨识电路3的最初之加工开始点的位置资料、最初之加工行程端的位置资料及全加工终了点的位置资料，而决定加工倾斜面。
工作件长度(A)运算电路5系接受来自加工面界定电路4的X轴方向的位置资料，而运算工作件的长度A。
进刀次数设定电路6系接受来自NC程式辨识电路3的进刀量资料(PPT)，且接受来自工作件长度(A)运算电路5的工作件长度尺寸资料A，而运算实际地实施的进刀次数A÷PPT。
工具直径·工具长度资料记忆电路7系接受来自NC程式辨识电路3的工具直径及工具长度的资料而保存之。工具偏位运算电路8系接受来自加工面界定电路4的加工斜面的资料，并接受来自工具直径·工具长度资料记忆电路7的工具资料，而运算工具的偏位量(工具半径)。
进刀时的脱离量运算电路9系接受来自加工面界定电路4的加工倾斜面的资料，并接受来自工具偏位运算电路8的偏位量，而运算工具的脱离量。
工具轨迹设定电路10系接受来自NC程式辨识电路3的最初之加工开始点的位置资料、最初之加工行程端的位置资料及全加工终了点的位置资料，并接受来自工具偏位运算电路8的工具的偏位量资料，且接受来自脱离量运算电路9的工具的脱离量资料，以及接受来自进刀次数设定电路6之进刀次数的资料，而对於工具之半径分Y轴方向设定自第一加工行程开始点之移动的程式。
程式解释电路11系接受来自工具轨迹设定电路10的输出，而解释每一加工行程的加工程式。NC程式控制电路12系接受来自程式解释电路11的输出，而命令每一加工行程的加工程式。
本机指定电路13系接受来自NC程式控制电路12的输出，而对机械命令加工循环周期(cycle)的实施。
程式指令系工具之Z轴方向的切削进给渐近(approach)位置资料(R1)、工具之最初之加工开始点的位置资料、最初之加工行程的下端终了位置资料、最终加工行程的下端终了位置资料，工具之由加工面的脱离量资料[PGP]、工具之朝横方向的移动进刀量资料[PPT]、主轴转动次数资料[PS]、工具之朝Z轴方向的切削进给速度资料[PF]、工具长度修正号码(值)的资料[PH]、工具直径修正号码(值)的资料[PD]以及显示工具偏位位置对加工面是否存在於左右任一者的资料[PL1或PL2]，以当作用於自动地设定求得工具之移动轨迹的输入资讯资料。使用以上的各资料，而自动地运算，进而设定工具轨迹的程式规画(programming)。
於说明之前，先定义显示工具的移动方向。以工具之偏位的第一切削开始位置作为说明上加工原点[X1，Y1，Z1]，且自原点观察，以工具下降的方向作为+Z轴方向，而以上升方向作为-Z轴方向；以工具接近工作件的方向作为+Y轴方向，而以离开方向作为-Y轴方向；以工具朝图的右方向移动的方向作为+X轴方向，而反之作为-X轴方向。且机械原点可认为X0，Y0，Z0。
实施例其一，依据工作件加工部上端的角部显示锐角之缓推拔面的第3图(a)及第3图(b)来说明工具轨迹。
工具系自第一加工行程开始位置(イ)[X1，Y1，Z1]以Y轴(+方向)、Z轴(+方向)的二轴控制的合成移动来切削，且移动定位於第一加工行程终了端位置(ロ)[X1，Y2，Z2]。其次，工具上升时，移动至由用以避开与工作件干涉的工作件离开的Y轴-方向脱离位置(ハ)[X1，Y3，Z2]。其次，工具系为了其次之第二加工行程开始，而定位於朝X轴(+方向)横移动的进刀量移动位置(二)[X2，Y3，Z2]。其次，为了第二加工行程，将工具朝Z轴(-方向)上升，而成为第一加工行程开始位置的高度(示)[X2，Y3，Z1]。其次，工具为切削加工，而移动至接近工作件之Y轴(+方向)第二加工行程开始位置(ヘ)[X2，Y1，Z1]，进而结束一循环周期。如此，将加工循环周期依序施行第二加工行程、第三加工行程，而朝X轴移动工具，并於最後加工行程完了後，工具自脱离位置[Xn，Y2，Z2]上升至Z轴(-方向)，而到达工具上升端位置，进而结束加工循环周期。如此，施行缓推拔面的加工。
