JP2018008323A - Cutting processing device, cutting tool, processing support device and processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting processing device, a cutting tool, a processing support device, and a processing method capable of high efficiency processing by improving the roughness of a processing surface formed of a curved surface shape.SOLUTION: A plurality of cutting parts 71 project on a circumference of a bottom part of an end mill 7. Each of the cutting parts 71 comprises a nose part cutting edge 72 and a wiper part cutting edge 73 continuous with it. Assuming a curvature of a curve forming a convex toward a target processing surface TS is positive and a curvature of a curve forming a concave is negative, the nose part cutting edge 72 has a curvature sufficiently larger than a curvature 1/Rw in a feeding direction of the target processing surface TS, and the wiper part cutting edge 73 has a curvature sufficiently smaller than the curvature of the nose part cutting edge 72 and slightly larger than the curvature 1/Rw in the feeding direction of the target processing surface TS. For forming a finishing surface 61 on a cutting object 6, the end mill 7 rotates and moves in the feeding direction while changing its attitude so that a finishing surface generating part of the wiper part cutting edge 73 substantially coincides with the target processing surface TS.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、送り方向に所定の曲率半径を有する加工面を切削加工によって生成するための切削加工装置、切削工具、加工支援装置および加工方法に関する。   The present invention relates to a cutting device, a cutting tool, a processing support device, and a processing method for generating a machining surface having a predetermined radius of curvature in a feed direction by cutting.

ノーズ部に対し、ワイパー部が連続するように設けられた切削インサートが取り付けられたフライスカッターに関する従来技術があった(例えば、特許文献1参照)。このフライスカッターにおいては、ノーズ部およびワイパー部により被切削物を切削するとともに、ワイパー部によって仕上面を形成している。当該従来技術によるフライスカッターにおいては、曲率半径の小さいノーズ部によって、切削時の再生びびり振動を低減することができる。また、それとともに、ノーズ部に接続された曲率半径の大きいワイパー部により、カッターの送りを増大させても、切削後における加工面の表面粗さを向上させることを可能にしている。   There has been a conventional technique related to a milling cutter in which a cutting insert provided so that a wiper portion is continuous with respect to a nose portion (see, for example, Patent Document 1). In this milling cutter, the workpiece is cut by the nose portion and the wiper portion, and the finished surface is formed by the wiper portion. In the conventional milling cutter, regenerative chatter vibration during cutting can be reduced by the nose portion having a small curvature radius. At the same time, the wiper portion having a large radius of curvature connected to the nose portion can improve the surface roughness of the machined surface after cutting even if the cutter feed is increased.

特開2005−103710号公報JP 2005-103710 A

竹内芳美、長坂学、森重功一:ボールエンドミルの先端切れ刃・側面切れ刃を併用した5軸制御加工、精密工学会誌、Vol.61,No.4,1995,pp.561−565Yoshimi Takeuchi, Manabu Nagasaka, Koichi Mori Shige: 5-axis control machining using the tip and side cutting edges of a ball end mill, Journal of Precision Engineering, Vol. 61, no. 4, 1995, p. 561-565

しかしながら、上述した特許文献1によるフライスカッターは、直線状の工具軌跡に沿って送りが与えられる切削加工に限定して使用されるものであり、フライスカッターが曲線状の工具軌跡に沿って送られる切削加工に適用することはできなかった。これに対して、多軸加工機を用いて、工具の切れ刃直線部によって、大きなピックフィードで仕上面の粗さを向上させる切削加工方法があった(例えば、上記非特許文献1参照)。しかしながら、当該非特許文献1による切削加工方法においては、カッターの有する長い切れ刃が再生効果を有しているため、加工時のびびり振動安定性が低下するという問題があった。   However, the above-described milling cutter according to Patent Document 1 is used only for cutting processing in which feeding is given along a linear tool path, and the milling cutter is fed along a curved tool path. It could not be applied to cutting. On the other hand, there has been a cutting method that uses a multi-axis machine to improve the roughness of the finished surface with a large pick feed by means of the straight edge portion of the tool (for example, see Non-Patent Document 1 above). However, in the cutting method according to Non-Patent Document 1, since the long cutting edge of the cutter has a regenerative effect, there is a problem that chatter vibration stability during processing decreases.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲面形状によって形成された加工面の粗さを向上させ、高能率加工を可能とする切削加工装置、切削工具、加工支援装置および加工方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cutting device, a cutting tool, and a processing support device that improve the roughness of a processing surface formed by a curved surface shape and enable high-efficiency processing. And providing a processing method.

上述した課題を解決するために、請求項1に係る切削加工装置の発明は、被切削物(6)において、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削加工によって生成するための切削加工装置(1)であって、前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)、及び該ノーズ部切れ刃に連続すると共に前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)を具備した切削工具(7、8、9、9A)と、前記切削工具により加工する際、前記ワイパー部切れ刃が切削運動によって掃引されて形成される仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を前記送り方向に変化させる姿勢変更部と、を備えている。   In order to solve the above-described problem, the invention of the cutting device according to claim 1 is directed to a curved target machining surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction in the workpiece (6). ) Is generated by cutting, and when the curvature of the convex curve toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative, a positive first A curved nose portion cutting edge (72, 82, 91a, 91f) having a curvature (1 / Rn) of 1 and a cutting edge that is continuous with the nose portion cutting edge and has a longer cutting edge length than the nose portion cutting edge The blade has a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference between the curvature of the target machining surface and the curvature of the target machining surface is within a predetermined range in the feed direction. Curved wiper part cutting edge (73, 83, 91 , 91g) and a finished surface generating portion formed by sweeping the wiper part cutting edge by a cutting motion when machining with the cutting tool (7, 8, 9, 9A). A posture changing unit that changes the posture of the cutting tool with respect to the workpiece in the feed direction so as to match the surface.

この構成によれば、ノーズ部切れ刃を用いた切削によって、再生効果を抑制し、びびり振動を低減することができる。また、ワイパー部切れ刃を、目標加工面の送り方向の曲率に対し所定範囲内の曲率を有する曲線によって形成し、当該ワイパー部切れ刃が掃引された面を目標加工面に合致するように姿勢を送り方向に変化させて、目標加工面の曲面に沿って送りを与えている。これにより、送り量を増大させて、高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能になる。   According to this configuration, the regenerative effect can be suppressed and chatter vibration can be reduced by cutting using the nose portion cutting edge. Further, the wiper part cutting edge is formed by a curve having a curvature within a predetermined range with respect to the curvature in the feed direction of the target machining surface, and the posture in which the surface where the wiper part cutting edge is swept matches the target machining surface. Is changed in the feed direction to feed along the curved surface of the target machining surface. As a result, it is possible to increase the feed amount, realize high-efficiency machining, and improve the finished surface roughness.

尚、上述した請求項1に係る切削加工装置の発明中における「所定の曲率を有する曲線状のノーズ部切れ刃」には、先端が曲線を有していない鋭利なノーズ部切れ刃や多角形状のノーズ部切れ刃を含んでいる。これは、後述する請求項6に係る切削工具の発明中のノーズ部切れ刃および請求項10に係る加工方法の発明中のノーズ部切れ刃についても同様である。   In addition, in the invention of the cutting apparatus according to claim 1 described above, the “curved nose portion cutting edge having a predetermined curvature” includes a sharp nose portion cutting edge or a polygonal shape whose tip does not have a curve. Includes nose cutting edge. The same applies to the nose portion cutting edge in the invention of the cutting tool according to claim 6 described later and the nose portion cutting edge in the invention of the processing method according to claim 10.

また、請求項1における「前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃」には、仕上面粗さを向上させることができるという本願発明の効果を有する範囲で、目標加工面の送り方向の曲率に対して僅かに異なる曲率を有する曲線によって形成されたワイパー部切れ刃を含んでいる。したがって、曲率と同様に前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率半径を正とし、凹をなす曲線の曲率半径を負とすれば、ワイパー部切れ刃の曲率半径には、加工面の送り方向の曲率半径よりも僅かに小さい曲率半径を含んでいる。これは、後述する請求項6に係る切削工具の発明中のワイパー部切れ刃および請求項10に係る加工方法の発明中のワイパー部切れ刃についても同様である。尚、ワイパー部切れ刃を含む面は概ね切削方向に垂直であるが、しばしば少し傾きが生ずる。この傾きには、送り方向の回りの傾き(すくい角)と、切込み方向回りの傾き(傾斜角)がある。切削方向に垂直でない場合、その切れ刃の切削運動による掃引形状(曲面)を送り方向に測定した曲率が、上述したワイパー部切れ刃の曲率に対応するものであって、切れ刃の曲率そのものではなくなる。尚、曲率半径で大小比較を行うと正負が変わる時に矛盾が生じるが、本発明では曲率の大小比較を行うので矛盾が生じることは無い。   Further, the second curvature (1 / Rt satisfying the condition that the difference between the curvature of the target machining surface and the curvature of the target machining surface is not less than a predetermined range in the feeding direction. In the range having the effect of the present invention that the finished surface roughness can be improved, the curved wiper part cutting edge having a) has a curvature slightly different from the curvature in the feed direction of the target machining surface. It includes a wiper section cutting edge formed by a curved line. Therefore, if the radius of curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the radius of curvature of the concave curve is negative, the curvature radius of the wiper part cutting edge is The radius of curvature is slightly smaller than the radius of curvature in the feed direction. The same applies to the wiper part cutting edge in the invention of the cutting tool according to claim 6 described later and the wiper part cutting edge in the invention of the processing method according to claim 10. The surface including the wiper portion cutting edge is generally perpendicular to the cutting direction, but often has a slight inclination. This inclination includes an inclination around the feed direction (rake angle) and an inclination around the cutting direction (inclination angle). If it is not perpendicular to the cutting direction, the curvature measured in the feed direction of the sweep shape (curved surface) by the cutting motion of the cutting edge corresponds to the curvature of the wiper part cutting edge described above, and the curvature of the cutting edge itself is not Disappear. If a magnitude comparison is made based on the radius of curvature, a contradiction occurs when the sign changes. However, in the present invention, since the magnitude of the curvature is compared, no contradiction occurs.

また、請求項1における「目標加工面に合致する」には、仕上面粗さを向上させることができるという本願発明の効果を有する範囲で、ワイパー部切れ刃が掃引された面が、加工面に対して完全には合致していない場合を含んでいる。これは、後述する請求項10に係る加工方法の発明中のワイパー部切れ刃についても同様である。   Further, in “matching the target machining surface” in claim 1, the surface where the wiper part cutting edge is swept is a machining surface within the range having the effect of the present invention that the finished surface roughness can be improved. The case where it is not completely matched is included. The same applies to the wiper part cutting edge in the invention of the processing method according to claim 10 described later.

また、請求項6に係る切削工具の発明は、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削によって生成するための切削工具(7、8、9、9A)であって、前記加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)と、該ノーズ部切れ刃に連続すると共に、前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)と、を備えている。   Further, the invention of the cutting tool according to claim 6 is a cutting tool (7, 8, 9) for generating a curved target machining surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction by cutting. 9A), a curve having a first positive curvature (1 / Rn) where the curvature of the curve convex toward the machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. A nose part cutting edge (72, 82, 91a, 91f) and a cutting edge which is continuous with the nose part cutting edge and has a cutting edge length longer than the nose part cutting edge, and the target machining surface in the feed direction Curve-shaped wiper part cutting edges (73, 83, having a second curvature (1 / Rt) satisfying the condition that the difference from the curvature of the target machining surface is within a predetermined range. 91b, 91g).

これにより、ノーズ部切れ刃を用いた切削によって、再生効果を抑制し、びびり振動を低減することができる。また、ワイパー部切れ刃が切削運動によって掃引された面が加工面に合致するように姿勢を変化させて、目標加工面の曲面に沿って送りを与えるようにすれば、送り量を増大させて、高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能な切削工具にすることができる。   Thereby, the reproduction effect can be suppressed and the chatter vibration can be reduced by cutting using the nose portion cutting edge. Also, if the position of the wiper part cutting edge is changed so that the surface swept by the cutting motion matches the machining surface, and the feed is given along the curved surface of the target machining surface, the feed amount is increased. In addition, a cutting tool capable of realizing high-efficiency machining and improving the finished surface roughness can be obtained.

また、請求項9に係る加工データを生成する加工支援装置(2)の発明は、請求項3に記載の切削加工装置(1)において、前記各切削工具が有する曲率に基づき、各々の前記切削工具が切削可能な曲率範囲(1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3)を設定し、該曲率範囲と製品図面データとに基づき、前記目標加工面を、各々が前記曲率範囲のいずれかに対応した複数の領域に分割する加工面分割部(S101)と、分割された前記領域に基づいて、前記目標加工面の各部位に対して、使用すべき前記切削工具を当てはめる工具設定部と(S102)、当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記切削工具の送り量(f)を設定する送り量設定部(S104)と、当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を設定する姿勢設定部(S105)と、を備えている。   Moreover, invention of the process assistance apparatus (2) which produces | generates the process data which concerns on Claim 9 is a cutting apparatus (1) of Claim 3. WHEREIN: Based on the curvature which each said cutting tool has, each said cutting A curvature range (1 / Rs1, 1 / Rs2, 1 / Rs3) that can be cut by the tool is set, and based on the curvature range and product drawing data, each of the target machining surfaces is set to one of the curvature ranges. A machining surface dividing unit (S101) that divides into a plurality of corresponding regions, and a tool setting unit that applies the cutting tool to be used to each part of the target machining surface based on the divided regions ( S102), based on the fitted cutting tool and the product drawing data, a feed amount setting unit (S104) for setting the feed amount (f) of the cutting tool, and the fitted cutting tool and the product drawing data. Base Includes the a posture setting section for setting the orientation of the cutting tool with respect to the cuttings (S105), the.

これにより、使用可能な複数の切削工具の中から、目標加工面TSの形状に基づき、使用すべき工具の選択を行うことができる。すなわち、ワイパー部切れ刃が掃引された面を目標加工面に略合致させることのできる加工データを形成することにより、高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能な切削加工を自動化することができる。   Thereby, a tool to be used can be selected from a plurality of usable cutting tools based on the shape of the target machining surface TS. That is, by forming machining data that can substantially match the surface where the wiper part cutting edge has been swept to the target machining surface, high-efficiency machining can be realized and the finished surface roughness can be improved. Processing can be automated.

