JP5190673B2 - エンドミルによるポケット切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、金型の成形等にて用いられるエンドミルによるポケット形状の切削方法に関する。

従来より、金型（ワーク）にポケット形状を加工する場合、略円柱状の工具の先端部中央Ｔｃから先端部外周へ、更に先端部外周から工具側面の後端側に向けて延びる刃が設けられたエンドミルＴ（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）を用いて加工している。
ここで図６を用いて、円柱状空間のポケット形状における従来の仕上げ切削について説明する。まず、ポケットＰｏの底面には底面仕上げ取り代Ｒｔが残されており、ポケットＰｏの壁面には壁面仕上げ取り代Ｒｋが残されている。これらをエンドミルＴにて切削して仕上げ形状を得る。図６（Ｂ）はポケットＰｏを開口側から見た平面図を示しており、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるＣＣ断面図を示している。なお、ポケットＰｏの形状は円柱状に限定されるものではない。
図６（Ａ）に示すように、従来の切削方法では、まずエンドミルＴをポケット入口から所定距離Ｌ［１］挿入した位置にて、エンドミルＴ［１］をポケットの内壁に沿って工具回転軸ＴＺに直交する方向に移動させて、エンドミルＴの工具側面にて壁面仕上げ取り代Ｒｋ［１］（図６（Ｃ）参照）を切削している。ここで距離Ｌ［１］をあまり長くすると、エンドミルＴの工具側面による切削量が多くなり、切削抵抗が増大し、工具振動が発生して加工精度が低下する場合があるため、適切な距離（壁面仕上げ深さ）が設定される。
続いて、エンドミルＴを更に所定距離Ｌ［２］挿入し、エンドミルＴ［２］をポケットの内壁に沿って工具回転軸ＴＺに直交する方向に移動させて、エンドミルＴの工具側面にて壁面仕上げ取り代Ｒｋ［２］（図６（Ｃ）参照）を切削している。この作業を繰り返し、エンドミルＴの先端が底面仕上げ取り代Ｒｔに達したエンドミルＴ［３］の位置では、壁面仕上げ取り代Ｒｋ［３］と底面仕上げ取り代Ｒｔ［３］とを切削している。
ここで、エンドミルＴ［３］の位置では、底面仕上げ取り代Ｒｔと壁面仕上げ取り代Ｒｋとが重なる位置のコーナー取り代Ｃｎの切削では壁面仕上げ取り代Ｒｋ［３］と底面仕上げ取り代Ｒｔ［３］とを同時に切削するため、切削抵抗が増大して工具振動が発生し、加工精度が低下する場合がある。そこで、この工具振動の発生を防止するために、従来では、コーナー取り代Ｃｎの切削では、エンドミルＴの送り速度を小さくしている。
しかし、このコーナー取り代Ｃｎの送り速度によって切削工程全体の送り速度が小さくなることで加工時間が長くなり、加工効率が低下している。
そこで、特許文献１に記載された従来技術では、エンドミルの形状を改良することで、コーナー取り代Ｃｎの切削においてもエンドミルの送り速度を従来よりも高い速度で送ることが可能で加工効率を向上させることができるラジアスエンドミルが提案されている。
特開２００７−０３００７４号公報

