(57)【要約】【課題】ワークに対して高精度な加工を実現するとともに、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。【解決手段】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Ｈ１、Ｈ２を有する第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を保持するホルダ２５と、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を、Ｚ方向とＹ方向とを少なくとも含む移動方向に、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、を備え、ホルダ２５は、それぞれの直線切刃Ｈ１、Ｈ２の方向がＸ方向から見てＺ方向に対して傾き、かつ互いに平行でない状態で第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を移動方向に沿って並べて保持する。
2016170845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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有する複数の切削工具を保持するホルダと、
前記切削工具を、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、のいずれにも直交するＹ方向を少なくとも含む移動方向に、前記ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、を備え、
前記ホルダは、それぞれの前記直線切刃の方向が前記Ｘ方向から見て前記Ｚ方向に対して傾き、かつ互いに平行でない状態で複数の前記切削工具を前記移動方向に沿って並べて保持する、工作機械。
【請求項２】
前記ホルダは、複数の前記切削工具のうち前記移動方向の前方に配置される前記切削工具の前記直線切刃の前記Ｚ方向に対する角度が、前記移動方向の後方に配置される前記切削工具の前記直線切刃の前記Ｚ方向に対する角度よりも大きくなるように、複数の前記切削工具を保持する、請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記移動方向は、前記Ｙ方向、または、前記Ｚ方向と前記Ｙ方向とを合成した方向である、請求項１または請求項２記載の工作機械。
【請求項４】
前記ホルダは、それぞれの前記直線切刃の位置が前記Ｘ方向において同一となるように、複数の前記切削工具を保持する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記ホルダは、複数の前記切削工具のうち前記移動方向の後方に配置される前記切削工具の前記直線切刃が、前記移動方向の前方に配置される前記切削工具の前記直線切刃よりも前記ワーク側に向けて前記Ｘ方向に突出するように、複数の前記切削工具を保持する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
前記ホルダは、複数の前記切削工具のうち前記移動方向の後方に配置される前記切削工具の前記直線切刃の先端が、前記移動方向の前方に配置される前記切削工具の前記直線切刃の後端よりも前記移動方向の後方に配置されるように、前記Ｙ方向に間隔をあけて複数の前記切削工具を保持する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
前記切削工具のそれぞれの前記直線切刃は、前記移動方向と直交する長さが同一である、請求項１記載の工作機械。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の工作機械を用いて前記ワークを切削する方法であって、
複数の前記切削工具のうち前記移動方向の前方に配置される前記切削工具により前記ワークを切削した後に、前記移動方向の後方に配置される前記切削工具により前記ワークを切削する、切削方法。
【請求項９】
前記移動方向の前方に配置される前記切削工具によって前記ワークの主加工を行い、前記移動方向の後方に配置される前記切削工具によって前記ワークの仕上げ加工を行う、請求項８記載の切削方法。
【請求項１０】
前記移動方向が、前記Ｚ方向と前記Ｙ方向とを合成した方向である場合、前記ワークの切削に先だって、前記Ｚ方向への移動量に基づいて前記移動方向の前方及び後方の前記直線切刃について前記Ｚ方向に対する角度をそれぞれ調整することを含む、請求項８または請求項９記載の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械及び切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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切削工具により切削加工等を行う。このような旋盤を用いた加工法として、例えば、ワークの接線方向（回転軸と交差する方向）にバイトを送りながらワークを切削する加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９８４０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示す加工方法を用いる場合、切削時にワークや切削工具に変形が生じて、加工寸法が設計値からずれてしまう場合がある。特に、ワークに対する切込み量が大きくなると、切削力が大きくなるためにワークや切削工具の変形も大きくなり、加工寸法が所定値から大きくずれてしまう。このため、従来では、切削を複数回行い、例えば１回目の切削で荒削りを行い、２回目の切削で仕上げを行うことで、加工寸法を設計値に合わせ込むようにしている。しかしながら、切削を複数回行う場合、最初の切削から切削工具を元の位置に戻して再度切削を行う必要があるため、切削工具を移動させる距離が長くなり、加工時間が長くなるといった問題がある。【０００５】
また、切削工具の直線切刃は、ワークの切削部分の母線方向に対して所定角度傾いた状態で配置される。この所定角度を変えることによってワークＷの切削面の面粗度が変化する。従って、ワークＷに対して荒削りを行う切削工具については、荒削りに適した直線切刃の方向に設定しつつも、ワークＷに対して仕上げ加工を行う切削工具については、仕上げ加工に適した直線切刃の方向に設定されることが望ましい。【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、ワークに対して高精度な加工を実現するとともに、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、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有する複数の切削工具を保持するホルダと、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、のいずれにも直交するＹ方向を少なくとも含む移動方向に、ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、を備え、ホルダは、それぞれの直線切刃の方向がＸ方向から見てＺ方向に対して傾き、かつ互いに平行でない状態で複数の切削工具を移動方向に沿って並べて保持する。【０００８】
