CN109789525A - 加工条件决定装置及切削工具选择装置 - Google Patents

Abstract

一种加工条件决定装置(1)，具备：第1设定部(2a)，设定切削工具的切削速度；存储部(3)，存储使保持切削工具的主轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数；转数决定部(4)，获取存储在存储部(3)中的驱动马达的最大输出值的稳态值，决定与所获取的最大输出值的稳态值对应的驱动马达的转数；以及工具直径决定部(5)，根据由第1设定部(2a)设定的切削速度及由转数决定部(4)决定的驱动马达的转数，算出切削工具的工具直径。

Description

加工条件决定装置及切削工具选择装置

技术领域

本发明涉及一种决定机床所使用的切削工具的加工条件的加工条件决定装置及选择在使用多个切削工具进行加工的机床中应该使用的切削工具的切削工具选择装置。

背景技术

以往，已知规定切削工具的切削速度(周速)与该切削工具的寿命的关系的Taylor(泰勒)方程式(例如参照专利文献1)。该Taylor方程式是由VTⁿ＝C来表示，V成为切削速度，T成为工具寿命，n及C成为根据各条件而决定的常数。使用此种算出式计算切削工具的寿命。

如何延长切削工具的寿命在进行切削加工的方面是重点，但是对于使用机床的使用者来说，多数情况下将在短时间内高效地对工件进行加工作为首要事项。根据如上情况，想到使切削速度增加以缩短加工时间。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9-26811号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

然而，随着使切削速度增加而切削效率提高，但是根据Taylor方程式，工具寿命缩短。因此，工具更换的频度增加，故存在工具成本增加的问题。因此种情况而难以实现高效率加工。

本发明是鉴于以上的实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够决定不缩短工具寿命便能提高切削效率的加工条件的加工条件决定装置及能够选择不缩短工具寿命便能提高切削效率的切削工具的切削工具选择装置。

[解决问题的技术手段]

本发明的加工条件决定装置决定机床所使用的切削工具的加工条件，且具备：

第1设定部，设定所述切削工具的切削速度；

存储部，存储使保持所述切削工具的轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数；

转数决定部，获取存储在所述存储部中的所述驱动马达的最大输出值的稳态值，决定与所获取的所述最大输出值的稳态值对应的所述驱动马达的转数；以及

工具直径决定部，根据由所述第1设定部设定的所述切削速度及由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数，算出所述切削工具的工具直径。此外，在本发明中，所谓所述轴，是一边保持工具一边旋转的主轴的意思，例如包含加工中心中的工具主轴、复合车床中的相同的工具主轴、或配设在车床中的六角刀架的工具用主轴(也被称为研磨轴)。

本发明者等人发现，通过对Taylor方程式中能够在不增加对工具寿命直接造成影响的切削速度而是维持该切削速度的状态下在不同维度下算出该切削速度的式子、也就是Vc＝π×D×n(其中，Vc为切削速度，D为工具直径，n为驱动马达的转数)中的工具直径及转数进行各种调整，能够维持所述切削速度，并且不缩短工具寿命便能提高切削效率。

在本发明的加工条件决定装置中，使切削工具旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的驱动马达的转数的对应关系的数据被预先存储在存储部中。所述驱动马达的最大输出值上升至达到某一转数为止，当成为该某一转数以上时成为稳态值。

当使用者输入切削工具的切削速度时，通过第1设定部设定该切削速度。另外，通过转数决定部获取存储在所述存储部中的驱动马达的最大输出值的稳态值。然后，通过转数决定部决定与所获取的最大输出值的稳态值对应的驱动马达的转数。

只要通过转数决定部决定出驱动马达的转数，便会根据该转数及由所述第1设定部设定的切削速度，通过工具直径决定部算出切削工具的工具直径。详细来说，通过工具直径决定部并根据上式的Vc＝π×D×n算出工具直径。

此处，作为与所获取的最大输出值的稳态值对应的驱动马达的转数，转数决定部能够决定与该稳态值对应的最小值作为驱动马达的转数，另外，也能够决定与所述稳态值对应的最大值作为驱动马达的转数。进而，转数决定部也能够决定与所述稳态值对应的最小值与最大值之间的转数作为驱动马达的转数。在此情况下，根据上式的Vc＝π×D×n得知，因为工具直径与转数处于互为取舍的关系，所以在维持切削速度的条件下，如果增大工具直径，那么转数下降，如果减小工具直径，那么转数上升。

