JP2014140951A - Method for optimizing cutting condition, and method for deciding tool replacement timing of cutting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削加工時の工具の温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法に関する。また、本発明は、切削加工時の工具の温度を測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法に関する。 The present invention relates to a method for optimizing cutting conditions by measuring the temperature of a tool during cutting. The present invention also relates to a method for measuring the temperature of a tool at the time of cutting and determining the tool replacement time of the cutting apparatus.
一般に、切削加工の際には、（１）被削材の剪断変形、（２）すくい面上での摩擦、（３）逃げ面での摩擦、等によって熱が発生する。この熱は、工具や被削材の温度を上昇させる。その結果、工具の熱的磨耗が生じたり、被削材の仕上面品位に悪影響が生じたりする。 Generally, during cutting, heat is generated by (1) shear deformation of the work material, (2) friction on the rake face, (3) friction on the flank face, and the like. This heat increases the temperature of the tool or work material. As a result, thermal wear of the tool occurs, or the finished surface quality of the work material is adversely affected.
しかし一方で、被削材が温度上昇することには、切削抵抗が低下するという利点や、構成刃先が低減するという利点もある。 However, on the other hand, the temperature rise of the work material also has the advantage that the cutting resistance is lowered and the advantage that the constituent cutting edge is reduced.
従って、切削加工時の工具の温度を把握することは、切削加工を最適に行うために重要である。 Therefore, grasping the temperature of the tool during cutting is important for optimal cutting.
特に、近年においては、超精密切削加工の分野において、単結晶ダイヤモンド工具が用いられている。単結晶ダイヤモンド工具は、６００℃程度の耐熱性しかないため、切削温度について、より一層の管理が必要である。 In particular, in recent years, single crystal diamond tools have been used in the field of ultraprecision cutting. Since the single crystal diamond tool has only heat resistance of about 600 ° C., it is necessary to further control the cutting temperature.
また、ウレタン等の融点が低い樹脂等の被削材に切削加工を施す場合、切削温度を相応の低温（１００〜２００℃）に抑える必要がある。一方で、切削温度を抑えるために切削速度を抑制し過ぎると、凝着や構成刃先を生じてしまうという問題がある。 In addition, when cutting a work material such as a resin having a low melting point such as urethane, it is necessary to suppress the cutting temperature to a corresponding low temperature (100 to 200 ° C.). On the other hand, if the cutting speed is excessively suppressed in order to suppress the cutting temperature, there is a problem in that adhesion and constituent blade edges are generated.
従って、単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合や樹脂等の被削材に切削加工を施す場合に、切削加工時の工具の温度を把握することは、切削加工条件の最適化を行うためにより一層重要である。 Therefore, when a single crystal diamond tool is used or when cutting a work material such as resin, it is more important to know the temperature of the tool during cutting in order to optimize the cutting conditions. It is.
切削加工時の工具の温度を把握するために、従前は、（１）輻射温度計を用いる方法、（２）工具と被削材とを熱電対として利用する方法、が利用されている。例えば、（２）の方法を採用した切削試験器が、特開２００６−１０２８６４号公報に記載されている。 In order to grasp the temperature of the tool at the time of cutting, (1) a method using a radiation thermometer and (2) a method using a tool and a work material as a thermocouple have been used. For example, a cutting tester employing the method (2) is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-102864.
（２）の方法による温度測定の原理を、図６に示す。工具５２と被削材５３とが熱電対を形成することで、切削加工時の工具５２の温度を測定することができる。具体的には、切削加工装置５０において、被削材５３はチャック５１、水銀層５４及びリード線６１を介して電圧測定部６５に接続されており、一方、工具５２もリード線６２を介して電圧測定部６５に接続されており、両者の間の熱起電力が測定されるようになっている。 The principle of temperature measurement by the method of (2), shown in FIG. Since the tool 52 and the work material 53 form a thermocouple, the temperature of the tool 52 at the time of cutting can be measured. Specifically, in the cutting apparatus 50, the work material 53 is connected to the voltage measuring unit 65 via the chuck 51, the mercury layer 54 and the lead wire 61, while the tool 52 is also connected via the lead wire 62. It is connected to the voltage measurement part 65, and the thermoelectromotive force between both is measured.
しかしながら、単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合には、当該工具が絶縁体であるため、前記（２）の方法が採用できない。同様に、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも、当該被削材が絶縁体であるため、やはり前記（２）の方法が採用できない。一方、前記（１）の方法は、温度測定精度の点で十分でない。 However, when a single crystal diamond tool is used, the method (2) cannot be employed because the tool is an insulator. Similarly, when cutting a work material such as resin, since the work material is an insulator, the method (2) cannot be adopted. On the other hand, the method (1) is not sufficient in terms of temperature measurement accuracy.
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合や樹脂等の被削材に切削加工を施す場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定して、切削加工条件を最適化する方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合や樹脂等の被削材に切削加工を施す場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法を提供することにある。 The present invention has been created based on the above findings. The object of the present invention is to measure the temperature of the tool at the time of cutting with high accuracy even when a single crystal diamond tool is used or when cutting a work material such as resin. It is to provide a method of optimizing. Furthermore, the object of the present invention is to measure the temperature of the tool at the time of cutting with high accuracy, even when a single crystal diamond tool is used or when cutting a work material such as resin. An object of the present invention is to provide a method for determining a tool change time of a machining apparatus.
本発明は、導電性を有するシャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切削速度を低下させる工程と、を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法である。 The present invention optimizes the cutting conditions by measuring the cutting temperature by a cutting device provided with a conductive shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver brazing. A step of connecting a first lead wire to the shank, a step of connecting a second lead wire to the silver solder, and the first lead wire and the second lead wire. A step of measuring a thermoelectromotive force generated between them, a step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a cutting temperature determined based on the calculated cutting temperature. And a step of reducing the cutting speed when the value is higher than the upper limit value.