また、ホルダは、複数の切削工具のうち移動方向の前方に配置される切削工具の直線切刃のＺ方向に対する角度が、移動方向の後方に配置される切削工具の直線切刃のＺ方向に対する角度よりも大きくなるように、複数の切削工具を保持してもよい。また、移動方向は、Ｙ方向、または、Ｚ方向とＹ方向とを合成した方向であってもよい。また、ホルダは、それぞれの直線切刃の位置がＸ方向において同一となるように、複数の切削工具を保持してもよい。また、ホルダは、複数の切削工具のうち移動方向の後方に配置される切削工具の直線切刃が、移動方向の前方に配置される切削工具の直線切刃よりもワーク側に向けてＸ方向に突出するように、複数の切削工具を保持してもよい。また、ホルダは、複数の切削工具のうち移動方向の後方に配置される切削工具の直線切刃の先端が、移動方向の前方に配置される切削工具の直線切刃の後端よりも移動方向の後方に配置されるように、Ｙ方向に間隔をあけて複数の切削工具を保持してもよい。また、切削工具のそれぞれの直線切刃は、移動方向と直交する長さが同一であってもよい。【０００９】
また、本発明では、上記の工作機械を用いてワークを切削する方法であって、複数の切削工具のうち移動方向の前方に配置される切削工具によりワークを切削した後に、移動方向の後方に配置される切削工具によりワークを切削する。【００１０】
また、移動方向の前方に配置される切削工具によってワークの主加工を行い、移動方向の後方に配置される切削工具によってワークの仕上げ加工を行ってもよい。また、移動方向が、Ｚ方向とＹ方向とを合成した方向である場合、ワークの切削に先だって、Ｚ方向への移動量に基づいて移動方向の前方及び後方の直線切刃についてＺ方向に対する角度をそれぞれ調整することを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る工作機械によれば、複数の切削工具をホルダで保持するため、ワークに対して主加工（荒加工）と仕上げ加工とを行うといった多段の切削加工を行う場合に切削工具の移動距離が短くなり、加工精度を維持しながら加工時間を短縮することができる。また、直線切刃どうしが互いに平行でないので、前方の切削工具による加工と、後方の切削工具による加工とを、それぞれの加工に適した角度に設定することにより、切削面の面粗度が改善された高精度な加工を行うことができる。【００１２】
また、ホルダが、複数の切削工具のうち移動方向の前方に配置される切削工具の直線切刃のＺ方向に対する角度が、移動方向の後方に配置される切削工具の直線切刃のＺ方向に対する角度よりも大きくなるように、複数の切削工具を保持するものでは、複数の切削工具を移動方向に移動させた場合、前方の切削工具で主加工（荒加工）を行い、後方の切削工具で面粗度が小さな仕上げ加工を実現できる。また、移動方向が、Ｙ方向、または、Ｚ方向とＹ方向とを合成した方向であるものでは、Ｙ方向に１回のホルダの移動で複数の切削工具によりワークを切削することができ、また、Ｙ方向とＺ方向との合成した方向にホルダを移動させる場合、ワークに対してＺ方向に広い範囲を切削しながら、ホルダの移動距離が短くなるので加工時間を短縮できる。また、ホルダが、それぞれの直線切刃の位置がＸ方向において同一となるように、複数の切削工具を保持するものでは、複数の工具がそれぞれ等しい切削量となるように配置されるため、先の直線切刃による切削誤差を後の直線切刃で修正することができ、高精度な切削加工を行うことができる。また、ホルダが、複数の切削工具のうち移動方向の後方に配置される切削工具の直線切刃が、移動方向の前方に配置される切削工具の直線切刃よりもワーク側に向けてＸ方向に突出するように、複数の切削工具を保持するものでは、ワークに対する多段の切削加工を高精度かつ短時間で行うことができる。また、後方の直線切刃の先端と、前方の直線切刃の後端との間がＹ方向に間隔をあけたものでは、前方の切削工具がワークから離れた後に、後方の切削工具によってワークの切削を行うので、後方の切削工具で切削を行う際、前方の切削工具によるワークの撓み等を解放し、後方の切削工具による切削を高精度に行うことができる。また、切削工具のそれぞれの直線切刃が、移動方向と直交する長さが同一であるものでは、ワークに対する切削範囲が互いに等しくなるので、複数の切削工具における切削範囲を同一にすることができる。【００１３】
また、本発明に係る切削方法によれば、複数の切削工具が配置された状態で、前方の切削工具によりワークを切削した後、後方の切削工具によりワークを切削するため、ワークに対する主加工（荒加工）と仕上げ加工といった多段の切削加工を高精度かつ短時間で行うことができる。また、直線切刃どうしが互いに平行でないので、前方の切削工具による加工と、後方の切削工具による加工とを、それぞれの加工に適した角度に設定することにより、切削面の面粗度が改善された高精度な加工を行うことができる。【００１４】
また、移動方向の前方に配置される切削工具によってワークの主加工を行い、移動方向の後方に配置される切削工具によってワークの仕上げ加工を行うものでは、ワークに対する主加工（荒加工）と仕上げ加工といった多段の切削加工を実現できる。また、移動方向が、Ｚ方向とＹ方向とを合成した方向である場合、ワークの切削に先だって、Ｚ方向への移動量に基づいて移動方向の前方及び後方の直線切刃についてＺ方向に対する角度をそれぞれ調整することを含むものでは、前方及び後方の直線切刃について、それぞれの加工に適した角度に調整することで、高精度な切削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】ワークに対応する部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】ホルダをツールヘッドに取り付けた状態の一例を示す斜視図である。
【図４】ホルダに保持された第１切削工具と第２切削工具の位置関係を示す図である。
【図５】切削工具の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図である。