因此，在本发明中，鉴于通过极力增大工具直径从而以更少的行程进行加工来提高切削效率的观点，转数决定部能够决定与所述稳态值对应的最小值作为驱动马达的转数。另一方面，鉴于通过增加所述转数来降低对切削工具的负载从而提高切削效率的观点，也可极力缩小工具直径，在此情况下，转数决定部能够决定与所述稳态值对应的最大值作为所述驱动马达的转数。也就是说，在本发明中，通过转数决定部将驱动马达的转数决定为与所述稳态值对应的最小值的情况及将该转数决定为与该稳态值对应的最大值的情况均有助于提高切削效率。

如此，根据本发明的加工条件决定装置，能够在维持由使用者设定的切削速度的状态(也就是不使切削速度增加的状态)下，通过工具直径决定部算出与驱动马达的转数对应的工具直径、也就是作为能够提高切削效率的加工条件的工具直径。因此，如果在机床中使用所述经算出的工具直径的切削工具进行加工，那么不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率。

所述加工条件决定装置也可具备：第2设定部，分别设定所述切削工具的切入深度a_p、切入宽度a_e、基于所述切削工具的刀尖形状而决定的每一刀片的进给量的最大值f_z、由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数n、所述切削工具的刀片数z、基于所述工具直径而预先获取的比切削阻力k_c及预先获取的机械效率η作为初始值；马达输出值算出部，通过下式算出所述驱动马达的输出值P_c；负载比率算出部，算出所述输出值与存储在所述存储部中的所述最大输出值的稳态值的比率即负载比率；以及显示部，显示所述负载比率。

P_c＝a_p×a_e×f_z×n×z×k_c/(60×10⁶×η)

根据所述形态，基于使用者的操作，并通过第2设定部设定切入深度a_p、切入宽度a_e、每一刀片的进给量的最大值f_z、由转数决定部决定的驱动马达的转数n、切削工具的刀片数z、比切削阻力k_c及机械效率η的各初始值。基于由第2设定部设定的所述各初始值，通过马达输出值算出部并根据上式算出驱动马达的输出值。然后，通过负载比率算出部算出所述经算出的输出值与存储在所述存储部中的所述最大输出值的稳态值的比率即负载比率。所算出的负载比率显示在显示部。由此，使用者能够在所述各初始值下识别采用由所述工具直径决定部算出的工具直径的切削工具时的负载比率。

也可为所述加工条件决定装置还具备切削能率算出部，所述切削能率算出部根据所述输出值、所述比切削阻力及所述机械效率算出下式所表示的切削能率C_e，所述显示部以显示所述切削能率的方式构成。

C_e＝a_p×a_e×f_z×n×z

根据所述形态，通过切削能率算出部并根据输出值、比切削阻力及机械效率算出切削能率。所算出的切削能率显示在显示部。由此，使用者能够识别所述各初始值下的切削能率。

也可为所述加工条件决定装置具备将所述负载比率变更设定为期望值的第3设定部，所述马达输出值算出部是以基于所述经变更设定的负载比率再次算出所述输出值的方式构成，所述加工条件决定装置还具备条件变更部，所述条件变更部基于所述经再次算出的输出值，变更包含所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个，所述切削能率算出部是以基于所述经再次算出的输出值及经所述条件变更部变更后的值再次算出所述切削能率的方式构成，所述显示部是以显示第1信息及第2信息中的至少一信息的方式构成，所述第1信息包含所述经再次算出的切削能率，所述第2信息包含经所述条件变更部变更后的所述主要加工条件及未经变更的所述主要加工条件。

根据所述形态，当使用者识别负载比率后输入所需的负载比率时，通过第3设定部设定该负载比率。在此情况下，例如当所显示的负载比率相对于上限值存在余裕时，使用者能够设定比所显示的负载比率高的负载比率，反之，当所显示的负载比率相对于上限值不存在余裕时，使用者能够设定比所显示的负载比率低的负载比率。

然后，基于所述经变更的负载比率，通过马达输出值算出部再次算出驱动马达的输出值。当通过该再次算出变更驱动马达的输出值时，根据所述P_c＝a_p×a_e×f_z×n×z×k_c/(60×10⁶×η)的式子得知，产生变更包含切入深度、切入宽度及每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个的必要性。因此，在本发明中，通过所述条件变更部自动变更主要加工条件中的至少一个。然后，基于经再次算出的驱动马达的输出值及经条件变更部变更后的值，通过切削能率算出部再次算出切削能率。包含经再次算出的切削能率的第1信息及包含经条件变更部变更后的主要加工条件及未经变更的主要加工条件的第2信息中的至少一信息显示在显示部。如此，本发明的加工条件决定装置是以在基于使用者的意思变更了负载比率的情况下，随之通过条件变更部自动变更主要加工条件的方式构成，并通过切削能率算出部再次算出该主要加工条件变更后的切削能率。在此种构成中，使用者能够通过视认显示部，来识别将负载比率变更为期望值时的切削能率及主要加工条件。

