JP2001239409A - 切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具 - Google Patents
切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワークを高速で回転させなくても、又、工具
形状如何にかかわらず、面粗度を向上させることができ
るようにする。 【解決手段】 Ｃ軸を中心に回転する主軸に取り付けら
れたワークに、主軸の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可能
なＺ軸スライドに取り付けられて主軸の軸芯と直角なＸ
軸方向に移動可能なＸ軸スライドに固定されたスピンド
ルユニットのスピンドルに取り付けられた工具を作用さ
せてワークを切削する切削方法において、工具の回転に
よってワークを部分的に切除するとともに、この切除域
を工具の回転数をワークの回転数より少なくとも１０2
以上をもってＣ軸及びＺ軸方向に重複させ、その重複部
をワークの全加工域にまで拡大して行くことを特徴とす
る切削方法。
形状如何にかかわらず、面粗度を向上させることができ
るようにする。 【解決手段】 Ｃ軸を中心に回転する主軸に取り付けら
れたワークに、主軸の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可能
なＺ軸スライドに取り付けられて主軸の軸芯と直角なＸ
軸方向に移動可能なＸ軸スライドに固定されたスピンド
ルユニットのスピンドルに取り付けられた工具を作用さ
せてワークを切削する切削方法において、工具の回転に
よってワークを部分的に切除するとともに、この切除域
を工具の回転数をワークの回転数より少なくとも１０2
以上をもってＣ軸及びＺ軸方向に重複させ、その重複部
をワークの全加工域にまで拡大して行くことを特徴とす
る切削方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸にワークを取
り付け、これを刃物台に取り付けた回転する工具で切削
する切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並
びに工具に関するものである。
り付け、これを刃物台に取り付けた回転する工具で切削
する切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並
びに工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】旋盤による旋削加工は、一般に、主軸に
ワークを取り付けて回転させ、これを刃物台に固定した
バイト（工具）で切削しており、この間、バイトは常に
ワークに接触している連続切削である。又、ワークを回
転させてバイトを固定する旋削加工では、加工表面の断
面形状は原則的には円である。但し、工具送りにおい
て、工具を主軸の軸芯（Ｚ軸）と平行に動かして円筒形
に加工する場合と、Ｚ軸位置に応じて工具をＺ軸と直角
な方向（Ｘ軸）に動かして非円筒形に加工する場合とは
ある。
ワークを取り付けて回転させ、これを刃物台に固定した
バイト（工具）で切削しており、この間、バイトは常に
ワークに接触している連続切削である。又、ワークを回
転させてバイトを固定する旋削加工では、加工表面の断
面形状は原則的には円である。但し、工具送りにおい
て、工具を主軸の軸芯（Ｚ軸）と平行に動かして円筒形
に加工する場合と、Ｚ軸位置に応じて工具をＺ軸と直角
な方向（Ｘ軸）に動かして非円筒形に加工する場合とは
ある。
【０００３】これに対して、フライス盤等では、ワーク
をテーブル等に固定し、これを主軸に取り付けたミリン
グカッター等の工具を回転させて切削しており、所謂、
断続切削の状態をとる。そして、ワークの仕上げ形状に
応じてテーブルをＸ軸、Ｙ軸の二次元方向に動かしたり
或いはこれにＺ軸方向の動きを加えて加工している。
尚、フライス盤等でも、バイトを用いてワークに断面が
円形の孔や外形の加工表面を得ることもあるが、この場
合は連続切削が採択され、通常は、ワークを固定し、工
具を回転させている。
をテーブル等に固定し、これを主軸に取り付けたミリン
グカッター等の工具を回転させて切削しており、所謂、
断続切削の状態をとる。そして、ワークの仕上げ形状に
応じてテーブルをＸ軸、Ｙ軸の二次元方向に動かしたり
或いはこれにＺ軸方向の動きを加えて加工している。
尚、フライス盤等でも、バイトを用いてワークに断面が
円形の孔や外形の加工表面を得ることもあるが、この場
合は連続切削が採択され、通常は、ワークを固定し、工
具を回転させている。
【０００４】このように、旋削加工、フライス加工いず
れであっても、断面が円形の加工表面を得るには、ワー
クか工具のいずれかを固定しての連続切削によってい
る。この場合、相手方も回転させると、その回転部分の
ガタ等によって真円度が低下し、面粗度も粗くなると考
