JPS6161924B2 - - Google Patents
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- JPS6161924B2 JPS6161924B2 JP10720477A JP10720477A JPS6161924B2 JP S6161924 B2 JPS6161924 B2 JP S6161924B2 JP 10720477 A JP10720477 A JP 10720477A JP 10720477 A JP10720477 A JP 10720477A JP S6161924 B2 JPS6161924 B2 JP S6161924B2
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- Numerical Control (AREA)
Description
本発明は三軸以上の多軸制御NCフライス盤に
より三次元曲面を加工する方法に関する。
多軸制御NCフライス盤、、特に三軸制御NCフ
ライス盤で曲面加工を行なう場合、通常はラジア
スエンドミル又はボールエンドミル等のカツタが
用いられる。これらのフライス盤では、被加工体
位置がX,Y二軸方向にシーケンス制御または数
値制御されカツタ位置がZ軸方向に倣い制御また
は数値制御されるものや、被加工体が固定され、
工具位置が三軸制御されるものがあり、また、
XYZ三軸同時制御ができるものの外、同時制御が
できるのはXY,YZまたはXZのいずれか二軸に限
られるが、残りの一軸も上記二軸とは別に非同時
的にシーケンス制御、倣い制御、及びまたはNC
制御されるもの等がある。
これらの多軸フライスでは通常工具シフト機能
が与えられておらず、また、各ブロツクに於ける
加工は通常直線補間、円弧補間である。
また、加工する曲面は通常いくつかの断面図形
で与えられるが、各断面は必ずしも平行でなく、
互いに傾斜していることが多く、この間をなめら
かに結ぶ曲面を創成することが要求される。
また、加工は、通常、数工程の荒加工と、一工
程の仕上加工に分割して行なわれるものである。
而して、この種の曲面加工に於て問題となるの
は、倣い加工または数値制御等の加工方及び工具
の選定であり、曲面に対する切削方向及び工具の
ピツクフイード方向における切り残しによる加工
誤差等である。また数値制御(NC制御)の場
合、そのプログラム作成及び機械加工の所要時間
と、機械加工後のカツタマーク除去及び形状検査
等の手作業の難易及び所要時間等が考慮されるべ
き点である。
而して、従来のNC装置のプログラム作成方法
はまず、加工すべき被加工体の形状、要求される
精度、素材の材質等を考慮して加工上適切な径の
ボールエンドミル等を選定した場合、その加工
法、即ちカツタパスの始点、切削方向及びピツク
フイード方向を決定し、さらに与えられた切削方
向及びピツクフイード方向の公差以内で加工が行
なわれるようにピツクフイード量及び一ブロツク
当たりの切削長さを算定し、これらを他のイニシ
アルセツトデータと共に適宜のコンピユータに入
力することによつて、なめらかな曲面の創成とフ
エアリング処理を行なう加工に必要なデータを求
めて最後にNCテープとしてパンチアウトするも
のである。
而して、今、ラジアスエンドミル、またはボー
ルエンドミル等のカツタ半径をr、切削方向にお
ける被加工物の曲率半径をR、ピツクフイード量
をP、一ブロツク当り切削長さをSとすると、カ
ツタ半径とピツクフイードによつて生ずる切り残
し山の高さV及び曲面を加工する際直線送りを補
間して近似的に加工する場合の誤差Uは、夫々次
の式で表わされる。
V=P2/8・r ……(1)
U=S2/8・R ……(2)
而して、(1)式はこのフライス加工の問題点を示
すものである。即ち、(2)式のUの値いは、0.03〜
0.05mmまたはそれ以下とすることが容易であり、
また、このUの値を更に小さくなるようにして
も、それはNCテープにおけるテープブロツク数
が増し、NCテープが長くなるだけでカツタパス
が延びる訳でないから別段問題を生じないが、(1)
式のVについては、通常0.1〜0.4mmが許容される
値となつており、Vをこれ以下としようとする
と、ピツクフイード量を縮めなければにらないか
らNCテープのテープブロツク数が増すばかりで
なくカツタパス自身が飛躍的に延びることから機
械加工所要時間もこれに比例して延長される。従
つて、工具を使用する時間が長くなり、摩耗によ
り寿命が短くなりしかも良好な加工面が得られな
くなるという問題が発生する。即ち、ピツクフイ
ードを小さくし、カツタパスを延ばしても、創成
される加工曲面の加工深さがカツタ径の半径より
も充分深い場合にはカツタの進行方向の前面で全
面的に重切削を行なうべき加工部分は依然として
存在し、この部分では相当の重切削が必要である
反面、他の切削部分ではピツクフイードが減少す
るためピツクフイード方向の切込み量が少なくな
り過ぎるものである。このことは工具の合理的選
択を困難とし、作業時間の冗長化を招くことにな
る。
また、このVを小さくするためには、可能な限
り大径のカツタを使用するとよいようであるが、
大径のカツタを使用するときは、前述の問題点が
更に深刻になる上、さらに、工具回転数がカツタ
径の増大と共に制約されるのに、チゼルポイント
付近で加工される量が相対的に増加するので、工
具寿命が短くなる。また、加工にあたつて切削抵
抗が増大するばかりでなく、加工すべき曲面が実
