JPS62502878A - 素材加工法 - Google Patents

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】 素材加工法 〔技術分野〕 本発明は機械加工に関するものであり、特に素材加工法に関するものである。

〔発明の詳細な 説明の便宜上また説明の簡略化のため、切削された金属層をチップに変換しなが ら切削工程を実施するために必要とされる速度Ｖの相対運動中に切削工具および ／または工作物に加えられる運動を下記において主運動と呼ぶ。切削工程を多数 回反復するために工具および／または工作物に加えられる運動を送り運動Ｓと呼 ぶ。工具と工作物との接触角度を、切削縁と工作物との接触末端点の間に配置さ れた切削縁の幾何中心に対する中心角度φと呼ぶ。切削縁上に配置され、加工さ れる繁材中に最も深く入った点を切削縁頂点と呼ぶ。加工中にチップが滑り落ち る面を、工具の切削要素の正面と呼ぶ。加工中に工作物に対向する面を切削要素 の裏面（背面）と呼ぶ。

切削縁に対して垂直な面において切削要素の正面と裏面との間の移行半径を縁半 径と呼ぶ。

切削縁と工作物との接触角度の範囲内にあって切削縁の少なく生も一点において 切削特性を有しない部分を、工具の切削縁の摩耗部分と呼ぶ。

切削工程に参加しなかった切削縁部分、またはいずれの点においても切削特性を 失っていない切削縁部分を、工具の切削縁の鋭い部分と呼ぶ。

切削縁の特定点の切削特性が保存されているが、この点における切削要素の裏面 の摩耗がその最大許容値に達する切削工具の作動時間を、切削要素の特定点の耐 久時間Ｔと呼ぶ。特定点における切削縁の摩耗はこの点における切削要素の裏面 の摩耗と了解される。切削要素の１回の停止と、１回の回転を含む工作物切削加 工工程を加工サイクルと呼び、この加工サイクルの実施される時間τを１サイク ル時間と呼ぶ。

切削縁が工作物と接触する角度によって限定される接触縁部分を切削区域と呼ぶ 。この部分の頂点から、送り具の切削要素の切削縁の主部分と呼ぶ。前記の頂点 から、送り方向と逆方向に、切削区域の末端点までの切削縁部分を、切削要素の 切削縁の側部分と呼ぶ。

円形切削縁を有する回転体の形状の切削要素を備えた切削工具によって素材を加 工する方法は業界公知である。

この公知の方法においては、工作物との接触角度の範囲内における切削縁の少な くとも１部分がその切削特性を失うまで、機械加工が実施される。その後、この 部分は摩耗部分とみなされ、切削縁の面または切削縁支持面に対して垂直な軸線 回りに切削要素を回転させる事によって、摩耗部分の代わりに鋭い部分を使用す る。前記のように切削要素を回転させたのちに工作物に対して切削要素の正面と 裏面の位置を保持するため、この回転軸線は切削縁の幾何軸線と一致させられる 。この従来技術は切削縁は円形である。

従来技術の切削工具による工作物の加工は、接触角度による切削チップの不拘− 厚さの故に切削縁の各点において不均一な負荷をもって実施される。すなわち、 接触角度の両端点においては、ゼロまたはゼロに近い負荷を有する。切削された チップの最大断面積に近い切削縁の点に対して最大負荷が加えられる。

切削縁の接触角度内において切削縁の各点の負荷が相違する事は、切削工程中に 切削縁の各点の実施する仕事が不均一である事を意味し、これはこれらの点にお ける切削縁の和事なる摩耗を生じる。切削縁の摩耗部分において、すでに切削特 性を失った最大許容摩耗度の点がある。摩耗部分の他のすべての点は、この最大 摩耗点に比べて小さい摩耗度を有する。

これ以上このような切削縁による加工は不可能である。

なぜかならば、最大許容摩耗度の点の近傍において切削縁の破砕、すなわち切削 縁の折損を生じるからである。

このようにして、切削縁の最大摩耗点はすでにその耐久時間工作物したのである から、切削縁全体の作動時間を制限する。切削縁の面に対して垂直な軸線回りに 切削要素回転させて切削縁の摩耗部分を鋭い部分と取り替えたときに、この切削 区域からもはや使用する事のできない摩耗した点と、まだ切削特性を完全に失っ ておらず削りしろの除去のために使用する事のできる切削縁の点とを共に除去す る事になる。