えられているからである。
れであっても、断面が円形の加工表面を得るには、ワー
クか工具のいずれかを固定しての連続切削によってい
る。この場合、相手方も回転させると、その回転部分の
ガタ等によって真円度が低下し、面粗度も粗くなると考
えられているからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、断面が円形の加
工表面を得るための連続切削においても、ワーク又は工
具（以下、ワーク）の回転位相に応じて工具又はワーク
（以下、工具）のＸ軸又はＹ軸（以下、Ｘ軸）位置を変
えて断面が楕円等の非円形の加工表面を得る方法が行わ
れている。このような加工方法は、従来は、モデル等を
用いる倣い旋削によっていたが、最近は、ＮＣ工作機械
が普及していることから、その入力値に加工形状に応じ
た各座標値を補正することで加工ができるようになって
いる（例えば、特開平１−２７１１０２号、特表平１０
−５０９６６０号）。
工表面を得るための連続切削においても、ワーク又は工
具（以下、ワーク）の回転位相に応じて工具又はワーク
（以下、工具）のＸ軸又はＹ軸（以下、Ｘ軸）位置を変
えて断面が楕円等の非円形の加工表面を得る方法が行わ
れている。このような加工方法は、従来は、モデル等を
用いる倣い旋削によっていたが、最近は、ＮＣ工作機械
が普及していることから、その入力値に加工形状に応じ
た各座標値を補正することで加工ができるようになって
いる（例えば、特開平１−２７１１０２号、特表平１０
−５０９６６０号）。
【０００６】しかし、いずれの方法によっても、ワーク
が一回転する間に工具はＸ軸方向に一往復（振動）しな
ければならない。ところが、工具を取り付ける刃物台に
は相当の慣性があることから、高い周波数での振動は不
可能であり、又、あまり大きな振幅もとれない。このた
め、ワークを高速には回転できず、加工時間の遅延をも
たらせていたし、非円形度の大きな形状の加工は無理で
あった。
が一回転する間に工具はＸ軸方向に一往復（振動）しな
ければならない。ところが、工具を取り付ける刃物台に
は相当の慣性があることから、高い周波数での振動は不
可能であり、又、あまり大きな振幅もとれない。このた
め、ワークを高速には回転できず、加工時間の遅延をも
たらせていたし、非円形度の大きな形状の加工は無理で
あった。
【０００７】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、従来、考えられていなかったワークと工具を共
に回転させて断面が円形若しくは円形に近い非円形の加
工表面を得るようにしたものである。この切削方法は、
言わば、断続切削による旋削加工であるが、このときの
工具をワークの回転数の１０2 のオーダーで回転させる
と、工具を回転させることによる精度低下及び面粗度の
低下を補って余りあることを見出したものである。
であり、従来、考えられていなかったワークと工具を共
に回転させて断面が円形若しくは円形に近い非円形の加
工表面を得るようにしたものである。この切削方法は、
言わば、断続切削による旋削加工であるが、このときの
工具をワークの回転数の１０2 のオーダーで回転させる
と、工具を回転させることによる精度低下及び面粗度の
低下を補って余りあることを見出したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、Ｃ軸を中心に回転する主軸に取り付けられたワーク
に、主軸の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可能なＺ軸スラ
イドに取り付けられて主軸の軸芯と直角なＸ軸方向に移
動可能なＸ軸スライドに固定されたスピンドルユニット
のスピンドルに取り付けられた工具を作用させてワーク
を切削する切削方法において、工具の回転によってワー
クを部分的に切除するとともに、この切除域を工具の回
転数をワークの回転数より少なくとも１０2 以上をもっ
てＣ軸及びＺ軸方向に重複させ、その重複部をワークの
全加工域にまで拡大して行くことを特徴とする切削方法
を提供したものである。
は、Ｃ軸を中心に回転する主軸に取り付けられたワーク
に、主軸の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可能なＺ軸スラ
イドに取り付けられて主軸の軸芯と直角なＸ軸方向に移
動可能なＸ軸スライドに固定されたスピンドルユニット
のスピンドルに取り付けられた工具を作用させてワーク
を切削する切削方法において、工具の回転によってワー
クを部分的に切除するとともに、この切除域を工具の回
転数をワークの回転数より少なくとも１０2 以上をもっ
てＣ軸及びＺ軸方向に重複させ、その重複部をワークの
全加工域にまで拡大して行くことを特徴とする切削方法
を提供したものである。
【０００９】即ち、本発明では、工具によるワークの部
分的切除がワークと工具の回転及び工具のＺ軸方向の送
