JP6008294B2 - 旋削による非円形加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＮＣ旋盤などによる切削加工を用いて被加工物に非円形加工を行う旋削による非円形加工方法に関する。

被加工物を旋削により非円形状に加工する加工方法として、被加工物を保持するためのチャック手段を備えた主軸と、切削工具を備えた工具テーブルと、主軸及び工具テーブルを第１の直線方向に相対的に移動自在に支持するための第１支持機構と、主軸及び工具テーブルを第１の直線方向に対して垂直な第２の直線方向に相対的に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた旋盤を用い、切削工具の刃先を主軸の中心軸線より上下方向の上方又は下方にオフセットした加工位置にて作用させて非円形加工を行う旋削による非円形加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この非円形加工方法においては、被加工物の最終加工形状に対応する加工形状データを読み込み、この被加工物の所定回転角度毎における切削工具のすくい面と被加工物の最終加工形状との交線を作成し、作成された交線に対応したスプライン曲線上に切削工具の送り量を考慮した切削工具の軌跡点列を作成し、この工具軌跡点列に基づいて切削工具の移動基準点の軌跡点列を作成する。そして、作成された基準点軌跡点列を連結した軌跡点列連結データに基づいて被加工物の所定回転角度毎の第１及び第２の直線方向の送り量を算出して旋削加工データを作成し、この旋削加工データに基づいて第１及び第２支持機構を介して切削工具を被加工物に対して相対的に移動させて非円形加工を行っており、このような加工方法によれば、旋盤を用いた旋削加工でもって高精度の非円形加工を行うことができる。尚、この明細書を通して「非円形加工方法」とは、主軸回転中心から加工点までの距離が主軸回転中に変化する加工方法をいい、例えば非円形状、偏心円形状などの形状に加工する加工方法をいう。

特開２０１２−７１３８１号公報

しかしながら、このような加工方法では、被加工物の最終加工形状によっては、切削工具の移動加速度が大きくなって旋盤の加工能力を超える場合があり、このような場合、上述した加工方法では、切削による非円形加工を行うことができない。このようなことから、種々の非円形形状に対応して旋削により高精度に加工を行うことができる加工方法の実現が望まれている。

本発明の目的は、種々の非円形形状の加工を旋削により行うことができる加工方法を提供することである。

本発明の請求項１に記載の旋削による非円形加工方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、前記被加工物を切削加工するための切削工具が取り付けられた工具テーブルと、前記主軸及び前記工具テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向に相対的に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記工具テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記Ｚ軸方向に対して実質上垂直なＸ軸方向に相対的に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた旋盤を用い、前記切削工具における前記被加工物に切削加工を施す刃先が前記主軸の中心軸線より上下方向の上方又は下方に所定距離オフセットした加工位置にて前記被加工物に作用して非円形加工を行う旋削による非円形加工方法であって、
前記被加工物の加工周面を周方向に、前記切削工具の前記刃先の前記加工位置と前記主軸の回転方向との関連において第１加工領域と第２加工領域とに分け、前記被加工物の前記第１加工領域を加工するときには、前記主軸を所定回転方向に回動させるとともに、前記被加工物の片側から前記切削工具の前記刃先を前記第１加工領域に作用させて所定形状に切削加工し、また前記被加工物の前記第２加工領域を加工するときには、前記主軸を前記所定回転方向とは反対方向に回動させるとともに、前記被加工物の他側から前記切削工具の前記刃先を前記第２加工領域に作用させて所定形状に切削加工することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の旋削による非円形加工方法では、前記切削工具の前記刃先の横断面形状が円形状であり、前記被加工物の前記第１加工領域を切削加工するときには、前記切削工具が所定方向に回動され、前記被加工物の前記第２加工領域を切削加工するときには、前記切削工具が前記所定方向又は前記所定方向と反対方向に回動されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の旋削による非円形加工方法では、前記被加工物を所定回動方向に一定回転速度で回動させたときに、前記被加工物の最終加工形状を基準にして、前記被加工物の前記加工位置における前記切削工具の前記Ｘ軸方向の移動速度及び／又は移動加速度が小さい領域が前記第１加工領域に含まれ、前記切削工具の前記Ｘ軸方向の移動速度及び／又は移動加速度が大きい領域が前記第２加工領域に含まれ、前記第１加工領域を切削加工するときには、前記主軸が前記所定回転方向に回動され、前記第２加工領域を切削加工するときには、前記主軸が前記所定回転方向と反対方向に回動されることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の旋削による非円形加工方法では、前記被加工物の回転中心を中心として所定角度毎に放射状に延びる複数の分割基準線を想定するとともに、前記切削工具の前記刃先が前記上下方向にオフセットした前記所定距離を半径とする基準円を想定し、前記複数の分割基準線の各々と前記基準円とが交わる第１交点と、前記第１交点から前記切削工具側に延びる接線と前記被加工物の最終加工形状とが交わる第２交点との間の接線距離に基づき、前記被加工物が前記所定回動方向に回動したときに前記接線距離が減少する領域が前記第１加工領域に含まれ、前記接線距離が増加する領域が第２加工領域に含まれることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の旋削による非円形加工方法では、前記被加工物が前記所定回動方向に回動したときに前記接線距離が変化しない領域は、前記第１加工領域及び／又は前記第２加工領域に含まれ、前記第１加工領域に含めたときには、前記主軸を前記所定回動方向に回動させたときに前記切削工具により所定形状に切削加工し、前記第２加工領域に含めたときには、前記主軸を前記所定回動方向と反対方向に回動させたときに前記切削工具により所定形状に切削加工することを特徴とする。

更に、本発明の請求項６に記載の旋削による非円形加工方法では、前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の最終加工形状に対応する第１及び第２最終加工形状データを読み込む最終形状読込み工程と、前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の所定回転角度毎における前記切削工具のすくい面と前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の前記最終加工形状との第１及び第２交線を作成する交線作成工程と、前記交線作成工程にて作成された前記第１及び第２加工領域に関する第１及び第２交線に対応した第１及び第２スプライン曲線上に前記切削工具の送り量を考慮した前記切削工具の第１及び第２軌跡点列を作成する工具軌跡点列作成工程と、前記軌跡点列作成工程にて作成された第１及び第２前記工具軌跡点列に基づいて前記切削工具の第１及び第２移動基準点の第１及び第２軌跡点列を作成する基準点軌跡点列作成工程と、前記基準点軌跡点列作成工程にて作成された前記第１及び第２基準点軌跡点列を連結した第１及び第２軌跡点列連結データに基づいて前記被加工物の前記所定回転角度毎の前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向の送り量を算出して第１及び第２旋削加工データを作成する旋削加工データ作成工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の旋削による非円形加工方法によれば、被加工物の周方向における第１加工領域を加工するときには、主軸を所定回転方向に回動させるとともに、被加工物の片側から切削工具の前記刃先を第１加工領域に作用させて切削加工し、また被加工物の周方向における第２加工領域を加工するときには、主軸を所定回転方向とは反対方向に回動させるとともに、被加工物の他側から切削工具の刃先を第２加工領域に作用させて切削加工するので、例えば被加工物を加工する際の切削工具の刃先のＸ軸方向の移動速度（及び／又は移動加速度）の大きさを考慮して第１加工領域と第２加工領域に分けて切削加工することによって、断面形状が非円形状であっても所定形状に旋削加工することができる。