また、請求項10に係る加工方法の発明は、被切削物(6)において、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削加工によって生成するための加工方法であって、前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有するノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)、及び該ノーズ部切れ刃に連続すると共に前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)を具備した切削工具(7、8、9、9A)を用い、該切削工具および前記被切削物のうちの少なくともいずれかを動作させて、前記被切削物を切削するとともに、前記ワイパー部切れ刃が掃引する面の仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を変化させながら、前記切削工具および前記被切削物のうちの少なくともいずれかを移動させることにより、前記切削工具を前記加工面の前記曲面に沿って前記送り方向に相対移動させる。   The invention of the machining method according to claim 10 is for generating a curved target machining surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction by cutting in the workpiece (6). The nose portion having a positive first curvature (1 / Rn) when the curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. A cutting edge (72, 82, 91a, 91f) and a cutting edge that is continuous with the nose part cutting edge and has a cutting edge length longer than the nose part cutting edge, and the curvature of the target machining surface in the feed direction ( 1 / Rw) or more and a curved wiper part cutting edge (73, 83, 91b, 91g) having a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference from the curvature of the target machining surface is within a predetermined range. Cutting tools (7, 8, 9, A) is used to operate at least one of the cutting tool and the workpiece to cut the workpiece, and the finished surface generation portion of the surface swept by the wiper portion cutting edge is the target. By moving at least one of the cutting tool and the workpiece while changing the posture of the cutting tool relative to the workpiece so as to match the machining surface, the cutting tool is moved to the machining surface. Are moved relative to each other in the feed direction along the curved surface.

これにより、ノーズ部切れ刃を用いた切削によって、再生効果を抑制し、びびり振動を低減することができる。また、ワイパー部切れ刃を、目標加工面の送り方向の曲率に対し所定範囲内の曲率を有する曲線によって形成し、ワイパー部切れ刃が掃引する面が加工面に合致するように姿勢を変化させて、目標加工面の曲面に沿って送りを与えている。これにより、送り量を増大させて、高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能な加工方法にすることができる。   Thereby, the reproduction effect can be suppressed and the chatter vibration can be reduced by cutting using the nose portion cutting edge. In addition, the wiper part cutting edge is formed by a curve having a curvature within a predetermined range with respect to the curvature of the target machining surface in the feed direction, and the posture is changed so that the surface swept by the wiper part cutting edge matches the machining surface. The feed is given along the curved surface of the target machining surface. Thereby, while being able to increase feed amount and implement | achieve highly efficient processing, it can be set as the processing method which can improve finishing surface roughness.

本発明の実施形態1による切削加工システムの全体を表したブロック図The block diagram showing the whole cutting system by Embodiment 1 of this invention 図1に示したNC工作機械装置の外観斜視図1 is an external perspective view of the NC machine tool device shown in FIG. 図2に示したエンドミルによる切削方法を表した模式図Schematic diagram showing the cutting method using the end mill shown in FIG. 図3のIV部拡大図Part IV enlarged view of FIG. CAD/CAM装置によってCLデータを形成するための処理フローの一例を示したフローチャートを表した図The figure showing the flowchart which showed an example of the processing flow for forming CL data with a CAD / CAM apparatus エンドミルによる切削後の仕上面を示した拡大図Enlarged view showing the finished surface after cutting with an end mill ワイパー部切れ刃の曲率半径を算出する方法を示すための模式図Schematic diagram to show how to calculate the radius of curvature of the wiper part cutting edge ワイパー部切れ刃のピックフィード方向の曲率半径を算出する方法を示すための模式図Schematic diagram to show how to calculate the radius of curvature of the wiper part cutting edge in the pick feed direction 図8に示されたエンドミルを送り方向に見た場合の模式図Schematic diagram when the end mill shown in Fig. 8 is viewed in the feed direction リードのみの場合においてエンドミルの仕上げ面カスプを模式的に示す図Schematic diagram of the finished surface cusp of the end mill when only leads are used リード及びチルトの両方を含む場合においてエンドミルの仕上げ面カスプを模式的に示す図Diagram showing the finished surface cusp of the end mill when both lead and tilt are included. 実施形態1の変形例によるエンドミルの切削部を示した拡大図The enlarged view which showed the cutting part of the end mill by the modification of Embodiment 1. 実施形態2によるエンドミルの切削方法を表した模式図The schematic diagram showing the cutting method of the end mill by Embodiment 2 切削工具における逃げ角を設定する方法を説明するための模式図Schematic diagram for explaining how to set the clearance angle in a cutting tool 図14に示した切削工具を下方から見た図The figure which looked at the cutting tool shown in Drawing 14 from the lower part 図15に示したインサートの刃先を示した拡大図Enlarged view showing the cutting edge of the insert shown in FIG. その他の実施形態を示した図The figure which showed other embodiment 図17の部分拡大図Partial enlarged view of FIG.

<実施形態1の構成>
(切削加工システムの構成)
図1に基づき、本発明の実施形態1による切削加工システム1について説明する。切削加工システム1は、本発明の切削加工装置に該当する。図1に示したように、切削加工システム1は、CAD/CAM装置2、NCデータ作成装置3、NC制御装置4、NC工作機械装置5を含んでいる。CAD/CAM装置2は、加工支援装置に該当する。CAD/CAM装置2は、CAD装置とCAM装置とに分離されていてもよい。CAD/CAM装置2は、製品図面データに基づいて決定された加工手順に従って、エンドミル等の切削工具の移動方法を特定するデータであるCLデータを形成する。CLデータは、加工面上を移動する切削工具の加工点による移動軌跡と、移動軌跡上の点における切削工具の姿勢ベクトルとにより形成されている。CLデータは、加工データに該当する。CAD/CAM装置2は、後述する本発明による切削工具の自動選定とその動作の自動生成を行うものが望ましい。この場合、CAD/CAM装置2が本発明の工具選択部に該当する。NCデータ作成装置3は、CAD/CAM装置2からのCLデータに基づいて、NC工作機械装置5を多軸制御可能なNCデータを作成し、NC制御装置4へと供給する。以上のようにCAD/CAM装置2およびNCデータ作成装置3の支援によってNCデータを作成することが望ましいが、それらのいずれかまたは両方の支援なしでNCデータを作成してもよい。また制御軸数や加工形状を限定するなどによって、CAD/CAM装置2とNCデータ作成装置3が一つに集約されていたり、さらにそれがNC制御装置内に集約されていてもよい。この場合、CAD/CAM装置2及びNCデータ作成装置3、又はNCデータ作成装置3が本発明の工具選択部に該当することとなる。NC制御装置4は、NCデータ作成装置3によって形成されたNCデータに従い、図2に示したNC工作機械装置5を制御する。
<Configuration of Embodiment 1>
(Configuration of cutting system)
Based on FIG. 1, the cutting system 1 by Embodiment 1 of this invention is demonstrated. The cutting system 1 corresponds to the cutting apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the cutting system 1 includes a CAD / CAM device 2, an NC data creation device 3, an NC control device 4, and an NC machine tool device 5. The CAD / CAM device 2 corresponds to a processing support device. The CAD / CAM device 2 may be separated into a CAD device and a CAM device. The CAD / CAM device 2 forms CL data, which is data for specifying a moving method of a cutting tool such as an end mill, in accordance with a machining procedure determined based on product drawing data. The CL data is formed by a movement trajectory of a cutting tool moving on the processing surface and a posture vector of the cutting tool at a point on the movement trajectory. The CL data corresponds to the processing data. The CAD / CAM device 2 is preferably one that automatically selects a cutting tool according to the present invention to be described later and automatically generates its operation. In this case, the CAD / CAM device 2 corresponds to the tool selection unit of the present invention. The NC data creation device 3 creates NC data capable of multi-axis control of the NC machine tool device 5 based on the CL data from the CAD / CAM device 2 and supplies the NC data to the NC control device 4. As described above, it is desirable to create NC data with the support of the CAD / CAM device 2 and the NC data creation device 3, but the NC data may be created without the assistance of either or both of them. Further, the CAD / CAM device 2 and the NC data creation device 3 may be integrated into one by limiting the number of control axes and the machining shape, or may be integrated into the NC control device. In this case, the CAD / CAM device 2 and the NC data creation device 3 or the NC data creation device 3 correspond to the tool selection unit of the present invention. The NC control device 4 controls the NC machine tool device 5 shown in FIG. 2 in accordance with the NC data formed by the NC data creation device 3.

(NC工作機械装置の構成)
以下、図2に基づいて、NC工作機械装置5について説明する。図2に示したように、図2における左右方向をNC工作機械装置5のX軸方向、上下方向をNC工作機械装置5のZ軸方向、X軸方向およびZ軸方向の双方に対して垂直な方向をNC工作機械装置5のY軸方向とする。NC工作機械装置5は、同時多軸制御が可能なマシニングセンタによって形成されている。NC工作機械装置5は、ベース50上に設けられたコラム51及びY軸送りテーブル52と、Y軸送りテーブル52上に設けられたX軸送りテーブル55とを備えている。Y軸送りテーブル52は、ベース50上に形成されたY軸レール50aと係合し、ベース50に対しY軸方向に移動可能に支持されている。ベース50にはボールねじ機構53Aが設けられており、ボールねじ機構53Aには、Y軸モータ54Aが取り付けられている。Y軸モータ54Aは、ピックフィード部に該当する。Y軸モータ54Aには、その回転位置を検出する図示しないY軸センサが内蔵されている。前述したNC制御装置4は、Y軸センサによる検出値に基づいてY軸モータ54Aの作動を制御し、Y軸送りテーブル52をY軸方向(本実施形態においてはピックフィード方向(送り方向と後述する目標加工面TSの法線方向の双方に対して直交する方向)に該当する)に移動させる。
(Configuration of NC machine tool device)
Hereinafter, the NC machine tool device 5 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the horizontal direction in FIG. 2 is the X-axis direction of the NC machine tool device 5, and the vertical direction is perpendicular to both the Z-axis direction, the X-axis direction, and the Z-axis direction of the NC machine tool device 5. Is the Y-axis direction of the NC machine tool device 5. The NC machine tool device 5 is formed by a machining center capable of simultaneous multi-axis control. The NC machine tool device 5 includes a column 51 and a Y-axis feed table 52 provided on the base 50, and an X-axis feed table 55 provided on the Y-axis feed table 52. The Y-axis feed table 52 engages with a Y-axis rail 50a formed on the base 50, and is supported so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the base 50. The base 50 is provided with a ball screw mechanism 53A, and a Y-axis motor 54A is attached to the ball screw mechanism 53A. The Y-axis motor 54A corresponds to a pick feed unit. The Y-axis motor 54A incorporates a Y-axis sensor (not shown) that detects its rotational position. The NC control device 4 described above controls the operation of the Y-axis motor 54A based on the value detected by the Y-axis sensor, and moves the Y-axis feed table 52 in the Y-axis direction (in this embodiment, the pick-feed direction (feed direction and later described). Corresponding to the direction perpendicular to both normal directions of the target machining surface TS to be moved).

Y軸送りテーブル52上には、X軸送りテーブル55が設けられている。X軸送りテーブル55は、Y軸送りテーブル52上に形成されたX軸レール52aと係合し、Y軸送りテーブル52に対しX軸方向に移動可能に支持されている。Y軸送りテーブル52にはボールねじ機構53Bが設けられており、ボールねじ機構53Bには、X軸モータ54Bが取り付けられている。X軸モータ54Bは、工具送り部に該当する。X軸モータ54Bには、その回転位置を検出する図示しないX軸センサが内蔵されている。NC制御装置4は、X軸センサによる検出値に基づいて、X軸モータ54Bの作動を制御して、X軸送りテーブル55をX軸方向(後述するように、本実施形態においては送り方向に該当する)に移動させる。尚、X軸方向を送り方向とする場合であっても、曲線状であるため、Z軸方向にも若干の動きが発生する。テーブル55上には、後述する被切削物6が固定されている。   An X-axis feed table 55 is provided on the Y-axis feed table 52. The X-axis feed table 55 is engaged with an X-axis rail 52a formed on the Y-axis feed table 52, and is supported so as to be movable in the X-axis direction with respect to the Y-axis feed table 52. The Y-axis feed table 52 is provided with a ball screw mechanism 53B, and an X-axis motor 54B is attached to the ball screw mechanism 53B. The X-axis motor 54B corresponds to a tool feeder. The X-axis motor 54B incorporates an X-axis sensor (not shown) that detects its rotational position. The NC control device 4 controls the operation of the X-axis motor 54B based on the value detected by the X-axis sensor, and moves the X-axis feed table 55 in the X-axis direction (in this embodiment, in the feed direction as will be described later). Move to the appropriate). Even in the case where the X-axis direction is the feeding direction, a slight movement also occurs in the Z-axis direction because of the curved shape. A workpiece 6 to be described later is fixed on the table 55.

コラム51に形成されたZ軸レール51bには、Y軸回り角度モータ54D及びX軸回り角度モータ54Fを介して主軸支持部56が、コラム51に対しZ軸方向に移動可能に取り付けられている。Y軸回り角度モータ54Dは、主軸支持部56をY軸を中心として回転させる。X軸回り角度モータ54Fは、主軸支持部56をX軸を中心として回転させる。Y軸回り角度モータ54D及びX軸回り角度モータ54Fが、本発明の姿勢変更部に該当する。尚、工具先端(一般には切れ刃円弧の中心点)の位置を変えずに送り方向の工具姿勢を変えるためには、X軸とZ軸も大きく移動することになり、ピックフィード方向の工具姿勢を変えるためには、Y軸とZ軸も大きく移動することになる。コラム51の内部にはボールねじ機構53Cが設けられており、ボールねじ機構53Cには、Z軸モータ54Cが取り付けられている。Z軸モータ54Cには、その回転位置を検出する図示しないZ軸センサが内蔵されている。NC制御装置4は、Z軸センサによる検出値に基づいてZ軸モータ54Cの作動を制御し、Y軸回り角度モータ54D及びX軸回り角度モータ54Fとともに主軸支持部56をZ軸方向に移動させる。   A spindle support portion 56 is attached to the Z-axis rail 51b formed in the column 51 via a Y-axis rotation angle motor 54D and an X-axis rotation angle motor 54F so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the column 51. . The Y-axis rotation angle motor 54D rotates the main shaft support 56 around the Y axis. The X-axis rotation angle motor 54F rotates the spindle support part 56 around the X axis. The Y-axis rotation angle motor 54D and the X-axis rotation angle motor 54F correspond to the posture changing unit of the present invention. Note that in order to change the tool orientation in the feed direction without changing the position of the tool tip (generally the center point of the cutting edge arc), the X and Z axes also move greatly, and the tool orientation in the pick feed direction In order to change, the Y axis and the Z axis also move greatly. A ball screw mechanism 53C is provided inside the column 51, and a Z-axis motor 54C is attached to the ball screw mechanism 53C. The Z-axis motor 54C incorporates a Z-axis sensor (not shown) that detects its rotational position. The NC control device 4 controls the operation of the Z-axis motor 54C based on the value detected by the Z-axis sensor, and moves the spindle support portion 56 in the Z-axis direction together with the Y-axis rotation angle motor 54D and the X-axis rotation angle motor 54F. .

