JP4702288B2 - Ｃａｍによる金型の穴形状形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、小径工具及びこの小径よりも大きな径の大径工具を用いて、金型の加工部位に穴形状を形成する、ＣＡＭによる金型の穴形状形成方法に関するものである。

自動車のパネルには多くの穴形状があり、これを成形する金型表面にも穴形状を形成する必要がある。従来、加工が施されていない金型の表面形状に穴形状を形成するに際し、図９Ａに示すように、プレス型１表面に製品形状の輪郭を作業者がケガキし、ケガキ線２に包囲された区域に、小径のエンドミル（ドリル）を用いて、作業者の目視で複数の穴３を形成することによって穴形状４を形成していた。

このように穴形状を形成する場合、図１０に示すように穴形状の比較的狭い幅ｄ１が金型の鋳物代の２倍より小さいとき、金型に鋳抜きを施さず、加工が施されていない金型の表面形状に小径カッター４を工具経路５に沿って輪郭加工を行うことにより、穴形状６を形成する。それに対して、図１１に示すように大径カッター７によって削り残された部位の比較的狭い幅ｄ２が金型の鋳物代の２倍より小さいとき、小径カッター８を工具経路９に沿って輪郭加工を行うことにより、穴形状１０を形成していた。

また、図１２に示すように、加工が施されていない金型の表面形状に穴形状を形成する際に、最初にｎ段目（ｎは自然数）の工具経路１１に沿ってカッターによる加工を行い、次いでｎ−１段目の工具経路１２に沿ってカッターによる加工を行い、最後から２番目に、２段目の工具経路１３に沿ってカッターによる加工を行い、最後に、１段目の工具経路１４に沿ってカッターによる加工を行うことにより多段オフセットを行うことによって、穴形状１５が形成されていた。

しかしながら、従来のように作業者の目視で複数の穴を形成する場合、図９Ｂに示すように、穴１６がケガキ線１７からはみ出るおそれがある。また、図９Ｃに示すように、素材断片１８が穴形状１９内に残るおそれがある。この場合、素材断片１８が工具に絡み、工具破損を引き起こすおそれがある。

また、図１０に示すような比較的狭い幅ｄ１の穴形状を形成する場合、小径カッター４の進行方向に対する側面全体で加工するため、カッター４が接触する円弧が大きくなり、小径カッター４の切削負荷が高くなる不具合があった。図１１に示すように大径カッター７によって削り残された部位の比較的狭い幅ｄ２の穴形状を形成する場合でも、同様な理由で小径カッター８の切削負荷が高くなる不具合がある。

図１２に示すような多段オフセットを行う場合、穴形状の輪郭が比較的平坦な部位では、オフセットの距離ｄ３が比較的小さいため、カッターの切削負荷が大きく変動しないが、穴形状の輪郭が入り組んだ部位では、オフセットの距離ｄ４が大きくなるので、カッターの切削負荷が大きくなる。

請求項１記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、工具の穴がケガキ線からはみ出るという課題、素材断片が穴形状に残るという課題、切削負荷が大きくなるという課題、及び穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくなるという課題を解決しようとするものである。

請求項１及び２記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、工具の穴がケガキ線からはみ出るという課題を解決しようとするものである。

請求項３記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくなるという課題を解決しようとするものである。

請求項４記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、素材断片が穴形状に残るという課題を解決しようとするものである。

請求項５及び６記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、切削負荷が大きくなるという課題を解決しようとするものである。

本発明による請求項１記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、小径工具と、この小径よりも大きな径の大径工具とを用いて、金型に穴形状を形作る製品輪郭形状で囲まれた加工部位を、前記穴形状に加工するに際し
前記大径工具による突き加工を行った後、前記大径工具によって削り残された区域のうちの前記小径工具で加工すべき区域の各々を、前記小径工具によって、当該加工すべき区域の製品輪郭形状に沿って、
前記穴形状に対応する深さで順次突き加工することで、
前記小径工具で加工すべき区域を、当該区域の製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工するとき、
前記製品輪郭形状と大径カッターとの接触位置を２つ求め、当該接触位置の１つから下ろした垂線と、前記製品輪郭形状の輪郭を前記小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線との交点を、前記突き加工の開始点とすることを特徴とするものである。

