WO2015079836A1 - 工作機械及び切削方法 - Google Patents

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WO2015079836A1
WO2015079836A1 PCT/JP2014/078170 JP2014078170W WO2015079836A1 WO 2015079836 A1 WO2015079836 A1 WO 2015079836A1 JP 2014078170 W JP2014078170 W JP 2014078170W WO 2015079836 A1 WO2015079836 A1 WO 2015079836A1
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cutting
tool
shaft
inclined surface
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PCT/JP2014/078170
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正史 石原
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村田機械株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/06—Turning-machines or devices characterised only by the special arrangement of constructional units

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool and a cutting method for cutting a workpiece having an inclined surface or a curved surface.
  • a lathe which is one of machine tools, holds a workpiece to be processed on a rotating shaft (spindle), and performs cutting with a processing tool such as a cutting tool while rotating the workpiece (see Patent Document 1).
  • a processing tool such as a cutting tool
  • the cutting is performed by moving the processing tool in the direction of the rotation axis while defining a cutting amount according to the inclination of the inclined surface.
  • it is obtained by, for example, pre-processing with a lathe and then grinding and finishing the inclined surface with an angular grindstone or the like. The surface roughness is obtained.
  • An object of the present invention is to provide a machine tool and a cutting method that can perform the above-described process.
  • a machine tool for cutting a workpiece having an inclined surface or a curved surface wherein a cutting tool having a spindle that holds and rotates the workpiece, and a linear cutting blade that cuts the workpiece, is parallel to the axis of the spindle.
  • the direction of the workpiece, the X direction perpendicular to the Z direction and defining the cutting amount for the workpiece, and the Y direction perpendicular to the Z direction and the X direction or the direction around the axis parallel to the Z direction In the state where the direction of the cutting edge of the cutting tool and the cutting tool is inclined with respect to the Z direction when viewed from the X direction, the moving device is inclined with respect to the Z direction when viewed from the Y direction.
  • a tool placement unit corresponding to the curved surface.
  • a tool post for holding the cutting tool may be provided, and the moving device may move the cutting tool in the Z direction, the X direction, and the Y direction via the tool post.
  • the tool placement unit may be formed between the tool post and the cutting tool.
  • the tool placement unit may have an angle setting mechanism that sets the angle of the cutting edge with respect to the Z direction when viewed from the Y direction.
  • the angle setting mechanism may include a shaft having a rotation axis along the Y direction, and a holder formed on a part of the shaft and holding a cutting tool.
  • a lock sleeve may be provided that is press-fitted between the holder and the shaft to maintain the rotational position of the shaft.
  • the present invention is a method for cutting a workpiece having an inclined surface or a curved surface, wherein a step of rotating the workpiece and a cutting tool having a linear cutting edge for cutting the workpiece are parallel to the axis of the rotation axis of the workpiece.
  • a step of cutting the workpiece by moving it relative to the workpiece in a direction obtained by synthesizing the Y direction or the direction around the axis parallel to the Z direction perpendicular to each other.
  • a cutting tool having a linear cutting edge with respect to a rotating workpiece is relatively positioned in a direction in which the Z direction, the X direction, and the Y direction or a direction around an axis parallel to the Z direction are combined.
  • the cutting tool is inclined with respect to the Z direction when viewed from the Y direction to correspond to the inclined or curved surface of the workpiece.
  • the cutting tool can be moved stably in the Z direction, etc. Can be made.
  • the tool placement portion is formed between the tool post and the cutting tool, the direction of the cutting edge of the cutting tool can be easily made to correspond to the inclined surface of the workpiece.
  • the tool placement unit has an angle setting mechanism that sets the angle of the cutting edge with respect to the Z direction when viewed from the Y direction, the direction of the cutting edge of the cutting tool can be easily set to an angle corresponding to the inclined surface of the workpiece. Can do.
  • the angle setting mechanism includes a shaft having a rotation axis along the Y direction and a holder that is formed on a part of the shaft and holds a cutting tool
  • the holder rotates as the shaft rotates.
  • the direction of the cutting edge can be accurately changed.
  • the direction of the cutting edge of the cutting tool can be reliably fixed.
  • the direction of the cutting edge of the cutting tool can be finely adjusted by adjusting the rotational position of the shaft.
  • the direction of the cutting edge of the cutting tool can be moved according to the inclination of the inclined surface of the workpiece, etc.
  • the angle can be easily adjusted, and the cutting of the curved surface can be handled by changing the angle of the blade edge while moving the cutting tool in the Z direction.
  • the cutting tool is inclined with respect to the Z direction so as to correspond to the inclined surface or curved surface of the workpiece, so that the inclined surface or curved surface of the workpiece can be cut easily and with high surface roughness. Can do.
  • FIG. 1 An example of the principal part of the machine tool which concerns on 1st Embodiment is shown, (a) is a side view, (b) is a front view. The part corresponding to a workpiece
  • the X axis is a direction that is orthogonal to the Z direction and that defines a cutting amount for the workpiece.
  • the direction of the arrow in the figure is the + direction
  • the direction opposite to the arrow direction is the ⁇ direction.
  • FIG. 1 shows an example of a main part of a machine tool 100 according to the first embodiment, where (a) is a side view and (b) is a front view.
  • a machine tool 100 shown in FIG. 1 is a lathe.
  • the + Y side of the machine tool 100 is the front surface
  • the ⁇ Y side is the back surface.
  • the ⁇ Z side of the machine tool 100 is a side surface
  • the Z direction is the left-right direction of the machine tool 100.
  • the machine tool 100 has a base 1.
  • the base 1 is provided with a headstock 2 and a tailstock 4.
  • the headstock 2 supports the spindle 7 in a rotatable state by a bearing (not shown) or the like.
  • the headstock 2 is fixed to the base 1 but may be formed so as to be movable in the Z direction, the X direction, the Y direction, and the like, and may be moved by driving a motor or the like.
  • a chuck driving unit 9 is provided at the end of the main shaft 7 on the + Z side. The chuck drive unit 9 holds the workpiece W by moving the plurality of grasping claws 9 a in the radial direction of the main shaft 7. In FIG.
  • the workpiece W is gripped using three gripping claws 9 a arranged at equal intervals around the rotation axis of the main shaft 7.
  • the present invention is not limited to this, and the number and shape of the gripping claws 9 a are An arbitrary configuration capable of holding W is used.
  • the end on the ⁇ Z side of the spindle 7 protrudes from the headstock 2 in the ⁇ Z direction, and a pulley 11 is attached to this end.
  • a belt 13 is stretched between the pulley 11 and the rotating shaft of the motor 12 provided on the base 1.
  • the motor 12 is driven by a control unit (not shown).
  • a motor having a torque control mechanism is used as the motor 12.
  • the main shaft 7 is not limited to being driven by the motor 12 and the belt 13, and may be one that transmits the drive of the motor 12 to the main shaft 7 by a gear train or the like, or one that rotates the main shaft 7 directly by the motor 12. .
  • the tailstock 4 is formed to be movable along the Z-direction guide 3 installed on the base 1.
  • the tailstock 4 supports the opposed shaft 8 in a rotatable state by a bearing (not shown) or the like.
  • the direction of the rotation axis of the main shaft 7 and the direction of the rotation axis of the opposed shaft 8 are aligned with the Z direction.
  • a center 10 is attached to the ⁇ Z side end of the tailstock 4.
  • the workpiece W held by the grasping claw 9a has a tapered inclined surface Wa in a part of a cylindrical shape.
  • the diameter of the inclined surface Wa gradually decreases from the main shaft 7 side toward the opposing shaft 8 side.
  • the workpiece W is not limited to the one shown in FIG. 1.
  • the workpiece W may have a larger inclination angle than the workpiece W in FIG.
  • the workpiece W may be a workpiece whose slope gradually increases in diameter from the main shaft 7 toward the opposing shaft 8 side.
  • the workpiece W may have a plurality of inclined surfaces Wa.
  • the workpiece W may have a different inclination angle in the middle of the inclined surface Wa.
  • the base 1 is provided with a Z direction guide 5 arranged in the Z direction. Further, at the ⁇ X position of the Z direction guide 5, similarly to the Z direction guide 5, a Z direction guide 5 A arranged in the Z direction is provided.
  • Each of the Z-direction guides 5 and 5A is provided with Z-axis slides 17 and 17A that can move in the Z-direction along the Z-direction guides 5 and 5A.
  • the Z-axis slide 17 is moved in the Z direction by driving of a Z-direction drive system (moving device) M1, and is held at a predetermined position. For example, an electric motor or hydraulic pressure is used for the Z-direction drive system M1.
  • the Z-axis slide 17A has a drive system similar to the Z-direction drive system M1 described above, and is moved in the Z direction and held at a predetermined position by the drive of the drive system.
  • the drive system for the Z-axis slide 17A may have the same configuration as the Z-direction drive system M1, or may have a different configuration.
  • the Z-axis slides 17 and 17A may constitute a common Z-direction drive system M1, and either one or both of the Z-axis slides 17 and 17A may be driven.
  • X-direction guides 18 and 18A are formed on the Z-axis slides 17 and 17A, respectively.
  • the Z-axis slides 17 and 17A are provided with X-axis slides 15 and 15A that can move along the X-direction guides 18 and 18A, respectively.
  • the X-axis slide 15 moves in the X direction by being driven by an X-direction drive system (moving device) M2, and is held at a predetermined position.
  • an electric motor or hydraulic pressure is used for the X-direction drive system M2.
  • the X-axis slide 15A has a drive system similar to the X-direction drive system M2 described above, and is moved in the X direction and held at a predetermined position by the drive of the drive system.
  • the drive system for the X-axis slide 15A may have the same configuration as the X-direction drive system M2, or may have a different configuration.
  • the Y-direction guides 16 and 16A are formed on the X-axis slides 15 and 15A, respectively.
  • the X-axis slides 15 and 15A are provided with tool post driving units 21 and 21A that can move along the Y-direction guides 16 and 16A, respectively.
  • the tool post driving unit 21 is moved in the Y direction by driving of a Y direction driving system (moving device) M3 and is held at a predetermined position.
  • a Y direction driving system moving device
  • an electric motor or hydraulic pressure is used for the Y-direction drive system M3.
  • the tool post driving unit 21A has a drive system similar to the Y-direction drive system M3 described above, and is moved in the Y direction by the drive of the drive system and held at a predetermined position.