りによってＣ軸及びＺ軸方向に重複し、その重複部を全
加工域まで拡大するものであるが、このときの工具の回
転数をワークの回転数よりも１０2 のオーダーで高いも
のにして切除域の重複率を極めて高いものにすること
で、所望の精度と面粗度を得ることができるとともに、
工具形状にこだわらないことに成功したものである。勿
論、従来の連続切削による旋削加工でも、工具の当たり
面は、送りよりも通常は幅広であるから、加工幅は重複
して行くが、このような重複率に比べてこの切削方法に
よる重複率は格段に高い。
分的切除がワークと工具の回転及び工具のＺ軸方向の送
りによってＣ軸及びＺ軸方向に重複し、その重複部を全
加工域まで拡大するものであるが、このときの工具の回
転数をワークの回転数よりも１０2 のオーダーで高いも
のにして切除域の重複率を極めて高いものにすること
で、所望の精度と面粗度を得ることができるとともに、
工具形状にこだわらないことに成功したものである。勿
論、従来の連続切削による旋削加工でも、工具の当たり
面は、送りよりも通常は幅広であるから、加工幅は重複
して行くが、このような重複率に比べてこの切削方法に
よる重複率は格段に高い。
【００１０】従って、加工表面は平滑化してその面粗度
は却って高くなるし、工具が回転するが故の精度低下も
補えることが判明した。加えて、ワークの回転数はそれ
ほど高くする必要はないから、ワークの回転位相に応じ
て工具を振動させて断面が非円形の加工表面を得るとき
も、その速度（振動数）は低くて足りるとともに、振幅
も大きくでき、非円形度の大きい形状を加工できる。更
に、アンバランスな形状をしていて高速では回転させら
れないワークや剛性が弱くて強くチャッキングできない
ワークにも対応できる。
は却って高くなるし、工具が回転するが故の精度低下も
補えることが判明した。加えて、ワークの回転数はそれ
ほど高くする必要はないから、ワークの回転位相に応じ
て工具を振動させて断面が非円形の加工表面を得るとき
も、その速度（振動数）は低くて足りるとともに、振幅
も大きくでき、非円形度の大きい形状を加工できる。更
に、アンバランスな形状をしていて高速では回転させら
れないワークや剛性が弱くて強くチャッキングできない
ワークにも対応できる。
【００１１】尚、以上のような切削方法においても、そ
の態様は、断面が真円形で、全体が円筒形に加工する態
様にとどまらず、ワークの回転位相に応じてＸ軸スライ
ドの位置を変え、ワークを予め決められた非円形に切削
する態様、ワークのＺ軸位置に応じてＸ軸スライドの位
置を変え、ワークを予め決められた非円筒形に切削する
態様があるのは従来と同様である。
の態様は、断面が真円形で、全体が円筒形に加工する態
様にとどまらず、ワークの回転位相に応じてＸ軸スライ
ドの位置を変え、ワークを予め決められた非円形に切削
する態様、ワークのＺ軸位置に応じてＸ軸スライドの位
置を変え、ワークを予め決められた非円筒形に切削する
態様があるのは従来と同様である。
【００１２】又、本発明は、以上の切削方法を具現する
装置として、Ｃ軸を中心に回転する主軸と、主軸の軸芯
と平行なＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライドと、Ｚ軸ス
ライドに固定されて主軸の軸芯と直角なＸ軸方向に移動
可能なＸ軸スライドと、Ｘ軸スライドに取り付けられて
高速回転するスピンドルを持つスピンドルユニットとを
有しており、これら各要素がＮＣ装置によって制御され
る切削装置を提供する。ワークを定められた形状に切削
するには、主軸やスピンドルの回転制御及びＺ軸、Ｘ軸
スライドの位置制御は、それぞれ相関的に制御されなけ
ればならない。本発明では、その制御の方法は問わない
が、これをＮＣ装置によって制御すれば、簡単な入力操
作によって正確で応答性の高い制御ができる。
装置として、Ｃ軸を中心に回転する主軸と、主軸の軸芯
と平行なＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライドと、Ｚ軸ス
ライドに固定されて主軸の軸芯と直角なＸ軸方向に移動
可能なＸ軸スライドと、Ｘ軸スライドに取り付けられて
高速回転するスピンドルを持つスピンドルユニットとを
有しており、これら各要素がＮＣ装置によって制御され
る切削装置を提供する。ワークを定められた形状に切削
するには、主軸やスピンドルの回転制御及びＺ軸、Ｘ軸
スライドの位置制御は、それぞれ相関的に制御されなけ
ればならない。本発明では、その制御の方法は問わない
が、これをＮＣ装置によって制御すれば、簡単な入力操
作によって正確で応答性の高い制御ができる。
【００１３】更に、本発明は、以上の切削方法におい
て、ワークに作用する工具の刃先形状が、前後肩の部分
が半径ｒ、その中心距離が半径ｒとほぼ同じで、かつ、
中央部分が肩の部分より１〜２μｍ突出する半径Ｒの凸
円形をしているものであり、ｒ／Ｒが１／１０〜１／１