質的に、切削速度の極めて遅いチゼルエツジのみ
で加工されるようになるので良好な加工面が得ら
れないという問題が生じる。
本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
つて、カツタとしてラジアスエンドミルまたはボ
ールエンドミルを用い、多軸制御NCフライス盤
により、被加工体に前記エンドミル径の半径より
も充分深い三次元曲面を創成する曲面加工におい
て、ピツクフイード量Pをカツタ径の50%以上に
100%未満の範囲内の値P0とし、切り残しを顧慮
せずに、荒目のカツタパスで所望の曲面加工を行
なう荒取工程と、この荒取工程と同一または別異
のカツタを用い、ピツクフイード量を荒取工程に
おけるピツクフイード量と同一のP0とし、且つ正
整数N1を定め上記荒取工程のカツタパスに対し
P0/N1づつピツクフイード方向にシフトさせてなる
カツタパスにより上記所望の曲面加工を続行し、
切り残しを除去する第一仕上工程と、この荒取工
程または第一仕上工程と同一または別異のカツタ
を用い、ピツクフイード量を上記P0と同一とし、
且つ正整数N2を定め上記荒取工程または第一仕
上工程のカツタパスに対しP/N1N2づつピツクフイ
ード方向にシフトさせてなるカツタパスにより上
記所望の曲面加工を続行し、さらに切り残しを除
去する第二仕上工程とを有し、さらには、必要に
応じ順次正整数N3,N4……を定め、特にこの正
整数N1,N2,N3,N4……がすべて2であるよう
に定めたりして、上記同様にして順次続行される
一連の仕上工程によつて曲面加工をするようにし
たものである。
この曲面加工によつて、創成される加工曲面の
加工深さがカツタ径の半径よりも充分深い場合に
は機械加工に要する時間が大幅に短縮され、しか
も一連の加工中、加工負荷の変動が極めて少な
く、そのため、各工程毎に加工目的に合つた最適
の工具が選定でき、終始、素材及び工具にとつて
最適の切削条件で加工することができることから
良好な加工面が得られるようになつた。
以下、図面により本発明の方法を従来の加工方
法と対比して詳細に説明する。
第1図は従来の加工方法の一例を示す斜視図、
第2図は他の一例を示すXY平面図、第3図は本
発明方法の工程を説明した図である。
而して、以下の説明においては、図及び説明を
簡明にするため、被加工体は固定されており、工
具が三軸制御され、且つ工具回転がZ軸に平行で
あり、加工すべき断面形状はXZ断面及びYZ断面
について与えられ、さらに、工具位置はX,Z二
軸方向に同時制御され、切削はX軸方向に行なわ
れ、ピツクフイードは一つのXZ平面における切
削が終了する都度、Y軸方向に一定量P0宛行なわ
れるものとする。また通常加工は、数次にわたる
荒加工と、最終仕上工程とに分割して行なわれる
ものであるが、ここでは一挙に加工を行なうもの
として説明する。然しながら、これらの限定は、
本発明の本質に何等の変更を加えるものでないこ
とは以下の説明から自ら明らかとなるであろう。
而して、第1図中Wは加工中の被加工体であり、
曲線Czx及びCyzは加工すべき断面形状を示す曲
線,t0,t1,t2,t3及びt4は平面X=0におけるカ
ツタのセンタであり、またt3,t4はカツタセンタ
t3,t4に対応するカツタであるボールエンドミル
のプロフイルである。
而して、XZ平面に平行な一つの切削加工面、
例えば、平面Y=0においては、曲線Czxに沿つ
て曲線を創成するため、工具高さZとX軸方向送
りとの間の直線補間あるいは円弧補間により切削
加工が行なわれ、また平面X=0においては、ボ
ールエンドミルのプロフイルの包絡線が曲線Cyz
に一致するように制御が行なわれる。
このため、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ、
切り残しU及びVが発生するが、今ここで問題と
するのはY軸方向の切り残しVである。
この切り残しVは前掲の式(1)で与えられる。今
半径10mmのボールエンドミルで加工したときの切
り残しVとピツクフイードPとの関係は例えば次
表の如くである。
The present invention relates to a method for machining a three-dimensional curved surface using a multi-axis controlled NC milling machine having three or more axes. When machining curved surfaces with a multi-axis control NC milling machine, especially a three-axis control NC milling machine, a cutter such as a radius end mill or a ball end mill is usually used. In these milling machines, the workpiece position is sequence-controlled or numerically controlled in the X and Y directions, and the cutter position is copy-controlled or numerically controlled in the Z-axis direction, or the workpiece is fixed.