也可为所述加工条件决定装置还具备第4设定部，所述第4设定部变更设定包含所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个，所述切削能率算出部是以基于由所述第4设定部变更设定的值再次算出所述切削能率的方式构成，所述负载比率算出部是以基于所述经再次算出的切削能率再次算出所述负载比率的方式构成，所述显示部是以显示所述经再次算出的切削能率及所述经再次算出的负载比率中的至少一个的方式构成。

根据所述形态，基于使用者的输入操作并通过第4设定部变更设定所述主要加工条件中的至少一个。所述形态是以基于经变更后的值，通过切削能率算出部再次算出切削能率的方式构成。然后，基于经再次算出的切削能率，并通过负载比率算出部再次算出负载比率。由此，使用者能够通过对所述主要加工条件进行各种变更，而从所获得的多个切削能率及负载比率中辨别某一个。

也可为所述加工条件决定装置还具备第5设定部，所述第5设定部在维持所述负载比率的状态下变更设定所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量中的至少一个，所述切削能率算出部是以基于由所述第5设定部变更设定的值再次算出所述切削能率的方式构成，所述显示部是以显示所述经再次算出的切削能率的方式构成。

根据所述形态，在维持所述负载比率的状态下(也就是不改变负载比率的状态下)，通过第5设定部变更设定所述主要加工条件中的至少一个。所述形态是以基于经变更后的值，通过切削能率算出部再次算出切削能率的方式构成。由此，使用者能够通过对所述主要加工条件进行各种变更，而从在未改变负载比率的状态下获得的多个切削能率中辨别某一个。

本发明的切削工具选择装置选择在使用多个切削工具进行加工的机床中应该使用的所述切削工具，且具备：

设定部，设定所述切削工具的切削速度；

第1存储部，存储使保持所述切削工具的轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数；

转数决定部，获取存储在所述第1存储部中的所述驱动马达的最大输出值的稳态值，决定与所获取的所述最大输出值的稳态值对应的所述驱动马达的转数；

工具直径决定部，根据由所述设定部设定的所述切削速度及由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数，算出所述切削工具的工具直径；

第2存储部，预先存储所述多个切削工具各自的工具直径；以及

工具选择部，将由所述工具直径决定部算出的所述工具直径与存储在所述第2存储部中的所述工具直径进行比较，在所述工具直径一致的情况下，选择具有该工具直径的所述切削工具，在所述工具直径不一致的情况下，选择具有最接近由所述工具直径决定部算出的所述工具直径的工具直径的所述切削工具。

在本发明的切削工具选择装置中，将使切削工具旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的驱动马达的转数的关系预先存储在第1存储部中。

当使用者输入切削工具的切削速度时，通过设定部设定该切削速度。另外，通过转数决定部获取存储在所述第1存储部中的驱动马达的最大输出值的稳态值。然后，通过转数决定部决定与所获取的最大输出值的稳态值对应的驱动马达的转数。

只要通过转数决定部决定出驱动马达的转数，便会根据该转数及由所述设定部设定的切削速度，通过工具直径决定部算出切削工具的工具直径。详细来说，通过工具直径决定部并根据所述Vc＝π×D×n算出工具直径。

此处，在本发明中，鉴于通过极力增大工具直径从而以更少的行程进行加工来提高切削效率的观点，转数决定部能够决定与所述稳态值对应的最小值作为驱动马达的转数。另一方面，鉴于通过增加所述转数来降低对切削工具的负载从而提高切削效率的观点，也可极力缩小工具直径，在此情况下，转数决定部能够决定与所述稳态值对应的最大值作为所述驱动马达的转数。也就是说，在本发明中，通过转数决定部将驱动马达的转数决定为与所述稳态值对应的最小值的情况及将该转数决定为与该稳态值对应的最大值的情况均有助于提高切削效率。

另外，多个切削工具各自的工具直径被预先存储在第2存储部中。通过工具选择部将由所述工具直径决定部算出的工具直径与存储在第2存储部中的工具直径进行比较，在工具直径一致的情况下，选择该工具直径的切削工具。另一方面，于在所述比较中工具直径不一致的情况下，通过工具选择部选择工具直径最接近由工具直径决定部算出的工具直径的切削工具。