特許文献１に記載された従来技術では、切削工具であるエンドミルの形状を変更しているため、既存の工作機械のエンドミルを交換しなければならない。また、交換したエンドミルに対応する加工プログラムも必要である。従って、改良されたエンドミルに対応する加工プログラムの作成と、改良されたエンドミルの手配と交換に多大な時間と費用がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、既存のエンドミルを用いて、切削方法を変更することで、加工精度を低下させることなく、より大きな送り速度で切削して加工効率をより向上させることができる、エンドミルによるポケット切削方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのエンドミルによるポケット切削方法である。
請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法は、略円柱状の工具の先端部中央から先端部外周へ、更に先端部外周から工具側面の後端側に向けて延びる刃が設けられて工具回転軸回りに回転するエンドミルを用いて、底面と壁面の各々に仕上げ取り代が残されたポケットを仕上げ切削する、エンドミルによるポケット切削方法である。
前記ポケットの仕上げ取り代は、前記底面に沿った底面仕上げ取り代と、前記壁面に沿った壁面仕上げ取り代と、前記底面仕上げ取り代と前記壁面仕上げ取り代とが重なる位置となるコーナー取り代とからなり、前記ポケットの底面に対して前記工具回転軸が直交するように、前記ポケットと前記エンドミルを配置し、前記エンドミルを用いて、第１の切削工程にて、前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代、または前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代、の一方の取り代のみを先に切削する。
そして、前記第１の切削工程に続く第２の切削工程にて、前記コーナー取り代を含めて残った取り代を切削し、前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代と、前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代と、を同時に切削することなく別々に切削する、エンドミルによるポケット切削方法である。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのエンドミルによるポケット切削方法である。
請求項２に記載のエンドミルによるポケット切削方法は、請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法である。
前記第１の切削工程では、前記ポケットの底面の中央近傍に前記エンドミルの先端を配置し、前記ポケットの底面に対して前記エンドミルを前記工具回転軸の軸線方向に相対的に底面仕上げ深さだけ切り込んで、前記エンドミルの先端部の面に設けられた底面刃を用いて切削する切り込み切削を行い、続いて、前記切り込んだ位置から、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に相対的に移動させて、前記壁面仕上げ取り代を切削することなく、前記底面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代を、前記エンドミルの工具側面に設けられた側面刃を用いて切削する底面平坦部切削を行い、前記切り込み切削と前記底面平坦部切削とを前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代がなくなるまで繰り返し、前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代のみを前記壁面仕上げ取り代よりも先に切削する。
そして、前記第２の切削工程では、前記エンドミルの先端が前記ポケットの入口部から壁面仕上げ深さだけ挿入されるように前記エンドミルと前記ポケットを配置し、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に且つ前記ポケットの内壁に沿って相対的に移動させて、前記ポケットにおける前記壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代を、前記エンドミルの前記側面刃を用いて切削する壁面等高線切削を行い、前記壁面等高線切削の後、前記エンドミルの先端を更に前記壁面仕上げ深さだけ挿入して前記壁面等高線切削を行って新たに前記壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代を切削する作業を、前記ポケットの底面に達するまで順次繰り返し、前記コーナー取り代を含めて前記壁面仕上げ取り代を切削する、エンドミルによるポケット切削方法である。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのエンドミルによるポケット切削方法である。
請求項３に記載のエンドミルによるポケット切削方法は、請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法である。
前記第１の切削工程では、前記エンドミルの先端が前記ポケットの入口部から壁面仕上げ深さだけ挿入されるように前記エンドミルと前記ポケットを配置し、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に且つ前記ポケットの内壁に沿って相対的に移動させて、前記底面仕上げ取り代を切削することなく、前記ポケットにおける前記壁面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代を、前記エンドミルの工具側面に設けられた側面刃を用いて切削する壁面等高線切削を行い、前記壁面等高線切削の後、前記エンドミルの先端を更に前記壁面仕上げ深さだけ挿入して新たな前記壁面等高線切削を行って新たに前記壁面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代を切削する作業を、前記ポケットの底面に達するまで順次繰り返し、前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代のみを前記底面仕上げ取り代よりも先に切削する。
そして、前記第２の切削工程では、前記ポケットの底面の中央近傍に前記エンドミルの先端を配置し、前記ポケットの底面に対して前記エンドミルを前記工具回転軸の軸線方向に相対的に底面仕上げ深さだけ切り込んで、前記エンドミルの先端部の面に設けられた底面刃を用いて切削する切り込み切削を行い、続いて、前記切り込んだ位置から、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に相対的に移動させて、前記底面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を含めた前記底面仕上げ取り代を、前記エンドミルの前記側面刃を用いて切削する底面平坦部切削を行い、前記切り込み切削と前記底面平坦部切削とを前記コーナー取り代を含めた前記底面仕上げ取り代がなくなるまで繰り返し、前記コーナー取り代を含めて前記底面仕上げ取り代を切削する、エンドミルによるポケット切削方法である。

