JP2002205209A - 三次元切削による穴開け加工方法 - Google Patents
三次元切削による穴開け加工方法Info
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- JP2002205209A JP2002205209A JP2001003696A JP2001003696A JP2002205209A JP 2002205209 A JP2002205209 A JP 2002205209A JP 2001003696 A JP2001003696 A JP 2001003696A JP 2001003696 A JP2001003696 A JP 2001003696A JP 2002205209 A JP2002205209 A JP 2002205209A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一本（単一）の工具で各サイズの穴開け加工が
できる管壁の穴開け方法とすることにより工具本数と費
用を削減し、かつ管壁曲面の三次元方向の倣い切削とす
ることにより切削抵抗を低減して安定した連続穴開け加
工を実現できる管壁の穴開け加工方法を提供する。 【解決手段】パイプ（１）材の管壁に貫通穴を開口する
穴開け加工方法であって、数値制御装置（１４）を配し
たマシニングセンタ（６）にエンドミル（８）を配置
し、このエンドミルの自転とマシニングセンタ本体の三
次元方向（９）への移動動作によって、管壁曲面を倣い
切削することにより穴開け加工を行う三次元切削による
穴開け加工方法とする。
できる管壁の穴開け方法とすることにより工具本数と費
用を削減し、かつ管壁曲面の三次元方向の倣い切削とす
ることにより切削抵抗を低減して安定した連続穴開け加
工を実現できる管壁の穴開け加工方法を提供する。 【解決手段】パイプ（１）材の管壁に貫通穴を開口する
穴開け加工方法であって、数値制御装置（１４）を配し
たマシニングセンタ（６）にエンドミル（８）を配置
し、このエンドミルの自転とマシニングセンタ本体の三
次元方向（９）への移動動作によって、管壁曲面を倣い
切削することにより穴開け加工を行う三次元切削による
穴開け加工方法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパイプ（管）材に対
し、管壁に貫通穴を開口する穴開け加工方法に関し、特
に大径管の管壁曲面を三次元方向に倣い切削することに
より管壁に任意の大きさの貫通穴を開口するのに好適な
穴開け加工方法に関する。
し、管壁に貫通穴を開口する穴開け加工方法に関し、特
に大径管の管壁曲面を三次元方向に倣い切削することに
より管壁に任意の大きさの貫通穴を開口するのに好適な
穴開け加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の大径管の穴開け加工方法として、
例えば、図６、７に示すように、パイプ１に、ナイフ状
の刃先１２が固定されたトレパニングドリル２を、工具
ホルダ（ｂ）１０に固定して、工具自転方向４に回転さ
せながら直線的な工具軌跡３により加工する方法が一般
的である。なお、図６はトレパニングドリルの工具軌跡
を示す平面図であり、図７はその工具軌跡の正面図であ
る。
例えば、図６、７に示すように、パイプ１に、ナイフ状
の刃先１２が固定されたトレパニングドリル２を、工具
ホルダ（ｂ）１０に固定して、工具自転方向４に回転さ
せながら直線的な工具軌跡３により加工する方法が一般
的である。なお、図６はトレパニングドリルの工具軌跡
を示す平面図であり、図７はその工具軌跡の正面図であ
る。
【０００３】この従来の加工方法の問題点として、穴径
ごとに工具を揃える必要があり、また、工具の構造上、
加工後にコア（芯）５が工具内に残るようになってお
り、この残存するコア５を自動で排出するために、工具
にセンターピン１３が併設されているが、必ずしもすべ
てのものが除去されず、穴開け加工工程においてトラブ
ルを引き起こす要因ともなっていた。
ごとに工具を揃える必要があり、また、工具の構造上、
加工後にコア（芯）５が工具内に残るようになってお
り、この残存するコア５を自動で排出するために、工具
にセンターピン１３が併設されているが、必ずしもすべ
てのものが除去されず、穴開け加工工程においてトラブ
ルを引き起こす要因ともなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
の例えば、大径管の穴開け加工において、トレパニング
ドリルを用いる方法が一般的であるが、加工する各々穴
径ごとに専用の工具を多種類揃えなければならず、工具
費用が膨大な額となっていた。また、製品形状が平板で
はなく、パイプ側面のような三次元形状では、加工中に
工具の刃先をパイプに当て続けながら連続切削すること
は困難であり、断続切削となるため切削抵抗の変動が大
きく、工具の損傷等が生じる場合もあって、連続して安
定した穴開け加工を行うことができないという問題があ
った。さらに、ドリルの構造上、加工後にコア（芯）が
工具内に残留して自動的に排出されない場合もあり、無
人による連続運転の妨げともなっていた。
の例えば、大径管の穴開け加工において、トレパニング
ドリルを用いる方法が一般的であるが、加工する各々穴
径ごとに専用の工具を多種類揃えなければならず、工具
費用が膨大な額となっていた。また、製品形状が平板で
はなく、パイプ側面のような三次元形状では、加工中に
工具の刃先をパイプに当て続けながら連続切削すること
は困難であり、断続切削となるため切削抵抗の変動が大
きく、工具の損傷等が生じる場合もあって、連続して安
定した穴開け加工を行うことができないという問題があ
