JP2003145334A - Curved-face machining method - Google Patents

Curved-face machining method

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JP2003145334A
JP2003145334A JP2002276846A JP2002276846A JP2003145334A JP 2003145334 A JP2003145334 A JP 2003145334A JP 2002276846 A JP2002276846 A JP 2002276846A JP 2002276846 A JP2002276846 A JP 2002276846A JP 2003145334 A JP2003145334 A JP 2003145334A
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JP
Japan
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cutting
cutting edge
tool
milling tool
rotation
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JP2002276846A
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Japanese (ja)
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Yoshijuro Fukuju
喜寿郎 福寿
Satoru Mori
覚 森
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Kawatetsu Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kawatetsu Machinery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curved-face machining method allowing the efficient formation of a highly precise machined surface with a larger area forming a concave, convex or irregular surface. SOLUTION: With the movement in a predetermined tool feeding direction of a face milling cutter having a circular cutting edge rotating path 15 with its axis of rotation being inclined to the normal of a machined surface 21 at each machining point, machining work is applied to the surface of a workpiece 2 using a cutting edge passing through a region of the cutting edge rotating path 15 in the tool feeding direction, or a region in the range of a pick feed. A moving path 15a of the cutting edge for machining work is in an elliptical shape with a diameter 2r of the cutting edge rotating path 15 as a major axis L, permitting a cusp height H to be smaller without requiring the pick feed to be smaller.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正面フライス等の
フライス工具を使用して曲面状の加工面を得る曲面切削
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curved surface cutting method for obtaining a curved processed surface by using a milling tool such as a face milling machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、曲面切削法としては、図7及び
図8に示す如く、球面状の切刃115を有するボールエ
ンドミル101を使用する方法が周知である。例えば、
図9に示す如き凹面形状の加工面21をボールエンドミ
ル101を使用して得る場合、予め、加工面形状及び加
工モード(往復モード,一方向モード,等高線に沿う輪
郭モード等)に応じて被加工物2に複数の切削ライン2
2…を設定する(図7及び図10参照)。そして、ボ−
ルエンドミル101を、図7に示す如く、一つの切削ラ
イン22上を所定方向(工具送り方向)Aに移動させる
ことにより、被加工面20を当該切削ライン22に沿っ
て切削する。これによって、被加工面20には、切削ラ
イン22を中心線として工具送り方向Aに延びる帯状切
削面21aが形成される。そして、かかる切削工程を複
数の切削ライン22…について繰り返すことにより、帯
状切削面21a…の集合によって構成される加工面21
が得られる。
2. Description of the Related Art Generally, as a curved surface cutting method, as shown in FIGS. 7 and 8, a method of using a ball end mill 101 having a spherical cutting edge 115 is well known. For example,
When the concave machining surface 21 as shown in FIG. 9 is obtained using the ball end mill 101, the machining is performed in advance according to the machining surface shape and machining mode (reciprocating mode, one-way mode, contour mode along contour line, etc.). Multiple cutting lines 2 on object 2
2 is set (see FIGS. 7 and 10). And the bow
As shown in FIG. 7, the run end mill 101 is moved in a predetermined direction (tool feed direction) A on one cutting line 22 to cut the work surface 20 along the cutting line 22. As a result, a band-shaped cutting surface 21a extending in the tool feed direction A with the cutting line 22 as the center line is formed on the surface 20 to be processed. Then, by repeating this cutting process for a plurality of cutting lines 22, ...
Is obtained.

【0003】各帯状切削面21aは、微視的には、切刃
115の球面形状に一致する円弧状の凹溝であり、隣接
する帯状切削面21a,21aの境界に工具送り方向A
に稜線状に連なるカスプ21bが生じる(図8及び図1
0参照)。このカスプ21bは、図8及び図10に示す
如く、理想とする加工面21´に対する削り残し部分で
あり、その高さHが小さくなる程、加工面21の加工精
度(表面うねり)に優れることになる。
Microscopically, each strip-shaped cutting surface 21a is an arcuate groove corresponding to the spherical shape of the cutting edge 115, and the tool feeding direction A is formed at the boundary between the adjacent strip-shaped cutting surfaces 21a, 21a.
A cusp 21b is formed in the shape of a ridge (see FIGS. 8 and 1).
0). As shown in FIGS. 8 and 10, the cusp 21b is an uncut portion with respect to the ideal machined surface 21 ', and the smaller the height H, the better the machining accuracy (surface waviness) of the machined surface 21. become.