  • the drive system of the tool post drive unit 21A may have the same configuration as the Y-direction drive system M3, or may have a different configuration.
  • Each of the tool post driving units 21 and 21A accommodates a rotary driving device such as a motor.
  • a first turret (tool post) 23 is attached to the tool post driving unit 21.
  • the first turret 23 is rotatable about the Z direction as driven by a rotary drive device.
  • a second turret (tool post) 23A is attached to the tool post driving unit 21A.
  • the second turret 23A is rotatable about the Z direction as driven by a rotary drive device.
  • the first turret 23 is disposed above the workpiece W (+ X side), and the second turret 23A is disposed below the workpiece W ( ⁇ X side).
  • a plurality of holding portions for holding the cutting tool T are provided on the peripheral surfaces of the first and second turrets 23 and 23A.
  • the cutting tool T is held on all or part of these holding portions. Therefore, the desired cutting tool T is selected by rotating the first and second turrets 23 and 23A.
  • the cutting tool T held by the holding portions of the first and second turrets 23 and 23A can be exchanged for each holding base.
  • a rotating tool such as a drill or an end mill may be used in addition to a cutting tool for cutting the workpiece W.
  • a rotary tool such as a drill is used by being attached to a rotary shaft of a small motor housed in a holding unit.
  • tool holding bases 24 and 24A are formed in one of a plurality of holding portions.
  • the tool holders 24 and 24A may have the same configuration or different configurations. Further, the tool holding base 24A may not be provided in the second turret 23A.
  • the cutting tool T1 which can respond to the inclined surface Wa of the workpiece W is attached to the tool holder 24. That is, the cutting tool T ⁇ b> 1 is held on the first turret 23 via the tool holding base 24.
  • a cutting tool T is attached to the tool holder 24A. That is, the cutting tool T is held by the second turret 23A via the tool holding base 24A.
  • the cutting tool T attached to the tool holder 24A may be the same as or different from the cutting tool T1 attached to the tool holder 24.
  • the cutting tools T and T1 are arranged on the ⁇ X side with respect to the workpiece W so as to sandwich the workpiece W, but either one may be used. Moreover, although the cutting tools T and T1 are arrange
  • the first and second turrets 23 and 23A are used as the tool post, but the present invention is not limited to this, and a comb-like tool post may be used.
  • the comb-like tool post holds the cutting tool T in each of the plurality of comb teeth portions, and selects any one of the plurality of cutting tools T by moving in the direction in which the comb teeth are arranged.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part including the main shaft 7 and the first turret 23 as a part corresponding to the workpiece W, (a) is a perspective view, and (b) is a front view.
  • a tool holding base 24 is attached to the ⁇ X side surface 23 a of the first turret 23.
  • the tool holding base 24 moves in the Z direction and the X direction integrally with the first turret 23 by the Z direction driving system M1 and the X direction driving system M2.
  • the tool holder 24 is moved in the Y direction by the Y-direction drive system M3.
  • the tool holder 24 is provided so as to be movable in the Z direction, the X direction, and the Y direction with respect to the workpiece W by the Z direction drive system M1, the X direction drive system M2, and the Y direction drive system M3. .
  • the cutting tool T1 (T) includes the Z-axis slide 17 (17A), the tool post driving unit 21 (21A), and the tool holding base 24 (24A), respectively, a Z-direction driving system M1, an X-direction driving system M2, By being driven by the Y direction drive system M3, the workpiece W can be moved in a direction in which all or part of the Z direction, the X direction, and the Y direction are combined.
  • FIG. 3A and 3B show an example of the tool holder 24, where FIG. 3A is a front view (viewed from the Y direction), and FIG. 3B is a view viewed from the Q direction of FIG.
  • the tool holder 24 has a tool placement surface 24f on which the cutting tool T1 is placed.
  • the tool placement surface 24f is formed to be inclined with respect to the surface 23a (YZ plane) of the first turret 23 and is directed to the main shaft 7 side.
  • the cutting tool T1 is held on the tool holding base 24 via an angle setting mechanism (tool placement unit) 19.
  • the cutting tool T1 has a straight blade (straight cutting blade).
  • the direction of the cutting edge Ta of this linear cutting blade is inclined with respect to the Z direction when viewed from the Y direction, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3B, the direction of the cutting edge Ta when viewed from the Q direction is also inclined. Therefore, the direction of the blade edge Ta when viewed from the X direction is also inclined with respect to the Z direction.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A
  • FIG. 4B is taken along line BB in FIG.
  • Sectional view (c) is a sectional view taken along the line CC of FIG. 3 (b).
  • the tool holding base 24 is formed with a through hole 24h in a direction parallel to the Y direction.
  • a support shaft (shaft) 25 is disposed inside the through hole 24h.
  • the support shaft 25 is formed in a columnar shape or a cylindrical shape.
  • the diameter of the through hole 24h is larger than the diameter of the support shaft 25, and a gap is formed between the support shaft 25 and the inner wall of the through hole 24h.
  • the support shaft 25 is provided so as to be rotatable in the direction around the axis of the rotation axis AX1 parallel to the Y direction with respect to the through hole 24h.
  • the diameter of the through hole 24h is enlarged at both ends of the tool holding base 24 in the Y direction.
  • the lock sleeve 26 is press-fitted into this portion.
  • the lock sleeve 26 is attached to the tool holding base 24 at two locations on the + Y side surface and the ⁇ Y side surface.
  • the lock sleeve 26 includes a press-fit portion 26a, a flange portion 26b, and a bolt 26c.
  • the press-fit portion 26a is press-fitted between the inner wall of the through hole 24h and the support shaft 25.
  • the press-fit portion 26a restricts the rotation of the support shaft 25.
  • the flange portion 26b is disposed along the + Y side surface and the ⁇ Y side surface of the tool holding base 24.
  • the flange portion 26b is fixed to the tool holding base 24 via a bolt 26c.
  • the lock sleeve 26 keeps the rotational position of the support shaft 25.
  • a holder mounting portion 25 a is provided on a part of the outer periphery of the support shaft 25.
  • the holder mounting portion 25a is formed to protrude from the peripheral surface of the support shaft 25 toward the tool placement surface 24f.
  • an opening 24g is formed in the tool placement surface 24f, and the holder attachment portion 25a protrudes outside from the opening 24g.
  • a holder 27 is attached to the holder attaching portion 25a.
  • the holder 27 has a plurality of bolt holes 27a, for example, and is fastened to the holder mounting portion 25a of the support shaft 25 via a fixing member such as a bolt 27b.
  • the holder 27 holds the cutting tool T1.
  • the cutting tool T1 is fixed to the holder 27 via a fastening member 27c. 3 and FIG. 4, for example, a throw-away tip is used in which the cutting tool 27c can be replaced by the fastening member 27c, but the present invention is not limited to this.
  • a cutting tool in which the cutting edge is integrated with the holder 27 may be used. In this case, the cutting tool can be replaced with respect to the holder mounting portion 25a.
  • the support shaft 25, the lock sleeve 26, and the holder 27 constitute an angle setting mechanism 19 that sets an angle with respect to the Z direction when the direction of the cutting edge Ta of the cutting tool T is viewed from the Y direction.
  • the angle setting mechanism 19 is formed between the first turret 23 and the cutting tool T1.
  • the support shaft 25 is not limited to the configuration provided on the tool holding base 24, and may be provided in the first turret 23 or sandwiched between the first turret 23 and the tool holding base 24, for example. You may arrange
  • a predetermined gap is formed between the opening 24g of the tool holder 24 and the holder mounting portion 25a of the support shaft 25 as shown in FIG. For this reason, when the support shaft 25 is rotated, the holder mounting portion 25a can be rotated about the rotation axis AX1 by the amount of the gap.
  • the cutting tool T1 can be rotated by the rotation of the holder mounting portion 25a, whereby the angle in the direction of the blade edge Ta viewed from the Y direction can be set with respect to the Z direction.
  • the tool holding base 24 is provided with a pull bolt 28 and a push bolt 29 as an adjusting mechanism.
  • the pull bolt 28 and the push bolt 29 are respectively inserted into the inside from the surface of the tool holding base 24, and the tip portions thereof are connected to the holder mounting portions 25a, respectively.
  • the front end of the pull bolt 28 is screw-coupled to the holder mounting portion 25a.
  • the push bolt 29 is screwed to a nut fixed to the tool holding base 24 and has a tip contacting the holder mounting portion 25a.
  • the holder mounting portion 25a is pushed away to finely adjust the angle of the blade edge Ta.
  • the number and arrangement of the pull bolts 28 and push bolts 29 are not limited to the above-described configuration. Moreover, it is not limited to using the pull bolt 28 and the push bolt 29 as an adjustment mechanism, The other adjustment mechanism which can finely adjust the angle of the blade edge
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the machine tool 100.
  • the workpiece W to be processed is held on the spindle 7.
  • a workpiece transfer device (not shown) takes the workpiece W to be processed to the load position, transfers the workpiece W to the spindle 7, and holds the end of the workpiece W by the grasping claw 9a. If the workpiece W is long, the other end of the workpiece W may be gripped by the center 10 of the opposed shaft 8.
  • a series of operations from the transfer of the workpiece W by the workpiece transfer device to the holding of the workpiece W by driving the grasping claw 9a may be performed by an instruction from a control unit (not shown), for example. It may be performed by manual operation.
  • the workpiece 12 is rotated by driving the motor 12 and rotating the spindle 7 (step S01).
  • the main shaft 7 and the opposed shaft 8 are rotated in synchronization.
  • work W is suitably set according to a process.
  • the cutting tool T1 is selected and the angle of the cutting edge Ta is set.
  • the first turret 23 (23A) is rotated to select the cutting tool T1.
  • the inclination of the cutting tool T1 is set so that the cutting edge Ta of the cutting tool T1 corresponds to the inclined surface Wa of the workpiece W (step S02).
  • the selection of the cutting tool T1 and the setting of the angle of the cutting edge Ta may be performed prior to the rotation of the workpiece W.
  • the inclination of the cutting tool T1 is set by the following procedure using the angle setting mechanism 19.
  • the rotational position of the support shaft 25 is fixed by tightening the bolts 26c of the lock sleeve 26 after determining the rotational position of the support shaft 25 so that the direction (tilt) of the blade edge Ta is in a desired direction.
  • the direction of the blade edge Ta is set to a desired inclination.
