CN103201069A

CN103201069A - 切削阻力解析装置及包括该装置的切削加工装置、切削阻力解析程序

Info

Publication number: CN103201069A
Application number: CN2012800033697A
Authority: CN
Inventors: 片冈隆之; 山口亮; 小岛律昭
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: US9459166B2; CN103201069B; DE112012000203B4; WO2013069363A1; JP5204934B1; DE112012000203T5; JPWO2013069363A1; US20130336736A1

Abstract

切削加工装置（10）的控制部（11）包括：算出施加在铣刀（T）上的切削阻力大小的切削阻力计算部（32）、算出与工件（W）的加工面同时接触的铣刀（T）的刀刃（T1）个数的接触刃数计算部（33）及基于切削阻力大小和接触刃数计算部（33）中的计算结果算出铣刀（T）的每刃的切削阻力值的每刃切削阻力计算部（34）。

Description

切削阻力解析装置及包括该装置的切削加工装置、切削阻力解析程序

技术领域

本发明涉及利用多刃刀具进行机械加工的切削阻力解析装置及包括该装置的切削加工装置以及切削阻力解析程序。

技术背景

目前，为了将被加工部件按照所需形状进行切削加工，使用旋转切削工具来进行切削加工。

例如，在专利文献1中公开有一种切削方法：在切削阻力检测工序中检测被加工部件施加于旋转切削工具的切削阻力，并通过调整旋转切削工具的移动速度来使切削阻力的大小大致一定，从而达到切削加工工序的效率化和旋转切削工具寿命的延长化的效果。

并且，在专利文献2中公开了一种切削加工方法：在三维曲面中，通过在完工切削之前进行预切削以使对应于每规定切削转速的切削体积大致一定或者逐渐减小，从而能够在将工具转速和进给速度保持一定的同时使切削阻力大致一定。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：（日本）特开平8-25178号公报（平成8年1月30日公开）

专利文献2：（日本）特开平10-113846号公报（平成10年5月6日公开）

发明内容

但是，在上述现有的切削阻力解析装置中，存在如下问题。

即，在上述公报中公开的切削阻力解析装置中，与切削机床等的单刃刀具或多刃刀具无关地考虑施加于旋转切削工具整体的切削阻力大小来调整旋转切削工具的进给速度等。

因此，在利用多刃刀具的切削工序中，由于不能准确地把握施加在每刃上的切削阻力，因此可能产生如下问题：例如，如果考虑刀刃的破损则无法充分地增加进给速度，从而在切削工序中产生损耗，如果考虑切削效率则过度增加进给速度而使每刃的切削阻力增大导致刀刃的破损等。

本发明的课题在于提供一种切削阻力解析装置及包括该装置的切削加工装置以切削阻力解析程序，从而能够可靠地防止多刃刀具破损，并且能够提高切削加工工序中的加工效率。

第一发明的切削阻力解析装置为利用多刃旋转切削工具对被加工物进行切削加工时，算出多刃旋转切削工具的移动轨迹上的多个加工点的切削阻力的切削阻力解析装置，包括数据存储部、切削阻力计算部、接触刃数计算部和每刃切削阻力计算部。数据存储部存储有关于多刃旋转工具的形状、刃数及被加物的形状的数据。切削阻力计算部算出施加在多刃旋转工具上的切削阻力的大小。接触刃数计算部算出与被加工物的加工面同时接触的多刃旋转工具的刃数。每刃切削阻力计算部基于切削阻力的大小和接触刃数计算部中的计算结果，算出多刃旋转工具的每刃的切削阻力。

在此，利用具有多个刀刃的多刃旋转切削工具对被加工物进行切削加工时，根据接触部分的切削阻力的大小及受到切削阻力的多刃旋转切削工具的刃数等算出每刃的切削阻力的大小。

在此，每刃的切削阻力的大小根据被加工物的形状等可在规定的加工点算出，也可以在多刃旋转工具的移动轨迹上的多个加工点算出。即，在被加工物的形状单纯的情况下，由于切削阻力的大小几乎不变，可以在一个加工点算出每刃的切削阻力，在被加工物的形状复杂的情况下，可以在切削阻力大小变化的多个加工点算出每刃的切削阻力。