本発明による請求項２記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、前記大径工具によって削り残された区域に、前記製品輪郭形状の輪郭よりも前記小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線が、交差することなく存在できる場合、前記大径工具によって削り残された区域は、前記小径工具によって加工すべき区域であると判断することを特徴とするものである。

本発明による請求項３記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、前記小径工具のみによって前記穴形状を形成すべき区域であると判断されるときは、前記小径工具によって加工すべき区域を、当該区域の前記突き加工の開始点から前記製品輪郭形状までの最短経路に沿って、前記小径工具によって、前記穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、
前記前記突き加工の開始点から前記製品輪郭形状までの最短経路沿いに、所定ピッチで前記突き加工を順次行うことを特徴とするものである。

本発明による請求項４記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、
前記製品輪郭形状に沿って突き加工を行うときの工具の移動経路で囲まれた領域内に削り残し領域が生じた場合、小径工具の直径から削り残し領域における山形の削り残し形状の２倍の高さを減算した値をオフセット量として、前記製品輪郭形状からずらした経路に、前記小径工具の外周のうち、前記製品輪郭形状側の外周が接触するように、前記小径工具を順次移動させることによって、前記小径工具により順次突き加工を行うことを特徴とするものである。

本発明による請求項５記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、前記穴形状に対応する深さが、一つ前の突き加工のときよりも深い場合には、前記小径工具の突き方向の送り速度を、前記一つ前の突き加工のときの前記小径工具の突き方向の送り速度よりも下げることを特徴とするものである。

本発明による請求項６記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、前記穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、
前記穴形状に対応する深さを、前記製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工する際に前記小径工具の先端が描く軌跡の深さよりも深くすることを特徴とするものである。

本発明による請求項１記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、大径工具による加工を行った後、大径工具によって削り残された区域のうちの小径工具で加工すべき区域の各々を、小径工具によって、当該加工すべき区域の製品輪郭形状に沿って、大径工具及び小径工具で形成すべき穴形状に対応する深さで順次突き加工することで、小径工具で加工すべき区域を、当該区域の製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工する。

このように、大径工具によって削り残された部位に比較的狭い幅の穴形状を形成する場合に、従来のように作業者の目視で複数の穴を形成せず、製品輪郭形状沿いに自動的に順次突き加工するので、工具による穴が製品輪郭形状すなわちケガキ線からはみ出るおそれがなくなる。また、従来のように作業者の目視で複数の穴を形成せず、製品輪郭形状までの最短距離に沿って順次突き加工した後に、製品輪郭形状沿いに順次突き加工するので、素材断片が穴形状に残るおそれがなくなる。また、従来のように工具の進行方向に対する側面全体で加工せずに、順次突き加工するので、工具の負荷を従来に比べて小さくすることができるとともに、穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくなるおそれがない。

本発明による請求項２記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、大径工具によって削り残された区域に、製品輪郭形状の輪郭よりも小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線が、交差することなく存在できる場合、大径工具によって削り残された区域は、小径工具によって加工すべき区域であると判断する。

したがって、小径工具によって加工すべき区域をこのように判断することによって、小径工具による穴を、製品輪郭形状すなわちケガキ線に沿い、より正確に形成することができる。

本発明による請求項１記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、小径工具によって加工すべき区域の製品輪郭形状と大径カッターとの接触位置を２つ求め、当該接触位置の１つから下ろした垂線と、製品輪郭形状の輪郭よりも小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線との交点を、前記突き加工の開始点とする。