前述したY軸回り角度モータ54Dには、その回転位置を検出する図示しない角度センサが内蔵されている。NC制御装置4は、角度センサによる検出値に基づいてY軸回り角度モータ54Dの作動を制御し、主軸支持部56を、コラム51に対しY軸を中心として回転させる。Y軸回り角度モータ54Dは、送り方向の姿勢を変更制御し、X軸回り角度モータ54Fはピックフィード方向の姿勢を変更制御する。また、主軸支持部56を回転させる代わりに、被切削物6を回転させるようにしてもよい。   The Y-axis angle motor 54D described above incorporates an angle sensor (not shown) that detects its rotational position. The NC control device 4 controls the operation of the Y axis rotation angle motor 54D based on the detection value by the angle sensor, and rotates the spindle support portion 56 around the Y axis with respect to the column 51. The Y-axis rotation angle motor 54D controls to change the posture in the feed direction, and the X-axis rotation angle motor 54F controls to change the posture in the pick feed direction. Further, instead of rotating the spindle support portion 56, the workpiece 6 may be rotated.

主軸支持部56の下端にはチャック装置57が設けられており、チャック装置57には、エンドミル7が取り付けられている。主軸支持部56の上端には主軸モータ54Eが取り付けられており、主軸モータ54Eは、チャック装置57とともにエンドミル7を回転させる。主軸モータ54Eには、主軸センサが内蔵されており、NC制御装置4は、主軸センサによる検出値に基づいて主軸モータ54Eの作動を制御する。エンドミル7は切削工具に該当する。   A chuck device 57 is provided at the lower end of the spindle support portion 56, and the end mill 7 is attached to the chuck device 57. A spindle motor 54E is attached to the upper end of the spindle support portion 56, and the spindle motor 54E rotates the end mill 7 together with the chuck device 57. The spindle motor 54E has a built-in spindle sensor, and the NC control device 4 controls the operation of the spindle motor 54E based on the detection value of the spindle sensor. The end mill 7 corresponds to a cutting tool.

コラム51の側面には、工具交換ユニット58およびツールマガジン59が取り付けられている。ツールマガジン59は、待機中の切削工具を一つ以上収容する装置であって、被切削物6を切削加工するためのエンドミル7を含む、工具径、工具材種、刃先形状などの異なる複数の切削工具7A、7Bがストック可能に形成されている。工具交換ユニット58は、ツールマガジン59に収容された待機中の切削工具のうちの一つを、使用中の前記切削工具と取り換える装置であって、本発明の工具取換部に該当する。また、ツールマガジン59は、本発明の工具収容部に該当する。ツールマガジン59に収納されている切削工具7A、7Bには、エンドミル、正面フライスカッター、リーマといった多種類のものを含んでいる。これに加えて、ツールマガジン59には、同種の切削工具でありながら、被切削物6の各々の加工部位の曲面形状に対応して、後述するワイパー部切れ刃73の曲率が互いに異なるものを複数段階形成して収容している。被切削物6を加工する際に、エンドミル7による切削工程が終了すると、工具交換ユニット58によって、ツールマガジン59に収納された別の切削工具7A、7Bが、エンドミル7に代わってチャック装置57に付け換えられた後、次の切削工程が開始される。工具交換ユニット58の作動は、被切削物6の加工面の形状に基づいて作成されたNCデータにより、NC制御装置4が制御する。   A tool change unit 58 and a tool magazine 59 are attached to the side surface of the column 51. The tool magazine 59 is a device that accommodates one or more waiting cutting tools, and includes an end mill 7 for cutting the workpiece 6, and includes a plurality of different tool diameters, tool material types, cutting edge shapes, and the like. The cutting tools 7A and 7B are formed so as to be stockable. The tool change unit 58 is a device for replacing one of the waiting cutting tools accommodated in the tool magazine 59 with the cutting tool being used, and corresponds to the tool replacing portion of the present invention. Moreover, the tool magazine 59 corresponds to the tool accommodating part of this invention. The cutting tools 7A and 7B stored in the tool magazine 59 include various types such as an end mill, a face milling cutter, and a reamer. In addition to this, the tool magazine 59 has the same type of cutting tool, but has different curvatures of the wiper part cutting edge 73 described later corresponding to the curved surface shape of each processing part of the workpiece 6. It is housed in multiple stages. When the workpiece 6 is machined, when the cutting process by the end mill 7 is completed, the tool changing unit 58 causes the other cutting tools 7A and 7B stored in the tool magazine 59 to be transferred to the chuck device 57 instead of the end mill 7. After the replacement, the next cutting process is started. The operation of the tool change unit 58 is controlled by the NC control device 4 based on NC data created based on the shape of the processed surface of the workpiece 6.

(エンドミルの構成およびエンドミルを用いた加工方法)
以下、図3および図4に基づき、エンドミル7の構成およびエンドミル7を用いた加工方法について説明する。尚、図3における左右方向は、前述したNC工作機械装置5のX軸方向に該当し、紙面に垂直な方向はY軸方向、上下方向はZ軸方向に該当する。また、図3における下方を、エンドミル7の下方とし、エンドミル7の送り方向(図3において右方であって、白抜きの矢印にて示す)を前方として説明する。
(Configuration of end mill and processing method using end mill)
Hereinafter, based on FIG. 3 and FIG. 4, the structure of the end mill 7 and the processing method using the end mill 7 are demonstrated. 3 corresponds to the X-axis direction of the NC machine tool device 5 described above, the direction perpendicular to the paper surface corresponds to the Y-axis direction, and the vertical direction corresponds to the Z-axis direction. Further, the description will be made assuming that the lower side in FIG. 3 is the lower side of the end mill 7 and the feed direction of the end mill 7 (right side in FIG. 3 and indicated by a white arrow) is the front side.

エンドミル7は、高速度工具鋼、超硬合金、セラミックス等により略円柱形状に形成されており、図3に示したように、底部において、切削部71が設けられている。本実施形態において切削部71は、エンドミル7の円周上において複数個形成されている。しかしながら、エンドミル7は本実施形態に限定されるものではなく、単刃の切削工具であってもよい。本実施形態によるエンドミル7は、底刃加工によって、被切削物6上において送り方向に所定の曲率半径Rwを有した凹状の曲面によって形成された目標加工面TSを形成するための切削工具である。目標加工面TSは、切削加工システム1が切削加工の目的とする製品図面上の形状である。目標加工面TSは、曲面状の加工面に該当する。尚、本明細書において、目標加工面TSに向かって凸をなす曲線の曲率又は曲率半径を正で表し、凹をなす曲線の曲率又は曲率半径を負で表すこととする。   The end mill 7 is formed in a substantially cylindrical shape using high-speed tool steel, cemented carbide, ceramics, or the like, and a cutting portion 71 is provided at the bottom as shown in FIG. In the present embodiment, a plurality of cutting portions 71 are formed on the circumference of the end mill 7. However, the end mill 7 is not limited to this embodiment, and may be a single-edged cutting tool. The end mill 7 according to the present embodiment is a cutting tool for forming a target machining surface TS formed by a concave curved surface having a predetermined curvature radius Rw in the feed direction on the workpiece 6 by bottom edge machining. . The target machining surface TS is a shape on the product drawing that the cutting system 1 aims for cutting. The target machining surface TS corresponds to a curved machining surface. In the present specification, the curvature or radius of curvature of a curve that protrudes toward the target machining surface TS is positive, and the curvature or radius of curvature of a concave curve is negative.

図4において拡大して示したように、各々の切削部71は、ノーズ部切れ刃72と、ノーズ部切れ刃72の後方に滑らかに連続したワイパー部切れ刃73とを有している。エンドミル7においては、ノーズ部切れ刃72およびワイパー部切れ刃73により被切削物6を切削するとともに、ワイパー部切れ刃73によって仕上面を形成している。ノーズ部切れ刃72は、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwよりも十分に大きい正の曲率1/Rnを有した曲線状に形成されている。ノーズ部切れ刃72の曲率1/Rnは、再生効果を抑制し、びびり振動を低減することができるように、十分大きく設定されている。また、大きい曲率1/Rnは切削に関与する切れ刃長さを短くすることで切削力を低減し、静的な変形や強制振動を抑制する効果もある。ノーズ部切れ刃72の先端は、曲線を有さず鋭利に形成されていてもよい。   As shown in an enlarged manner in FIG. 4, each cutting portion 71 has a nose portion cutting edge 72 and a wiper portion cutting edge 73 smoothly and continuously behind the nose portion cutting edge 72. In the end mill 7, the workpiece 6 is cut by the nose portion cutting edge 72 and the wiper portion cutting edge 73, and the finished surface is formed by the wiper portion cutting edge 73. The nose portion cutting edge 72 is formed in a curved shape having a positive curvature 1 / Rn that is sufficiently larger than the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS. The curvature 1 / Rn of the nose portion cutting edge 72 is set to be sufficiently large so as to suppress the reproduction effect and reduce chatter vibration. Further, the large curvature 1 / Rn has an effect of reducing the cutting force by shortening the cutting edge length involved in cutting, and suppressing static deformation and forced vibration. The tip of the nose portion cutting edge 72 may have a sharp shape without having a curve.

一方、ワイパー部切れ刃73は、ノーズ部切れ刃72の曲率1/Rnよりも十分に小さく、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwより僅かに大きい曲率1/Rtを有する曲線状に形成されている。ワイパー部切れ刃73の曲率1/Rtは、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwと略一致していてもよい。ワイパー部切れ刃73は、目標加工面TSに向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃72に連続すると共にノーズ部切れ刃72よりも切れ刃長の長い切れ刃であって送り方向において目標加工面TSの曲率(1/Rw)以上で且つ目標加工面TSの曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のものが適用可能である。すなわち、1/Rt≧1/Rw且つその差が所定範囲内であって、その差が小さいほど好ましい。当該所定範囲とは、仕上面粗さを向上させることができるという本願発明の効果を有する範囲を言う。   On the other hand, the wiper portion cutting edge 73 has a curved shape having a curvature 1 / Rt that is sufficiently smaller than the curvature 1 / Rn of the nose portion cutting edge 72 and slightly larger than the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS. Is formed. The curvature 1 / Rt of the wiper portion cutting edge 73 may substantially coincide with the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS. The wiper portion cutting edge 73 is a curved shape having a positive first curvature (1 / Rn) when the curvature of the curve that is convex toward the target machining surface TS is positive and the curvature of the concave curve is negative. The cutting edge is continuous with the nose part cutting edge 72 and has a longer cutting edge length than the nose part cutting edge 72, and is equal to or greater than the curvature (1 / Rw) of the target machining surface TS in the feed direction. A curved shape having a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference between the two values is within a predetermined range is applicable. That is, 1 / Rt ≧ 1 / Rw and the difference is within a predetermined range, and the difference is preferably as small as possible. The predetermined range refers to a range having the effect of the present invention that the finished surface roughness can be improved.

尚、これまで説明した目標加工面TS、ノーズ部切れ刃72およびワイパー部切れ刃73は、図3において左右方向に曲面状を呈している。   Note that the target machining surface TS, the nose portion cutting edge 72, and the wiper portion cutting edge 73 described so far have a curved shape in the left-right direction in FIG.

図3に示したように、被切削物6上には、既に切削によって形成された凹状の仕上面61に連続するように、未切削部62が存在している。図3に示した状態において、切削部71は、これから未切削部62を切削加工していく過程にある。この時点において、エンドミル7のノーズ部切れ刃72は、ワイパー部切れ刃73に対して送り方向前方に位置している。   As shown in FIG. 3, an uncut portion 62 is present on the workpiece 6 so as to be continuous with the concave finish surface 61 already formed by cutting. In the state shown in FIG. 3, the cutting part 71 is in the process of cutting the uncut part 62 from now on. At this time, the nose portion cutting edge 72 of the end mill 7 is positioned forward in the feed direction with respect to the wiper portion cutting edge 73.

被切削物6に仕上面61を形成するために、エンドミル7は、前述したNC工作機械装置5の主軸モータ54Eによって、その中心軸φの回りに回転されている。主軸モータ54Eによってエンドミル7が回転されることにより、ノーズ部切れ刃72およびワイパー部切れ刃73は、被切削物6を切削することができる。また、X軸モータ54Bによって、被切削物6がX軸方向(図3における左方)に移動されるため、エンドミル7は回転しながら、被切削物6に対して相対移動する。エンドミル7は、目標加工面TSの曲面に沿って、前述した送り方向に移動する(フィード)。エンドミル7は、送り方向に進行する際、その回転(切削運動)によりワイパー部切れ刃73が掃引する面を目標加工面TSに略合致させるように、被切削物6に対するその姿勢を変化させる。すなわち、エンドミル7は、図3において右方に移動するにつれて、切削によって生成している目標加工面TS上の位置に対応して、下端部の切削部71が上端部に対して右方に揺動されていくことになる。図3において、ある時点のエンドミル7の位置および姿勢を破線にて示し、それから所定時間後のエンドミル7の位置および姿勢を実線にて示している。エンドミル7の揺動は、前述したY軸回り角度モータ54Dによって実行される。それとともに、エンドミル7は、切削している目標加工面TS上の位置に対応して、Z軸モータ54CによってZ軸方向にも移動する。   In order to form the finished surface 61 on the workpiece 6, the end mill 7 is rotated around its central axis φ by the spindle motor 54 </ b> E of the NC machine tool device 5 described above. When the end mill 7 is rotated by the spindle motor 54E, the nose portion cutting edge 72 and the wiper portion cutting edge 73 can cut the workpiece 6. Further, since the workpiece 6 is moved in the X-axis direction (left side in FIG. 3) by the X-axis motor 54B, the end mill 7 moves relative to the workpiece 6 while rotating. The end mill 7 moves in the aforementioned feed direction along the curved surface of the target machining surface TS (feed). When the end mill 7 advances in the feed direction, the posture of the workpiece 6 with respect to the workpiece 6 is changed so that the surface swept by the wiper portion cutting edge 73 by the rotation (cutting motion) substantially matches the target machining surface TS. That is, as the end mill 7 moves to the right in FIG. 3, the cutting portion 71 at the lower end portion swings to the right with respect to the upper end portion corresponding to the position on the target machining surface TS generated by cutting. It will be moved. In FIG. 3, the position and orientation of the end mill 7 at a certain time are indicated by broken lines, and the position and orientation of the end mill 7 after a predetermined time are indicated by solid lines. The swing of the end mill 7 is executed by the Y-axis rotation angle motor 54D described above. At the same time, the end mill 7 also moves in the Z-axis direction by the Z-axis motor 54C corresponding to the position on the target machining surface TS that is being cut.