【0004】ところで、カスプ高さHは、帯状切削面2
1aの断面形状における曲率半径RとピックフィードP
とによって算出することができ、例えば上記加工面21
´が図8に示す如く直線で示される場合には、近似的に
/8Rとなる。すなわち、カスプ高さHは、図8
に示す如く、H=R−(R−(P/2)
/2 で得られる。そして、この式を変形すると、H=
R−((R−(P/8R))−(P/8
R)1/2 となるが、ボールエンドミル101
によって形成される帯状切削面21aの曲率半径Rは球
面状切刃115の曲率半径rに一致し、一般にP≪
=Rであるから、上式における末項(P/8
R)は無視することができ、上式は近似的にH=R
−((R−(P/8R))1/2 とするこ
とができ、H=P/8R=P/8rが得られ
る。
By the way, the cusp height H is determined by the strip-shaped cutting surface 2
Radius of curvature R and pick feed P in the cross-sectional shape of 1a
Can be calculated by
When ′ is shown by a straight line as shown in FIG. 8, it becomes approximately P 2 / 8R. That is, the cusp height H is as shown in FIG.
, H = R− (R 2 − (P / 2) 2 ) 1
/ 2 . Then, if this equation is transformed, H =
R - ((R- (P 2 / 8R)) 2 - (P 2/8
R) 2 ) 1/2 , but ball end mill 101
The radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a formed by the above corresponds to the radius of curvature r 0 of the spherical cutting edge 115, and generally P <<
Since a r 0 = R, term end in the above formula (P 2/8
R) 2 can be neglected, and the above equation is approximately H = R
- ((R- (P 2 / 8R)) 2) may be a 1/2, H = P 2 / 8R = P 2 / 8r 0 is obtained.

【0005】したがって、加工精度を向上させるために
は、つまりカスプ高さHを小さくするためには、帯状切
削面21aの曲率半径Rつまりボールエンドミル101
の球面状切刃115の曲率半径rを大きくするかピ
ックフィードPを小さくすることが必要である。
Therefore, in order to improve the machining accuracy, that is, to reduce the cusp height H, the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a, that is, the ball end mill 101.
It is necessary to increase the radius of curvature r 0 of the spherical cutting edge 115 or reduce the pick feed P.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボールエンド
ミル101にあって切刃115の曲率半径rには限
度があり、帯状切削面21aの曲率半径Rは一定以上に
大きくすることができない。すなわち、球面状切刃11
5の切削速度(回転速度)は一定ではなく、ボールエン
ドミル101の回転軸線上の部位である回転中心部11
5aから遠ざかるに従って大きくなり、かかる切削速度
差は切刃115の曲率半径rを大きくするに従って
大きくなる。そして、帯状切削面21aを高精度に加工
するためには、切刃115による切削速度が帯状切削面
21aの各部位において可及的に均一となること、つま
り切削個所間における切削速度差が可及的に小さくなる
ことが必要である。勿論、ボールエンドミル自体の製作
やその取付機械の制限からも大きくできない。したがっ
て、ボールエンドミル101にあっては、切刃115の
曲率半径rは一定以上に大きくすることができな
い。一方、ピックフィードPを小さくすると、加工面2
1を構成するに必要な帯状切削面数が多くなり、切削行
程が必要以上に長くなる。このため、切削効率が低下す
る。かかる問題は、加工面21が大きくなるに従い、よ
り顕著に生じる。
However, in the ball end mill 101, the radius of curvature r 0 of the cutting edge 115 is limited, and the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a cannot be increased beyond a certain level. That is, the spherical cutting edge 11
The cutting speed (rotation speed) of No. 5 is not constant, and the rotation center portion 11 that is a portion on the rotation axis of the ball end mill 101
5a, the cutting speed difference increases as the radius of curvature r 0 of the cutting edge 115 increases. In order to process the strip-shaped cutting surface 21a with high accuracy, the cutting speed by the cutting edge 115 should be as uniform as possible in each part of the strip-shaped cutting surface 21a, that is, the cutting speed difference between the cutting points should be small. It is necessary to be as small as possible. Of course, it cannot be increased due to the manufacturing of the ball end mill itself and the limitation of the mounting machine. Therefore, in the ball end mill 101, the curvature radius r 0 of the cutting edge 115 cannot be increased beyond a certain level. On the other hand, if the pick feed P is reduced, the processed surface 2
The number of strip-shaped cutting surfaces required to form No. 1 increases, and the cutting process becomes longer than necessary. Therefore, cutting efficiency is reduced. Such a problem becomes more remarkable as the processed surface 21 becomes larger.

