JP2002361513A - 突き加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍛造品のような硬い無垢素材を外周底刃のあ
る工具で切削する際、それまで加工した領域を越えて深
く加工するような複雑形状の箇所を効率良く加工し、ま
た、削り残し量を少なくする。 【解決手段】 外周底刃２を有する回転切削工具１を軸
方向に加工送りして加工終了点ｓまで突き加工した後、
これを戻して行方向に一定のピッチ（７０ｍｍ）で移動
させ、行方向の端部まで加工した後、定ピッチ（１０ｍ
ｍ）で次列に移動させて、再び行方向に突き加工を繰り
返すことにより、輪郭削りするようにした加工方法にお
いて、工具１を行方向に一定ピッチで移動させる際、移
動先の位置の加工終了点ｓが、前列同位置の加工終了点
ｓを超えて入り込む場合、その位置を加工しないで通過
して、その先の加工終了点ｓが、前列同位置の加工終了
点ｓ未満となる箇所から加工を始め、その後、細かいピ
ッチで逆方向に戻りながら加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鍛造品等の
無垢素材から金型等の製品を製造するため、外周底刃を
有する回転切削工具を軸方向に加工送りして大荒加工す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば鍛造品等の無垢素材から金
型等の製品を製造する際、図８に示すように、ＮＣ加工
機を使用して等高線加工を行うような技術や、特許第２
８８４８３５号や特許第２９９３２２４号のように、回
転切削工具を軸方向に加工送りして突き加工し後、工具
を軸方向に後退させ、順次、工具を横方向に定ピッチで
移動させながら突き加工を繰り返すことにより輪郭削り
するような技術が知られており、このような突き加工に
よる輪郭削りでは、通常、加工領域をマトリクス状に区
画した場合、工具を行方向に沿って一定ピッチで移動さ
せながら突き加工し、行方向の端部に達した時点で次の
列に定ピッチで移動させて再び行方向に沿って一定ピッ
チで移動させながら突き加工を繰り返すような加工方法
が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のよう
なＮＣ加工機による技術は、特に鍛造品のような硬い無
垢素材を加工すると、彫り込みの深さ等が深くなるに連
れて切削工具が煽られるようになり、切削速度を落とさ
なければならないため、加工時間が極めて長くなるとい
う問題がある。また後者のように回転切削工具を等ピッ
チで移動させながら軸方向に加工送りして輪郭削りする
技術では、例えば工具の底刃が外周のみにあって、中心
部に底刃がないような工具で輪郭面形状が複雑なワーク
を加工する場合、底刃の幅と移動ピッチの関係によって
は、それまで加工した深さを超えてそれ以上の深さで加
工することが出来ない場合があり、このような場所で
は、工具を等ピッチで一定方向に移動させつつ補正しな
がら加工すると、削り残しが多くなって、後工程の負担
が大きくなるという問題がある。

【０００４】そこで本発明は、鍛造品のような硬い無垢
素材を外周底刃のある工具で切削する際、それまで加工
した深さを越えてそれ以上の深さで加工するような複雑
形状の箇所を効率良く加工出来るようにし、また、削り
残し量を少なくして次工程での加工の負担が軽減される
ようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、外周底刃を有する回転切削工具を軸方向に加
工送りして加工終了点まで突き加工した後、回転切削工
具を軸方向に後退させ、その後、回転切削工具をマトリ
クスの行方向に沿って一定のピッチで移動させて、再び
軸方向に加工送りして加工終了点まで突き加工する操作
を繰り返し、行方向の端部まで加工した時点で回転切削
工具をマトリクスの次列に移動させ、次いで、次列の行
方向に沿って一定のピッチで突き加工する操作を順次繰
り返すことにより製品形状より大きめの形状に輪郭削り
するようにした突き加工方法において、回転切削工具を
行方向に沿って一定のピッチで移動させる際、移動先の
加工位置における回転切削工具の加工終了点が、前列同
位置に対応する回転切削工具の加工終了点を超える場
合、この加工位置を未加工状態として通過し、行方向の
その先の加工位置における回転切削工具の加工終了点
が、前列同位置に対応する回転切削工具の加工終了点未
満となる位置から加工を始めて、進行方向とは逆方向に
戻りながら細かいピッチで加工するようにした。

【０００６】すなわち、底刃を有する回転切削工具を定
ピッチで移動させながら、工具軸方向に加工送りする操
作を繰り返すことにより輪郭削りするような突き工具と
して、底面の直径方向全域に刃があるものと、外周のみ
に刃があるものに分かれ、全域に刃があるものは大きな
ピッチで移動させながら加工することが出来るが、被削
材が硬い場合は工具への負担が大きく、通常のマシニン
グセンタではトルクが足りないため、金型等の鍛造素材
の加工には適用することが出来ない。このため、硬い素
材である鍛造素材等の加工には、外周のみに底刃のある
工具を使用する必要がある。