このようにして、従来技術の加工法は、１点を除いて、すなわち耐久時間Ｔに等 しい耐久時間を経過した点を除いて、各点の切削特性を完全に利用する事が不可 能であり、これは切削縁部分の耐久性と切削工具の寿命全体とを短縮させる。

この従来技術の切削工具によって工作物が加工される場合、工作物はマイクロ凹 凸面を有し、この面の断面は一定高さの複数コームによって形成され、これらの コームが加工面の粗さを特徴付ける。各マイクロ粗さコームの頂点から送り方向 への側面は、切削要素の切削縁の頂点から送り方向と反対方向に延在する側部分 によって成形される。これらに対してマイクロ粗さコームの頂点から送り方向と 反対方向に延在する側面は、切削縁の頂点から送り方向に延在する主部分によっ て形成される。工具の切削要素の切削縁は半径プロフィルを有する。従ってチッ プの厚さはその頂点から送り方向と逆の方向においてゼロまで減少する。工作物 の切削工程中、切削縁の摩耗度とその半径が連続的に増大する。もし切削縁の半 径が切削されるチップの厚さと同程度になれば、切削工程は切削縁による工作物 表面の可塑性変形工程に変換する。切削されるチップの断面がコームの頂点にお いてゼロであるから、切削縁の軽度の摩耗とこれに対応する切削縁半径の増大の 結果として、コームの頂点から送り方向に延在する側面の一部または全体の加工 工程が可塑性変形工程に変換する。

切削縁の頂点から送り方向と反対方向に延在する部分による工作物表面の可塑性 変形は、この切削縁に沿って加工面に向かう金属の可塑性流れを生じ、これがマ イクロ粗さコームの高さを増大し、この加工面の品質を低下させる。

工具切削要素の各切削点が切削区域を通過する際に均等な負荷を加え、同時にそ の摩耗度と半径を制御する加工工程が存在しなければ、工具切削要素の耐久性を 大幅に増大し加工面の品質を改良する事ができない。

〔発明の概要〕

本発明の基本的目的は、工具の切削要素の切削縁の各点に対して均等な負荷を加 え切削縁の摩耗を均等に成すように制御する事によって、切削要素の耐久度を大 幅に増大し加工面の品質を改良する事のできる材料切削法を提供するにある。

工作物および／または切削縁を有する切削要素を備えた切削工具に対して主運動 および送り運動を加え、切削縁の面に対して垂直な軸線回りに切削要素を回転さ せて、切削縁の摩耗部分を鋭い部分と交替させるようにした素材加工法において 、本発明によれば、前記切削要素の回転は単一方向に、ゼロ度から、切削縁と工 作物との接触角度の半分（半分を含む）までの範囲内で実施され、切削縁の特定 点が前記接触角度を通過する時間はこの点の均等な摩耗を生じるように選ばれる 方法によって前記の目的が達成される。

このような工具の切削要素の回転角度値は、切削縁の各点が切削区域を通過する 際に加えられる負荷全体を平均化する。これは、切削工具の作動中に切削縁の各 点において、切削要素の回転の間に少なくとも２回負荷が加えられる事による。

この負荷の値は、切削縁と工作物との接触角度内において切削縁に作用する最大 値以下または同等であるが、その最小値以上または同等である。さらに、切削要 素の回転中に、切削縁の各点がその耐久時間あたり少なくとも１回、切削区域全 体を通過し、この事も切削縁の各点に加えられる負荷全体を平均化するのに役立 つ。

切削繰上の特定点が切削区域を通過する時間または切削縁と工作物との接触角度 は、工具の切削要素の回転角度および１サイクル時間とに依存している。

例えば、一定サイクル時間すなわち切削縁の各点が切削要素の回転開始から次の 回転開始まで作動する時間を一定として、切削要素の回転角度を減少させれば、 切削区域上の特定点が切削区域を通過する時間を増大させる。