また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのエンドミルによるポケット切削方法である。
請求項４に記載のエンドミルによるポケット切削方法は、請求項１〜３のいずれかに記載のエンドミルによるポケット切削方法であって、前記ポケットの壁面と底面の境界部の形状は、前記壁面と前記底面とを滑らかに接続する円弧形状であり、前記円弧形状に応じた曲率の湾曲部が前記先端部外周の近傍の刃に設けられているラジアスエンドミルを用いて切削する、エンドミルによるポケット切削方法である。

請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法では、ポケットの仕上げ取り代を、底面に沿った底面仕上げ取り代と、壁面に沿った壁面仕上げ取り代と、底面仕上げ取り代と壁面仕上げ取り代とが重なる位置のコーナー取り代と、に分ける。
そして、コーナー取り代を除いた底面仕上げ取り代と、コーナー取り代を除いた壁面仕上げ取り代と、の双方の取り代を同時に切削しないことで、切削抵抗が増加することを回避する。
これにより、加工精度を低下させることなく、より大きな送り速度で切削することができる。従って、切削工程全体の送り速度をより大きくすることが可能となり、既存のエンドミルを用いて加工効率をより向上させることができる。

また、請求項２に記載のエンドミルによるポケット切削方法では、第１の切削工程にて、コーナー取り代を除いた底面仕上げ取り代のみを切削する。そして、続く第２の切削工程にて、コーナー取り代を含めて壁面仕上げ取り代を切削する。
上記の順序で切削することで、コーナー取り代を除いた底面仕上げ取り代と、コーナー取り代を除いた壁面仕上げ取り代と、の双方の取り代を同時に切削することなく、切削抵抗が増加することを回避する。
これにより、既存のエンドミルを用いて、加工精度を低下させることなく、より大きな送り速度で切削することが可能となり、加工効率をより向上させることができる。

請求項３に記載のエンドミルによるポケット切削方法では、第１の切削工程にて、コーナー取り代を除いた壁面仕上げ取り代のみを切削する。そして、続く第２の切削工程にて、コーナー取り代を含めて底面仕上げ取り代を切削する。
上記の順序で切削することで、コーナー取り代を除いた底面仕上げ取り代と、コーナー取り代を除いた壁面仕上げ取り代と、の双方の取り代を同時に切削することなく、切削抵抗が増加することを回避する。
これにより、既存のエンドミルを用いて、加工精度を低下させることなく、より大きな送り速度で切削することが可能となり、加工効率をより向上させることができる。

また、請求項４に記載のエンドミルによるポケット切削方法によれば、ポケットの底面と壁面との境界部の円弧形状を、ラジアスエンドミルの湾曲部にて適切に切削することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の「エンドミルによるポケット切削方法」を用いてワークＷにポケット形状の加工を行う工作機械１の一実施の形態における概略側面図を示している。また図２は、図１に示す工作機械１を右後方から見た斜視図を示している（カバー３０は図示省略）。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されたすべての図面においてＹ軸は鉛直上向き方向を示しており、Ｚ軸は水平方向、且つエンドミルＴがワークＷに切り込む方向を示しており、Ｘ軸はＺ軸に直交する水平方向を示している。

●［工作機械１の構成（図１、図２）］
工作機械そのものは、以下に説明するように、既存の工作機械１を流用することができる。本発明は、後述するエンドミルＴの送り方法（切削方法）に特徴がある。
エンドミルＴ及び工具ホルダＴａは、主軸２２に取り付けられている。主軸２２は、主軸回転駆動モータ２３により、Ｚ軸方向に平行な主軸回転軸回りに回転する。また、ワークＷはベッド１０上に固定されたワークテーブル２４に固定されている。
主軸回転駆動モータ２３はＺ軸スライドテーブル１６に載置されており、Ｚ軸駆動モータ２１によって、コラム１２内でＺ軸方向に往復移動が可能である。
主軸回転駆動モータ２３とＺ軸スライドテーブル１６とＺ軸駆動モータ２１は一体となって、コラム１２に設けられたＹ軸駆動モータ２０によって、Ｙ軸案内レール１３に沿ってＹ軸方向に往復移動が可能である。
また、コラム１２は、Ｘ軸駆動モータ１９によって、基台であるベッド１０に対してＸ軸案内レール１１に沿ってＸ軸方向に往復移動が可能である。