エンドミル7が被切削物6の端部まで送られると、被切削物6は、Y軸モータ54Aによって、Y軸方向に所定のピッチだけ移動される。これにより、エンドミル7は被切削物6に対して相対移動(ピックフィード)する。ピックフィードされたエンドミル7は、中心軸φの回りに回転しながら、目標加工面TSに沿って、上述した場合と反対方向(図3において左方)に移動する。この場合にも、エンドミル7は、ワイパー部切れ刃73の仕上げ面生成部分が目標加工面TSに略合致するように、その姿勢を変化させる。あるいは、工作機械の運動誤差特性の変化による仕上面61の粗さ劣化を避けるため、図3において左方に移動する場合には、被切削物6を加工しないようにしてもよい。以下、エンドミル7は、被切削物6上を往復動することにより仕上面61を形成していく。さらに、送り方向の曲率1/Rw(但し、実用上1/Rwは一定値に限らず、1/Rtを上回らない1/Rtに近い範囲内にあればよい。)を有する仕上面61の生成が終了すると、工具交換ユニット58によって、エンドミル7をツールマガジン59上の他の切削工具7A、7Bと取り換えた後、被切削物6の他の箇所の切削加工が行われる。   When the end mill 7 is sent to the end of the workpiece 6, the workpiece 6 is moved by a predetermined pitch in the Y-axis direction by the Y-axis motor 54A. As a result, the end mill 7 moves relative to the workpiece 6 (pick feed). The end mill 7 that has been pick-feeded moves in the opposite direction (leftward in FIG. 3) along the target machining surface TS while rotating around the central axis φ. Also in this case, the end mill 7 changes its posture so that the finished surface generation portion of the wiper portion cutting edge 73 substantially matches the target machining surface TS. Alternatively, in order to avoid the deterioration of the roughness of the finished surface 61 due to the change in the motion error characteristic of the machine tool, the workpiece 6 may not be processed when moving to the left in FIG. Hereinafter, the end mill 7 forms the finished surface 61 by reciprocating on the workpiece 6. Further, generation of the finished surface 61 having a curvature 1 / Rw in the feeding direction (however, 1 / Rw is not limited to a practical value and may be in a range close to 1 / Rt that does not exceed 1 / Rt). When the end mill 7 is replaced with the other cutting tools 7A and 7B on the tool magazine 59 by the tool changing unit 58, the other parts of the workpiece 6 are cut.

ツールマガジン59に、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwと一致した曲率を有する切削工具が収容(保持)されていない場合がある。この場合、NC制御装置4は、CAD/CAM装置2によって形成されたCLデータに基づき、ツールマガジン59に収容された切削工具のなかで、目標加工面TSの曲率(1/Rw)に最も近い曲率(1/Rt)を有した切削工具を使用して、目標加工面TSを切削する。詳細には、使用可能な(すなわち待機中又は使用中の)複数の切削工具の中から、ワイパー部切れ刃の曲率が加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ加工面の曲率との差が所定範囲内という第2の曲率(1/Rt)の条件を満たし、最も差が小さい切削工具を選択する。   In some cases, the tool magazine 59 does not contain (hold) a cutting tool having a curvature that matches the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS. In this case, the NC control device 4 is closest to the curvature (1 / Rw) of the target machining surface TS among the cutting tools housed in the tool magazine 59 based on the CL data formed by the CAD / CAM device 2. The target machining surface TS is cut using a cutting tool having a curvature (1 / Rt). Specifically, the curvature of the wiper part cutting edge is greater than or equal to the curvature of the machining surface (1 / Rw) among a plurality of usable (that is, standby or in use) cutting tools and the difference from the curvature of the machining surface. A cutting tool that satisfies the condition of the second curvature (1 / Rt) that is within a predetermined range and that has the smallest difference is selected.

図3において、被切削物6に対してエンドミル7に送りを与える場合、および被切削物6に対してエンドミル7の姿勢を変化させる場合、エンドミル7に代えて、被切削物6を移動させてもよいし、エンドミル7と被切削物6の双方を移動させてもよい。   In FIG. 3, when feeding the workpiece 6 to the end mill 7 and changing the posture of the end mill 7 with respect to the workpiece 6, the workpiece 6 is moved instead of the end mill 7. Alternatively, both the end mill 7 and the workpiece 6 may be moved.

さらに、図3に示した実施形態においては、エンドミル7をフィードさせる際、ワイパー部切れ刃73の稜線の仕上げ面生成部分(加工領域内の部分)が目標加工面TSの微小部位に対し略平行となるように移動させている。しかしながら、ワイパー部切れ刃73が、前回に切削した仕上面61に再び接触することを避けるために、ノーズ部切れ刃72を目標加工面TSに対して若干切込み、ワイパー部切れ刃73の後方を目標加工面TSからやや離れさせるようにしてもよい。また、逆にやや食込むようにして、ワイパー部切れ刃73が前回に切削した仕上げ面61に再び接触して押圧することでバニシング仕上げするようにしてもよい。   Further, in the embodiment shown in FIG. 3, when the end mill 7 is fed, the finish surface generation portion (the portion in the processing region) of the ridge line of the wiper portion cutting edge 73 is substantially parallel to the minute portion of the target processing surface TS. It is moved to become. However, in order to prevent the wiper part cutting edge 73 from coming into contact with the previously cut surface 61 again, the nose part cutting edge 72 is slightly cut with respect to the target machining surface TS, and the rear of the wiper part cutting edge 73 is inserted. The target machining surface TS may be slightly separated. Alternatively, the burnishing may be performed by slightly biting, and the wiper portion cutting edge 73 is again in contact with and pressed against the previously finished finishing surface 61.

これまで説明したエンドミル7の作動制御は、前述したCAD/CAM装置2によって形成されたCLデータから変換されたNCデータに基づき、NC制御装置4が実行する。以下、上述した作動制御を実現するためのCLデータを、図5に示したCAD/CAM装置2によって形成するための処理フローの一例について説明する。最初に、ステップS101において、製品図面データと、ツールマガジン59が収容する切削工具7、7A、7Bがそれぞれ有する曲率に基づき、目標加工面TSを、各々が所定の曲率範囲を有する複数の領域に分割する(加工面分割工程)。詳細には、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwを分析し、目標加工面TS上における曲率1/Rwの分布(1/R1≧1/Rw>1/R4とする)を求める。換言すれば、最大1/R1の工具を準備し、最小1/R4までの範囲を設定する。そして、NC工作機械装置5が保持する切削工具7、7A、7Bのワイパー部切れ刃73の曲率が、それぞれ1/R1、1/R2、1/R3(1/R1>1/R2>1/R3)であるとすると、切削工具7、7A、7Bが切削可能な曲率範囲1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3を、各々1/R1≧1/Rs1>1/R2、1/R2≧1/Rs2>1/R3、1/R3≧1/Rs3>1/R4と設定する。上述したことから分かるように、各々の曲率範囲1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3は、各切削工具7、7A、7Bのワイパー部切れ刃73の曲率1/R1、1/R2、1/R3以下であって、所定範囲内になるように設定される。次に、目標加工面TSを、それぞれいずれかの曲率範囲1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3に対応した複数の領域に分割する。上述した演算の際に、目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwおよび切削工具7、7A、7Bのワイパー部切れ刃73の曲率1/R1、1/R2、1/R3に代えて、各々の曲率半径を使用してもよい。尚、実際の加工においては、工具−被削材干渉、後述のピックフィード方向曲率の制約等の他の制約で工具が使用できない場合、あるいは連続する曲面の中に曲率が小さく面積が小さい領域が存在し、曲率が小さな工具に交換して送り量を増大するより工具交換を行わずに送り量を減少してその領域を加工する方が要求粗さに対して加工時間を短縮できる場合には、曲率の大きい工具を選択する場合があり得る。   The operation control of the end mill 7 described so far is executed by the NC control device 4 based on the NC data converted from the CL data formed by the CAD / CAM device 2 described above. Hereinafter, an example of a processing flow for forming CL data for realizing the above-described operation control by the CAD / CAM device 2 illustrated in FIG. 5 will be described. First, in step S101, based on the product drawing data and the curvature each of the cutting tools 7, 7A, 7B accommodated in the tool magazine 59, the target machining surface TS is divided into a plurality of regions each having a predetermined curvature range. Divide (processed surface dividing step). Specifically, the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS is analyzed, and the distribution of the curvature 1 / Rw on the target machining surface TS (1 / R1 ≧ 1 / Rw> 1 / R4) is obtained. In other words, a tool with a maximum of 1 / R1 is prepared and a range up to a minimum of 1 / R4 is set. The curvatures of the wiper part cutting edges 73 of the cutting tools 7, 7A, 7B held by the NC machine tool device 5 are 1 / R1, 1 / R2, 1 / R3 (1 / R1> 1 / R2> 1 / R3), the curvature ranges 1 / Rs1, 1 / Rs2, and 1 / Rs3 that can be cut by the cutting tools 7, 7A, 7B are respectively 1 / R1 ≧ 1 / Rs1> 1 / R2, 1 / R2 ≧. 1 / Rs2> 1 / R3 and 1 / R3 ≧ 1 / Rs3> 1 / R4 are set. As can be seen from the above, the respective curvature ranges 1 / Rs1, 1 / Rs2, and 1 / Rs3 correspond to the curvatures 1 / R1, 1 / R2, and 1 of the wiper portion cutting edge 73 of each cutting tool 7, 7A, and 7B. / R3 or less and set to be within a predetermined range. Next, the target machining surface TS is divided into a plurality of regions corresponding to any one of the curvature ranges 1 / Rs1, 1 / Rs2, and 1 / Rs3. In the above calculation, instead of the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS and the curvature 1 / R1, 1 / R2, 1 / R3 of the wiper part cutting edge 73 of the cutting tools 7, 7A, 7B, Each radius of curvature may be used. In actual machining, if the tool cannot be used due to other constraints such as tool-work material interference, the constraint of the curvature in the pick feed direction described later, or there is a region with a small curvature and a small area in a continuous curved surface. If there is a tool with a small curvature and the feed amount is increased, the machining time can be shortened against the required roughness by machining the area by reducing the feed amount without changing the tool. A tool with a large curvature may be selected.

次に、ステップS102において、分割された領域に基づいて、目標加工面TSの各部位に対して、使用するべき切削工具7、7A、7Bのうちのいずれかを自動的に当てはめる(工具設定工程)。この時、ツールマガジン59に目標加工面TSの曲率1/Rwと一致した曲率を有する切削工具が保持されていない場合、保持されている切削工具7、7A、7Bのなかで、目標加工面TSの曲率1/Rwを下回らない範囲で最も近い曲率を有した切削工具を当てはめることができる。次に、ステップS103において、当てはめた切削工具7、7A、7Bに応じて、被切削物6上における送り方向およびピックフィード方向が適切か否かを確認する(送り方向確認工程)。ここで、ピックフィード方向も送り方向と同様に、曲率の制約を満足しなければならない。その曲率の制約条件として常に1/Re≧1/Rpである。ここで1/Reは、後述するように、ワイパー部切れ刃73が切削運動(工具回転運動)によって掃引された面のピックフィード方向の曲率であり、1/Rpは目標加工面TSのピックフィード方向の曲率である。ここでは、この制約条件1/Re≧1/Rpを確認し、もし満足していない場合には、より大きな曲率を有し、この制約条件を満足する工具の中で最も曲率の小さなものを新たに当てはめる。もし条件を満足する工具がなかった場合には、ワイパー部を持たない通常の工具を選択しても良いし、アラーム等を表示して処理フローを中断しても良い。   Next, in step S102, any one of the cutting tools 7, 7A, 7B to be used is automatically applied to each part of the target machining surface TS based on the divided areas (tool setting step). ). At this time, if the tool magazine 59 does not hold a cutting tool having a curvature that matches the curvature 1 / Rw of the target machining surface TS, the target machining surface TS among the held cutting tools 7, 7A, 7B. It is possible to apply a cutting tool having the closest curvature within a range that does not fall below the curvature 1 / Rw. Next, in step S103, it is confirmed whether or not the feed direction and the pick feed direction on the workpiece 6 are appropriate according to the applied cutting tools 7, 7A, 7B (feed direction confirmation step). Here, the pick feed direction must satisfy the curvature constraint as well as the feed direction. As a constraint condition of the curvature, 1 / Re ≧ 1 / Rp is always satisfied. Here, as will be described later, 1 / Re is the curvature in the pick feed direction of the surface of the wiper portion cutting edge 73 swept by the cutting motion (tool rotational motion), and 1 / Rp is the pick feed of the target machining surface TS. The curvature of the direction. Here, the constraint condition 1 / Re ≧ 1 / Rp is confirmed. If the constraint condition is not satisfied, a tool having a larger curvature and having the smallest curvature among the tools satisfying the constraint condition is newly added. Apply to If there is no tool that satisfies the conditions, a normal tool having no wiper part may be selected, or an alarm or the like may be displayed to interrupt the processing flow.

次に、加工面分割工程から送り方向確認工程までの別の処理フローについて説明する。目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwとピックフィード方向の曲率1/Rpを分析し、それらの曲率分布を求める。ここで、ワイパー部切れ刃73の送り方向の曲率1/Rtと切れ刃73が掃引された面のピックフィード方向の曲率1/Reは、制約条件として常に1/Rt≧1/Rw(送り方向)、1/Re≧1/Rp(ピックフィード方向)を満たし、かつそれらの差1/Rt−1/Rw、1/Re−1/Rpは小さいことが望ましい。具体例を示すと、式(8)から、差の積(1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp)が最小になるとき、与えられたRthに対して加工時間を最短(加工能率を最大)にすることができる。そこで、上記曲率分布に基づき、NC工作機械装置5が保持する切削工具7、7A、7Bについて、各工具が上記2つの制約条件を満たす加工面領域を求め、複数の工具が制約条件を満たす領域については、(1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp)(曲率が変化する場合には、その領域全体にわたる√((1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp))の面積分値)が最小になる工具を当てはめる。これにより、目標加工面TSが分割される(加工面分割工程)とともに、各加工面領域に対して適切な工具が当てはめられる(工具設定工程)。この際、隣接する領域を曲率が大きい方の工具を使用して工具交換せずに加工する方が与えられたRthに対して加工時間を短縮できる場合には、それらの領域を合体しても良い。また、もし条件を満足する工具がなかった場合には、ワイパー部を持たない通常の工具を選択しても良いし、アラーム等を表示して処理フローを中断しても良い。また、設定された送り方向とピックフィード方向を変更し、より適切な方向がないか確認(探索)する処理を実行しても良い(送り方向確認工程)。その結果、より曲率の小さな工具を当てはめることができる場合や、同じ工具でも(1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp)の値(曲率が変化する場合には上記面積分値)を小さくできる場合には、その情報を表示して処理継続の是非を入力するように求めたり、自動的にその送り方向とピックフィード方向に変更して、再度加工面分割工程から処理し直しても良い。   Next, another processing flow from the process surface dividing step to the feed direction confirmation step will be described. The curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS and the curvature 1 / Rp in the pick feed direction are analyzed, and their curvature distribution is obtained. Here, the curvature 1 / Rt in the feed direction of the wiper portion cutting edge 73 and the curvature 1 / Re in the pick feed direction of the surface on which the cutting edge 73 is swept are always 1 / Rt ≧ 1 / Rw (feed direction) as a constraint condition. ), 1 / Re ≧ 1 / Rp (pick feed direction), and the differences 1 / Rt−1 / Rw and 1 / Re−1 / Rp are preferably small. As a specific example, when the product of the difference (1 / Rt-1 / Rw) (1 / Re-1 / Rp) is minimized from the equation (8), the processing time is minimized with respect to a given Rth. (Maximum machining efficiency). Thus, based on the curvature distribution, for the cutting tools 7, 7A, 7B held by the NC machine tool device 5, each tool obtains a machining surface area that satisfies the above two constraint conditions, and a plurality of tools satisfy the constraint conditions. (1 / Rt−1 / Rw) (1 / Re−1 / Rp) (when the curvature changes, √ ((1 / Rt−1 / Rw) (1 / Re− A tool that minimizes the area fraction value 1 / Rp)) is applied. Thereby, the target machining surface TS is divided (machining surface dividing step), and an appropriate tool is applied to each machining surface region (tool setting step). At this time, if it is possible to reduce the machining time for a given Rth by machining a neighboring area without using a tool having a larger curvature without changing the tool, the areas can be combined. good. If there is no tool that satisfies the conditions, a normal tool that does not have a wiper unit may be selected, or an alarm or the like may be displayed to interrupt the processing flow. In addition, a process for confirming (searching) whether there is a more appropriate direction by changing the set feed direction and pick feed direction may be executed (feed direction confirmation step). As a result, a tool having a smaller curvature can be applied, or even if the same tool is used, the value of (1 / Rt-1 / Rw) (1 / Re-1 / Rp) If the value can be reduced, the information is displayed and you are asked to enter the appropriateness of processing continuation, or the feed direction and pick feed direction are automatically changed and processed again from the machining surface division process. You can fix it.