その逆に、同一のサイクル時間において切削要素の回転角度が増大するとき、切 削縁の特定点が切削縁を通過する時間が減少される。切削縁上の特定点が切削縁 と工作物との接触角度を通過する時間は、特定点の均等な摩耗を生じるように選 定されなければならない。これは一方においては、切削縁の各点が切削要素の回 転に伴って切削区域を通過したのちにこの点に加えられた負荷全体を均一にする 事により、また他方においては、切削繰上の特定点が切削縁と工作物との接触角 度を通過する時間を選定する事によって達成される。切削縁と工作物との接触角 度を切削縁の特定点が通過する時間全体は、切削縁の各点においてその最大許容 値に等しい摩耗を生じる時間に等しくなければならない。

切削要素の回転は、切削縁に沿った各点を切削区域内部において送り方向に移動 させる事によって実施される事が好ましい。

切削縁の各点が切削区域内部において加工面から送り方向に移動する際に、切削 縁の各点に加えられる負荷は、切削されたチップの断面がこの方向に増大する事 によって増大される。切削縁の各点に対する負荷の増大と同時に、この運動路に 沿ってその摩耗も増大する。すなわち切削縁の半径が大となる。切削されたチッ プの断面積の増大に伴って、切削縁の各点がマイクロ粗さコームの頂点から送り 方向に移動する際に切削縁半径が最小値がら最大値まで増大する事により、切削 縁およびその隣接の裏面によって工作物表面から除去されるチップの可塑性変形 を減少させる事が可能である。

可塑性変形の減少は、切削縁の頂点の近傍において、切削されたチップの厚さが 薄くなるこの頂点の両側の隣接マイクロ粗さコームの側面に沿って特に顕著であ る。

切削工程中のチップと加工面の可塑性変形の減少は、工具の切削縁の摩耗を減少 させ、その耐久度を増大させ、従って加工面の品質を改良させる。

さらに、切削要素を切削区域の中に回転させる際に、最小半径またはゼロ半径を 有する切削縁の鋭い部分が加工面から送られる。この場合、マイクロ粗さコーム の頂点から送り方向に延在する側面の一部または全部およびこの頂点そのものが 切削縁の鋭い部分によって機械加工される。これは金属を切削縁に沿って加工面 に流す可塑性流れを排除しまたは最小限に成す。このようにして、マイクロ粗さ コームの高さが増大せず、加工面の品質が改良される。

切削繰上の特定点が接触角度を通過する時間は、好ましくは定常状態における切 削工具耐火度の３倍値に等しく選ばれる。

このようにして、切削要素の切削縁の任意の点の摩耗の大きさが定常状態の切削 縁の最大許容摩耗度に等しくなると言う有利な効果が得られる。これにより、切 削要素の切削縁の切削特性を完全に利用して切削工具の耐久度を増大させる事が 可能となる。

切削工具の定常状態とは、切削要素を回転させる事なく工作物を加工する状態で ある。

切削要素の回転は技術的には切削工程中に実施される事が好ましい。

一つの工作物の加工時間が１サイクルの時間を超過した場合、切削工程中に切削 要素を加工区域から引き出すのでなくこれを回転させなければならない。このよ うにして、次の回転のために切削要素を切削区域から引き出す際の冷却による切 削縁の温度低下を排除し、また切削縁の周期的熱応力と、これに伴う疲労亀裂お よびチッピングを排除する事ができる。これは切削縁の耐久度を増大させる。さ らに、切削要素を切削区域の外部において回転させたのちに加工面に対して取り 付ける事に伴う加工面の切欠きが存在しない。従って、加工面の品質が改良され る。また切削工程の停止中に工具の切削要素を回転させる事による停止時間が存 在しないから、切削効率が増大される。

切削工程中に切削される金属層の断面積がその最大値より小である時に、切削要 素を回転させる事が望ましい。

加工初期（例えば切削要素が工作物の中に喰い込んで、切削される金属層の断面 積がゼロから最大値まで増大する期間）においては、接触部分における低温とこ の部分の急速な温度上昇とが見られ、その結果大幅なグラジェントによる危険な 熱応力を生じる可能性がある。