なお、主軸回転駆動モータ２３、Ｚ軸駆動モータ２１、Ｙ軸駆動モータ２０、Ｘ軸駆動モータ１９は、制御装置（図示省略）からの制御信号に基づいて制御される。
また、コラム１２の上方に設けられた工具マガジン５０には、種々の工具ホルダＴａに取り付けられた種々の加工工具（エンドミルＴを含む）が収容されている。工作機械１は、制御装置（図示省略）からの制御信号に基づいて、主軸２２を工具マガジン５０に隣接する工具交換位置に位置決めし、工具マガジン５０内のマガジンを回転させて所望する工具ホルダＴａを備えた加工工具を割り出して自動的に交換することができる。

そして工作機械１は、少なくともワークＷの加工個所にノズル等（図示省略）からクーラント液を噴出しながら加工し、加工で発生した切屑をクーラント液とともに流し出し、切屑を含んだクーラント液をクーラント回収孔１０Ａから回収する。クーラント回収孔１０Ａの周囲には傾斜面１０Ｂが設けられており、流れ落ちたクーラント液がクーラント回収孔１０Ａに集まるように構成されている。また工作機械１は、噴出したクーラント液が周囲に飛散することを防止するためのカバー３０で囲まれている。
また図２に示すように、クーラントタンク６０は、ベッド１０に挿入される収容部６５と、排出タンク部６４とが一体的に形成されている。
収容部６５には、切屑を含んだクーラント液が流れ込む回収孔６０Ｋが設けられており、クーラント液に含まれた切屑を切屑排出口６６まで搬送するコンベア６１の一部が収容されている。また、排出タンク部６４には、切屑を切屑排出口６６まで搬送するコンベア６１の残りの部分と、コンベア６１を駆動するコンベア駆動モータ６２と、クーラント液から分離した切屑を排出する切屑排出口６６と、切屑を分離したクーラント液を吸い出すポンプ６３等が設けられている。

●［エンドミルＴの外観（図３）］
図３（Ａ）は、先端部の底面Ｍｔと、工具側面Ｍｓとの境界部分がほぼ直角なフラットエンドミルＴの外観の例を示し、図３（Ｂ）は、先端部の底面Ｍｔと、工具側面Ｍｓとの境界部分が円弧状に形成された湾曲部Ｂｗを有するラジアスエンドミルＴの外観の例を示している。なお、工作機械１とともにエンドミルＴも既存のエンドミルＴを流用することができる。
フラットエンドミルＴは、略円柱状の工具の先端部中央Ｔｃから先端部外周へ、更に先端部外周から工具側面Ｍｓの後端側に向けて延びる刃Ｂｒが設けられている。
ラジアスエンドミルＴの刃Ｂｒも同様に設けられており、刃Ｂｒにおける底面Ｍｔと工具側面Ｍｓとの境界部分には湾曲部Ｂｗが設けられている。ラジアスエンドミルＴの場合、湾曲部Ｂｗは底面Ｍｔに含まれるとともに工具側面Ｍｓにも含まれる。
本実施の形態の説明では、エンドミルを工具回転軸ＴＺの軸線方向に移動させた際に対象を切削する部分を底面Ｍｔとして、エンドミルを工具回転軸ＴＺに直交する方向に移動させた際に対象を切削する部分を工具側面Ｍｓとしている。
また、底面Ｍｔに設けられた刃を底面刃と記載し、工具側面Ｍｓに設けられた刃を側面刃と記載する。従って、ラジアスエンドミルの場合、湾曲部Ｂｗの刃は、底面刃であるとともに側面刃でもある。