由此，在利用多刃旋转切削工具的切削加工工序中，基于每刃的切削阻力大小提高或降低多刃旋转切削工具的进给速度，从而能够可靠地防止多刃旋转切削工具的刀刃受到破损，并且能够提高切削加工工序中的加工效率。

第二发明的切削阻力解析装置在第一发明的切削阻力解析装置的基础上，还包括切削除去体积计算部，该切削除去体积计算部利用存储于数据存储部中的各种数据，算出多刃旋转切削工具轨迹上的规定加工点的多刃旋转切削工具的切削除去体积。并且，切削阻力计算部基于被加工物的固有的比切削阻力和切削除去体积计算部中算出的切削除去体积，算出施加在多刃旋转切削工具上的切削阻力的大小。

第三发明的切削阻力解析装置在第一或者第二发明的切削阻力解析装置的基础上，接触刃数计算部基于多刃旋转切削工具和被加工物的接触部分中的最外圆弧长度，算出与被加工物的加工面同时接触的多刃旋转切削工具的刃数。

第四发明的切削阻力解析装置在第一至第三发明中的任一发明的切削阻力解析装置的基础上，每刃切削阻力计算部在多刃旋转切削工具轨迹上的大致等间隔地配置的多个加工点算出每刃的切削阻力。

在此，在多刃旋转切削工具的移动轨迹上大致等间隔地配置的多个加工点算出每刃的切削阻力的大小。

由此，即使在对形状复杂的被加工物进行切削加工的情况下，通过在各个加工点算出切削阻力，在切削阻力变化大的情况下也能够认识各个加工点的切削阻力的大小。由此，例如在利用该切削阻力的解析结果进行切削加工时，基于各个加工点的切削阻力的大小控制多刃旋转切削工具的进给速度使其提高或者降低。

第五发明的切削阻力解析装置在第一至第四发明中的任一发明的切削阻力解析装置的基础上，还包括切削阻力插补部，该切削阻力插补部基于每刃切削阻力计算部中算出的规定加工点的每刃的切削阻力大小和与该规定加工点邻接的加工点的每刃的切削阻力大小，通过线性插补算出加工点之间的每刃的切削阻力。

在此，基于多刃旋转切削工具轨迹上的规定加工点的每刃的切削阻力和与该规定加工点相邻的加工点的每刃的切削阻力，通过线性插补算出加工点之间的每刃的切削阻力大小。

由此，通过只分别算出多刃旋转切削工具的移动轨迹上的多个加工点的每刃的切削阻力，能够容易地算出多刃旋转切削工具所有轨迹上的每刃的切削阻力大小。

第六发明的切削阻力解析装置在第五发明的切削阻力解析装置的基础上，在多刃旋转切削工具轨迹上的上游侧加工点的每刃的切削阻力小于下游侧加工点的每刃的切削阻力时，切削阻力插补部将下游侧加工点的每刃的切削阻力大小设定为与该下游侧加工点相邻的加工点之间的每刃的切削阻力大小。

在此，在多刃旋转切削工具的加工轨迹上，将下游侧的每刃的切削阻力大小设定为已知加工中每刃的切削阻力增大的相邻加工点之间的每刃的切削阻力。

由此，例如作为加工中每刃的切削阻力有可能激增的加工点之间的切削阻力的设定值，设下游侧的较大的每刃的切削阻力为基准，由此能够可靠地防止施加在多刃旋转切削工具的每刃上的负荷激增而破损等问题的发生。

第七发明的切削加工解析装置在第一至第六发明中的任一发明的切削加工解析装置的基础上，还包括进给速度调整部，该进给速度调整部根据每刃切削阻力计算部中的计算结果调整多刃旋转切削工具的进给速度。

在此，根据上述切削阻力解析装置中算出的每刃的切削阻力大小，设定多刃旋转切削工具的进给速度。

具体而言，例如在某加工点切削阻力比目标值小时，提高多刃旋转切削工具的进给速度以使每刃的切削阻力接近目标值。另一方面，在某加工点每刃的切削阻力比目标值大时，降低多刃旋转切削工具的进给速度以使切削阻力接近目标值。