如上所述，根据本发明的切削工具选择装置，能够在维持由使用者设定的切削速度的状态下通过工具直径决定部算出与驱动马达的转数对应的工具直径、也就是能够提高切削效率的工具直径。然后，基于所算出的工具直径，通过工具选择部选择工具直径一致的切削工具或具有最接近该工具直径的工具直径的切削工具。因此，只要在机床中使用由工具选择部选择的切削工具来进行加工，不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率。

[发明的效果]

如以上所述，根据本发明，可提供一种能够决定不缩短工具寿命便能提高切削效率的加工条件的加工条件决定装置及能够选择不缩短工具寿命便能提高切削效率的切削工具的切削工具选择装置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的加工条件决定装置的构成的框图。

图2是表示存储在图1的存储部中的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的驱动马达的转数的曲线图。

图3是表示图1的显示部中的显示构成的一例的图。

图4是表示本发明的一实施方式的切削工具选择装置的构成的框图。

图5是表示图4的显示部中的显示构成的一例的图。

图6是表示图4的显示部中的显示构成的另一例的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式的加工条件决定装置及切削工具选择装置进行说明。

如图1所示，本实施方式的加工条件决定装置1具备第1～第5设定部2a、2b、2c、2d、2e、由各种存储器等构成的存储部3、转数决定部4、工具直径决定部5、马达输出值算出部6、负载比率算出部7、显示部8、切削能率算出部9及条件变更部10。在本实施方式中，可将由所述第1～第5设定部2a、2b、2c、2d、2e、存储部3、转数决定部4、工具直径决定部5、马达输出值算出部6、负载比率算出部7、切削能率算出部9及条件变更部10构成的运算装置1a组入至NC(Numerical Control，数控)装置中，或者也可将所述运算装置1a用作与NC装置之间进行通信的外部装置。另外，所述显示部8例如是由操作盘的触控面板构成，但并不限定于具有此种输入功能的显示部，也可将显示部与键盘等进行组合。第1～第5设定部2a、2b、2c、2d、2e、转数决定部4、工具直径决定部5、马达输出值算出部6、负载比率算出部7、切削能率算出部9及条件变更部10是通过设置在加工条件决定装置1的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)执行存储在存储器中的特定程序来功能性地实现。此外，所述第1～第5设定部2a、2b、2c、2d、2e包含在设定部2中。

根据本实施方式的加工条件决定装置1，在只要使用者设定所需的切削速度，便会以所述经设定的切削速度进行切削工具的加工的情况下，能够算出不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率的工具直径。以下，详细进行说明。

首先，使用者通过设定部2的控制，对显示在显示部8的输入部8c(参照图3)，操作未图示的键来输入所需的切削速度。此外，输入方法设为与以下相同。所述设定信息通过第1设定部2a存储在存储部3中。另外，在存储部3中预先存储有使在机床中保持切削工具的主轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数。

转数决定部4获取存储在存储部3中的驱动马达的最大输出值的稳态值。详细来说，如图2所示，驱动马达的最大输出值持续上升至达到某一转数为止，当成为该某一转数以上时成为稳态值。例如在图2中，最大输出值的稳态值成为12kW。

另外，转数决定部4决定与所获取的最大输出值的所述稳态值对应的驱动马达的转数。在本实施方式中，就通过极力增大工具直径从而以更少的行程进行加工来提高切削效率的观点来说，转数决定部4决定与所述稳态值对应的转数中的最小值作为驱动马达的转数。

只要如上所述那样通过转数决定部4决定出驱动马达的转数，工具直径决定部5便会根据该转数及由第1设定部2a设定的切削速度，在所设定的切削速度下算出在机床中应该使用的切削工具的工具直径。在此情况下，工具直径决定部5根据Vc＝π×D×n(其中，Vc为切削速度，D为工具直径，n为驱动马达的转数)所表示的式子算出工具直径。所算出的工具直径如图3所示那样显示在显示部8中所设置的显示区域8a。如此，使用者只要输入设定所需的切削速度，便能够识别在机床中应该使用的最佳工具直径、也就是不缩短工具寿命便能提高切削效率的工具直径。

接着，使用者通过设定特定的加工条件，能够识别驱动马达的输出值与存储在存储部3中的最大输出值的稳态值的比率即负载比率(％)。以下，详细进行说明。此外，所述负载比率有时也被称为主轴负载。