There are tools in which the tool position is controlled on three axes, and
In addition to the three axes XYZ that can be controlled simultaneously, only two axes (XY, YZ, or XZ) can be controlled simultaneously, but the remaining one axis can also be controlled in a non-simultaneous sequence control or tracing control separately from the above two axes. , and or NC
There are things that are controlled. These multi-axis mills usually do not have a tool shift function, and machining in each block is usually linear interpolation or circular interpolation. In addition, the curved surface to be machined is usually given as several cross-sectional figures, but each cross-section is not necessarily parallel;
They are often inclined to each other, and it is required to create a curved surface that connects them smoothly. Further, machining is usually divided into several steps of rough machining and one step of finishing. Therefore, problems in this type of curved surface machining are the machining method such as copy machining or numerical control, and the selection of tools, and machining errors due to uncut parts in the cutting direction of the curved surface and the pick feed direction of the tool, etc. It is. In addition, in the case of numerical control (NC control), consideration should be given to the time required for program creation and machining, and the difficulty and time required for manual work such as removing cutter marks and inspecting the shape after machining. Therefore, the conventional method of creating a program for an NC device is to first select a ball end mill, etc. with an appropriate diameter for the machining process, taking into account the shape of the workpiece to be machined, the required accuracy, the material quality, etc. , determine the machining method, that is, the starting point of the cutter path, the cutting direction, and the pick feed direction, and further calculate the pick feed amount and cutting length per block so that the machining is performed within the given tolerances in the cutting direction and pick feed direction. By inputting these along with other initial set data into an appropriate computer, the data necessary for processing to create a smooth curved surface and perform fairing processing is obtained, and finally punched out as an NC tape. . Now, if the cutter radius of a radius end mill, ball end mill, etc. is r, the radius of curvature of the workpiece in the cutting direction is R, the pick feed amount is P, and the cutting length per block is S, then the cutter radius and The height V of the uncut peak caused by the pick feed and the error U when processing a curved surface approximately by interpolating the linear feed are expressed by the following equations. V=P 2 /8·r ...(1) U=S 2 /8·R ...(2) Therefore, equation (1) shows the problem of this milling process. That is, the value of U in equation (2) is 0.03~
It is easy to make it 0.05mm or less,
Furthermore, even if the value of U is made smaller, the number of tape blocks in the NC tape increases and the length of the NC tape becomes longer, but the cutter path does not become longer, so there is no particular problem, but (1)
Regarding V in the formula, the permissible value is normally 0.1 to 0.4 mm, and if you try to reduce V to less than this, you will have to reduce the pick feed amount, which will only increase the number of tape blocks in the NC tape. Since the cutting path itself is lengthened dramatically, the time required for machining is also lengthened proportionally. Therefore, problems arise in that the tool is used for a long time, its life is shortened due to wear, and a good machined surface cannot be obtained. In other words, even if the pick feed is made smaller and the cutter path is lengthened, if the machining depth of the machined surface to be created is sufficiently deeper than the radius of the cutter diameter, heavy cutting must be performed on the entire front surface in the cutting direction. Some parts still exist, and while this part requires considerable heavy cutting, in other cutting parts the pick feed decreases and the depth of cut in the pick feed direction becomes too small. This makes rational selection of tools difficult and leads to redundant working time. Also, in order to reduce this V, it seems best to use a cutter with the largest possible diameter, but