由此，能够在考虑施加于多个旋转切削工具每刃上的切削阻力大小的同时提高或降低多刃旋转切削工具的切削加工中的进给速度，从而防止多刃切削工具的刀刃的破损，并且将切削加工工序中的加工效率提高至最大极限。

第八发明的切削加工装置包括：第一至第七发明中的任一发明的切削阻力解析装置、定位控制部、速度控制部及机床部。定位控制部进行多刃旋转切削工具相对于被加工物的定位。速度控制部控制多刃旋转切削工具的进给速度。机床部对被加工物进行切削加工。

第九发明的切削阻力解析程序为利用多刃旋转切削工具进行切削加工时解析来自被加工物的切削阻力的切削阻力解析程序，其能够使计算机运行切削阻力解析方法，该切削阻力解析方法包括：利用多刃旋转切削工具的形状、刃数及被加工物的形状的有关数据算出施加在多刃旋转切削工具上的切削阻力大小的工序，算出与被加工物的加工面同时接触的多刃旋转切削工具的刃数的工序，基于切削阻力的大小和多刃旋转切削工具的刃数算出多刃旋转切削工具的每刃的切削阻力的工序。

在此提供一种切削阻力解析程序，其在利用具有多刃的多刃旋转切削工具对被加工物进行切削加工时，基于接触部分中的切削阻力大小及接触部分（圆弧部分）中的多刃旋转切削工具的刃数等，算出每刃的切削阻力大小。

在这里，对于每刃的切削阻力大小，可以根据被加工物的形状等在规定的加工点算出，也可以在多刃旋转切削工具的移动轨迹上的多个加工点算出。即，在被加工物的形状单纯的情况下，由于切削阻力的大小几乎不变，因此可以在一个加工点算出每刃的切削阻力，在被加工的形状复杂的情况下，可以在切削阻力大小变化的多个加工点算出每刃的切削阻力。

由此，在利用多刃旋转切削工具的切削加工工序中，基于每刃的切削阻力大小提高或降低多刃旋转切削工具的进给速度，从而能够可靠地防止多刃旋转切削工具的刀刃受到破损，并且提高切削加工工序中的加工效率。

附图说明

图1为表示搭载有本发明一实施方式的切削阻力解析装置的切削加工装置构成的立体图。

图2为表示形成在图1的切削加工装置内的控制块构成的框图。

图3（a）为表示图1的切削加工装置中安装的铣刀构成的立体图；图3（b）为表示图1的切削加工装置中安装的铣刀构成的侧视图。

图4为表示图1的控制部制作的功能块的框图。

图5为表示利用搭载于图1的切削加工装置上的控制部在切削阻力解析模拟中算出每刃切削阻力大小的计算流程的流程图。

图6为根据图5的流程图进行切削加工时的概念图。

图7（a）为安装在图1的切削加工装置中的铣刀概念图，图7（b）为安装在图1的切削加工装置中的铣刀的底面图，图7（c）为表示与工件接触的部分的立体图。

图8为表示安装于图1的切削加工装置的铣刀与工件之间的位置关系的概念图。

图9为表示被图1的切削加工装置切削加工的工件形状与铣刀之间的位置关系的俯视图。

图10为表示在图1的切削加工装置中利用根据图5的流程算出的切削阻力值进行切削加工程序更换的流程的流程图。

具体实施方式

以下参照图1～图10说明搭载有本发明一实施方式的切削阻力解析装置的切削加工装置10。

[切削加工装置10的构成]

本发明实施方式的切削加工装置10为利用多刃旋转切削工具（铣刀T）对由金属材料形成的工件（被加工物）W进行切削加工的装置，如图1所示，包括控制部（切削阻力解析装置）11和机床部16等。

控制部11参照存储部（数据存储部）22a（参照图2）中储存的坯料设计图3D-CAD数据、目标NC程序、工具形状信息等进行所需的切削加工，并且在实施切削加工前通过模拟算出每刃的切削阻力。需要说明的是，关于通过模拟算出每刃的切削阻力的方法，将于后文进行详细叙述。

NC程序在切削加工装置10内部由G代码表示，该G代码用于处理轴的移动、坐标系的设定等。例如，G00X200.0Y150.0使工具移动到坐标值（200,150）处。G01X300.0Y200.0F60使工具以进给速度60直线移动到坐标值（300,200）处。