次に、ステップS104において、当てはめた切削工具7、7A、7Bと製品図面データに基づき、仕上面61の要求粗さを満足するように、切削工具7、7A、7Bの一刃当りの送り量fおよびピックフィード量Pfを設定する(送り量設定工程)。最後に、ステップS105において、当てはめた切削工具7、7A、7Bと製品図面データに基づき、ワイパー部切れ刃73が掃引する面の仕上げ面生成部分を目標加工面TSに合致させるように、被切削物6の各加工部位に対する切削工具7、7A、7Bの姿勢を設定する(姿勢設定工程)ことにより、CLデータが完成する。   Next, in step S104, based on the applied cutting tools 7, 7A, 7B and the product drawing data, the feed amount per blade of the cutting tools 7, 7A, 7B so as to satisfy the required roughness of the finished surface 61 f and pick feed amount Pf are set (feed amount setting step). Finally, in step S105, based on the applied cutting tool 7, 7A, 7B and product drawing data, the surface to be cut is made to match the finished surface generation portion of the surface swept by the wiper portion cutting edge 73 with the target processing surface TS. The CL data is completed by setting the postures of the cutting tools 7, 7 </ b> A, 7 </ b> B with respect to the respective processing parts of the object 6 (posture setting step).

(ワイパー部切れ刃の曲率半径の設定方法)
以下、図6および図7に基づき、ワイパー部切れ刃73の曲率半径Rtの設定方法について説明する。図6に示したように、エンドミル7による仕上面61上には、目標加工面TSに対してワイパー部切れ刃73の1刃ごとにカスプハイトRth(以下、理論粗さRthと言う)が残留し、仕上面61の表面粗さが粗くなる。一般的に理論粗さRthは、直線送りを行う場合にワイパー部切れ刃73の曲率半径をRtとすると、下記の近似式にて与えられる。ただし、下式においてfは、エンドミル7の1刃当たりの送り量とする。
(How to set the radius of curvature of the wiper cutting edge)
Hereinafter, based on FIG. 6 and FIG. 7, the setting method of the curvature radius Rt of the wiper part cutting edge 73 is demonstrated. As shown in FIG. 6, cusp height Rth (hereinafter referred to as theoretical roughness Rth) remains on the finished surface 61 of the end mill 7 for each blade of the wiper portion cutting edge 73 with respect to the target machining surface TS. The surface roughness of the finished surface 61 becomes rough. In general, the theoretical roughness Rth is given by the following approximate expression when the radius of curvature of the wiper portion cutting edge 73 is Rt when performing linear feed. However, in the following formula, f is a feed amount per blade of the end mill 7.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

したがって、上記(1)式から、図7において、下記(2)式及び(3)式が成立する。   Therefore, from the above equation (1), the following equations (2) and (3) are established in FIG.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

Figure 2018008323
Figure 2018008323

これらから、下式によって、理論粗さRthを求めることができる。   From these, the theoretical roughness Rth can be obtained by the following equation.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

(4)式は、仕上面61上の粗さを向上させるためには、仕上面61を形成するワイパー部切れ刃73の曲率半径Rtを、目標加工面TSの送り方向の曲率半径Rwと一致した値または非常に近似した値にすればよいことを示している。また、仕上面61上の粗さを同程度に維持する場合には、送り量fを大きくして高能率加工を実現できることを定量的に意味している。   In order to improve the roughness on the finished surface 61, the equation (4) is such that the radius of curvature Rt of the wiper portion cutting edge 73 forming the finished surface 61 coincides with the radius of curvature Rw in the feed direction of the target machining surface TS. Or a very close value. In addition, when the roughness on the finished surface 61 is maintained at the same level, it means quantitatively that high-efficiency machining can be realized by increasing the feed amount f.

例えば、ワイパー部切れ刃73を持たない従来の工具であってノーズ部切れ刃72の曲率半径が1mmのエンドミル7を用い、ノーズ切れ刃72によって仕上面61を形成するような工具姿勢によって、送り方向の曲率半径Rw=50mmの目標加工面TSを、送り量f=0.2mmで加工したとすると、(4)式より理論粗さRth=4.9μmとなる。これに対し、ワイパー部切れ刃73を持ち、その曲率半径Rt=40mmのエンドミル7を用い、ワイパー部切れ刃73によって仕上面61を形成するような工具姿勢によって、同じ条件で加工したとすると、理論粗さRth=0.025μmとなって、理論粗さRthが1/200近くまで低下する。一方、仕上面61上の粗さを同程度に維持する場合には、送り量f=2.8mmとなり、14倍の高能率加工が可能となる。   For example, a conventional tool that does not have the wiper part cutting edge 73 and the end mill 7 having a radius of curvature of the nose part cutting edge 72 of 1 mm is used, and the tool posture is such that the finished surface 61 is formed by the nose cutting edge 72. If a target machining surface TS having a radius of curvature Rw = 50 mm is machined with a feed amount f = 0.2 mm, the theoretical roughness Rth = 4.9 μm is obtained from the equation (4). On the other hand, assuming that the end mill 7 having the wiper part cutting edge 73 and having a radius of curvature Rt = 40 mm is used and machining is performed under the same conditions by a tool posture in which the finished surface 61 is formed by the wiper part cutting edge 73. The theoretical roughness Rth = 0.025 μm, and the theoretical roughness Rth decreases to nearly 1/200. On the other hand, when the roughness on the finished surface 61 is maintained at the same level, the feed amount f is 2.8 mm, and high-efficiency machining 14 times is possible.

ここで、加工時間を最短にする条件について説明する。加工能率を表すMRR(Material Removal Rate)は、(5)式に示すように、送り量f、ピックフィード量Pfと比例関係にある。   Here, conditions for minimizing the machining time will be described. An MRR (Material Removal Rate) representing the machining efficiency is proportional to the feed amount f and the pick feed amount Pf as shown in the equation (5).

Figure 2018008323
Figure 2018008323

一方、(4)式より以下の(6)式を求めることができ、さらにピックフィード量と理論粗さの関係も(4)式に類似した式から求めることができるため、以下の(7)式を導くことができる。   On the other hand, since the following equation (6) can be obtained from the equation (4), and the relationship between the pick feed amount and the theoretical roughness can be obtained from an equation similar to the equation (4), the following (7) An expression can be derived.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

Figure 2018008323
Figure 2018008323

上記3つの式から、MRRは以下の(8)式で表すことができる。   From the above three equations, MRR can be expressed by the following equation (8).

Figure 2018008323
Figure 2018008323

(8)式は、各曲率の差の積(1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp)をどのくらい小さくすると加工能率がどのくらい高くなるかを示している。従って、目標とするRthに対して加工能率を最大、すなわち加工時間を最短にするためには、各曲率の差の積を最小にする必要があることがわかる。また(8)式は、加工時間が√((1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp))に比例することを示しており、曲率が変化する曲面を一定の理論粗さに仕上げるために要する時間は、その面上で√((1/Rt−1/Rw)(1/Re−1/Rp))を面積分した値に比例することがわかる。   Equation (8) shows how much the machining efficiency increases when the product (1 / Rt−1 / Rw) (1 / Re−1 / Rp) of the difference between the curvatures is reduced. Therefore, it can be seen that in order to maximize the machining efficiency with respect to the target Rth, that is, to minimize the machining time, it is necessary to minimize the product of the differences between the respective curvatures. Equation (8) indicates that the machining time is proportional to √ ((1 / Rt−1 / Rw) (1 / Re−1 / Rp)), and a curved surface with a constant curvature is represented by a certain theoretical roughness. It can be seen that the time required for finishing is proportional to the value obtained by dividing √ ((1 / Rt−1 / Rw) (1 / Re−1 / Rp)) on the surface.

以下、図8および図9に基づき、目標加工面TSがピックフィード方向に所定の曲率半径Rpを有する曲面状に形成されている場合について説明する。図8において、エンドミル7の送り方向は右方であって、白抜きの矢印にて示されている。また、図8において、ピックフィード方向は紙面に垂直な方向である。図9において、左右方向はピックフィード方向であり、送り方向は紙面に垂直な方向である。   Hereinafter, the case where the target machining surface TS is formed in a curved surface having a predetermined radius of curvature Rp in the pick feed direction will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, the feed direction of the end mill 7 is rightward and is indicated by a white arrow. In FIG. 8, the pick feed direction is a direction perpendicular to the paper surface. In FIG. 9, the left-right direction is the pick feed direction, and the feed direction is the direction perpendicular to the paper surface.

以下、目標加工面TSのピックフィード方向の曲面に対するワイパー部切れ刃73が掃引された面の曲率1/Reの設定方法について説明する。上述した目標加工面TSの送り方向の曲率1/Rwに対するワイパー部切れ刃73の曲率1/Rtと同様に、目標加工面TSのピックフィード方向の曲率1/Rpに対するワイパー部切れ刃73が掃引された面の曲率1/Reも下記のように設定される。すなわち、目標加工面TSに向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、目標加工面TSのピックフィード方向の曲率1/Rp以上であって、所定範囲内の曲率1/Reを有するように設定される。当該所定範囲とは、いずれも仕上面粗さを向上させることができるという本願発明の効果を有する範囲を言う。   Hereinafter, a method of setting the curvature 1 / Re of the surface on which the wiper part cutting edge 73 is swept with respect to the curved surface in the pick feed direction of the target processing surface TS will be described. Similarly to the curvature 1 / Rt of the wiper portion cutting edge 73 with respect to the curvature 1 / Rw in the feed direction of the target machining surface TS described above, the wiper portion cutting edge 73 with respect to the curvature 1 / Rp in the pick feed direction of the target machining surface TS is swept. The curvature 1 / Re of the formed surface is also set as follows. That is, when the curvature of the curve that is convex toward the target machining surface TS is positive and the curvature of the concave curve is negative, the curvature in the pick feed direction of the target machining surface TS is 1 / Rp or more, and is within a predetermined range. Is set to have a curvature 1 / Re. The predetermined range refers to a range having the effect of the present invention that the finished surface roughness can be improved.

また、仕上面61を形成する際、ワイパー部切れ刃73が掃引された面を目標加工面TSに略合致させるように、被切削物6に対するエンドミル7の姿勢をピックフィード方向に変化させる。   Further, when the finished surface 61 is formed, the attitude of the end mill 7 with respect to the workpiece 6 is changed in the pick feed direction so that the surface on which the wiper portion cutting edge 73 is swept substantially matches the target processing surface TS.

以下、上述したワイパー部切れ刃73が掃引された面のピックフィード方向の曲率半径Reの算出方法について説明する。図8に示したように、仕上面61を形成するワイパー部切れ刃73の中心点をCとする。近似的に、ノーズ部切れ刃72とワイパー切れ刃73との接続点をCとしてもよい。点Cを回転掃引して形成される円をQとした場合、目標加工面TSの送り方向接線L方向に円Qを見た時の楕円Qeの短軸半径は、Ra(cosη)で表される。但し、Raは点Cの回転半径、ηはエンドミル7の回転軸φと接線Lとが成す角度を表す。したがって、点Cにおける楕円Qeの曲率半径Reは、Re=Ra/(cosη)で表される。よって、ワイパー部切れ刃73が掃引された面の曲率半径Reを、目標加工面TSのピックフィード方向の曲率半径Rpに略合致するように、Raおよびηが設定された工具を選択する。ミリングの場合、このようにピックフィード方向についても、制約条件を満たして曲率が近いものを選ぶことが望ましい。   Hereinafter, a method of calculating the curvature radius Re in the pick feed direction of the surface on which the above-described wiper portion cutting edge 73 has been swept will be described. As shown in FIG. 8, the center point of the wiper part cutting edge 73 forming the finish surface 61 is C. Approximately, the connection point between the nose portion cutting edge 72 and the wiper cutting edge 73 may be C. When a circle formed by rotating and sweeping the point C is defined as Q, the minor axis radius of the ellipse Qe when the circle Q is viewed in the feed direction tangent L direction of the target machining surface TS is represented by Ra (cos η). The However, Ra represents the rotation radius of the point C, and η represents the angle formed between the rotation axis φ of the end mill 7 and the tangent L. Therefore, the radius of curvature Re of the ellipse Qe at the point C is represented by Re = Ra / (cos η). Therefore, a tool in which Ra and η are set is selected so that the curvature radius Re of the surface on which the wiper portion cutting edge 73 is swept substantially matches the curvature radius Rp in the pick feed direction of the target machining surface TS. In the case of milling, it is desirable to select a direction that satisfies the constraints and has a similar curvature in the pick feed direction as described above.