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうと導電性を有するシャンクとの間で生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the thermoelectromotive force generated between the silver solder and the conductive shank using the fact that the silver solder fixing the tool has conductivity. By measuring the cutting temperature, the cutting temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削速度を低下させることにより、効率よく切削加工条件の最適化を図ることができる。これにより、耐熱温度を超過することで生じ得る工具破損や、低融点の被削材が溶融すること等が、効果的に防止される。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, the cutting conditions can be efficiently optimized by reducing the cutting speed when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value. . This effectively prevents tool breakage that may occur due to exceeding the heat-resistant temperature, melting of a low melting point work material, and the like.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced.
本発明において、測定された熱起電力に基づいて対応する切削加工温度を算出する工程では、例えば別の温度測定実験等によって換算式を確立しておき、当該換算式を適用することで、測定された熱起電力（電圧値）を切削加工温度に変換することができる。 In the present invention, in the step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, a conversion formula is established by, for example, another temperature measurement experiment and the measurement is performed by applying the conversion formula. The generated thermoelectromotive force (voltage value) can be converted into a cutting temperature.
また、切削加工温度の上限値のみならず、切削加工温度の下限値をも利用して切削加工条件の最適化を図ることが有効である。すなわち、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の下限値よりも低い場合に切削速度を上昇させる工程、を更に備えることが好ましい。この場合、切削速度が好適に上昇されるため、凝着の防止や、加工能率向上の点で、好ましい。 It is also effective to optimize the cutting conditions by using not only the upper limit value of the cutting temperature but also the lower limit value of the cutting temperature. That is, it is preferable to further include a step of increasing the cutting speed when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. In this case, since the cutting speed is suitably increased, it is preferable in terms of preventing adhesion and improving processing efficiency.
あるいは、本発明は、導電性を有するシャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切込量を低下させる工程と、を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法である。 Alternatively, the present invention measures cutting conditions by measuring a cutting temperature by a cutting device provided with a conductive shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver brazing. A method of optimizing, the step of connecting a first lead wire to the shank, the step of connecting a second lead wire to the silver solder, the first lead wire and the second lead wire Measuring a thermoelectromotive force generated between the two, a step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a cutting temperature based on the calculated cutting temperature. And a step of reducing the depth of cut when it is higher than the predetermined upper limit value.
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうと導電性を有するシャンクとの間で生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the thermoelectromotive force generated between the silver solder and the conductive shank using the fact that the silver solder fixing the tool has conductivity. By measuring the cutting temperature, the cutting temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切込量を低下させることにより、効率よく切削加工条件の最適化を図ることができる。これにより、耐熱温度を超過することで生じ得る工具破損や、低融点の被削材が溶融すること等が、効果的に防止される。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, the cutting amount is reduced when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, thereby efficiently optimizing the cutting conditions. it can. This effectively prevents tool breakage that may occur due to exceeding the heat-resistant temperature, melting of a low melting point work material, and the like.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced.
本発明において、測定された熱起電力に基づいて対応する切削加工温度を算出する工程では、例えば別の温度測定実験等によって換算式を確立しておき、当該換算式を適用することで、測定された熱起電力（電圧値）を切削加工温度に変換することができる。 In the present invention, in the step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, a conversion formula is established by, for example, another temperature measurement experiment and the measurement is performed by applying the conversion formula. The generated thermoelectromotive force (voltage value) can be converted into a cutting temperature.
また、切削加工温度の上限値のみならず、切削加工温度の下限値をも利用して切削加工条件の最適化を図ることが有効である。すなわち、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の下限値よりも低い場合に切込量を上昇させる工程、を更に備えることが好ましい。この場合、切込量が好適に上昇されるため、凝着の防止や、加工能率向上の点で、好ましい。 It is also effective to optimize the cutting conditions by using not only the upper limit value of the cutting temperature but also the lower limit value of the cutting temperature. That is, it is preferable to further include a step of increasing the cutting amount when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. In this case, the depth of cut is preferably increased, which is preferable in terms of preventing adhesion and improving processing efficiency.
あるいは、本発明は、導電性を有するシャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法であって、前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程と、を備えたことを特徴とする切削加工装置の工具交換時期の判定方法である。 Alternatively, according to the present invention, a cutting temperature of a cutting device provided with a conductive shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver brazing is measured. A method for determining a tool change time, a step of connecting a first lead wire to the shank, a step of connecting a second lead wire to the silver solder, the first lead wire and the second lead wire A step of measuring the thermoelectromotive force generated between the lead wire and the step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and the cutting based on the calculated cutting temperature. A step of determining that the tool change time of the cutting device has arrived when the processing temperature is higher than a predetermined upper limit, and a method for determining the tool change time of the cutting device, comprising: is there.
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうと導電性を有するシャンクとの間で生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the thermoelectromotive force generated between the silver solder and the conductive shank using the fact that the silver solder fixing the tool has conductivity. By measuring the cutting temperature, the cutting temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定することにより、効率よく切削加工装置の工具交換を促すことができる。これは、工具磨耗が進行するにつれて同じ切削加工条件であっても切削加工温度が僅かに上昇していくという、本件発明者による新たな知見に基づいている。なお、切削加工装置の工具交換時期の到来は、測定された切削加工温度の絶対値に基づいて判定される他、測定された切削加工温度の変化（上昇率など）に基づいて判定されてもよい。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, it is determined that the tool change time of the cutting device has arrived, thereby efficiently cutting. The tool change of the processing apparatus can be prompted. This is based on a new finding by the present inventor that the cutting temperature rises slightly even under the same cutting conditions as the tool wear progresses. In addition, the arrival of the tool change time of the cutting device may be determined based on the measured cutting temperature change (increase rate, etc.) as well as determined based on the absolute value of the measured cutting temperature. Good.