如图1所示，机床部16包括主轴12、滑鞍13等，按照所需形状对工件W进行切削加工。

如图1所示，主轴12安装于主轴头12a上，安装于其前端的铣刀（多刃旋转切削工具）T接受主轴旋转用的伺服电动机12b的旋转驱动力进行旋转，对工件W进行切削加工。

滑鞍13为安装有工件W的平台，接受伺服电动机25a，25b等的旋转驱动力使滚珠丝杠28（参照图2）等旋转，从而使工件W在X方向上、在Y方向上移动。另外，在本实施方式中，通过伺服电动机25c使支柱进行上下移动，从而使主轴12相对于工件W在如图1所示的Z方向（工具的上下移动方向）上移动。工件W由未图示的夹具被固定在工作台上。由此，因为能够相对于铣刀T使工件W相对移动，从而能够按照所需形状对工件W进行切削加工。

另外，如图2所示，切削加工装置10包括靠控制部11侧的输入部21、运算控制部22、伺服控制部23以及靠机床部16侧的测速发电机24、伺服电动机25a～25c、位置检测器27。

输入部21读取在Floppy（注册商标）盘、快闪存储器等众所周知的存储介质上储存的内容，并将读取的信息输出到运算控制部22，由操作员向该输入部21输入各种设定条件等信息。

运算控制部22基于输入部21发来的信息进行铣刀T相对于工件W的相对进给速度、相对位置及插补（直线插补、圆弧插补）等运算，由此对伺服电动机25a～25c等进行驱动控制。另外，运算控制部22包括存储部22a和运算部22b。

如图2所示，存储部22a存储有切削加工后的工件W的设计图（3D-CAD图）数据、目标NC程序、铣刀T的工具形状信息等，通过由控制部11读取这些信息，在机床部16中能够进行所需的切削加工。

运算部22b基于输入部21读取的信息，按照存储在存储部22a中的各种程序进行切削加工所需的运算（进给速度运算、相对位置运算、插补运算）等，并将运算结果变换成脉冲信号输出到伺服控制部23。

伺服控制部23包括定位控制部23a和速度控制部23b，基于从运算控制部22发出的脉冲信号控制伺服电动机25a～25c的转速等。另外，伺服控制部23从后述的测速发电机24接收与伺服电动机25a～25c的转速相对应的电压值信号并对伺服电动机25a～25c的旋转进行控制。

定位控制部23a基于从运算控制部22接收到的脉冲信号一边使铣刀T相对于工件W相对移动一边进行切削加工，并且比较从位置检测器27输出的当前位置信息与目标位置信息并进行伺服电动机25a～25c的反馈控制。

速度控制部23b比较从测速发电机24输出的伺服电动机25a～25c的实际转速和目标转速，并基于从运算控制部22接收到的脉冲信号对铣刀T相对于工件W的相对移动速度进行反馈控制。

测速发电机24分别设置于伺服电动机25a～25c上，通过检测因电磁感应而产生的感应电动势，检测各伺服电动机25a～25c的转速。

伺服电动机25a～25c是使搭载有工件W的滑鞍13在三维空间移动的驱动源，被伺服控制部23控制。

位置检测器27检测利用伺服电动机25a～25c的旋转驱动在三维空间移动的滑鞍13的位置，并输出至伺服控制部23。

上述的Floppy（商标注册）盘或快闪存储器中储存有包含例如被切削部件的材料种类、工具、切削条件、加工工时等的切削加工指令信息。

由此，在控制部11中读取Floppy（商标注册）盘等所存储的信息，并且通过机床部16进行切削加工，从而工件W被制造成所需要的加工品W1。

（铣刀T）

如图3（a）和图3（b）所示，在本实施方式的切削加工装置10中，利用安装于主轴12前端的铣刀（多刃旋转切削工具）T对工件W进行切削加工。

铣刀T为具有八个刀刃T1（参照图7（b））的多刃旋转切削工具，通过相对工件W移动将其切削加工成所需形状。

（控制部11的控制块）

在本实施方式的切削加工装置10中，如图2所示的运算部22b读取存储部22a内所储存的各种数据及程序，执行如图4所示的功能块（切削除去体积计算部31、切削阻力计算部32、接触刃数计算部33、每刃切削阻力计算部34、切削阻力插补部35，进给速度调整部36）所表示的各种功能。在本实施方式中，通过这些功能块，在实际实施切削加工之前实施模拟以便求出铣刀每刃的切削阻力大小。

