JPH11179608A - 仕上げ加工方法および加工機械 - Google Patents
仕上げ加工方法および加工機械Info
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- JPH11179608A JPH11179608A JP9347720A JP34772097A JPH11179608A JP H11179608 A JPH11179608 A JP H11179608A JP 9347720 A JP9347720 A JP 9347720A JP 34772097 A JP34772097 A JP 34772097A JP H11179608 A JPH11179608 A JP H11179608A
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Abstract
保することができるとともに、工具寿命の低下防止可能
な仕上げ加工方法および加工機械を提供する。 【解決手段】 ワークWに形成された凹部104の表面
を仕上げ加工する際、エンドミルEMを斜面103の最
外周に沿って旋回移動させたのち、徐々に内側へ移動し
ながら、かつ、周方向に沿って旋回させる。その際、斜
面103の表面の加工時には、その表面に対してダウン
カットになるようにエンドミルEMの移動経路を選択す
る(図4で反時計方向)。底面101の仕上げ加工で
は、エンドミルEMを内周から外周に向かって移動、つ
まり、これによって加工される面に対してダウンカット
になるようにエンドミルEMの移動経路を選択する。
Description
て、底面およびこれに連続する斜面を有するワークの表
面を仕上げ加工する仕上げ加工方法および加工機械に関
する。より詳細には、エンドミルなどを用いて、金型素
材に輪郭加工した凹部や凸部などの表面を仕上げ加工す
る仕上げ加工方法およびその加工方法を備えた加工機械
に関する。
て、たとえば、ワークに輪郭加工した凹部の表面を仕上
げ加工する場合、通常、エンドミルを凹部の周面に沿っ
て旋回移動させながら、かつ、凹部の最外周面から徐々
に内側へ移動させながら加工したのち、続けて、同じ移
動経路によって凹部の底面に移行して底面の仕上げ加工
を行う方法が採られていた。
およびこの外周に曲面102を介して鈍角に連続する斜
面103を有するワークWの表面を仕上げ加工する場
合、最初に斜面103の最外周面に沿ってエンドミルE
Mを旋回移動(図7中反時計方向へ旋回移動)させなが
ら仕上げ加工し、次に、エンドミルEMを斜面103の
内側へ所定量移動し、その位置から再び斜面103に沿
って旋回移動させながら加工し、このようにしてエンド
ミルEMを徐々に内側へ移動しながら加工し、続く底面
101についても同様な動作を繰り返しながら底面10
1の内部へ向かって加工する方法が採られていた。
加工方法では、アップカット(上向き削り)とダウンカ
ット(下向き削り)とが混在してしまうので、つまり、
図7の場合、斜面103の周面に沿ってエンドミルEM
を旋回移動させながら仕上げ加工する際にはダウンカッ
ト(下向き削り)であるが、底面101での仕上げ加工
ではアップカット(上向き削り)となるため、全ての加
工面について良好な仕上げ面精度を確保することが困難
なうえ、工具寿命も低下するという問題がある。
図8(A)に示すように、切屑厚みが0から始まり、次
第にふえていくため、切屑厚みが0では刃先がワークに
食い込む量が0で、削ることはできない。従って、アッ
プカットの削り始めは、前の刃で削った面を刃先がこす
ることになる。これに対し、ダウンカット(下向き削
り)は、図8(B)に示すように、切屑厚みが切削始め
に最大で、次第に減っていくため、切屑厚みが0のとき
はワークから刃先が離れる力が働く。
は、ダウンカット(下向き削り)に比べて、工具寿命が
短く、かつ、加工面に焼けなどが生じやすいという欠点
を持つため、従来の加工方法のように、アップカット
(上向き削り)とダウンカット(下向き削り)とが混在
してしまうと、全ての加工面について良好な仕上げ面精
度を確保することが困難なうえ、工具寿命も低下すると
いう問題がある。
べくなされたもので、全ての加工面について良好な仕上
げ面精度を確保することができるとともに、工具寿命の
低下も極力抑えることができる仕上げ加工方法および加
工機械を提供することにある。
は、回転工具を用いて、底面およびこれに連続する斜面
を有するワークの表面を仕上げ加工する仕上げ加工方法
であって、前記斜面の仕上げ加工時と底面の仕上げ加工
時とで、前記回転工具とワークとの相対移動経路を変更