このようにして突き加工の開始点を決定することにより、小径工具による穴を、製品輪郭形状すなわちケガキ線に沿い、より正確に形成することができる。

本発明による請求項３記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、前記小径工具のみによって前記穴形状を形成すべき区域であると判断されるときは、小径工具によって加工すべき区域を、当該区域の前記突き加工の開始点から製品輪郭形状までの最短経路に沿って、小径工具によって、前記穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、前記突き加工の開始点から製品輪郭形状までの最短経路沿いに、所定ピッチで突き加工を順次行う。

このように所定のピッチで突き加工を行うことにより、穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくならないようにするのにより好適となる。

本発明による請求項４記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、製品輪郭形状に沿って突き加工を行うときの工具の移動経路で囲まれた領域内に削り残し領域が生じた場合、小径工具の直径から削り残し領域における山形の削り残し形状の２倍の高さを減算した値をオフセット量として、前記製品輪郭形状からずらした経路に、前記小径工具の外周のうち、前記製品輪郭形状側の外周が接触するように、前記小径工具を順次移動させることによって、その削り残し領域がなくなるまで、小径工具により順次突き加工を行う。

このように削り残し領域を突き加工することにより、素材断片が穴形状に残さないようにするのにより好適なものとなる。

本発明による請求項５記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、穴形状に対応する深さが、一つ前の突き加工のときよりも深い場合には、小径工具の突き方向の送り速度を、一つ前の突き加工のときの小径工具の突き方向の送り速度よりも下げる。

このように、小径工具の突き方向の送り速度を、一つ前の突き加工のときの送り速度よりも下げることにより、工具の負荷をより小さくすることができる。

本発明による請求項６記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法によれば、穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、穴形状に対応する深さを、製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工する際に小径工具の先端が描く軌跡の深さよりも深くする。

このように、小径工具の先端が描く軌跡の深さよりも深くすることにより、製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工する際に小径工具の先端が、突き加工の削り残しに当たらないので、工具を負荷を更に小さくすることができる。

本発明によるＣＡＭによる金型の穴形状形成方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面中、同一部材には同一符号を付すものとする。また、図面中、３次元ＣＡＭシステムのＺ−方向を工具の突き加工方向とする。本発明によるＣＡＭによる金型の穴形状形成方法は、通常のＣＡＭシステムの作動プログラムの一部を改造してそこに付加して実施するものであり、加工用の工具として小径カッター及びこの小径よりも大きな径の大径カッターを使用することを前提としている。本発明によるＣＡＭによる金型の穴形状形成方法を実施するＣＡＭシステムには、穴形状の製品輪郭形状、小径カッターの径、大径カッターの径、小径カッターの加工ピッチ等が入力され、突き加工ＮＣデータが出力される。

図１は、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工及び輪郭加工の概要を説明する図である。この場合、穴形状２１の製品輪郭形状Ｃ１、小径カッター２２の径Ｄ１及び製品輪郭形状Ｃ１沿いの加工ピッチＬ１の入力情報を基にして、小径カッター２２により、製品輪郭形状Ｃ１沿いに一定のピッチＬ１で突き加工を行う（図１Ａ）。それら突き加工を行った後、小径カッター２２により、製品輪郭形状Ｃ１沿いに仕上げの輪郭加工を矢印ａ方向に行う（図１Ｂ）。この概要については、フローチャートを用いて詳細に説明する。

図２は、大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工及び輪郭加工の概要を説明する図である。この場合、穴形状２３の製品輪郭形状Ｃ２、小径カッター２２の径Ｄ１、製品輪郭形状Ｃ２沿いの加工ピッチＬ２、大形カッター２４の径Ｄ２、製品輪郭形状Ｃ２と大径カッター２４との接点位置Ｐ１，Ｐ２及び接点位置Ｐ１，Ｐ２間の加工後形状面Ｃ３の入力情報を基にして、大形カッター２４の削り残し部位２５を認識し、加工後形状面Ｃ３から製品輪郭形状Ｃ２沿いに一定のピッチＬ２で突き加工を行う（図２Ａ）。それら突き加工を行った後、小径カッター２２により製品輪郭形状Ｃ２沿いに仕上げの輪郭加工を矢印ｂ方向に行う（図１ｂ）。この概要についても、フローチャートを用いて詳細に説明する。