【０００７】一方、回転切削工具の軸方向から素材を見
て、加工領域をマトリクス状に区画した場合、回転切削
工具を加工開始点からマトリクスの行方向に沿って一定
ピッチで移動させながら突き加工し、最初の列の加工が
端部まで完了すると、回転切削工具を次列に移動させ
て、同様の手順を繰り返すことにより、全加工領域の加
工が完了するような加工方法を採用する場合、上記のよ
うな外周のみに底刃のある工具を使用すると、輪郭形状
の複雑な箇所では、前列で加工した深さを超えてそれ以
上の深さで加工しなければならない場合が生じることが
あり、このような場合に、前列と同一の高さに補正しつ
つ、一定のピッチを保ったまま同一方向に加工してゆく
と、削り残し量が多くなる。

【０００８】そこで、本発明では、工具の移動先の加工
位置における回転切削工具の加工終了点が、前列同位置
に対応する回転切削工具の加工終了点を超える場合、こ
の加工位置を未加工状態として通過し、行方向のその先
の加工位置における回転切削工具の加工終了点が、前列
同位置に対応する回転切削工具の加工終了点未満となる
位置から加工を始めて、進行方向とは逆方向に戻りなが
ら細かいピッチで加工するようにしている。

【０００９】そして、前列同位置に対応する加工終了点
より高い加工終了点の位置から加工を始めて、進行方向
とは逆方向に戻りながら細かいピッチで加工すれば、削
り残し量をより少なくすることが出来るとともに、円滑
に加工することが出来る。尚、進行方向とは逆方向に戻
りながら加工中、前列より低い加工終了点になれば、加
工が成り立たなくなるため、前列と同じ高さに補正して
加工する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
突き加工方法のフローチャート図、図２は突き加工方法
の概要を説明するための説明図、図３は突き加工方法で
輪郭削りされる工程の一例を示す説明図、図４は回転切
削工具の説明図、図５は同回転切削工具の加工範囲を示
す説明図、図６は回転切削工具の移動ピッチ等を説明す
るためのマトリクス図、図７は本発明に係る突き加工方
法の細部を説明する説明図である。

【００１１】本発明に係る突き加工方法は、例えば金型
等の硬い鍛造素材を外周底刃のある工具で切削するよう
な加工方法において、それまで加工した領域を越えて深
く加工する必要があるような複雑形状の箇所を効率良く
加工出来るようにされ、また、削り残し量を少なくして
次工程での加工の負担が軽減されるようにされている。

【００１２】ここで一般的な突き加工方法の概要につい
て図２及び図３に基づき説明すると、図２（ｂ）に示す
ように、底刃２を有する回転切削工具１を工具軸方向に
沿って下方に加工送りすることによって、加工終了点ｓ
まで突き加工した後、上方に戻し、次いで、図２（ａ）
のＸ方向に沿って回転切削工具１を一定ピッチだけ移動
させ、再び軸方向に沿って下方に加工送りして加工終了
点ｓまで突き加工し、これを繰り返す。

【００１３】そして、回転切削工具１がＸ方向のワーク
端部まで達すると、回転切削工具１をＸ方向の進行とは
逆のワーク端部まで戻すとともに、Ｙ方向に定ピッチ移
動させ、再びＸ方向に一定ピッチ移動させつつ突き加工
を繰り返すことにより、例えば図２（ｂ）の破線に示す
ような形状にワークＷを輪郭削りする。

【００１４】以上のような突き加工方法で輪郭削りされ
るワークＷの形態変化の一例は図３の通りであり、加工
初期段階である図３（ａ）から、中期段階である図３
（ｂ）を経由して、後半段階である図３（ｃ）に示すよ
うに変化し、このように大荒加工されたワークＷの表面
は、後加工において等高線加工等によって徐々に仕上げ
加工される。

【００１５】次に、本実施例における具体的な突き加工
方法について説明する。まず、本発明に使用される回転
切削工具１は、図４に示すように、スクエアエンドミル
形状の工具であり、複数の外周底刃２を備えている。そ
してこの工具径ａはφ８０ｍｍであり、また外周底刃２
の刃長ｂは約１７ｍｍである。

【００１６】このため、この回転切削工具１で加工する
と、加工領域は図５に示すような直径ａが８０ｍｍ、幅
ｂが約１７ｍｍのハッチングを施した円環状部分であ
り、中心の刃のない部分がワークＷに当たると、工具破
損やマシン破損に繋がるため注意が必要である。従っ
て、このような回転切削工具１で加工する際は、加工深
度の深い所から浅い所に向けて削り上げていくことで、
底刃２のない部分がワークＷに当接しないようにする必
要がある。