【図７】切削工具の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図８】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の他の例を示す図である。
【図９】図８に続いて、切削工具の動作の他の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る工作機械の要部の一例を示す図である。
【図１１】切削工具の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第３実施形態に係る工作機械の要部の一例を示す図である。
【図１３】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図である。
【図１４】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜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。
【００１８】
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。なお、把握爪９ａによって保持されるワークＷは、円筒面Ｗａを有する形状（例えば円柱形など）に形成されている。
【００１９】
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１１が取り付けられる。プーリ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、不図示の制御部からの指示により回転数等が制御される。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。
【００２０】
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１０が取り付けられている。なお、対向軸８は、心押し台４に固定され、デッドセンタとして使用されてもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。なお、上記のＺ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２及びＹ方向駆動系Ｍ３は、制御部ＣＯＮＴによって制御される。
【００２５】
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。
【００２６】
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、Ｔ１、Ｔ２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、Ｔ１、Ｔ２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、Ｔ１、Ｔ２は、各保持部に対して交換可能である。切削工具Ｔ、Ｔ１、Ｔ２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。
【００２７】
第１及び第２タレット２３、２３Ａには、複数の保持部の１つとしてツールヘッド２４、２４Ａが形成されている。ツールヘッド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、ツールヘッド２４Ａが設けられなくてもよい。ツールヘッド２４には、ホルダ２５（図２参照）を介して第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２が取り付けられている。一方、ツールヘッド２４Ａには、不図示のホルダを介して、切削工具Ｔが取り付けられている。この切削工具Ｔは、ツールヘッド２４に取り付けられるものと同一でもよく、また、異なってもよい。
【００２８】
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（Ｔ２）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（Ｔ２）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に対する切削工具の配置をＹ方向としてもよい。また、切削工具Ｔ、Ｔ１（Ｔ２）によるワークＷへの切削は、制御部ＣＯＮＴ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ホルダ２５を介して第１切削工具Ｔ１（第２切削工具Ｔ２）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ホルダ２５のうちいずれか１つを選択する。
【００２９】
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す斜視図である。図２に示すように、第１タレット２３の−Ｘ側の面２３ａには、ツールヘッド２４が取り外し可能な状態で取り付けられている。ツールヘッド２４の−Ｘ側には、ホルダ２５が取り付けられる。ホルダ２５は、複数の切削工具を保持する。本実施形態では、ホルダ２５は、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の２つの切削工具を保持する。第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、Ｙ方向に並んで配置される。第１切削工具Ｔ１は、−Ｘ側に直線切刃Ｈ１を有する。第２切削工具Ｔ２は、−Ｘ側に直線切刃Ｈ２を有する。
【００３０】
図３（ａ）は、ツールヘッド２４及びホルダ２５を−Ｘ側から見たときの一例を示している。図３（ａ）に示すように、第１切削工具Ｔ１は、例えば楔形の挿入部材２６によってホルダ２５に押圧されて固定されている。挿入部材２６は、例えばボルト２７等によってホルダ２５に締結される。ボルト２７を緩めて挿入部材２６の押圧力が弱めることで、第１切削工具Ｔ１を交換できるようになっている。図示を省略するが、第２切削工具Ｔ２についても同様の構成によってホルダ２５に固定されている。また、挿入部材２６によって第２切削工具Ｔ２を保持してもよい。この場合、第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２との間にスペーサを配置し、ボルト２７を締めることにより、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の双方が押されて固定されてもよい。第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２がそれぞれＹＺ平面に沿うように保持される。
【００３１】