図３は、本発明によるＣＡＭによる金型の穴形状形成方法の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。本ルーチンは、図１に示したような小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工及び図２に示したような大径カッターによる削り残しが大きい部位の突き加工を行うものであり、小径カッターによって形成すべき穴形状の各々について行われるものとする。先ず、ステップＳ１において、小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域を判定する処理を行う。

図４を用いて詳しく説明すると、穴形状２１の製品輪郭形状Ｃ１が閉曲線であり、その内側が加工部位であるとともに、大径カッター２４がその内側に入らない場合、穴形状２１を、小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域と判定する。このとき、加工開始点（アプローチ点）Ｑ１も同時に求まる（図４Ｂ）。

加工開始点Ｑ１は、加工開始点Ｑ１から製品輪郭形状Ｃ１に下ろした垂線ｄ１，ｄ２が等しくなる位置（すなわち、共に、カッター半径Ｄ１／２に加工余裕量ｃを加えたものとなる位置）に設定する。なお、垂線ｄ１，ｄ２を確保できないときには、その工具での加工が不可能となり、より小径の工具によって加工が開始される。したがって、これにより大形カッター２４が製品輪郭形状Ｃ１の内側に入るか否かを判断することができる。

次いで、ステップＳ２において、対象となる穴形状が小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域であるか否か判断する。小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域である場合には、ステップＳ３において、小径カッターの突き加工の工具経路を生成する。

図５Ａ〜Ｄを用いて詳しく説明すると、先ず、小径カッター２２により、サイクルＳＩのサイクル突き加工により、加工開始点Ｑ１にアプローチ穴（この深さは、設計者によって任意に設定できるものとする。）をあける（図５Ａ）。なお、この場合、穴形状２１の製品輪郭形状Ｃ１、小径カッター２２のカッター径Ｄ１、加工開始点Ｑ１、小径カッター２２の回転数Ｓ１、小径カッター２２のＺ−方向への送り速度Ｆ１及び小径カッター２２のサイクルＳＩが入力され、サイクル突き加工ＮＣ（数値制御）データが出力される。

次いで、小径カッター２２により、加工開始点Ｑ１から製品輪郭形状Ｃ１までの最短経路に沿って、一定ピッチＬ１で順次突き加工する（突き加工の各々の深さも、設計者によって任意に設定できるものとする。）（図５Ｂ）。なお、この場合、穴形状２１の製品輪郭形状Ｃ１、小径カッター２２のカッター径Ｄ１、加工開始点Ｑ１、小径カッター２２の回転数Ｓ２及び小径カッター２２のＺ−方向への送り速度Ｆ２が入力され、ピッチ一定の突き加工ＮＣデータが出力される。

次いで、小径カッター２２により、製品輪郭形状Ｃ１に沿って、一定ピッチＬ１で順次突き加工する（突き加工の各々の深さも、設計者によって任意に設定できるものとする。）（図５Ｃ）。なお、この場合、穴形状２１の製品輪郭形状Ｃ１、小径カッター２２のカッター径Ｄ１、加工開始点Ｑ１、小径カッター２２の回転数Ｓ２及び小径カッター２２のＺ−方向への送り速度Ｆ２が入力され、ピッチ一定の突き加工ＮＣデータが出力される。