【0007】さらに、球面状切刃115の各部における
切削速度が上記した如く均一でなく、ボールエンドミル
101の刃先の当たる位置によって切削性が大きく変化
することから、被加工物2の表面20を均一な鏡面状態
に加工することができない。特に、回転中心部115a
における切削速度は零となり、回転中心部115aによ
る切削が所謂むしり切削となる。したがって、切刃11
5の曲率半径r及びピックフィードPを如何に設定
しておいても、加工面21の精度は一定以上に向上させ
ることができず、ボールエンドミル101による切削後
において更に手仕上げが必要となる。
Further, the cutting speed at each part of the spherical cutting edge 115 is not uniform as described above, and the cutting performance greatly changes depending on the position where the cutting edge of the ball end mill 101 hits, so that the surface 20 of the workpiece 2 is made uniform. It cannot be processed into a perfect mirror surface. In particular, the rotation center 115a
The cutting speed at 0 becomes zero, and the cutting by the rotation center portion 115a is so-called plucking. Therefore, the cutting edge 11
No matter how the radius of curvature r 0 of 5 and the pick feed P are set, the accuracy of the machined surface 21 cannot be improved to a certain level or more, and further manual finishing is required after cutting by the ball end mill 101. .

【0008】このように、ボールエンドミル101によ
る曲面切削法によっては、高精度の加工面21を効率良
く切削することができず、特に、大面積の高精度加工面
を得ることは不可能であった。また、ボールエンドミル
101による切屑は曲率をもつ嵩高形状のため、ランド
幅が広いとノーズ付近では切屑干渉による擦り現象が発
生し、切屑の円滑な排出を阻害して溶着の原因となる虞
れがあり、工具寿命が短いといった問題もある。
As described above, according to the curved surface cutting method by the ball end mill 101, the highly accurate machined surface 21 cannot be efficiently machined, and in particular, it is impossible to obtain a large-area highly accurate machined surface. It was Further, since the chips produced by the ball end mill 101 have a bulky shape with a curvature, when the land width is wide, a scraping phenomenon occurs due to chip interference near the nose, which may hinder smooth discharge of chips and cause welding. There is also a problem that the tool life is short.

【0009】本発明は、このような問題を生じることな
く、大面積の高精度加工面を効率良く得ることができる
曲面切削法を提供することを目的とするものである。
It is an object of the present invention to provide a curved surface cutting method capable of efficiently obtaining a large-area, high-precision machined surface without causing such a problem.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の曲面切削法にあ
っては、上記の目的を達成すべく、特に、切刃回転軌跡
が円形をなすフライス工具を、その回転軸線を各切削点
における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定
の工具送り方向に移動させることにより、切刃回転軌跡
の工具送り方向側領域を通過する切刃によって被加工物
の表面を切削加工する場合において、前記法線に対する
回転軸線の傾斜角度を、切刃回転軌跡における工具送り
方向と反対側の領域を通過する切刃が加工面に干渉しな
い範囲において、各切削点における被加工面の幾何学的
条件(被加工面の曲率,隣接する切削点間における曲率
変化量等)に応じて変更するように、制御しつつ、フラ
イス工具を前記工具送り方向に移動させることにより、
凹面形状、凸面形状又は凹凸面形状の加工面を得るよう
にすることを提案する。
According to the curved surface cutting method of the present invention, in order to achieve the above object, in particular, a milling tool having a circular cutting edge rotation locus is used, in which the axis of rotation is at each cutting point. The surface of the workpiece is cut by the cutting edge that passes through the area in the tool feed direction side of the cutting edge rotation trajectory by moving in the predetermined tool feed direction while inclining to the normal to the processing surface. In this case, the inclination angle of the rotation axis with respect to the normal line is the geometrical shape of the surface to be processed at each cutting point in the range where the cutting edge that passes through the area on the side opposite to the tool feeding direction in the cutting edge rotation trajectory does not interfere with the processing surface. By moving the milling tool in the tool feed direction while controlling so as to change it according to the geometrical conditions (curvature of the surface to be processed, amount of curvature change between adjacent cutting points, etc.),
It is proposed to obtain a processed surface having a concave shape, a convex shape or an uneven surface shape.