  • the XYZ coordinate position where the cutting edge Ta of the cutting tool T1 moves is the movement of the Z-axis slide 17 in the Z direction, the movement of the tool post driving unit 21 in the X direction, and the movement of the tool holder 24 in the Y direction. It is set by movement and is performed by driving the Z direction drive system M1, the X direction drive system M2, and the Y direction drive system M3, respectively. Note that the position of the cutting edge Ta in the X direction defines the amount of cutting with respect to the inclined surface Wa of the workpiece W.
  • the cutting edge T of the cutting tool T1 is moved in the Z direction and the X direction along the inclined surface Wa of the workpiece W, and is also moved in the Y direction that is a tangential direction of the inclined surface Wa.
  • the movement of the cutting tool T1 in the X direction, the Y direction, and the Z direction is performed based on information (processing recipe) set in advance in a storage unit provided in a control unit (not shown), for example. However, the operator may manually operate the movement of the cutting tool T1.
  • FIG. 6A shows the direction of the cutting edge Ta of the cutting tool T1 with respect to the Z direction
  • FIG. 6B shows the operation of the cutting tool T1 (cutting edge Ta) when the workpiece W is viewed in the ⁇ Z direction
  • FIG. The operation of the cutting tool T1 (cutting edge Ta) when the workpiece W is viewed in the ⁇ X direction is shown.
  • the cutting edge Ta of the cutting tool T1 is set at an angle ⁇ with respect to the Z direction. Therefore, when the cutting edge Ta moves from the ⁇ Y side of the work W to the + Y side, the + Z side of the cutting edge Ta comes into contact with the work W first.
  • the cutting in step S03 described above is performed by moving the cutting edge Ta in the composite direction R obtained by combining the X direction, the Y direction, and the Z direction, as shown in FIGS. 6 (b) and (c).
  • the synthesis direction R is a trajectory along a tangential plane with respect to the inclined surface Wa of the workpiece W.
  • the first end portion Ta1 on the + Z side of the cutting edge Ta hits the small-diameter portion Wb of the inclined surface Wa (the + Z-side end portion having the smallest diameter), and the inclined surface Wa is cut at the first end portion Ta1.
  • the cutting edge Ta moves in the synthesis direction R along the inclined surface Wa, so that the cutting portion of the workpiece W is gradually shifted in the ⁇ Z direction from the first end portion Ta1 toward the second end portion Ta2. It becomes a state.
  • the blade tip Ta moves in the Y direction, but the blade tip Ta hits along the straight line L on the inclined surface Wa of the workpiece W and advances in the Z direction.
  • Cutting of the inclined surface Wa is completed when the second end Ta2 of the cutting edge Ta reaches the large-diameter portion Wc of the inclined surface Wa (the end portion on the ⁇ Z side and having the largest diameter).
  • the inclined surface Wa may be cut using a part of the cutting edge Ta.
  • the cutting edge Ta advances along the straight line L
  • the cutting edge Ta moves in the X direction as well as in the Z direction.
  • the cutting edge Ta moves in the Y direction, but the amount of movement involved in cutting is equal to the distance in the Y direction from the first end Ta1 to the second end Ta2. Therefore, as shown in FIG.
  • the cutting edge Ta moves in the Y direction depending on the angle ⁇ of the cutting edge Ta with respect to the Z direction and the length of the cutting edge Ta from the first end Ta1 to the second end Ta2.
  • the amount varies. For example, when the angle of the cutting edge Ta is larger than ⁇ or when the cutting edge Ta is long, the amount of movement in the Y direction is larger in the cutting of the inclined surface Wa than that shown in FIG.
  • the X direction speed, the Y direction speed, and the Z direction speed of the synthesis direction R are set to be constant, but the present invention is not limited to this.
  • the speed in the Y direction may be increased, and the speed in the Y direction may be decreased toward the large diameter portion Wc.
  • the desired inclined surface Wa may be cut by changing the speed in the Z direction or the X direction according to the change in the moving speed in the Y direction.
  • the moving speed may be changed without changing the moving direction R.
  • the small diameter portion Wb side of the inclined surface Wa has a smaller diameter than the large diameter portion Wc side. For this reason, when cutting the small diameter portion Wb side of the inclined surface Wa, the feed amount f is reduced, and when the large diameter portion Wc side is cut, the feed amount f is increased, whereby the radial direction of the inclined surface Wa.
  • the surface accuracy t can be made uniform.
  • the workpiece W may be cut by adding the cutting tool T (see FIG. 1) of the second turret 23A.
  • the inclined surface Wa may be cut by moving the cutting tool T of the second turret 23A on the ⁇ X side of the workpiece W along the same track as the cutting tool T1 described above.
  • the cutting tool T may cut other than the inclined surface Wa.
  • the holding by the grasping claw 9a is released, and the workpiece W is taken out from the machining area of the machine tool 100 by a workpiece conveyance device (not shown).
  • a series of operations from the release of the grasping claw 9a to the removal of the workpiece W by the workpiece conveyance device may be performed, for example, by an instruction from a control unit (not shown) or by a manual operation of the operator. May be.
  • the above-mentioned cutting process can be performed automatically. However, instead of performing all of these operations automatically, some or all of the operations may be performed manually.
  • the machine tool 100 moves the cutting tool T1 in the composite direction R obtained by combining the Z direction, the X direction, and the Y direction with respect to the rotating workpiece W, and the workpiece W Since the inclined surface Wa is cut, the inclined surface Wa can be cut with high surface roughness, and grinding using a grindstone or the like is not required, so that the time until product completion can be shortened.
  • the surface roughness used in the present specification for example, average roughness (Ra) is used, but other indices may be used.
  • FIG. 7 shows an example of a main part of the machine tool 200 according to the second embodiment, where (a) is a front view and (b) is a view showing a use state. 7 is the same as that of the machine tool 100 shown in FIG.
  • the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
  • the configuration of the angle setting mechanism (tool placement unit) 119 is different from that of the angle setting mechanism 19 of the first embodiment.
  • the tool holding base 124 has an angle setting mechanism 119.
  • the angle setting mechanism 119 includes a drive system M4 for rotating the support shaft 25, a worm shaft 122, and a worm gear 123.
  • An example of the drive system M4 is shown in FIGS.
  • FIG. 8A is a view when the inside of the first turret 23 (second turret 23A) is viewed in the + Z direction
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the drive system M4 includes a motor 31, a worm gear 32, a transmission shaft 33, and bevel gears 34 and 35.
  • the motor 31 is disposed on the + Z side of the first turret 23 and is attached to the tool post driving unit 21, for example.
  • the motor 31 has an output shaft 31a parallel to the Y direction.
  • the output shaft 31a rotates around a rotation axis parallel to the Y direction.
  • the worm gear 32 has a screw gear 32 a attached to the output shaft 31 a and a helical gear 32 b attached to the transmission shaft 33.
  • the worm gear 32 transmits the rotation of the output shaft 31 a to the transmission shaft 33.
  • the transmission shaft 33 is rotatably supported by, for example, bearings 33a and 33b around a rotation axis parallel to the Z direction.
  • a helical gear 32b is attached to the end of the transmission shaft 33 on the + Z side.
  • a bevel gear 34 is attached to the end of the transmission shaft 33 on the ⁇ Z side.
  • the bevel gear 34 is engaged with the bevel gear 35.
  • the bevel gear 35 is attached to the worm shaft 122.
  • the bevel gears 34 and 35 transmit the rotation of the transmission shaft 33 to the worm shaft 122.
  • the worm shaft 122 is rotatably supported by, for example, bearings 36a and 36b around a rotation axis parallel to the X direction.
  • a worm 123a is attached to the end of the worm shaft 122 on the -X side.
  • the teeth of the worm 123a mesh with the teeth of the worm wheel 123b.
  • the worm wheel 123b is fixed to the support shaft 25.
  • On the worm wheel 123b a plurality of teeth parallel to the X direction are arranged in the Y direction.
  • the worm shaft 122 has a rotation axis AX2 parallel to the X direction, and rotates in the direction around the X axis by the driving force from the driving system M4.
  • the worm shaft 122 is rotatably supported by bearings 36a and 36b, for example.
  • the worm gear 123 includes a worm (screw gear) 123a and a worm wheel (helical gear) 123b.
  • the worm 123 a is formed at the ⁇ X side end of the worm shaft 122 and rotates around the X axis integrally with the rotation shaft 122.
  • the worm wheel 123b is fixed to the support shaft 25.
  • the worm wheel 123b is arranged so that the rotation axis thereof coincides with the rotation axis AX1 of the support shaft 25.
  • the worm wheel 123b is meshed with the worm 123a, and rotates around the Y axis by the rotation of the worm 123a. Therefore, when the worm shaft 122 is rotated, the worm 123a is rotated and a rotational force is applied to the worm wheel 123b, and the support shaft 25 is rotated by this force.
  • the rotational position of the support shaft 25 is set according to the drive of the drive system M4, and thereby the inclination of the cutting edge Ta of the cutting tool T1 attached to the holder 27 is set.
  • the rotational position of the support shaft 25 may be controlled by, for example, a control unit (not shown) provided in the machine tool 200, or may be performed manually by an operator. Further, a sensor for detecting the inclination of the blade edge Ta may be provided, and the inclination of the blade edge Ta may be controlled by an output from the sensor. In this case, an optical or magnetic non-contact type sensor may be used. In addition, it is not limited to rotating the support shaft 25 by the structure shown in FIG. For example, the support shaft 25 may be directly rotated by a servo motor or the like.
  • FIG.7 (b) is a figure which shows a mode that the workpiece
  • the workpiece W1 has shaft portions W1b and W1c formed on both sides of the curved surface portion W1a.
  • the curved surface portion W1a is formed in a spherical shape having a constant curvature from the end portion W1d on the shaft portion W1b side to the end portion W1e on the shaft portion W1c side.
  • the workpiece W1 has a shaft portion W1b held by a chuck portion 9a, and rotates around the Z direction as the main shaft 7 rotates.
  • the inclination of the blade edge Ta is set so as to correspond to the tangential direction of the end portion W1e.
  • the inclination of the blade edge Ta is set by rotating the support shaft 25 by driving the drive system M4 as described above.
  • the cutting edge Ta is moved in the Z direction
  • the cutting edge Ta is moved in the X direction and the Y direction
  • the support shaft 25 is rotated so that the direction of the cutting edge Ta becomes the tangential direction of the curved surface portion W1a.
