JP2011079072A

JP2011079072A - 工具の回転による切削方法

Info

Publication number: JP2011079072A
Application number: JP2009231086A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takakuwa; 浩亮高▲桑▼; Yasushi Arakawa; 裕史荒川
Original assignee: Matsuura Machinery Corp; Matsuura Kikai Seisakusho KK
Current assignee: Matsuura Machinery Corp; Matsuura Kikai Seisakusho KK
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】荒加工段階と仕上げ加工段階とを設定し、工具の回転による切削において、切削効率と切削精度との双方を両立し得る切削方法の構成を提供すること。
【解決手段】工具の回転による切削加工において、最終加工表面に至るまでに、２段階又は３段階の区分によって、回転主軸の工具に対する送り速度を順次減少させ、かつ加工の種類が、金型加工、部品加工、同時５軸加工の何れかによって、適宜必要な段階における送り速度を選択することによって前記課題を達成することができる工具の回転による切削方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、工具の回転によって切削加工を行う場合において、精度、作業効率の双方を両立し得るような工具による切削加工方法に関するものである。

工具の回転によって切削加工を行う場合、精度を重視した加工を行うか、加工時間を短縮し、加工効率を重視するかは、加工目的及び加工条件によってそれぞれ相違するが、従来技術においては、対象とする機械のパラメータに対応して加工レベルを１０段階に分け、各加工段階において、前記１０段階の加工レベルを適宜選択し、加工精度及び加工効率の調和を企図していた。

しかしながら、１０段階の加工レベルの場合には、何れの段階が各加工工程において適切であるかは、加工の種類、具体的には、金型加工、部品加工、及び同時５軸加工によって相違する以上、作業員においては、加工の種類に対応して最適な加工レベルを選択することができないというケースが少なからず生じていた。

他方、特許文献１は、工作物（ワーク）の種類に応じて加工時間及び仕上げ精度の双方を調和することを目的とする構成が提示されているが、当該構成は、太陽歯車及び内歯歯車のような複雑な機構を必要としており、到底簡潔な構成によって双方の両立を実現するような技術内容ではない。

特開２０００−２６３４０２号公報

本発明は、荒加工段階と仕上げ加工段階とを設定し、工具の回転による切削において、切削効率と切削精度との双方を両立し得る切削方法の構成を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）工具の回転による切削加工において、最終加工表面に対し、所定の肉厚の荒加工表面を設定し、主軸の送り速度につき、大きい速度による荒加工を行い、当該荒加工表面から最終加工表面に至るまで、小さい速度による仕上げ加工を行っている工具の回転による切削方法、
（２）最終加工表面に対し、所定の肉厚を有している荒加工表面を設定すると共に、当該荒加工表面よりも加工方向内側に位置しており、かつ最終加工表面に対し所定の肉厚を有している中間加工表面を設定し、主軸の送り速度につき、荒加工表面に至るまで最も大きい速度による荒加工を行い、荒加工表面から中間加工表面に至るまで中間速度による中間仕上げ加工を行い、中間加工表面から最終加工表面に至るまで、最も小さい速度による最終仕上げ加工を行っている工具の回転による切削方法、
（３）加工の種類が、金型加工、部品加工、同時５軸加工の何れかであることを判別し、金型加工の場合には、請求項１の仕上げ加工及び請求項２の最終仕上げ加工に際し、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択し、部品加工の場合には、請求項２記載の中間仕上げ加工の段階において、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択し、同時５軸加工の場合には、請求項１、請求項２の荒加工の段階において、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択することを特徴とする請求項１記載の工具の回転による切削方法、
からなる。

前記（１）、（２）の基本構成によって、効率的な切削加工と精度の良い切削加工の双方を両立させることが可能となり、前記基本構成（３）によって各加工の種類特有の必要性に順応して、前記両立を実現することが可能となる。

実施例１の構成を示す平面図である（尚、図１の回転方向の矢印は、他の１個の回転主軸及び工具が回転によって工作物側の方向に回転移動が可能であることを示しており、直線方向の矢印は、当該移動した工具及び回転主軸が駆動モータと結合することが可能であることを示している。）。実施例２の構成を示す平面図である（尚、図２の回転方向の矢印は、他の２個の回転主軸及び工具が回転によって工作物側の方向に回転移動が可能であることを示しており、直線方向の矢印は、当該移動した工具及び回転主軸が駆動モータと結合することが可能であることを示している。）。基本構成（１）を制御するために必要なプログラムのフローチャートである。基本構成（２）を制御するために必要なプログラムのフローチャートである。

前記基本構成（１）は、荒加工及び仕上げ加工の２段階において回転主軸による工具に対する送り速度をそれぞれ設定することを特徴としており、その制御の内容は、図３のフローチャートに示すとおりである。

このような２段階の送り速度の設定という比較的シンプルな送り速度の選択によって、前記基本構成（１）は、速度及び加工精度の双方を両立することが可能となる。
尚、荒加工表面に到達したか否かの判断は、加工の進行に伴って加工対象である工作物の特定の位置の偏位を適宜検出することによって実現することができる。