図３（ｂ）は、ホルダ２５を−Ｘ側から見たときの第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２との位置関係の一例を示している。図３（ｂ）に示すように、直線切刃Ｈ１と直線切刃Ｈ２とは、互いに平行でない状態に配置される。直線切刃Ｈ１は、Ｚ方向に対して角度α傾いた状態で配置される。直線切刃Ｈ２は、Ｚ方向に対して角度β傾いた状態で配置される。角度αと角度βとは異なる角度であり、角度βは角度αより小さく設定される。
【００３２】
角度αのようにＺ方向に対する角度が大きいと、ワークＷに対する直線切刃Ｈ１の速度が遅くなり、ワークＷに対して大きな切削量を確保することが可能となるが、切削面の面粗度が大きくなる。一方、角度βのようにＺ方向に対する角度が大きいと、ワークＷに対する直線切刃Ｈ２の速度が速くなり、ワークＷに対して大きな切削量を確保するには不向きとなるが、切削面の面粗度が小さくなる。従って、本実施形態のように、直線切刃Ｈ１を角度α傾けることで、大きな切削量を確保し、さらに直線切刃Ｈ２を角度β傾けることにより、切削面の面粗度を小さくすることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２はＹ方向に平行な移動方向Ｐに移動する。したがって、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａから−Ｙ側の端部Ｈ１ｂまでの長さのＺ方向成分と、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａから−Ｙ側の端部Ｈ２ｂまでの長さのＺ方向成分とが、互いに長さＺＬと等しくなっている。第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａが直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ａよりも−Ｙ側に位置するようにＹ方向に距離ＹＬの間隔を空けて配置される。
【００３４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、ホルダ２５をＺ方向に見たときの第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２の位置関係を示す図である。図４（ａ）に示すように、ホルダ２５は、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２の位置がＸ方向において同一となるように第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を保持することができる。この場合、第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とで、ワークＷに対するＸ方向の刃先の位置が等しくなる。そのため、例えば第１切削工具Ｔ１で主加工（荒加工、荒削り）を行い、主加工で残った部分を第２切削工具Ｔ２で仕上げ加工を行うような場合に適用することができる。
【００３５】
また、ホルダ２５は、図４（ｂ）に示すように、第２切削工具Ｔ２の直線切刃Ｈ２が、第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１よりも＋Ｘ方向に突出量ＸＬだけ突出するように第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を保持することができる。突出量ＸＬについては、特定の値に限定されず、ワークＷの切削量に応じて適宜変更することができる。この場合、第１切削工具Ｔ１の切削量からさらに第２切削工具Ｔ２によって突出量ＸＬの分だけ切削量が加えられる。そのため、例えば第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とで多段にワークＷを切削するような場合に適用することができる。
【００３６】
ホルダ２５は、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２のＸ方向の位置を個別に調整させて保持することで、ワークＷに対する切削量を第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とで個別に調整可能である。これにより、ワークＷの切削態様に応じて、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を適した位置に配置させて切削を行うことが可能となっている。なお、ワークＷに対する切削量は、第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とで同一であってもよく、また、第２切削工具Ｔ２の切削量が第１切削工具Ｔ１の切削量より小さくてもよい。
【００３７】
第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、Ｘ方向駆動系Ｍ２を駆動してＸ方向に位置決めされることにより、ワークＷに対する切削量を規定する。また、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、Ｚ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２、及びＹ方向駆動系Ｍ３をそれぞれ駆動することにより、第１タレット２３及びツールヘッド２４とともに、ワークＷに対してＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれか１つの方向またはこれら２つ以上を合成した方向に移動可能となっている。
【００３８】
続いて、以上のように構成された工作機械１００の動作について説明する。図５は、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、Ｘ方向からワークＷを見たとき第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作の一例を示す図である。以下、図５のフローチャートを用いつつ、図６を適宜参照しながら説明する。先ず、加工対象であるワークＷを主軸７に保持させる。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。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。
【００３９】
続いて、第１タレット２３を回転させて第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を持つホルダ２５を選択する。なお、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を選択するのに先立ち、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２をホルダ２５に装着し、そのホルダ２５を第１タレット２３のツールヘッド２４に装着しておく。これにより、直線切刃Ｈ１及びＨ２は、ＹＺ平面に平行な方向に配置される。