【００１７】以上のような回転切削工具１を水平方向に
移動させながら軸方向に加工送りして切削加工するに際
し、回転切削工具１の移動位置や移動順序等について、
図６に基づき説明する。図６に示すように、加工領域を
Ｘ、Ｙ方向にマトリクス状に区画し、Ｘ方向は回転切削
工具１を定ピッチで移動させながら加工していく行方向
とし、Ｙ方向は回転切削工具１がＸ方向（行方向）の端
部まで達した時点で、段階的に次列に移動させる列方向
とする。

【００１８】そして、予め製品の輪郭形状や、加工前素
材の寸法データや、回転切削工具１の諸元等から、ＮＣ
加工データを作製しておき、マトリクス上の細かい座標
における加工前素材からの取代量、すなわち各座標にお
ける加工終了点ｓの位置が自動的に決定されるようにし
ている。また、最初に突き加工を開始する位置は、形状
の一番深いところとし、予め回転切削工具１より大きめ
の工具（例えばφ１００ｍｍ程度）でその箇所に穴加工
を行っておき、そこから徐々に深さの浅い方向へ移動さ
せながら加工するようにしている。

【００１９】ここで、実施例の場合、Ｙ方向の移動ピッ
チｙについては、外周底刃２の刃長ｂが約１７ｍｍ程度
であるため、１６ｍｍ程度のピッチにしても加工可能で
あるが、この場合は刃の中心部附近で削る部分が増え、
切削速度が弱まるとともに切削性が悪化し、結果的に工
具や加工機への負荷が大きくなって加工ストップの原因
に繋がるため、テスト加工による負荷メータの計測結果
や加工効率等の観点から１０ｍｍのピッチに設定してい
る。

【００２０】また、Ｘ方向の移動ピッチｘについては、
Ｙ方向の移動ピッチｙが１０ｍｍであり、移動ピッチｘ
が実質的に加工する量を決定することになるため、加工
時間の短縮化の観点から、工具径φ８０ｍｍであること
を勘案して７０ｍｍピッチと大きなピッチに設定してい
る。

【００２１】以上のようなマトリクス諸元において、
今、ｎ列の加工が終了して、ｎ＋１列の加工が始まって
おり、また加工が終了した工具１の位置がＰ₂であると
した場合、図７（ａ）に示すように、次の移動先の位置
Ｐ₄の加工終了点ｓが、前列同位置に対応する位置Ｐ₃の
加工終了点ｓより下がる場合、そのまま加工すると、外
周底刃２のない部分がワークＷに当接して工具破損や工
作機械の故障に繋がるため、加工することは出来ない。

【００２２】この時、本発明では、この位置Ｐ₄では加
工を行うことなく、更に先の移動先の位置Ｐ₆の加工終
了点ｓと前列同位置に対応する位置Ｐ₅より高いか低い
かが判定され、図７（ｂ）に示すように、先の位置Ｐ₆
の加工終了点ｓが前列同位置に対応する位置Ｐ₅より高
い場合は、この場所から加工を始め、その後、細かいピ
ッチ（１０ｍｍ）で逆方向に戻りながら加工するように
している。因みに、図７では説明を容易にするため、列
のピッチ（１０ｍｍ）を実際より広げて表示している。

【００２３】そして、逆方向に加工中、加工終了点ｓが
前列同位置の加工終了点ｓを超えて下方に下がるように
なると、そのままでは加工出来ないため、前列同位置の
加工終了点ｓの高さに補正して加工する。これに対し
て、最初の位置Ｐ₄から前列同位置Ｐ₃の加工終了点ｓの
高さに補正して進行方向に沿って一定ピッチで加工すれ
ば、削り残し量が多くなり、次工程での負担が多くな
る。

【００２４】尚、図６のマトリクスにおいて、先の位置
Ｐ₆の加工終了点ｓが前列同位置に対応する位置Ｐ₅の加
工終了点ｓより低い場合は、更にその先の位置Ｐ₈と前
列同位置Ｐ₇の加工終了点ｓより高いか低いかが判定さ
れる等、その先の位置の加工終了点の条件が判定され、
条件を満足する位置から加工を開始して逆方向に戻るよ
うにする。