し、常にダウンカットで加工を行うことを特徴とする。
ここで、回転工具とワークとは、三次元方向(互いに直
交するX,Y,Z軸方向)へ相対移動可能に構成されて
いることが望ましい。回転工具としては、たとえば、エ
ンドミルやフライスなどである。また、相対移動経路
は、回転工具とワークとの相対移動方向の全てを含む経
路をいう。
工時と底面の仕上げ加工時とで、回転工具とワークとの
相対移動経路を変更し、常にダウンカットで加工するよ
うにしたから、従来のアップカット(上向き削り)とダ
ウンカット(下向き削り)とが混在した加工方法に比
べ、全ての加工面について良好な仕上げ面精度を確保す
ることができるとともに、工具寿命の低下を極力抑える
ことができる。
と底面の仕上げ加工時とで常にダウンカットになるよう
に、前記回転工具とワークとの相対移動経路を変更する
には、たとえば、斜面の仕上げ加工時には、回転工具が
斜面上において斜面と底面との稜線と略平行に移動しか
つその稜線に対して離れた位置から徐々に接近する方向
へ移動するように、回転工具とワークとを相対移動させ
る一方、底面の仕上げ加工時には、回転工具が底面上に
おいて斜面と底面との稜線と略平行に移動しかつその稜
線に対して離れた位置から接近する方向へ移動するよう
に、回転工具とワークとを相対移動させるようにしても
よい。つまり、斜面の仕上げ加工時および底面の仕上げ
加工時において、回転工具が、斜面と底面との稜線と略
平行に移動(この場合、同じ方向へ移動)し、かつ、稜
線に対してそれぞれ接近する方向へ移動するように、回
転工具とワークとを相対移動させるようにしてもよい。
工具を稜線に対して接近する方向へ移動させ、かつ、ワ
ークに対して反時計方向に旋回移動させならダウンカッ
トによって仕上げ加工する一方、底面の仕上げ加工時に
は、回転工具を稜線に対して遠ざかる方向へ移動させ、
かつ、ワークに対して時計方向に旋回移動させならダウ
ンカットによって仕上げ加工するようにしてもよい。つ
まり、旋回移動方向のみを反対向きにするようにしても
よい。
介して連続させた形状の場合、通常、その曲面の全てに
ついてダウンカットにはできない。たとえば、斜面側か
らダウンカットで連続的に仕上げ加工してきた場合、曲
面の底面と接する側に近づくにつれてアップカットにな
るためである。逆に、底面側からダウンカットで連続的
に仕上げ加工してきた場合、曲面の斜面と接する側に近
づくにつれてアップカットになるためである。
げ加工時と底面の仕上げ加工時とで、回転工具とワーク
との相対移動経路を変更し、常にダウンカットで加工を
行うとともに、曲面の仕上げ加工では、回転工具に接す
るワークの接触面がダウンカットとアップカットとに2
分される角度を略境として、斜面寄り領域では前記斜面
側の仕上げ加工に連続してそれと同じ相対移動経路で仕
上げ加工を行い、底面寄り領域では前記底面側の仕上げ
加工に連続してそれと同じ相対移動経路で仕上げ加工を
行うことを特徴とする。
連続させる曲面についても、ダウンカットによって仕上
げ加工することができる。従って、底面、斜面および曲
面を含めた全ての面についてダウンカットによって仕上
げ加工することができる。
れに連続する斜面を有するワークをセットするテーブル
と回転工具を有するスピンドルヘッドとを三次元方向へ
相対移動可能に構成した機械本体と、この機械本体の駆
動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記
ワークの表面を仕上げ加工する際、前記斜面の仕上げ加
工時と底面の仕上げ加工時とで、常にダウンカットとな
るように、前記テーブルとスピンドルヘッドとの相対移
動経路を変更して加工を行う手段を含んで構成されてい
ることを特徴とする。
方法の効果、つまり、全ての加工面についての良好な仕
上げ面精度の確保、および、工具寿命の低下抑制に加
え、斜面の仕上げ加工時と底面の仕上げ加工時とで、常
にダウンカットとなるように回転工具とワークとの相対
移動経路が自動的に変更されるから、能率的に仕上げ加
工と行うことができる。
に基づいて説明する。図1は本発明の仕上げ加工方法を
適用した加工機械を示す斜視図である。同図に示すよう
に、本実施形態に係る加工機械は、NC装置により制御
される工作機械であって、ベース1と、このベース1上
に設置された機械本体11と、この機械本体11の駆動
を制御する制御手段としてのNC装置41とを備える。
にレベラなどを介して据え付けられたベッド12と、こ
のベッド12の上面に前後方向(Y軸方向)へ移動可能
に設けられたテーブル13と、前記ベッド12の両側に
立設された一対のコラム14,15と、この両コラム1