切削除去体积计算部31基于铣刀T相对于工件W的移动轨迹（工具路径）上的各加工点的铣刀T的位置、姿势等信息，算出各加工点的工件W和铣刀T的接触部分C的切削除去体积。

切削阻力计算部32基于切削除去体积计算部31中算出的各加工点的切削除去体积和工件W的比切削阻力，算出施加在工具T整体上的切削阻力大小。

需要说明的是，“比切削阻力”是指每种材料固有的对应于单位除去体积的切削阻力。在此，单位除去体积由工具的进给量和切入量来确定，所以在除去体积中包含工具的进给量、切入量之类的参数。

切削阻力F=Kr×V（其中，Kr：比切削阻力，V：除去体积）

接触刃数计算部33算出铣刀T所具有的八个刀刃T1中在各加工点与工件W几乎同时接触的刃数。具体而言，基于圆弧部分的长度、铣刀T的前端部分的半径及刃数，算出进入由于铣刀T的旋转而被切削加工的圆弧部分的刀刃T1的个数。

每刃切削阻力计算部34通过用接触刃数计算部33中算出的接触刃数除切削阻力计算部32中算出的切削阻力，算出在各加工点所施加于铣刀T的每刃上的切削阻力大小。

切削阻力插补部35基于每刃切削阻力计算部34中算出的各加工点的切削阻力大小，通过线性插补算出各加工点之间的切削阻力大小。

进给速度调整部36基于每刃切削阻力计算部34中算出的各加工点的每刃的切削阻力大小，调整工具的进给速度（以下，参照步骤S21～步骤S30）以使各加工点的每刃的切削阻力大小与每刃的目标切削阻力大小大致相同。

<每刃的切削阻力的计算模拟流程>

在本实施方式的切削加工装置10中，按照图5的流程图进行模拟，算出铣刀T的每刃的切削阻力值。需要说明的是，作为切削加工的前提，输入刀刃以不被破损的程度能够正常加工的工具的进给速度和切入量的值。

在此，如图7（a）所示，在本实施方式的切削加工装置10中，铣刀T沿着工具路径移动，在与工具方向向量（x，y，z）平行的面上进行加工。另外，在本实施方式中，铣刀T的刀刃T1个数如图7（b）所示为八个。并且，如图7（c）所示，工件W和铣刀的接触部分C由铣刀T（工具）的倾斜度和行进方向来确定。

需要说明的是，图7（a）和图7（c）为示意图，为了便于说明，将铣刀T的刀具省略表示。

在步骤S1中，读取铣刀T相对于工件W的移动轨迹（工具路径），设定工具路径上的各加工点（（x₁，y₁，z₁）···（x_n，y_n，z_n））。需要说明的是，各加工点大致等间隔地设定在工件W的工具路径上。

在步骤S2中，输入n=1，如图8所示设定工具路径上的初始位置。

在步骤S3中，将在工件W上设定的工具路径上的当前值设为（x_n，y_n，z_n）（参照图8）。

在步骤S4中，读取工具路径上的当前值下的与工具及工具姿势有关的信息。具体而言，分别输入工具中心坐标=工具路径中的当前位置、工具姿势=工具方向向量（x_a，y_a，z_a）、工具半径r（参照图7（a））、工具刃数N=8。

在步骤S5中，计算工具前进方向单位向量并算出切削除去体积（图6的斜线部）V。需要说明的是，工具前进方向单位向量通过如下计算算出。

另外，关于切削除去体积，如图6的斜线部分所示，表示使工具相对于工件W从当前值向前进方向稍微相对移动时的切削体积。需要说明的是，为了便于说明，在使工具的轴相对于工件W的切削面垂直的状态下进行说明。