った。さらに、ドリルの構造上、加工後にコア（芯）が
工具内に残留して自動的に排出されない場合もあり、無
人による連続運転の妨げともなっていた。
【０００５】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消するものであって、一本の工具（単一の工
具）で各サイズの貫通穴を開口する管壁の穴開け方法と
することにより工具本数と費用を削減し、かつ管壁曲面
の三次元方向の倣い切削とすることにより切削抵抗を低
減して安定した連続穴開け加工を実施できる管壁の穴開
け加工方法を提供することにある。
題点を解消するものであって、一本の工具（単一の工
具）で各サイズの貫通穴を開口する管壁の穴開け方法と
することにより工具本数と費用を削減し、かつ管壁曲面
の三次元方向の倣い切削とすることにより切削抵抗を低
減して安定した連続穴開け加工を実施できる管壁の穴開
け加工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、本発明は請求項１に記載のよう
に、管材の管壁に貫通穴を開口する穴開け加工方法であ
って、数値制御装置を配したマシニングセンタ（ＮＣ工
作機械であって、例えば単能ではなく自動的に何種類も
の工具を交換しながら各種の加工作業が行える多能ＮＣ
工作機械）に、エンドミル（外周と端面とに刃があって
工作物の外周、穴、みぞの加工に用いるフライス）を配
置し、該エンドミルの自転とマシニングセンタ本体の三
次元方向への移動動作によって、管壁曲面を倣い切削す
ることにより管壁に穴開け加工を行う三次元切削による
穴開け加工方法とするものである。
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、本発明は請求項１に記載のよう
に、管材の管壁に貫通穴を開口する穴開け加工方法であ
って、数値制御装置を配したマシニングセンタ（ＮＣ工
作機械であって、例えば単能ではなく自動的に何種類も
の工具を交換しながら各種の加工作業が行える多能ＮＣ
工作機械）に、エンドミル（外周と端面とに刃があって
工作物の外周、穴、みぞの加工に用いるフライス）を配
置し、該エンドミルの自転とマシニングセンタ本体の三
次元方向への移動動作によって、管壁曲面を倣い切削す
ることにより管壁に穴開け加工を行う三次元切削による
穴開け加工方法とするものである。
【０００７】本発明の三次元切削による穴開け加工方法
は、工具（エンドミル）を回転させる主軸を有し、その
主軸が数値制御装置により、三次元で移動可能な加工機
械（マシニングセンタ）と、上記主軸の先端部に工具を
取り付けるホルダを配置し、該ホルダにエンドミルを用
いて、パイプの側面形状に倣いながら円弧運動と同時に
螺旋運動を行い、穴の加工サイズごとに加工プログラム
を事前に数値制御装置に入力しておき、該プログラムに
よって穴開け加工を実施する方法である。
は、工具（エンドミル）を回転させる主軸を有し、その
主軸が数値制御装置により、三次元で移動可能な加工機
械（マシニングセンタ）と、上記主軸の先端部に工具を
取り付けるホルダを配置し、該ホルダにエンドミルを用
いて、パイプの側面形状に倣いながら円弧運動と同時に
螺旋運動を行い、穴の加工サイズごとに加工プログラム
を事前に数値制御装置に入力しておき、該プログラムに
よって穴開け加工を実施する方法である。
【０００８】また、エンドミルを用いて管の外表面の倣
い加工を行うため、工具は１本（単一）の工具で済むこ
とから必然的に小型となり、さらに、工具の刃先がパイ
プに当たり続ける（連続）切削とすることにより本発明
の目的は達成される。
い加工を行うため、工具は１本（単一）の工具で済むこ
とから必然的に小型となり、さらに、工具の刃先がパイ
プに当たり続ける（連続）切削とすることにより本発明
の目的は達成される。
【０００９】本発明の三次元切削による管壁の穴開け加
工方法は、単独（１本）の工具（エンドミル）を三次元
方向に移動させて穴開け加工を実施する加工機械（マシ
ニングセンタ）の数値制御装置に、あらかじめ加工条件
を設定したプログラムを入力しておき、エンドミルの自
転と、加工機械本体の三次元移動とによりパイプの側面
を倣いながら円弧切削を行うことで、管壁の穴の加工サ
イズを任意に選択することができる。また、１本のエン
ドミルを用いる点から工具本数を減らし、かつ工具は小
型化され、さらに工具の刃先がパイプに当たり続ける
（連続）切削が可能となり、加工後にコア（芯）が管内
に自然落下するので、切削抵抗の低減による安定切削を
実現することができ、断続切削の場合に起こる工具の衝
撃による損傷を無くすることが可能となり、高速で安定
した管壁の穴開け加工を達成できる効果がある。
工方法は、単独（１本）の工具（エンドミル）を三次元
方向に移動させて穴開け加工を実施する加工機械（マシ
ニングセンタ）の数値制御装置に、あらかじめ加工条件
を設定したプログラムを入力しておき、エンドミルの自
転と、加工機械本体の三次元移動とによりパイプの側面
を倣いながら円弧切削を行うことで、管壁の穴の加工サ
イズを任意に選択することができる。また、１本のエン
ドミルを用いる点から工具本数を減らし、かつ工具は小
型化され、さらに工具の刃先がパイプに当たり続ける
（連続）切削が可能となり、加工後にコア（芯）が管内
に自然落下するので、切削抵抗の低減による安定切削を
実現することができ、断続切削の場合に起こる工具の衝
撃による損傷を無くすることが可能となり、高速で安定
した管壁の穴開け加工を達成できる効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例