4,15の上部間に掛け渡されたクロスレール16と、
このクロスレール16に沿って左右方向(X軸方向)へ
移動可能に設けられたスライダ17と、このスライダ1
7に上下方向(Z軸方向)へ昇降可能に設けられたスピ
ンドルヘッド18と、前記コラム14,15間の前面部
を覆うように設けられ内部が透視可能でかつ上端を支点
として上下方向へ開閉可能なスプラッシュガード19と
から構成されている。
案内するガイド(図示省略)とともに、テーブル13を
Y軸方向へ移動させるY軸駆動機構21が設けられてい
る。Y軸駆動機構21としては、モータと、そのモータ
によって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が
用いられている。前記各コラム14,15は、側面形状
が、上部に対して下部が広くなった略三角形状に形成さ
れている。これにより、下部が安定した構造であるか
ら、スピンドルヘッド18が高速回転するものであって
も、振動の発生を低減できる。
17を移動可能に案内する2本のガイドレール23が設
けられているとともに、スライダ17をX軸方向へ移動
させるX軸駆動機構24が設けられている。前記スライ
ダ17には、前記スピンドルヘッド18をZ軸方向へ案
内するガイド(図示省略)とともに、スピンドルヘッド
18をZ軸方向へ昇降させるZ軸駆動機構25が設けら
れている。これらの駆動機構24,25についても、前
記Y軸駆動機構21と同様に、モータと、そのモータに
よって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用
いられている。
ように、空気軸受スピンドルヘッドによって構成されて
いる。つまり、前記クロスレール16に昇降自在に設け
られ前記Z軸駆動機構25によって昇降されるハウジン
グ31と、このハウジング31に空気軸受32,33,
34を介して回転可能かつZ軸方向と平行に支承され途
中にフランジ35Aを有する主軸35と、この主軸35
を回転駆動させるモータ36とを備えた空気軸受スピン
ドルヘッドによって構成されている。これにより、主軸
35は、30000〜50000rpmで高速回転でき
るようになっている。
には、主軸35に向かって軸直交方向から空気を吹き出
す吹出口37が複数形成されている。これらの各吹出口
37から噴出される空気によって主軸35をラジアル方
向に支持するラジアル軸受が形成されている。また、前
記空気軸受33,34の互いに対向する軸方向端面に
は、主軸35のフランジ35Aに向かって空気を噴出す
る吹出口38が複数形成されている。これらの各吹出口
38から噴出される空気によって主軸35をスラスト方
向に支持するスラスト軸受が形成されている。なお、図
2において、39は各吹出口37,38に高圧空気を供
給する給気通路、40は排気通路、Tはエンドミルなど
の回転工具である。
演算制御部42を備える。演算制御部42には、入力部
43およびこの入力部43を通じて入力されたプログラ
ムなどを記憶するプログラム記憶部44のほかに、前記
各駆動機構24,21,25およびスピンドルヘッド1
8が接続されている。ここで、演算制御部42は、予め
プログラム記憶部44に設定、記憶されたプログラムに
従って、底面およびこれに連続するワークの表面を仕上
げ加工する際、斜面の仕上げ加工と底面の仕上げ加工と
で常にダウンカットとなるように、回転工具Tとワーク
との相対移動経路を変更する手段を含んで構成されてい
る。つまり、常にダウンカットとなるように、X,Y,
X軸駆動機構24,21,25を駆動させる手段を含ん
で構成されている。
を参照しながら説明する。ワークの加工にあたっては、
NC装置41からの指令によって、テーブル13とスピ
ンドルヘッド18とをX,Y,Z軸方向へ相対移動させ
ながら、主軸35に装着された回転工具Tによってワー
クを加工する。つまり、テーブル13をY軸駆動機構2
1を介してY方向へ、スピンドルヘッド18をX軸駆動
機構24およびZ軸駆動機構25を介してXおよびZ軸
方向へそれぞれ移動させながら、主軸35に装着された
回転工具Tによってワークを加工する。
を有するワークW、つまり、底面101の周囲に曲面1
02を介して鈍角に連続する斜面103を有するワーク
Wの表面を加工する場合、斜面103の仕上げ加工と、
底面101の仕上げ加工とを分けて行う。斜面103の
仕上げ加工では、回転工具、ここでは、エンドミルEM
が斜面103上において斜面103と底面101との稜
線と略平行に移動しかつその稜線に対して離れた位置か
ら徐々に接近する方向へ移動するように、つまり、斜面
103の最外周経路に沿って旋回させながら相対移動さ