また、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程において切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定された場合に、アラームを発する工程を更に備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to further include a step of issuing an alarm when it is determined that the tool change time of the cutting apparatus has arrived in the step of determining that the tool change time of the cutting apparatus has arrived.
以上の各発明は、導電性を有しない工具として単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合に、特に有効である。なぜなら、単結晶ダイヤモンド工具は、きわめて熱伝導率が高いため、当該単結晶ダイヤモンド工具を固定する銀ろう部分の温度を、当該単結晶ダイヤモンド工具の温度として同視可能であるからである。 Each of the above inventions is particularly effective when a single crystal diamond tool is used as a tool having no conductivity. This is because the single crystal diamond tool has a very high thermal conductivity, and thus the temperature of the silver brazing portion for fixing the single crystal diamond tool can be regarded as the temperature of the single crystal diamond tool.
また、導電性を有するシャンクは、通常は超硬材で形成されている。より具体的には、例えばＳＫ材で形成され得る。 Moreover, the shank which has electroconductivity is normally formed with the super hard material. More specifically, it can be formed of, for example, an SK material.
あるいは、本発明は、シャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切削速度を低下させる工程と、を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法である。 Alternatively, the present invention is a method for optimizing cutting conditions by measuring a cutting temperature by a cutting apparatus provided with a shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver solder. And connecting the first lead wire and the second lead wire to the silver solder, and measuring the thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire. And a step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a case where the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value based on the calculated cutting temperature. And a step of reducing the cutting speed. A method of optimizing cutting conditions characterized by comprising:
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうに生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the cutting process is performed by measuring the thermoelectromotive force generated in the silver brazing using the fact that the silver brazing that fixes the tool has conductivity. The temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削速度を低下させることにより、効率よく切削加工条件の最適化を図ることができる。これにより、耐熱温度を超過することで生じ得る工具破損や、低融点の被削材が溶融すること等が、効果的に防止される。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, the cutting conditions can be efficiently optimized by reducing the cutting speed when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value. . This effectively prevents tool breakage that may occur due to exceeding the heat-resistant temperature, melting of a low melting point work material, and the like.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced.
本発明において、測定された熱起電力に基づいて対応する切削加工温度を算出する工程では、例えば別の温度測定実験等によって換算式を確立しておき、当該換算式を適用することで、測定された熱起電力（電圧値）を切削加工温度に変換することができる。 In the present invention, in the step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, a conversion formula is established by, for example, another temperature measurement experiment and the measurement is performed by applying the conversion formula. The generated thermoelectromotive force (voltage value) can be converted into a cutting temperature.
また、切削加工温度の上限値のみならず、切削加工温度の下限値をも利用して切削加工条件の最適化を図ることが有効である。すなわち、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の下限値よりも低い場合に切削速度を上昇させる工程、を更に備えることが好ましい。この場合、切削速度が好適に上昇されるため、凝着の防止や、加工能率向上の点で、好ましい。 It is also effective to optimize the cutting conditions by using not only the upper limit value of the cutting temperature but also the lower limit value of the cutting temperature. That is, it is preferable to further include a step of increasing the cutting speed when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. In this case, since the cutting speed is suitably increased, it is preferable in terms of preventing adhesion and improving processing efficiency.
あるいは、本発明は、シャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切込量を低下させる工程と、を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法である。 Alternatively, the present invention is a method for optimizing cutting conditions by measuring a cutting temperature by a cutting apparatus provided with a shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver solder. And connecting the first lead wire and the second lead wire to the silver solder, and measuring the thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire. And a step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a case where the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value based on the calculated cutting temperature. And a step of reducing the cutting amount. A method of optimizing a cutting process characterized by comprising:
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうに生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the cutting process is performed by measuring the thermoelectromotive force generated in the silver brazing using the fact that the silver brazing that fixes the tool has conductivity. The temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切込量を低下させることにより、効率よく切削加工条件の最適化を図ることができる。これにより、耐熱温度を超過することで生じ得る工具破損や、低融点の被削材が溶融すること等が、効果的に防止される。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, the cutting amount is reduced when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, thereby efficiently optimizing the cutting conditions. it can. This effectively prevents tool breakage that may occur due to exceeding the heat-resistant temperature, melting of a low melting point work material, and the like.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced.
本発明において、測定された熱起電力に基づいて対応する切削加工温度を算出する工程では、例えば別の温度測定実験等によって換算式を確立しておき、当該換算式を適用することで、測定された熱起電力（電圧値）を切削加工温度に変換することができる。 In the present invention, in the step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, a conversion formula is established by, for example, another temperature measurement experiment and the measurement is performed by applying the conversion formula. The generated thermoelectromotive force (voltage value) can be converted into a cutting temperature.
また、切削加工温度の上限値のみならず、切削加工温度の下限値をも利用して切削加工条件の最適化を図ることが有効である。すなわち、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の下限値よりも低い場合に切込量を上昇させる工程、を更に備えることが好ましい。この場合、切込量が好適に上昇されるため、凝着の防止や、加工能率向上の点で、好ましい。 It is also effective to optimize the cutting conditions by using not only the upper limit value of the cutting temperature but also the lower limit value of the cutting temperature. That is, it is preferable to further include a step of increasing the cutting amount when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. In this case, the depth of cut is preferably increased, which is preferable in terms of preventing adhesion and improving processing efficiency.