在步骤S6中，算出在某加工点施加于铣刀T上的切削阻力大小。具体而言，将工件W材料的比切削阻力设为Kr时，切削阻力通过切削阻力force=Kr×V来计算。

在步骤S7中，算出上述某加工点的接触部分C的铣刀T的最外圆弧长度L2。需要说明的是，“最外圆弧长度”是指连结刀具的刀刃前端彼此的圆弧的长度，不仅包括接触部分C中工具与工件W实际接触的圆弧部分的长度，还包括形成在其外侧的假想圆弧的部分的长度。

在步骤S8中，判断上述某加工点的接触部分C中接触的圆弧部分是否有多个。在此，“在接触部分C有多个圆弧部分”，如图9所示，是指对在工件W的工具路径上形成有槽Wa的部分进行切削加工的状态等。在此，当判断为有多个圆弧部分时进入步骤S9，当判断为圆弧部分不是多个（是单个）时进入步骤S11。

在步骤S9中，因为在步骤S8中判断为有多个圆弧部分，所以判断为只与工具路径上的前进方向下游侧的圆弧部分接触，只选择下游侧的圆弧部分并算出接触部分C。这是因为被认为工具路径上的上游侧圆弧部分已经被切削加工，在实际加工时不会与铣刀T的刀刃T1接触。

在步骤S10中，基于铣刀T的刀刃T1数量算出圆周方向上的铣刀T刀刃T1的间隔L1。在本实施方式中，因为铣刀T的刃数为八个，所以间隔L1为铣刀T的外周（2πr）除以8所得到的值。

在步骤S11中，基于步骤S7中算出的最外圆弧长度L2和步骤S10中算出的圆周方向上的刀刃T1的间隔L1，算出在某加工点工件W的接触部分C的铣刀T的接触刃数Tn。具体而言，接触刃数Tn为最外周圆弧长度L2除以刀刃T1的间隔L1的值的整数部分的值。

在步骤S12中，算出某加工点的每刃的切削阻力并将其储存。具体而言，第n个加工点的每刃的切削阻力为步骤S6中算出的切削阻力force除以接触刃数Tn所算出来的值。

在步骤S13中，将n设为n=n+1，转入到算出下一个加工点的每刃的切削阻力的计算工序。

在步骤S14中，判断是否到达工具路径的终点。具体而言，直到n=e为止，也就是说，在到达工具路径的终点之前重复步骤S3～S13的处理。

需要说明的是，关于各加工点之间的每刃的切削阻力，利用上述的切削阻力插补部35，通过对相邻加工点的每刃的切削阻力值进行线性插补来算出。

在此，当上述相邻加工点的每刃的切削阻力值的差比规定的阈值大时，不是单纯地通过线性插补求得加工点之间的切削阻力的大小，而是可以进行如下控制。

即，当铣刀T的移动轨迹（工具路径）上的上游侧加工点的每刃的切削阻力比下游侧加工点的每刃的切削阻力小时，将下游侧加工点的每刃的切削阻力大小设定为与其相邻的加工点之间的每刃的切削阻力大小。

在本实施方式中，通过实施如上所述的模拟，能够检测作为多刃旋转切削工具的铣刀T的每刃的切削阻力大小。

<切削加工程序的制作流程>

在本实施方式中，基于上述模拟的结果、所算出的每刃的切削阻力大小，并根据如图10所示的流程图，实施如下所示的模拟以制作实际切削加工中所使用的NC程序。

在步骤S21中，操作员通过手动输入指定工具路径的范围（起点ns，终点ne），并且设定指定范围内的每刃的目标切削阻力Fmax。例如，作为每刃的目标切削阻力Fmax，设定之前求得的各加工点（x₁，y₁，z₁）···（x_n，y_n，z_n）中每刃的切削阻力的最大值。

在步骤S22中，提高铣刀T相对于工件W的相对移动速度。

在步骤S23中，作为n输入代表工具路径上的起点的ns。

在步骤S24中，读取上述模拟的结果、所算出的加工点n的每刃的切削阻力Fnow值。

在步骤S25中，判断加工点n的每刃的切削阻力Fnow值是否比步骤S21中由操作员设定的每刃的目标切削阻力Fmax小。在此，当判断为每刃的切削阻力Fnow值比每刃的目标切削阻力Fmax小时进入步骤S26，当判断为大时进入步骤S28。