实施例其二，於工作件加工部下端的角部显示锐角之缓推拔面的第4图中，说明工具轨迹。
自工具的第一加工行程开始位置(ト)[X1，Y1，Z1]在XZ平面内以+Z轴方向、-Y轴方向来合成移动工具，而施行直进加工的切削至第一加工行程终了端位置(チ)[X1，Y2，Z2]为止。其次，将工具上升移动至由工作件离开的-Y轴方向脱离位置(リ)[X1，Y3，Z2]为止。其次，将工具朝+X轴方向移动仅进刀量至横位置(ヌ)[X2，Y3，Z2]为止。其次，自横位置(ヌ)垂直地将工具朝-Z轴方向上方上升至工具之第一加工行程开始位置的高度位置(ル)[X2，Y3，Z1]为止。再将工具自位置(ル)以+Y轴方向接近工作件而移动至第二加工行程开始位置(ヲ)[X2，Y1，Z1]为止。藉此结束一循环周期，以後依序将工具朝X轴方向(+方向)移动，而施行缓推拔面的加工。
实施例其三，依据工作件加工部上端的角部显示锐角之缓推拔面的第5图来说明工具轨迹。
工具系自第一向下加工行程开始位置(ワ)[X1，Y1，Z1]以Y轴(+方向)、Z轴(+方向)的二轴控制的合成移动来下降，而移动至第一向下加工行程终了端位置(カ)[X1，Y2，Z2]。其次，自第一向下加工行程终了端位置(カ)[X1，Y2，Z2]移动设定成朝X轴方向(+方向)的进刀量(或设定进刀量的1/2)，而定位於(ヨ)[X2，Y2，Z2]。其次，朝-Z轴方向以Z轴(-方向)及Y轴(-方向)的二轴控制的合成移动来上升，而定位於第一向上加工行程终了端位置(タ)[X2，Y1，Z1]。其次，移动设定成朝X轴方向(+方向)的进刀量或设定进刀量的1/2，而定位於第二向下加工行程开始位置(レ)[X3，Y1，Z1]，以施行加工循环周期。以後，朝X轴方向依序施行此加工循环周期。於此场合，即使於-Z轴方向的回复上升，亦可以施行加工的往复切削来使切削条痕变细，而更加提高加工面精度。且使进刀量成为1/2者系相当於使进刀是变小。
实施例其四，依据工作件加工部下端的角部显示锐角之缓推拔面的第6图来说明工具轨迹。
自第一向下加工行程开始位置(ソ)[X1，Y1，Z1]以Y轴(-方向)、Z轴(+方向)的二轴控制的合成移动来下降，而移动至第一向下加工行程终了端位置(ツ)[X1，Y2，Z2]。其次，自此位置(ツ)移动设定成朝X轴方向(+方向)的进刀量(或设定进刀量的1/2)，而定位於(ネ)[X2，Y2，Z2]。其次，朝-Z轴方向以Z轴方向(-方向)及Y轴方向(+方向)的二轴控制的合成移动来上升，而定位於第一向上加工行程终了端位置(ナ)[X2，Y1，Z1]。其次，移动设定成朝X轴方向(+方向)的进刀量(或设定进刀量的1/2)，而定位於第二向下加工行程开始位置(ラ)[X3，Y1，Z1]，以施行加工循环周期。以後，朝X轴方向依序施行此加工循环周期。於此场合，藉由往复切削而使切削条痕变细。
实施例其五，依据工作件加工部上端的角部显示锐角之缓推拔面的第7图来说明工具轨迹。
工具2系自第一加工行程开始位置(ヤ)[X1，Y1，Z1]以Z轴控制来朝+Z轴方向下降，而移动至第一加工行程终了端位置(マ)[X1，Y2，Z2]。其次，不变更X轴方向而在YZ平面朝-Z轴方向、-Y轴方向上升至位置(ケ)[X1，Y3，Z1]为止。此上升系同时施行二轴控制，俾使工具朝-Y轴方向後退Y3与Y1之差分之同时使工具朝-Z轴方向上升Z2-Z1的量。此时，由於未变化X轴方向的位置，故工具系移向在已经藉由第一加工行程而加工完毕的YZ平面自工作件向-Y轴方向离开的方向，藉此於朝-Z轴方向上升时工具与工作件不会产生干涉。