００に設定されるもの、この場合において、工具が、ス
ピンドルユニットに二面拘束されて取り付けられる工具
ホルダーにインサートされているものを提供する。
て、ワークに作用する工具の刃先形状が、前後肩の部分
が半径ｒ、その中心距離が半径ｒとほぼ同じで、かつ、
中央部分が肩の部分より１〜２μｍ突出する半径Ｒの凸
円形をしているものであり、ｒ／Ｒが１／１０〜１／１
００に設定されるもの、この場合において、工具が、ス
ピンドルユニットに二面拘束されて取り付けられる工具
ホルダーにインサートされているものを提供する。
【００１４】本発明に係る切除域の重複率が格段に高い
切削方法によれば、工具の刃先形状はどのようなもので
あってもよいが、上記したような刃先形状を採択すれ
ば、特に、その中央部分の大きなアールの凸円形形状が
略平坦面を形成することに関連して面粗度向上に一層寄
与することが見出された。更に、この工具が、スピンド
ルユニットに二面拘束されて取り付けられる工具ホルダ
ーにインサートされているものであると、剛性が上がる
ととともに、刃先の位置設定等が容易になる。
切削方法によれば、工具の刃先形状はどのようなもので
あってもよいが、上記したような刃先形状を採択すれ
ば、特に、その中央部分の大きなアールの凸円形形状が
略平坦面を形成することに関連して面粗度向上に一層寄
与することが見出された。更に、この工具が、スピンド
ルユニットに二面拘束されて取り付けられる工具ホルダ
ーにインサートされているものであると、剛性が上がる
ととともに、刃先の位置設定等が容易になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図５は本発明を実施するための切
削装置の説明図であるが、この切削装置は、少なくと
も、主軸１と、主軸１の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可
能なＺ軸スライド２と、Ｚ軸スライド２に取り付けられ
て主軸１の軸芯と直角なＸ軸方向に移動可能なＸ軸スラ
イド３と、Ｘ軸スライド３に取り付けられるスピンドル
ユニット４とを有している。
を参照して説明する。図５は本発明を実施するための切
削装置の説明図であるが、この切削装置は、少なくと
も、主軸１と、主軸１の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可
能なＺ軸スライド２と、Ｚ軸スライド２に取り付けられ
て主軸１の軸芯と直角なＸ軸方向に移動可能なＸ軸スラ
イド３と、Ｘ軸スライド３に取り付けられるスピンドル
ユニット４とを有している。
【００１６】この場合、主軸１は、サーボモータ５で駆
動されて回転し（回転軸をＣ軸とする）、Ｚ軸スライド
２及びＸ軸スライド３とも、それぞれサーボモータ６、
７の出力でボールネジ機構等を介して移動させられる。
尚、これら主軸１のＣ軸制御、Ｚ軸スライド２やＸ軸ス
ライド３のＺ軸及びＸ軸制御、スピンドルユニット４の
回転制御等は、予め入力されたデータに基づいて所定の
出力をするＮＣ装置で制御すればよい。
動されて回転し（回転軸をＣ軸とする）、Ｚ軸スライド
２及びＸ軸スライド３とも、それぞれサーボモータ６、
７の出力でボールネジ機構等を介して移動させられる。
尚、これら主軸１のＣ軸制御、Ｚ軸スライド２やＸ軸ス
ライド３のＺ軸及びＸ軸制御、スピンドルユニット４の
回転制御等は、予め入力されたデータに基づいて所定の
出力をするＮＣ装置で制御すればよい。
【００１７】主軸１にはチャック８が取り付けられ、こ
のチャック８にはワーク９が固定される。更に、スピン
ドルユニット４のスピンドル１０には工具１１が取り付
けられるが、この場合におけるスピンドルユニット４
は、スピンドル１０の回転数Ｎ2が約４×１０4 という
高速のものが採択される。これに対して主軸１の回転数
Ｎ 1 は２〜４×１０2 程度に設定され、その回転数比Ｎ
＝Ｎ1 ／Ｎ2 は１／１０2以下に設定される。
のチャック８にはワーク９が固定される。更に、スピン
ドルユニット４のスピンドル１０には工具１１が取り付
けられるが、この場合におけるスピンドルユニット４
は、スピンドル１０の回転数Ｎ2が約４×１０4 という
高速のものが採択される。これに対して主軸１の回転数
Ｎ 1 は２〜４×１０2 程度に設定され、その回転数比Ｎ
＝Ｎ1 ／Ｎ2 は１／１０2以下に設定される。
【００１８】図３は以上の設定に基づいて工具１１でワ
ーク９の内周を切削する場合の説明図であるが、その方
法は、工具１１を高速で回転させる以外は従来と変わら
ない。従って、工具１１の構造にはこだわらないが、た
だ、工具ホルダー１２に突出量を調整できてインサート
されるものが、加工径を設定できて好ましい。更に、こ
の場合の工具ホルダー１２は、テーパ部１２ａとフラン
ジ部１２ｂとを有するものが好ましく、加えて、このテ
ーパ部１２ａとフランジ部１２ｂをスピンドル１０のテ
ーパ孔と前端面に接当させる二面拘束のものが剛性の強