について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図１、
図２、図３、図４および図５は、本発明による大径管の
管壁の三次元切削による穴開け加工方法の実施の形態を
示す。図１に示すように、工具（エンドミル）８と、こ
の工具８を保持する工具ホルダ（ａ）１５と、この工具
ホルダ（ａ）１５を回転させ、保持具１１により固定さ
れたパイプ１の側面上を、三次元切削９により倣い加工
させる加工機械６と、その動きを制御する数値制御装置
１４からなっている。なお、図２は本発明の三次元切削
による穴開け加工方法における工具経路の平面図で、図
３は工具経路の正面図を示す。図において、１はパイ
プ、３は工具軌跡、５はコア（芯）、８は工具を示す。
について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図１、
図２、図３、図４および図５は、本発明による大径管の
管壁の三次元切削による穴開け加工方法の実施の形態を
示す。図１に示すように、工具（エンドミル）８と、こ
の工具８を保持する工具ホルダ（ａ）１５と、この工具
ホルダ（ａ）１５を回転させ、保持具１１により固定さ
れたパイプ１の側面上を、三次元切削９により倣い加工
させる加工機械６と、その動きを制御する数値制御装置
１４からなっている。なお、図２は本発明の三次元切削
による穴開け加工方法における工具経路の平面図で、図
３は工具経路の正面図を示す。図において、１はパイ
プ、３は工具軌跡、５はコア（芯）、８は工具を示す。
【００１１】上記図１に示す構成の三次元切削による穴
開け加工装置の作用について説明する。まず、作業者は
使用する加工プログラムを数値制御装置１４に入力し
て、加工機械６のプログラムスタートボタンを押すと、
図４に示す駆動軸７が自転運動を開始し、工具ホルダ
（ｂ）１５に取付けられている工具８は、工具軌跡３を
描きながらパイプ１に対して上方側から、パイプ１の被
加工面に対して垂直となる方向に押し圧され、パイプ１
の側面上を倣い加工し、同時に螺旋運動を行う。
開け加工装置の作用について説明する。まず、作業者は
使用する加工プログラムを数値制御装置１４に入力し
て、加工機械６のプログラムスタートボタンを押すと、
図４に示す駆動軸７が自転運動を開始し、工具ホルダ
（ｂ）１５に取付けられている工具８は、工具軌跡３を
描きながらパイプ１に対して上方側から、パイプ１の被
加工面に対して垂直となる方向に押し圧され、パイプ１
の側面上を倣い加工し、同時に螺旋運動を行う。
【００１２】その結果、工具８は、図５に示すように、
パイプ１の壁を切り込んで行き（切削範囲１６参照）、
貫通するとコア（芯）５ができパイプ１の内面に落下
し、その後、工具８穴の中心部まで水平移動した後、上
部に引き上げられる。
パイプ１の壁を切り込んで行き（切削範囲１６参照）、
貫通するとコア（芯）５ができパイプ１の内面に落下
し、その後、工具８穴の中心部まで水平移動した後、上
部に引き上げられる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の三次元切削による穴開け加工方
法によれば、管の穴開け加工の前に、１本のエンドミル
（工具）を用いてパイプの側面上を倣い加工する加工プ
ログラムを設定して置き、該プログラムを用いて加工機
械により加工を実行させるだけで、任意の大きさの加工
穴径に対応する穴開け加工ができるため、工具の本数の
削減と費用を大幅に低減することができる。さらに、倣
い加工を行うエンドミルを小型化し、かつ工具の刃先が
パイプの側面に当たり続けるように連続切削とすること
ができ、加工後にコア（芯）は管内に自然落下するの
で、切削抵抗を低減することができ安定した連続切削を
無人で実施できる効果がある。
法によれば、管の穴開け加工の前に、１本のエンドミル
（工具）を用いてパイプの側面上を倣い加工する加工プ
ログラムを設定して置き、該プログラムを用いて加工機
械により加工を実行させるだけで、任意の大きさの加工
穴径に対応する穴開け加工ができるため、工具の本数の
削減と費用を大幅に低減することができる。さらに、倣
い加工を行うエンドミルを小型化し、かつ工具の刃先が
パイプの側面に当たり続けるように連続切削とすること
ができ、加工後にコア（芯）は管内に自然落下するの
で、切削抵抗を低減することができ安定した連続切削を
無人で実施できる効果がある。
【図１】本発明の実施の形態で例示した三次元切削によ
る穴開け加工方法を実施する装置の構造を示す斜視図。
る穴開け加工方法を実施する装置の構造を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態で例示した三次元切削によ
る穴開け加工方法における工具経路を示す平面図。
る穴開け加工方法における工具経路を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態で例示した三次元切削によ
る穴開け加工方法における工具経路を示す正面図。
る穴開け加工方法における工具経路を示す正面図。
【図４】本発明の実施の形態で例示した三次元切削によ
る穴開け加工方法における工具経路を示す側面図。
る穴開け加工方法における工具経路を示す側面図。
【図５】本発明の実施の形態で例示した三次元切削によ
る穴開け加工方法における工具の切削範囲を示す模式
図。
る穴開け加工方法における工具の切削範囲を示す模式
図。
【図６】従来の穴開け加工方法であるトレパニングドリ
ルの工具軌跡を示す平面図。
ルの工具軌跡を示す平面図。
【図７】従来の穴開け加工方法であるトレパニングドリ
ルの工具軌跡を示す正面図。
ルの工具軌跡を示す正面図。