此後，同时施行二轴控制，而使在XY平面内进刀量之朝+X轴方向移动之同时在+Y轴方向之工具朝工作件接近移动，进而将工具移至第二加工行程开始位置(フ)[X2，Y1，Z1]。以此循环周期朝X轴+方向依序施行工具的移动，而结束缓推拔面加工。此方法系於加工时以外二次使用同时二轴控制，而将工具自第一加工行程开始位置(ヤ)依(ヤ)→(マ)、(マ)→(ケ)、(ケ)→(フ)三方向移动，进而移动至第二加工行程开始位置(フ)为止，故加工所需要的全部时间可大幅地缩短。
实施例其六，依据工作件加工部下端的角部显示锐角之缓推拔面的第8图来说明工具轨迹。
工具系自第一加工行程开始位置(コ)[X1，Y1，Z1]以+Z轴方向及-Y轴方向的二轴控制来下降，而到达至第一加工行程终了端位置(エ)[X1，Y2，Z2]。其次，不变更X轴方向及Y轴方向的位置，而将工具朝-Z轴方向上升至位置(テ)[X1，Y2，Z1]为止。此上升系使工具朝-Y轴方向後退Y2与Y1之差分。
因此，关於此上升，控制变成非常简单。此後，同时施行二轴控制，而使在XY平面内进刀量之朝+X轴方向移动之同时在+Y轴方向之工具朝工作件接近移动，进而将工具移至第二加工行程开始位置(ア)[X2，Y1，Z1]。朝X轴+方向依序施行此工具加工循环周期，而结束缓推拔面加工。
此方法系於自第一加工行程开始位置(コ)至第二加工行程开始位置(ア)来三方向移动工具，且减少同时二轴控制的次数，故可容易地控制，俾加工所需要的全部时间可大幅地缩短。
实施例依据作为模具之剖面图之第10图、第10图之A部之导引部之剖面放大图的第11图及导引部之正视图的第12图，而说明直进加工的导引面。
21为模具的下模；22为组入至此下模的导引机构。23系模具的上模，受导引机构22所导引而上下动，以施行压制加工。如第10图及第11图所示，导引机构22系具有端部突出的状态下固设於下模之上面的托架。於托架24的下部，於下模21藉由上述的直进加工而高精度地削成导引用的倾斜面25。具有与此倾斜面25相同梯度的倾斜面26，满坏使二倾斜面25、26相互相反方向之方式组合而成面接触，且藉由以可移动之方式装设於推拔方向(上下方向)之长孔的固定螺栓33而将背面27成为铅直面的耐磨护板28安装於下模21。此背面27当作铅直导引面的作用。托架24装设有二种类的螺栓29、31。
一螺栓29系螺合於托架，且螺栓29的前端接触於耐磨护板28的上端面而用以压下耐磨护板28，进而锁紧螺帽30将螺栓29的位置固定於托架24。另一螺栓31系贯穿托架24的锥孔而螺合於耐磨护板28。螺帽32装设於螺栓31，而转动螺帽32，藉以将耐磨护板28朝上方拉起。且藉由此等二类的螺栓29、31的作用，而将带至最适当的位置。
耐磨护板28系於最适当位置藉由固定螺栓33而被固设於下模21的倾斜面25。下模21形成有位於倾斜面25之下方的承载部分34，并於耐磨护板28的下端面与承载部分34之间以可进出调整方式插设有楔板35，藉以防止压制加工中振动等所造成耐磨护板28慢慢地下降者。
如此，利用倾斜面25、26来施行耐磨护板28的上下位置调整。藉以微调於模具之下模之成为铅直导引面之耐磨护板28之背面27的水平方向位置。
且於上述说明中，虽然将Y轴规定成此+-，但是本发明并不限於此，即使为与X、Y、Z轴中任一者的轴线不平行的倾斜面，亦可以为平行於此倾斜面且垂直於Z轴的进刀移动方向以及垂直於进刀移动方向和工具轴线的方向。