When using a large-diameter cutter, the above-mentioned problems become even more serious, and in addition, the tool rotational speed is restricted as the cutter diameter increases, and the amount of material that can be machined near the chisel point is relatively reduced. This will shorten tool life. In addition, not only does cutting resistance increase during machining, but the curved surface to be machined is essentially machined only with the chisel edge, which has an extremely slow cutting speed, making it impossible to obtain a good machined surface. occurs. The present invention has been made based on the above-mentioned viewpoint, and uses a radius end mill or a ball end mill as a cutter, and uses a multi-axis control NC milling machine to form a three-dimensional curved surface on a workpiece that is sufficiently deeper than the radius of the end mill. In curved surface machining that creates
A rough cutting process in which the desired curved surface is machined with a coarse cutter pass, with a value P 0 within a range of less than 100%, and a cutter that is the same or different from this rough cutting process, without considering uncut areas, The desired curved surface is obtained by setting the pick feed amount as P 0 , which is the same as the pick feed amount in the rough cutting process, and setting a positive integer N 1 , and shifting the cut pass in the rough cutting process by P 0 /N 1 in the pick feed direction. Continue processing,
In the first finishing step for removing uncut parts, the same or different cutter is used for this rough cutting step or the first finishing step, and the pick feed amount is the same as the above P 0 ,
Then, a positive integer N 2 is determined, and the desired curved surface machining is continued using a cutter pass that is shifted by P/N 1 N 2 in the pick feed direction with respect to the cutter pass in the rough cutting process or the first finishing process, and uncut parts are further removed. Furthermore, if necessary, positive integers N 3 , N 4 , etc. are sequentially determined, and in particular, when all of these positive integers N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , etc. are 2, The curved surface is processed by a series of finishing steps that are sequentially continued in the same manner as described above. By this curved surface machining, if the machining depth of the machined curved surface to be created is sufficiently deeper than the radius of the cutter diameter, the time required for machining can be significantly shortened, and furthermore, during a series of machining, fluctuations in machining load can be avoided. As a result, the most suitable tool for each process can be selected for the machining purpose, and the machining can be performed under the optimal cutting conditions for the material and tool from beginning to end, resulting in a good machined surface. Ta. Hereinafter, the method of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings in comparison with a conventional processing method. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional processing method;
FIG. 2 is an XY plan view showing another example, and FIG. 3 is a diagram illustrating the steps of the method of the present invention. In the following explanation, in order to simplify the drawings and explanation, the workpiece is fixed, the tool is controlled in three axes, the tool rotation is parallel to the Z axis, and the cross section to be machined is The shape is given for the XZ cross section and the YZ cross section, and furthermore, the tool position is controlled simultaneously in the X and Z directions, cutting is performed in the It is assumed that a constant amount P 0 is applied in the axial direction. Furthermore, although machining is normally performed in several steps, including rough machining and a final finishing process, the following explanation assumes that the machining is performed all at once. However, these limitations
It will be clear from the following description that the essence of the invention is not altered in any way.
Therefore, W in Fig. 1 is the workpiece being processed,
Curves Czx and Cyz indicate the cross-sectional shape to be machined, t 0 , t 1 , t 2 , t 3 and t 4 are the cutter centers on the plane X=0, and t 3 and t 4 are the cutter centers.
This is the profile of a ball end mill, which is a cutter corresponding to t 3 and t 4 . Therefore, one cutting surface parallel to the XZ plane,
For example, on the plane Y=0, cutting is performed by linear interpolation or circular interpolation between the tool height Z and the feed in the X-axis direction in order to create a curve along the curve Czx, and on the plane X=0 , the envelope of the ball end mill profile is the curve Cyz
Control is performed to match the . Therefore, in the X-axis direction and the Y-axis direction,
Although uncut parts U and V occur, the problem here is the uncut part V in the Y-axis direction. This uncut portion V is given by the above-mentioned equation (1). For example, the relationship between the uncut V and the pick feed P when machining with a ball end mill with a radius of 10 mm is as shown in the following table.