１…パイプ ２…トレパニングドリル ３…工具軌跡 ４…工具自転方向 ５…コア（芯） ６…加工機械（マシニングセンタ） ７…駆動軸 ８…工具（エンドミル） ９…機械可動方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸） １０…工具ホルダ（ｂ） １１…保持具 １２…刃先 １３…センターピン １４…制御装置 １５…工具ホルダ（ａ） １６…切削範囲
Claims (1)
- 【請求項１】管材の管壁に貫通穴を開口する穴開け加工
方法であって、数値制御装置を配したマシニングセンタ
にエンドミルを配置し、該エンドミルの自転とマシニン
グセンタ本体の三次元方向への移動動作によって、管壁
曲面を倣い切削することにより管壁に穴開け加工を行う
ことを特徴とする三次元切削による穴開け加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003696A JP2002205209A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 三次元切削による穴開け加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003696A JP2002205209A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 三次元切削による穴開け加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002205209A true JP2002205209A (ja) | 2002-07-23 |
Family
ID=18871995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001003696A Pending JP2002205209A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 三次元切削による穴開け加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002205209A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102335767A (zh) * | 2011-09-16 | 2012-02-01 | 中国一冶集团有限公司 | 热风围管与送风装置在安装过程中的精确开孔方法 |
| CN103567493A (zh) * | 2013-11-23 | 2014-02-12 | 山东泰格斯精密机器有限公司 | 大型玄杆部件专用钻床 |
| CN104841973A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-19 | 繁昌县陈氏金属制品有限公司 | 一种钢管钻孔装置 |
| CN106735379A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-05-31 | 中山市合丰五金制品有限公司 | 一种加工中心加工滚轴d面治具 |
| CN106914640A (zh) * | 2017-02-07 | 2017-07-04 | 江西理工大学应用科学学院 | 智能钢管钻孔装置 |
| CN107363292A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-21 | 苏州群志机械设备有限公司 | 一种数控加工中心用双斜孔加工装置 |
| CN107378045A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-24 | 苏州群志机械设备有限公司 | 一种用于数控加工中心的轴类打孔设备 |
| CN107378046A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-24 | 苏州群志机械设备有限公司 | 一种数控加工中心用钻斜孔装置 |
| CN112917567A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 中国华冶科工集团有限公司 | 罐体开孔方法 |
| CN116197436A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-06-02 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种金属管道开检修孔的全自动机器人及方法 |
| CN116511564A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-08-01 | 山东高原油气装备有限公司 | 一种具有清理功能的油田钢管加工用机床 |
| CN117161437A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 南通爱慕希机械股份有限公司 | 一种平铺式钢管打孔机 |
-
2001
- 2001-01-11 JP JP2001003696A patent/JP2002205209A/ja active Pending
Cited By (16)
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| CN107378046B (zh) * | 2017-08-30 | 2023-09-05 | 苏州群志机械设备有限公司 | 一种数控加工中心用钻斜孔装置 |
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