【００４０】
続いて、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２のＸ方向の位置が調整される。この調整では、直線切刃Ｈ１及びＨ２がワークＷの円筒面Ｗａに対応するように、Ｘ方向駆動系Ｍ２によって刃物台駆動部２１をＸ方向に移動させる。直線切刃Ｈ１及びＨ２のＸ方向の位置は、ワークＷの円筒面Ｗａに対する切削量を規定する。切削量は、制御部ＣＯＮＴによって予め設定された値に設定されてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって設定されてもよい。
【００４１】
続いて、ワークＷの回転が安定した段階で、第１切削工具Ｔ１の位置合わせを行う（ステップＳ０１）。切削加工において、第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１が移動するＹＺ座標位置は、例えば、Ｚ軸スライド１７のＺ方向への移動、及びツールヘッド２４のＹ方向への移動によって設定される。この設定は、制御部ＣＯＮＴの制御に基づき、それぞれＺ方向駆動系Ｍ１、Ｙ方向駆動系Ｍ３の駆動によって行われる。
【００４２】
次に、第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１を、ワークＷの円筒面Ｗａの接線方向であるＹ方向に移動させる（ステップＳ０２）。このような、Ｙ方向への第１切削工具Ｔ１の移動は、例えば、制御部ＣＯＮＴに備える記憶部等に予め設定された加工情報（加工レシピ）に基づいて行われる。ただし、第１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。第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１は、ワークＷの円筒面Ｗａ上のＺ方向の母線（軸線）Ｄに対して−Ｙ側から＋Ｙ側に移動した場合、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａが先にワークＷに当接することになる。
【００４３】
次に、図６（ａ）に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、＋Ｙ方向（移動方向Ｐ）に移動させることにより第１切削工具Ｔ１による切削加工を行う（ステップＳ０３）。この移動方向は、ワークＷの円筒面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。先ず、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａが円筒面Ｗａに当たり、この端部Ｈ１ａにおいて円筒面Ｗａの切削を行う。その後、直線切刃Ｈ１は、円筒面Ｗａに沿って＋Ｙ方向に移動することにより、ワークＷへの切削部分が端部Ｈ１ａから端部Ｈ１ｂに向けて徐々に−Ｚ方向にずれた状態となる。このように、直線切刃Ｈ１が＋Ｙ方向に移動する間に、ワークＷの円筒面Ｗａでは切削部分はＺ方向に進んでいく。
【００４４】
図６（ｂ）に示すように、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた段階で、第１切削工具Ｔ１による円筒面Ｗａの切削加工が終了する。この切削加工では、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ａから端部Ｈ１ｂまで全体を用いることで円筒面ＷａのうちＺ方向についての領域Ｌ１（図６（ｂ）参照）を切削しているが、直線切刃Ｈ１の一部を用いて円筒面Ｗａを切削してもよい。
【００４５】
直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、そのまま直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を＋Ｙ方向に移動させることにより、第２切削工具Ｔ２による切削加工を行う（ステップＳ０４）。第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂと、第２切削工具Ｔ２の直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａとの間には、距離ＹＬだけＹ方向に間隔が空いている。したがって、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２のいずれもがワークＷから離れた状態となる。これにより、直線切刃Ｈ１による切削の際にワークＷに撓み等の変形が発生していた場合であっても、当該撓みが解放されることになる。
【００４６】
第２切削工具Ｔ２による切削は、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ２が円筒面Ｗａに沿って＋Ｙ方向に移動し、端部Ｈ２ｂが母線Ｄから離れた段階で終了する。ここでは、直線切刃Ｈ２の長さのＺ成分と移動方向とが直線切刃Ｈ１の長さのＺ成分と移動方向とにそれぞれ等しい。そのため、第２切削工具Ｔ２による切削加工では、図６（ｃ）に示すように、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａから端部Ｈ２ｂまで全体を用いることで、円筒面Ｗａのうち直線切刃Ｈ１で切削した領域と同一の領域Ｌ１を切削している。第２切削工具Ｔ２による切削が終了することにより、切削加工が完了する。なお、第２切削工具Ｔ２で切削する際、＋Ｙ方向への移動を一旦停止し、所定時間経過後に＋Ｙ方向への移動を行ってもよい。これによりワークＷが直線切刃Ｈ１による切削から開放された後、ワークＷが静定するのを待って第２切削工具Ｔ２で切削するので、高精度な加工を行うことができる。
【００４７】
上記の切削加工において、直線切刃Ｈ２の角度βが直線切刃Ｈ１の角度αより小さいので、Ｚ方向について同一の長さの領域Ｌ１を切削する場合、第２切削工具Ｔ２の方が第１切削工具Ｔ１よりも短時間の加工で、かつ面精度がよい（面粗度が小さい）。従って、第１切削工具Ｔ１によりワークＷに対して大きな切削量に設定し、その切削面の面粗度が大きいときでも第２切削工具Ｔ２による切削（仕上げ加工）により最終的な切削面の面粗度を小さくすることができる。これにより、高精度な切削加工を短時間で効率的に行うことができる。
【００４８】