如图3所示，使用者通过设定部2的控制，对显示在显示部8的输入部8e，分别输入切削工具的切入深度a_p、切削工具的切入宽度a_e、基于切削工具的刀尖形状而决定的每一刀片的进给量的最大值f_z、驱动马达的转数n、切削工具的刀片数z、预先获取的比切削阻力k_c及预先获取的机械效率η的各初始值。所设定的各初始值通过第2设定部2b存储在存储部3中。此外，关于所述输入部8e中的驱动马达的转数，是以由转数决定部4决定的转数自动输入到输入部8e的特定部位的方式构成。

当使用者设定所述各初始值时，马达输出值算出部6(参照图1)通过下式算出驱动马达的输出值P_c。所算出的输出值被存储在存储部3中，并且显示在显示部8的显示区域8a(参照图3)。由此，使用者能够视认驱动马达的输出值。

P_c＝a_p×a_e×f_z×n×z×k_c/(60×10⁶×η)

其中，所述机械效率通过实际切削而被预先获取。另外，所述比切削阻力通过下式而被预先获取。

k_c＝k_c1×h_m ^－mc×(1－γ₀/100)

其中，k_c1是切屑厚度为1mm时的比切削阻力，m_c是比切削阻力根据切屑厚度变动时的系数，γ₀是工具的切削角度，h_m是通过下式获取的平均切屑厚度。

h_m＝360×sinκ_r×a_e×f_z/(π×D×acos(1－2×a_e/D))

此外，κ_r为切刀角。

当如上所述那样通过马达输出值算出部6算出驱动马达的输出值时，负载比率算出部7(参照图1)算出所述驱动马达的输出值与存储在存储部3中的驱动马达的最大输出值的稳态值的比率即负载比率。所算出的负载比率显示在显示部8的显示区域8a(参照图3)。由此，使用者能够视认负载比率。

在如上所述那样通过负载比率算出部7算出负载比率后，切削能率算出部9(参照图1)根据以如上方式求出的驱动马达的输出值、比切削阻力及机械效率并通过下式算出切削能率。所算出的切削能率显示在显示部8的显示区域8a(参照图3)。由此，使用者能够视认切削能率。

C_e＝a_p×a_e×f_z×n×z

此处，使用者能够通过设定部2的控制，对显示在显示部8的输入部8d(参照图3)输入所需的负载比率。在此情况下，例如使用者在视认由负载比率算出部7算出并经显示的负载比率后，能够设定高于该负载比率的所需负载比率，另外，也能够设定低于该负载比率的所需负载比率。经变更设定的负载比率通过第3设定部2c存储在存储部3中。

当使用者变更设定负载比率时，马达输出值算出部6(参照图1)基于经变更设定的负载比率再次算出驱动马达的输出值。经再次算出的驱动马达的输出值被存储在存储部3中，并且显示在显示部8的显示区域8a。由此，使用者能够视认经再次算出的驱动马达的输出值。

当通过马达输出值算出部6变更驱动马达的输出值时，根据所述P_c＝a_p×a_e×f_z×n×z×k_c/(60×10⁶×η)的式子得知，产生变更包含切入深度、切入宽度及每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个的必要性。因此，以通过条件变更部10(参照图1)自动变更所述主要加工条件中的至少一个的方式构成。经条件变更部10变更后的所述主要加工条件及未经变更的所述主要加工条件显示在显示部8的显示区域8b(参照图3)。由此，使用者能够识别所述主要加工条件中经变更后的条件及未经变更的条件这两者。

基于经再次算出的驱动马达的输出值及经条件变更部10变更后的值，通过切削能率算出部9(参照图1)再次算出切削能率。经再次算出的切削能率显示在显示部8的显示区域8a。由此，使用者能够视认经再次算出的切削能率。

然后，在使用者视认到经再次算出的切削能率后，能够对所述输入部8e输入所述主要加工条件(也就是切入深度、切入宽度及每一刀片的进给量)中的至少一个的期望值。例如，在使用者需要比经再次算出的切削能率高的切削能率的情况下，能够将所述主要加工条件中的至少一个变更设定为较高的值(也就是高于当前值的值)。在此情况下，使用者能够以显示在显示部8的显示区域8b的主要加工条件的值为基准，将该主要加工条件的值设定为较高的值。经使用者变更后的主要加工条件的值通过第4设定部2d存储在存储部3中。

接着，切削能率算出部9(参照图1)基于经使用者变更后的主要加工条件及未经变更的主要加工条件的各值再次算出切削能率。另外，负载比率算出部7(参照图1)基于经再次算出的切削能率再次算出负载比率。经再次算出的切削能率及负载比率显示在显示部8的显示区域8a(参照图3)。由此，使用者能够视认基于本身已变更的主要加工条件而再次算出的切削能率及负载比率。如此，能够通过对所述主要加工条件进行各种变更而获取多个切削能率，且使用者能够从其中决定一个适当的切削能率。