  • the inclination of the blade edge Ta is continuously changed. By performing such an operation until the cutting edge Ta reaches the end portion W1d, the curved surface portion W1a can be cut.
  • the inclination of the cutting edge Ta may not follow the curved surface.
  • the entire surface of the curved surface portion W1a can be cut by cutting from the end portion W1d to the maximum diameter portion.
  • the inclination of the surface to be processed continuously changes like the curved surface W1a. can also respond.
  • high surface roughness can be obtained at the curved surface portion W1a, and grinding is not required, so that the time until product completion can be shortened.
  • the cutting tool T1 shown in FIG. 7 cuts the curved surface portion W1a from the end W1e to the maximum diameter portion.
  • the entire surface of the curved surface portion W1a can be cut without changing the workpiece W1 by the chuck portion 9a.
  • the end portions W1d and W1e have a smaller diameter than the other curved surface portions W1a.
  • the surface roughness in the curved surface portion W1a is increased.
  • the degree can be made uniform.
  • the tool holding base 224 that holds the cutting tool T1 may be configured to be rotatable in the direction C around the rotation axis AX3 parallel to the Z axis.
  • the point which the tool holding stand 224 can move to a Z direction and a X direction with a moving apparatus not shown is the same as that of each above-mentioned embodiment.
  • the tool tip 224 is rotated in the direction C around the rotation axis AX3 and synchronously controlled so as to move in the X direction, whereby the cutting edge of the cutting tool T1 is inclined on the inclined surface Wa (see FIG. 6 (b) etc.).
  • the cutting edge T of the cutting tool T1 moves in a direction in which the Z direction, the X direction, and the direction C around the rotation axis AX3 are combined to cut the workpiece W.
  • the cutting edge Ta of the cutting tool T1 when cutting the workpiece W, the cutting edge Ta of the cutting tool T1 is processed from the small diameter portion Wb to the large diameter portion Wc, but on the contrary, FIG. As shown, the cutting edge Ta may be cut from the large diameter portion Wc toward the small diameter portion Wb.
  • the rotation direction of the workpiece W is opposite to the rotation direction of the workpiece W in the above embodiment, and the cutting tool T1 is set so that the first end portion Ta1 of the cutting edge Ta contacts the large diameter portion Wc of the inclined surface Wa. It arrange
  • the composite direction R1 is a direction in which the X direction, the Y direction, and the Z direction are combined, and is a trajectory along a tangential plane with respect to the inclined surface Wa of the workpiece W.
  • the synthesis direction R1 is opposite to the synthesis direction R in the above embodiment.
  • the first turret 23 is described as an example of a configuration in which the first turret 23 can move in the Z direction, the X direction, and the Y direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the tool holders 24 and 124 may be configured to be movable in the Y direction with respect to the first turret 23.
  • the first turret 23 can be handled by providing a separate drive system. The same applies to the second turret 23A.
  • the configuration in which the angle setting mechanisms 19 and 119 that set the angle of the blade edge Ta with respect to the Z direction as viewed from the Y direction are used as the tool placement unit has been described as an example. It is not limited to.
  • the tool placement unit may be configured to place the tool at a fixed angle without setting the angle of the cutting edge Ta with respect to the Z direction when viewed from the Y direction.
  • W Workpiece Wa ... Inclined surface W1a ... Curved surface 100, 200 ... Machine tool 7 ... Main shaft T1 ... Cutting tool M1 ... Z direction drive system (moving device) M2 ... X direction drive system (moving device) M3 ... Y-direction drive system (moving device) Ta ... Cutting edge 19, 119 ... Angle setting mechanism (tool placement part)

Abstract

　ワークを主軸と対向軸との間に保持しながら、ワークの端面を容易かつ確実に加工することを目的とする。　傾斜面（Ｗａ）または曲面を有するワーク（Ｗ）を切削する工作機械（１００）であって、ワーク（Ｗ）を保持して回転する主軸（７）と、ワーク（Ｗ）を切削する直線切刃を持つ切削工具（Ｔ１）を、主軸（７）の軸線に平行なＺ方向と、Ｚ方向に直交しかつワーク（Ｗ）に対する切削量を規定するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交するＹ方向とを合成した方向に、ワーク（Ｗ）に対して相対的に移動させる移動装置（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と、切削工具（Ｔ１）の刃先（Ｔａ）の方向を、Ｘ方向から見てＺ方向に対して傾けた状態で、Ｙ方向から見てＺ方向に対して傾け、ワーク（Ｗ）の傾斜面（Ｗａ）に対応させる角度設定機構（１９）と、を備える。

Description

工作機械及び切削方法
　本発明は、傾斜面または曲面を有するワークを切削する工作機械及び切削方法に関する。
　工作機械の１つである旋盤は、加工対象であるワークを回転軸（スピンドル）に保持し、ワークを回転させながらバイト等の加工ツールにより切削加工等を行う（特許文献１参照）。例えばテーパー形状の嵌め合い部を有するスピンドルなど傾斜面を有するワークを旋盤で加工する場合、傾斜面の傾斜に応じて切削量を規定しつつ加工ツールを回転軸方向に移動させて切削を行う。ただし、この切削加工では、要求される面粗度を得ることが困難であるため、例えば旋盤で前加工を行った後、アンギュラ砥石などによって傾斜面を研削して仕上げを行うことにより、求められる面粗度を得るようにしている。
特許第２７０１７０６号公報
　しかしながら、上記のように旋盤で前加工を行った後に砥石による仕上げを行う場合、ワークを旋盤からアンロードした後、あらためて研削盤にワークをセットする必要があるため、加工に要する時間が全体的に長くなってしまう。また、研削盤においてワークを回転させる場合、傾斜面の内周側と外周側とで周速度が異なるため、アンギュラ砥石を当接した時の研削量が傾斜面の内周側と外周側とで異なってしまう。このため、面粗度が均一にはならず、要求される面粗度を得ることが困難な場合があった。