【0011】かかる曲面切削法にあっては、フライス工
具として、回転軸線回りで回転される円盤状の工具本体
とその外周縁部に周方向に等間隔を隔てて設けられてた
複数の切刃とを具備する正面フライスを使用し、フライ
ス工具による切削を、切刃回転軌跡の工具送り方向側の
領域であってピックフィードの範囲内の領域を通過する
切刃によって行うことによって、切削を行う切刃の移動
軌跡を楕円形状としてピックフィードを小さくすること
なくカスプ高さを小さくするようにすることが好まし
い。
In such a curved surface cutting method, as a milling tool, a disk-shaped tool body rotated around a rotation axis and a plurality of cutting blades provided on the outer peripheral edge portion thereof at equal intervals in the circumferential direction. Using a face mill equipped with and cutting with a milling tool, the cutting is performed by using a cutting blade that passes through a region in the tool feed direction side of the cutting blade rotation trajectory that is within the range of the pick feed. It is preferable that the movement locus of the cutting blade is elliptical so that the cusp height is reduced without reducing the pick feed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図6に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
~ It demonstrates based on FIG.

【0013】図1〜図4に示す実施の形態は、図9及び
図10に示す凹面形状の加工面21を得る場合に本発明
の曲面切削法を適用した例に係る。
The embodiment shown in FIGS. 1 to 4 relates to an example in which the curved surface cutting method of the present invention is applied to obtain the concave processed surface 21 shown in FIGS. 9 and 10.

【0014】すなわち、本発明の曲面切削法では、図1
及び図2に示す如く、フライス工具1を、その回転軸線
11を被加工物2に対して傾斜させた状態で、予め設定
した切削ライン22上を所定方向(工具送り方向)Aに
移動させるのであり、この行程を各切削ライン22につ
いて繰り返すことにより、被加工物2の表面(被加工
面)20を切削ライン22に応じた曲面形状に切削する
のである。なお、被加工物2には複数の切削ライン22
…が設定される(図10参照)が、これらの切削ライン
22…は所望する加工面21の曲面形状及び加工モード
に応じて設定される。フライス工具1の移動態様である
切削ライン22…を規定する加工モードとしては、図1
0に示す如く、一方向モードが採用される。
That is, according to the curved surface cutting method of the present invention, as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 2, the milling tool 1 is moved in a predetermined direction (tool feed direction) A on a preset cutting line 22 in a state where the rotation axis 11 thereof is inclined with respect to the workpiece 2. By repeating this process for each cutting line 22, the surface (working surface) 20 of the workpiece 2 is cut into a curved surface shape corresponding to the cutting line 22. The workpiece 2 has a plurality of cutting lines 22.
Are set (see FIG. 10), but these cutting lines 22 are set according to the desired curved surface shape of the processing surface 21 and the processing mode. As the processing mode that defines the cutting line 22 ... Which is the movement mode of the milling tool 1,
As shown in 0, the one-way mode is adopted.