なお上記では、接線Lと送り方向とが一致し、接線Lとピックフィード方向とが直交する単純な例を説明した。換言すれば、エンドミルの回転軸φが送り方向だけに倒れる例(リードのみの例)を説明した。しかし、実用的にはピックフィード方向にも倒れる場合(チルト)がある。この場合、図8および図9において、点Cで加工面TSに垂線Hを引き、その垂線Hの回りに工具7が角度ζだけ回転すると定義することができる。これは、逆にHの周りに送り方向とピックフィード方向を、角度−ζだけ回転することと同義である。後者の見方をすれば、図8および図9から明らかなように、ワイパー部の曲率半径RtおよびReについては変わらないため、目標加工面に対する工具の選択方法に変化はなく、前提となる送り方向とピックフィード方向が角度−ζだけ回転することになる。尚、S103で修正して最初に戻るケースを考慮した場合、その「修正される」方向も含んでも良い。ここで、図10に、リードのみの場合にエンドミルによって生成される仕上げ面カスプを模式的にし、図11に、リード及びチルトの両方を含む場合にエンドミルによって生成される仕上げ面カスプを模式的に示す。図内の線はカスプの尾根を示している。また、ζ=0の時(チルトしない時)と同じ理論粗さの仕上げ面を生成するためには、図11に示すように、送り量は1/cos(−ζ)倍に増大するが、ピックフィード量はcos(−ζ)倍に減少するため、加工能率にも変化はない。   In the above description, the simple example in which the tangent line L and the feed direction coincide and the tangent line L and the pick feed direction are orthogonal to each other has been described. In other words, the example in which the rotation axis φ of the end mill is tilted only in the feed direction (example of only the lead) has been described. However, practically, there is a case (tilt) in which it also falls in the pick feed direction. In this case, in FIG. 8 and FIG. 9, it can be defined that a perpendicular line H is drawn on the machining surface TS at the point C, and the tool 7 rotates around the perpendicular line H by an angle ζ. This is equivalent to rotating the feed direction and the pick feed direction around H by an angle −ζ. From the viewpoint of the latter, as is apparent from FIGS. 8 and 9, since the curvature radii Rt and Re of the wiper portion do not change, there is no change in the tool selection method with respect to the target machining surface, and the feed direction as a premise. The pick feed direction is rotated by an angle −ζ. In addition, when the case where the correction is made in S103 and the process returns to the beginning is taken into consideration, the “corrected” direction may be included. Here, FIG. 10 schematically shows the finished surface cusp generated by the end mill when only the lead is included, and FIG. 11 schematically shows the finished surface cusp generated by the end mill when both the lead and tilt are included. Show. The line in the figure shows the cusp ridge. Further, in order to generate a finished surface having the same theoretical roughness as when ζ = 0 (when tilting is not performed), as shown in FIG. 11, the feed amount increases by 1 / cos (−ζ) times. Since the pick feed amount is reduced by a factor of cos (−ζ), there is no change in the machining efficiency.

尚、実施形態1においては、送り量fを極めて大きくとることができるため、エンドミル7の逃げ面と、加工したばかりの面である仕上面61と未切削部62との間に存在するショルダー部との干渉を避けるために、逃げ角を既存の切削工具よりも大きくする必要がある。逃げ角の設定方法は、後述する実施形態2において詳細に説明しているため、本実施形態においては説明を省略する。   In the first embodiment, since the feed amount f can be made extremely large, the shoulder portion existing between the flank surface of the end mill 7 and the finished surface 61 and the uncut portion 62, which are surfaces just processed. In order to avoid interference with the existing cutting tool, it is necessary to make the clearance angle larger than that of the existing cutting tool. Since the clearance angle setting method has been described in detail in the second embodiment to be described later, the description thereof will be omitted in this embodiment.

(実施形態1の変形例によるエンドミルの構成)
エンドミル7の切削部71の変形例として、図12に示したように、バニシング部74を有する構成としてもよい。バニシング部74は、ワイパー部切れ刃73に対して、ノーズ部切れ刃72とは反対位置であるワイパー部切れ刃73の後方部に対して連続するように設けられている。バニシング部74は、ワイパー部切れ刃73と同一の曲率半径を有した曲線または直線により形成されている。バニシング部74は、ワイパー部切れ刃73の後端部を延長して形成してもよい。バニシング部74は、主にワイパー部切れ刃73によって形成された仕上面61を押圧することにより、仕上面61をバニシングして押しならすことができる。
(Configuration of end mill according to modification of embodiment 1)
As a modification of the cutting part 71 of the end mill 7, as shown in FIG. 12, a configuration having a burnishing part 74 may be adopted. The burnishing part 74 is provided so as to be continuous with respect to the wiper part cutting edge 73 with respect to the rear part of the wiper part cutting edge 73 at a position opposite to the nose part cutting edge 72. The burnishing part 74 is formed by a curve or a straight line having the same radius of curvature as the wiper part cutting edge 73. The burnishing part 74 may be formed by extending the rear end part of the wiper part cutting edge 73. The burnishing part 74 can burn and finish the finishing surface 61 by mainly pressing the finishing surface 61 formed by the wiper part cutting edge 73.

<実施形態1の作用効果>
本実施形態の加工システム1は、被切削物6において、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削加工するための切削加工装置であって、目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃72、及びノーズ部切れ刃72に連続すると共にノーズ部切れ刃72よりも切れ刃長の長い切れ刃であって送り方向において目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃73を具備した切削工具7と、切削工具7により加工する際、ワイパー部切れ刃73が掃引されて形成される仕上げ面生成部分が目標加工面に合致するように、被切削物に対する切削工具73の姿勢を前記送り方向に変化させる姿勢変更部(54D)とを備えている。
<Effect of Embodiment 1>
The processing system 1 of the present embodiment is a cutting device for cutting a curved target processing surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction in the workpiece 6, A curved nose portion cutting edge 72 having a positive first curvature (1 / Rn), where the curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative; and A cutting edge that is continuous with the nose portion cutting edge 72 and has a longer cutting edge length than the nose portion cutting edge 72 and is equal to or larger than the curvature (1 / Rw) of the target machining surface in the feed direction and the difference from the curvature of the target machining surface And a cutting tool 7 having a curved wiper part cutting edge 73 having a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that is within a predetermined range, and when the cutting tool 7 performs machining, the wiper part cutting edge 73 sweeps. The finished surface generation part formed by To match the target working surface, and a posture changing unit for changing the attitude of the cutting tool 73 with respect to the cuttings in the feed direction (54D).

本実施形態によれば、きわめて小さい正の曲率半径Rnを有したノーズ部切れ刃72を用いた切削によって、再生効果を抑制し、びびり振動を低減することができる。また、ワイパー部切れ刃73を、送り方向に凹状の目標加工面TSの送り方向の曲率半径Rwより僅かに小さい曲率半径Rtを有する曲線によって形成し、ワイパー部切れ刃73を切削方向に掃引した面が目標加工面TSに略合致するように姿勢を変化させて、目標加工面TSの曲面に沿って送りを与えている。これにより、送り量fを増大させて高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能になる。   According to the present embodiment, the regenerative effect can be suppressed and chatter vibration can be reduced by cutting using the nose portion cutting edge 72 having a very small positive curvature radius Rn. Further, the wiper part cutting edge 73 is formed by a curve having a curvature radius Rt slightly smaller than the curvature radius Rw in the feed direction of the concave target machining surface TS in the feed direction, and the wiper part cutting edge 73 is swept in the cutting direction. The posture is changed so that the surface substantially matches the target machining surface TS, and feed is given along the curved surface of the target machining surface TS. As a result, it is possible to increase the feed amount f and realize high-efficiency machining, and to improve the finished surface roughness.

また、待機中の切削工具7等を一つ以上収容するツールマガジン59と、ツールマガジン59に収容された待機中の切削工具のうちの一つを、使用中の切削工具と取り換える工具交換ユニット58と、を備えるものであって、使用可能な(すなわち待機中又は使用中の)複数の切削工具の中から、目標加工面TSの形状に基づき、使用すべき工具の選択を行うCAD/CAM装置2を備えている。すなわち、CAD/CAM装置2により、ワイパー部切れ刃73が掃引された面を目標加工面TSに略合致させることのできるCLデータを形成していることにより、高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能な切削加工を自動化することができる。   Also, a tool magazine 59 that houses one or more waiting cutting tools 7 and the like, and a tool exchange unit 58 that replaces one of the waiting cutting tools accommodated in the tool magazine 59 with a cutting tool in use. A CAD / CAM device that selects a tool to be used from a plurality of cutting tools that can be used (that is, waiting or in use) based on the shape of the target machining surface TS 2 is provided. That is, the CAD / CAM device 2 forms CL data that allows the surface of the wiper portion cutting edge 73 swept to substantially match the target machining surface TS, thereby realizing high-efficiency machining and finishing. Cutting that can improve surface roughness can be automated.

特に、CAD/CAM装置2は、使用可能な(すなわち待機中又は使用中の)複数の切削工具の中から、ワイパー部切れ刃73の曲率が目標加工面TSの曲率(1/Rw)以上で且つ目標加工面の曲率との差が所定範囲内という第2の曲率(1/Rt)の条件を満たす工具を選択する。   In particular, the CAD / CAM device 2 has a curvature of the wiper portion cutting edge 73 out of a plurality of usable (that is, waiting or in use) cutting tools 73 with a curvature (1 / Rw) or more of the target machining surface TS. A tool that satisfies the condition of the second curvature (1 / Rt) that the difference from the curvature of the target machining surface is within a predetermined range is selected.

また、切削部71が、仕上面61に対し、送り方向に押圧するバニシング部74を有するようにすれば、ワイパー部切れ刃73により粗さが向上された仕上面61を、さらに滑らかにすることができる。   Moreover, if the cutting part 71 has the burnishing part 74 which presses in the feed direction with respect to the finishing surface 61, the finishing surface 61 whose roughness is improved by the wiper part cutting edge 73 will be further smoothed. Can do.

また、ワイパー部切れ刃73が掃引された面を、送り方向のみでなく、被切削物6のピックフィード方向の曲面に対しても略合致させていることにより、ピックフィード量を増大させてよりいっそう高能率加工を実現できるとともに、被切削物6上の仕上面粗さをよりいっそう向上させることができる。   Further, the surface on which the wiper portion cutting edge 73 is swept is substantially matched not only with the feed direction but also with the curved surface in the pick feed direction of the workpiece 6, thereby increasing the pick feed amount. Higher efficiency machining can be realized, and the finished surface roughness on the workpiece 6 can be further improved.

<実施形態2の構成>
以下、図13に基づいて、実施形態2によるエンドミル8について説明する。エンドミル8は、切削工具に該当する。エンドミル8は略円柱形状に形成されており、円周上に複数の切削部81が形成されている。各々の切削部81はエンドミル8の主に側面に形成され、エンドミル8は、側刃加工によって被切削物6に凸状の目標加工面TSを形成するためのものである。
<Configuration of Embodiment 2>
Hereinafter, based on FIG. 13, the end mill 8 by Embodiment 2 is demonstrated. The end mill 8 corresponds to a cutting tool. The end mill 8 is formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of cutting portions 81 are formed on the circumference. Each cutting part 81 is formed mainly on the side surface of the end mill 8, and the end mill 8 is for forming a convex target machining surface TS on the workpiece 6 by side edge machining.

各々の切削部81は、実施形態1によるエンドミル7と同様に、ノーズ部切れ刃82と、ノーズ部切れ刃82の後方に滑らかに連続したワイパー部切れ刃83とを有している。ノーズ部切れ刃82は、小さい正の曲率半径Rnを有している。ノーズ部切れ刃82の先端は、曲線を有さず鋭利に形成されていてもよい。   Each cutting part 81 has a nose part cutting edge 82 and a wiper part cutting edge 83 smoothly and continuously behind the nose part cutting edge 82, similarly to the end mill 7 according to the first embodiment. The nose portion cutting edge 82 has a small positive radius of curvature Rn. The tip of the nose portion cutting edge 82 may have a sharp shape without a curve.

一方、ワイパー部切れ刃83は、目標加工面TSの曲率半径Rwより僅かに小さい曲率半径Rtを有する曲線によって形成されている。尚、曲率半径Rtは、絶対値はRwよりも大きいが、ワイパー部切れ刃83の曲線がTSに向かって凹であるため負の値となり、同様に負の値であるRwよりも小さいことになる。ワイパー部切れ刃83の曲率半径Rtは、目標加工面TSの送り方向の曲率半径Rwと略一致していてもよい。目標加工面TS、ノーズ部切れ刃82およびワイパー部切れ刃83は、図13において左右方向に曲線状を呈している。   On the other hand, the wiper portion cutting edge 83 is formed by a curve having a curvature radius Rt slightly smaller than the curvature radius Rw of the target machining surface TS. The radius of curvature Rt is larger in absolute value than Rw, but has a negative value because the curve of the wiper portion cutting edge 83 is concave toward TS, and is similarly smaller than Rw, which is a negative value. Become. The curvature radius Rt of the wiper part cutting edge 83 may substantially coincide with the curvature radius Rw in the feed direction of the target machining surface TS. The target machining surface TS, the nose portion cutting edge 82, and the wiper portion cutting edge 83 are curved in the left-right direction in FIG.

実施形態1と同様に、被切削物6を切削加工する際、エンドミル8は回転軸φを中心に回転しながら、目標加工面TSの曲面に沿って白抜きの矢印にて示した送り方向にフィードされる。エンドミル8は、送り方向に進行する際、ワイパー部切れ刃83を回転掃引した曲面が目標加工面TSに合致する(接する)ようにその姿勢を変化させる。本実施形態によるエンドミル8のその他の構成については、実施形態1によるエンドミル7と同様であるため、これ以上の説明は省略する。   As in the first embodiment, when the workpiece 6 is cut, the end mill 8 rotates in the feed direction indicated by the white arrow along the curved surface of the target machining surface TS while rotating about the rotation axis φ. Feeded. When the end mill 8 advances in the feed direction, the posture of the end mill 8 is changed so that the curved surface obtained by rotationally sweeping the wiper portion cutting edge 83 matches (contacts) the target machining surface TS. Since the other configuration of the end mill 8 according to the present embodiment is the same as that of the end mill 7 according to the first embodiment, further description thereof is omitted.

NC制御装置4は、回転運動する切削工具を送り方向に移動させて仕上面63を生成し、これとピックフィード方向の移動を繰り返してピックフィード方向にも仕上面63を形成する。この場合には、生成したばかりの仕上げ面63とピックフィード方向に残存する未切削部62との間に存在する既加工面が再度切削される。また、未切削部62の厚さ(切込み量)が大きくなりすぎる場合には複数回に分け、荒加工、中仕上加工、仕上げ加工のように少しずつ被切削物の表層を削り取る加工が行われる。この場合には、既加工面である未切削部62が再度切削される。これらのように既加工面を再び加工する場合、既加工面を、切削工具により再度切削する際の切削速度が、前回に未切削部62を形成した際の切削速度に対して異なるように主軸モータ54Eを制御してもよい。こうすることにより、前回の切削時に既加工面62に残された振動痕が切り取り厚さ変動として再生する周波数を狂わせ、びびり振動の成長を抑制することができる。   The NC control device 4 moves the cutting tool that rotates to move in the feed direction to generate the finished surface 63, and repeats this movement in the pick feed direction to form the finished surface 63 also in the pick feed direction. In this case, the already machined surface existing between the finished surface 63 just generated and the uncut portion 62 remaining in the pick-feed direction is cut again. In addition, when the thickness (cutting amount) of the uncut portion 62 becomes too large, it is divided into a plurality of times, and the surface layer of the workpiece is scraped off little by little, such as roughing, intermediate finishing, and finishing. . In this case, the uncut portion 62 that is the already machined surface is cut again. When the already machined surface is machined again as described above, the spindle speed is different so that the cutting speed when the already machined surface is cut again by the cutting tool is different from the cutting speed when the uncut portion 62 was formed last time. The motor 54E may be controlled. By doing so, it is possible to deviate the frequency at which the vibration trace left on the processed surface 62 at the previous cutting is reproduced as the thickness variation, and to suppress the growth of chatter vibration.