なお、一定ピッチＬ１で順次突き加工する際に、カッター軌跡２６上を一定ピッチｌ１，ｌ２（ｌ１＝ｌ２）で分割すると、製品輪郭形状Ｃ１が直線の部分の削り残しＴ１に比べて、製品輪郭形状Ｃ１の曲線の部分における削り残しＴ２が多くなる。したがって、図５Ｄに示すように、製品輪郭形状Ｃ１上を一定ピッチＬ１，Ｌ２（Ｌ１＝Ｌ２。したがって、ｌ１＞ｌ２）で分割し、その点をカッター軌跡２６上にオフセットする。その結果、製品輪郭形状Ｃ１が直線の部分の削り残しＴ１に比べて、製品輪郭形状Ｃ１の曲線における部分の削り残しＴ２が著しく多くなることがなくなり、後の輪郭削り加工のときの工具負荷が大きくなるのを防止する。

また、加工開始点Ｑ１から製品輪郭形状Ｃ１までの最短経路及び製品輪郭形状Ｃ１沿いに突き加工するに際し、図５Ｅに図示するように、今回の突き加工の深さｚ１（小径カッター２２ａ）が、前回の突き加工の深さｚ２（小径カッター２２ｂ）よりも深くなる場合、小径カッター２２ａの送り速度を、小径カッター２２ｂの送り速度よりも下げる。突き加工の深さが前回の突き加工の深さよりも深くなる場合、カッター２２ａの底面の全体が加工部位に接触して工具負荷が高くなるので、送り速度を下げる。なお、今回の突き加工の深さ（カッター２２ｃ）が前回の突き加工の深さ（カッター２２ｄ）よりも浅い場合、このような問題は生じない。

また、加工開始点Ｑ１から製品輪郭形状Ｃ１までの最短経路及び製品輪郭形状Ｃ１沿いに突き加工するに際し、図５Ｆに図示するように、後に行う仕上げ輪郭加工時に突き加工の削り残し２７に小径カッター２２の先端が当たるのを防ぐために、各々の突き加工を、仕上げ輪郭加工時のカッター２２の軌跡２８よりも深くする。

ステップＳ３において突き加工工具経路を生成した後、ステップＳ４において、図１Ｂに示したような小径カッター２２の輪郭削り加工の工具経路を生成し、その後、ステップＳ５において、小径カッター工具経路は大径カッター削り残し部位のみの工具軌跡に編集する。次いで、ステップＳ６において、突き加工工具経路を輪郭加工工具経路と合併して、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２において、対象となる穴形状が小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域でないと判断した場合、ステップＳ７において、大径カッターによる削り残しが大きい部位と判定する処理を行う。

この判定を、図６Ａを用いて詳細に説明すると、削り残し部位２５が大形カッター２４の削り残し部位であり、製品輪郭形状Ｃ２をその内側に小径カッター２２の半径Ｄ１／２分オフセットした曲線Ｃ２’が、交差することなく削り残し部位２５に存在する場合、小径カッター２２では工具負荷が高くなり、輪郭削り加工が不可能な部位であるので、削り残し部位２５は、大径カッターによる削り残し量が多い部位である。したがって、小径カッター２２によって加工すべき区域であると判断する。

大径カッター２４の削り残し部位は、大径カッター削り残し量“大”の部位と、大径カッター削り残し量“小”の部位とに大別される。大径カッター削り残し量“大”の部位とは、既に説明したように小径カッター２２では工具負荷が高くなり、小径カッター２２による輪郭削り加工が不可能な部位をいう。それに対して、大径カッター削り残し量“小”の部位とは、小径カッター２２で輪郭削り加工が可能な部位をいう。本形態では、大径カッター削り残し量“大”又は“小”かを、大形カッター削り残し量Ｌが小径カッター２２の指定食い込み量ｌより大きいか否かで判断する。図６Ａの場合、大径カッター削り残し量“大”であると判断される。

次いで、加工開始点の求め方を、図６Ｂ〜Ｄを参照して説明する。先ず、製品輪郭形状Ｃ２と大径カッター２４との接点位置Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ求める（図６Ｂ）。次いで、製品輪郭形状Ｃ２を小径カッター２２の半径Ｄ１／２オフセットした曲線Ｃ２’を作る（図６Ｃ）。次いで、接点位置Ｐ１から垂直に下ろした線分ｐｌ１と曲線Ｃ２’との交点ＣＰ１を求め、この交点ＣＰ１を加工開始点とする。（図６Ｄ）