例えば小径のワークや剛性の低いワークを加工する際、また、ワークＷのうち把握爪９ａから離れた部分（把持剛性の低い部分）を加工する際などには、第２切削工具Ｔ２のように刃先角度βが小さいとワークＷへの負荷（ワークに対する切削力）が大きくなり、ワークＷにびびり振動や撓みなどが生じやすくなる。これに対して、第１切削工具Ｔ１は、第２切削工具Ｔ２に比べて刃先角度αが大きいため、ワークＷへの負荷が小さくなり、ワークＷにびびり振動やたわみなどが生じにくい。したがって、小径のワークや剛性の低いワークを加工するときでも、第１切削工具Ｔ１により荒加工を行い、かつ第２切削工具Ｔ２により仕上げ加工を行うことで、高精度な切削加工を行うことができる。
【００４９】
また、上記のように、直線切刃Ｈ２の切削時にはワークＷが解放されている。従って、第１切削工具Ｔ１により大きな切削量を設定し、ワークＷの撓み等により誤差（設計値に対する残存部分）が生じても、直後の直線切刃Ｈ２による切削で仕上げ加工が行われる。これにより、ホルダ２５の１回の移動により仕上げ加工まで終了することになる。なお、図４に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２が＋Ｘ方向に同一の場合、または直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合のいずれであってもホルダ２５の１回の移動により仕上げ加工まで終了する。なお、直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合（図４（ｂ）に示す場合）、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２が所望の切削量をそれぞれ分担している。これにより、第１切削工具Ｔ１の負担が軽減され、第１切削工具Ｔ１の使用寿命が短くなるのを抑制できる。
【００５０】
なお、上記では直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２をＹ方向（移動方向Ｐ）に移動させてワークＷを切削する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、＋Ｙ方向と−Ｚ方向とを合成した方向（移動方向）Ｐ１及びＰ２に移動させることにより切削加工を行ってもよい。
【００５１】
図７は、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を互いに異なる移動方向Ｐ１及びＰ２に移動させて切削を行う場合の手順を示すフローチャートである。図８は、Ｘ方向からワークＷを見たとき第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作の他の例を示す図である。図９は、図８に続いて、切削工具の動作の他の例を示す図である。以下、図７のフローチャートを用いつつ、図８及び図９を適宜参照しながら説明する。先ず、図７に示すように、第１切削工具Ｔ１の位置合わせを行う（ステップＳ１１）。次に、図８（ａ）に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、移動方向Ｐ１（＋Ｙ方向と−Ｚ方向とを合成した方向）に移動させることにより、第１切削工具Ｔ１による切削加工を行う（ステップＳ１２）。この移動方向Ｐ１は、ワークＷの円筒面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。
【００５２】
第１切削工具Ｔ１による切削は、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ１が円筒面Ｗａに沿って移動方向Ｐ１に移動し、端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた段階で終了する（ステップＳ１３）。この切削加工では、図８（ｂ）に示すように、円筒面ＷａのうちＺ方向についての領域Ｌ２を切削している。領域Ｌ２のＺ方向の長さは、直線切刃Ｈ１を母線Ｄに投影したときのＺ方向の長さと、直線切刃Ｈ１の移動距離のうちＺ方向についての成分とを足した長さである。
【００５３】
直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａが母線Ｄに到達する前に移動方向Ｐ１への移動を停止させる。その後、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を＋Ｚ方向に移動させ、直線切刃Ｈ２の位置合わせを行う（ステップＳ１４）。この位置合わせでは、上記の直線切刃Ｈ１が切削時に配置された位置と近い位置に、直線切刃Ｈ２を配置させる。
【００５４】
位置合わせを行った後、図９（ａ）に示すように、上記の移動方向Ｐ１とは異なる移動方向Ｐ２に直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を移動させることにより、第２切削工具Ｔ２による切削加工を行う（ステップＳ１５）。移動方向Ｐ２は、円筒面Ｗａのうち直線切刃Ｈ１で切削した領域と同一の領域Ｌ２を切削するように設定される。第２切削工具Ｔ２による切削は、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ２が円筒面Ｗａに沿って移動方向Ｐ２に移動し、図９（ｂ）に示すように端部Ｈ２ｂが母線Ｄから離れた段階で終了する（ステップＳ１６）。第２切削工具Ｔ２による切削が終了することにより、切削加工が完了する。
【００５５】
図８及び図９に示す第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作においても、図６に示す第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作と同様に、直線切刃Ｈ２の角度βが直線切刃Ｈ１の角度αよりも小さい。したがって、上記のように、第１切削工具Ｔ１を用いて主加工（荒加工）を行い、第２切削工具Ｔ２を用いて仕上げ加工を行うことにより、切削加工を高精度かつ短時間で効率的に行うことができる。
【００５６】
また、直線切刃Ｈ２の切削時にはワークＷが解放されている。従って、第１切削工具Ｔ１により大きな切削量を設定することにより誤差が生じても、直線切刃Ｈ２による切削で仕上げ加工が行われる。また、第１切削工具Ｔ１を元の位置に戻して２回目の切削を行うことと比較してホルダ２５の移動距離が短いので、加工時間を短縮できる。なお、本動作において、図４に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２が＋Ｘ方向に同一の場合、または直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合のいずれであってもよい。また、直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合（図４（ｂ）に示す場合）、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２が所望の切削量をそれぞれ分担する点は、図６に示す第１切削工具Ｔ１第２切削工具Ｔ２の動作と同様である。