　以上のような事情に鑑み、本発明では、傾斜面または曲面を切削加工する場合に加工面を高面粗度に仕上げることが可能であり、砥石による研削工程を省くことで加工時間を短縮することが可能な工作機械及び切削方法を提供することを目的とする。
　本発明では、傾斜面または曲面を有するワークを切削する工作機械であって、ワークを保持して回転する主軸と、ワークを切削する直線切刃を持つ切削工具を、主軸の軸線に平行なＺ方向と、Ｚ方向に直交しかつワークに対する切削量を規定するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交するＹ方向またはＺ方向に平行な軸回り方向とを合成した方向に、ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、切削工具の刃先の方向を、Ｘ方向から見てＺ方向に対して傾けた状態で、Ｙ方向から見てＺ方向に対して傾け、ワークの傾斜面または曲面に対応させる工具配置部と、を備える。
　また、切削工具を保持する刃物台を有し、移動装置は、刃物台を介して切削工具をＺ方向、Ｘ方向、及びＹ方向に移動させてもよい。また、工具配置部は、刃物台と切削工具との間に形成されてもよい。また、工具配置部は、Ｙ方向から見てＺ方向に対する刃先の角度を設定する角度設定機構を有してもよい。また、角度設定機構は、Ｙ方向に沿った回転軸を有するシャフトと、シャフトの一部に形成されるとともに切削工具を保持するホルダと、を備えてもよい。また、ホルダとシャフトとの間に圧入されて、シャフトの回転位置を保持するためのロックスリーブを備えてもよい。また、シャフトの回転位置を調整するための調整機構を備えてもよい。また、シャフトをホルダに対して回転させるとともに、所定の回転位置で保持する駆動系を有してもよい。
　また、本発明では、傾斜面または曲面を有するワークを切削する方法であって、ワークを回転させる工程と、ワークを切削する直線切刃を持つ切削工具を、ワークの回転軸の軸線に平行なＺ方向に対して傾けてワークの傾斜面または曲面に対応させる工程と、切削工具を、Ｚ方向と、Ｚ方向に直交しかつワークに対する切削量を規定するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交するＹ方向またはＺ方向に平行な軸回り方向とを合成した方向に、ワークに対して相対的に移動させてワークを切削する工程と、を備える。
　本発明によれば、回転するワークに対して、直線切刃を持つ切削工具を、Ｚ方向と、Ｘ方向と、Ｙ方向またはＺ方向に平行な軸回り方向とを合成した方向に相対的に移動させ、切削工具の刃先の方向を、Ｘ方向から見てＺ方向に対して傾けた状態で、Ｙ方向から見てＺ方向に対して傾け、ワークの傾斜面または曲面に対応させてワークの傾斜面または曲面を切削するため、ワークと切削工具とをＹ方向に相対的に移動させる際、切削工具の刃先がワークに対してスムーズに切り込むので、ワークの不要な振動を抑制させることができ、ワークの加工面の面粗度を高めることができる。また、加工面を高面粗度に仕上げるため、従来のような仕上げのための研削工程を省くことができ、ワークの加工に要する時間を短縮することができる。
　また、切削工具を保持する刃物台を有し、移動装置が刃物台を介して切削工具をＺ方向、Ｘ方向、及びＹ方向に移動させるものでは、切削工具を安定してＺ方向等に移動させることができる。また、工具配置部が刃物台と切削工具との間に形成されるものでは、切削工具の刃先の方向をワークの傾斜面等に容易に対応させることができる。また、工具配置部がＹ方向から見てＺ方向に対する刃先の角度を設定する角度設定機構を有するものでは、切削工具の刃先の方向をワークの傾斜面等に対応する角度に容易に設定することができる。また、角度設定機構がＹ方向に沿った回転軸を有するシャフトと、シャフトの一部に形成されるとともに切削工具を保持するホルダと、を備えるものでは、シャフトの回転に伴ってホルダが回転することにより、刃先の方向を正確に変化させることができる。また、ホルダとシャフトとの間に圧入されて、シャフトの回転位置を保持するためのロックスリーブを備えるものでは、切削工具の刃先の方向を確実に固定させることができる。また、シャフトの回転位置を調整するための調整機構を備えるものでは、シャフトの回転位置を調整することにより、切削工具の刃先の方向を微調整することができる。
　また、シャフトをホルダに対して回転させるとともに、所定の回転位置で保持する駆動系を有するものでは、ワークの傾斜面等の傾きに応じて切削工具の刃先の方向を動かすことができ、刃先の角度の調整を容易にするとともに、切削工具をＺ方向に移動させながら刃先の角度を変更することで曲面の切削加工に対応することができる。
　また、本発明の切削方法によれば、切削工具を、Ｚ方向に対して傾けてワークの傾斜面または曲面に対応させるので、ワークの傾斜面または曲面を容易かつ高い面粗度で切削することができる。
第１実施形態に係る工作機械の要部の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 ワークに対応する部分を拡大して示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 工具保持台の一例を示し（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＱ方向から見た図である。 角度設定機構の一例を示し、（ａ）は図３（ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＢ－Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は図３（ｂ）のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。 実施形態に係る切削方法の一例を示すフローチャートである。 （ａ）はＺ方向に対する切削工具の刃先の方向を示し、（ｂ）はＺ方向からワークを見たとき切削工具の動作を示し、（ｃ）はＸ方向からワークを見たときの切削工具の動作を示している。 第２実施形態に係る工作機械の要部の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は使用状態を示す図である。 （ａ）は刃物台の内部を＋Ｚ方向に見たときの図、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。 （ａ）（ｂ）は、変形例に係る工作機械において、切削工具の動作を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＹＺ平面とする。このＹＺ平面において主軸７（対向軸８）の回転軸方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。また、ＹＺ平面に垂直な方向はＸ方向と表記する。Ｘ軸は、Ｚ方向に直交し、かつ、ワークに対する切削量を規定する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が－方向であるものとして説明する。
　＜第１実施形態＞
　第１実施形態に係る工作機械１００について、図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る工作機械１００の要部の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図１に示す工作機械１００は、旋盤である。図１において、工作機械１００の＋Ｙ側が正面であり、－Ｙ側が背面である。また、工作機械１００の±Ｚ側は側面であり、Ｚ方向は工作機械１００の左右方向である。
　図１に示すように、工作機械１００は、ベース１を有している。ベース１には、主軸台２と心押し台４とが設けられる。主軸台２は、不図示の軸受け等により主軸７を回転可能な状態で支持している。なお、主軸台２は、ベース１に固定されるが、Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向等に移動可能に形成され、モータ等の駆動によって移動するものでもよい。主軸７の＋Ｚ側の端部には、チャック駆動部９が設けられている。チャック駆動部９は、複数の把握爪９ａを主軸７の径方向に移動させてワークＷを保持させる。図１では、主軸７の回転軸周りに等間隔に配置された３つの把握爪９ａを用いてワークＷを把持しているが、これに限定されず、把握爪９ａの個数や形状は、ワークＷを保持可能な任意の構成のものが用いられる。
　主軸７の－Ｚ側の端部は主軸台２から－Ｚ方向に突出しており、この端部にプーリー１１が取り付けられる。プーリー１１と、ベース１に設けられたモータ１２の回転軸との間にはベルト１３が掛け渡されている。これにより、主軸７は、モータ１２の駆動によりベルト１３を介して回転する。モータ１２は、不図示の制御部によって駆動される。モータ１２としては、例えば、トルク制御機構を備えたモータが用いられる。また、主軸７は、モータ１２及びベルト１３によって駆動されることに限定されず、モータ１２の駆動を歯車列等で主軸７に伝達するものや、モータ１２によって直接主軸７を回転させるものでもよい。
　心押し台４は、ベース１上に設置されたＺ方向ガイド３に沿って移動可能に形成される。心押し台４は、不図示の軸受け等により対向軸８を回転可能な状態で支持している。主軸７の回転軸方向と、対向軸８の回転軸方向とはＺ方向に一致した状態となっている。心押し台４の－Ｚ側の端部には、センター１０が取り付けられている。
　把握爪９ａによって保持されるワークＷは、円柱形の一部にテーパー状の傾斜面Ｗａを有する。傾斜面Ｗａは、主軸７側から対向軸８側へ向けて徐々に径が小さくなっている。なお、ワークＷとしては、図１に示すものに限定されず、例えば、傾斜角度が図１のワークＷに対して大きいものや逆に小さいものでもよい。また、ワークＷとして、斜面が主軸７から対向軸８側へ向けて徐々に径が大きくなるものでもよい。また、ワークＷとして、複数の傾斜面Ｗａを有するものであってもよい。また、ワークＷとして、傾斜面Ｗａの途中で傾斜角度が異なるものでもよい。
　図１（ｂ）の一点鎖線で示すように、ワークＷが長尺である場合（Ｚ方向に長い場合）は、ワークＷの＋Ｚ側の端部を心押し台４のセンター１０で保持する。これにより、長尺のワークＷは主軸７と対向軸８とに挟まれた状態で回転するため、切削加工時に安定してワークＷを回転させることができる。ワークＷが短尺の場合（Ｚ方向に短い場合）、ワークＷは、主軸７の把握爪９ａのみにより保持されて回転する。この場合には、心押し台４を用いなくてもよい。
　続いて、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベース１にはＺ方向に配置されたＺ方向ガイド５が設けられる。また、Ｚ方向ガイド５の－Ｘ位置には、Ｚ方向ガイド５と同様にＺ方向に配置されたＺ方向ガイド５Ａが設けられる。Ｚ方向ガイド５、５Ａのそれぞれには、Ｚ方向ガイド５、５Ａに沿ってＺ方向に移動可能なＺ軸スライド１７、１７Ａが設けられる。Ｚ軸スライド１７は、図１（ｂ）に示すように、Ｚ方向駆動系（移動装置）Ｍ１の駆動によりＺ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｚ方向駆動系Ｍ１は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、Ｚ軸スライド１７Ａは、上記したＺ方向駆動系Ｍ１と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＺ方向に移動して所定位置で保持される。Ｚ軸スライド１７Ａの駆動系は、Ｚ方向駆動系Ｍ１と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。また、Ｚ軸スライド１７、１７Ａで共通のＺ方向駆動系Ｍ１を構成させ、Ｚ軸スライド１７、１７Ａのいずれか一方または双方を駆動させてもよい。