【表】
而して、この切り残しVの値を小さくするに
は、rの大きなカツタを用いるか、またはピツク
フイードPを小さくするか、いずれかが必要であ
るが、いずれの場合にも問題がある。
即ちrの大きな太いカツタ(ボールエンドミ
ル)を用いる場合には、細部のコーナアール等の
加工に支障が生じることもあるが、最も問題なの
は、太いカツタでは通常カツタの回転数をカツタ
径に逆比例して引下げる必要がある。しかるに、
加工面の傾斜角にもよるが加工面は主として、カ
ツタのセンタ近傍、即ちチゼルポイント近傍の切
刃で加工される場合が多い点である。いずれにせ
よ、従来方法では加工された曲面は、第1図及び
第2図に示すように加工曲面の深さがカツタ径の
半径よりも充分深い場合には切削速度が極めて遅
く、良好な切刃ではないカツタのチゼルエツジの
部分で切削された面となるものであるが、カツタ
が太くなればなるほど回転数を低下させる関係上
良好な加工面が得られず、またチゼンポイント近
傍で切削を続けるカツタ自身の寿命も短くなるも
のである。
また、ピツクフイードPを小さくすると、カツ
タパスが延長され、一方、切削速度を増加させる
ことは困難であるので、結局加工所要時間が延長
されることになる。また、カツタパスが例えば第
2図中のabcd……mnopにより示された物である
ときにおいて、区間abc、fgh、klm等ではカツタ
の進行方向で切削部分がカツタの全面にあたり重
切削が行なわれるのに対し、他の区間ではピツク
フイードを小さくした分だけその方向の切込みが
浅くなるため切削抵抗は軽くなる。
而してこのように加工負荷が大きく変動するの
にも拘わらずこれら被加工体Wの切削を単一のカ
ツタで、しかも、同一の回転数、同一の送り速度
で切削するのは好ましいことでない。
以下第3図により本発明方法を説明する。
第3図中と及びは、それぞれ本発明の加
工方法における第一工程たる荒取工程と、後続の
第一仕上工程及び第二仕上工程を示す説明図
(YZ断面図)、は上記各工程におけるカツタパ
スを示すXY平面図である。
而して、本発明の加工方法を構成する各工程で
は、使用するカツタのボールエンドミルの先端の
半径以上その2倍以下の範囲内で選んだピツクフ
イードP0をもつて加工を行なうものである。
即ち、荒取加工式には第3図に細い実践で示
されるカツタパスP1に沿つてカツタ径の半径より
も充分深い切削が行なわれ、以下、順次破線で示
されたP2、一点鎖線で示されたP3、二点鎖線で示
されたP4をカツタパスとして仕上加工が行なわれ
る。
これらのカツタパスにおいて、ピツクフイード
量はすべて同一の値P0であり、且つP2はP1に対し
P0/2だけY軸方向にシフトされた位置にあり、P3,
P4はP1またはP2に対しP0/4だけY軸方向にシフトさ
れた位置にある。
而して、更に必要ならばP1とP3の間、P2とP3の
間等を通り、かつピツクフイード量がP0であるよ
うなカツタパスにより同様な仕上加工を行なうも
のであるがここでは図示されている段階で加工を
完了するものとして説明する。
而して、第3図中、Wは被加工体、T′1,T′2,
T′3,T′4はボールエンドミル、Cyzは創成すべき
曲面のYZ断面形状を示す曲線であり、図のの
右半分に示したようにカツタパスP4による加工が
終了した段階、即ち、加工完了時には、一見した
ところ、ピツクフイード量をP0/4とし従来法で加工
したときと同一の曲面が得られるものである。
然しながら、本発明の加工方法によるときは、
加工所要時間を大幅に短縮することが可能とな
り、しかも従来より良好な仕上面が得られるもの
である。
以下、その理由を説明する。
また、本発明の加工方法は最も効果的に実施す
るためには、ピツクフイード量P0をカツタ径の80
〜90%の範囲内で選定することが推奨されるの
で、以下の説明では、P0はカツタ径2rの80〜90%
であるものとする。
このようにピツクフイード量を大きくとると、
第一工程たる荒取り加工中は、常時カツタの進行
方向でカツタのほとんど全面で被加工体に対する
重切削が行なわれることになるが、この負荷は従
来工法の最重切削負荷と同一レベルのものであ
り、しかも荒取工程中一定であるので、カツタの
回転数、切込み量、切削速度量等の切削条件は従
来工法と同一かまたはよりきびしいものとするこ
とが可能である。
即ち、この工程には軽切削部分が含まれておら
ず、終始相当の重切削のみが行なわれるので、工
具及び切削条件も、その特定の目的にのみ適合し
たものを選ぶことができ、また工具形状等につい
ても切り残した山の形状や高さ等をあまり考慮し
ないですむものである。
この工程におけるカツタパスの全長は、従来工
法で同一公差の加工を行なつた場合のカツタパス
の約四分の一であるが、この一工程で、通常除去
すべき金属量の90〜99%が除去されるものであ
る。
而して、後続の仕上工程においては、通常カツ
タが交換され、切削条件も軽切削に適したものに
切替えられる。
即ち、カツタはフライスとしてのプロフイルは
荒加工用のものと同一であるとしても、ウエブが
薄く、かつこの仕上加工の目的に適したシニング
が施されたものが用いられる。
また、通常、荒取加工時に比してはるかに高い
レベルのカツタの回転数、切削速度が採用され
る。その結果、全体のカツタパスの約四分の三を
占めるこの仕上工程の所要時間は大幅に短縮さ
れ、しかも、工具寿命も延長される。
また、創成される曲面が高速回転するカツタの
切刃で切削されるようになり、従つて、曲面その
ものが良好に仕上げられ、切り残した山の頂部に
生ずるばり等の発生が少なくなり、そのため、手
作業その他による最終仕上工程も従来の加工法に
比較して極めて容易に成るものである。
本発明においてピツクフイード量がカツタ径の
50乃至100%に限定される理由、及びさらに望ま
しくはそれがカツタ径の80乃至90%に限定される
意味は叙上の説明から自ずから明らかであろう。
また、被加工面の傾斜角や曲率にもよるが、こ
のれら一連の仕上工程では、カツタとして必ずし
も荒仕上に用いたものと同一のプロフイルのもの
を用いる必要がなく加工すべき面の形状、傾斜に
応じ例えば、ボールエンドミル、ラジアスエンド
ミル、コーンエンドミル等を自由に利用できるも
のであり、その場合には本発明の効果はより一層
顕著なものとなる。
尚、叙上の説明では、カツタパスが主としてX
方向に往復しつづら折りに折りたたまれる加工例
を示したが、稲妻状、迷路状、渦巻状、綾織形状
等に加工面を走行させ、曲面加工を行なう場合に
も応用できることは自明であろう。
また、上記の実施例では、仕上加工時のカツタ
パスシフト量を荒加工時のピツクフイード量の1/
2、1/4(=1/2×1/2)としたがこれをそれぞれ1/
3、1/9(=1/3×1/3)としたり或いは1/2、1/6
(=1/2×1/3)としたりすることも可能である。
また本発明は4軸以上の多軸制御フライス加工
にも応用できるものである。
本発明は叙上の上の如く構成されるから、本発
明によるときは極めて高価な多軸制御NCフライ
ス盤の稼動効率を格段に高めることができ、しか
も、工具も長持し、且つ良好な加工面が得られる
ものである。[Table] Therefore, in order to reduce the value of this uncut V, it is necessary to use a cutter with a large r or to reduce the pick feed P, but in either case there is a problem. be. In other words, when using a thick cutter (ball end mill) with a large r, it may be difficult to process small corner radiuses, etc., but the biggest problem is that with thick cutters, the number of revolutions of the cutter is usually inversely proportional to the cutter diameter. need to be lowered. However,