【００５７】
以上のように、本実施形態によれば、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２をホルダ２５で保持しているので、ワークＷに対して主加工（荒加工）と仕上げ加工とを行うといった多段の切削加工を行う場合に切削工具の移動距離が短くなり、加工精度を維持しながら加工時間を短縮することができる。また、直線切刃Ｈ１、Ｈ２の角度をそれぞれの加工に適した角度に設定できるので、切削面の面粗度を小さくした高精度な加工を短時間で行うことができる。また、直線切刃Ｈ１、Ｈ２の移動方向が、Ｚ方向とＹ方向とを合成した移動方向Ｐ１、Ｐ２であるものでは、この移動方向Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を送ることで、ワークＷに対してＺ方向に広い範囲を切削しながら、高精度な加工を維持しつつ、加工時間を短縮できる。
【００５８】
＜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１０は、第２実施形態に係る工作機械２００のうちツールヘッド１２４を＋Ｘ方向に見た場合の一例を示している。なお、図１０において図示しない構成は、第１実施形態で説明した工作機械１００と同様のものが採用される。また、図１０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、図１０では、図３に示すような挿入部材２６やボルト２７の図示を省略している。第２実施形態では、第１切削工具Ｔ１に対する第２切削工具Ｔ２の位置が第１実施形態とは異なっている。
【００５９】
第１実施形態では第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とがＹ方向に揃った位置に配置された構成を例に挙げて説明したが、第２実施形態では、図１０に示すように、第２切削工具Ｔ２が第１切削工具Ｔ１の−Ｙ側であって、更に第１切削工具Ｔ１に対して＋Ｚ側にずれた位置に配置されている。＋Ｚ方向へのずれ量は、後述する移動方向Ｐ３に合わせて設定される。すなわち、第２切削工具Ｔ２は、移動方向Ｐ３に移動した際、ワークＷに対する切削範囲が第１切削工具Ｔ１と同一となるように、＋Ｚ側へのずれ量が設定される。
【００６０】
また、第２実施形態においても、直線切刃Ｈ１と直線切刃Ｈ２とは、互いに平行でない状態に配置される。直線切刃Ｈ１は、Ｚ方向に対して角度α傾いた状態で配置される。直線切刃Ｈ２は、Ｚ方向に対して角度β傾いた状態で配置される。第２実施形態では、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は移動方向Ｐ３に移動する。したがって、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａから−Ｙ側の端部Ｈ１ｂまでの長さのうち移動方向Ｐ３に直交する方向の成分と、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａから−Ｙ側の端部Ｈ２ｂまでの長さのうち移動方向Ｐ３に直交する方向の成分とが、互いにＺＬ１と等しくなっている。また、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａが直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ａよりも−Ｙ側に位置するようにＹ方向に距離ＹＬの間隔を空けて配置される。
【００６１】
ホルダ１２５は、＋Ｚ側にずれた第２切削工具Ｔ２を保持するため、＋Ｚ側に突出する突出部１２５ａを有している。また、ツールヘッド１２４は、ホルダ１２５の突出部１２５ａを支持するため、＋Ｚ側に突出する突出部１２４ａを有している。なお、ホルダ１２５については、第２切削工具Ｔ２を保持可能な構成であれば、突出部１２５ａが設けられず、矩形の形状であってもよい。
【００６２】
続いて、以上のように構成されたツールヘッド１２４及びホルダ１２５を有する工作機械２００の動作について説明する。まず、第１実施形態と同様の手順により、主軸７にワークＷを保持させて主軸を回転させる。また、第１タレット２３を回転させて第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を選択する。そして、ワークＷの回転が安定した段階で、第１切削工具Ｔ１の位置合わせを行う。
【００６３】
次に、図１１（ａ）に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、＋Ｙ方向と−Ｚ方向との合成方向である移動方向Ｐ３に移動させることにより第１切削工具Ｔ１による切削加工を行う。この場合、第１切削工具Ｔ１による切削加工は、直線切刃Ｈ１の＋Ｚ側の端部Ｈ１ａが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ１がワークＷの円筒面Ｗａの接平面に沿って母線Ｄに対して移動方向Ｐ３に移動し、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた段階で終了する。この切削加工では、図１１（ｂ）に示すように、円筒面ＷａのうちＺ方向についての領域Ｌ３を切削している。
【００６４】
直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、そのまま直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を移動方向Ｐ３に移動させることにより、第２切削工具Ｔ２による切削加工を行う。第２切削工具Ｔ２による切削は、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ２が円筒面Ｗａに沿って移動方向Ｐ３に移動し、端部Ｈ２ｂが母線Ｄから離れた段階で終了する。第２切削工具Ｔ２による切削加工では、図１１（ｃ）に示すように、円筒面Ｗａのうち直線切刃Ｈ１で切削した領域と同一の領域Ｌ３を切削している。第２切削工具Ｔ２による切削が終了することにより、切削加工が完了する。なお、第２切削工具Ｔ２で切削する際、移動方向Ｐ３への移動を一旦停止し、所定時間経過後に移動方向Ｐ３への移動を行ってもよい。これによりワークＷが直線切刃Ｈ１による切削から開放された後、ワークＷが静定するのを待って第２切削工具Ｔ２で切削するので、高精度な加工を行うことができる。
【００６５】