接触部分とは、切削工具の正面と裏面およびこれらの面を分離する切削縁が切削 されたチップおよび工作物と接触する部分を意味する。これらの部分は、切削工 程中に切削要素を回転させる事によって減少させる事ができ、またこれによって 、工具の切削要素の作動点とチップおよび工作物との接触時間が短くなる事によ り、これらの接触部分の温度を低下させる事が可能である。切削要素の接触部分 の温度降下度の減少により、これらの部分における熱応力を減少させ、また切削 縁における疲労亀裂の発生の可能性を最小限に成す事ができ、このようにして切 削工具の耐久性を増大し、加工面の品質を改良させる。

切削要素の回転角度値および切削縁上の特定点が切削要素の回転開始から次に回 転開始までに作動する時間は下記の式によって切削工程中に変更される事が好ま しい。

φ τ−−Ｚ舅一定。

φ ここに、 τは、サイクル時間、すなわち切削縁上の特定点が切削要素の回転開始から次の 回転開始までの作動する時間、 φは、切削縁と工作物との接触角度、 φは、切削縁の面に対して垂直にこの面の幾何中心を通る軸線回りの切削要素の 回転角度、 ２は、切削縁上の特定点が切削区域を通るパス数に等しい数。

従って、可変的加工条件のもとに、例えば削りしろの変化により切削縁と工作物 との接触角度が連続的に変動する場合に、切削縁をその全長に沿って均一に摩耗 させるためには、切削縁の各点が同時に切削区域の中に存在する必要がある。

前記の式は、削りしろを削る際に切削縁のすべての点を同時に参加させるもので あって、例えば切削縁と工作物との接触角度φの一定の変化を用いて、他のパラ メータ、例えばサイクル時間τおよび切削要素の回転角度φをめる事ができる。

これにより、切削縁をその全長に沿って均一に摩耗させる事ができる。切削縁の すべての点の切削特性を完全に使用する事ができ、これは切削工具の切削要素の 寿命を増大し、従ってその耐久度を増大する。

〔図面の簡単な説明〕

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する。

第１図は、切削要素の切削縁に沿った各点を送り方向に移動させるように切削要 素の回転を実施する加工法を示す略図、 第２図は、切削工程中に切削要素を工作物の中に回転させる事によって軸を加工 する方法を示す略図、第３図は、加工工程中に削りしろを変動させて軸の円錐面 を加工する方法を示す略図である。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する。

本発明による素材加工法は、工作物１（プレート）に対して主運動Ｖが与えられ （第１図）、円形切削縁４を有する切削要素３を備えた切削工具２に対して送り 運動Ｓが与えられるにある。またこの方法は、切削要素３の切削縁４の配置面に 垂直な軸線５回りに切削要素３を回転させて、切削縁４の摩耗部分を鋭い部分と 取り替える運動を含む。本発明によれば、切削要素３の角度回転は単一方向に、 また切削縁４の接触角度φの半分以下または半分に等しい範囲内で実施され、切 削縁４の特定点が接触角度φを通過する時間はその均一摩耗を生じるように選定 される。この場合、切削縁４の１つの点が頂点６を成し、これに対して他の２点 ７，８は切削縁４と工作物１との接触末端点である。

切削工具２の切削要素３の切削縁４の頂点６は接触角度φによって画成された切 削区域を２部分、すなわち主部分９と側部分１０とに分割する。

切削要素３の切削縁４の主部分９は切削縁４の頂点６から送り方向Ｓに延在して 、工作物１から最大削りしろを除去し、コーム１２の頂点１３から送り方向Ｓと 逆方向に延在するコーム１２の側面１１を形成する。切削要素３の切削縁４の頂 点６から送り方向Ｓと反対の方向に延在する側部分１０は、工作物１から最小削 りしろを除去し、最後にコーム１２を切削して、その頂点１３から送り方向に延 在するその外側面１４を形成する。

切削工具２が工作物１に対して移動する際に、切削要素３が厚さｔの素材削りし ろを除去して切削面１５を形成し、この切削面は、第１図において細線で示され た加工面１６と工作物１の未加工面１７との間の移行面である。切削要素３によ って切削縁４の面の中において切削・　される素材層の断面は、閉鎖線７−６− ８−ａ−７によって画成される形状を有し、この点“ａ′は、切削面１５と、未 切削面１７と、切削縁４の面との交差によって得られる。