Although it depends on the inclination angle of the machined surface, the machined surface is often machined mainly with the cutting edge near the center of the cutter, that is, near the chisel point. In any case, as shown in Figures 1 and 2, when the depth of the curved surface machined using the conventional method is sufficiently deeper than the radius of the cutter diameter, the cutting speed is extremely slow, resulting in good cutting. The surface is cut by the chisel edge of the cutter, which is not the blade, but the thicker the cutter, the lower the rotation speed, so it is difficult to obtain a good machined surface, and the cutting continues near the chisen point. The lifespan of the katsuta itself is also shortened. Further, if the pick feed P is made smaller, the cutter path is lengthened, and on the other hand, it is difficult to increase the cutting speed, so the time required for machining ends up being extended. In addition, when the cutter path is, for example, shown by abcd...mnop in Fig. 2, in the sections abc, fgh, klm, etc., the cutting part covers the entire surface of the cutter in the direction of movement of the cutter, resulting in heavy cutting. On the other hand, in other sections, the depth of cut in that direction becomes shallower as the pick feed is made smaller, so the cutting resistance becomes lighter. Therefore, even though the machining load fluctuates greatly, it is not desirable to cut these workpieces W with a single cutter at the same rotation speed and the same feed rate. . The method of the present invention will be explained below with reference to FIG. 3 and 3 are explanatory diagrams (YZ sectional views) showing the rough cutting step, which is the first step in the processing method of the present invention, and the subsequent first finishing step and second finishing step, respectively. FIG. 3 is an XY plan view showing a cutlet path. In each step constituting the processing method of the present invention, processing is performed using a pick feed P 0 selected within a range of at least twice the radius of the tip of the ball end mill of the cutter used. That is, in the rough cutting method, cutting is performed along the cutter path P 1 shown as a thin line in FIG. Finishing is performed using the indicated P 3 and the two-dot chain line P 4 as cutting passes. In these cutter passes, the pick feed amount is all the same value P 0 , and P 2 is at a position shifted by P 0 /2 in the Y-axis direction with respect to P 1 , and P 3 and P 4 are different from P 1 or P 4 . It is located at a position shifted by P 0 /4 from P 2 in the Y-axis direction. Then, if necessary, a similar finishing process is performed using a cutter pass that passes between P 1 and P 3 , between P 2 and P 3 , etc., and where the pick feed amount is P 0 . The following description assumes that the processing is completed at the stages shown. Therefore, in Fig. 3, W is the workpiece, T' 1 , T' 2 ,
T′ 3 and T′ 4 are ball end mills, and Cyz is a curve showing the YZ cross-sectional shape of the curved surface to be created. Upon completion, at first glance, the same curved surface can be obtained as when processing using the conventional method with a pick feed amount of P 0 /4. However, when using the processing method of the present invention,
It becomes possible to significantly shorten the processing time, and moreover, it is possible to obtain a better finished surface than before. The reason for this will be explained below. In addition, in order to carry out the processing method of the present invention most effectively, it is necessary to set the pick feed amount P 0 to 80% of the cutter diameter.