　Ｚ軸スライド１７、１７Ａには、それぞれＸ方向ガイド１８、１８Ａが形成される。また、Ｚ軸スライド１７、１７Ａには、それぞれＸ方向ガイド１８、１８Ａに沿って移動可能なＸ軸スライド１５、１５Ａが設けられる。Ｘ軸スライド１５は、Ｘ方向駆動系（移動装置）Ｍ２の駆動によりＸ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｘ方向駆動系Ｍ２は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、Ｘ軸スライド１５Ａは、上記したＸ方向駆動系Ｍ２と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＸ方向に移動して所定位置で保持される。Ｘ軸スライド１５Ａの駆動系は、Ｘ方向駆動系Ｍ２と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。
　Ｘ軸スライド１５、１５Ａには、それぞれＹ方向ガイド１６、１６Ａが形成される。また、Ｘ軸スライド１５、１５Ａには、それぞれＹ方向ガイド１６、１６Ａに沿って移動可能な刃物台駆動部２１、２１Ａが設けられる。刃物台駆動部２１は、Ｙ方向駆動系（移動装置）Ｍ３の駆動によりＹ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｙ方向駆動系Ｍ３は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、刃物台駆動部２１Ａは、上記したＹ方向駆動系Ｍ３と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＹ方向に移動して所定位置で保持される。刃物台駆動部２１Ａの駆動系は、Ｙ方向駆動系Ｍ３と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。
　刃物台駆動部２１、２１Ａのそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が収容されている。刃物台駆動部２１には、第１タレット（刃物台）２３が取り付けられている。第１タレット２３は、回転駆動装置の駆動によりＺ方向を軸として回転可能となっている。同様に、刃物台駆動部２１Ａには、第２タレット（刃物台）２３Ａが取り付けられている。第２タレット２３Ａは、回転駆動装置の駆動によりＺ方向を軸として回転可能となっている。第１タレット２３は、ワークＷの上方（＋Ｘ側）に配置され、第２タレット２３Ａは、ワークＷの下方（－Ｘ側）に配置される。これら第１及び第２タレット２３、２３ＡでワークＷを挟むように配置される。
　第１及び第２タレット２３、２３Ａの周面には、切削工具Ｔを保持するための複数の保持部が設けられている。これら保持部の全部または一部には切削工具Ｔが保持される。従って、第１及び第２タレット２３、２３Ａを回転させることにより、所望の切削工具Ｔが選択される。第１及び第２タレット２３、２３Ａの保持部に保持される切削工具Ｔは、各保持台に対して交換可能である。切削工具Ｔとしては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。なお、ドリル等の回転工具は、保持部に収容された小型モータの回転軸に取り付けられて用いられる。
　第１及び第２タレット２３、２３Ａには、複数の保持部の１つに工具保持台２４、２４Ａが形成されている。工具保持台２４と２４Ａとは、同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。また、第２タレット２３Ａには、工具保持台２４Ａが設けられなくてもよい。
　工具保持台２４には、ワークＷの傾斜面Ｗａに対応可能な切削工具Ｔ１が取り付けられている。すなわち、切削工具Ｔ１は、工具保持台２４を介して第１タレット２３に保持される。一方、工具保持台２４Ａには、切削工具Ｔが取り付けられている。すなわち、切削工具Ｔは、工具保持台２４Ａを介して第２タレット２３Ａに保持される。工具保持台２４Ａに取り付けられる切削工具Ｔは、工具保持台２４に取り付けられる切削工具Ｔ１と同一でもよく、また、異なってもよい。
　図１に示す工作機械１００では、ワークＷに対して±Ｘ側に、ワークＷを挟むように切削工具Ｔ、Ｔ１が配置されているが、いずれか一方であってもよい。また、切削工具Ｔ、Ｔ１は、ワークＷに対してＸ方向（上下方向）に配置されているが、これに代えて、ワークＷに対して水平方向（Ｙ方向）に配置されてもよい。また、切削工具Ｔ、Ｔ１によるワークＷへの切削は、不図示の制御部によって行われ、いずれか一方によりワークＷを切削させてもよく、また両者を交互に使用する場合や、両者を同時に使用する場合など、いずれであってもよい。
　また、図１では刃物台として第１及び第２タレット２３、２３Ａが用いられるが、これに限定されず、くし歯状の刃物台が用いられてもよい。くし歯状の刃物台は、複数のくし歯部分のそれぞれに切削工具Ｔが保持され、くし歯が並ぶ方向に移動することにより複数の切削工具Ｔのうちいずれか１つを選択する。
　図２は、ワークＷに対応する部分として、主軸７及び第１タレット２３を含む要部を拡大して示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１タレット２３の－Ｘ側の面２３ａには、工具保持台２４が取り付けられている。工具保持台２４は、上記したＺ方向駆動系Ｍ１及びＸ方向駆動系Ｍ２により、第１タレット２３と一体的にＺ方向及びＸ方向に移動する。また、工具保持台２４は、上記したＹ方向駆動系Ｍ３により、Ｙ方向に移動する。従って、工具保持台２４は、Ｚ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２及びＹ方向駆動系Ｍ３により、ワークＷに対してＺ方向、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに移動可能に設けられている。
　その結果、切削工具Ｔ１（Ｔ）は、Ｚ軸スライド１７（１７Ａ）、刃物台駆動部２１（２１Ａ）、及び工具保持台２４（２４Ａ）がそれぞれＺ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２、及びＹ方向駆動系Ｍ３によって駆動されることにより、ワークＷに対してＺ方向、Ｘ方向、及びＹ方向の全部または一部を合成した方向に移動可能となっている。
　図３は、工具保持台２４の一例を示し（ａ）は正面図（Ｙ方向から見た図）、（ｂ）は（ａ）のＱ方向から見た図である。図３に示すように、工具保持台２４は、切削工具Ｔ1が配置される工具配置面２４ｆを有している。工具配置面２４ｆは、第１タレット２３の面２３ａ（ＹＺ平面）に対して傾いて形成されており、主軸７側に向けられている。切削工具Ｔ１は、角度設定機構（工具配置部）１９を介して工具保持台２４に保持される。切削工具Ｔ１は、直線状に形成された刃（直線切刃）を有している。この直線切刃の刃先Ｔａの方向は、図３（ａ）に示すように、Ｙ方向から見たときにＺ方向に対して傾斜している。また、図３（ｂ）に示すように、Ｑ方向から見たときの刃先Ｔａの方向も傾斜している。従って、Ｘ方向から見たときの刃先Ｔａの方向も、Ｚ方向に対して傾斜している。
　角度設定機構１９について、図３とともに図４を用いて説明する。図４は、角度設定機構１９の一例を示し、（ａ）は図３（ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＢ－Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は図３（ｂ）のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。図４（ａ）に示すように、工具保持台２４には、Ｙ方向に平行な方向に貫通穴２４ｈが形成されている。貫通穴２４ｈの内部には、サポートシャフト（シャフト）２５が配置されている。サポートシャフト２５は、円柱状または円筒状に形成されている。貫通穴２４ｈの径は、サポートシャフト２５の径よりも大きくなっており、サポートシャフト２５と貫通穴２４ｈの内壁との間には隙間が形成されている。このため、サポートシャフト２５は、貫通穴２４ｈに対して、Ｙ方向に平行な回転軸ＡＸ１の軸線周りの方向に回転可能に設けられている。
　貫通穴２４ｈは、工具保持台２４のＹ方向の両端部において、径が拡大されている。この部分には、ロックスリーブ２６が圧入される。ロックスリーブ２６は、工具保持台２４の＋Ｙ側の面及び－Ｙ側の面の２か所に取り付けられる。ロックスリーブ２６は、圧入部２６ａと、フランジ部２６ｂと、ボルト２６ｃとを有している。圧入部２６ａは、貫通穴２４ｈの内壁とサポートシャフト２５との間に圧入される。この圧入部２６ａにより、サポートシャフト２５の回転が規制される。また、フランジ部２６ｂは、工具保持台２４の＋Ｙ側の面及び－Ｙ側の面に沿って配置される。フランジ部２６ｂは、ボルト２６ｃを介して工具保持台２４に固定される。このロックスリーブ２６によって、サポートシャフト２５の回転位置が保持された状態となる。
　サポートシャフト２５の外周の一部には、ホルダ取付部２５ａが設けられている。ホルダ取付部２５ａは、サポートシャフト２５の周面から工具配置面２４ｆ側へ向けて突出して形成されている。なお、工具配置面２４ｆには開口部２４ｇが形成されており、ホルダ取付部２５ａはこの開口部２４ｇから外部に突出している。ホルダ取付部２５ａには、ホルダ２７が取り付けられている。ホルダ２７は、例えば複数のボルト穴２７ａを有しており、ボルト２７ｂなどの固定部材を介してサポートシャフト２５のホルダ取付部２５ａに締結されている。このホルダ２７は、切削工具Ｔ１を保持する。
　切削工具Ｔ１は、締結部材２７ｃを介してホルダ２７に固定されている。図３及び図４に示すものでは、締結部材２７ｃによって切削工具２７ｃを交換可能な、例えばスローアウェイチップが用いられるが、これに限定されない。例えば、ホルダ２７に刃先が一体化された切削工具が用いられてもよい。この場合、ホルダ取付部２５ａに対して切削工具が交換可能となる。
　サポートシャフト２５、ロックスリーブ２６及びホルダ２７は、切削工具Ｔの刃先Ｔａの方向を、Ｙ方向から見てＺ方向に対する角度を設定する角度設定機構１９を構成している。角度設定機構１９は、第１タレット２３と切削工具Ｔ１との間に形成されている。なお、サポートシャフト２５は、工具保持台２４に設けられた構成に限定されず、例えば、第１タレット２３内に設けられてもよいし、第１タレット２３と工具保持台２４との間に挟まれた状態で配置されてもよい。
　工具保持台２４の開口部２４ｇと、サポートシャフト２５のホルダ取付部２５ａとの間には、図３（ｂ）に示すように、所定の隙間が形成されている。このため、サポートシャフト２５を回転させると、この隙間の分だけ、回転軸ＡＸ１を中心としてホルダ取付部２５ａを回転させることができる。このホルダ取付部２５ａの回転により、切削工具Ｔ１を回転させることができ、これにより、Ｚ方向に対して、Ｙ方向から見た刃先Ｔａの方向の角度を設定することができる。
　また、図３（ｂ）や、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、工具保持台２４には、調整機構としてプルボルト２８及びプッシュボルト２９が設けられている。プルボルト２８及びプッシュボルト２９は、それぞれ工具保持台２４の表面から内部に挿入されており、先端部がそれぞれホルダ取付部２５ａに接続されている。プルボルト２８は、先端部がホルダ取付部２５ａにネジ結合しており、回転させることにより例えばホルダ取付部２５ａを引き寄せて刃先Ｔａの角度を微調整する。プッシュボルト２９は、工具保持台２４に固着されたナットにネジ結合されるとともに、先端がホルダ取付部２５ａに接触している。プルボルト２８を回転させることにより、ホルダ取付部２５ａを押し離して刃先Ｔａの角度を微調整する。