前記基本構成（２）は、荒加工、中間仕上げ及び最終仕上げの３段階において回転主軸による工具に対する送り速度をそれぞれ設定し得ることを特徴としており、その制御の内容は、図４のフローチャートに示すとおりである。

このような３段階の送り速度の設定によって、前記基本構成（１）の場合よりも更に適切な送り速度の選択が可能となり、加工効率と加工精度の両立を一層助長することができる。
尚、荒加工表面及び中間仕上げ表面に到達したか否かの判断が工作物の前記特定位置の偏位を適宜検出することによって実現できることは、前記基本構成（１）の場合と同様である。

そして、中間仕上げ加工表面は、荒加工表面から最終仕上げ加工表面に至るまでの距離の１／２〜２／３の範囲を設定している場合が多く、このような距離の選択によって、上記助長を現実に達成することができる。

工具による切削加工は、背景技術の項において指摘したように、金型加工、部品加工、同時５軸加工の３種類に区分される。

金型加工の場合には、加工表面が滑らかであることが要求され、加工プログラムは、微小な直線の間を順次移動するような設定が行われている。

部品加工の場合には、部品の形状として、当該形状の誤差を少なくことが必要とされ、加工プログラムは、直線間を順次移動するような設定、及び円弧間を順次移動するような設定の双方が行われている。

同時５軸加工の場合には、各軸毎の特殊な機能を有しており、これらの機能に対応したパラメータに基づくプログラムが設定されている。

このような点を考慮するならば、金型加工の場合には、前記基本構成（１）の仕上げ加工、及び前記基本構成（２）の最終仕上げ加工の段階における精度が特に必要とされており、部品加工の場合には、円弧間を移行するようなプログラムの設定が行われることから、前記基本構成（２）の中間仕上げ段階における精度が特に必要とされることになる。

これに対し、同時５軸加工の場合には、前記基本構成（１）、（２）の荒加工の段階において、各５軸の機能に対応した加工が必要とされることになる。

このような状況を反映して、前記基本構成（３）は、加工の種類に対応して、前記基本構成（１）及び（２）が最も実現し易いような回転主軸による工具に対する送り速度を選択している。

以下、実施例に即して説明する。

実施例１は、前記基本構成（１）において、図１に示すように、工具１及び回転主軸２を２個備え、荒加工段階、及び仕上げ加工段階において、それぞれ表面が粗及び密の工具１を採用することを特徴としている。

このように、工具１の２段階の選択によって、前記基本構成（１）の加工効率と加工精度との両立を一層助長することが可能となる。

実施例２は、前記基本構成（２）において、図２に示すように、回転主軸２及び工具１を３個備え、荒加工段階、中間仕上げ段階、最終仕上げ段階において、それぞれ工具１の表面が粗、やや密、最も密の３段階の工具１を採用することを特徴としている。

このような３段階の工具１の選択によって、前記基本構成（２）の加工効率と加工精度の両立を助長することができる。

本発明は、工具の回転による切削加工全部において利用することが可能となる。

１工具
２回転主軸
３工作物
４駆動モータ

Claims

工具の回転による切削加工において、最終加工表面に対し、所定の肉厚の荒加工表面を設定し、主軸の送り速度につき、大きい速度による荒加工を行い、当該荒加工表面から最終加工表面に至るまで、小さい速度による仕上げ加工を行っている工具の回転による切削方法。
最終加工表面に対し、所定の肉厚を有している荒加工表面を設定すると共に、当該荒加工表面よりも加工方向内側に位置しており、かつ最終加工表面に対し所定の肉厚を有している中間加工表面を設定し、主軸の送り速度につき、荒加工表面に至るまで最も大きい速度による荒加工を行い、荒加工表面から中間加工表面に至るまで中間速度による中間仕上げ加工を行い、中間加工表面から最終加工表面に至るまで、最も小さい速度による最終仕上げ加工を行っている工具の回転による切削方法。
加工の種類が、金型加工、部品加工、同時５軸加工の何れかであることを判別し、金型加工の場合には、請求項１の仕上げ加工及び請求項２の最終仕上げ加工に際し、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択し、部品加工の場合には、請求項２記載の中間仕上げ加工の段階において、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択し、同時５軸加工の場合には、請求項１、請求項２の荒加工の段階において、他の種類の加工よりも小さい送り速度を選択することを特徴とする請求項１記載の工具の回転による切削方法。
工具及び回転主軸を２個備え、荒加工段階、及び仕上げ加工段階において、それぞれ表面が粗及び密の工具を採用することを特徴とする請求項１、３の何れか１項に記載の工具の回転による切削方法。
回転主軸及び工具を３個備え、荒加工段階、中間仕上げ段階、最終仕上げ段階において、それぞれ工具の表面が粗、やや密、最も密の３段階の工具を採用することを特徴とする請求項２、３の何れか１項に記載の工具の回転による切削方法。