化、びびり抑制が図られて好ましい。尚、スピンドル１
０から工具ホルダー１２へのトルク伝達は、テーパ度を
緩やかなものに設定しておけば、テーパ部１２ａをテー
パ孔に押し込むだけでも、くさび効果が発生して十分な
ものとなる。
ーク９の内周を切削する場合の説明図であるが、その方
法は、工具１１を高速で回転させる以外は従来と変わら
ない。従って、工具１１の構造にはこだわらないが、た
だ、工具ホルダー１２に突出量を調整できてインサート
されるものが、加工径を設定できて好ましい。更に、こ
の場合の工具ホルダー１２は、テーパ部１２ａとフラン
ジ部１２ｂとを有するものが好ましく、加えて、このテ
ーパ部１２ａとフランジ部１２ｂをスピンドル１０のテ
ーパ孔と前端面に接当させる二面拘束のものが剛性の強
化、びびり抑制が図られて好ましい。尚、スピンドル１
０から工具ホルダー１２へのトルク伝達は、テーパ度を
緩やかなものに設定しておけば、テーパ部１２ａをテー
パ孔に押し込むだけでも、くさび効果が発生して十分な
ものとなる。
【００１９】図４はこの工具１１の刃先形状を示す説明
図であるが、本発明で使用する工具１１の刃先形状は、
前後肩の部分が半径ｒ、その中心距離ｐがｐ≒ｒで、か
つ、中央部分が肩の部分よりΔｄ＝１〜２μｍで突出す
る半径Ｒの凸円形をしており、ｒ／Ｒが１／１０〜１／
１００に設定されるものが好ましい。但し、工具１１の
大きさ（幅や厚み）については、加工するワークの大き
さに応じて適宜に定められる。更に、工具１１の刃先の
材質は、面粗度向上の観点から硬度の高いダイヤモンド
がもっとも適するが、超硬やハイス等の使用も可能であ
る。このような刃先形状にすると、その突出面は、ほぼ
平坦面を形成することになるが、本発明が、工具１１に
よるワーク９の部分切除を大きな重複率でもって積み重
ねて行くものであるから、この略平坦面の突出面がこれ
に大きく寄与する。
図であるが、本発明で使用する工具１１の刃先形状は、
前後肩の部分が半径ｒ、その中心距離ｐがｐ≒ｒで、か
つ、中央部分が肩の部分よりΔｄ＝１〜２μｍで突出す
る半径Ｒの凸円形をしており、ｒ／Ｒが１／１０〜１／
１００に設定されるものが好ましい。但し、工具１１の
大きさ（幅や厚み）については、加工するワークの大き
さに応じて適宜に定められる。更に、工具１１の刃先の
材質は、面粗度向上の観点から硬度の高いダイヤモンド
がもっとも適するが、超硬やハイス等の使用も可能であ
る。このような刃先形状にすると、その突出面は、ほぼ
平坦面を形成することになるが、本発明が、工具１１に
よるワーク９の部分切除を大きな重複率でもって積み重
ねて行くものであるから、この略平坦面の突出面がこれ
に大きく寄与する。
【００２０】図１は本発明による切削の状態を示す断面
図、図２は切削されたワーク９を展開した模式図である
が、工具１１と主軸１とを上記した回転数比で回転させ
てワーク９を工具１１で切削すると、ワーク９は工具１
１の一回転で部分切除されることになり、その切除域Ｓ
がワーク９の回転と工具１１のＺ軸方向の送りによって
重複させられ、その回転軌跡面Ｕの包絡面Ｖが加工面と
なって全加工域までに拡大されるのである。即ち、従来
の旋削加工が言わば果物の皮剥きであるとすると、本発
明による切削加工は、きさげ作業の積み重ねとでも言う
ことができる。尚、送りや切込みといった加工条件は従
来の旋削加工の場合と変わらない。
図、図２は切削されたワーク９を展開した模式図である
が、工具１１と主軸１とを上記した回転数比で回転させ
てワーク９を工具１１で切削すると、ワーク９は工具１
１の一回転で部分切除されることになり、その切除域Ｓ
がワーク９の回転と工具１１のＺ軸方向の送りによって
重複させられ、その回転軌跡面Ｕの包絡面Ｖが加工面と
なって全加工域までに拡大されるのである。即ち、従来
の旋削加工が言わば果物の皮剥きであるとすると、本発
明による切削加工は、きさげ作業の積み重ねとでも言う
ことができる。尚、送りや切込みといった加工条件は従
来の旋削加工の場合と変わらない。
【００２１】ここで、一例として、加工条件を以下に設
定してφ２６の孔を切削する場合について説明する。 ワークの回転数Ｎ1 ：４×１０2 ｒｐｍ 工具の回転数Ｎ2 ：４×１０4 ｒｐｍ 回転数比Ｎ（Ｎ1 ／Ｎ2 ） ：１／１０2 工具の幅Ｗ ：３．６ｍｍ 切込みＴ ：０．３ｍｍ （切除域ＳのＣ軸方向の高さＨ ：約１６ｍｍ） 送りＦ ：０．３ｍｍ 工具の回転半径ｍ ：１２ｍｍ ワークの加工半径Ｍ ：１３ｍｍ
定してφ２６の孔を切削する場合について説明する。 ワークの回転数Ｎ1 ：４×１０2 ｒｐｍ 工具の回転数Ｎ2 ：４×１０4 ｒｐｍ 回転数比Ｎ（Ｎ1 ／Ｎ2 ） ：１／１０2 工具の幅Ｗ ：３．６ｍｍ 切込みＴ ：０．３ｍｍ （切除域ＳのＣ軸方向の高さＨ ：約１６ｍｍ） 送りＦ ：０．３ｍｍ 工具の回転半径ｍ ：１２ｍｍ ワークの加工半径Ｍ ：１３ｍｍ
【００２２】今、工具１１が一回転する間に部分的に切