即，在步骤S25中，确认加工点n的每刃的切削阻力Fnow有没有超过作为上限值设定的每刃的目标切削阻力Fmax值，当超过时，降低铣刀T相对于工件W的进给速度以使每刃的切削阻力Fnow大小与每刃的目标切削阻力Fmax大致相等。另一方面，当每刃的切削阻力Fnow比每刃的目标切削阻力Fmax小时，提高铣刀T相对于工件W的进给速度以使每刃的切削阻力Fnow大小与每刃的目标切削阻力Fmax大致相等。以下表示具体的设定内容。

在步骤S26中，因为在步骤S25中判断为每刃的切削阻力Fnow比每刃的目标切削阻力Fmax小，所以算出与Fmax和Fnow的比（Fmax/Fnow）的大小对应的切削阻力的增加比率（upf）。

在步骤S27中，对于加工点的铣刀T相对于工件W的进给速度fnow相乘上述的增加比率（upf）以算出进给速度up值（fup）。

在步骤S28中，将原NC程序中设定的进给速度从fnow更换为fup。

在步骤S29中，将n设为n=n＋1，转入到计算下一个加工点的进给速度的计算工序。

在步骤S30中，判断是否到达工具路径上的终点。具体而言，直到n=e，为止即，在到达工具路径上的终点之前反复步骤S24～S29的处理。

在本实施方式中，通过利用上述每刃的切削阻力解析模拟的结果制作实际进行加工的切削加工程序，能够调整铣刀T相对于工件W的相对移动速度，从而使各加工点的每刃的切削阻力大小大致一定。

其结果，通过控制进给速度以使施加在铣刀T刀刃T1的每刃的负荷不超过目标值，能够防止铣刀T的刀刃T1受到破损，并且通过控制进给速度以使每刃的负荷大致成为目标值，从而因为能够最大限度地提高进给速度，所以比现有的切削加工效率更加提高切削加工效率。

[其他实施方式]

以上说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内能够进行各种变更。

（A）

在上述实施方式中，列举说明了将本发明实现为切削阻力解析装置（控制部11）及切削加工装置10的例子，但是本发明不限于此。

例如，也可以将本发明实现为算出上述每刃的切削阻力的切削阻力解析程序及储存有该程序的存储介质。

（B）

在上述实施方式中，说明了作为多刃旋转切削工具使用铣刀T进行切削加工的例子，但是本发明不限于此。

例如，对于利用立铣刀等其他多刃旋转切削工具进行切削加工的情况，也能够适用本发明。

（C）

在上述实施方式中，说明了使用刃数为八个的多刃旋转切削工具（铣刀T）进行切削加工的例子，但是本发明不限于此。

例如，多刃旋转切削工具的刃数只要在两个以上，几个刃数均可以。

（D）

在上述实施方式中，说明了基于切削除去体积计算部31中算出的切削除去体积V和比切削阻力Kr算出切削阻力大小的例子，但是本发明不限于此。

例如，可以在存储部中作为表格映射工具的切入量、进给量和切削阻力的关系，从当前值的切入量和进给量求得切削阻力。也就是说，在算出切削阻力大小时，无需算出切削除去体积，可以基于工具的切入量和进给量直接求出切削阻力。

（E）

在上述实施方式中，说明了切削加工装置10的控制部11进行每刃的切削阻力解析的例子，但是本发明不限于此。

例如，预先在切削装置10的外部计算机中储存上述的算出每刃的切削阻力的切削阻力解析程序，利用3D-CAD设计图数据和工具形状数据实施模拟，将根据结果所制成的NC程序发送到切削加工装置10的输入部，由此也可以实现。