あるいは、本発明は、シャンクと、前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法であって、前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程と、を備えたことを特徴とする切削加工装置の工具交換時期の判定方法である。 Alternatively, according to the present invention, the cutting temperature of a cutting device provided with a shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver solder is measured, and the tool change time of the cutting device is determined. A method of determining, wherein a step of connecting a first lead wire and a second lead wire to the silver solder, respectively, and a heat generation generated between the first lead wire and the second lead wire. A step of measuring electric power, a step of calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a cutting temperature higher than a predetermined upper limit value based on the calculated cutting temperature And a step of determining that the tool change time of the cutting apparatus has arrived, and a method for determining the tool change time of the cutting apparatus.
本発明によれば、工具自体が導電性を有しない場合において、当該工具を固定する銀ろうが導電性を有することを利用し、当該銀ろうに生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。従って、例えば単結晶ダイヤモンド工具のような絶縁体工具が用いられる場合であっても、切削加工時の工具の温度を高精度に測定できる。また、本発明は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。 According to the present invention, in the case where the tool itself does not have conductivity, the cutting process is performed by measuring the thermoelectromotive force generated in the silver brazing using the fact that the silver brazing that fixes the tool has conductivity. The temperature can be measured. Therefore, even when an insulator tool such as a single crystal diamond tool is used, the temperature of the tool during cutting can be measured with high accuracy. In addition, the present invention does not have to be conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin.
そして、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定することにより、効率よく切削加工装置の工具交換を促すことができる。これは、工具磨耗が進行するにつれて同じ切削加工条件であっても切削加工温度が僅かに上昇していくという、本件発明者による新たな知見に基づいている。なお、切削加工装置の工具交換時期の到来は、測定された切削加工温度の絶対値に基づいて判定される他、測定された切削加工温度の変化（上昇率など）に基づいて判定されてもよい。 Then, based on the measured (calculated) cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, it is determined that the tool change time of the cutting device has arrived, thereby efficiently cutting. The tool change of the processing apparatus can be prompted. This is based on a new finding by the present inventor that the cutting temperature rises slightly even under the same cutting conditions as the tool wear progresses. In addition, the arrival of the tool change time of the cutting device may be determined based on the measured cutting temperature change (increase rate, etc.) as well as determined based on the absolute value of the measured cutting temperature. Good.
また、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程において切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定された場合に、アラームを発する工程を更に備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to further include a step of issuing an alarm when it is determined that the tool change time of the cutting apparatus has arrived in the step of determining that the tool change time of the cutting apparatus has arrived.
以上の各発明は、導電性を有しない工具として単結晶ダイヤモンド工具が用いられる場合に、特に有効である。なぜなら、単結晶ダイヤモンド工具は、きわめて熱伝導率が高いため、当該単結晶ダイヤモンド工具を固定する銀ろう部分の温度を、当該単結晶ダイヤモンド工具の温度として同視可能であるからである。 Each of the above inventions is particularly effective when a single crystal diamond tool is used as a tool having no conductivity. This is because the single crystal diamond tool has a very high thermal conductivity, and thus the temperature of the silver brazing portion for fixing the single crystal diamond tool can be regarded as the temperature of the single crystal diamond tool.
また、導電性を有するシャンクは、通常は超硬材で形成されている。より具体的には、例えばＳＫ材で形成され得る。 Moreover, the shank which has electroconductivity is normally formed with the super hard material. More specifically, it can be formed of, for example, an SK material.
本発明によれば、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削速度あるいは切込量を低下させることにより、効率よく切削加工条件の最適化を図ることができる。これにより、耐熱温度を超過することで生じ得る工具破損や、低融点の被削材が溶融すること等が、効果的に防止される。 According to the present invention, based on the measured (calculated) cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, the cutting speed or the cutting amount is reduced, thereby efficiently cutting the cutting conditions. Can be optimized. This effectively prevents tool breakage that may occur due to exceeding the heat-resistant temperature, melting of a low melting point work material, and the like.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced.
あるいは、 本発明によれば、測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定することにより、効率よく切削加工装置の工具交換を促すことができる。 Alternatively, according to the present invention, based on the measured (calculated) cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, it is determined that the tool change time of the cutting apparatus has arrived. As a result, it is possible to efficiently promote tool replacement of the cutting apparatus.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の一実施の形態の切削加工装置の概略図である。本実施の形態の切削加工装置１０は、導電性を有するシャンク１１と、導電性を有しない工具１２と、を備えている。シャンク１１と工具１２とは、銀ろう１５によって固定されている。また、シャンク１１には第１のリード線２１が接続されており、銀ろう１５には第２のリード線２２が接続されている。第１のリード線２１と第２のリード線２２とは、両者の間に生じる熱起電力を測定するための電圧測定部２５に接続されている。さらに、本実施の形態の切削加工装置１０は、測定された熱起電力に基づいて対応する切削加工温度を算出する演算部（温度算出部）２８と、算出された切削加工温度に基づいて切削加工条件を変更する切削加工条件制御部３０と、を更に備えている。 FIG. 1 is a schematic view of a cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. The cutting apparatus 10 of this Embodiment is provided with the shank 11 which has electroconductivity, and the tool 12 which does not have electroconductivity. The shank 11 and the tool 12 are fixed by a silver solder 15. The first lead wire 21 is connected to the shank 11, and the second lead wire 22 is connected to the silver solder 15. The first lead wire 21 and the second lead wire 22 are connected to a voltage measuring unit 25 for measuring the thermoelectromotive force generated between them. Furthermore, the cutting apparatus 10 of the present embodiment includes a calculation unit (temperature calculation unit) 28 that calculates a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force, and a cutting based on the calculated cutting temperature. And a cutting condition control unit 30 for changing the processing conditions.