●［第１の実施の形態における、エンドミルＴによるポケット切削方法（図４、図５）］
第１の実施の形態における、エンドミルによるポケット切削方法では、底面仕上げ取り代Ｒｔと壁面仕上げ取り代Ｒｋが残されたポケットＰｏの仕上げ切削において、まず図４（Ｃ）に示すコーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔを第１の切削工程にて切削し、その後、コーナー取り代Ｃｎを含めた壁面仕上げ取り代Ｒｋを第２の切削工程（図５参照）にて切削する。
なお、底面仕上げ取り代ＲｔはポケットＰｏの底面（ポケットＰｏの開口部から最も遠い面）に沿って残されている取り代であり、壁面仕上げ取り代ＲｋはポケットＰｏの壁面（ポケットＰｏの開口部に隣接した面）に沿って残されている取り代である。また、底面仕上げ取り代Ｒｔと壁面仕上げ取り代Ｒｋとが重なる位置の取り代をコーナー取り代Ｃｎとする。
以下の説明では、フラットエンドミルを用いた例で説明する。

［第１の切削工程］
まず、図４を用いて、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔのみを切削する第１の切削工程について説明する。
図４（Ｂ）はポケットＰｏを開口方向から見た図であり、図４（Ａ）は図４（Ｂ）におけるＡＡ断面図である。
図４（Ａ）に示すように、工具回転軸ＴＺ回りに回転するエンドミルＴに対して、ポケットＰｏの底面が工具回転軸ＴＺに直交するように、且つポケットＰｏの底面の中央近傍にエンドミルＴの先端が位置するように、ポケットＰｏとエンドミルＴを配置する。
そして、ポケットＰｏに対してエンドミルＴを工具回転軸ＴＺの軸線方向に相対的に底面仕上げ深さＳ［１］だけ切り込んで、エンドミルＴの先端部の面（底面刃）を用いて切削する切り込み切削を行う。
続いて、図４（Ｂ）に示すように、切り込んだ位置からエンドミルＴを、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺに直交する方向に相対的に移動させて（螺旋を描くように）繰り広げるように切削し、壁面仕上げ取り代Ｒｋを切削することなく、底面仕上げ深さ分（この場合、Ｓ［１］分の深さ）の、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔを、エンドミルＴの工具側面（側面刃）を用いて切削する底面平坦部切削を行う。

そして、底面の仕上げ形状の位置に達するまで（コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔがなくなるまで）、上記の切り込み切削と底面平坦部切削とを順次繰り返し、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔのみを先に切削する。
図４（Ｃ）におけるハッチング部が、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔである。なお、コーナー取り代Ｃｎは壁面仕上げ取り代Ｒｋとして第２の切削工程にて切削する。

［第２の切削工程］
続いて、図５を用いて、コーナー取り代Ｃｎを含めた壁面仕上げ取り代Ｒｋを切削する第２の切削工程について説明する。
図５（Ｂ）はポケットＰｏを開口方向から見た図であり、図５（Ａ）は図５（Ｂ）におけるＢＢ断面図である。
第１の切削工程の後、まず、図５（Ａ）に示すように、エンドミルＴの先端部がポケットＰｏの入口部から壁面仕上げ深さＬ［１］だけ挿入されるようにエンドミルＴ［１］とポケットＰｏを配置する。そして、エンドミルＴ［１］を、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺに直交する方向に且つポケットＰｏの内壁に沿うように相対的に移動させて、ポケットＰｏにおける壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代Ｒｋ［１］（図５（Ｃ）参照）を、エンドミルＴ［１］の工具側面（側面刃）を用いて切削する壁面等高線切削を行う。

壁面仕上げ取り代Ｒｋ［１］を切削する壁面等高線切削の後、一旦エンドミルＴを工具回転軸ＴＺに直交する方向に移動させてポケットＰｏの内壁から離間させてエンドミルＴ［１］の先端を、更に、壁面仕上げ深さＬ［２］だけ挿入する（図５（Ａ）におけるエンドミルＴ［２］を参照）。そして、エンドミルＴ［２］を、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺに直交する方向に且つポケットＰｏの内壁に沿うように相対的に移動させて新たに壁面等高線切削を行い、新たな壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代Ｒｋ［２］（図５（Ｃ）参照）を、エンドミルＴ［２］の工具側面（側面刃）を用いて切削する壁面等高線切削を行う。この作業を、ポケットＰｏの底面（底面の仕上げ形状の位置）に達するまで順次繰り返す。
図５の例では、エンドミルＴ［３］の工具側面（側面刃）を用いて壁面仕上げ取り代Ｒｋ［３］を切削する壁面等高線切削にて、ポケットＰｏの底面（仕上げ形状の位置）に達したので、この壁面仕上げ取り代Ｒｋ［３］の切削にて第２の切削工程は終了である。
なお、壁面仕上げ深さＬ［ｎ］だけエンドミルを挿入する前に、ポケットＰｏの底面までの距離と壁面仕上げ深さＬ［ｎ］とを比較し、小さいほうの距離だけエンドミルＴを挿入していけば、エンドミルＴとポケットＰｏの底面との衝突を避けることができる。