せる。このとき、図4において、エンドミルEMの回転
方向が時計方向の場合、エンドミルEMとワークWとの
相対移動経路を反時計方向に設定しておく。このように
して、エンドミルEMを斜面103に沿って旋回移動さ
せながら、かつ、斜面102の内側に徐々に移動しなが
ら、斜面103の表面を仕上げ加工していくと、斜面1
03は、図8(B)に示すダウンカットで加工される。
て、曲面102の途中まで同じ相対移動経路で仕上げ加
工を行う。つまり、図5に示すように、エンドミルEM
に接するワークWの接触面がダウンカットとアップカッ
トとに2分される角度αを略境として、斜面寄り領域1
02Aでは、斜面103側の仕上げ加工に連続してそれ
と同じ相対移動経路で仕上げ加工を行う。これにより、
曲面102の斜面寄り領域102Aについても、図8
(B)に示すダウンカットで加工される。
ドミルEMが底面101上において斜面103と底面1
01との稜線と略平行に移動(図4中反時計方向へ旋回
移動)しかつその稜線に対して離れた位置から徐々に接
近する方向へ移動するように、つまり、底面101の内
周から徐々に外周へ向かって移動させる。これにより、
底面101についても、図8(B)に示すダウンカット
で加工される。
て、曲面102の途中まで同じ相対移動経路で仕上げ加
工を行う。つまり、図5に示すように、ダウンカットと
アップカットとに2分される角度αを略境として、底面
寄り領域102Bでは、底面101側の仕上げ加工に連
続してそれと同じ相対移動経路で仕上げ加工を行う。こ
れにより、曲面102の底面101寄り領域102Bに
ついても、図8(B)に示すダウンカットで加工され
る。
とを、エンドミルEMの相対移動経路を変えて仕上げ加
工すると、全ての加工面がダウンカットで加工されるか
ら、全ての加工面について良好な仕上げ面精度を確保す
ることができるとともに、工具寿命の低下を極力抑える
ことができる。
するワークWの表面を加工する場合にも、凹部104と
同様にして行う。つまり、斜面103の仕上げ加工時に
は、エンドミルEMが斜面103上において斜面103
と底面101との稜線と略平行に移動(図6中時計方向
へ旋回移動)しかつその稜線に対して離れた位置から徐
々に接近する方向へ移動するように、前記エンドミルE
MとワークWとを相対移動させる。底面101の仕上げ
加工時には、エンドミルEMが底面101上において斜
面103と底面101との稜線と略平行に移動(図6中
時計方向へ旋回移動)しかつその稜線に対して離れた位
置から徐々に接近する方向へ移動するように、エンドミ
ルEMとワークWとを相対移動させる。これにより、全
ての加工面をダウンカットで加工することができる。
の仕上げ加工時と底面101の仕上げ加工時とで、エン
ドミルEMとワークWの相対移動経路を変更し、常にダ
ウンカットとなるようにしたから、全ての加工面につい
て良好な仕上げ面精度を確保することができるととも
に、工具寿命の低下を極力抑えることができる。
02を介して連続させた形状のワークWについては、曲
面102の仕上げ加工では、エンドミルEMに接するワ
ークWの接触面がダウンカットとアップカットとに2分
される角度αを略境として、斜面寄り領域102Aでは
斜面103側の仕上げ加工に連続してそれと同じ相対移
動経路で仕上げ加工を行い、底面寄り領域102Bでは
前記底面101側の仕上げ加工に連続してそれと同じ相
対移動経路で仕上げ加工を行うようにしたから、底面1
01と斜面103とを連続させる曲面102について
も、ダウンカットによって仕上げ加工することができ
る。従って、底面101、斜面103および曲面102
を含めた全ての面についてダウンカットによって仕上げ
加工することができる。
を空気軸受32,33,34で回転可能に支承した空気
軸受スピンドルヘッドとしたので、つまり、空気軸受ス
ピンドルヘッドでは、高精度な高速回転が得られること
から、大きな切削送り速度で加工を効率的に行うことが
できる。
の仕上げ加工時と底面101の仕上げ加工時とで常にダ
ウンカットになるように、エンドミルEMとワークWと
の相対移動経路を変更すればよいから、たとえば、図4
においては、斜面103の仕上げ加工時には、エンドミ
ルEMをワークWに対して反時計方向に旋回移動させな
らダウンカットによって仕上げ加工した場合、底面10
1の仕上げ加工時には、エンドミルEMをワークWに対
して時計方向に旋回移動させならダウンカットによって
仕上げ加工するようにしてもよい。
ド18をXおよびZ軸方向へ、また、テーブル13をY
軸方向へ移動自在に構成したが、これに限らず、エンド
ミルEM(回転工具T)とワークWとが三次元方向
