JP2001150202A - 切削加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの把持を行うチャック等の切り換えの
段取りを不要とした加工を行う。 【解決手段】 同一外形の第１及び第２の把持代部分２
１，２２を両端部に有したワークの第１の把持代部分２
１を把持し、第２の把持代部分２２を残した状態でワー
クに所定の切削加工を行って第１段の中間加工物２０を
形成する第１の工程と、第１段の中間加工物２０を反転
して第２の把持代部分２２を把持した状態で、第１の把
持代部分２１を切削除去した後、露出した切削面に対し
所定の切削加工を行って最終形状部分と第２の把持代部
分２２とが連続している第２の中間加工物を形成する第
２の工程と、第２の把持代部分２２の把持状態のまま
で、第２の把持代部分２２から最終形状部分を切削除去
して最終加工物とする第３の工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御による工
作機械を用いてワークに切削加工を行う切削加工方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御による工作機械としては、マシ
ニングセンタ、ターニングセンタ等が使用されている。
図６及び図７はマシニングセンタにより６面体を加工す
る工程を、図８はターニングセンタによって６面体を加
工する工程を示す。

【０００３】マシニングセンタでの加工では図６（ａ）
に示すように、チルト円テーブル１０１に回転可能に取
り付けられたワーク保持具（チャック）１０２にワーク
１０３が把持される。この保持状態で工具１０４を用
い、ワーク１０３の上面１０５に加工を行った後、
（ｂ）で示すように、ワーク保持具１０２を９０°倒
し、ワーク保持具１０２を回転させながら４側面１０
６，１０７，１０８，１０９を加工する。この加工で
は、自動工具交換装置（不図示）によって工具１０４を
取り換えながることにより、ワーク１０３の加工に必要
なドリルまたはエンドミルなど多様な刃物を使用する。

【０００４】このような加工では、ワーク保持具１０２
で保持されているワーク１０３底面１１０は加工不可能
なため、図７に示すように次工程で別のワーク保持具１
１２を用いて加工済みの側面部分を把持して底面１１０
を加工する。なお、ワーク保持具１０２、１１２が同一
の工作機械に装着されている場合は、ワーク反転ハンド
リング装置（不図示）を用いてワーク保持持具１０２か
らワーク保持具１１２ヘワーク１０３を自動で反転し、
把持替えを行う。

【０００５】ターニングセンタで加工する場合は、図８
で示すように、ワーク１２１が主軸１２０のチャックに
把持され、電動モータ（不図示）によって回転してバイ
ト１２２や回転工具１２３などの工具により加工され
る。この加工が完了した後、加工部位の一部１２４をサ
ブ主軸１２５のチャックが把持してワーク１２１から加
工部分１２６をバイト１２２などの工具で切り離す。こ
のため、サブ主軸１２５は主軸１２０とは異なった電動
モータ（不図示）によって回転すると共に、主軸１２０
方向に移動できる構造となっている。

【０００６】切り離された加工部分１２６は、その切り
離された切削面１２７が未加工であるため、矢印１２８
で示す方向から加工する。このとき、加工する工具はバ
イト１２２や回転工具１２３などを共通使用する場合
と、独自の工具を使用して加工する場合とがある。

【０００７】図６〜図８で示すような工作機械では、１
台でワークから六面体を加工することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マシニ
ングセンタにしてもターニングセンタにしても、一度は
ワークの把持を換えて加工するが、加工した部位を把持
する場合、部品形状が異なる都度、その形状に合わせた
ワーク保持具やチャックに換える必要がある。このた
め、そのための段取りが面倒であると共に、段取り時間
が長くなる問題を有している。特に、多品種少量生産に
おいては、段取り時に作業者が介在しなければ、その加
工ができず、長時間の無人稼動を目的とするうえでの大
きな問題となっている。

【０００９】本発明はこのような従来の問題点を考慮し
てなされたものであり、ワークの把持換えの段取りをな
くし、しかも長時間の無人稼動を可能にした切削加工方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、同一外形の第１及び第２の把持
代部分を両端部に有したワークの第１の把持代部分を把
持し、第２の把持代部分を残した状態でワークに所定の
切削加工を行って第１段の中間加工物を形成する第１の
工程と、第１段の中間加工物を反転して前記第２の把持
代部分を把持した状態で、前記第１の把持代部分を切削
除去した後、露出した切削面に対し所定の切削加工を行
って最終形状部分と第２の把持代部分とが連続している
第２の中間加工物を形成する第２の工程と、前記第２の
把持代部分の把持状態のままで、第２の把持代部分から
最終形状部分を切削除去して最終加工物とする第３の工
程と、を備えていることを特徴とする。