【0015】フライス工具1は、回転軸線11回りで回
転される円盤状の工具本体12とその外周縁部に周方向
に等間隔を隔てて設けられた複数(一部のみ図示)の切
刃13…とを具備する周知の正面フライスである。各切
刃13は、回転軸線11に直交する面16上において、
回転軸線11を中心とする円形軌跡(切刃回転軌跡)1
5上を等速運動する。フライス工具1による切削は、切
刃回転軌跡15の工具送り方向側の領域であってピック
フィードPの範囲内の領域(図4に実線で示す領域)1
5´を通過する切刃13によって行われる。なお、切刃
回転軌跡15の半径rは、切刃13が等速移動すること
からボールエンドミル101の工具半径rのような
制限はなく、必要に応じて適宜に設定することができ
る。また、いうまでもないが、正面フライスにおける切
刃回転軌跡15の半径rは、ボールエンドミル101の
工具半径rに比して著しく大きい。
The milling tool 1 includes a disk-shaped tool body 12 which is rotated around a rotation axis 11 and a plurality of cutting edges 13 (only a part of which are shown) provided on the outer peripheral edge of the tool body 12 at equal intervals in the circumferential direction. It is a well-known face mill equipped with. Each cutting edge 13 is on a surface 16 orthogonal to the rotation axis 11,
Circular locus around the axis of rotation 11 (cutting blade rotation locus) 1
5. Exercise constant velocity on the top. The cutting with the milling tool 1 is an area on the tool feed direction side of the cutting blade rotation trajectory 15 and an area within the range of the pick feed P (area shown by a solid line in FIG. 4) 1
It is done by the cutting edge 13 passing through 5 '. The radius r of the cutting blade rotation locus 15 is not limited by the tool radius r 0 of the ball end mill 101 because the cutting blade 13 moves at a constant speed, and can be set appropriately as necessary. Needless to say, the radius r of the cutting edge rotation locus 15 in the face mill is significantly larger than the tool radius r 0 of the ball end mill 101.

【0016】フライス工具1は、図1及び図2に示す如
く、回転軸線11が切削点24における加工面21の法
線25に対して工具送り方向Aに所定角度θ傾斜する状
態に設定される。すなわち、フライス工具1は、図2に
示す如く、切刃回転軌跡15(図3,図4参照)が存在
する面16が切削点24における切削ライン22の接線
26に対して上記角度θに一致する角度だけ傾斜する状
態に保持される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the milling tool 1 is set in a state in which the rotation axis 11 is inclined at a predetermined angle θ in the tool feed direction A with respect to the normal line 25 of the machining surface 21 at the cutting point 24. . That is, in the milling tool 1, as shown in FIG. 2, the surface 16 on which the cutting edge rotation locus 15 (see FIGS. 3 and 4) exists matches the angle θ with respect to the tangent line 26 of the cutting line 22 at the cutting point 24. It is held in a state of being inclined by an angle.

【0017】したがって、実質的に切削を行う切刃13
の移動軌跡15aが切刃回転軌跡15の直径2rを長軸
Lとする楕円形状となり、フライス工具1が一つの切削
ライン22を通過することによって形成される帯状切削
面21aの曲率半径Rは、切刃回転軌跡15の曲率半径
rに比して大幅に大きくなる(図3参照)。すなわち、
帯状切削面21aの断面形状は、切刃回転軌跡15を工
具送り方向Aに直交する面(法線25を通過する面)に
投影させることによって得られる楕円15aの短軸側部
分の形状に一致することになる。この楕円15aは長軸
Lを2rとし且つ短軸Sを2r・sinθとするもので
あり、フライス工具1の傾斜角度θを小さくする程、偏
平なものとなる。つまり、帯状切削面21aの曲率半径
Rは、フライス工具1の傾斜角度θを小さくする程、大
きくなる。
Therefore, the cutting edge 13 for substantially cutting
The movement radius 15a of the cutting edge rotation locus 15 has an elliptical shape with the diameter 2r of the cutting edge rotation radius 15 as the major axis L, and the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a formed by the milling tool 1 passing through one cutting line 22 is It becomes significantly larger than the radius of curvature r of the cutting edge rotation trajectory 15 (see FIG. 3). That is,
The cross-sectional shape of the strip-shaped cutting surface 21a matches the shape of the minor axis side portion of the ellipse 15a obtained by projecting the cutting blade rotation trajectory 15 on a surface orthogonal to the tool feed direction A (a surface passing through the normal 25). Will be done. The ellipse 15a has a major axis L of 2r and a minor axis S of 2r · sin θ, and becomes flatter as the inclination angle θ of the milling tool 1 is smaller. That is, the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a increases as the inclination angle θ of the milling tool 1 decreases.