切削縁４の特定点における切削された素材層断面１８の厚さは、切削縁４に対し て直角に測定され、この特定点と線ａ−７またはａ−８との距離に等しい。

接触角度φの範囲内の断面の厚さは可変であって、切削縁４の末端点７．８にお ける最小点から、点１９における長さａ−１９に等しい最大値まで変動する。こ の場合、点７，８において素材の切削層の断面１８が最小となるので切削縁４に 対する負荷が最小限であり、点９において切削層の断面１８が最大となるので負 荷が最大となるものと仮定する。切削工具２によって工作物１が時間τ。中、加 工されたのちに、切削要素３を角度０くφ≦１／２φだけ回転させるために時間 τ１を使用する。

切削要素３の切削縁４の面に対して直角にその幾何中心２０を通る軸線５回りに 、前記切削要素３の回転が実施される。そこで切削要素３０面転方向を保持しな がら切削工具２の作動サイクルを繰り返す。１サイクル時間は切削縁４の各点が 切削区域を通過する時間τ２の間にこの点に加えられる全負荷を有効に平均化す る事ができる。

これは切削工具２の作動中に切削要素３の回転の中間において切削縁４の各点に 負荷が少なくとも２度加えられるからである。この負荷は、切削縁４の点１９に 作用する最大負荷以下またはこれと同等であるが、切削縁４の末端点７と８に加 えられる最小負荷以上またはこれと同等である。さらに切削要素３の回転の中間 において切削縁４の各点がその耐久期間Ｔあたり少なくとも一回、全切削区域を 通過するが、この事もまた切削縁４の各点に加えられる全負荷の平均化に役立つ 。切削工具２の切削要素３の軸線５回りの回転角度φの値と、１サイクル中の工 作物１の加工時間τは、切削縁４の特定点、例えば点７が切削区域を通過する時 間τ２または切削縁４の工作物１との接触角度φと密接に関連している。切削要 素３の１回転角度φと１サイクルの時間τは、切削縁４上の特定点、例えば点７ が接触角度φを通過する時間τ２に直接に和事なる影響を与える。

例えば、１サイクルの時間τにおいて、すなわち切削縁４上の各点が切削要素３ の回転開始から次の回転開始までに作動する時間において切削工具２の切削要素 ３の回転角度φを減少させる場合、切削縁４上の特定点、例えば点７が切削区域 を通過する時間τ２が増大される。

逆に、一定サイクル時間τにおける切削工具２の切削要素３の回転角度φを増大 させる場合、切削縁４上の特定点、例えば点７が切削区域を通過する時間τ２が 減少される。この時間τ２は、切削工具２の均一な摩耗を生じるように選定され なければならない。これは一方では、切削要素３の回転にともなって切削縁４の 各点、例えば点７が切削区域を通過したときに、この点に対して均一な全負荷が 加えられる事によって、また他方において切削縁４上の特定点、例えば点７が工 作物１との接触角度φを通過する時間を選定する事によって達成する事ができる 。切削縁４上の特定点、例えば点７がその工作物１との接触角度φを通過する時 間τ２は、切削縁４の各点においてその最大許容値に等しい摩耗を生じる時間に 等しく選定される。

切削要素３の軸線５回りの回転方向は、切削縁４上の各点が接触角度φによって 限定される切削区域を送り方向Ｓと逆方向または順方向に運動するように選定さ れる。

接触角度φを通しての切削工具２の切削要素３の単一方向回転の故に、切削区域 内部の切削縁４の点の運動方向に応じて切削縁４の摩耗はゼロまたは最小限から 最大限まで増大される。この故に、加工される素材の状態および削りしるの深さ によるその特性変化、素材の型などに応じて、切削縁４の点の運動方向、従って その摩耗の増大方向を選定する事により、切削工具２の最大耐久性を得る事がで きる。