●［第２の実施の形態における、エンドミルＴによるポケット切削方法］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して、底面仕上げ取り代Ｒｔと壁面仕上げ取り代Ｒｋの切削順序を逆にする。すなわち、第１の切削工程にて、コーナー取り代Ｃｎを除いた壁面仕上げ取り代Ｒｋを先に切削し、その後、第２の切削工程にて、コーナー取り代Ｃｎを含めた底面仕上げ取り代Ｒｔを切削する。

［第１の切削工程］
第１の切削工程では、まず、工具回転軸ＴＺ回りに回転するエンドミルＴに対して、ポケットＰｏの底面が工具回転軸ＴＺに直交するように、且つエンドミルの先端部がポケットＰｏの入口部から壁面仕上げ深さＬ［１］だけ挿入されるように（図５（Ａ）参照）、エンドミルＴ［１］とポケットＰｏを配置する。そして、エンドミルＴ［１］を、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺに直交する方向に且つポケットＰｏの内壁に沿うように相対的に移動させて、ポケットＰｏにおける壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代Ｒｋ［１］（図５（Ｃ）参照）を、エンドミルＴ［１］の工具側面（側面刃）を用いて切削する壁面等高線切削を行う。
以下、壁面仕上げ取り代Ｒｋ［２］、壁面仕上げ取り代Ｒｋ［３］（第２の実施の形態では、コーナー取り代Ｃｎを除く）を切削し、コーナー取り代Ｃｎを除いた壁面仕上げ取り代Ｒｋのみを切削する。なお、コーナー取り代Ｃｎは底面仕上げ取り代Ｒｔとして残し、第２の切削工程にて切削する。

［第２の切削工程］
次に、第２の切削工程について説明する。
上記のコーナー取り代Ｃｎを除いた壁面仕上げ取り代Ｒｋを先行して切削した後、エンドミルＴを、ポケットＰｏの底面の中央近傍に、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺの軸線方向に相対的に底面仕上げ深さＳ［１］だけ切り込ませて、エンドミルＴの先端部の面（底面刃）を用いて切削する切り込み切削を行う。
続いて、図４（Ｂ）に示すように、切り込ませた位置からエンドミルＴを、ポケットＰｏに対して工具回転軸ＴＺに直交する方向に相対的に移動させて（螺旋を描くように）繰り広げるように切削し、壁面の仕上げ形状の位置まで、エンドミルＴの工具側面（側面刃）を用いて切削する底面平坦部切削を行う（第２の実施の形態では、コーナー取り代Ｃｎも含めて切削する）。すなわち、仕上げ深さＳ［１］分の、コーナー取り代Ｃｎを含めた底面仕上げ取り代Ｒｔを切削する。
そして、底面の仕上げ形状の位置に達するまで、上記の切り込み切削と底面平坦部切削とを順次繰り返す。

以上に説明した第１の実施の形態、及び第２の実施の形態では、エンドミルＴを用いて、第１の切削工程にて、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔ、またはコーナー取り代Ｃｎを除いた壁面仕上げ取り代Ｒｋ、の一方の取り代のみを先に切削する。
そして、第２の切削工程にて、コーナー取り代Ｃｎを含めて残った取り代を切削し、コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔと、コーナー取り代Ｃｎを除いた壁面仕上げ取り代Ｒｋと、を同時に切削することなく、別々に切削する。
これにより、既存のエンドミルを用いて切削方法を変更することで、切削抵抗を増加させることなく、コーナー取り代Ｃｎ部分の切削において、従来よりも高い送り速度で、且つ従来と同等以上の精度で切削することができる。
最も送り速度が小さくなるコーナー取り代Ｃｎ部分において、従来よりも高い送り速度とすることができるので、この送り速度に伴って切削工程全体の送り速度が必要以上に小さくなることがない。従って、全体の加工時間がより短くなり、加工効率を向上させることができる。