除された切除域ＳがＺ軸方向に進む量ｆは、Ｆ／Ｎ1 ＝
０．３／４×１０2 ＝７５×１０-3ｍｍであり、従っ
て、工具１１の幅Ｗの間にＺ軸方向には３．６／７５×
１０-3＝４，８００回重複することになる。又、Ｃ軸方
向に進む量ｈは、２π×１／Ｎ×Ｍ＝２π×１／１００
×１３≒０．８２ｍｍであり、従って、切除域Ｓの高さ
Ｈ（切込みを０．３ｍｍにすると概略１６ｍｍ程度にな
る）の間には１６÷０．８２≒２０回重複することにな
る。勿論、切除面は、工具１１の最先端の部分で形成さ
れて行くことになるが、このように、特に、Ｚ軸方向に
は格段に高い重複率でもって重複されて行くから、その
切除面は平滑化され、面粗度は却って高まるほどであ
る。加えて、このときの工具形状は問わないものにでき
たのである。この切削方法を発明者等が実践した結果、
面粗度は０．８ｓ以下がクリアーでき、研削加工に匹敵
するほどであった。
除された切除域ＳがＺ軸方向に進む量ｆは、Ｆ／Ｎ1 ＝
０．３／４×１０2 ＝７５×１０-3ｍｍであり、従っ
て、工具１１の幅Ｗの間にＺ軸方向には３．６／７５×
１０-3＝４，８００回重複することになる。又、Ｃ軸方
向に進む量ｈは、２π×１／Ｎ×Ｍ＝２π×１／１００
×１３≒０．８２ｍｍであり、従って、切除域Ｓの高さ
Ｈ（切込みを０．３ｍｍにすると概略１６ｍｍ程度にな
る）の間には１６÷０．８２≒２０回重複することにな
る。勿論、切除面は、工具１１の最先端の部分で形成さ
れて行くことになるが、このように、特に、Ｚ軸方向に
は格段に高い重複率でもって重複されて行くから、その
切除面は平滑化され、面粗度は却って高まるほどであ
る。加えて、このときの工具形状は問わないものにでき
たのである。この切削方法を発明者等が実践した結果、
面粗度は０．８ｓ以下がクリアーでき、研削加工に匹敵
するほどであった。
【００２３】ところで、本例のワーク９はピストン９ａ
を示している。ピストン９ａは、コップ形をしており、
その軸芯と直角方向にピストンロッドを連結するための
ピン孔９ｂが形成され、このピン孔９ｂは切削加工によ
って仕上げられる。尚、最近では、ピン孔９ｂは真円で
はなく、楕円に近い非円形に仕上げられ、又、そのピン
孔９ｂ方向の形状は円筒形ではなく、中央が径小の鼓形
をしている非円筒形に仕上げられるのが通常である。
を示している。ピストン９ａは、コップ形をしており、
その軸芯と直角方向にピストンロッドを連結するための
ピン孔９ｂが形成され、このピン孔９ｂは切削加工によ
って仕上げられる。尚、最近では、ピン孔９ｂは真円で
はなく、楕円に近い非円形に仕上げられ、又、そのピン
孔９ｂ方向の形状は円筒形ではなく、中央が径小の鼓形
をしている非円筒形に仕上げられるのが通常である。
【００２４】この場合、ピストン９ａは、鍛造又は鋳造
によって粗形状に成形してあり、そのピン孔９ｂの中心
をＣ軸と一致させるようにチャック８で把持する。この
ため、チャック８も芯が出し易い特殊仕様のものを使用
すれば便利である。以上のセットが終わったなら、本発
明に係る切削方法によって切削を始める。図６はその状
態を示す断面図であるが、このように非円形の断面に加
工するには、目的とする形状に合わせてＣ軸の座標値
（回転位相）に対応して工具１１のＸ軸位置を制御し、
工具１１の回転軌跡面Ｕを積重して非円形の包絡面Ｖを
得ればよいことになる。又、非円筒形の加工形状を得る
には、この制御をＺ軸方向にも展開すればよいことにな
る。但し、これらの場合、ＮＣ装置に対して膨大な量の
データを入力する必要があるが、このとき、本出願人の
特許第２６７２９７０号を用いれば、この作業が簡略化
できる。
によって粗形状に成形してあり、そのピン孔９ｂの中心
をＣ軸と一致させるようにチャック８で把持する。この
ため、チャック８も芯が出し易い特殊仕様のものを使用
すれば便利である。以上のセットが終わったなら、本発
明に係る切削方法によって切削を始める。図６はその状
態を示す断面図であるが、このように非円形の断面に加
工するには、目的とする形状に合わせてＣ軸の座標値
（回転位相）に対応して工具１１のＸ軸位置を制御し、
工具１１の回転軌跡面Ｕを積重して非円形の包絡面Ｖを
得ればよいことになる。又、非円筒形の加工形状を得る
には、この制御をＺ軸方向にも展開すればよいことにな
る。但し、これらの場合、ＮＣ装置に対して膨大な量の
データを入力する必要があるが、このとき、本出願人の
特許第２６７２９７０号を用いれば、この作業が簡略化
できる。
【００２５】以上、本発明の基本的な実施の形態につい
て説明したが、本発明に係る切削方法は、以上のような
非円形、非円筒形の形状に加工するものに限らない。即
ち、真円形、円筒形に加工するものであってもよいし、
切削する部分も、図７に示すワーク９の外周であっても
よいのは勿論である。又、工具も工具ホルダーにインサ
ートされるものに限らず、ホルダー又はシャンクに直付
けされたものであってもよい。更に、工具ホルダーは、
二面拘束されるものに限らない。