本実施の形態では、導電性を有しない工具１２として単結晶ダイヤモンド工具が用いられている。単結晶ダイヤモンド工具１２は、きわめて熱伝導率が高いため、当該単結晶ダイヤモンド工具１２を固定する銀ろう１５の温度を、当該単結晶ダイヤモンド工具１２の温度として同視可能である。また、導電性を有するシャンク１１は、ＳＫ材で形成されている。 In the present embodiment, a single crystal diamond tool is used as the tool 12 having no conductivity. Since the single crystal diamond tool 12 has extremely high thermal conductivity, the temperature of the silver braze 15 for fixing the single crystal diamond tool 12 can be regarded as the temperature of the single crystal diamond tool 12. The conductive shank 11 is made of SK material.
本実施の形態によって行われる切削加工温度の測定、すなわち、熱起電力の測定は、切削加工中において継続的に行われてもよいし、適宜のサンプリング間隔を置いて間欠的に行われてもよい。継続的に測定が行われた場合の測定結果の一例が、図２に示されている。 The measurement of the cutting temperature performed by the present embodiment, that is, the measurement of the thermoelectromotive force may be continuously performed during the cutting process, or may be intermittently performed at an appropriate sampling interval. Good. An example of the measurement result when the measurement is continuously performed is shown in FIG.
図２は、先端半径が０．５Ｒである単結晶ダイヤモンド工具を用いて、無酸素胴を被削材として、４通りの異なる切削加工条件（例えば４通りの異なる切削速度）下で切削加工が行われた際の熱起電力の測定結果を示している。各切削加工条件における切削加工温度は、別の温度測定実験等によって得られていた換算式（例えば、測定電圧値×８３３（℃／ｍＶ））を適用することで、それぞれ、２５℃、１７℃、１５℃、８℃として把握することができる。 FIG. 2 shows that a single crystal diamond tool having a tip radius of 0.5R can be used for cutting under four different cutting conditions (for example, four different cutting speeds) using an oxygen-free cylinder as a work material. The measurement result of the thermoelectromotive force at the time of being performed is shown. The cutting temperature in each cutting condition is 25 ° C. and 17 ° C. by applying a conversion formula (for example, measured voltage value × 833 (° C./mV)) obtained by another temperature measurement experiment or the like. , 15 ° C and 8 ° C.
以上のように、本実施の形態によれば、単結晶ダイヤモンド工具１２自体は導電性を有しないが、当該単結晶ダイヤモンド工具１２を固定する銀ろう１５が導電性を有するため、当該銀ろう１５と導電性を有するシャンク１１との間で生じる熱起電力を測定することによって、切削加工温度を測定することができる。これにより、切削加工時の工具１２の温度を高精度に測定できる。 As described above, according to the present embodiment, the single crystal diamond tool 12 itself does not have conductivity, but the silver solder 15 for fixing the single crystal diamond tool 12 has conductivity, so the silver solder 15 The cutting temperature can be measured by measuring a thermoelectromotive force generated between the conductive shank 11 and the conductive shank 11. Thereby, the temperature of the tool 12 at the time of cutting can be measured with high accuracy.
また、本実施の形態は、被削材が導電性である必要もないため、樹脂等の被削材に切削加工を施す場合にも有効である。例えば、図３に、ウレタンを６通りの切削加工条件（ここでは、６通りの異なる切削速度）で切削加工した際の時間の経過に応じた熱起電力の測定結果を示すグラフを示す。ここで、６通りの切削速度の相互の比は、１：０．８９：０．７８：０．６７：０．５６：０．４４であり、各切削加工条件における切削加工温度は、別の温度測定実験等によって得られていた換算式（例えば、測定電圧値×６７０（℃／ｍＶ））を適用することで、それぞれ、２４０℃、２４０℃、２２０℃、１８０℃、１６０℃、１５０℃として把握することができた。 In addition, the present embodiment does not have to be electrically conductive, and therefore is effective when cutting a work material such as a resin. For example, FIG. 3 shows a graph showing measurement results of thermoelectromotive force according to the passage of time when urethane is cut under six cutting conditions (here, six different cutting speeds). Here, the ratio between the six cutting speeds is 1: 0.89: 0.78: 0.67: 0.56: 0.44, and the cutting temperature under each cutting condition is different. By applying a conversion formula (for example, measured voltage value × 670 (° C./mV)) obtained by a temperature measurement experiment or the like, 240 ° C., 240 ° C., 220 ° C., 180 ° C., 160 ° C., 150 ° C., respectively. I was able to grasp as.
ウレタンは、融点が２００℃であるため、その切削加工温度は２００℃以下である必要がある。すなわち、切削条件（１）〜（３）は採用できないことが分かる。一方、切削条件（６）よりも更に切削速度を低減させた場合、刃先に凝着が生じて、加工面品位が顕著に損なわれることが確認された。以上より、切削条件（４）〜（６）の切削速度範囲が選択可能であることが分かる。 Since the melting point of urethane is 200 ° C., the cutting temperature needs to be 200 ° C. or less. That is, it turns out that cutting conditions (1)-(3) cannot be adopted. On the other hand, when the cutting speed was further reduced as compared with the cutting condition (6), it was confirmed that the cutting edge was stuck and the quality of the processed surface was significantly impaired. From the above, it can be seen that the cutting speed range of the cutting conditions (4) to (6) can be selected.
以上の結果に基づいて、本実施の形態の切削加工条件制御部３０は、ウレタンを切削加工する場合においては、１５０℃〜２００℃を好適な切削加工温度として記憶しておき、適宜に測定（算出）される切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が２００℃よりも高い場合には切削速度を低下させる一方、当該切削加工温度が１５０℃よりも低い場合には切削速度を上昇させるようになっている。 Based on the above results, the cutting condition control unit 30 according to the present embodiment stores 150 ° C. to 200 ° C. as a suitable cutting temperature when cutting urethane, and appropriately measures ( Based on the calculated cutting temperature, the cutting speed is decreased when the cutting temperature is higher than 200 ° C., whereas the cutting speed is increased when the cutting temperature is lower than 150 ° C. It has become.