工业实用性

通过本发明的切削阻力解析装置，得到不仅能够可靠地防止多刃刀具受到破损，并且能够提高加工效率的效果，从而能够广泛适用于进行各种切削加工的切削加工装置。

符号说明

10 切削加工装置

11 控制部（切削阻力解析装置）

12 主轴

12a 主轴头

12b 主轴旋转伺服电动机

13 滑鞍

16 机床部

21 输入部

22 运算控制部

22a 存储部（数据存储部）

22b 运算部

23 伺服控制部

23a 定位控制部

23b 速度控制部

24 测速发电机

25a～25c 伺服电动机

27 位置检测器

28 滚珠丝杠

31 切削除去体积计算部

32 切削阻力计算部

33 接触刃数计算部

34 每刃切削阻力计算部

35 切削阻力插补部

36 进给速度调整部

C 接触部分

T 铣刀（多刃旋转切削工具）

T1 刀刃

W 工件（被加工物）

Wa 槽

W1 加工品

Claims

1.一种切削阻力解析装置，其特征在于，在利用多刃旋转切削工具对被加工物进行切削加工时，算出所述多刃旋转切削工具的移动轨迹上的多个加工点的切削阻力，包括：

数据存储部，其储存有与所述多刃旋转切削工具的形状、刃数及所述被加工物的形状有关的数据；

切削阻力计算部，其算出施加在所述多刃旋转切削工具上的切削阻力的大小；

接触刃数计算部，其算出与所述被加工物的加工面同时接触的所述多刃旋转切削工具的刃数；

每刃切削阻力计算部，其基于所述切削阻力的大小和所述接触刃数计算部中的计算结果，算出所述多刃旋转切削工具的每刃的切削阻力值。

2.如权利要求1所述的切削阻力解析装置，其特征在于，还包括切削除去体积计算部，该切削除去体积计算部能够利用存储在所述数据存储部中的各种数据，算出所述多刃旋转切削工具在所述多刃旋转切削工具轨迹上的规定加工点的切削除去体积；

所述切削阻力计算部基于所述被加工物的固有的比切削阻力和所述切削除去体积计算部中算出的所述切削除去体积，算出施加在所述多刃旋转切削工具上的切削阻力的大小。

3.如权利要求1或2所述的切削阻力解析装置，其特征在于，所述接触刃数计算部基于所述多刃旋转切削工具和所述被加工物的接触部分中的最外圆弧长度，算出与所述被加工物的加工面同时接触的所述多刃旋转切削工具的刃数。

4.如权利要求1或2所述的切削阻力解析装置，其特征在于，所述每刃切削阻力计算部在所述多刃旋转切削工具轨迹上的以大致等间隔配置的多个加工点算出每刃的切削阻力。

5.如权利要求1或2所述的切削阻力解析装置，其特征在于，还包括切削阻力插补部，该切削阻力插补部基于所述每刃切削阻力计算部中算出的规定加工点的每刃的切削阻力大小和与该规定加工点相邻的加工点的每刃的切削阻力大小，通过线性插补算出加工点之间的每刃的切削阻力。

6.如权利要求5所述的切削阻力解析装置，其特征在于，在所述多刃旋转切削工具轨迹上的上游侧加工点的每刃的切削阻力小于下游侧加工点的每刃的切削阻力时，所述切削阻力插补部将下游侧加工点的每刃的切削阻力大小设定为与该下游侧加工点相邻的加工点之间的每刃的切削阻力大小。

7.如权利要求1或2所述的切削加工解析装置，其特征在于，还包括进给速度调整部，该进给速度调整部基于所述每刃切削阻力计算部的计算结果调整所述多刃旋转切削工具的进给速度。

8.一种切削加工装置，其特征在于，包括：

权利要求1或2所述的切削阻力解析装置、

进行所述多刃旋转切削工具相对于所述被加工物的定位的定位控制部、

控制所述多刃旋转切削工具的进给速度的速度控制部、

对所述被加工物进行切削加工的机床部。

9.一种切削阻力解析程序，其特征在于，在利用多刃旋转切削工具进行切削加工时解析来自被加工物的切削阻力，使计算机执行切削阻力解析方法，该方法包括：

利用与所述多刃旋转切削工具的形状、刃数及所述被加工物的形状有关的数据算出施加在所述多刃旋转切削工具上的切削阻力大小的工序；

算出与所述被加工物的加工面同时接触的所述多刃旋转切削工具的刃数的工序；

基于所述切削阻力的大小和所述多刃旋转切削工具的刃数算出所述多刃旋转切削工具的每刃的切削阻力的工序。