(X,Y,Z軸方向)へ相対移動可能であれば、どのよ
うな構成でもよい。また、スピンドルヘッド18を、主
軸を空気軸受で回転可能に支承した空気軸受スピンドル
ヘッドとしたが、必ずしも、これに限られるものではな
い。主軸を玉軸受などで回転可能に支承したスピンドル
ヘッドでもよい。
によれば、全ての加工面について良好な仕上げ面精度を
確保することができるとともに、工具寿命の低下を極力
抑えることができる。
図である。
図である。
示すブロック図である。
面を仕上げ加工する場合の工具の移動経路を示す図であ
る。
面を仕上げ加工する場合の工具の移動経路を示す図であ
る。
クの表面を仕上げ加工する場合の工具の移動経路を示す
図である。
ンカットを示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 回転工具を用いて、底面およびこれに連
続する斜面を有するワークの表面を仕上げ加工する仕上
げ加工方法であって、 前記斜面の仕上げ加工時と底面の仕上げ加工時とで、前
記回転工具とワークとの相対移動経路を変更し、常にダ
ウンカットで加工を行うことを特徴とする仕上げ加工方
法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の仕上げ加工方法におい
て、 前記斜面の仕上げ加工時には、前記回転工具が斜面上に
おいて斜面と底面との稜線と略平行に移動しかつその稜
線に対して離れた位置から徐々に接近する方向へ移動す
るように、前記回転工具とワークとを相対移動させると
ともに、 前記底面の仕上げ加工時には、前記回転工具が底面上に
おいて斜面と底面との稜線と略平行に移動しかつその稜
線に対して離れた位置から接近する方向へ移動するよう
に、前記回転工具とワークとを相対移動させることを特
徴とする仕上げ加工方法。 - 【請求項3】 回転工具を用いて、底面およびこれに曲
面を介して連続する斜面を有するワークの表面を仕上げ
加工する仕上げ加工方法であって、 前記斜面の仕上げ加工時と底面の仕上げ加工時とで、前
記回転工具とワークとの相対移動経路を変更し、常にダ
ウンカットで加工を行うとともに、 前記曲面の仕上げ加工では、前記回転工具に接するワー
クの接触面がダウンカットとアップカットとに2分され
る角度を略境として、斜面寄り領域では前記斜面側の仕
上げ加工に連続してそれと同じ相対移動経路で仕上げ加
工を行い、底面寄り領域では前記底面側の仕上げ加工に
連続してそれと同じ相対移動経路で仕上げ加工を行うこ
とを特徴とする仕上げ加工方法。 - 【請求項4】 底面およびこれに連続する斜面を有する
ワークをセットするテーブルと回転工具を有するスピン
ドルヘッドとを三次元方向へ相対移動可能に構成した機
械本体と、この機械本体の駆動を制御する制御手段とを
備え、 前記制御手段は、前記ワークの表面を仕上げ加工する
際、前記斜面の仕上げ加工時と底面の仕上げ加工時と
で、常にダウンカットとなるように、前記テーブルとス
ピンドルヘッドとの相対移動経路を変更して加工を行う
手段を含んで構成されていることを特徴とする加工機
械。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP34772097A JP3482331B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 仕上げ加工方法 |
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DE19858075A DE19858075A1 (de) | 1997-12-17 | 1998-12-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Endbehandeln von Oberflächen |
Applications Claiming Priority (1)
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JP34772097A JP3482331B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 仕上げ加工方法 |
Publications (2)
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Family
ID=18392137
Family Applications (1)
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