　なお、プルボルト２８及びプッシュボルト２９の個数や配置については、上記した構成に限定されるものではない。また、調整機構としてプルボルト２８及びプッシュボルト２９が用いられることに限定されず、刃先Ｔａの角度を微調整可能な他の調整機構が用いられてもよい。また、調整機構が形成されるか否かは任意であり、調整機構が形成されなくてもよい。
　続いて、以上のように構成された工作機械１００の動作について図面を用いて説明する。図５は、工作機械１００の動作を示すフローチャートである。
　先ず、加工対象であるワークＷを主軸７に保持させる。例えば、不図示のワーク搬送装置が、加工対象であるワークＷをロードポジションまで取りに行くとともに、このワークＷを主軸７まで搬送し、把握爪９ａによってワークＷの端部を保持する。なお、ワークＷが長尺である場合には、ワークＷの他端を対向軸８のセンター１０によって把持してもよい。なお、ワーク搬送装置によるワークＷの搬送から、把握爪９ａの駆動によりワークＷの保持までの一連の動作は、例えば、不図示の制御部からの指示によって行われてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。
　ワークＷを把持した後、モータ１２を駆動して主軸７を回転させることにより、ワークＷを回転させる（ステップＳ０１）。なお、主軸７と対向軸８とでワークＷを把持する場合には、主軸７と対向軸８とを同期させて回転させる。また、ワークＷの回転数は、加工処理に応じて適宜設定される。その一方で、切削工具Ｔ１の選択及び刃先Ｔａの角度の設定を行う。先ず、第１タレット２３（２３Ａ）を回転させて切削工具Ｔ１を選択する。そして、切削工具Ｔ１の刃先ＴａがワークＷの傾斜面Ｗａに対応するように、切削工具Ｔ１の傾きを設定する（ステップＳ０２）。なお、切削工具Ｔ１の選択及び刃先Ｔａの角度の設定は、ワークＷの回転に先だって行ってもよい。
　切削工具Ｔ１の傾きの設定は、角度設定機構１９を用いて次の手順で行う。先ず、工具保持台２４の２か所に圧入されているロックスリーブ２６のボルト２６ｃを緩めて、圧入部２６ａをＹ方向に移動させてサポートシャフト２５を回転可能な状態にする（図４（ａ）参照）。次に、サポートシャフト２５を回転軸ＡＸ１回りに回転させ、ホルダ２７をＹ軸周りに回動移動させる。これにより、ホルダ２７の傾きが変化し、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａの方向がＺ方向に対して変化する。
　刃先Ｔａの方向（傾き）が所望の方向となるようにサポートシャフト２５の回転位置を決めた後、ロックスリーブ２６のボルト２６ｃを締めることによりサポートシャフト２５の回転位置を固定する。その結果、刃先Ｔａの方向は、所望の傾きに設定される。なお、必要に応じて、プルボルト２８及びプッシュボルト２９を用いて刃先Ｔａの傾きを微調整してもよい。
　ステップＳ０２で刃先Ｔａの傾きを設定した後、ワークＷの回転が安定した段階で、切削工具Ｔ１によりワークＷの傾斜面Ｗａに対して切削を行う（ステップＳ０３）。切削加工において、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａが移動するＸＹＺ座標位置は、Ｚ軸スライド１７のＺ方向への移動、刃物台駆動部２１のＸ方向への移動、工具保持台２４のＹ方向への移動によって設定され、それぞれＺ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２、Ｙ方向駆動系Ｍ３の駆動によって行われる。なお、刃先ＴａのＸ方向の位置は、ワークＷの傾斜面Ｗａに対しる切削量を規定する。
　本実施形態では、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａを、ワークＷの傾斜面Ｗａに沿ってＺ方向及びＸ方向に移動させつつ、その傾斜面Ｗａの接線方向であるＹ方向にも移動させて加工を行う。このような、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への切削工具Ｔ１の移動は、例えば、不図示の制御部に備える記憶部等に予め設定された情報（加工レシピ）に基づいて行われる。ただし、切削工具Ｔ１の移動を、作業者がマニュアル操作してもよい。
　図６（ａ）はＺ方向に対する切削工具Ｔ１の刃先Ｔａの方向を示し、（ｂ）は－Ｚ方向にワークＷを見たとき切削工具Ｔ１（刃先Ｔａ）の動作を示し、（ｃ）は－Ｘ方向にワークＷを見たときの切削工具Ｔ１（刃先Ｔａ）の動作を示している。図６（ａ）に示すように、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａは、Ｚ方向に対して角度αに設定されている。従って、刃先Ｔａが、ワークＷの－Ｙ側から＋Ｙ側に移動した場合、刃先Ｔａの＋Ｚ側が先にワークＷに当接することになる。
　上記したステップＳ０３での切削加工は、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、刃先Ｔａを、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を合成した合成方向Ｒに移動させることにより行う。この合成方向Ｒは、ワークＷの傾斜面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。先ず、刃先Ｔａの＋Ｚ側の第１端部Ｔａ１が傾斜面Ｗａの小径部Ｗｂ（＋Ｚ側端部であって最も径が小さい部分）に当たり、この第１端部Ｔａ１において傾斜面Ｗａの切削を行う。その後、刃先Ｔａは、傾斜面Ｗａに沿って合成方向Ｒに移動することにより、ワークＷへの切削部分が第１端部Ｔａ１から第２端部Ｔａ２に向けて徐々に－Ｚ方向にずれた状態となる。このように、刃先ＴａがＹ方向に移動するが、ワークＷの傾斜面Ｗａでは直線Ｌに沿って刃先Ｔａが当たり、Ｚ方向に進んでいく。
　刃先Ｔａの第２端部Ｔａ２が傾斜面Ｗａの大径部Ｗｃ（－Ｚ側端部であって最も径が大きい部分）に達した段階で傾斜面Ｗａの切削加工が完了する。このように、刃先Ｔａの第１端部Ｔａ１から第２端部Ｔａ２まで全体を用いて傾斜面Ｗａを切削しているが、刃先Ｔａの一部を用いて傾斜面Ｗａを切削してもよい。刃先Ｔａが直線Ｌを進む間は、刃先Ｔａは、Ｚ方向の移動とともにＸ方向にも移動している。これに加えて、刃先ＴａはＹ方向にも移動するが、切削に関与する移動量は第１端部Ｔａ１から第２端部Ｔａ２までのＹ方向の距離に等しい。従って、図６（ａ）に示すように、刃先ＴａのＺ方向に対する角度αや、第１端部Ｔａ１から第２端部Ｔａ２までの刃先Ｔａの長さによって、刃先ＴａのＹ方向への移動量は変動する。例えば、刃先Ｔａの角度をαより大きくしたものや、刃先Ｔａが長いものでは、図６に示すものと比較して、傾斜面Ｗａの切削においてＹ方向への移動量が大きくなる。
　なお、刃先Ｔａを合成方向Ｒに移動させる場合、その合成方向ＲのうちＸ方向速度、Ｙ方向速度、Ｚ方向速度は、それぞれ一定となるように設定されるが、これに限定されない。例えば、小径部ＷｂではＹ方向の速度を早くするとともに、大径部Ｗｃに向かうに従ってＹ方向の速度を遅くしてもよい。この場合、Ｙ方向の移動速度の変化に応じて、Ｚ方向やＸ方向の速度も変化させ、所望の傾斜面Ｗａを切削させるものでもよい。
　また、移動方向Ｒを変化させずに、移動速度を変化させてもよい。ワークＷを切削する場合、単位回転あたりの移動量（送り量）ｆと、切削部分における回転中心からの距離（径）ｒと、切削後の面精度ｔとの関係は、
　ｔ＝ｆ２／８ｒ
　で表される。したがって、送り量ｆを一定とした場合、切削部分の径が大きい位置では面精度ｔが高くなり、切削部分の径が小さい位置では面精度ｔが低くなる。そこで、例えば切削部分の径ｒに応じて送り量ｆを変化させることで、面精度ｔが一定となるようにしてもよい。例えば、傾斜面Ｗａの小径部Ｗｂ側は、大径部Ｗｃ側に比べて径が小さい。このため、傾斜面Ｗａの小径部Ｗｂ側を切削する場合には送り量ｆを小さくし、大径部Ｗｃ側を切削する場合には送り量ｆを大きくすることにより、傾斜面Ｗａの径方向において面精度ｔを均一にすることができる。
　なお、上記では第１タレット２３の切削工具Ｔ１を用いた切削加工を示しているが、第２タレット２３Ａの切削工具Ｔ（図１参照）を加えて、ワークＷの切削を行ってもよい。この場合、第２タレット２３Ａの切削工具Ｔを、ワークＷの－Ｘ側において上記した切削工具Ｔ１と同様な軌道で移動させて傾斜面Ｗａを切削させてもよい。また、切削工具Ｔは、傾斜面Ｗａ以外を切削させてもよい。切削工具Ｔ１、Ｔの双方で傾斜面Ｗａを切削する場合、傾斜面Ｗａの同一周回部分を異なる切削量で行ってもよく、また、傾斜面Ｗａの異なる部分をそれぞれ切削させてもよい。
　ワークＷの切削加工が終了すると、把握爪９ａによる保持を解除し、ワークＷを不図示のワーク搬送装置によって工作機械１００の加工領域から取り出す。なお、把握爪９ａの解除からワーク搬送装置によるワークＷの取り出しまでの一連の動作は、例えば、不図示の制御部からの指示によって行われてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。なお、ワークＷの搬入から取り出しまでを不図示の制御部によって行うときは、上記した切削加工を自動で行うことができる。ただし、このような動作を全て自動で行うことに代えて、一部または全部の動作を手動で行ってもよい。
　このように、本実施形態に係る工作機械１００は、回転するワークＷに対して、Ｚ方向と、Ｘ方向と、Ｙ方向とを合成した合成方向Ｒに切削工具Ｔ１を移動させて、ワークＷの傾斜面Ｗａを切削するため、高い面粗度で傾斜面Ｗａを切削でき、砥石等を用いた研削加工を不要とするので、製品完成までの時間を短縮することができる。なお、本明細書において使用する面粗度は、例えば、平均粗さ（Ｒａ）が用いられるが、他の指標が用いられてもよい。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態に係る工作機械２００について説明する。　
　図７は、第２実施形態に係る工作機械２００の要部の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は使用状態を示す図である。なお、図７において図示しない構成は、図１に示す工作機械１００と同様のものが採用される。また、図７において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。なお、この第２実施形態は、角度設定機構（工具配置部）１１９の構成が第１実施形態の角度設定機構１９とは異なっている。
　図７（ａ）に示すように、工具保持台１２４は、角度設定機構１１９を有している。角度設定機構１１９は、サポートシャフト２５を回転させるための駆動系Ｍ４と、ウォームシャフト１２２と、ウォームギア１２３とを有している。駆動系Ｍ４の一例を、図８（ａ）及び（ｂ）に示す。図８（ａ）は、第１タレット２３（第２タレット２３Ａ）の内部を＋Ｚ方向に見たときの図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、この駆動系Ｍ４は、モータ３１と、ウォームギア３２と、伝達軸３３と、ベベルギア３４、３５とを有している。
　モータ３１は、第１タレット２３の＋Ｚ側に配置されており、例えば刃物台駆動部２１に取り付けられている。モータ３１は、Ｙ方向に平行な出力軸３１ａを有している。出力軸３１ａは、Ｙ方向に平行な回転軸を中心として回転する。ウォームギア３２は、出力軸３１ａに取り付けられたねじ歯車３２ａと、伝達軸３３に取り付けられたはす歯歯車３２ｂとを有している。ウォームギア３２は、出力軸３１ａの回転を伝達軸３３に伝達する。
　伝達軸３３は、Ｚ方向に平行な回転軸を中心として、例えばベアリング３３ａ、３３ｂによって回転可能に支持されている。伝達軸３３の＋Ｚ側の端部には、はす歯歯車３２ｂが取り付けられている。伝達軸３３の－Ｚ側の端部には、ベベルギア３４が取り付けられている。ベベルギア３４は、ベベルギア３５とかみ合っている。ベベルギア３５は、ウォームシャフト１２２に取り付けられている。ベベルギア３４、３５は、伝達軸３３の回転をウォームシャフト１２２に伝達する。