切削工具２の切削要素３の切削縁４の各点の切削特性を同一程度に最適限度まで 利用する事により、回転型および非回転型カップ状またはプリズム状切削工具に よる従来の加工法に比較して、切削工具の耐久性を６〜１０倍またはこれ以上に 増大する事ができ、またこのようにして、切削工具の全耐久期間中に加工面の品 質を大幅に改良して実際上同一の粗さを与える事ができる。

切削工具２の切削要素３の回転は、円形切削縁４の各点を切削区域内において送 り方向Ｓに移動させる事によって実施される。この場合、工作物１との接触角度 φによって限定される切削区域中の切削縁４の各点の運動は、工作物１の加工面 １６から、非加工面１７まで生じる。

加工面１６にある切削縁４の点７から、切削縁４の点１９までの切削縁４の各点 に加えられる負荷は、この方向への切削チップの断面積１８の増大の故に増大す る。

切削縁４の各点に対する負荷の増大と同時に、この点の進行路に沿ってその摩耗 も増大する。すなわち切削縁４の半径が増大する。切削縁４の各点が工作物１と の接触末端点７から移動するに従って切削縁４の半径が送り方向Ｓにおいて最小 値から最大値まで増大し、切断チップの断面１８の増大に伴ってマイクロ粗さコ ームの頂点１３が形成される事が、切削要素３の切削縁４と隣接後側面２１、切 削されるチップ、および工作物１の切削面の可塑性変形を減少させる。切削工程 中の可塑性変形の減少は、切削チップの断面積１８が小である時に、切削縁４の 頂点６の近傍において、その両側に位置する隣接マイクロ粗さコームの側面１１ と１４の長さの範囲内で特に顕著である。切削工程における工作物１のチップと 切削面１５の可塑性変形の減少は、切削工具２の切削要素３の切削縁４の摩耗を 減少させ、従って切削工具２の耐久性を増大させ、この故に工作物１の加工面１ ６の品質を改良させる。

さらに、切削要素３が回転角度φの回転を成す間に、切削縁４の各点が加工面１ ６から送り方向Ｓに未加工面１７の方に移動するに従って、最小限またはゼロの 丸み半径を有する切削縁４の未摩耗部分が切削区域に入る。

そこで、マイクロ粗さコーム１２の頂点１３から送り方向Ｓに延在する側面１４ の一部または全部と頂点１３そのものが前記の切削縁４の未加工部分によって加 工される。これは、金属が切削縁４の側部分１０に沿って加工面１６に向かって 可塑性流れを生じる事を防止しまたは最小限に成す。このようにして、マイクロ 粗さコームの高さが増大せず、加工面の品質が著しく改良される。

切削縁４の特定点が接触角度φ。を通過する時間τ２は、定常状態にある切削工 具２の耐久時間Ｔ。以下またはこれと同等となるように選定される。

このようにして、切削工具２の切削要素３の切削縁４の任意点の摩耗度が、定常 状態、すなわち切削工程中に切削要素３の軸線５回りの回転の実施されない状態 において、切削縁４の最大許容摩耗度に等しくなる。

定常状態において作動する切削工具２においては、切削縁４の工作物１との接触 角度φ内にある切削縁４の各点の摩耗度が相違する。切削工具２の切削要素３を 単一方向に回転させて切削縁４の各点を切削区域内部において移動させる事によ り、切削縁４の各点をその切削区域通過時間に伴って変化する摩耗度をもって工 作物１に対して作用させる。前記の点が定常状態の切削工具２の耐久時間Ｔ。の ３倍の値に等しい時間、切削区域を通過したのち、切削縁４の各点に加えられた 負荷が平均される。