【0018】このように、実質的に切削を行う切刃13
の移動軌跡15aが楕円形状となることから、帯状切削
面21aの曲率半径Rを、ボールエンドミル101を使
用した場合に比して、極めて大きくすることができる。
したがって、ピックフィードPを小さくせずとも、カス
プ高さHを大幅に小さくすることができる。しかも、各
切刃13が等速で移動し、切削速度差が生じないことか
ら、均一な切削性を確保することができ、切削むらのな
い高精度の帯状切削面21aつまり加工面21を得るこ
とができる。
As described above, the cutting edge 13 which substantially cuts
Since the movement locus 15a of No. 2 has an elliptical shape, the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a can be made extremely larger than that when the ball end mill 101 is used.
Therefore, the cusp height H can be significantly reduced without reducing the pick feed P. Moreover, since each cutting edge 13 moves at a constant speed and a difference in cutting speed does not occur, uniform cutting performance can be ensured, and a highly accurate strip-shaped cutting surface 21a, that is, a processed surface 21 with no uneven cutting is obtained. be able to.

【0019】すなわち、フライス工具1における切刃回
転軌跡15の半径rがボールエンドミル101における
球面状切刃115の半径rより大きく、実質的に切
削を行う切刃13の移動軌跡15aが切刃回転軌跡15
の直径(2r)を長軸Lとする楕円形状をなすことか
ら、傾斜させたフライス工具1によって得られる帯状切
削面21aの曲率半径Rは、ボールエンドミル101に
よって得られる場合に比して極めて大きくなる。したが
って、カスプ高さHを大幅に小さくすることができ、手
仕上げを必要としない高精度の加工面21を得ることが
できる。しかも、ピックフィードPを、ボールエンドミ
ル101を使用する場合に比して大幅に大きくすること
ができ、大面積の加工面21を得る場合にも、切削効率
が低下することがない。また、切削が楕円軌跡15a上
を等速で移動する切刃13によって行われ、均一な切削
性が確保されることから、帯状切削面21aが均一に切
削される。すなわち、表面粗さが均一な鏡面状の加工面
21を得ることができる。
That is, the radius r of the cutting edge rotation locus 15 in the milling tool 1 is larger than the radius r 0 of the spherical cutting edge 115 in the ball end mill 101, and the movement locus 15a of the cutting edge 13 for substantially cutting is the cutting edge. Rotation locus 15
Since it has an elliptical shape having the diameter (2r) of which is the major axis L, the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a obtained by the inclined milling tool 1 is extremely larger than that obtained by the ball end mill 101. Become. Therefore, the cusp height H can be significantly reduced, and a highly accurate machined surface 21 that does not require manual finishing can be obtained. Moreover, the pick feed P can be significantly increased as compared with the case where the ball end mill 101 is used, and the cutting efficiency does not decrease even when the machined surface 21 having a large area is obtained. Further, the cutting is performed by the cutting edge 13 that moves at a constant speed on the elliptical locus 15a, and uniform cutting performance is ensured, so that the strip-shaped cutting surface 21a is cut uniformly. That is, it is possible to obtain the mirror-finished processed surface 21 having a uniform surface roughness.

【0020】また、フライス工具1の傾斜角度θは、被
加工面20及び得ようとする加工面21の幾何学的条件
(面20,21の曲率等)に応じて制御される。すなわ
ち、各切削点24…における被加工面20及び加工面2
1の幾何学的条件に応じて、例えば面20,21の曲率
が極めて大きいときにもカスプ高さHが一定となるよう
に制御される。但し、かかる制御は、実質的に切削に寄
与しない領域を通過する切刃(以下「非作用刃」とい
う)13´が加工面21に接触しないことを前提条件と
して行われる。すなわち、フライス工具1の傾斜角度θ
は、図2に示す如く、切刃回転軌跡15における工具送
り方向Aと反対側の領域を通過する切刃13たる非作用
刃13´が加工面21(帯状切削面21a)に干渉しな
いように、つまり非作用刃13´と加工面21との間に
適当な隙間Cが生じるように、制御される。帯状切削面
21aの曲率半径Rは、上記した如く、フライス工具1
の傾斜角度θを小さくする程、大きくなるが、フライス
工具1の傾斜角度θは、上記隙間Cを確保できる範囲に
おいて設定しておくことが好ましい。
The inclination angle θ of the milling tool 1 is controlled in accordance with the geometrical conditions of the surface to be machined 20 and the machined surface 21 to be obtained (curvature of the surfaces 20, 21 etc.). That is, the processed surface 20 and the processed surface 2 at each cutting point 24 ...
According to the geometrical condition 1, the cusp height H is controlled to be constant even when the surfaces 20 and 21 have extremely large curvatures. However, such control is performed on the precondition that a cutting edge (hereinafter, referred to as a "non-acting blade") 13 'passing through a region that does not substantially contribute to cutting does not contact the processing surface 21. That is, the inclination angle θ of the milling tool 1
As shown in FIG. 2, the non-operating blade 13 ′, which is the cutting blade 13 passing through the area on the side opposite to the tool feeding direction A in the cutting blade rotation trajectory 15, does not interfere with the processing surface 21 (strip-shaped cutting surface 21 a). That is, it is controlled so that an appropriate gap C is created between the non-acting blade 13 ′ and the processing surface 21. As described above, the radius of curvature R of the strip-shaped cutting surface 21a is equal to that of the milling tool 1
The smaller the tilt angle θ is, the larger the tilt angle θ is, but it is preferable to set the tilt angle θ of the milling tool 1 in a range in which the clearance C can be secured.