次いで、ステップＳ７において、対象となる穴形状が大径カッター削り残し量“大”の部位であるか否かを判断する。大径カッター削り残し量“大”の部位である場合には、ステップＳ９において突き加工工具経路を形成し、そうでない場合には、ステップＳ９をスキップする。

ステップＳ９において、ステップＳ３と同様に、小径カッターの突き加工の工具経路を生成する。図６Ｅを用いて詳細に説明すると、小径カッター２２により、製品輪郭形状Ｃ２に沿って、一定ピッチＬ１で順次突き加工する（突き加工の各々の深さも、設計者によって任意に設定できるものとする。）。なお、この場合、削り残し部位２５の製品輪郭形状Ｃ２、小径カッター２２のカッター径Ｄ１、大径カッター２４のカッター径Ｄ２、製品輪郭形状Ｃ２と大径カッター２４との接点位置Ｐ１，Ｐ２、接点位置Ｐ１，Ｐ２間の製品輪郭形状Ｃ３、小径カッター２２の回転数ｓ２及び小径カッター２２のＺ−方向への送り速度ｆ２が入力され、ピッチ一定の突き加工ＮＣデータが出力される。

なお、この場合も、一定ピッチＬ１で順次突き加工する際に、図５Ｄに図示したのと同様に、製品輪郭形状Ｃ２上を一定ピッチＬ１で分割し、その点を曲線Ｃ２’上にオフセットする。その結果、後の輪郭削り加工のときの工具負荷が大きくなるのを防止する。

また、製品輪郭形状Ｃ２沿いに突き加工するに際し、図５Ｅに図示したのと同様に、今回の突き加工の深さが、前回の突き加工の深さよりも深くなる場合、小径カッターの送り速度を前回の送り速度よりも下げることにより、工具負荷が高くなるのを防止する。

また、製品輪郭形状Ｃ２沿いに突き加工するに際し、図５Ｆに図示したのと同様に、後に行う仕上げ輪郭加工時に突き加工の削り残しに小径カッターの先端が当たるのを防ぐために、各々の突き加工を、仕上げ輪郭加工時のカッターの軌跡よりも深くする。

ステップＳ９において突き加工工具経路を生成した後、ステップＳ１０において、図２Ｂに示したような小径カッター２２の輪郭削り加工の工具経路を生成し、その後、ステップＳ１１において、小径カッター工具経路は大径カッター削り残し部位のみの工具軌跡に編集する。次いで、ステップＳ６において、突き加工工具経路を輪郭加工工具経路と合併して、本ルーチンを終了する。

図７は、突き加工削り残し領域を判定し及び取り除くフローチャートである。本ルーチンは、図３のフローチャートのステップＳ３（小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合）及びステップＳ１１（大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工の場合）で行われるものであり、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合には、加工開始点Ｑ１から製品輪郭形状Ｃ１までの最短経路に沿って、一定ピッチＬ１で順次突き加工する際に実行され、それに対して、大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工の場合には、製品輪郭形状Ｃ２に沿って、一定ピッチＬ１で順次突き加工する際に実行される。なお、加工開始点の決定を除いては、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合も、大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工の場合も同様であるため、ここでは、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合について説明する。

先ず、ステップＳ２１において、上記加工開始点Ｑ１を決定する。次いで、ステップＳ２２において、突き加工削り残し領域の判定を行う。図８Ａを用いて説明すると、この判定は、製品輪郭形状Ｃ１から小径カッターの径Ｄ１オフセットした曲線Ｃ１’が閉曲線を作るとき突き加工削り残し領域が存在すると判定する。