その結果、切削縁４の全長に沿った各点の摩耗度が平均化される。この場合の摩 耗度は、耐久時間Ｔに等しい時間、定常状態で作動した切削縁４の最大許容摩耗 度に等しい。

切削工具２の切削要素３の切削縁４の各点の切削特性を最適限度まで使用する事 により、切削工具２の全耐火度が増大され、加工面の品質が改良される。

切削工具２の切削要素３の回転は工作物１の切削工程中に実施される。

工作物１の加工時間が１サイクル時間τを超過した時、切削要素３を切削区域か ら除去する事なく、これを切削工程中に軸線５回りに回転させなければならない 。このようにして、切削工具２の切削要素３を次の回転のために切削区域から除 去する際の冷却による切削縁４の温度低下と、この切削縁４の周期的歪みによっ て疲労亀裂と素４の耐火度を増大させる。また、加工面１６は、切削工具２の切 削要素３を切削区域外部に接触角度φだけ回転させたのちに工作物１に対して再 設置する事に伴う切欠きを有しない。これは、切削要素３が接触角度φだけ軸線 ５回りに回転する際１ミ切削縁４の幾何中心２０が工作物１に対してその位置を 変更する事なく、コーム１２の側面１１と１４をそれぞれ形成する切削縁４の主 部分９と側部分１０が同一半径に配置されているからである。

この故に、加工面の品質が改良される。また機械加工の能率も向上する。なぜか ならば、切削工具２の切削要素３を切削区域外部に回転させる事により、加工工 程の中断による停止時間がないからである。

切削工程中に切削層の断面２２（第２図）がその最大　。

値より小である時に、切削要素３０回転を実施する。削りしろｔを削る際に、例 えば切削要素３の切り込みの瞬間に、閉鎖線ｅ、ｆ、　ｈによって画成され最大 面積を有する切削層の断面２４がゼロから最大値にまで拡大する。

切削縁４が工作物２３と接触した瞬間から切削工具２を工作物２３に対して送り 距離Ｓだけ移動させた後に得られた金属切削層の閉鎖線ｅ／　、ｆｌ　、　ｈＩ で画成された断面２２を第２図に示す。切削要素３を工作物２３の中に切り込む 最初の瞬間は、チップおよび工作物と接触する切削要素３の正面２５と後側２１ の作用面の接触部位の温度が低く、この温度が急激に上昇するが、これは切削工 具２の切削要素３の中に高度の温度グラジェントによる高い熱応力を生じるので 危険である。切削要素３が工作物２３の中に切り込む際に、切削縁４の配置面に 対して垂直に切削要素３の中心２０を通る軸線５回りに切削要素３を角度φだけ 回転させる事によって、前記の温度グラジェントが低下される。この場合、切削 要素３の接触部位の温度は、その正面２５および後側作動面２１のチップおよび 工作物２３との接触時間を短縮する事によって低下される。

切削要素３の接触点における温度低下はその内部に発生する熱応力を大幅に低下 させ、これは切削縁４の疲労亀裂の発生の可能性を低下させ、また切削工具２の 耐久性と加工面の品質を改良させる。

切削工具２の切削要素３の回転角度と、切削要素３の回転開始から次の回転まで の切削縁４上の特定点の作動時間は、切削工程中に下記の式によって変動される 。

φ τ・−Ｚ−一定、　（１） φ ここに、 τはサイクル時間、すなわち切削縁４上の特定点が切削要素３の回転開始から次 の回転までに作動する時間、 φは切削縁４の工作物１との接触角度、φは切削工具２の切削要素３の切削縁４ の面に対して垂直にその幾何中心２０を通して延在する軸線５回りの切削要素３ の回転角度、 Ｚは切削縁４上の特定点が切削区域を通るパス数に等しい数。

故に、変動する加工条件のもとに操作する場合、例えば送り方向Ｓにおいてｔ　 からｔ２まで変動する値の削■ りしろを工作物２６から削るために切削工具２の切削要・　素３を使用する場合 （第３図）、切削縁４と工作物２６との接触角度φの値はφ　からφ２まで同様 に変化する。

それぞれ値ｔ１と１２の削りしろを削る瞬間に工作物２６との接触角度φ１とφ ２を有する切削縁４の位置２７．２３を第３図において細線で示す。

工作物２６との可変接触角度φの場合に切削縁４をその全長に沿って均一に摩耗 させるためには、切削縁４の各点が同一時間τ２だけ切削区域内に存在する必要 がある。従って、工作物２６との切削縁４の接触角度φを増減させる事により、 切削工具２の切削要素３の回転角度値、すなわち軸線５回りの回転角度φと、切 削工具２の切削要素３の回転開始から次の回転開始までの切削縁４上の特定点、 例えば点７の作動時間τとを、式（１）を一定に保つように変動させる事ができ る。回転角度φとサイクル時間τの変動は、切削縁４の工作物２６との接触角度 φの変動に対応して連続的にまたは段階的に（周期的に）実施する事ができる。