It is recommended to select within the range of ~90%, so in the following explanation, P 0 is 80 to 90% of the cutter diameter 2r.
shall be. If you increase the amount of pick feed like this,
During the rough cutting process, which is the first step, heavy cutting is performed on the workpiece on almost the entire surface of the cutter in the cutting direction, but this load is at the same level as the heaviest cutting load in the conventional method. Moreover, since it is constant during the rough cutting process, the cutting conditions such as the number of rotations of the cutter, the depth of cut, and the cutting speed can be made the same as or more severe than those of the conventional method. In other words, this process does not include light cutting, and only heavy cutting is performed from start to finish, so tools and cutting conditions can be selected that suit only the specific purpose, and the tool Regarding the shape, etc., there is no need to take much consideration to the shape, height, etc. of the uncut mountain. The total length of the cutter pass in this process is approximately one-fourth of the length of the cutter pass when processing with the same tolerance using conventional methods, but 90 to 99% of the amount of metal that should normally be removed is removed in this one process. It is something that will be done. In the subsequent finishing process, the cutter is usually replaced and the cutting conditions are changed to those suitable for light cutting. That is, even if the profile of the cutter used as a milling cutter is the same as that used for rough machining, a cutter with a thin web and thinning suitable for the purpose of finishing is used. Furthermore, the cutter rotational speed and cutting speed are usually much higher than those used during rough machining. As a result, the time required for this finishing process, which accounts for about three-quarters of the total cutter pass, is significantly reduced, and tool life is also extended. In addition, the curved surface that is created is now cut with the cutting blade of a cutter that rotates at high speed, so the curved surface itself is finished well, and the occurrence of burrs on the tops of uncut peaks is reduced. The final finishing process by hand or other means is also extremely easy compared to conventional processing methods. In the present invention, the pick feed amount is equal to the cutter diameter.
The reason why it is limited to 50 to 100%, and more preferably the meaning of limiting it to 80 to 90% of the diameter of the cutter, will be obvious from the above explanation. Also, depending on the inclination angle and curvature of the surface to be machined, in this series of finishing processes, it is not necessary to use cutters with the same profile as those used for rough finishing, and the shape of the surface to be machined is Depending on the inclination, for example, a ball end mill, radius end mill, cone end mill, etc. can be used freely, and in that case, the effects of the present invention will be even more remarkable. In addition, in the above explanation, Katsutapas mainly refers to
Although we have shown an example of processing in which the material is folded back and forth in a zigzag manner, it is obvious that it can also be applied to curved surface processing by running the processing surface in a lightning bolt shape, maze shape, spiral shape, twill shape, etc. In addition, in the above example, the cutter pass shift amount during finishing machining is set to 1/1 of the pick feed amount during rough machining.
2, 1/4 (= 1/2 x 1/2), but each of these is 1/4
3. 1/9 (= 1/3 x 1/3) or 1/2, 1/6
(=1/2×1/3) is also possible. The present invention can also be applied to multi-axis controlled milling with four or more axes. Since the present invention is constructed as described above, it is possible to significantly improve the operating efficiency of an extremely expensive multi-axis control NC milling machine, and the tool can also last for a long time, and a good machined surface can be obtained. is obtained.