次いで、ステップＳ２３において、突き加工削り残し領域があるか否か判断する。突き加工削り残し領域がある場合、ステップＳ２４において、突き加工削り残し領域の突き加工工具経路を生成する。

本形態では、突き加工削り残し領域の突き加工工具経路を生成するに際し、製品輪郭形状Ｃ１沿いに突き加工した際に生じる山形の削り残し形状２９（図８Ｂ）が完全に除去されるように、製品輪郭形状Ｃ１からＤ１−２ｈ（ｈを削り残し形状２９の高さとする。）オフセットした曲線Ｃ１”の内側を突き加工削り残し領域３０とし、製品輪郭形状Ｃ１沿いを突き加工する際の小径カッター２２の軌跡をＤ１−２ｈオフセットした曲線を、突き加工削り残し領域の突き加工工具経路とする。したがって、図８Ｂにおいて破線で示したように、小径カッター２２の円弧が曲線Ｃ１”に接触するように小径カッター２２による突き加工を行う。

ステップＳ２４で突き加工削り残し領域の突き加工工具経路を生成した後、ステップＳ２３に戻る。それに対して、ステップＳ２３において突き加工削り残し領域がない場合、ステップＳ２４をスキップし、ステップＳ２５において、既に説明したようにして製品輪郭形状沿いの突き加工工具経路を生成し、その後本ルーチンを終了する。

本実施の形態によれば、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合及び大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工の場合に、従来のように作業者の目視で複数の穴を形成せず、製品輪郭形状Ｃ１，Ｃ２沿いに自動的に順次突き加工するので、小径カッター２２による穴が製品輪郭形状Ｃ１，Ｃ２からはみ出るおそれがなくなるとともに、素材断片が穴形状に残るおそれがなくなる。また、従来のように小径カッター２２の進行方向に対する側面全体で加工せずに、順次突き加工するので、工具の負荷を従来に比べて小さくすることができるとともに、穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくなるおそれがない。

また、製品輪郭形状Ｃ１，Ｃ２沿いに所定のピッチＬ１で突き加工を行うことにより、穴形状の輪郭が入り組んだ部位において工具の切削負荷が特に大きくなるおそれもない。また、突き加工削り残し領域３０（図８Ａ）を突き加工することにより、素材断片が穴形状に残さないようにするのにより好適なものとなる。また、小径カッター２２の送り速度を、前回の送り速度よりも下げることにより、小径カッター２２の負荷をより小さくすることができる。また、仕上げ輪郭加工時に突き加工の削り残し２７に小径カッター２２の先端が当たるのを防ぐため、小径カッター２２の負荷を一層小さくすることができる。さらに、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工の場合、アプローチ穴をあける際に、突き加工を所定のサイクルで行うことにより、一度に突き加工する場合に比べて工具負荷を一層小さくすることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工及び大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工を同時に行ったが、個別に行うこともできる。また、加工工具としてカッターを用いたが、ボールエンドミル等の他の工具を用いることもできる。

小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工及び輪郭加工の概要を説明する図である。 大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工及び輪郭加工の概要を説明する図である。 本発明によるＣＡＭによる金型の穴形状形成方法の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。 小径カッターのみによって穴形状を形成すべき区域を判定する処理を説明するための図である。 小型カッターのみによって行う穴形状の突き加工及び輪郭加工の詳細を説明する図である。 大径カッターによる削り残し量が多い部位の突き加工及び輪郭加工の詳細を説明する図である。 突き加工削り残し領域を判定し及び取り除くフローチャートである。 突き加工削り残し領域を判定し及び取り除くことを説明するための図である。 従来の、作業者の目視で複数の穴を形成する場合を説明するための図である。 従来の、比較的狭い幅の穴形状を形成する場合を説明するための図である。 従来の、大径カッターによって削り残された部位の比較的狭い幅の穴形状を形成する場合を説明するための図である。 従来の、多段オフセットを行う場合を説明するための図である。