【００１１】この発明では、第１の工程で第１の把持代
部分及び第２の把持代部分以外の部分が加工された第１
段の中間加工物を形成し、第２の工程で最終形状部分と
第２の把持代部分とが連続した第２段の中間加工物を形
成し、第３の工程で最終加工物を形成する。第１の工程
から第２の工程への移行では、第１の中間加工物を反転
して把持を行うが、これらの工程でそれぞれ把持される
第１の把持代部分及び第２の把持代部分が同一外形とな
っているため、同一のチャックを用いることができ、チ
ャックを取り換える必要がなく、取り換えの段取りが不
要となる。従って、長時間の無人稼動を行うことができ
る。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記最終加工物が６面体であり、前記第１の工
程で６面の内の５面を切削加工することを特徴とする。

【００１３】この発明では、第１の工程で５面を加工
し、第２の工程で残りの１面を加工するため、６面体で
あっても、把持換えの段取りを扶養した加工が可能とな
る。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
発明であって、前記第１の工程において、前記第２の把
持代部分の端面から切り込み加工を行って第２の把持代
部分の内部に加工面を形成することを特徴とする。

【００１５】この発明では、第１の工程で第２の把持代
部分に内部に加工面を形成するため、その後の加工が簡
単となり、迅速に加工することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明の一実施の形
態であり、図１はワークを加工することにより、形成さ
れた最終加工物７を示す。最終加工物７は加工面１〜６
を有した６面体となっている。この形態においては、加
工面（上面）１に長円溝１ａ及び座ぐり溝１ｂが、加工
面（側面）３に円形溝３ａが、加工面（側面）５に四角
溝５ａ及び円形溝５ｂが形成されている。又、加工面１
から加工面（側面）４にかけては切り欠き４ａが、加工
面（側面）６から加工面１にかけて及び加工面３から加
工面１にかけては鉤状の切り欠き６ａ、３ｂが形成され
ている。

【００１７】このような最終加工物７の原料となるワー
クは、図示を省略するが、同一外形の第１及び第２の把
持代部分を有した形状のものが使用される。図２はこの
実施の形態における第１の工程により加工された第１段
の中間加工物２０を示す。第１の工程では、同一外形の
２つの把持代部分２１，２２の内、第１の把持代部分２
１を把持した状態で加工を行う。又、加工に際しては、
第２の把持代部分２２を残した状態でワークに対して加
工を行う。従って、第１の工程では、第２の把持代部分
２２及び把持されている第１の把持代部分２１に対して
の加工は行われることがない。

【００１８】図２に示すように、第１段の中間加工物２
０は、同一外形の第１及び第２の把持代部分２１，２２
が両端部に残っており、これらの間が切削加工される。
これにより、加工面１，加工面３，加工面２，加工面４
が形成される。図２において、把持代部分２１，２２
は、Ａ１＝Ａ２の把持代長さとなっている。又、この実
施の形態では、ワークとして全体が円柱形状のものが使
用されるものであり、少なくとも両端の把持代部分２
１，２２の径が同一（Ｃ１＝Ｃ２）となっている。さら
に、ワークとしては、Ｌ＝Ａ１＋Ａ２＋最終加工物７の
全長＋切断代（０．２ｍｍ×２）の長さＬに切断した素
材を用いる。

【００１９】図３は加工機械としてマシニングセンタを
用いる場合における第１の工程を示す。マシニングセン
タでは、チルト円テーブル１０に回転可能に取り付けら
れたワーク保持具１２に、あらかじめ寸法Ｌに切断した
ワークを把持する。この把持は、ロボットまたはワーク
反転ハンドリング装置（不図示）を用いて自動で行う。
このとき、ワーク保持具１２は第１の把持代部分２１を
把持する。そして、刃物等の工具１３を用い、図３の実
線及び鎖線で示すように、ワークの姿勢を変更すると共
に、ワークを回転させながら切削加工を行う。なお、工
具１３は加工に必要なドリル、エンドミルなどを自動工
具交換装置（不図示）によって取り換えながら加工を継
続する。

【００２０】かかる第１工程では、ワーク保持具１２に
把持されていない第２の把持代部分２２に対して加工を
行うことができる。図３の実線はこの加工を示し、第２
の把持代部分２２に対し、その端面から切り込みを行
う。このとき、第２の把持代部分２２の外面に対して
は、加工を行うことなく、第２の把持代部分２２の外形
はそのままとする。この切り込みによって、加工面５を
形成する。