【0021】このように、非作用刃13´と加工面21
との間に適当な隙間Cが生じるようにしておくと、非作
用刃13´による加工面21の損傷が生じず、切屑の排
出も円滑に行われることになることから、加工精度を更
に向上させることができると共に、工具寿命を向上させ
ることができる。
Thus, the non-acting blade 13 'and the working surface 21
If a suitable gap C is created between the cutting edge and the cutting edge, the non-working blade 13 'does not damage the processing surface 21 and the chips can be discharged smoothly. Therefore, the processing accuracy is further improved. It is possible to improve the tool life.

【0022】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良,変更することができる。例え
ば、本発明の曲面切削法は、上記した凹面形状の加工面
21を得る場合のみならず、図5に示す如き凸面形状の
加工面21や図6に示す如き凹凸面形状(一部が平面形
状となっている場合を含む)の加工面21を得る場合に
も、上記したと同様に適用することができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention. For example, the curved surface cutting method of the present invention is not limited to the case of obtaining the concave processed surface 21 described above, but also the convex processed surface 21 as shown in FIG. 5 and the uneven surface shape as shown in FIG. The same can be applied to the case of obtaining the processed surface 21 (including the case of having a shape) as described above.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の曲面切削法によれば、ボールエンドミルを使用する
場合に比して、各種曲面の切削加工を高精度且つ効率良
く行うことができ、工具寿命も向上させることができ
る。また、ピックフィードを小さくせずとも、カスプ高
さを大幅に小さくすることができるから、切刃が等速で
移動し、切削速度差が生じないこととも相俟って、均一
な切削性を確保することができ、切削むらのない高精度
の加工面を得ることができる。したがって、ボールエン
ドミルによっては得ることができない大面積の曲面につ
いても、手仕上げを必要としない高精度に加工すること
ができる。
As can be understood from the above description, according to the curved surface cutting method of the present invention, various curved surfaces can be cut with high accuracy and efficiency as compared with the case where a ball end mill is used. It is also possible to improve the tool life. In addition, the cusp height can be significantly reduced without reducing the pick feed, which contributes to uniform cutting performance in combination with the fact that the cutting edge moves at a constant speed and there is no difference in cutting speed. It is possible to secure a high-precision machined surface without uneven cutting. Therefore, a curved surface having a large area, which cannot be obtained by a ball end mill, can be processed with high accuracy without requiring manual finishing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の曲面切削法による凹面の切削状態を示
す縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view showing a cutting state of a concave surface by a curved surface cutting method of the present invention.

【図2】図1の要部を拡大して示す縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional side view showing an enlarged main part of FIG.

【図3】図2のIII−III線に沿う縦断正面図であ
る。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional front view taken along the line III-III of FIG.

【図4】フライス工具における切刃回転軌跡とピックフ
ィードとの関係を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a cutting blade rotation trajectory and a pick feed in a milling tool.

【図5】本発明の曲面切削法による凸面の切削状態を示
す縦断側面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing a cutting state of a convex surface by the curved surface cutting method of the present invention.

【図6】本発明の曲面切削法による凹凸面の切削状態を
示す縦断側面図である。
FIG. 6 is a vertical sectional side view showing a cutting state of an uneven surface by the curved surface cutting method of the present invention.