また、以上に説明した第１の実施の形態、及び第２の実施の形態では、ポケットＰｏの底面と壁面の境界部（コーナー部）の切削において、エンドミルＴの底面刃（この場合、湾曲部Ｂｗの刃は除く）と側面刃（この場合、湾曲部Ｂｗの刃は除く）の双方の刃を同時に用いないように切削することで、切削抵抗を増加させることなく切削する。
これにより、切削工程全体の送り速度が従来のように小さくなることがなく、加工効率を向上させることができる。
また、本実施の形態の説明では、ワークＷに対してエンドミルＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させたが、エンドミルＴに対してワークＷをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、エンドミルＴはワークＷに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動するものである。

本発明の「エンドミルによるポケットの切削方法」は、本実施の形態で説明した処理、切削方法等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。また、本発明の「エンドミルによるポケットの切削方法」を用いる工作機械は、図１及び図２の例に示す工作機械１に限定されるものではない。
本実施の形態にて説明したエンドミルＴによるポケットＰｏの切削方法にて使用するエンドミルＴは、図３に示すフラットエンドミルやラジアスエンドミルに限定されず、種々のエンドミルを用いることができる。
なお、ポケットの壁面と底面の境界部が滑らかな円弧形状で接続されている場合、当該円弧形状に応じた曲率の湾曲部を備えたラジアスエンドミルを用いることで、適切に円弧形状を形成することができる。
なお、ポケットＰｏの形状は円柱状空間に限定されるものではない。

本発明の「エンドミルによるポケット切削方法」を用いてポケットを切削する工作機械１の一実施の形態を説明する側面図である。 工作機械１を右後方から見た斜視図である。 フラットエンドミルＴの外観（図３（Ａ））、ラジアスエンドミルＴの外観（図３（Ｂ））の例を説明する図である。 エンドミルＴによるポケット切削方法における第１の切削工程（コーナー取り代Ｃｎを除いた底面仕上げ取り代Ｒｔを切削する方法）を説明する図である。 エンドミルＴによるポケット切削方法における第２の切削工程（コーナー取り代Ｃｎを含めて壁面仕上げ取り代Ｒｋを切削する方法）を説明する図である。 従来の、エンドミルによるポケット切削方法を説明する図である。

符号の説明

１ 工作機械
１０ ベッド
１１ Ｘ軸案内レール
１２ コラム
１３ Ｙ軸案内レール
１６ Ｚ軸スライドテーブル
１９ Ｘ軸駆動モータ
２０ Ｙ軸駆動モータ
２１ Ｚ軸駆動モータ
２２ 主軸
２３ 主軸回転駆動モータ
２４ ワークテーブル
５０ 工具マガジン
６０ クーラントタンク
６１ コンベア
６２ コンベア駆動モータ
６３ ポンプ
６４ 排出タンク部
６５ 収容部
６６ 切屑排出口
Ｔ エンドミル
ＴＺ 工具回転軸
Ｗ ワーク
Ｃｎ コーナー取り代
Ｒｔ 底面仕上げ取り代
Ｒｋ 壁面仕上げ取り代
Ｐｏ ポケット

Claims (4)