此处，如上所述，能够探查变更了负载比率时的切削能率，但如以下说明所述，也能够通过在维持负载比率的状态下变更所述主要加工条件来探查切削能率。

如图3所示，使用者按下显示部8的显示区域8a中的“负载比率”左方所显示的维持按钮11，由此能够维持(即固定)显示在显示部8的显示区域8a的负载比率。在此情况下，所维持的负载比率可以是在使用者输入至输入部8e后算出的负载比率，也可以是通过使用者输入至输入部8d而变更设定为期望值的负载比率。

继而，使用者能够对所述输入部8e输入所述主要加工条件(也就是切入深度、切入宽度及每一刀片的进给量)中的至少一个的期望值。经使用者变更后的主要加工条件的值通过第5设定部2e存储在存储部3中。当使用者变更主要加工条件时，切削能率算出部9在维持所述负载比率的状态下基于所述经变更设定的值再次算出切削能率。经再次算出的切削能率显示在显示部8的显示区域8a。由此，使用者能够在维持负载比率的状态下视认基于本身已变更的主要加工条件而再次算出的切削能率。如此，能够通过对所述主要加工条件进行各种变更，而在维持负载比率的状态下获得多个切削能率，且使用者能够从其中选择一个适当的切削能率。

如以上所述，根据本实施方式的加工条件决定装置1，能够在维持由使用者设定的切削速度的状态(也就是不增加切削速度的状态)下，通过工具直径决定部5算出与驱动马达的转数对应的工具直径、也就是作为能够提高切削效率的加工条件的工具直径。因此，如果在机床中使用所述工具直径的切削工具进行加工，不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率。

另外，根据本实施方式，基于由第2设定部2b设定的所述各初始值，通过马达输出值算出部6算出驱动马达的输出值。然后，通过负载比率算出部7算出负载比率。由此，使用者能够在所述各初始值下容易地识别采用由工具直径决定部5算出的工具直径的切削工具时的负载比率。

另外，根据本实施方式，通过切削能率算出部9算出切削能率。由此，使用者能够容易地识别所述各初始值下的切削能率。

另外，根据本实施方式，使用者能够在识别显示在显示部8的显示区域8a的负载比率后，将该负载比率变更设定为期望值。本实施方式是以在如此变更了负载比率的情况下，随之通过条件变更部10自动变更主要加工条件的方式构成，该主要加工条件经变更后的切削能率是通过切削能率算出部9而被再次算出。在此种构成中，使用者能够识别将负载比率变更为期望值时的切削能率及主要加工条件。

另外，根据本实施方式，使用者能够在识别所显示的切削能率后，变更设定所述主要加工条件中的至少一个。然后，基于经变更后的主要加工条件，通过切削能率算出部9再次算出切削能率。基于经再次算出的切削能率，通过负载比率算出部7再次算出负载比率。根据此种构成，使用者能够通过对所述主要加工条件进行各种变更，而从所获得的多个切削能率及负载比率中辨别某一个。

进而，根据本实施方式，能够在维持所述负载比率的状态下(也就是不改变负载比率的状态下)变更设定所述主要加工条件中的至少一个。基于经变更后的主要加工条件，通过切削能率算出部9再次算出切削能率。根据此种构成，使用者能够通过对所述主要加工条件进行各种变更，而从在未改变负载比率的状态下获得的多个切削能率中辨别某一个。

接下来，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式的切削工具选择装置进行说明。本实施方式的切削工具选择装置选择在使用多个切削工具进行加工的机床中应该使用的适当的切削工具。

如图4所示，本实施方式的切削工具选择装置50具备转数决定部4、工具直径决定部5、显示部8、设定部51、第1存储部52、第2存储部53及工具选择部54。在本实施方式中，可将由所述转数决定部4、工具直径决定部5、设定部51、第1存储部52、第2存储部53及工具选择部54构成的运算装置50a组入至NC装置中，或者也可将所述运算装置50a用作与NC装置之间进行通信的外部装置。此外，关于转数决定部4、工具直径决定部5及显示部8，因为与图1的加工条件决定装置1的所述部件相同，所以省略说明。设定部51及工具选择部54是通过设置在切削工具选择装置50的CPU执行存储在存储器中的特定程序来功能性地实现。

根据本实施方式的切削工具选择装置50，在只要使用者设定所需的切削速度，便会在机床中以所述经设定的切削速度进行切削工具的加工的情况下，能够选择具有不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率的工具直径的切削工具。以下，详细进行说明。