(エンドミル8の逃げ角の設定方法)
前述したように、本実施形態によれば、送り量fを極めて大きくすることができるため、エンドミル8の逃げ面と、生成したばかりの仕上面63と未切削部62との間に存在するショルダー部(ノーズ部切れ刃82によって加工された部分)との干渉を避けるために、逃げ角を既存の切削工具よりも大きくする必要がある。特に、エンドミル8が多刃、小径である場合に、その傾向がいっそう顕著となる。
(Setting method of end mill 8 clearance angle)
As described above, according to the present embodiment, since the feed amount f can be made extremely large, the shoulder existing between the flank face of the end mill 8 and the finished surface 63 just created and the uncut portion 62. In order to avoid interference with the portion (the portion processed by the nose portion cutting edge 82), it is necessary to make the clearance angle larger than that of the existing cutting tool. In particular, when the end mill 8 is multi-edged and has a small diameter, the tendency becomes even more remarkable.

以下、図14乃至図16に基づき、切削工具9におけるノーズ部切れ刃91aに続く切れ刃であってワイパー部切れ刃91bとは反対側に位置する切れ刃91cの逃げ角の設定方法について説明する。図14に示したように、先端にインサート91が取り付けられた切削工具9は、被切削物6上に目標加工面TSを形成するために、軸中心に回転されながら目標加工面TSに沿って送り方向(図14における白抜きの矢印方向)に移動している。インサート91には、曲率半径Rtを有するワイパー部切れ刃91bが形成されている。凸状の目標加工面TSは、送り方向に曲率半径Rwを有している。インサート91の刃先91dの進行角度θ(図15示)は、単位時間当たりの切削工具9の送り速度をF、刃先の周速をVとすると、下式で表すことができる。   Hereinafter, a method of setting a clearance angle of a cutting edge 91c that is a cutting edge following the nose portion cutting edge 91a in the cutting tool 9 and located on the opposite side of the wiper portion cutting edge 91b will be described with reference to FIGS. . As shown in FIG. 14, the cutting tool 9 having the insert 91 attached to the tip thereof is rotated along the axis center along the target processing surface TS in order to form the target processing surface TS on the workpiece 6. It moves in the feed direction (the direction of the white arrow in FIG. 14). The insert 91 is formed with a wiper portion cutting edge 91b having a curvature radius Rt. The convex target machining surface TS has a radius of curvature Rw in the feed direction. The advance angle θ (shown in FIG. 15) of the cutting edge 91d of the insert 91 can be expressed by the following equation, where F is the feed speed of the cutting tool 9 per unit time and V is the peripheral speed of the cutting edge.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

但し、F=N×f×n、V=π×D×nである。ここで、Nはエンドミル工具の刃数、nは工具回転速度、Dはインサート91において、逃げ角γが問題となりやすい刃先位置(切削に関与する切れ刃の中で、径方向に最も内側の位置)での直径を示している。また、fは前述した場合と同様に、1刃当たりの送り量を示している。   However, F = N × f × n and V = π × D × n. Here, N is the number of blades of the end mill tool, n is the tool rotation speed, D is the blade tip position where the clearance angle γ is likely to be a problem in the insert 91 (the innermost position in the radial direction among the cutting blades involved in cutting). ) Shows the diameter. Further, f indicates the feed amount per tooth as in the case described above.

図16に示したように、インサート91の逃げ面91eと被切削物6との干渉を避けるためには、インサート91の逃げ角γ(周速Vに対する角度)は、刃先91dの進行角度θよりも大きくなければならず、下式を満たす必要がある。   As shown in FIG. 16, in order to avoid interference between the flank 91 e of the insert 91 and the workpiece 6, the clearance angle γ (an angle with respect to the circumferential speed V) of the insert 91 is based on the advance angle θ of the cutting edge 91 d. Must be large, and the following equation must be satisfied.

Figure 2018008323
Figure 2018008323

上記(10)式を用いて、一例として、実際に逃げ角γを算出してみる。インサート91の逃げ角が問題となる刃先位置での直径D=12mm、刃数N=4、ワイパー部切れ刃91bの曲率半径Rt=50mm、目標加工面TSの送り方向の曲率半径Rw=40mm、形成された仕上面63の理論粗さの目標値Rtht=5μmとする。仕上面63上の理論粗さの目標値Rthtは、上述した(4)式より求めることができる。したがって、理論粗さの目標値Rthtを満足するためには、1刃当たりの送り量fは、2.83mm未満でなければならない。このことから、上記(10)式において、f=2.83mmとすると、インサート91の逃げ角γは、(10)式から、γ>16.5°と算出され、既存の逃げ角よりもかなり大きな値となる。   As an example, the clearance angle γ is actually calculated using the above equation (10). The diameter D = 12 mm at the cutting edge position where the clearance angle of the insert 91 is a problem, the number of blades N = 4, the radius of curvature Rt = 50 mm of the wiper portion cutting edge 91b, the radius of curvature Rw = 40 mm in the feed direction of the target machining surface TS, The theoretical roughness target value Rtht of the formed finished surface 63 is set to 5 μm. The target value Rtht of the theoretical roughness on the finished surface 63 can be obtained from the above-described equation (4). Therefore, in order to satisfy the target value Rtht of the theoretical roughness, the feed amount f per tooth must be less than 2.83 mm. Therefore, in the above equation (10), when f = 2.83 mm, the clearance angle γ of the insert 91 is calculated as γ> 16.5 ° from the equation (10), which is considerably larger than the existing clearance angle. Large value.

<実施形態2の作用効果>
本実施形態によれば、ワイパー部切れ刃83を、凸状の目標加工面TSの送り方向の曲率半径Rwより僅かに小さい(絶対値は大きい)曲率半径Rtを有する曲線によって形成し、ワイパー部切れ刃83を回転掃引して形成される仕上げ面生成部分が目標加工面TSに略合致する(あるいは接する)ように姿勢を変化させて、目標加工面TSの曲面に沿って送りが与えられている。これにより、送り量fを増大させて高能率加工を実現できるとともに、仕上面粗さを向上させることが可能になる。
<Effects of Second Embodiment>
According to the present embodiment, the wiper portion cutting edge 83 is formed by a curve having a curvature radius Rt slightly smaller (absolute value is larger) than the curvature radius Rw in the feed direction of the convex target machining surface TS. The posture is changed so that the finished surface generation portion formed by rotating and sweeping the cutting edge 83 substantially matches (or touches) the target machining surface TS, and feed is given along the curved surface of the target machining surface TS. Yes. As a result, it is possible to increase the feed amount f and realize high-efficiency machining, and to improve the finished surface roughness.

また、通常、切削工具の逃げ面と仕上面との間の逃げ角は、被切削物の硬さや弾性率、切削工具の刃先の強度に応じて設定されている。しかしながら、本実施形態においては、切削工具8において形成された逃げ角γは、切削工具8の送り速度F等に基づいて設定されている。これにより、送り量fが増大することに対応して逃げ角γを大きくすることができるため、本実施形態による切削加工システム1を用いて、送り量fを増大させて切削加工を行っても、インサート91の逃げ面91eが仕上面63と未切削部62との間に存在するショルダー部に干渉することを防止することができる。   In general, the clearance angle between the flank and the finished surface of the cutting tool is set according to the hardness and elastic modulus of the workpiece and the strength of the cutting edge of the cutting tool. However, in the present embodiment, the clearance angle γ formed in the cutting tool 8 is set based on the feed speed F of the cutting tool 8 or the like. As a result, the clearance angle γ can be increased in response to an increase in the feed amount f. Therefore, even when the cutting system 1 according to the present embodiment is used to increase the feed amount f and perform cutting. The flank 91e of the insert 91 can be prevented from interfering with the shoulder portion existing between the finished surface 63 and the uncut portion 62.

<他の実施形態>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.

本発明による切削工具は、エンドミルに限られるものではなく、フライスカッター、旋削、平削り、形削り用のバイト等にも適用可能である。また、本発明による切削加工装置は、マシニングセンタ以外に、ターニングセンタ、NCフライス盤、NC旋盤等にも適用することは可能である。   The cutting tool according to the present invention is not limited to an end mill, and can also be applied to a milling cutter, turning, planing, a cutting tool for shaping, and the like. In addition to the machining center, the cutting apparatus according to the present invention can be applied to a turning center, an NC milling machine, an NC lathe, and the like.

図17および図18において、本発明を旋削に適用した場合を示す。図において、被切削物6は回転軸φを中心に回転されている。切削工具9Aは、先端にノーズ部切れ刃91fおよびそれに連続したワイパー部切れ刃91gを有している。切削工具9Aは、被切削物6を切削しながら、白抜きの矢印にて示したように送り方向に相対移動する。これにより、被切削物6上に送り方向に曲面である仕上面64が形成される。本実施形態において、ピックフィードが存在しない点が実施形態1または実施形態2の場合と異なるが、その他の構成については同様であるため説明は省略する。   17 and 18 show a case where the present invention is applied to turning. In the figure, the workpiece 6 is rotated about the rotation axis φ. The cutting tool 9A has a nose portion cutting edge 91f and a wiper portion cutting edge 91g continuous thereto at the tip. The cutting tool 9A relatively moves in the feed direction as shown by the white arrow while cutting the workpiece 6. As a result, a finished surface 64 that is a curved surface in the feed direction is formed on the workpiece 6. This embodiment is different from the first embodiment or the second embodiment in that no pick feed is present, but the other configurations are the same and will not be described.

NC制御装置4は、既加工面である未切削部62を、切削工具により再度切削する際の切削速度が、前回に未切削部62を形成した際の切削速度に対して異なるように主軸モータ54Eを制御してもよい。こうすることにより、前回の切削時に未切削部62に残された振動痕が切り取り厚さ変動として再生する周波数を狂わせ、びびり振動の成長を抑制することができる。   The NC control device 4 is configured so that the cutting speed when the uncut portion 62 that is a finished surface is cut again by a cutting tool is different from the cutting speed when the uncut portion 62 is formed last time. 54E may be controlled. By doing so, it is possible to deviate the frequency at which the vibration trace left in the uncut portion 62 at the previous cutting is reproduced as the cut thickness variation, and to suppress the growth of chatter vibration.

切削工具において、ノーズ部切れ刃を挟むように、一対のワイパー部切れ刃を設けてもよい。また、一つの切れ刃の延長上に、略多角形状に、複数組のノーズ部切れ刃とワイパー部切れ刃を形成しても良く、それらの曲率半径は異なっていてもよい。   In the cutting tool, a pair of wiper part cutting edges may be provided so as to sandwich the nose part cutting edge. Further, a plurality of sets of nose part cutting edges and wiper part cutting edges may be formed in a substantially polygonal shape on the extension of one cutting edge, and their curvature radii may be different.

図面中、1は切削加工システム(切削加工装置)、2はCAD/CAM装置(加工支援装置)、4はNC制御装置、6は被切削物、7,8はエンドミル(切削工具)、7A,7B,9,9Aは切削工具、54AはY軸モータ(ピックフィード部)、54BはX軸モータ(工具送り部)、54DはY軸回り角度モータ(姿勢変更部)、54Eは主軸モータ、54FはX軸回り角度モータ(姿勢変更部)、58は工具交換ユニット(工具取換部)、59はツールマガジン(工具収容部)、61,63,64は仕上面、62は未切削部(既加工面)、72,82,91a,91fはノーズ部切れ刃、73,83,91b,91gはワイパー部切れ刃、74はバニシング部、Fは送り速度、Re,Rtはワイパー部切れ刃を切削運動によって掃引した面の曲率半径、Rnはノーズ部切れ刃の曲率半径、Rpは目標加工面のピックフィード方向の曲率半径、Rwは目標加工面の送り方向の曲率半径、TSは目標加工面、γは逃げ角を示している。   In the drawings, 1 is a cutting system (cutting device), 2 is a CAD / CAM device (machining support device), 4 is an NC control device, 6 is a workpiece, 7 and 8 are end mills (cutting tools), 7A, 7B, 9, 9A are cutting tools, 54A is a Y-axis motor (pick feed unit), 54B is an X-axis motor (tool feed unit), 54D is a Y-axis rotation angle motor (posture changing unit), 54E is a spindle motor, 54F Is an X-axis rotation angle motor (posture changing unit), 58 is a tool changing unit (tool changing unit), 59 is a tool magazine (tool receiving unit), 61, 63 and 64 are finished surfaces, 62 is an uncut portion (existing portion) Machining surfaces), 72, 82, 91a, 91f are cutting nose cutting edges, 73, 83, 91b, 91g are wiper cutting edges, 74 is a burnishing section, F is a feed rate, Re, Rt are cutting wiper cutting edges. Swept by movement Rn is the radius of curvature of the nose edge, Rp is the radius of curvature of the target machining surface in the pick feed direction, Rw is the radius of curvature of the target machining surface in the feed direction, TS is the target machining surface, and γ is the clearance angle Show.