又各制程的顺序亦可任意原地变更，例如，同时施行第二行程至第四行程中至少一行程、或者同时施行第三行程至第五行程中至少一行程、使第三行程和第四行程的顺序颠倒、或者使此等和第二行程或第五行程颠倒等。
再者，省略大体垂直於进刀之脱离方向的移动，而以自工作件下部至工作件上部之加工行程开始点为止的移动来施行对朝向上部的加工。
发明效果本发明系如上述所构成者，故达到以下的效果。
於模具构件等之缓推拔面部分的加工中，采用直进加工，且以加工开始位置、加工行程终了端位置、全加工终了位置来将加工倾斜面子以特定，并藉由输入工具的脱离量、进刀量、工具直径、工具长度而可自动地施行缓推拔面加工，故以一程式而可使指令成为可能，进而成为简便。又进刀量持续为一定，故可得到精度佳的缓推拔面。
又将模具的导引面直进加工的缓推拔面与耐磨护板予以组合，而铅直地保持耐磨护板的背面之同时可於水平方向作位置微调，故模具之上模与下模之相位模配合不必要修整，而可简单地施行之，进而可实现高精度的导引面。再者，於耐磨护板的下面介设有楔板，而不会有於压制加工之振动所造成之耐磨护板落下，进而可持续保持耐磨护板的背面垂直面於所希望的位置。
权利要求
1.一种缓推拔面之加工方法，使用装设於可X·Y·Z三轴控制之工作机械之主轴的直进工具，而加工对工具轴线倾斜的缓推拔面其特徵在於沿著平行於上述缓推拔面的面与垂直於缓推拔面且平行於Z轴的面交叉的线来移动直进工具，以施行加工。
2.一种缓推拔面之加工方法，使用装设於可X·Y·Z三轴控制之工作机械之主轴的直进工具，而加工对工具轴线倾斜的缓推拔面其特徵在於上述缓推拔面之加工方法包括第一行程，於工作件上部自加工面工具偏位的加工行程开始点为始点，且沿著平行於上述缓推拔面的面与垂直於缓推拔面且平行於Z轴的面交叉的线来移动直进工具，藉以使工具作切削加工(+Z轴方向)至加工行程终端位置为止；第二行程，於工作件下部的加工行程终端位置对工具的进刀移动进行方向大体成直角之方式使工具以脱离量自工作件脱离(-Y轴方向)；第三行程，使工具自加工行程终端位置垂直地上升(-Z轴方向)至工作件上部之加工行程开始点的高度为止；第四行程，使工具自次加工行程开始点以进刀量移动(+X轴方向)至以脱离量脱离的点为止；以及第五行程，使工具朝工作件接近(+Y轴方向)至次加工行程开始点为止；且连续此循环周期，依序自加工开始点一加工终了点为止(朝+X轴方向)重复之，藉以决定加工面全体的工具轨迹，而施行加工。
3.一种模具的导引机构，其特徵在於於具有立壁形状之铅直之导引面的模具中，於模具本体或模具安装用框体藉由直进加工来形成上述导引面用的倾斜面，并将一面具有与此倾斜面相同梯度的倾斜面而另一面具有与上述导引面同样铅直的面的耐磨护板以倾斜面相互相反方向之方式面接触於上述导引用倾斜面而组合之，且设有将耐磨护板上下微调的机构，同时於上述导引面用倾斜面的下方形成有承载部分，而於与耐磨护板下面之间以可进出调整之方式插入有楔板，进而藉由耐磨护板的上下调整移动而可微调耐磨护板之背面铅直面与对象模具之导引面的间隙。
全文摘要
提供于对模具之导引用的缓推拔面施行直进(plunging)加工时容易程式规画(programming)的加工方法。输入直进工具的切削开始位资料、第一加工行程终了端位置资料、全加工完了位置资料、工具直径资料、工具长度资料、进刀(pick)量资料及工具脱离量资料,当作倾斜面加工用,藉以自动地运算工具轨迹。
文档编号B23C3/00GK1195587SQ9810152
公开日1998年10月14日 申请日期1998年4月7日 优先权日1997年4月7日
发明者若冈俊介, 长谷部孝男 申请人:欧克马股份有限公司