符号の説明

１ プレス型
２，１７ ケガキ線
３，１６ 穴
４，８，２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 小径カッター
５，９，１１，１２，１３，１４ 工具経路
６，１０，１５，１９，２１，２３ 穴形状
７，２４ 大径カッター
１８ 素材断片
２５ 削り残し部位
２６ カッター軌跡
２７ 突き加工の削り残し
２８ 仕上げ輪郭加工時のカッター２２の軌跡
２９ 削り残し形状
３０ 突き加工削り残し領域
Ｃ１，Ｃ２ 製品輪郭形状
Ｃ１’，Ｃ１”，Ｃ２’ 曲線
Ｃ３ 加工後形状面
ＣＰ１，Ｑ１ 加工開始点（アプローチ点）
Ｄ１，Ｄ２ カッター径
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４ 幅
ｈ 削り残し形状２９の高さ
Ｌ 大径カッター削り残し量
ｌ 指定食い込み量
Ｌ１，Ｌ２，ｌ１，ｌ２ 加工ピッチ
Ｐ１，Ｐ２ 接点位置
Ｔ１，Ｔ２ 削り残し
ｚ１，ｚ２ 突き加工の深さ

Claims (6)

1. 小径工具と、この小径よりも大きな径の大径工具とを用いて、金型に穴形状を形作る製品輪郭形状で囲まれた加工部位を、前記穴形状に加工するに際し、
   前記大径工具による突き加工を行った後、前記大径工具によって削り残された区域のうちの前記小径工具で加工すべき区域の各々を、前記小径工具によって、当該加工すべき区域の製品輪郭形状に沿って、
   前記穴形状に対応する深さで順次突き加工することで、
   前記小径工具で加工すべき区域を、当該区域の製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工するとき、
   前記製品輪郭形状と大径カッターとの接触位置を２つ求め、当該接触位置の１つから下ろした垂線と、前記製品輪郭形状の輪郭を前記小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線との交点を、前記突き加工の開始点とすることを特徴とする、ＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。
2. 前記大径工具によって削り残された区域に、前記製品輪郭形状の輪郭よりも前記小径工具の半径分だけ内側にオフセットした曲線が、交差することなく存在できる場合、前記大径工具によって削り残された区域は、前記小径工具によって加工すべき区域であると判断することを特徴とする、請求項１記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。
3. 前記小径工具のみによって前記穴形状を形成すべき区域であると判断されるときは、
   前記小径工具によって加工すべき区域を、当該区域の前記突き加工の開始点から前記製品輪郭形状までの最短経路に沿って、前記小径工具によって、前記穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、
   前記突き加工の開始点から前記製品輪郭形状までの最短経路沿いに、所定ピッチで前記突き加工を順次行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。
4. 前記製品輪郭形状に沿って突き加工を行うときの工具の移動経路で囲まれた領域内に削り残し領域が生じた場合、小径工具の直径から削り残し領域における山形の削り残し形状の２倍の高さを減算した値をオフセット量として、前記製品輪郭形状からずらした経路に、前記小径工具の外周のうち、前記製品輪郭形状側の外周が接触するように、前記小径工具を順次移動させることによって、その削り残し領域がなくなるまで、前記小径工具により順次突き加工を行うことを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。
5. 前記穴形状に対応する深さが、一つ前の突き加工のときよりも深い場合には、前記小径工具の突き方向の送り速度を、前記一つ前の突き加工のときの前記小径工具の突き方向の送り速度よりも下げることを特徴とする、請求項１から４のうちのいずれかに記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。
6. 前記穴形状に対応する深さで順次突き加工するに際し、
   前記穴形状に対応する深さを、前記製品輪郭形状に沿って輪郭削り加工する際に前記小径工具の先端が描く軌跡の深さよりも深くすることを特徴とする、請求項１から５のうちのいずれか１項に記載のＣＡＭによる金型の穴形状形成方法。

Images