このように切削加工条件（切削速度）が制御されることにより、２００℃という低融点のウレタンが溶融してしまうことが効果的に防止される一方、凝着が生じるということも効果的に防止される。 By controlling the cutting conditions (cutting speed) in this way, it is possible to effectively prevent the urethane having a low melting point of 200 ° C. from being melted, while also effectively preventing adhesion. Is done.
これにより、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。実際に、本実施の形態においては、標準的な工具形状（すくい角０度、ニゲ角５〜７度）が採用され得る。 Thereby, it is not necessary to set a + rake angle or set a niger angle larger than the standard, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced. Actually, in the present embodiment, a standard tool shape (a rake angle of 0 degree and a dent angle of 5 to 7 degrees) can be adopted.
切削加工条件としては、切削速度の代わりに、切込量（切り取り厚さ）を制御対象としてもよい。例えば、６通りの切込量の相互の比を、１：０．８９：０．７８：０．６７：０．５６：０．４４とすれば、概ね、図３の６通りの温度測定結果に一致するグラフが得られる。 As a cutting process condition, a cutting amount (cut thickness) may be controlled instead of the cutting speed. For example, if the ratio of the six cutting depths is 1: 0.89: 0.78: 0.67: 0.56: 0.44, the six types of temperature measurement results in FIG. A graph that matches is obtained.
その場合もやはり、ウレタンの切削加工温度は２００℃以下である必要があるため、切削条件（１）〜（３）は採用できないことが分かる。一方、切削条件（６）よりも更に切込量を低減させれば、やはり刃先に凝着が生じて、加工面品位が顕著に損なわれることが予測される。すなわち、切削条件（４）〜（６）の切込量範囲が選択可能であることが分かる。 In this case as well, it is understood that the cutting conditions (1) to (3) cannot be adopted because the urethane cutting temperature needs to be 200 ° C. or lower. On the other hand, if the amount of cutting is further reduced than the cutting condition (6), it is predicted that adhesion will occur at the cutting edge and the quality of the machined surface will be significantly impaired. That is, it turns out that the cutting amount range of the cutting conditions (4) to (6) can be selected.
以上の結果に基づいて、本実施の形態の切削加工条件制御部３０は、ウレタンを切削加工する場合においては、１５０℃〜２００℃を好適な切削加工温度として記憶しておき、適宜に測定（算出）される切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が２００℃よりも高い場合には切込量を低下させる一方、当該切削加工温度が１５０℃よりも低い場合には切込量を上昇させるようになっていてもよい。 Based on the above results, the cutting condition control unit 30 according to the present embodiment stores 150 ° C. to 200 ° C. as a suitable cutting temperature when cutting urethane, and appropriately measures ( Based on the calculated cutting temperature, the cutting amount is decreased when the cutting temperature is higher than 200 ° C., while the cutting amount is increased when the cutting temperature is lower than 150 ° C. You may come to let me.
このように切削加工条件（切込量）が制御されることにより、２００℃という低融点のウレタンが溶融してしまうことが効果的に防止される一方、凝着が生じるということも効果的に防止される。 By controlling the cutting conditions (cutting amount) in this way, it is possible to effectively prevent the urethane having a low melting point of 200 ° C. from being melted, while also effectively causing adhesion. Is prevented.
この場合も、低負荷切削のための従来の工具刃先形状のように、＋のすくい角を設定したり、ニゲ角を標準よりも大きく設定したりする必要がない。従って、チッピングなどの突発的損傷の可能性を顕著に低減できる。実際に、本実施の形態においては、標準的な工具形状（すくい角０度、ニゲ角５〜７度）が採用され得る。 Also in this case, unlike the conventional tool edge shape for low-load cutting, it is not necessary to set a + rake angle or to set a niger angle larger than the standard. Therefore, the possibility of sudden damage such as chipping can be significantly reduced. Actually, in the present embodiment, a standard tool shape (a rake angle of 0 degree and a dent angle of 5 to 7 degrees) can be adopted.
次に、図４は、累積加工時間の経過に応じた熱起電力の測定結果を示すグラフである。本件発明者による新たな知見によれば、図４に示すように、工具磨耗が進行するにつれて同じ切削加工条件であっても切削加工温度が僅かに上昇していく。この現象を利用して高精度に切削加工温度を測定することにより、工具磨耗の進行状況を把握することができる。 Next, FIG. 4 is a graph showing the measurement result of the thermoelectromotive force according to the elapsed machining time. According to the new knowledge by the present inventor, as shown in FIG. 4, the cutting temperature rises slightly even under the same cutting conditions as the tool wear progresses. By measuring the cutting temperature with high accuracy using this phenomenon, it is possible to grasp the progress of tool wear.
具体的には、本実施の形態では、演算部（温度算出部）２８に工具交換時期判定部３２が接続され、当該工具交換時期判定部３２が、演算部（温度算出部）２８によって測定（算出）された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定するようになっている。 Specifically, in the present embodiment, a tool change time determination unit 32 is connected to the calculation unit (temperature calculation unit) 28, and the tool change time determination unit 32 is measured by the calculation unit (temperature calculation unit) 28 ( Based on the calculated cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value, it is determined that the tool change time of the cutting device has arrived.
工具交換時期判定部３２による判定は、演算部（温度算出部）２８によって測定された切削加工温度の絶対値に基づいてなされる他、切削加工温度の変化（上昇率など）に基づいてなされてもよい。 The determination by the tool replacement time determination unit 32 is made based on the absolute value of the cutting temperature measured by the calculation unit (temperature calculation unit) 28, or based on a change in the cutting temperature (such as an increase rate). Also good.