て説明したが、本発明に係る切削方法は、以上のような
非円形、非円筒形の形状に加工するものに限らない。即
ち、真円形、円筒形に加工するものであってもよいし、
切削する部分も、図７に示すワーク９の外周であっても
よいのは勿論である。又、工具も工具ホルダーにインサ
ートされるものに限らず、ホルダー又はシャンクに直付
けされたものであってもよい。更に、工具ホルダーは、
二面拘束されるものに限らない。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が期待
できる。 ａ．工具によるワークの部分的切除を格段に高い重複率
で重複させて切除面を平滑化するものであるから、工具
をワークに常に接触させる連続切削に比べて面粗度が却
って向上する。 ｂ．面粗度はワークの回転数や工具の送りにはあまり影
響しないから、ワークを低速で回転させても、送りを上
げることで加工時間を遅延させない。 ｃ．工具の回転によってワークを切削するものであるか
ら、切削抵抗を低く抑えられる。 ｄ．ワークの回転数が低くても面粗度は低下しないか
ら、アンバランスな形状をしているワーク、歪み等が生
ずるおそれがあって強くチャッキングできないワークに
も対応できる。 ｅ．ワークを低速で回転させても加工時間の遅延をもた
らさないから、その位相に応じてＸ軸を制御して非円形
な形状に加工する場合でも、Ｘ軸は低速で移動（振動）
させればよいことになり、大きな振幅が可能になって非
円形度の高いものでも加工できる。
できる。 ａ．工具によるワークの部分的切除を格段に高い重複率
で重複させて切除面を平滑化するものであるから、工具
をワークに常に接触させる連続切削に比べて面粗度が却
って向上する。 ｂ．面粗度はワークの回転数や工具の送りにはあまり影
響しないから、ワークを低速で回転させても、送りを上
げることで加工時間を遅延させない。 ｃ．工具の回転によってワークを切削するものであるか
ら、切削抵抗を低く抑えられる。 ｄ．ワークの回転数が低くても面粗度は低下しないか
ら、アンバランスな形状をしているワーク、歪み等が生
ずるおそれがあって強くチャッキングできないワークに
も対応できる。 ｅ．ワークを低速で回転させても加工時間の遅延をもた
らさないから、その位相に応じてＸ軸を制御して非円形
な形状に加工する場合でも、Ｘ軸は低速で移動（振動）
させればよいことになり、大きな振幅が可能になって非
円形度の高いものでも加工できる。
【図１】本発明の切削方法によるワークの断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の切削方法によるワークを展開した模式
図である。
図である。
【図３】本発明の切削方法によるワークと工具の関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明の切削方法に使用する工具の刃先形状を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】本発明を実施するための切削装置の説明図であ
る。
る。
【図６】本発明の切削方法によるワークの断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の切削方法によるワークの断面図であ
る。
る。
１ 主軸 ２ Ｚ軸スライド ３ Ｘ軸スライド ４ スピンドルユニット ９ ワーク ９ａ ピストン ９ｂ 〃 のピン孔 １１ 工具 １２ 工具ホルダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｂ 5/24 Ｂ２３Ｂ 5/24 Ｆターム(参考） 3C022 BB02 3C032 AA18 3C036 AA17 BB04 3C045 BA33 BA37 CA16 DA19
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃ軸を中心に回転する主軸に取り付けら
れたワークに、主軸の軸芯と平行なＺ軸方向に移動可能
なＺ軸スライドに取り付けられて主軸の軸芯と直角なＸ
軸方向に移動可能なＸ軸スライドに固定されたスピンド
ルユニットのスピンドルに取り付けられた工具を作用さ
せてワークを切削する切削方法において、工具の回転に
よってワークを部分的に切除するとともに、この切除域
を工具の回転数をワークの回転数より少なくとも１０2
以上をもってＣ軸及びＺ軸方向に重複させ、その重複部
をワークの全加工域にまで拡大して行くことを特徴とす
る切削方法。 - 【請求項２】 ワークのＣ軸位置に応じてＸ軸スライド
の位置を変え、ワークを予め決められた非円形に切削す
る請求項１の切削方法。 - 【請求項３】 ワークのＺ軸位置に応じてＸ軸スライド
の位置を変え、ワークを予め決められた非円筒形に切削
する請求項１又は２の切削方法。 - 【請求項４】 ワークがピストンで、工具による切削が
そのピン孔であり、ピン孔が楕円状、かつ、鼓状である