また、本発明の請求項２に記載の旋削による非円形加工方法によれば、切削工具の刃先の横断面形状が円形状であるので、被加工物の第１加工領域を加工するときにはこの切削工具を被加工物の片側から作用させることができるとともに、第２加工領域を加工するときには切削工具を被加工物の他側から作用させることができ、同じ切削工具を用いて被加工部の第１及び第２加工領域を旋削加工することができる。そして、被加工物の第１加工領域を加工するときには切削工具を所定方向に回動し、その第２加工領域を加工するときには切削工具を所定方向（又は所定方向と反対方向）に回動させて旋削加工することができる。

また、本発明の請求項３に記載の旋削による非円形加工方法によれば、被加工物を所定回動方向に一定回転速度で回動させたときに、被加工物の最終加工形状を基準にして、被加工物の加工位置における切削工具のＸ軸方向の移動速度（及び／又は移動加速度）の小さい領域が第１加工領域に含まれ、切削工具のＸ軸方向の移動速度（及び／又は移動加速度）が大きい領域が第２加工領域に含まれ、このように加工領域を分けることによって、非円形状に旋削加工する際に旋盤の切削能力を超えて切削工具のＸ軸方向の移動速度（及び／又は加速度）が大きくなることが抑えられ、被加工物を所定形状に高精度に旋削加工することができる。

また、本発明の請求項４に記載の旋削による非円形加工方法によれば、被加工物の回転中心を中心として所定角度毎に放射状に延びる複数の分割基準線を想定するとともに、切削工具の刃先が上下方向にオフセットした所定距離を半径とする基準円を想定する。そして、複数の分割基準線の各々と基準円とが交わる第１交点と、第１交点から切削工具側に延びる接線と被加工物の最終加工形状とが交わる第２交点との間の接線距離に基づき、この接線距離が減少する領域が切削工具のＸ軸方向の移動速度（及び／又は移動加速度）が小さい領域であり、この領域が第１加工領域に含まれ、またこの接線距離が増加する領域が切削工具の移動速度（及び／又は移動加速度）が大きい領域であり、この領域が第２加工領域に含まれ、このように加工領域を分けることによって、切削工具の移動速度（及び／又は移動加速度）が大きくなる領域での旋削加工を回避して所要の通りに高精度に切削加工することができる。

また、本発明の請求項５に記載の旋削による非円形加工方法によれば、被加工物が所定回動方向に回動したときに接線距離が変化しない領域においては、切削工具の移動加速度が実質上ゼロで変化せず、かかる領域については、例えば被加工物の最終加工形状に応じて第１加工領域及び／又は第２加工領域に含ませることができる。

更に、本発明の請求項６に記載の旋削による非円形加工方法によれば、被加工物の第１加工領域の最終加工形状に対応してこの第１加工領域の最終加工形状の第１旋削加工データが作成され、またその第２加工領域の最終加工形状に対応して第２加工領域の旋削加工形状の第２旋削加工データが作成されるので、第１及び第２旋削加工データを用いて被加工物を非円形状に高精度に旋削加工することができる。また、第１及び第２旋削加工データを作成する際に、被加工物の第１及び第２加工領域について所定回転角度毎における切削工具のすくい面と最終加工形状の表面との第１及び第２交線を作成するので、加工時における被加工物に対する切削工具の作用状態を所定の関係に保った加工が可能となる。更に、この第１及び第２交線に対応した第１及び第２スプライン曲線上に切削工具の送り量を考慮した切削工具の第１及び第２軌跡点列を作成し、この第１及び第２工具軌跡点列に基づいて切削工具の第１及び第２移動基準点の第１及び第２軌跡点列を作成し、この第１及び第２基準点軌跡点列を連結した第１及び第２軌跡点列連結データに基づいて被加工物の所定回転角度毎のＺ軸方向及びＸ軸方向の送り量を算出するので、被加工物を切削加工する際の切削工具の第１及び第２方向の正確な送り量を算出することができる。

本発明に従う非円形加工方法を実施するための旋盤の一実施形態を簡略的に示す斜視図。 図１の旋盤を用いて第１加工領域を加工する状態における切削工具及び被加工物の近傍を拡大して示す部分拡大斜視図。 図１の旋盤を用いて第２加工領域を加工する状態における切削工具及び被加工物の近傍を拡大して示す部分拡大斜視図。 旋削用加工データを作成する作業の流れを示すフローチャート。 第１切削加工データを作成する作業の流れを示すフローチャート。 被加工物を旋削加工するときの被加工物と切削工具とのオフセット位置関係を簡略的に示す図。 第１加工領域を旋削加工するときの切削工具が作用する加工位置の関係を簡略的に示す図。 図７に示す状態から被加工物が回動した状態を簡略的に示す図。 被加工物を所定方向に回動させて加工するときの切削工具の各加工位置における接線を示す図。 被加工物を所定方向と反対方向に回動させて加工するときの旋削加工するときの切削工具の各加工位置における接線を示す図。 被加工物を所定方向に回動させて加工するときの切削工具の移動加速度を説明するための図。 被加工物を所定方向と反対方向に回動させて加工するときの切削工具の移動加速度を説明するための図。 他の形態の被加工物を所定方向に回動させて加工するときの切削工具の移動加速度を説明するための図。 図１４の被加工物を所定方向と反対方向に回動させて加工するときの切削工具の移動加速度を説明するための図。 本発明に従う非円形加工方法を実施するための旋盤の他の実施形態を簡略的に示す斜視図。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う非円形加工方法の一実施例について説明する。まず、図１〜図３を参照して、本発明に従う非円形加工方法を用いて加工する旋盤の一実施形態について説明する。

図１〜図３において、図示の旋盤（例えば、ＮＣ旋盤、ＣＮＣ旋盤）２は、工場の床面などに設置されるベッド本体４を具備し、このベッド本体４は、本体支持部６及びこの本体支持部６の後側に設けられた補助支持部８を備えている。これら本体支持部６及び補助支持部８は一体的に構成してもよいが、別体に構成して相互に連結固定するようにしてもよい。

この形態では、本体支持部６の片側部（図１において右上部）に主軸部１０が設けられている。この主軸部１０には主軸（図示せず）が回転自在に支持され、この主軸にチャック手段１２が取り付けられ、加工すべき被加工物１４は、このチャック手段１２に着脱自在に保持される。

また、補助支持部８には、第１支持機構（図示せす）を介して移動テーブル１６が第１の直線方向（主軸の軸線方向であるＺ軸方向であって、図１において左下から右上の方向）に往復移動自在に支持されている。第１支持機構は、図示していないが、上記第１の直線方向（Ｚ軸方向）に延びる一対の第１案内支持部を有し、かかる一対の第１案内支持部が補助支持部８の上面に配設され、移動テーブル１６は、第１支持機構の一対の案内支持部に支持され、これらに沿って第１の直線方向、即ち矢印１８，２０で示す方向に往復移動自在である。尚、この形態では、主軸（図示せず）に対して移動テーブル１６をＺ軸方向に移動させているが、このような構成に代えて、移動テーブル１６に対して主軸（即ち、主軸部１０）をＺ軸方向に移動させるようにしてもよい。

また、移動テーブル１６には、第２支持機構（図示せず）を介して工具テーブル２２が第２の直線方向（主軸の軸線方向に対して実質上垂直であるＸ軸方向であって、図１において右下から左上の方向）に往復移動自在に支持されている。第２支持機構は、図示していないが、上記第２の直線方向（Ｘ軸方向）に延びる一対の第２案内支持部を有し、かかる一対の第２案内支持部が移動テーブル１６の上面に配設され、工具テーブル２２は、第２支持機構の一対の第２案内支持部に支持され、これらに沿って第２の直線方向、即ち矢印２４，２６で示す方向に往復移動自在である。尚、この形態では、主軸（図示せず）に対して工具テーブル２２をＸ軸方向に移動させているが、このような構成に代えて、工具テーブル２２に対して主軸（即ち、主軸部１０）をＸ軸方向に移動させるようにしてもよい。

工具テーブル２２には、主軸の上方に向けて延びる支持アーム２８が設けられ、この支持アーム２８の先端部に工具ユニット３０が取り付けられている。工具ユニット３０は、被加工物１４を切削加工するための切削工具３２を備えている。この切削工具３２は、図２及び図３に示すように、略円筒形状であり、その刃先（被加工物１４に旋削加工を施す部位）の横断面形状は円形状になっている。この切削工具３２は、工具ユニット３０内に内蔵された工具用駆動源（例えば、電動モータから構成される）（図示せず）により所定方向（例えば、図２及び図３において矢印３４で示す方向）に回動され、所定方向に回動する旋削工具３２の刃先が被加工物１４に作用して所要の旋削加工が施される。

この旋盤２においては、主軸部１０の主軸（図示せず）に関連して、例えば電動モータから構成される主軸用駆動源（図示せず）が設けられ、主軸用駆動源が正転すると、主軸及びチャック手段１２は、図２に矢印３６で示す所定回転方向（図２において反時計方向）に回動され、またこの主軸用駆動源が逆転すると、主軸及びチャック手段１２は、図３に矢印３８で示す所定回転方向と反対方向（図３において時計方向）に回動される。

また、移動テーブル１６に関連して、例えばリニアモータから構成される移動テーブル用駆動源（図示せず）が設けられ、この移動テーブル用駆動源に所定方向の電流が送給されると、移動テーブル１６（及びこれに取り付けられた工具テーブル２２及び工具ユニット３０）が矢印１８で示す方向（図１において左下の方向）に移動され、またこの移動テーブル用駆動源に所定方向と反対方向の電流が送給されると、移動テーブル１６（及びこれに取り付けられた工具テーブル２２及び工具ユニット３０）が矢印２０で示す方向（図１において右上の方向）に移動される。

また、工具テーブル２２に関連して、例えばリニアモータから構成される工具テーブル用駆動源（図示せず）が設けられ、この工具テーブル用駆動源に所定方向の電流が送給されると、工具テーブル２２（及びこれに取り付けられた工具ユニット３０）が矢印２４で示す方向（図１において左上の方向）に移動され、またこの工具テーブル用駆動源に所定方向と反対方向の電流が送給されると、工具テーブル２２（及びこれに取り付けられた工具ユニット３０）が矢印２６で示す方向（図１において右下の方向）に移動される。

この旋盤２においては、被加工物１４を非円形状に所要の通りに切削加工できるように、次の通りに構成されている。図２及び図３とともに図６を参照して、まず、切削工具３２（具体的には、その刃先）が主軸（図示せず）の中心軸線（換言すると、チャック手段１２に保持された被加工物１４の中心軸線Ｏ）よりも上下方向の上方に所定距離Ｈオフセットして位置するように工具テーブル２２に所要の通りに取り付けられており、このように切削工具３２をオフセットさせることにより、切削加工時の切削工具３２と被加工物１４とが干渉する干渉範囲を狭くし、種々の非円形加工が可能となる。

切削工具３２が上方にオフセットした所定距離Ｈ（即ち、オフセット量Ｈ）は、切削加工すべき被加工物１４の最終加工形状にもよるが、主軸の中心軸線（被加工物１４の中心軸線Ｏ）を通る軸Ｌ１（即ち、図６におけるＸ軸線）を基準に、切削工具３２の刃先のすくい面４０を通る線Ｌ２と被加工物１４の基礎円４２との交点をＡとしたときにこの交点Ａと基礎円の中心Ｏとを結ぶ線Ｍとの角度α、換言するとオフセット量Ｈに関連するオフセット角度α（図６参照）が２０〜７０度程度の角度範囲、好ましくは４０〜６０度の角度範囲となるようにするのが好ましい。尚、この切削工具３２は、この実施形態のように上下方向の上方にオフセットさせてもよく、これとは反対に、後の実施形態で説明するように上下方向の下方にオフセットさせても同様の作用効果が得られる。

更に、被加工物１４の最終加工形状に基づいて、後述するようにして第１加工領域Ｂ１と第２加工領域Ｂ２とに分けられ（図１１及び図１２参照）、第１加工領域Ｂ１を旋削加工するときには、図２に示すように、主軸（即ち、これに装着されたチャック手段１２及び被加工物１４）が矢印３６で示す所定回転方向に回動されるとともに、この回動時に加工工具３２の刃先のすくい面４０が被加工物１４の表面に食い込むように、加工工具３２が被加工物１４の片側（この実施形態では、旋盤２の背面側であって、図６において右側）から作用して旋削が行われ、また第２加工領域Ｂ２を旋削加工するときには、図３に示すように、主軸（即ち、これに装着されたチャック手段１２及び被加工物１４）が矢印３８で示す所定回転方向と反対に回動されるとともに、この回動時に加工工具３２の刃先のすくい面４０が被加工物１４の表面に食い込むように、加工工具３２が被加工物１４の他側（この実施形態では、旋盤２の手前側であって、図６において左側）から作用して旋削が行われる（図１０参照）。

次に、主として図１とともに図４〜図１０を参照して、上述した旋盤２を用いて加工する際に使用する旋削用加工データの作成の手順について説明する。この実施形態では、上述した旋削加工を行うための旋削用加工データの作成は、旋盤２のコントローラ（図示せず）とは別個のコンピュータ（例えば、パソコン）（図示せず）が用いられ、このコンピュータを用いて第１及び第２旋削加工データが作成され、その後、第１及び第２旋削加工データを合成した後に旋盤２のコントローラに読み込む際に加工に必要な命令が付加されてＮＣ加工データが作成される。

図４〜図１０を参照して詳述すると、旋削用加工データを作成するには、まず、被加工物１４（例えば、図１〜図３に示す三次元カム）の最終加工形状に関するデータ（即ち、被加工物１４の設計データ）の読込みが行われ、このデータの読込みは、コンピュータを用いて行われる（被加工物の最終加工形状読込み工程Ｓ１）。

次いで、図６に示すように、切削工具３２の刃先のオフセット量を設定し、次のようにして被加工物１４の加工周表面を第１及び第２加工領域Ｂ１、Ｂ２に分ける（第１及び第２加工領域の選定工程Ｓ２）。この第１及び第２加工領域Ｂ１，Ｂ２の仕分け手順は、次のようにして行う。尚、理解を容易にするために、切削工具３２のすくい面４０は、Ｘ軸に平行な面とし、その逃げ面４６は、Ｙ軸に平行な面としている。

まず、図７に示すように、被加工物１４の図７に示す角度位置の形状をＰ_０とし、このときの切削工具３２の刃先の加工位置Ｃｐ_０の座標Ｃｐ_０（ｘ_０，ｙ_０）は、
Ｘ軸座標値ｘ_０＝Ｒ_０ｃｏｓθ_０ ・・・（１）
Ｙ軸座標値ｙ_０＝Ｒ_０ｓｉｎθ_０ ・・・（２）
となり、このＹ軸座標値ｙ_０は、切削工具３２のオフセット量Ｈと一致する。

次に、被加工物１４の所定回転角度（即ち、主軸の所定回転角度）毎の被加工物１４の加工位置Ｃｐを設定する。この所定回転角度とは、例えば、０．５〜２度程度の角度、例えば１度の角度に設定することができ、この回転角度が１度の場合、被加工物１４の全周を３６０に分割することになる。そして、図８に示す角度位置まで回動したときの被加工物１４の形状をＰ_ｎとすると、このときの切削工具３２の刃先の加工位置Ｃｐ_ｎの座標Ｃｐ_ｎ（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は、
Ｘ軸座標値ｘ_ｎ＝Ｒ_ｎｃｏｓθ_ｎ ・・・（３）
Ｙ軸座標値ｙ_ｎ＝Ｒ_ｎｓｉｎθ_ｎ ・・・（４）
となる。

被加工物１４を旋削加工する場合、一般に、主軸（即ち、チャック手段１２及び被加工物１４）の回転数を一定にして旋削加工が行われており、このような旋削加工のときには、被加工物１４の回転角速度は一定となる。また、切削工具３２のＺ軸方向（図６〜図１０において紙面に垂直な方向）の送り速度も一定にして被加工物１４に対する旋削加工が行われている。

このようなことから、非円形状の被加工物１４を旋削加工する場合、被加工物１４の最終加工形状に応じて変動する切削工具３２の移動量は、切削工具３２のＸ軸方向（即ち、被加工物１４に近接及び離隔する方向であって、矢印２４及び２６（図１参照）で示す方向）であり、このＸ軸方向の移動量を考慮すればよく、切削工具３２のこの移動量の移動速度及び／又は移動加速度が旋盤２自体の性能を越えるようになると、被加工物１４を所要の通りの非円形状に旋削加工することができなくなる。

このようなことから、被加工物１４の各回転角度位置のＸ軸方向の移動量から切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が大きくなる領域を探すと、次のようになる。図９において、主軸（即ち、被加工物１４）が矢印３６で示す所定回転方向に回動する場合において、被加工物１４の所定回転角度毎の分割基準線Ｍ_ｎ（Ｍ_０，Ｍ_１，Ｍ_２・・・）と切削工具３２の刃先のオフセット量Ｈを半径とする基準円４８との交わる点を第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）とし、またこの第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）から切削工具３２側に延びる接線Ｌ_ｎ（Ｌ_０，Ｌ_１，Ｌ_２・・・）と被加工物１４の最終加工形状Ｐとが交わる点を第２交点Ｒ_ｎ（Ｒ_０，Ｒ_１，Ｒ_２・・・）とすると、切削工具３２の刃先の加工位置Ｃｐ_ｎ（Ｃｐ_０，Ｃｐ_１，Ｃｐ_２・・・）のＸ軸座標の値はｘ_ｎ（ｘ_０，ｘ_１，ｘ_２・・・）となり、Ｙ軸座標の値はｙ_ｎ（ｙ_０，ｙ_１，ｙ_２・・・）となり、このＸ軸座標の値ｘ_ｎが第１交点Ｑ_ｎ と第２交点Ｒ_ｎとの間の接線距離Ｄ_ｎ（｜ｘ_ｎ｜）（Ｄ_０，Ｄ_１，Ｄ_２・・・）となり、この接線距離Ｄ_ｎは変動するが、ｙ軸座標の値ｙ_ｎは一定値（ｙ＝オフセット量Ｈ）となる。尚、図９において、理解を容易にするために、被加工物１４を周方向に１８に分割し、分割基準線Ｍ（Ｍ_０，Ｍ_１，Ｍ_２・・・）の角度間隔を２０度として示している。

この図９から理解されるように、Ｘ軸座標の座標値ｘ_ｎ（ｘ_０，ｘ_１，ｘ_２・・・）が切削工具３２の刃先の切削位置を示し、このＸ軸座標の座標値ｘ_ｎの変化量Δｘ_ｎ（即ち、接線距離Ｄ_ｎの変化量ΔＤ_ｎ）は、
変化量Δｘ_ｎ＝｜ｘ_ｎ｜−｜ｘ_ｎ−１｜ ・・・（５）
変化量ΔＤ_ｎ＝Ｄ_ｎ−Ｄ_ｎ−１ ・・・（６）
で表され、この変化量Δｘ_ｎ（ΔＤ_ｎ）が正の値（Δｘ_ｎ＞０）の領域、負の値（Δｘ_ｎ＜０）の領域及び零（ゼロ）の領域（Δｘ_ｎ＝０）が存在する。被加工物１４の最終加工形状が図示の略卵状の形状Ｐである場合、図９のＸＹ座標において、９０〜１８０度の範囲の領域Ｖにおいてこの変化量Δｘ_ｎ が正の値（Δｘ_ｎ＞０）となり、０〜９０度の範囲の領域Ｕにおいて変化量Δｘ_ｎが負の値（Δｘ_ｎ＜０）となり、１８０〜３６０度の範囲の領域Ｗが零の領域（Δｘ_ｎ＝０）となる。

この変化量Δｘ_ｎ が正の値の領域Ｖにおいては、図９から理解されるように、被加工物１４を矢印３６で示す方向に所定回転角度（即ち、一定の角速度）でもって回動させて旋削加工したときに、被加工物１４の周表面の旋削加工領域が長く、このことは切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が大きくなることを示し、この正の値の領域Ｖ（換言すると、接線距離が増加する領域）において切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が旋盤２の性能を超えるおそれがあり、旋削加工中に加工不良が生じるとすればこの正の値の領域Ｖとなることが多い。

これに対して、変化量Δｘ_ｎ が負の値の領域Ｕにおいては、図９において正の領域Ｖと対比することによって容易に理解されるように、被加工物１４を矢印３６で示す方向に所定回転角度でもって回動させて旋削加工したときに、被加工物１４の周表面の旋削加工領域が正の領域Ｖに比して短く、このことは切削工具３２の移動速度及び移動加速度が小さくなることを示し、この負の値の領域Ｕ（換言すると、接線距離が減少する領域）において切削工具３２の移動速度及び移動加速度が旋盤２の性能を超えることはなく、被加工物１４を所要の通りに旋削加工することができる。また、この変化量Δｘ_ｎ が零の値の領域Ｗにおいても、図９から容易に理解されるように、被加工物１４を矢印３６で示す方向に所定回転角度でもって回動させて旋削加工したときに、切削工具３２の移動加速度が一定でその移動速度も大きくなく、この零の値の領域Ｗ（換言すると、接線距離が一定で変化しない領域）においても切削工具３２の移動速度及び移動加速度が旋盤２の性能を超えることはなく、被加工物１４を所要の通りに旋削加工することができる。

ここで、この被加工物１４を所定回転方向と反対方向（矢印３８で示す方向）に回動させた場合について検討する。この場合、切削工具３２のオフセット量は変わらず、切削工具３２は上述した場合と反対側から被加工物１４の周表面に作用するようになる。この場合、図９に対応する図面が図１０となり、この図１０の内容は、図９と同様にして描くことができ、その説明は省略する。

図１０のＸＹ座標において、図９において負の値であった０〜９０度の範囲の領域Ｖ’においてこの変化量Δｘ_ｎ が正の値（Δｘ_ｎ＞０）となり、図９において正の値であった９０〜１８０度の範囲の領域Ｕ’において変化量Δｘ_ｎが負の値（Δｘ_ｎ＜０）となり、図９において零の値であった１８０〜３６０度の範囲の領域Ｗ’において変化量Δｘ_ｎ はそのままの零の値（Δｘ_ｎ＝０）となる。

この変化量Δｘ_ｎ が正の値の領域Ｖ’においては、被加工物１４を矢印３８で示す方向に所定回転角度（即ち、一定の角速度）でもって回動させて旋削加工したときに、被加工物１４の周表面の旋削加工領域が長く、このことは切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が大きくなることを示し、この正の値の領域Ｖ’（換言すると、接線距離が増加する領域）において切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が旋盤２の性能を超えるおそれがある。

これに対して、変化量Δｘ_ｎ が負の値の領域Ｕ’においては、被加工物１４を矢印３８で示す方向に所定回転角度でもって回動させて旋削加工したときに、被加工物１４の周表面の旋削加工領域が正の領域Ｖ’に比して短く、このことは切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が小さくなることを示し、この負の値の領域Ｕ’（換言すると、接線距離が減少する領域）において切削工具３２の移動速度及び移動加速度が旋盤２の性能を超えることはなく、このことは、所定方向（例えば、矢印３６で示す方向）に回動させて旋削加工するのが難しい領域については、所定回転方向と反対方向（例えば、矢印３８で示す方向）に回動させれば旋削加工を行うことができることを意味する。また、この変化量Δｘ_ｎ が零の値の領域Ｗ’においても、被加工物１４を矢印３８で示す方向に所定回転角度でもって回動させて旋削加工したときに、切削工具３２の移動速度及び移動加速度が旋盤２の性能を超えることはない。

上述したこと（図９及び図１０の内容）をまとめると、被加工物１４を所定回転方向（矢印３６で示す方向）に回動させたときには、図９に示すように、０〜９０度の範囲の領域Ｕ及び１８０〜３６０度の範囲の領域Ｗについては所要の通りに切削加工することができるが、９０〜１８０度の範囲の領域Ｖについては切削加工を避けた方が望ましく、また被加工物１４を所定回転方向と反対方向（矢印３８で示す方向）に回動させたときには、図１０に示すように、９０〜１８０度の範囲の領域Ｕ’及び１８０〜３６０度の範囲の領域Ｗ’については所要の通りに切削加工することができるが、０〜９０度の範囲の領域Ｖ’については切削加工を避けた方が望ましい。

このようなことから、この加工方法では、０〜９０度の範囲の領域Ｕを含む第１加工領域Ｂ１については、図１１に示すように、被加工物１４を所定回転方向（矢印３６で示す方向）に回動させ、且つ切削工具３２の刃先を被加工物１４の片側（図１１及び図１２において右側）から作用させて旋削加工を行い、一方９０〜１８０度の範囲の領域Ｕ’の範囲を含む第２加工領域Ｂ２については、図１２に示すように、被加工物１４を所定回転方向と反対方向（矢印３８で示す方向）に回動させ、且つ切削工具３２の刃先を被加工物１４の他側（図１１及び図１２において左側）から作用させて旋削加工を行うようにし、このようにして被加工物１４を非円形状に加工するものである。

尚、１８０〜３６０度の範囲の領域Ｗ（Ｗ’）については、被加工物１４を所定回転方向に回動させ、且つ切削工具３２の刃先を被加工物１４の片側から作用させて旋削加工を行ってもよく、或いは被加工物１４を所定回転方向と反対方向に回動させ、且つ切削工具３２の刃先を被加工物１４の他側から作用させて旋削加工を行ってもよく、この実施形態では、図１１及び図１２に示すように、被加工物１４の最終加工形状を考慮して、例えば上記領域Ｗ（Ｗ’）のうち２７０〜３６０度の範囲の領域Ｗ１については第１加工領域Ｂ１に含め、例えば上記領域Ｗ（Ｗ’）のうち１８０〜２７０の領域Ｗ２については第２加工領域Ｂ２に含めている。

図４に戻って、このようにして被加工物１４の周表面を所要の非円形状に旋削加工できるように第１及び第２加工領域Ｂ１，Ｂ２に分けた後に、被加工物１４の第１加工領域Ｂ１についての第１旋削加工データを作成し（第１旋削加工データの作成工程Ｓ３）、次いでその第２加工領域Ｂ２についての第２旋削加工データを作成する（第２旋削加工データの作成工程Ｓ４）。

この第１旋削加工データの作成工程Ｓ３においては、図１１に示すように、第１加工領域Ｂ１、即ち０〜９０度の領域（領域Ｕ）及び２７０〜３６０度の領域（領域Ｗ１）については、被加工物１４の最終加工形状に旋削加工するように旋削加工データが作成され、第２加工領域Ｂ２（即ち、９０〜２７０度の領域）については、第１加工領域Ｂ１の下流側端からその上流側端に、第２加工領域Ｂ２の最終加工形状に影響を与えることがなく（換言すると、最終加工形状を越えて旋削加工をすることがなく）、滑らかに移行するような中間加工形状、例えば図１１に実線Ｆで示す形状に旋削加工するように旋削加工データが作成される。

即ち、第１旋削加工データの作成工程においては、被加工物１４の加工形状として第１加工領域Ｂ１については被加工物１４の最終加工形状と、また第２加工領域Ｂ２としては被加工物１４の中間加工形状（例えば、実線Ｆで示す形状）となるように第１旋削加工データが作成される。

この第１旋削加工データの作成は、特願２０１０−２１８０３８号の明細書及び図面（特開２０１２−７１３８１号公報）に開示された加工方法を用いて作成することができ、その詳細については、特開２０１２−７１３８１号公報を参照されたい。この第１旋削加工データの作成手順を概説すると、次の通りである。

図５を参照して、被加工物１４の加工すべき形状データ（第１加工領域Ｂ１については最終加工形状で、第２加工領域Ｂ２については中間加工形状である形状データ）に基づいて、切削工具３２のすくい面４０と被加工物１４の形状表面との第１交線を作成する（第１交線作成工程Ｓ３−１）。この第１交線はスプライン曲線で表すことができ、その代表的な通過点、或いはスプライン曲線の式を表す係数を求める。このスプライン曲線Ｘを求める場合、ＮＣ旋盤の座標系に従うと、点群データ（ｘｉ，ｚｉ），ｉ＝０，１，２，・・・（ｍ−１）が得られるが、これら点群間を更に補間するのが望ましく、このように補間して主軸回転数及び送りに同期した点群データを作成する。

次に、第１交線作成工程Ｓ３−１にて得られた第１交線のスプライン曲線Ｘ上に切削工具３２の送り量を考慮した通過点を改めてこのスプライン曲線Ｘ上に作成する（第１工具軌跡点列作成工程Ｓ３−２）。このとき、切削工具３２の形状に起因して、その半径の影響でもって加工位置により切込みすぎる箇所が生じるために、切削工具３２のすくい面４０上においてスプライン曲線Ｘの法線方向に切削工具３２の半径Ｒだけオフセットした第１基準点軌跡点列を作成する（第１基準点軌跡点列作成工程Ｓ３−３）。そして、この第１基準点軌跡点列を連結することによって、第１軌跡点列連結データが作成される。

その後、第１基準点軌跡点列作成工程Ｓ３−３で作成された第１基準点軌跡点列を連結した第１軌跡点列連結データに基づいて被加工物１４の所定回転角度毎のＺ軸方向における送り速度が一定となる第１補正基準点軌跡点列を作成する（第１補正基準点軌跡点列作成工程Ｓ３−４）。第１基準点軌跡点列の間隔は一定とならず、被加工物１４の切削加工中にＸ軸方向における送り量（即ち、切削工具３２の切込み量）及びＺ軸方向における送り量を主軸（被加工物１４）の回転角度に従い位置制御する必要があるが、被加工物１４の所定回転角度毎のＺ軸方向における送り速度が一定となるように補正基準点軌跡点列を作成したときには、Ｘ軸方向の送り量（即ち、切削工具３２の切込み量）を位置制御すればよく、その追従制御が容易となる。

この第１補正基準点軌跡点列作成工程Ｓ３−４にて作成した第１補正基準点軌跡点列を連結した第１補正軌跡点列連結データ（換言すると、第１補正基準点軌跡点列を連結したスプライン曲線）に基づいて主軸（即ち、被加工物１４）の所定回転角度毎のＸ軸方向の送り量を算出し、Ｚ軸方向の所定送り量及びＸ軸方向の算出された送り量に基づいて第１旋削加工データが完成する。

上述したようにして第１加工領域Ｂ１を含む第１旋削加工データを作成した後、続いて第２加工領域Ｂ２を含む第２旋削加工データを作成する。第２旋削加工データの作成工程Ｓ４においては、図１２に示すように、第２加工領域Ｂ２、即ち９０〜１８０度の領域（領域Ｕ’）及び１８０〜２７０度の領域（領域Ｗ２）については、被加工物１４の最終加工形状に旋削加工するようにするように旋削加工データが作成され、第１加工領域Ｂ１（即ち、０〜９０度の領域及び２７０〜３６０度の領域）については、第２加工領域Ｂ２の下流側端からその上流側端に、第１加工領域Ｂ１の最終加工形状に影響を与えることがなく（換言すると、加工された後の部分に更に旋削加工を施すことがなく）、滑らかに移行するような仮想加工形状、例えば図１２に実線Ｆ’で示す形状に沿って加工することなく切削工具３２が移動するように旋削加工データが作成される、この第２旋削加工データの作成手順は、上述した第１旋削加工データの作成手順と同様にして行われ、第１旋削加工データの作成手順における「第１交線作成工程」を「第２交線作成工程」と、その「第１交点」を「第２交線」と、その「第１工具軌跡点列作成工程」を「第２工具軌跡点列作成工程」と、その「第１基準点軌跡点列」を「第２基準点軌跡点列」と、その「第１基準点軌跡点列作成工程」を「第２基準点軌跡点列作成工程」と、その「第１軌跡点列連結データ」を「第２軌跡点列連結データ」と、その「第１補正基準点軌跡点列」を「第２補正基準点軌跡点列」と、その「第１補正基準点軌跡点列作成工程」を「第２補正基準点軌跡点列作成工程」と、「第１補正軌跡点列連結データ」を「第２補正軌跡点列連結データ」と、またその「第１旋削加工データ」を「第２旋削加工データ」と読み替えればよい。

上述したように第１及び第２旋削加工データが作成された後、第１及び第２旋削加工データの合成が行われ（第１及び第２旋削加工データの合成工程Ｓ５）、このようにして被加工物１４を旋削加工するための旋削加工データが作成される。そして、このように作成された旋削加工データは、コンピュータ（図示せず）から旋盤２のコントローラに入力され、かかる入力の際に、旋削加工に必要な命令が付加され、このようにしてＮＣ加工データが作成され（ＮＣ加工データ作成工程Ｓ６）、作成されたＮＣ加工データはコントローラのメモリに登録される。

このように作成されたＮＣ加工データを用いて旋削加工するときには、まず、第１加工領域Ｂ１の旋削加工が行われ（このとき、第２加工領域Ｂ２については、中間加工形状に旋削加工される）、その後、第２加工領域Ｂ２の旋削加工が行われる（このとき、第１加工領域Ｂ１については、旋削加工は全く行われない）。第１加工領域Ｂ１を加工するときには、図２及び図１１に示すように、被加工物１４が所定回転方向（矢印３６で示す方向）に所定回転数で回動され、切削工具３２の刃先は被加工物１４の片側（図１１及び図１２において右側）から被加工物１４に作用し、被加工物１４の第１加工領域Ｂ１については最終加工形状となるように旋削加工され、その第２加工領域Ｂ２については中間加工形状Ｆとなるように旋削加工される。また、第２加工領域Ｂ２を加工するときには、図３及び図１２に示すように、被加工物１４が所定回転方向と反対方向（矢印３８で示す方向）に所定回転数で回動され、切削工具３２の刃先は被加工物１４の他側（図１１及び図１２において左側）から被加工物１４に作用し、被加工物１４の第２加工領域Ｂ２については最終加工形状となるように旋削加工される（このとき、第１加工領域Ｂ１については切削加工されることはない）。このようにして旋盤２による旋削でもって、被加工物１４を所定の非円形状に加工することができ、この旋削加工の際に切削工具３２の移動速度及び／又は移動加速度が大きくなることが回避され、被加工物１４を高精度に加工することができる。

このような非円形加工方法は、被加工物を種々の非円形状に旋削加工するのに適用することができ、例えば、図１３及び図１４に示す形状に加工する場合にも適用することができる。尚、以下の説明において、上述した実施形態と実質同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図１３及び図１４に示す形状に加工する場合においても、上述したと同様にして、被加工物５２の各回転角度位置のＸ軸方向の移動量から切削工具の移動速度及び／又は移動加速度が大きくなる領域を探して第１及び第２加工領域に分ける。図１３において、主軸（即ち、被加工物５２）が矢印５４で示す所定回転方向に回動する場合において、被加工物５２の所定回転角度毎の分割基準線Ｍ_ｎ（Ｍ_０，Ｍ_１，Ｍ_２・・・）と切削工具３２の刃先のオフセット量Ｈを半径とする基準円４８との交わる点を第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）とし、またこの第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）から切削工具３２側に延びる接線Ｌ_ｎ（Ｌ_０，Ｌ_１，Ｌ_２・・・）と被加工物５２の最終加工形状Ｐとが交わる点を第２交点Ｒ_ｎ（Ｒ_０，Ｒ_１，Ｒ_２・・・）とすると、切削工具３２の刃先の加工位置Ｃｐ_ｎ（Ｃｐ_０，Ｃｐ_１，Ｃｐ_２・・・）のＸ軸座標の値はｘ_ｎ（ｘ_０，ｘ_１，ｘ_２・・・）となり、Ｙ軸座標の値はｙ_ｎ（ｙ_０，ｙ_１，ｙ_２・・・）となり、このときのＸ軸座標の座標値ｘ_ｎの変化量Δｘ_ｎ（即ち、接線距離Ｄ_ｎの変化量ΔＤ_ｎ）を、上述したと同様にして検討すればよい。

図１３及び図１４に示す形状では、例えば、９０〜１５０度の範囲の領域Ｖ１及び２１０〜２９０度の範囲の領域Ｖ２において、この変化量Δｘ_ｎ が正の値（Δｘ_ｎ＞０）となり、０〜９０度の範囲の領域Ｕ１及び１５０〜２１０度の範囲の領域Ｕ２において、この変化量Δｘ_ｎが負の値（Δｘ_ｎ＜０）となり、２９０〜３６０度の範囲の領域Ｗが零の領域（Δｘ_ｎ＝０）となる。

一方、図１４で示すように、主軸（即ち、被加工物５２）が矢印５６で示す所定回転方向と反対方向に回動する場合において、被加工物５２の所定回転角度毎の分割基準線Ｍ_ｎ（Ｍ_０，Ｍ_１，Ｍ_２・・・）と切削工具３２の刃先のオフセット量Ｈを半径とする基準円４８との交わる点を第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）とし、またこの第１交点Ｑ_ｎ（Ｑ_０，Ｑ_１，Ｑ_２・・・）から切削工具３２側に延びる接線Ｌ_ｎ（Ｌ_０，Ｌ_１，Ｌ_２・・・）と被加工物５２の最終加工形状Ｐとが交わる点を第２交点Ｒ_ｎ（Ｒ_０，Ｒ_１，Ｒ_２・・・）とすると、切削工具３２の刃先の加工位置Ｃｐ_ｎ（Ｃｐ_０，Ｃｐ_１，Ｃｐ_２・・・）のＸ軸座標の値はｘ_ｎ（ｘ_０，ｘ_１，ｘ_２・・・）となり、このときのＸ軸座標の座標値ｘ_ｎの変化量Δｘ_ｎ（即ち、接線距離Ｄ_ｎの変化量ΔＤ_ｎ）を、上述したと同様にして検討すればよい。

この場合には、例えば、０〜９０度の範囲の領域Ｖ１’及び１５０〜２１０度の範囲の領域Ｖ２’において、この変化量Δｘ_ｎ が正の値（Δｘ_ｎ＞０）となり、９０〜１５０度の範囲の領域Ｕ１’及び２１０〜２９０度の範囲の領域Ｕ２’において、この変化量Δｘ_ｎが負の値（Δｘ_ｎ＜０）となり、２９０〜３６０度の範囲の領域Ｗ’が零の領域（Δｘ_ｎ＝０）となる。

このようなことから、図１３及び図１４に示す最終加工形状の被加工物５２にこの加工方法を適用すると、矢印５４で示す方向に回動するときに切削工具３２により旋削加工が施される第１加工領域（図示せず）は、矢印５４で示す方向に回動させたときに変化量Δｘ_ｎが負の値Δｘ_ｎ＜０）となる領域（即ち、０〜９０度の範囲の領域Ｕ１及び１５０〜２１０度の範囲の領域Ｕ２）を含み、また矢印５６で示す方向に回動するときに旋削加工が施される第２加工領域（図示せず）は、矢印５６で示す方向に回動させたときに変化量Δｘ_ｎが負の値（Δｘ_ｎ＜０）となる領域（即ち、９０〜１５０度の範囲の領域Ｕ１’及び２１０〜２９０度の範囲の領域Ｕ２’）を含み、残りの領域（即ち、変化量Δｘ_ｎ が零となる２９０〜３６０度の範囲の領域Ｗ）については、上記第１加工領域又は第２加工領域に含ませるようにし、或いは上述した形態のように、その一部（領域Ｕ１に続く部分）については第１加工領域に含ませ、その残部（領域Ｖ２に続く部分）については第２加工領域に含ませるようにしてもよい。

このように被加工物５２の周表面を第１加工領域と第２加工領域とに分け、上述した第１加工領域を加工する際には、図１３に示すように、被加工物５２を所定回転方向（矢印５４で示す方向）に回動させるとともに、切削工具３２を被加工物５２の片側（図１３及び図１４において右側）から作用させて最終加工形状となるように加工を行い（このとき、第２加工領域については、上述したような中間加工形状となるように加工する）、その後第２加工領域を加工する際には、図１４に示すように、被加工物５２を所定回転方向と反対方向（矢印５６で示す方向）に回動させるとともに、切削工具３２を被加工物５２の他側（図１３及び図１４において左側）から作用させて最終加工形状となるように加工を行い（このとき、第１加工領域については、切削工具３２により旋削加工されることはない）、このようにして被加工物５２を所要の非円形状の旋削加工することができる。

以上、本発明に従う非円形加工方法の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、被加工物１４（５２）を所定回転方向に回動させてその第１加工領域Ｂ１を加工し（このとき、その第２加工領域Ｂ２は中間加工形状に加工される）、その後、被加工物１４（５２）を所定回転方向と反対方向に回動させてその第２加工領域Ｂ２を加工しているが、これとは反対に、被加工物１４（５２）を所定回転方向と反対方向に回動させてその第２加工領域Ｂ２を加工し（このとき、その第１加工領域Ｂ１は中間加工形状に加工される）、その後、被加工物１４（５２）を所定回転方向に回動させてその第１加工領域Ｂ１を加工するようにしてもよい。

また、この非円形加工方法を適用するための旋盤として、図１５に示す形態のものを用いることもでき、適用する旋盤の形態については、種々のものが考えられる。図１５において、この形態の旋盤２Ａにおいては、ベッド本体の主軸部１０Ａに主軸が回転自在に支持され、この主軸にチャック手段１２Ａを介して被加工物１４Ａが装着される。また、図示していないが、ベッド本体に第１支持機構を介して移動テーブルがＺ軸方向（主軸の軸線方向）に移動自在に支持され、この移動テーブルに第２支持機構を介して工具テーブル２２ＡがＸ軸方向（Ｚ軸方向に対して実質上垂直な方向）に移動自在に支持され、この工具テーブル２２Ａに工具ユニット３０Ａが取り付けられている。この工具ユニット３０Ａは切削工具３２Ａを備え、切削工具３２Ａは被加工物１４Ａに向けて上方に延びている。工具ユニット３０Ａ内には工具用駆動源（図示せず）が内蔵され、この工具用駆動源によって矢印６２で示す方向に回動される。

この旋盤２Ａにおいては、工具ユニット３０Ａが被加工物１４Ａの下側に配置され、このことに関連して、切削工具３２Ａの刃先は、上下方向の下方にオフセットしており、このように上下方向の下方にオフセットさせた場合にもこの非円形加工方法を上述と同様に適用することができる。この場合、被加工物１４Ａを矢印６４で示す方向（図１５において時計方向）に回動して加工するときには、工具ユニット３０Ａは図１５に実線で示すように位置し、その切削工具３２Ａは被加工物１４Ａの片側（図１５において右側）から作用して加工を施し、このときに被加工物１４Ａの例えば第１加工領域を上述したように旋削加工し、また被加工物１４Ａを矢印６６で示す方向（図１５において反時計方向）に回動して加工するときには、工具ユニット３０Ａは図１５に一点鎖線で示すように位置し、その切削工具３２Ａは被加工物１４Ａの他側（図１５において左側）から作用して加工を施し、このときに被加工物１４Ａの例えば第２加工領域を上述したように旋削加工する。

２，２Ａ 旋盤
１０ 主軸部
１４，５２，１４Ａ 被加工物
１６ 移動テーブル
２２，２２Ａ 工具テーブル
３０，３Ａ 工具ユニット
３２，３２Ａ 切削工具
Ｂ１ 第１加工領域
Ｂ２ 第２加工領域

Claims (6)

1. 被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、前記被加工物を切削加工するための切削工具が取り付けられた工具テーブルと、前記主軸及び前記工具テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記主軸の軸線方向であるＺ軸方向に相対的に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記工具テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記Ｚ軸方向に対して実質上垂直なＸ軸方向に相対的に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた旋盤を用い、前記切削工具における前記被加工物に切削加工を施す刃先が前記主軸の中心軸線より上下方向の上方又は下方に所定距離オフセットした加工位置にて前記被加工物に作用して非円形加工を行う旋削による非円形加工方法であって、
   前記被加工物の加工周面を周方向に、前記切削工具の前記刃先の前記加工位置と前記主軸の回転方向との関連において第１加工領域と第２加工領域とに分け、前記被加工物の前記第１加工領域を加工するときには、前記主軸を所定回転方向に回動させるとともに、前記被加工物の片側から前記切削工具の前記刃先を前記第１加工領域に作用させて所定形状に切削加工し、また前記被加工物の前記第２加工領域を加工するときには、前記主軸を前記所定回転方向とは反対方向に回動させるとともに、前記被加工物の他側から前記切削工具の前記刃先を前記第２加工領域に作用させて所定形状に切削加工することを特徴とする旋削による非円形加工方法。
2. 前記切削工具の前記刃先の横断面形状が円形状であり、前記被加工物の前記第１加工領域を切削加工するときには、前記切削工具が所定方向に回動され、前記被加工物の前記第２加工領域を切削加工するときには、前記切削工具が前記所定方向又は前記所定方向と反対方向に回動されることを特徴とする請求項１に記載の旋削による非円形加工方法。
3. 前記被加工物を所定回動方向に一定回転速度で回動させたときに、前記被加工物の最終加工形状を基準にして、前記被加工物の前記加工位置における前記切削工具の前記Ｘ軸方向の移動速度及び／又は移動加速度が小さい領域が前記第１加工領域に含まれ、前記切削工具の前記Ｘ軸方向の移動速度及び／又は移動加速度が大きい領域が前記第２加工領域に含まれ、前記第１加工領域を切削加工するときには、前記主軸が前記所定回転方向に回動され、前記第２加工領域を切削加工するときには、前記主軸が前記所定回転方向と反対方向に回動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋削による非円形加工方法。
4. 前記被加工物の回転中心を中心として所定角度毎に放射状に延びる複数の分割基準線を想定するとともに、前記切削工具の前記刃先が前記上下方向にオフセットした前記所定距離を半径とする基準円を想定し、前記複数の分割基準線の各々と前記基準円とが交わる第１交点と、前記第１交点から前記切削工具側に延びる接線と前記被加工物の最終加工形状とが交わる第２交点との間の接線距離に基づき、前記被加工物が前記所定回動方向に回動したときに前記接線距離が減少する領域が前記第１加工領域に含まれ、前記接線距離が増加する領域が第２加工領域に含まれることを特徴とする請求項３に記載の旋削による非円形加工方法。
5. 前記被加工物が前記所定回動方向に回動したときに前記接線距離が変化しない領域は、前記第１加工領域及び／又は前記第２加工領域に含まれ、前記第１加工領域に含めたときには、前記主軸を前記所定回動方向に回動させたときに前記切削工具により所定形状に切削加工し、前記第２加工領域に含めたときには、前記主軸を前記所定回動方向と反対方向に回動させたときに前記切削工具により所定形状に切削加工することを特徴とする請求項４に記載の旋削による非円形加工方法。
6. 前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の最終加工形状に対応する第１及び第２最終加工形状データを読み込む最終形状読込み工程と、前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の所定回転角度毎における前記切削工具のすくい面と前記被加工物の前記第１及び第２加工領域の前記最終加工形状との第１及び第２交線を作成する交線作成工程と、前記交線作成工程にて作成された前記第１及び第２加工領域に関する第１及び第２交線に対応した第１及び第２スプライン曲線上に前記切削工具の送り量を考慮した前記切削工具の第１及び第２軌跡点列を作成する工具軌跡点列作成工程と、前記軌跡点列作成工程にて作成された第１及び第２前記工具軌跡点列に基づいて前記切削工具の第１及び第２移動基準点の第１及び第２軌跡点列を作成する基準点軌跡点列作成工程と、前記基準点軌跡点列作成工程にて作成された前記第１及び第２基準点軌跡点列を連結した第１及び第２軌跡点列連結データに基づいて前記被加工物の前記所定回転角度毎の前記Ｚ軸方向及び前記Ｘ軸方向の送り量を算出して第１及び第２旋削加工データを作成する旋削加工データ作成工程と、を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の旋削による非円形加工方法。

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