　ウォームシャフト１２２は、Ｘ方向に平行な回転軸を中心として、例えばベアリング３６ａ、３６ｂによって回転可能に支持されている。ウォームシャフト１２２の－Ｘ側の端部には、ウォーム１２３ａが取り付けられている。ウォーム１２３ａの歯は、ウォームホイール１２３ｂの歯にかみ合っている。ウォームホイール１２３ｂは、サポートシャフト２５に固定されている。ウォームホイール１２３ｂには、Ｘ方向に平行な歯がＹ方向に複数並んで配置されている。ウォームシャフト１２２が回転することにより、ウォーム１２３ａが回転し、ウォームホイール１２３ｂに対して回転力が加えられ、この力によりサポートシャフト２５が回転する。
　ウォームシャフト１２２は、Ｘ方向に平行な回転軸ＡＸ２を有しており、駆動系Ｍ４からの駆動力によってＸ軸回りの方向に回転する。ウォームシャフト１２２は、例えばベアリング３６ａ、３６ｂによって回転可能に支持されている。ウォームギア１２３は、ウォーム（ねじ歯車）１２３ａ及びウォームホイール（はす歯歯車）１２３ｂを有している。ウォーム１２３ａは、ウォームシャフト１２２の－Ｘ側端部に形成されており、回転軸１２２と一体でＸ軸回りに回転する。ウォームホイール１２３ｂは、サポートシャフト２５に固定されている。ウォームホイール１２３ｂは、回転軸がサポートシャフト２５の回転軸ＡＸ１と一致するように配置されている。ウォームホイール１２３ｂは、ウォーム１２３ａに噛み合わされており、ウォーム１２３ａの回転によりＹ軸回りに回転する。したがって、ウォームシャフト１２２が回転することにより、ウォーム１２３ａが回転し、ウォームホイール１２３ｂに対して回転力が加えられ、この力によりサポートシャフト２５が回転する。
　サポートシャフト２５がＹ軸回りに回転することにより、ホルダ２７に取り付けられる切削工具Ｔ１の刃先Ｔａの傾きが変更され、その傾きが保持される。このように、角度設定機構１１９では、駆動系Ｍ４の駆動に応じてサポートシャフト２５の回転位置が設定され、これにより、ホルダ２７に取り付けられる切削工具Ｔ１の刃先Ｔａの傾きが設定される。
　なお、サポートシャフト２５の回転位置（刃先Ｔａの傾き）については、例えば、工作機械２００に備える不図示の制御部によって制御されてもよく、また、作業者によるマニュアル操作により行ってもよい。また、刃先Ｔａの傾きを検出するセンサを備え、このセンサからの出力によって刃先Ｔａの傾きを制御してもよい。この場合、光学式や磁気式の非接触タイプのセンサが用いられてもよい。なお、サポートシャフト２５を図７に示す構成により回転させることに限定するものではない。例えば、サーボモータ等によりサポートシャフト２５を直接回転させてもよい。
　図７（ｂ）は、第２実施形態に係る工作機械２００を用いて、曲面Ｗ１ａを有するワークＷ１を切削する様子を示す図である。図７（ｂ）に示すように、ワークＷ１は、曲面部Ｗ１ａを挟んだ両側に軸部Ｗ１ｂ、Ｗ１ｃが形成されている。曲面部Ｗ１ａは、軸部Ｗ１ｂ側の端部Ｗ１ｄから軸部Ｗ１ｃ側の端部Ｗ１ｅにわたって一定の曲率を有する球面状に形成されている。この、ワークＷ１は、軸部Ｗ１ｂがチャック部９ａによって保持されており、主軸７の回転によりＺ方向を軸として回転する。
　このようなワークＷ１の曲面部Ｗ１ａを加工する際には、先ず、端部Ｗ１ｅの接線方向に対応するように、刃先Ｔａの傾きを設定する。刃先Ｔａの傾き設定は、上記したように、駆動系Ｍ４を駆動してサポートシャフト２５を回転させることにより行う。次に、刃先ＴａをＺ方向に移動させることに伴って、刃先ＴａをＸ方向及びＹ方向に移動させるとともに、刃先Ｔａの方向が曲面部Ｗ１ａの接線方向となるようにサポートシャフト２５を回転させて、刃先Ｔａの傾きを連続的に変化させる。このような動作を、刃先Ｔａが端部Ｗ１ｄに達するまで行うことにより、曲面部Ｗ１ａの切削加工を行うことができる。
　なお、曲面部Ｗ１ａの形状によっては、刃先Ｔａの傾きが曲面に追従できない場合もある。例えば、図７（ｂ）に示すように、曲面部Ｗ１ａの＋Ｚ側については刃先Ｔａを接線方向に傾けることが難しい。このような場合は、例えば、端部Ｗ１ｅから最大径部分までを切削し、次に、ワークＷ１の軸部Ｗ１ｂを把握爪９ａから外して、軸部Ｗ１ｃを把握爪９ａに保持させることにより、同様に端部Ｗ１ｄから最大径部分までを切削することにより曲面部Ｗ１ａ全面の切削を行うことができる。
　このように、本実施形態によれば、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａの方向を切削中に変化させることができるため、曲面Ｗ１ａのように連続的に加工対象面の傾きが変化する場合であっても対応することができる。しかも第１実施形態と同様に、曲面部Ｗ１ａにおいて高い面粗度を得ることができ、研削加工を不要とするので、製品完成までの時間を短縮することができる。
　なお、ワークＷ１の－Ｘ側に第２タレット２３Ａが配置される場合（図１参照）は、例えば、図７に示す切削工具Ｔ１によって曲面部Ｗ１ａのうち端部Ｗ１ｅから最大径部分までを切削させ、同時に、第２タレット２３Ａの切削工具Ｔによって曲面部のうち端部Ｗ１ｄから最大径部分を切削させることにより、ワークＷ１をチャック部９ａで持ち替えることなく曲面部Ｗ１ａ全面の切削が可能となる。また、第２実施形態において、曲面部Ｗ１ａのうち、端部Ｗ１ｄ、Ｗ１ｅは、他の曲面部Ｗ１ａに比べて径が小さい。このため、端部Ｗ１ｄ、Ｗ１ｅの近傍では切削工具Ｔ１の移動速度（送り量）を小さくし、最大径部分を含む他の曲面部Ｗ１ａでは送り量を大きくすることにより、曲面部Ｗ１ａにおける面粗度を均一にすることができる。
　以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態では、工具保持台２４、１２４によって切削工具Ｔ、Ｔ１がＹ方向と平行に移動する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
　例えば、図９（ａ）に示すように、切削工具Ｔ１を保持する工具保持台２２４がＺ軸に平行な回転軸ＡＸ３の軸回り方向Ｃに回動可能な構成であってもよい。なお、工具保持台２２４が不図示の移動装置によってＺ方向及びＸ方向に移動可能な点は、上記した各実施形態と同様である。この構成において、工具保持台２２４を回転軸ＡＸ３の軸回り方向Ｃに回動させ、かつＸ方向に移動させるように同期制御することで、切削工具Ｔ１の刃先をワークＷの傾斜面Ｗａ（図６（ｂ）等参照）に対応させることができる。この場合、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａは、Ｚ方向と、Ｘ方向と、回転軸ＡＸ３の軸回り方向Ｃとを合成した方向に移動してワークＷの切削を行う。
　また、上記実施形態では、ワークＷの切削を行う際、切削工具Ｔ１の刃先Ｔａを小径部Ｗｂから大径部Ｗｃへ向けて加工しているが、これとは逆に、図９（ｂ）に示すように、刃先Ｔａを大径部Ｗｃから小径部Ｗｂへ向けて切削を行ってもよい。切削においては、例えばワークＷの回転方向を上記実施形態におけるワークＷの回転方向とは逆向きとし、刃先Ｔａの第１端部Ｔａ１が傾斜面Ｗａの大径部Ｗｃに当たるように切削工具Ｔ１を配置して、第１端部Ｔａ１から傾斜面Ｗａの切削を行う。その後、刃先Ｔａを傾斜面Ｗａに沿って合成方向Ｒ１に移動させることにより、ワークＷへの切削部分が第１端部Ｔａ１から第２端部Ｔａ２に向けて徐々に＋Ｚ方向にずれた状態となる。この合成方向Ｒ１は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を合成した方向であり、ワークＷの傾斜面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。また、合成方向Ｒ１は、上記実施形態の合成方向Ｒと逆方向である。そして、刃先Ｔａの第２端部Ｔａ２が傾斜面Ｗａの小径部Ｗｂに達した段階で傾斜面Ｗａの切削加工が完了する。
　また、上記した各実施形態では、第１タレット２３がＺ方向、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、第１タレット２３に対して工具保持台２４、１２４をＹ方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、第１タレット２３に別途駆動系を設けることで対応可能である。なお、第２タレット２３Ａについても同様である。
　また、上記した各実施形態では、工具配置部として、Ｙ方向から見てＺ方向に対する刃先Ｔａの角度を設定する角度設定機構１９、１１９が用いられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、工具配置部として、Ｙ方向から見てＺ方向に対する刃先Ｔａの角度を設定することなく固定された角度で工具を配置する構成であってもよい。
　Ｗ…ワーク
　Ｗａ…傾斜面
　Ｗ１ａ…曲面
　１００、２００…工作機械
　７…主軸
　Ｔ１…切削工具
　Ｍ１…Ｚ方向駆動系（移動装置）
　Ｍ２…Ｘ方向駆動系（移動装置）
　Ｍ３…Ｙ方向駆動系（移動装置）
　Ｔａ…刃先
　１９、１１９…角度設定機構（工具配置部）

Claims (9)

  1. 　傾斜面または曲面を有するワークを切削する工作機械であって、
    　前記ワークを保持して回転する主軸と、
    　前記ワークを切削する直線切刃を持つ切削工具を、前記主軸の軸線に平行なＺ方向と、前記Ｚ方向に直交しかつ前記ワークに対する切削量を規定するＸ方向と、前記Ｚ方向及び前記Ｘ方向にそれぞれ直交するＹ方向または前記Ｚ方向に平行な軸回り方向とを合成した方向に、前記ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、
    　前記切削工具の刃先の方向を、前記Ｘ方向から見て前記Ｚ方向に対して傾けた状態で、前記Ｙ方向から見て前記Ｚ方向に対して傾け、前記ワークの傾斜面または曲面に対応させる工具配置部と、を備える工作機械。
  2. 　前記切削工具を保持する刃物台を有し、
    　前記移動装置は、前記刃物台を介して前記切削工具を前記Ｚ方向、前記Ｘ方向、及び前記Ｙ方向に移動させる請求項１記載の工作機械。
  3. 　前記工具配置部は、前記刃物台と前記切削工具との間に形成される請求項２記載の工作機械。
  4. 　前記工具配置部は、前記Ｙ方向から見て前記Ｚ方向に対する前記刃先の角度を設定する角度設定機構を有する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の工作機械。
  5. 　前記角度設定機構は、前記Ｙ方向に沿った回転軸を有するシャフトと、前記シャフトの一部に形成されるとともに前記切削工具を保持するホルダと、を備える請求項４に記載の工作機械。
  6. 　前記ホルダと前記シャフトとの間に圧入されて、前記シャフトの回転位置を保持するためのロックスリーブを備える請求項５記載の工作機械。
  7. 　前記シャフトの回転位置を調整するための調整機構を備える請求項６記載の工作機械。
  8. 　前記シャフトを前記ホルダに対して回転させるとともに、所定の回転位置で保持する駆動系を有する請求項５記載の工作機械。
  9. 　傾斜面または曲面を有するワークを切削する方法であって、
    　ワークを回転させる工程と、
    　前記ワークを切削する直線切刃を持つ切削工具を、前記ワークの回転軸の軸線に平行なＺ方向に対して傾けて前記ワークの傾斜面または曲面に対応させる工程と、
    　前記切削工具を、前記Ｚ方向と、前記Ｚ方向に直交しかつ前記ワークに対する切削量を規定するＸ方向と、前記Ｚ方向及び前記Ｘ方向にそれぞれ直交するＹ方向または前記Ｚ方向に平行な軸回り方向とを合成した方向に、前記ワークに対して相対的に移動させて前記ワークを切削する工程と、を備える切削方法。
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