【００２１】図４はこの第２の把持代部分２２への切り
込み加工を示し、第２の把持代部分２２に対し、直径
Ｂ、深さＤ（Ｄ＝Ａ２−（Ｈ＋０．２ｍｍ）、Ｈは工具
１３の幅である。）で切り込み加工を行った後、四角溝
５ａ、円形溝５ｂを有した加工面５を加工する。このよ
うな寸法での加工では、加工を行うことが容易となる。

【００２２】以上の第１の工程の後、第２の工程に移行
する。図５はこの第２工程を示し、第２の工程では、第
１段の中間加工物２０を反転し、第２の把持代部分２２
をワーク保持具１２に把持させる。かかる把持換えで
は、第１の把持代部分２１及び第２の把持代部分２２が
同一の外形となっているため、第１の工程で使用したワ
ーク保持具１２をそのまま使用することができる。

【００２３】そして、第２の工程では、第２の把持代部
分の把持状態で、第１の把持代部分２１を切削除去す
る。この切削除去によって未加工の加工面６が露出する
ため、露出した未加工の加工面６に対して加工を行う。
これにより、６面が加工された最終形状部分２５と、第
２の把持代部分２２とが連続した第２段の中間加工物３
０を形成することができる。

【００２４】次に、この第２段の中間加工物３０に対し
て第３の工程を行う。第３の工程では、ワーク保持具１
２によって第２の把持代部分２２を把持したままの状態
で、工具１３により第２の把持代部分２２から最終形状
部分２５を切削除去する。このとき、図５に示すよう
に、第２段の中間加工物３０を回転させ、バイト形状の
工具１３により旋削で切り離すか、工具１３として回転
工具を取りつけ、ミーリングにより切り離すことにより
行う。かかる切り離し手段は、最終形状部分２５の大き
さや形状などによって適宜、選択するものである。

【００２５】以上の実施の形態では、マニシングセンタ
によって加工を行っているが、本発明では、ターニング
センタによっても加工を行うことができる。ターニング
センタの場合には、ワークとして長尺材料を使用するこ
とができるため、第１の把持代部分２１の把持代は素材
部とみなすことができるメリットがある。又、本発明で
は、６面体以外の多面体を同様に成形することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１の工程及
び第２の工程でそれぞれ把持される第１の把持代部分及
び第２の把持代部分が同一外形となっているため、同一
のチャックを用いることができ、チャックを取り換える
必要がなく、取り換えの段取りが不要となり、、長時間
の無人稼動を行うことができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、６面体であって
も、把持換えの段取りを扶養した加工が可能となる。

【００２８】請求項３の発明によれば、第２の把持代部
分に内部に加工面を形成するため、その後の加工が簡単
となり、迅速に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態で成形される最終加工物を
示す斜視図である。

【図２】第１段の中間加工物の斜視図である。

【図３】第１の工程を示す側面図である。

【図４】第２の把持代部部への切り込み加工を示し、
（ａ）は側面図、（ｂ）は端面図である。

【図５】第２の工程及び第３の工程を示す側面図であ
る。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、従来の加工をマシニング
センタで行う場合を工程順に示す側面図である。

【図７】マシニングセンタによる従来の加工の側面図で
ある。

【図８】従来の加工をターニングセンタでおこなうばあ
いの側面図である。

【符号の説明】

１ ２ ３ ４ ５ ６ 加工面 ７ 最終加工物 ２０ 第１段の中間加工物 ２１ 第１の把持代部分 ２２ 第２の把持代部分 ２５ 最終形状部分 ３０ 第２段の中間加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦野 正弘 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C045 BA07 BA13 DA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一外形の第１及び第２の把持代部分を
   両端部に有したワークの第１の把持代部分を把持し、第
   ２の把持代部分を残した状態でワークに所定の切削加工
   を行って第１段の中間加工物を形成する第１の工程と、 第１段の中間加工物を反転して前記第２の把持代部分を
   把持した状態で、前記第１の把持代部分を切削除去した
   後、露出した切削面に対し所定の切削加工を行って最終
   形状部分と第２の把持代部分とが連続している第２の中
   間加工物を形成する第２の工程と、 前記第２の把持代部分の把持状態のままで、第２の把持
   代部分から最終形状部分を切削除去して最終加工物とす
   る第３の工程と、を備えていることを特徴とする切削加
   工方法。
2. 【請求項２】 前記最終加工物が６面体であり、前記第
   １の工程で６面の内の５面を切削加工することを特徴と
   する請求項１記載の切削加工方法。
3. 【請求項３】 前記第１の工程において、前記第２の
   把持代部分の端面から切り込み加工を行って第２の把持
   代部分の内部に加工面を形成することを特徴とする請求
   項１又は２記載の切削加工方法。