所述第2存储部53预先存储多个切削工具各自的工具直径。该多个切削工具可以是收纳在机床中所设置的工具箱中的多个切削工具，也可以是保管在机床外部(例如仓库等)的多个切削工具。在本实施方式中，如图5所示，存储在第2存储部53中的各工具的工具编号、工具直径、工具长度、工具型(工具类型)及下述评价显示在显示部8的显示区域8c。

如图5所示，首先，使用者通过设定部51的控制，对显示在显示部8的输入部8c输入所需切削速度。该切削速度的设定信息通过设定部51存储在第1存储部52中。然后，转数决定部4决定驱动马达的转数，工具直径决定部5在所述经设定的切削速度下算出在机床中应该使用的切削工具的工具直径，关于这点，与所述加工条件决定装置1相同。如图5所示，由工具直径决定部5算出的工具直径显示在显示部8的显示区域8a。由此，使用者能够视认所算出的工具直径。

接着，所述工具选择部54将由工具直径决定部5算出的工具直径与存储在第2存储部53中的工具直径进行比较。例如，由工具直径决定部5算出的工具直径设为63.0mm。在此情况下，存储在第2存储部53中的工具直径中存在与所述经算出的工具直径一致的直径，因此通过工具选择部54选择所述一致的工具直径。由此，如图5所示，由工具选择部54选择的工具直径的评价作为“○”显示在显示部8的显示区域8f。

此处，在第2存储部53中不存在与由工具直径决定部5算出的工具直径(例如63.0mm)相同的工具直径的数据的情况下，通过工具选择部54选择最接近所述经算出的工具直径的工具直径。在此情况下，如图6所示，最接近所述经算出的63.0mm的工具直径的64.0mm的工具直径的评价显示为“○”。此外，如图5所示，关于以由工具直径决定部5算出的工具直径为基准而差例如为±3mm以下的工具直径，可将其评价表示为“△”。另外，关于以由工具直径决定部5算出的工具直径为基准而差例如超过±3mm的工具直径，可将其评价表示为“×”。如以上所述，只要使用者设定所需的切削速度，便能够识别在机床中应该使用的最佳工具直径、也就是不缩短工具寿命便能提高切削效率的工具直径。

如此，根据本实施方式的切削工具选择装置50，能够在维持由使用者设定的切削速度的状态(也就是不增加切削速度的状态)下，通过工具直径决定部5算出与驱动马达的转数对应的工具直径、也就是能够提高切削效率的工具直径。然后，基于所算出的工具直径，通过工具选择部54选择工具直径一致的切削工具或具有最接近该工具直径的工具直径的切削工具。因此，只要在机床中使用由工具选择部54选择的切削工具进行加工，不缩短该切削工具的工具寿命便能提高切削效率。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述内容，能够应用如下变形例。

在所述实施方式中，就通过极力增大工具直径从而以更少的行程进行加工来提高切削效率的观点来说，转数决定部4决定与驱动马达的最大输出值的稳态值对应的转数中的最小值作为驱动马达的转数，但并不限定于此。转数决定部4也可决定与所述稳态值对应的最大值作为驱动马达的转数，另外，也可决定与所述稳态值对应的最小值与最大值之间的转数作为驱动马达的转数。

另外，在所述实施方式中，决定与驱动马达的最大输出值的稳态值对应的转数中的最小值作为驱动马达的转数，而算出更大的工具直径，但并不限定于此，也可以如下方式构成：预先识别加工路径，并且根据切削效率方面来判别是选择大工具直径还是选择小具直径，并将其判别结果通知给使用者。

另外，所述实施方式假定在机床中，在初期采用某一工具型(例如立铣刀)的情况下，提出作为同种工具型并且具有不缩短工具寿命便能提高切削效率的工具直径的切削工具，但并不限定于此。也可提出具有所述工具直径的异种工具型(例如铣刀)的切削工具。

进而，可以在维持切削能率以及将切入深度及切入宽度除外的所述各初始值的状态下，算出变更设定切入宽度时的切入深度作为输出并显示(参照图3)的方式构成。反之，也可以在维持切削能率以及将切入深度及切入宽度除外的所述各初始值的状态下，算出变更设定切入深度时的切入宽度作为输出并显示(参照该图3)的方式构成。也就是说，可以能够确认切入宽度变更时的切入深度的变化或切入深度变更时的切入宽度的变化的方式构成。

[符号的说明]