【図7】ボールエンドミルによる凹面の切削状態を示す
縦断側面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional side view showing a cutting state of a concave surface by a ball end mill.

【図8】図7のVIII−VIII線に沿う縦断正面図
である。
8 is a vertical sectional front view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7. FIG.

【図9】加工面の一例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an example of a processed surface.

【図10】図9に示す加工面の微視的形態を示す斜視図
である。
10 is a perspective view showing a microscopic form of the processed surface shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フライス工具、2…被加工物、3…テーブル、11
…回転軸線、12…工具本体、13,13´…切刃、1
5…切刃回転軌跡、15a…移動軌跡、20…被加工
面、21…加工面、21a…帯状切削面、21b…カプ
ス、22…切削ライン、24…切削点、25…法線、2
6…接線、A…工具送り方向、C…隙間、H…カスプ高
さ、P…ピックフィード、R…帯状切削面の曲率半径、
θ…傾斜角度。
1 ... Milling tool, 2 ... Workpiece, 3 ... Table, 11
… Rotation axis, 12… Tool body, 13,13 ′… Cutting blade, 1
5 ... Cutting blade rotation locus, 15a ... Movement locus, 20 ... Work surface, 21 ... Machining surface, 21a ... Strip cutting surface, 21b ... Caps, 22 ... Cutting line, 24 ... Cutting point, 25 ... Normal line, 2
6 ... Tangent line, A ... Tool feed direction, C ... Gap, H ... Cusp height, P ... Pick feed, R ... Radius of curvature of strip-shaped cutting surface,
θ: inclination angle.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 切刃回転軌跡が円形をなすフライス工具
を、その回転軸線を各切削点における加工面の法線に対
して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させ
ることにより、切刃回転軌跡の工具送り方向側領域を通
過する切刃によって被加工物の表面を切削加工するよう
にした曲面切削法であって、 前記法線に対する回転軸線の傾斜角度を、切刃回転軌跡
における工具送り方向と反対側の領域を通過する切刃が
加工面に干渉しない範囲において、各切削点における被
加工面の幾何学的条件に応じて変更するように、制御し
つつ、フライス工具を前記工具送り方向に移動させるこ
とにより、凹面形状、凸面形状又は凹凸面形状の加工面
を得るようにしたことを特徴とする曲面切削法。
1. A milling tool having a circular cutting edge rotation locus is moved in a predetermined tool feed direction with its rotation axis inclined with respect to the normal to the machining surface at each cutting point. A curved surface cutting method for cutting a surface of a workpiece by a cutting edge that passes through a region of the cutting edge rotation path on the tool feed direction side, wherein the inclination angle of the rotation axis with respect to the normal line is the cutting edge rotation path. In the range where the cutting edge passing through the area on the side opposite to the tool feed direction does not interfere with the machining surface, the milling tool is controlled while changing so as to change according to the geometric conditions of the machining surface at each cutting point. A curved surface cutting method characterized in that a processed surface having a concave shape, a convex shape, or an uneven surface shape is obtained by moving the tool in the tool feeding direction.
【請求項2】 フライス工具が、回転軸線回りで回転さ
れる円盤状の工具本体とその外周縁部に周方向に等間隔
を隔てて設けられてた複数の切刃とを具備する正面フラ
イスであり、フライス工具による切削を、切刃回転軌跡
の工具送り方向側の領域であってピックフィードの範囲
内の領域を通過する切刃によって行うことによって、切
削を行う切刃の移動軌跡を楕円形状としてピックフィー
ドを小さくすることなくカスプ高さを小さくするように
したことを特徴とする、請求項1に記載する曲面切削
法。
2. A face milling tool comprising a milling tool having a disk-shaped tool body that is rotated around a rotation axis and a plurality of cutting blades that are provided on an outer peripheral edge of the tool body at equal intervals in the circumferential direction. Yes, by performing cutting with a milling tool with a cutting edge that passes through the area in the tool feed direction side of the cutting edge rotation path and within the range of the pick feed, the movement path of the cutting edge to be cut is elliptical. 2. The curved surface cutting method according to claim 1, wherein the cusp height is reduced without reducing the pick feed.
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