1. 略円柱状の工具の先端部中央から先端部外周へ、更に先端部外周から工具側面の後端側に向けて延びる刃が設けられて工具回転軸回りに回転するエンドミルを用いて、底面と壁面の各々に仕上げ取り代が残されたポケットを仕上げ切削する、エンドミルによるポケット切削方法において、
   前記ポケットの仕上げ取り代は、前記底面に沿った底面仕上げ取り代と、前記壁面に沿った壁面仕上げ取り代と、前記底面仕上げ取り代と前記壁面仕上げ取り代とが重なる位置となるコーナー取り代とからなり、
   前記ポケットの底面に対して前記工具回転軸が直交するように、前記ポケットと前記エンドミルを配置し、
   前記エンドミルを用いて、
   第１の切削工程にて、前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代、または前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代、の一方の取り代のみを先に切削し、
   前記第１の切削工程に続く第２の切削工程にて、前記コーナー取り代を含めて残った取り代を切削し、
   前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代と、前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代と、を同時に切削することなく別々に切削する、
   エンドミルによるポケット切削方法。
2. 請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法であって、
   前記第１の切削工程では、
   前記ポケットの底面の中央近傍に前記エンドミルの先端を配置し、前記ポケットの底面に対して前記エンドミルを前記工具回転軸の軸線方向に相対的に底面仕上げ深さだけ切り込んで、前記エンドミルの先端部の面に設けられた底面刃を用いて切削する切り込み切削を行い、
   続いて、前記切り込んだ位置から、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に相対的に移動させて、前記壁面仕上げ取り代を切削することなく、前記底面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代を、前記エンドミルの工具側面に設けられた側面刃を用いて切削する底面平坦部切削を行い、
   前記切り込み切削と前記底面平坦部切削とを前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代がなくなるまで繰り返し、前記コーナー取り代を除いた前記底面仕上げ取り代のみを前記壁面仕上げ取り代よりも先に切削し、
   前記第２の切削工程では、
   前記エンドミルの先端が前記ポケットの入口部から壁面仕上げ深さだけ挿入されるように前記エンドミルと前記ポケットを配置し、
   前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に且つ前記ポケットの内壁に沿って相対的に移動させて、前記ポケットにおける前記壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代を、前記エンドミルの前記側面刃を用いて切削する壁面等高線切削を行い、
   前記壁面等高線切削の後、前記エンドミルの先端を更に前記壁面仕上げ深さだけ挿入して前記壁面等高線切削を行って新たに前記壁面仕上げ深さ分の壁面仕上げ取り代を切削する作業を、前記ポケットの底面に達するまで順次繰り返し、前記コーナー取り代を含めて前記壁面仕上げ取り代を切削する、
   エンドミルによるポケット切削方法。
3. 請求項１に記載のエンドミルによるポケット切削方法であって、
   前記第１の切削工程では、
   前記エンドミルの先端が前記ポケットの入口部から壁面仕上げ深さだけ挿入されるように前記エンドミルと前記ポケットを配置し、
   前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に且つ前記ポケットの内壁に沿って相対的に移動させて、前記底面仕上げ取り代を切削することなく、前記ポケットにおける前記壁面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代を、前記エンドミルの工具側面に設けられた側面刃を用いて切削する壁面等高線切削を行い、
   前記壁面等高線切削の後、前記エンドミルの先端を更に前記壁面仕上げ深さだけ挿入して新たな前記壁面等高線切削を行って新たに前記壁面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代を切削する作業を、前記ポケットの底面に達するまで順次繰り返し、前記コーナー取り代を除いた前記壁面仕上げ取り代のみを前記底面仕上げ取り代よりも先に切削し、
   前記第２の切削工程では、
   前記ポケットの底面の中央近傍に前記エンドミルの先端を配置し、前記ポケットの底面に対して前記エンドミルを前記工具回転軸の軸線方向に相対的に底面仕上げ深さだけ切り込んで、前記エンドミルの先端部の面に設けられた底面刃を用いて切削する切り込み切削を行い、
   続いて、前記切り込んだ位置から、前記ポケットに対して前記エンドミルを前記工具回転軸に直交する方向に相対的に移動させて、前記底面仕上げ深さ分の前記コーナー取り代を含めた前記底面仕上げ取り代を、前記エンドミルの前記側面刃を用いて切削する底面平坦部切削を行い、
   前記切り込み切削と前記底面平坦部切削とを前記コーナー取り代を含めた前記底面仕上げ取り代がなくなるまで繰り返し、前記コーナー取り代を含めて前記底面仕上げ取り代を切削する、
   エンドミルによるポケット切削方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のエンドミルによるポケット切削方法であって、
   前記ポケットの壁面と底面の境界部の形状は、前記壁面と前記底面とを滑らかに接続する円弧形状であり、
   前記円弧形状に応じた曲率の湾曲部が前記先端部外周の近傍の刃に設けられているラジアスエンドミルを用いて切削する、
   エンドミルによるポケット切削方法。
   
   

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