加工条件の決定的変動の場合、例えば切削縁４と工作物２６との接触角度φの変 動の場合に、前記の式によって、他のパラメータ、すなわちサイクル時間τと切 削要素３の回転角度φとの変動法則が得られ、切削縁４のすべての点、例えば接 触角度φの両端点７と８を同等に削りしろｔの除去に参加させる事ができる。

切削縁４の各点を切削工程に同等に参加させる結果、切削縁４の全長に沿って均 一な摩耗が得られる。切削縁４のすべての点の切削特性が同一程度に完全に使用 され、この事が切削工具２の切削要素３の寿命、すなわちその耐久性を増大させ る。回転式またはプリズム型切削工具による加工と比較して、本発明による加工 法は、切削要素３の形状と工作物上の切削要素３の軸線５の設定誤差を反映する 程度が小であるから加工精度が改良される。

本発明による加工法は、使用手段が簡単であり、従来からの標準的切削要素に応 用され、回転式および非回転式のカップ状およびプリズム状工具による加工法と 比較して工具の耐久性を６〜１０倍またはこれ以上に増大させる。加工面の品質 が著しく改良され、Ｒａ−０，６３マイクロメータを超えないこの加工面の粗さ は、その全耐久期間中、実質的に一定である。本発明の方法は、回転式およびプ リズム型切削工具による加工と比較して、１〜２クラス、加工精度が高い。

本発明は、旋盤、平削り盤、およびフライス盤において細長い工作物の量産加工 に特に好適である。

さらに、本発明はパルプ−製紙工場用の印刷カレンダ軸の仕上げ加工に使用する 事ができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．工作物（１，２３，２６）および／または切削工具（２）に対して主運動（ Ｖ）と送り運動（Ｓ）が加えられ、前記の切削工具（２）は、円形切削縁（４） を備えた切削要素（３）を有し、切削縁（４）の配置面に対して垂直な軸線（５ ）回りにこの切削縁（４）を回転させて、切削縁（４）の摩耗部分を鋭い部分と 交換するようにした素材加工法において、切削要素（３）の回転は単一方向に、 またゼロ以上、切削縁（４）と工作物（１，２３，２６）との接触角度（φ）の 半分（半分を含む）までの範囲内で実施され、切削縁（４）上の特定点が接触角 度（φ）を通過する時間は切削縁（４）の均一な摩耗を生じるように選ばれる事 を特徴とする方法。 ２．切削要素（３）の回転は、円形切削縁（４）上の各点を切削区域内において 送り運動方向（Ｓ）に移動させながら実施される事を特徴とする請求の範囲第１ 項による加工法。 ３．切削縁（４）上の特定点が接触角度（φ）を通過する時間（τ２）は、定常 状態の切削工具の耐久時間（Ｔ）の３倍まで（３倍を含む）に選ばれる事を特徴 とする請求の範囲第１項による加工法。 ４．切削要素（３）の回転は切削工程中に実施される事を特徴とする請求の範囲 第１項による加工法。 ５．切削要素（３）の回転は、切削された金属層の断面積（２２）がその最大値 より小であるときに実施される事を特徴とする請求の範囲第４項による加工法。 ６．切削要素（３）の回転角度の値（φ）および切削要素（３）の回転開始から 次の回転の開始までに切削縁（４）上の特定点の作動時間（τ）は、切削工程中 に下記式に従って変動される事を特徴とする請求の範囲第１項または第４項によ る加工法。 τ・（φ／φ）Ｚ＝一定、（１） ここに、 τはサイクル時間、すなわち切削縁（４）上の特定点が切削要素（３）の回転開 始から次の回転までに作動する時間、 φは切削縁（４）の工作物（１）との接触角度、φは切削工具（２）の切削要素 （３）の切削縁（４）の面に対して垂直にその幾何中心（２０）を通して延在す る軸線（５）回りの切削要素（３）の回転角度、 Ｚは切削縁（４）上の特定点が切削区域を通るパス数に等しい数。 発明の詳細な説■