また、本実施の形態では、工具交換時期判定部３２にアラーム部３３が接続されており、当該アラーム部３３が、工具交換時期判定部３２が工具交換時期の到来を判定した場合にアラームを発するようになっている。 In the present embodiment, an alarm unit 33 is connected to the tool replacement time determination unit 32, and the alarm unit 33 issues an alarm when the tool replacement time determination unit 32 determines that the tool replacement time has arrived. It is like that.
以上のような本実施の形態によれば、高精度に測定（算出）された切削加工温度に基づいて、効率よく適切に切削加工装置の工具交換を促すことができる。 According to the present embodiment as described above, it is possible to promptly change the tool of the cutting apparatus efficiently and appropriately based on the cutting temperature measured (calculated) with high accuracy.
なお、本実施の形態によれば、実際に行われる切削加工条件下で切削加工温度が測定されるため、加工の種類毎に（旋削加工、ミーリング加工、ドリル加工、等）、更には、工具形状毎に（Ｒ形状、角形状、突っ切りなどの線形形状、等）、高精度な切削加工温度の測定が可能である。 According to the present embodiment, the cutting temperature is measured under actual cutting conditions, so that each type of machining (turning, milling, drilling, etc.) For each shape (R shape, square shape, linear shape such as parting off, etc.), it is possible to measure the cutting temperature with high accuracy.
また、以上に説明した実施の形態では、切削加工装置１０として、予め第１のリード線２１、第２のリード線２２、電圧測定部２５、演算部２８、切削加工条件制御部３０、工具交換時期判定部３２及びアラーム部３３が設けられていたが、本発明はそのような態様に限定されない。本発明は、導電性を有するシャンクと、当該シャンクに銀ろうによって固定された導電性を有しない工具と、を備えた既存の切削加工装置に対して有効である。その場合、シャンクと銀ろうとに熱電対を形成させるために、シャンクに第１のリード線を接続する工程と、銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、第１のリード線と第２のリード線とを熱起電力測定のための電圧測定装置に接続する工程と、が必要となる。 Moreover, in embodiment described above, as the cutting apparatus 10, the 1st lead wire 21, the 2nd lead wire 22, the voltage measurement part 25, the calculating part 28, the cutting condition control part 30, and tool exchange are previously carried out. Although the time determination part 32 and the alarm part 33 were provided, this invention is not limited to such an aspect. The present invention is effective for an existing cutting apparatus including a conductive shank and a non-conductive tool fixed to the shank by silver brazing. In that case, in order to form a thermocouple in the shank and the silver solder, a step of connecting the first lead wire to the shank, a step of connecting the second lead wire to the silver solder, the first lead wire and the first solder wire Connecting the two lead wires to a voltage measuring device for measuring the thermoelectromotive force.
続いて、図５を用いて、本発明の他の実施の形態の切削加工装置について説明する。図５は、本発明の他の実施の形態の切削加工装置の概略図である。本実施の形態の切削加工装置１０’では、第１のリード線２１’と第２のリード線２２’とが、異種の金属材料からなる熱電対を構成し、銀ろう１５’にそれぞれ接続されている。 Next, a cutting apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view of a cutting apparatus according to another embodiment of the present invention. In the cutting apparatus 10 ′ of the present embodiment, the first lead wire 21 ′ and the second lead wire 22 ′ constitute a thermocouple made of different metal materials and are connected to the silver brazing 15 ′. ing.
ここで、第１のリード線２１’と第２のリード線２２’とを銀ろう１５’に確実に接続するために、工具長さ方向の銀ろう１５’の幅（シャンク１１’と工具１２との間の切欠部の幅）は、０．５ｍｍ以上とされている（図１の実施の形態の場合には、０．１ｍｍ程度でもよい）。 Here, in order to securely connect the first lead wire 21 ′ and the second lead wire 22 ′ to the silver solder 15 ′, the width of the silver solder 15 ′ in the tool length direction (the shank 11 ′ and the tool 12). The width of the notch portion between the first and second portions is 0.5 mm or more (in the case of the embodiment of FIG. 1, it may be about 0.1 mm).
本実施の形態のその他の構成は、図１に示した実施の形態と同様である。図５において、図１に示した実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 Other configurations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. In FIG. 5, the same components as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態によっても、図１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。また、本実施の形態は、シャンクが導電性を有しない場合においても有効である。 Also according to the present embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIG. 1 can be obtained. This embodiment is also effective when the shank does not have conductivity.
１０、１０’ 切削加工装置
１１、１１’ シャンク
１２ 工具
１５、１５’ 銀ろう
２１、２１’ 第１のリード線
２２、２２’ 第２のリード線
２５ 電圧測定部
２８ 演算部
３０ 切削加工条件制御部
３２ 工具交換時期判定部
３３ アラーム部
５０ 切削加工装置
５１ チャック
５２ 工具（導電性を有する）
５３ 被削材（導電性を有する）
５４ 水銀層
６１、６２ リード線
６５ 電圧測定部
10, 10 'Cutting device 11, 11' Shank 12 Tool 15, 15 'Silver brazing 21, 21' First lead wire 22, 22 'Second lead wire 25 Voltage measurement unit 28 Calculation unit 30 Cutting condition control Unit 32 Tool replacement time determination unit 33 Alarm unit 50 Cutting device 51 Chuck 52 Tool (having conductivity)
53 Work material (Conductive)
54 Mercury layers 61, 62 Lead wire 65 Voltage measuring section
Claims (20)
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、
前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、
前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切削速度を低下させる工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法。 A conductive shank;
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
A method for optimizing the cutting conditions by measuring the cutting temperature by a cutting apparatus equipped with
Connecting a first lead to the shank;
Connecting a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
If the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value based on the calculated cutting temperature, a step of reducing the cutting speed;
A method for optimizing cutting conditions characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削加工条件の最適化方法。 The cutting condition according to claim 1, further comprising a step of increasing a cutting speed when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. Optimization method.