Claims (13)

被切削物(6)において、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削加工するための切削加工装置(1)であって、
前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)、及び該ノーズ部切れ刃に連続すると共に前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)を具備した切削工具(7、8、9、9A)と、
前記切削工具により加工する際、前記ワイパー部切れ刃が掃引されて形成される仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を前記送り方向に変化させる姿勢変更部(54D,54F)と、
を備えた切削加工装置。
A cutting device (1) for cutting a curved target processing surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in a feed direction in a workpiece (6),
A curved nose portion cutting edge (72) having a positive first curvature (1 / Rn) when the curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. 82, 91a, 91f), and a cutting edge that is continuous with the nose portion cutting edge and has a cutting edge length longer than the nose portion cutting edge, and the curvature (1 / Rw) of the target machining surface in the feed direction A curved wiper part cutting edge (73, 83, 91b, 91g) having the second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference from the curvature of the target machining surface is within a predetermined range as described above is provided. Cutting tools (7, 8, 9, 9A);
When machining with the cutting tool, the posture of the cutting tool with respect to the workpiece is set in the feed direction so that a finished surface generating portion formed by sweeping the wiper portion cutting edge matches the target machining surface. A posture changing unit (54D, 54F) to be changed;
Cutting device equipped with.
待機中の切削工具(7、7A、7B、8、9、9A)を一つ以上収容する工具収容部(59)と、
前記工具収容部に収容された待機中の前記切削工具のうちの一つを、使用中の前記切削工具と取り換える工具取換部(58)と、
を備えるものであって、
使用可能な複数の前記切削工具の中から、前記目標加工面の形状に基づき、使用すべき工具の選択を行う工具選択部、
をさらに備えた請求項1記載の切削加工装置。
A tool storage portion (59) for storing one or more cutting tools (7, 7A, 7B, 8, 9, 9A) on standby;
A tool replacement section (58) for replacing one of the cutting tools on standby stored in the tool storage section with the cutting tool in use;
Comprising:
A tool selection unit that selects a tool to be used based on the shape of the target machining surface from the plurality of cutting tools that can be used;
The cutting apparatus according to claim 1, further comprising:
前記工具選択部は、使用可能な複数の前記切削工具の中から、前記ワイパー部切れ刃の曲率が前記加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という第2の曲率(1/Rt)の条件を満たす工具を選択する請求項2記載の切削加工装置。   The tool selection unit has a predetermined difference between the curvature of the cutting edge of the wiper and a curvature of the machining surface (1 / Rw) or more from a curvature of the target machining surface among the plurality of usable cutting tools. The cutting apparatus according to claim 2, wherein a tool that satisfies the condition of the second curvature (1 / Rt) within the range is selected. 前記切削工具により、既加工面である未切削部(62)を再度切削する際の切削速度が、前記既加工面を形成した際の切削速度に対して異なるように制御される請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載の切削加工装置。   The cutting speed when the uncut portion (62) that is a finished surface is cut again by the cutting tool is controlled to be different from the cutting speed when the finished surface is formed. The cutting apparatus according to any one of 3. 前記切削工具により加工する際に、前記送り方向に対して直交するピックフィード方向に移動するように、前記切削工具を前記被切削物に対して相対移動させるピックフィード部(54A)をさらに備え、
前記目標加工面は、前記ピックフィード方向に所定の曲率(1/Rp)を有する曲面状をなしており、
前記ワイパー部切れ刃が掃引されてできる面は、前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、前記目標加工面の前記ピックフィード方向の曲率以上で且つピックフィード方向に所定範囲内の曲率(1/Re)を有しており、
前記姿勢変更部(54F)は、
前記切削工具により加工する際に、前記ワイパー部切れ刃が掃引された面の仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を前記ピックフィード方向に変化させる請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の切削加工装置。
A pick feed section (54A) for moving the cutting tool relative to the workpiece so as to move in a pick feed direction perpendicular to the feed direction when machining with the cutting tool;
The target machining surface has a curved surface shape having a predetermined curvature (1 / Rp) in the pick feed direction,
The surface formed by sweeping the cutting edge of the wiper portion is a pick feed direction of the target machining surface when the curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. A curvature (1 / Re) within a predetermined range in the pick feed direction.
The posture changing unit (54F)
When machining with the cutting tool, the posture of the cutting tool with respect to the workpiece is set to the pick feed direction so that a finished surface generation portion of a surface on which the wiper part cutting edge is swept matches the target machining surface. The cutting apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 4 changed to.
送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削するための切削工具(7、8、9、9A)であって、
前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有する曲線状のノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)と、
該ノーズ部切れ刃に連続すると共に、前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)と、
を備えている切削工具。
A cutting tool (7, 8, 9, 9A) for cutting a curved target machining surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction,
A curved nose portion cutting edge (72) having a positive first curvature (1 / Rn) when the curvature of the curve convex toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. 82, 91a, 91f),
The cutting edge is continuous with the cutting edge of the nose portion and has a cutting edge length longer than that of the cutting edge of the nose portion, and has a curvature (1 / Rw) or more of the target processing surface in the feed direction and A curved wiper part cutting edge (73, 83, 91b, 91g) having a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference from the curvature is within a predetermined range;
Cutting tool equipped with.
前記切削工具(9)の逃げ角(γ)は、前記切削工具の進行角度(θ)に基づいて設定されている請求項6記載の切削工具。   The cutting tool (9) according to claim 6, wherein the clearance angle (γ) of the cutting tool (9) is set based on a traveling angle (θ) of the cutting tool. 前記切削工具(7)は、
前記ノーズ部切れ刃(72)とは反対位置において、前記ワイパー部切れ刃(73)に連続しており、前記ワイパー部切れ刃によって形成された仕上面(61)を押圧するバニシング部(74)を有している請求項6または7に記載の切削工具。
The cutting tool (7)
A burnishing portion (74) that is continuous with the wiper portion cutting edge (73) at a position opposite to the nose portion cutting edge (72) and presses the finished surface (61) formed by the wiper portion cutting edge. The cutting tool according to claim 6 or 7, comprising:
請求項3に記載の切削加工装置において、加工データを生成する加工支援装置であって、
前記各切削工具が有する曲率に基づき、各々の前記切削工具が切削可能な曲率範囲(1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3)を設定し、該曲率範囲と製品図面データとに基づき、前記目標加工面を、各々が前記曲率範囲のいずれかに対応した複数の領域に分割する加工面分割部と、
分割された前記領域に基づいて、前記目標加工面の各部位に対して、使用すべき前記切削工具を当てはめる工具設定部と、
当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記切削工具の送り量(f)を設定する送り量設定部と、
当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を設定する姿勢設定部と、
を備えている加工支援装置。
The machining apparatus according to claim 3, wherein the machining support apparatus generates machining data.
Based on the curvature of each of the cutting tools, set a curvature range (1 / Rs1, 1 / Rs2, 1 / Rs3) that each of the cutting tools can cut, and based on the curvature range and product drawing data, A machining surface dividing unit that divides the target machining surface into a plurality of regions each corresponding to one of the curvature ranges;
A tool setting unit that applies the cutting tool to be used to each part of the target machining surface based on the divided area;
A feed amount setting unit for setting a feed amount (f) of the cutting tool based on the fitted cutting tool and the product drawing data;
A posture setting unit for setting a posture of the cutting tool with respect to the workpiece based on the fitted cutting tool and the product drawing data;
A processing support device comprising:
被切削物(6)において、送り方向に所定の曲率(1/Rw)を有する曲面状の目標加工面(TS)を切削加工するための加工方法であって、
前記目標加工面に向かって凸をなす曲線の曲率を正とし凹をなす曲線の曲率を負としたとき、正の第1の曲率(1/Rn)を有するノーズ部切れ刃(72、82、91a、91f)、及び該ノーズ部切れ刃に連続すると共に前記ノーズ部切れ刃よりも切れ刃長の長い切れ刃であって前記送り方向において前記目標加工面の曲率(1/Rw)以上で且つ前記目標加工面の曲率との差が所定範囲内という条件を満たす第2の曲率(1/Rt)を有する曲線状のワイパー部切れ刃(73、83、91b、91g)を具備した切削工具(7、8、9、9A)を用い、
該切削工具および前記被切削物のうちの少なくともいずれかを動作させて、前記被切削物を切削するとともに、前記ワイパー部切れ刃が掃引する面の仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を変化させながら、前記切削工具および前記被切削物のうちの少なくともいずれかを移動させることにより、前記切削工具を前記目標加工面の前記曲面に沿って前記送り方向に相対移動させる加工方法。
In the workpiece (6), a processing method for cutting a curved target processing surface (TS) having a predetermined curvature (1 / Rw) in the feed direction,
A nose portion cutting edge (72, 82, 72) having a positive first curvature (1 / Rn) when the curvature of the convex curve toward the target machining surface is positive and the curvature of the concave curve is negative. 91a, 91f), and a cutting edge that is continuous with the nose portion cutting edge and has a longer cutting edge length than the nose portion cutting edge, and has a curvature (1 / Rw) or more in the feed direction, and Cutting tool comprising a curved wiper part cutting edge (73, 83, 91b, 91g) having a second curvature (1 / Rt) that satisfies the condition that the difference from the curvature of the target machining surface is within a predetermined range 7, 8, 9, 9A)
At least one of the cutting tool and the workpiece is operated to cut the workpiece, and the finished surface generation portion of the surface swept by the wiper part cutting edge matches the target machining surface. As described above, the cutting tool is moved to the curved surface of the target machining surface by moving at least one of the cutting tool and the workpiece while changing the posture of the cutting tool with respect to the workpiece. A processing method of relatively moving along the feed direction along the line.
前記切削工具により、既加工面である未切削部(62)を再度切削する際の切削速度が、前記既加工面を形成した際の切削速度に対して異なっている請求項10記載の加工方法。   The processing method according to claim 10, wherein a cutting speed when the uncut portion (62), which is a processed surface, is cut again by the cutting tool is different from a cutting speed when the processed surface is formed. . 前記切削工具により加工する際に、前記切削工具は、前記送り方向に対して直交するピックフィード方向にも相対移動され、
前記目標加工面は、
前記ピックフィード方向に所定の曲率(1/Rp)を有する曲面状をなしており、
前記切削工具の前記ワイパー切れ刃が掃引されてできる面は、前記目標加工面の前記ピックフィード方向の曲率以上であって、ピックフィード方向に所定範囲内の曲率(1/Re)を有しており、
前記切削工具により加工する際に、前記ワイパー部切れ刃が掃引された面の仕上げ面生成部分が前記目標加工面に合致するように、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を前記ピックフィード方向にも変化させる請求項10または11に記載の加工方法。
When machining with the cutting tool, the cutting tool is also relatively moved in the pick feed direction orthogonal to the feed direction,
The target machining surface is
A curved surface having a predetermined curvature (1 / Rp) in the pick-feed direction;
The surface formed by sweeping the wiper cutting edge of the cutting tool has a curvature (1 / Re) within a predetermined range in the pick feed direction that is equal to or greater than the curvature of the target processing surface in the pick feed direction. And
When machining with the cutting tool, the posture of the cutting tool with respect to the workpiece is set to the pick feed direction so that a finished surface generation portion of a surface on which the wiper part cutting edge is swept matches the target machining surface. The processing method according to claim 10 or 11, wherein the processing method is also changed.
使用可能な複数の切削工具(7、7A、7B、8、9、9A)が有する曲率に基づき、各々の前記切削工具が切削可能な曲率範囲(1/Rs1、1/Rs2、1/Rs3)を設定し、該曲率範囲と製品図面データとに基づき、前記目標加工面を、各々が前記曲率範囲のいずれかに対応した複数の領域に分割する加工面分割工程と、
分割された前記領域に基づいて、前記目標加工面の各部位に対して、使用するべき前記切削工具を当てはめる工具設定工程と、
当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記切削工具の送り量(f)を設定する送り量設定工程と、
当てはめた前記切削工具と前記製品図面データとに基づき、前記被切削物に対する前記切削工具の姿勢を設定する姿勢設定工程と、
をさらに備えている請求項10乃至12のうちのいずれか一項に記載の加工方法。
A curvature range (1 / Rs1, 1 / Rs2, 1 / Rs3) that each of the cutting tools can cut based on the curvatures of a plurality of usable cutting tools (7, 7A, 7B, 8, 9, 9A). A machining surface dividing step of dividing the target machining surface into a plurality of regions each corresponding to one of the curvature ranges, based on the curvature range and product drawing data;
A tool setting step of applying the cutting tool to be used to each part of the target machining surface based on the divided area;
A feed amount setting step for setting a feed amount (f) of the cutting tool based on the fitted cutting tool and the product drawing data;
A posture setting step of setting a posture of the cutting tool with respect to the workpiece based on the fitted cutting tool and the product drawing data;
The processing method according to any one of claims 10 to 12, further comprising:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL424982A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-23 Politechnika Poznańska Method for minimization of surface roughness during 5-axis milling of curvilinear surfaces
WO2019188619A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 三菱重工業株式会社 Tool selection device, method, and program, and nc program creation system
JP2020086782A (en) * 2018-11-21 2020-06-04 ファナック株式会社 Program creation support system and program creation support method
US11059110B2 (en) 2018-08-29 2021-07-13 Fanuc Corporation Mirror finishing method and mirror finishing tool
CN113867260A (en) * 2021-10-14 2021-12-31 苏州大学 Robot curved surface machining joint track generation method adopting numerical integration

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176709A (en) * 1986-01-28 1987-08-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method and tool for working curved surface
JPH1080817A (en) * 1996-09-05 1998-03-31 Hitachi Ltd Machining method and machining device for three dimensional curved surface shape
JP2001198718A (en) * 2000-01-19 2001-07-24 Kawatetsu Machinery Co Ltd Curved surface cutting method
JP2003117717A (en) * 2000-10-27 2003-04-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Wiper tip, and wiper tip for rotary cutting tool
JP2003145334A (en) * 2002-09-24 2003-05-20 Kawatetsu Machinery Co Ltd Curved-face machining method
JP2005103710A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Cutting insert and rotating tool
JP2007229849A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Jtekt Corp Endmill, and machining method using the same
JP2010017769A (en) * 2008-07-08 2010-01-28 Jtekt Corp Method of machining sheet-like workpiece

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176709A (en) * 1986-01-28 1987-08-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method and tool for working curved surface
JPH1080817A (en) * 1996-09-05 1998-03-31 Hitachi Ltd Machining method and machining device for three dimensional curved surface shape
JP2001198718A (en) * 2000-01-19 2001-07-24 Kawatetsu Machinery Co Ltd Curved surface cutting method
JP2003117717A (en) * 2000-10-27 2003-04-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Wiper tip, and wiper tip for rotary cutting tool
JP2003145334A (en) * 2002-09-24 2003-05-20 Kawatetsu Machinery Co Ltd Curved-face machining method
JP2005103710A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Cutting insert and rotating tool
JP2007229849A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Jtekt Corp Endmill, and machining method using the same
JP2010017769A (en) * 2008-07-08 2010-01-28 Jtekt Corp Method of machining sheet-like workpiece

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL424982A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-23 Politechnika Poznańska Method for minimization of surface roughness during 5-axis milling of curvilinear surfaces
WO2019188619A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 三菱重工業株式会社 Tool selection device, method, and program, and nc program creation system
JP2019171533A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 三菱重工業株式会社 Tool selection device, method and program and nc program generation system
US20210041856A1 (en) * 2018-03-29 2021-02-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Tool selection device, method, and program, and nc program creation system
JP7106321B2 (en) 2018-03-29 2022-07-26 三菱重工業株式会社 TOOL SELECTION DEVICE, METHOD AND PROGRAM, AND NC PROGRAM CREATION SYSTEM
US11841696B2 (en) * 2018-03-29 2023-12-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Tool selection device, method, and program, and NC program creation system
US11059110B2 (en) 2018-08-29 2021-07-13 Fanuc Corporation Mirror finishing method and mirror finishing tool
JP2020086782A (en) * 2018-11-21 2020-06-04 ファナック株式会社 Program creation support system and program creation support method
JP7168421B2 (en) 2018-11-21 2022-11-09 ファナック株式会社 Program creation support device and program creation support method
CN113867260A (en) * 2021-10-14 2021-12-31 苏州大学 Robot curved surface machining joint track generation method adopting numerical integration
CN113867260B (en) * 2021-10-14 2023-05-30 苏州大学 Robot curved surface machining joint track generation method adopting numerical integration

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