【００２５】以上のような実施例の場合、一連の加工作
業の流れを纏めると、次の通りである。まず、加工を始
める前に、製品の輪郭形状や、加工前素材の寸法データ
や、回転切削工具１の諸元等から、ＮＣ加工データを作
製し、マトリクス状に区画した各座標における取代量が
求められるようにする。この際、各座標は行・列とも少
なくとも１０ｍｍピッチの座標が含まれるような細かい
ものとする。そして、回転切削工具１より大きめの工
具、例えばφ１００ｍｍ程度の工具で、加工深さの一番
深い箇所に穴加工を行い、そこから回転切削工具１によ
る突き加工を開始する。

【００２６】そして図１にも示すように、最初の突き加
工が終了して回転切削工具１をＸ方向（行方向）に一定
ピッチ（７０ｍｍ）で移動させる際、１ピッチ分（７０
ｍｍ）移動した位置の加工終了点ｓが、前列同位置の加
工終了点ｓより高いかどうかが判断される。

【００２７】そして、１ピッチ分（７０ｍｍ）移動した
位置の加工終了点ｓが、前列同位置の加工終了点ｓより
低い場合は、その位置では加工せず、一旦、その先の加
工終了点ｓの高さが前列の同位置の加工終了点ｓより低
くなるような位置を求めて加工し、その後、徐々に細か
いピッチ（例えば１０ｍｍ）で戻しながら加工する。

【００２８】以上のような加工方法により、複雑な輪郭
形状を有する製品を加工する場合でも、削り残し量を少
なくして、しかも円滑に加工することが可能となった。

【００２９】因みに、行方向に１ピッチ分（７０ｍｍ）
移動した位置の加工終了点ｓが、前列同位置の加工終了
点ｓより高い場合は、現在の加工終了点ｓと、１ピッチ
分（７０ｍｍ）移動した加工終了点ｓを結ぶ角度が７０
度未満かどうかが判断され、７０度未満であれば７０ｍ
ｍピッチで加工を継続し、７０度以上であれば、細かい
１０ｍｍピッチに変更して加工するようにしている。こ
れは、行方向に沿って加工終了点ｓが急激に高くような
場合、同じピッチ（７０ｍｍ）で加工を継続すると、削
り残しが多くなって後加工の負担が多くなるためであ
る。

【００３０】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば実施
例における具体的な移動ピッチ量等は例示である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明に係る突き加工方法
は、一定のピッチで回転切削工具を行方向に移動させて
軸方向に加工送りする操作を行い、これを列方向に繰り
返すことにより製品の輪郭形状を加工するような加工方
法において、回転切削工具を行方向に沿って一定のピッ
チで移動させる際、移動先の加工位置における回転切削
工具の加工終了点が、前列同位置に対応する回転切削工
具の加工終了点を超える場合、この加工位置を未加工状
態として通過し、行方向のその先の加工位置における回
転切削工具の加工終了点が、前列同位置に対応する回転
切削工具の加工終了点未満となる位置から加工を始め
て、進行方向とは逆方向に戻りながら細かいピッチで加
工するようにしたため、効率の良い加工を行うと同時
に、削り残しを少なく加工することが出来るようにな
り、後工程の負担を減らすことが出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る突き加工方法のフローチャート図

【図２】突き加工方法の概要を説明するための説明図

【図３】突き加工方法で輪郭削りされる工程の一例を示
す説明図

【図４】回転切削工具の説明図

【図５】同回転切削工具の加工範囲を示す説明図

【図６】回転切削工具の移動ピッチ等を説明するための
マトリクス図

【図７】本発明に係る突き加工方法の細部を説明する説
明図

【図８】従来の金型の加工方法の説明図

【符号の説明】

１…工具、２…外周底刃、Ｓ…加工終了点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周底刃を有する回転切削工具を軸方向
   に加工送りして加工終了点まで突き加工した後、回転切
   削工具を軸方向に後退させ、その後、回転切削工具をマ
   トリクスの行方向に沿って一定のピッチで移動させて、
   再び軸方向に加工送りして加工終了点まで突き加工する
   操作を繰り返し、行方向の端部まで加工した時点で回転
   切削工具をマトリクスの次列に移動させ、次いで、次列
   の行方向に沿って一定のピッチで突き加工する操作を順
   次繰り返すことにより製品形状より大きめの形状に輪郭
   削りするようにした突き加工方法であって、前記回転切
   削工具を行方向に沿って一定のピッチで移動させる際、
   移動先の加工位置における回転切削工具の加工終了点
   が、前列同位置に対応する回転切削工具の加工終了点を
   超える場合、この加工位置を未加工状態として通過し、
   行方向のその先の加工位置における回転切削工具の加工
   終了点が、前列同位置に対応する回転切削工具の加工終
   了点未満となる位置から加工を始めて、進行方向とは逆
   方向に戻りながら細かいピッチで加工することを特徴と
   する突き加工方法。