第1図は従来加工方法の一例を示す斜視図、第
2図は他の一例を示すXY平面図、第3図は本発
明方法の工程説明図である。
W,W′,W…被加工体、Czx,Cyz…創成すべ
き曲面を示す断面曲線、T3,T4,Tb,Te,T
n,Tp,T′1,T′2,T′3,T′4…ボールエンドミ
ル。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional processing method, FIG. 2 is an XY plan view showing another example, and FIG. 3 is a process explanatory diagram of the method of the present invention. W, W', W...workpiece, Czx, Cyz...cross-sectional curve showing the curved surface to be created, T 3 , T 4 , T b , T e , T
n , T p , T' 1 , T' 2 , T' 3 , T' 4 ...Ball end mill.
Claims (1)
エンドミルを用い、多軸制御フライス盤により、
被加工体に前記エンドミル径の半径よりも充分深
い三次元曲面を創成する曲面加工方法に於て、下
記a)乃至b)に記載した諸工程が含まれること
を特徴とする上記の多軸制御NCフライス盤によ
る曲面加工方法。 a ピツクフイード量Pをカツタ径の50%以上
100%未満の範囲内の値のP0とし、切り残しを
顧慮せずに、荒目のカツタパスで所望の曲面加
工を行なう荒取工程。 b 上記荒取工程と同一又は別異のカツタを用
い、ピツクフイード量を上記荒取工程における
ピツクフイード量と同一のP0とし、かつ正整数
N1を定め上記荒取工程のカツタパスに対しP0/N1 づつピツクフイード方向にシフトさせて成るカツ
タパスにより上記所望の曲面加工を続行し、切残
しを除去する第一仕上工程。 c 上記荒取工程又は第一仕上工程と同一又は別
異のカツタを用い、ピツクフイード量を上記P0
と同一とし、且つ正整数N2を定め上記荒取工
程又は第一仕上工程のカツタパスに対しP0/N1N2 づつピツクフイード方向にシフトさせて成るカツ
タパスにより上記所望の曲面加工を続行し、更に
切残しを除去する第二仕上工程。 d 以下必要に応じ順次正整数N3,N4……を定
め、上記同様にして順次続行される一連の仕上
工程。 2 正整数N1,N2,N3,N4……がすべて2であ
る特許請求の範囲第1項に記載の多軸制御NCフ
ライス盤による加工方法。」[Claims] 1. Using a radius end mill or ball end mill as a cutter, using a multi-axis control milling machine,
The above multi-axis control characterized in that the curved surface machining method for creating a three-dimensional curved surface sufficiently deeper than the radius of the end mill diameter on the workpiece includes the steps described in a) to b) below. Curved surface machining method using NC milling machine. a Set the pick feed amount P to 50% or more of the cutter diameter.
A rough cutting process in which the desired curved surface is machined using a rough cutting path, with P 0 within a range of less than 100%, without considering uncut areas. b Use the same or different cutter as in the above roughing process, set the pick feed amount to P 0 , which is the same as the pick feed amount in the above rough removal process, and set it to a positive integer.
A first finishing step in which the desired curved surface machining is continued using a cutter pass in which N1 is determined and the cutter pass of the rough cutting step is shifted in the pick feed direction by P0 / N1 , and uncut portions are removed. c Using the same or different cutter as in the rough cutting process or the first finishing process, adjust the pick feed amount to the above P 0
and continuing the desired curved surface machining by a cutter pass that is the same as that and a positive integer N2 , and is shifted in the pick feed direction by P0 / N1N2 with respect to the cutter pass in the rough cutting process or the first finishing process, A second finishing process to further remove uncut parts. d) A series of finishing steps in which positive integers N 3 , N 4 . . . are sequentially determined as necessary and continued in the same manner as above. 2. A machining method using a multi-axis controlled NC milling machine according to claim 1, wherein the positive integers N 1 , N 2 , N 3 , N 4 . . . are all 2. ”
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10720477A JPS5442092A (en) | 1977-09-08 | 1977-09-08 | Method of working curved surface by multispindle control nc milling machine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5442092A JPS5442092A (en) | 1979-04-03 |
JPS6161924B2 true JPS6161924B2 (en) | 1986-12-27 |
Family
ID=14453110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10720477A Granted JPS5442092A (en) | 1977-09-08 | 1977-09-08 | Method of working curved surface by multispindle control nc milling machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5442092A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1977
- 1977-09-08 JP JP10720477A patent/JPS5442092A/en active Granted
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