請求項３の切削方法。 - 【請求項５】 Ｃ軸を中心に回転する主軸と、主軸の軸
芯と平行なＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライドと、Ｚ軸
スライドに固定されて主軸の軸芯と直角なＸ軸方向に移
動可能なＸ軸スライドと、Ｘ軸スライドに取り付けられ
て高速回転するスピンドルを持つスピンドルユニットと
を有しており、これら各要素がＮＣ装置によって制御さ
れる請求項１〜４いずれかの切削方法に使用される切削
装置。 - 【請求項６】 ワークに作用する工具の刃先形状が、前
後肩の部分が半径ｒ、その中心距離が半径ｒとほぼ同じ
で、かつ、中央部分が肩の部分より１〜２μｍ突出する
半径Ｒの凸円形をしているものであり、ｒ／Ｒが１／１
０〜１／１００に設定されるものである請求項１〜４い
ずれかの切削方法に使用される工具。 - 【請求項７】 工具が、スピンドルユニットに二面拘束
されて取り付けられる工具ホルダーにインサートされて
いるものである請求項６の工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000051227A JP2001239409A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000051227A JP2001239409A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001239409A true JP2001239409A (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18572897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000051227A Pending JP2001239409A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001239409A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012096354A (ja) * | 2012-02-13 | 2012-05-24 | Denso Corp | シート面加工方法 |
| KR20150131979A (ko) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | 비원형 구멍의 가공 방법, 비원형 구멍의 가공 장치 및 렌즈 |
| CN114178780A (zh) * | 2020-09-15 | 2022-03-15 | 三菱重工压缩机有限公司 | 机室的制造方法 |
| CN114425683A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-03 | 南京高精船用设备有限公司 | 一种锥销孔的加工方法 |
-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000051227A patent/JP2001239409A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012096354A (ja) * | 2012-02-13 | 2012-05-24 | Denso Corp | シート面加工方法 |
| KR20150131979A (ko) * | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | 비원형 구멍의 가공 방법, 비원형 구멍의 가공 장치 및 렌즈 |
| KR101705976B1 (ko) | 2014-05-15 | 2017-02-10 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | 비원형 구멍의 가공 방법 및 렌즈 |
| CN114178780A (zh) * | 2020-09-15 | 2022-03-15 | 三菱重工压缩机有限公司 | 机室的制造方法 |
| US11648600B2 (en) | 2020-09-15 | 2023-05-16 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Manufacturing method of casing |
| CN114425683A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-03 | 南京高精船用设备有限公司 | 一种锥销孔的加工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031224 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |