JPH01159118A - 端面研削工具による加工物の機械加工方法 - Google Patents

端面研削工具による加工物の機械加工方法

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JPH01159118A
JPH01159118A JP63295915A JP29591588A JPH01159118A JP H01159118 A JPH01159118 A JP H01159118A JP 63295915 A JP63295915 A JP 63295915A JP 29591588 A JP29591588 A JP 29591588A JP H01159118 A JPH01159118 A JP H01159118A
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curved
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JP63295915A
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Edgar Breuer
エドガー ブロイア
Andreas Hauswirth
アンドレアス ハウスヴィアト
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STARRFRAESMAS AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23CMILLING
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    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23CMILLING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は様々な湾曲輪郭部、凸状輪郭及び/又は凹状輪
郭部からなる面、平面又は曲面である工作物と、少なく
とも端面を使用する切削工具とに関する切削加工方法に
して、該工具の工作物の表面に対する方向が、該工具と
工作物表面との間における接触直線部或いは曲線部或い
は接触点を工具の端面に位置させるように設定されてい
る研削加工の方法、並びに該方法を実施するための工具
に関する。
従来の技術 工作物表面の機械加工についての種々の公知の方法にお
いて、確かに往復或いは回転フライスは優れた表面精度
を持つ円筒状或いは円盤状の工作物を製造する為に最適
の機械加工方法の一つである。該方法により加工された
表面は、研削され研磨された工作物表面の品質に関して
同等であり、光沢に関する要求さえ満足できる。該表面
の例としては、金属ミラー、印刷ローラー及び類似の工
作物の表面がある。
フライス加工により非常に優れた表面を得る為には、回
転成いは往復のフライス加工方法に適当な考慮をするこ
とが望まれる。しかしながら、フライス工具の平な端面
を使った場合、全長にわたって凸の断面から最大限で平
な面までの円筒状の工作物を加工することのみが可能で
あるという制限がある。該方法は、工作物に種々の凹状
の面を機械加工することを不可能にしている。このよう
に公知の方法では、円筒状ないし凸断の丸みのある工作
物に対策が制限されている。様々な曲面、特に凹面部を
持つ工作物に機械加工する必要がある場合は、異なる機
械加工の方法を選択する必要がある。
シャンクタイプのフライスカッター、例えば球面の端を
持ちまた互いに直角の三つの移動軸を利用するボールエ
ンドカッターのようなフライスカッターが工作物の上を
平面状又は空間をおいた曲面状の経路に案内される場合
に多く使用されるフライス加工方法では、送り方向に直
角な方向及び送り方向に沿う方向に比較的粗い表面にな
る。しかしながら、適用性は非常に良く、はとんど衝突
の問題が無い。この問題は、回転軸を持つフライスカッ
ターと種々の保持装置上の工作物との間で相互に妨害し
或いは干渉する位置が存する場合に生じる。
工作物の任意の表面の機械加工のための他の公′ 知の
フライス加工の方法は、崩壊或いは衝突フライス加工と
して参照される方法であり、該方法は五つの移動軸を利
用して実施される。該方法において工作物表面にフライ
ス刃の先端が密着又は接近する結果として、側面(切削
面)の粗さはかなり減少する。しかし、個々のカッター
刃の跡により送り方向にはかなりの粗さが発生する。衝
突の問題は、ボールエンドフライスカッターを使用する
三軸の方法の場合よりも劣るけれどもある程度は解決さ
れるので、一般に適用性は良い。
工作物の任意の表面の他の公知の機械加工の方法は、外
周上及び側面のフライス加工であり、円筒状或いは円盤
状のフライスカッターを使用して行なわれる。円筒状フ
ライスを使用した側面フライス加工の場合は、送りは実
質的にフライス軸に直角の方向をとっている。フライス
刃の構造の機能として、非常に良好な粗さが送り方向及
び該方向と直角方向において得られる。
しかしながら、カッター軸は工作物の表面に対して平行
或いはほとんど平行でなければならないので、発生しう
る衝突の問題により適用性は大きく制限されている。従
って上記方法の利用は、例えばタービン翼の機械加工の
ような数種の加工に限定される。
発明の概要 本発明の課題は上記の回転フライス加工方法を工作物の
様々に湾曲した曲面、特に凹面に適用し、例えば研削或
いはつや出しのような、表面の精度改善の為の余分な後
加工の工程を不要にすることである。
本発明によれば、前記課題は、様々な湾曲輪郭、凸状輪
郭部及び/又は凹状輪郭部からなる面、平面又は曲面で
ある工作物と、少なくとも端面を使用する研削工具とに
関する切削加工方法にして、該工具の工作物表面に対す
る方向が、該工具と該工作物表面との間における接触直
線部或いは曲線部或いは接触点部を工具の端面に位置さ
せるように設定されている研削加工の方法であって、回
転軸を形成する工具軸は、実質的に送り方向と直角に設
定されており、工作物表面とは傾きを持ち、実質的に送
り方向とは直角であり、送り方向と直角に設定されてい
る工具表面の傾きに対応して適合するように工具の端面
が形成されていることを特徴とする方法により解決され
る。
本発明の前記課題はまた、該方法が最適な方式で実施さ
れることを可能にする工具によっても解決される。本発
明によれば、工具の端面を球面状或いは円錐状にするこ
とにより該課題は解決されている。
実施例 以下、本発明の実施例につき添付図面を参照しつつ説明
する。
本発明は、回転フライス加工方法が、プライスやその他
の研削或いは切除用工具による工作物の凹面の機械加工
にまで適用され得るという見解に基づいている。公知の
回転フライス加工方法を第1図と第2図に図式的に示す
。本目的の為に円筒状の工具(1)が使用され、該工具
の平らな端面(3)が円筒状の工作物(2)の表面を加
工する。
該工作物(2)は横断面が凸状の面のみを持つものであ
る。工作物(2)に工具(1)を取り付けると、接触線
(5)において直線的接触がなされ、該接触線は工具(
1)と工作物(2)の間の工具軸(4)と交わる。工具
軸(4)と工作物(2)表面の一部での法線(6)とは
一致する。しかしながら、工具(1)と工作物(2)と
の間には、工具表面の最上の表面品質に通じる真の直線
的接触部がある。印刷ローラーの機械加工の為に、ダイ
ヤモンド工具を使用して回転フライス加工を行なうこと
は、公知であり、表面の品質に関して、どんな研削及び
研磨処理を実施するよりも良好な結果が得られる。しか
しながら、該方法は工作物が凹状断面の部分を持つ場合
は実施は不可能である。
第3図から第5図においては、直線的接触部を伴うエン
ドミル加工が、凹状の断面を持つ加工物に対して行なわ
れている。工具(1)の端面(10)は直線的接触部を
得るために少し円錐形状に加工されており、また該工具
は円錐角(coneangle)αをもって工作物の側
面に対して傾いている。第1図と第2図に示すように、
カッターの軸は実質的に送り方向(7)に対して垂直で
ある。しかしながら、第3図と第5図によれば、直線的
接触部(5)はカッター径りの半分に相当する範囲のみ
を占めているが、カッター径全体にわたる直線的接触を
なすこともでき、この場合は、第4図に示す曲率半径ρ
の凹状に加工することが可能である。加工され得る凹状
面の最少曲率半径は、円筒状加工物の場合、第5図に示
すように、端面形状についての加工物の軸方向への投影
図から得られ、次の式で与えられる。
ρn+1 n ;D/ (2・s t n α)例えば
ひねり形状のタービン翼のように、二方向に曲がった曲
面を持つ加工物の機械加工の場合、理想の直線的接触部
を得ることは一般的に不可能である。
二方向へ凸状に湾曲した曲面をもつ加工物の面の場合、
機械加工は円錐状又は円筒状の工具によって行なうこと
が可能である。工具端面の接近又は密着は、最も小さい
凸状の面の方向において行なわれる。
凹状輪郭線が凸状輪郭線からなる曲面が機械加工される
場合は、円錐状の工具が使用され得、該工具の端面は、
曲面の最小凹状曲率半径について前記ρに関する公式を
満足しなければならない。
一つの工具を使うことにより、和文わる二方向の凹状輪
郭線からなる曲面を加工することが可能であるが、該工
具の円錐状端面は第6図に示すように側面から見た半径
R1・の丸みのある面とされる。この場合において、工
具の端面は該曲面に適合したものでなければならないが
、最小から2番目の曲率半径の値としてRFを使用する
ことが可能であり、このときにも前記公式が本来の最小
曲率半径に適用される。“本来の”および“2番口の”
曲率半径との語は、それぞれ和文わる二方向の凹状輪郭
線からなる面の“主たる小さな”及び“主たる大きな”
曲率半径という意味とする。
前述の加工方法の一つの適用が、例えばタービン翼と該
翼を支える本体との間の領域のように、隣接した二面間
の移行領域の機械加工に対して行なわれる。端面が、球
面形状の先端(12)を持つ円錐(11)とした構造で
ある工具(1)を使用することが可能である。第7図に
示すように、該機械加工は半径(13)の周部と加工物
の隣接する面の一つとを同時に加工するように行われる
前述の場合のように、限界値即ち与えられた工具の径り
により決まる最小半径RFと最小角度αは、前述の説明
のようにして該工具に関し決定される。
第8図に示すように、工具の端面が中央刃先の有る又は
無いタイプの截頭円錐形状である工具を使用することも
可能である。
このように、前述の方法によれば加工物の非常に良い表
面精度を得ることが可能であり、また回転フライスの場
合も同様である。前記工具は一つの又は別の方向に傾け
られることが可能であり、通常実質的に加工物の表面に
対して垂直であるので、あらゆる方向に非常に高い適用
性がある。工具端面の半分のみが使用されるので、大抵
の場合、一定の切削状態、即ち下側領域及び該領域から
上側領域への遷移領域の切削(c 1 imb−cut
)、並びに上側領域及び該上側領域から下側領域への遷
移領域の切削(up−cut)の加工が達成される。
回転フライスと類似である万能フライスにおけるように
一定の送り方向の場合、外形又はスパイラル溝の加工の
場合、又は箱サイクル方法(box  cyc 1 e
  me thod)における場合には、一定の切削加
工状態が工具の一定の傾き、例えば通常送り方向に対し
て常に右の傾きとすることにより得られる。
伝統的な往復運動によるセルフライス加工の場合のよう
に送り方向が変化する場合は、送り方向に関しては一定
の傾きが重要とされる。送り方向が逆になる場合はいつ
もフライスカッターの傾きの方向は反対となる。
接触点又は直線的接触部への工具の切削刃の平らでほと
んど接線方向への接近をすること、及びフライス加工の
力は実質的に工具表面の接線方向に作用するということ
は、僅かな構成要素を垂直にすることにより実現され、
非常に安定した工作物でない場合においてさえ非常に静
かで且つ安定した切削加工状態を得ることを可能にする
様々に湾曲した曲面が研削加工により加工される場合、
一般的に6軸の移動軸が必要となる。本発明による方法
では必要なのは5輔だけであり、該方法はより簡単な機
械構造とより簡単な機械加ニブログラムに通じるもので
ある。
前記記述は様々な研削工具を対象としたものであるが、
添付図面においては工具はフライスの形で示している。
異なる種類のフライスが本明細書に記載の方法に適合し
、また該方法は該図面のような単一の工具での加工に制
限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術による凸状断面を持つ円筒状工作物及
びフライスを図式的に示す縦断側面図、第2図は第1図
の線■−■に沿う断面図、第3図は部分的に凹状断面を
持つ工作物及び本発明による回転フライスを図式的に示
す縦断正面図、第4図は第3図の線IV−IVに沿う断
面図、第5図は第3図の配置の平面図、第6図は本発明
の方法の実施に使用するフライスの側面図、第7図は本
発明による隣接する二つの面の曲面的移行部及び該移行
部(例えばタービン翼と本体との接続部)の機械加工を
するフライスを示す側面図、第8図は截頭円錐形状の構
造とされた第6図とは別の本発明フライスの側面図であ
る。 (1)・・・・・・円筒状の工具 (2)・・・・・・工作物 (3)・・・・・・円筒状工具(1)の平らな端面(4
)・・・・・・工具の軸 (5)・・・・・・直線的接触部 (6)・・・・・・工作物表面の一部での法線(7)・
・・・・・送り方向 (10)・・・工具の端面 (11)・・・円錐形状の工具端面 (12)・・・工具端面の先端部 (13)・・・球面状の半径 (以 上) 代理人  弁理士 三枝 英二、”7” ’H・9、ノ FIG、 6          FIG、 8FIo
、 7

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)様々な湾曲輪郭部、凸状輪郭及び/又は凹状輪郭
    部からなる面、平面又は曲面である工作物と、少なくと
    も端面を使用する研削工具とに関する切削加工方法にし
    て、該工具の工作物表面に対する方向が、該工具と該工
    作物表面との間における接触直線部或いは曲線部或いは
    接触点部を工具の端面に位置させるように設定されてい
    る研削加工の方法であって、回転軸を形成する工具軸は
    、実質的に送り方向と直角に設定されており、工作物表
    面とは傾きを持ち、実質的に送り方向と直角であり、送
    り方向と直角に設定されている工具表面の傾きに対応し
    て適合するように工具の端面が形成されていることを特
    徴とする方法。
  2. (2)工具の軸の傾き方向が、工具の端面を工作物表面
    に密着又は近接させるように設定されていることを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  3. (3)工具の軸の傾き方向が、一つの構成要素として送
    り方向に又はこれと反対に設定されることを特徴とする
    請求項2に記載の方法。
  4. (4)凸面状の曲面をした端面を持つ工具により、良好
    な密着性のもとに工作物の凹面を機械加工することが可
    能であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. (5)工具が工作物に関して、五つまでの移動軸におい
    て移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の方
    法。
  6. (6)工具の端面が凸面的な曲面或いは円錐的な凸面で
    あることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載
    の方法を実施するための工具。
  7. (7)凹曲面の外周を持つことを特徴とする請求項6に
    記載の工具。
  8. (8)フライス、ドリル、研削、つや出し、ラップ仕上
    げ或いはその他の切削・研磨の工具として構成されてい
    ることを特徴とする請求項6に記載の工具。
  9. (9)端面が截頭円錐形状に構成されていることを特徴
    とする請求項6に記載の工具。
  10. (10)球面のカップの形状をした頭部を持つ円錐とし
    て構成され、また該頭部は、円錐が工作物に隣接した表
    面を加工するのと同時に球面状の部分を加工するように
    されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の工
    具。
JP63295915A 1987-11-20 1988-11-21 端面研削工具による加工物の機械加工方法 Pending JPH01159118A (ja)

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