1 加工条件决定装置

2 设定部

2a 第1设定部

2b 第2设定部

2c 第3设定部

2d 第4设定部

2e 第5设定部

3 存储部

4 转数决定部

5 工具直径决定部

6 马达输出值算出部

7 负载比率算出部

8 显示部

9 切削能率算出部

10 条件变更部

50 切削工具选择装置

51 设定部

52 第1存储部

53 第2存储部

54 工具选择部

Claims (7)

1.一种加工条件决定装置，其决定机床所使用的切削工具的加工条件，其特征在于具备：

第1设定部，设定所述切削工具的切削速度；

存储部，存储使保持所述切削工具的轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数；

转数决定部，获取存储在所述存储部中的所述驱动马达的最大输出值的稳态值，决定与所获取的所述最大输出值的稳态值对应的所述驱动马达的转数；以及

工具直径决定部，根据由所述第1设定部设定的所述切削速度及由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数，算出所述切削工具的工具直径。

2.根据权利要求1所述的加工条件决定装置，其特征在于具备：

第2设定部，分别设定所述切削工具的切入深度a_p、切入宽度a_e、基于所述切削工具的刀尖形状而决定的每一刀片的进给量的最大值f_z、由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数n、所述切削工具的刀片数z、基于所述工具直径而预先获取的比切削阻力k_c、及预先获取的机械效率η作为初始值；

马达输出值算出部，通过下式算出所述驱动马达的输出值P_c；

负载比率算出部，算出所述输出值与存储在所述存储部中的所述最大输出值的稳态值的比率即负载比率；以及

显示部，显示所述负载比率；

P_c＝a_p×a_e×f_z×n×z×k_c/(60×10⁶×η)。

3.根据权利要求2所述的加工条件决定装置，其特征在于还具备切削能率算出部，所述切削能率算出部根据所述输出值、所述比切削阻力及所述机械效率算出下式所表示的切削能率C_e，

所述显示部是以显示所述切削能率的方式构成，

C_e＝a_p×a_e×f_z×n×z。

4.根据权利要求3所述的加工条件决定装置，其特征在于具备将所述负载比率变更设定为期望值的第3设定部，

所述马达输出值算出部是以基于所述经变更设定的负载比率再次算出所述输出值的方式构成，

所述加工条件决定装置还具备条件变更部，所述条件变更部基于所述经再次算出的输出值，变更包含所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个，

所述切削能率算出部是以基于所述经再次算出的输出值及经所述条件变更部变更后的值再次算出所述切削能率的方式构成，

所述显示部是以显示第1信息及第2信息中的至少一信息的方式构成，所述第1信息包含所述经再次算出的切削能率，所述第2信息包含经所述条件变更部变更后的所述主要加工条件及未经变更的所述主要加工条件。

5.根据权利要求3所述的加工条件决定装置，其特征在于还具备第4设定部，所述第4设定部变更设定包含所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量的主要加工条件中的至少一个，

所述切削能率算出部是以基于经所述第4设定部变更设定后的值再次算出所述切削能率的方式构成，

所述负载比率算出部是以基于所述经再次算出的切削能率再次算出所述负载比率的方式构成，

所述显示部是以显示所述经再次算出的切削能率及所述经再次算出的负载比率中的至少一个的方式构成。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的加工条件决定装置，其特征在于还具备第5设定部，所述第5设定部在维持所述负载比率的状态下变更设定所述切入深度、所述切入宽度及所述每一刀片的进给量中的至少一个，

所述切削能率算出部是以基于经所述第5设定部变更设定后的值再次算出所述切削能率的方式构成，

所述显示部是以显示所述经再次算出的切削能率的方式构成。

7.一种切削工具选择装置，选择在使用多个切削工具进行加工的机床中应该使用的所述切削工具，且特征在于具备：

设定部，设定所述切削工具的切削速度；

第1存储部，存储使保持所述切削工具的轴旋转的驱动马达的最大输出值及与该最大输出值对应的该驱动马达的转数；

转数决定部，获取存储在所述第1存储部中的所述驱动马达的最大输出值的稳态值，决定与所获取的所述最大输出值的稳态值对应的所述驱动马达的转数；

工具直径决定部，根据由所述设定部设定的所述切削速度及由所述转数决定部决定的所述驱动马达的转数，算出所述切削工具的工具直径；

第2存储部，预先存储所述多个切削工具各自的工具直径；以及

工具选择部，对由所述工具直径决定部算出的所述工具直径与存储在所述第2存储部中的所述工具直径进行比较，在所述工具直径一致的情况下，选择具有该工具直径的所述切削工具，在所述工具直径不一致的情况下，选择具有最接近由所述工具直径决定部算出的所述工具直径的工具直径的所述切削工具。