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、
前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、
前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切込量を低下させる工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法。 A conductive shank;
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
A method for optimizing the cutting conditions by measuring the cutting temperature by a cutting apparatus equipped with
Connecting a first lead to the shank;
Connecting a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
On the basis of the calculated cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit, a step of reducing the cutting amount;
A method for optimizing cutting conditions characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の切削加工条件の最適化方法。 The cutting process according to claim 3, further comprising a step of increasing a cutting amount when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. Condition optimization method.
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の切削加工条件の最適化方法。 The method for optimizing a cutting condition according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-conductive tool is a single crystal diamond tool.
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の切削加工条件の最適化方法。 6. The method for optimizing a cutting condition according to claim 1, wherein the conductive shank is formed of a super hard material.
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法であって、
前記シャンクに第１のリード線を接続する工程と、
前記銀ろうに第２のリード線を接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 A conductive shank;
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
Measuring a cutting temperature by a cutting apparatus equipped with a tool, and determining a tool change time of the cutting apparatus,
Connecting a first lead to the shank;
Connecting a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
A step of determining that the tool change time of the cutting device has arrived when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit based on the calculated cutting temperature;
A method for determining a tool change time of a cutting apparatus characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The method further comprising the step of issuing an alarm when it is determined that the tool change time of the cutting apparatus has arrived in the step of determining that the tool change time of the cutting apparatus has arrived. Item 8. A method for determining a tool change time of the cutting apparatus according to Item 7.
ことを特徴とする請求項７または８に記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The method according to claim 7 or 8, wherein the non-conductive tool is a single crystal diamond tool.
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The method for determining a tool change time of a cutting apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the conductive shank is made of a super hard material.
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、
前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切削速度を低下させる工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法。 Shank,
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
A method for optimizing the cutting conditions by measuring the cutting temperature by a cutting apparatus equipped with
Connecting a first lead wire and a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
If the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit value based on the calculated cutting temperature, a step of reducing the cutting speed;
A method for optimizing cutting conditions characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項１１に記載の切削加工条件の最適化方法。 The cutting condition according to claim 11, further comprising a step of increasing a cutting speed when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. Optimization method.
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工条件を最適化する方法であって、
前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合には、切込量を低下させる工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工条件の最適化方法。 Shank,
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
A method for optimizing the cutting conditions by measuring the cutting temperature by a cutting apparatus equipped with
Connecting a first lead wire and a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
On the basis of the calculated cutting temperature, when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit, a step of reducing the cutting amount;
A method for optimizing cutting conditions characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項１３に記載の切削加工条件の最適化方法。 The cutting process according to claim 13, further comprising a step of increasing a cutting amount when the cutting temperature is lower than a predetermined lower limit value based on the calculated cutting temperature. Condition optimization method.
ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の切削加工条件の最適化方法。 15. The method for optimizing a cutting condition according to claim 11, wherein the non-conductive tool is a single crystal diamond tool.
ことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の切削加工条件の最適化方法。 The cutting condition optimization method according to claim 11, wherein the shank is formed of a cemented carbide material.
前記シャンクに銀ろうによって固定された、導電性を有しない工具と、
を備えた切削加工装置による切削加工温度を測定して、切削加工装置の工具交換時期を判定する方法であって、
前記銀ろうにそれぞれ第１のリード線と第２のリード線とを接続する工程と、
前記第１のリード線と前記第２のリード線との間に生じる熱起電力を測定する工程と、
測定された熱起電力に基づいて、対応する切削加工温度を算出する工程と、
算出された切削加工温度に基づいて、当該切削加工温度が所定の上限値よりも高い場合に、切削加工装置の工具交換時期が到来していると判定する工程と、
を備えたことを特徴とする切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 Shank,
A non-conductive tool secured to the shank by silver solder;
Measuring a cutting temperature by a cutting apparatus equipped with a tool, and determining a tool change time of the cutting apparatus,
Connecting a first lead wire and a second lead wire to the silver solder;
Measuring a thermoelectromotive force generated between the first lead wire and the second lead wire;
Calculating a corresponding cutting temperature based on the measured thermoelectromotive force;
A step of determining that the tool change time of the cutting device has arrived when the cutting temperature is higher than a predetermined upper limit based on the calculated cutting temperature;
A method for determining a tool change time of a cutting apparatus characterized by comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項１７に記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The method further comprising the step of issuing an alarm when it is determined that the tool change time of the cutting apparatus has arrived in the step of determining that the tool change time of the cutting apparatus has arrived. Item 18. A method for determining a tool change time of a cutting apparatus according to Item 17.
ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The method according to claim 17 or 18, wherein the non-conductive tool is a single crystal diamond tool.
ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載の切削加工装置の工具交換時期の判定方法。 The said shank is formed with the super hard material, The determination method of the tool replacement time of the cutting apparatus in any one of Claim 17 thru | or 19 characterized by the above-mentioned.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016136919A1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 株式会社山本金属製作所 | Temperature measurement device |
| JP2018083257A (en) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | シチズン時計株式会社 | Control device for machine tool and machine tool |
| JP2020163564A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 日立金属株式会社 | Processing device and machinability evaluation method with use of same |
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2013
- 2013-01-28 JP JP2013013582A patent/JP2014140951A/en active Pending
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| JPWO2016136919A1 (en) * | 2015-02-25 | 2018-03-22 | 株式会社山本金属製作所 | Temperature measuring device |
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