本実施形態においても、直線切刃Ｈ２の角度βは直線切刃Ｈ１の角度αより小さいので、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１を用いて主加工（荒加工）を行い、第２切削工具Ｔ２を用いて仕上げ加工を行うことにより、切削加工を高精度かつ短時間で効率的に行うことができる。また、直線切刃Ｈ２の切削時にはワークＷが解放されている。従って、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１により大きな切削量を設定し、ワークＷの撓み等により誤差が生じても、直後の直線切刃Ｈ２による切削で仕上げ加工が行われる。これにより、ホルダ１２５の１回の移動により仕上げ加工まで終了することになる。なお、第１実施形態と同様、図４に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２が＋Ｘ方向に同一の場合、または直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合のいずれであってもホルダ１２５の１回の移動により仕上げ加工まで終了する。なお、直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合（図４（ｂ）に示す場合）、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２が所望の切削量をそれぞれ分担する点は、第１実施形態と同様である。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２をホルダ１２５で保持しているので、ワークＷに対して主加工（荒加工）と仕上げ加工とを行うといった多段の切削加工を行う場合に切削工具の移動距離が短くなり、加工精度を維持しながら加工時間を短縮することができる。また、直線切刃Ｈ１、Ｈ２の角度をそれぞれの加工に適した角度に設定できるので、切削面の面粗度を小さくした高精度な加工を短時間で行うことができる。
【００６７】
＜第３実施形態＞  
第３実施形態に係る工作機械３００について説明する。図１２は、第３実施形態に係る工作機械３００のうちホルダ２２５を＋Ｘ方向に見た場合の一例を示している。なお、図１２において図示しない構成は、第１実施形態で説明した工作機械１００と同様のものが採用される。また、図１２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。第３実施形態では、第１切削工具Ｔ１に対する第２切削工具Ｔ２の位置が第１実施形態とは異なっている。
【００６８】
第１実施形態では第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とがＺ方向を基準として同一方向に傾いた構成を例に挙げて説明したが、第３実施形態では、図１２に示すように、第２切削工具Ｔ２がＺ方向を基準として第１切削工具Ｔ１とは反対方向に角度β１傾いた状態で配置されている。したがって、直線切刃Ｈ１と直線切刃Ｈ２とは、互いに平行でない状態に配置される。なお、角度αと角度β１とは、同一であってもよい。また、第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ２の＋Ｚ側の端部Ｈ２ａが、−Ｚ側の端部Ｈ２ｂよりも−Ｙ側に配置される。なお、直線切刃Ｈ１は、第１形態と同様、Ｚ方向に対して角度α傾いている。また、直線切刃Ｈ１の＋Ｚ側の端部Ｈ１ａは、−Ｚ側の端部Ｈ１ｂよりも＋Ｙ側に配置される。
【００６９】
直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２は、移動方向Ｐと直交する長さが同一である。第３実施形態では、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は＋Ｙ方向（移動方向Ｐ）に移動するようになっている。したがって、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａから−Ｙ側の端部Ｈ１ｂまでの長さのＺ成分と、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａから−Ｙ側の端部Ｈ２ｂまでの長さのＺ成分とが、互いに長さＺＬと等しくなっている。また、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ｂが直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂよりも−Ｙ側に位置するようにＹ方向に距離ＹＬの間隔を空けて配置される。
【００７０】
続いて、以上のように構成されたホルダ２２５を有する工作機械３００の動作について説明する。まず、第１実施形態と同様の手順により、主軸７にワークＷを保持させて主軸を回転させる。また、第１タレット２３を回転させて第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を選択する。そして、ワークＷの回転が安定した段階で、第１切削工具Ｔ１の位置合わせを行う。
【００７１】
次に、図１３（ａ）に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、＋Ｙ方向に平行な移動方向Ｐに移動させることにより第１切削工具Ｔ１による切削加工を行う。なお、第１切削工具Ｔ１による移動方向Ｐの移動は、図６に示すものと同様であり、説明を省略する。図１３（ｂ）に示すように、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、そのまま直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を移動方向Ｐに移動させることにより、第２切削工具Ｔ２による切削加工を行う。
【００７２】
第２切削工具Ｔ２による切削は、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ｂが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ２が円筒面Ｗａに沿って移動方向Ｐに移動し、端部Ｈ２ａが母線Ｄから離れた段階で終了する。第２切削工具Ｔ２による切削加工では、図１３（ｃ）に示すように、円筒面Ｗａのうち直線切刃Ｈ１で切削した領域と同一の領域Ｌ１を切削している。第２切削工具Ｔ２による切削が終了することにより、切削加工が完了する。なお、第２切削工具Ｔ２で切削する際、移動方向Ｐへの移動を一旦停止し、所定時間経過後に移動方向Ｐへの移動を行ってもよい。これによりワークＷが直線切刃Ｈ１による切削から開放された後、ワークＷが静定するのを待って第２切削工具Ｔ２で切削するので、高精度な加工を行うことができる。
【００７３】
本実施形態においても、直線切刃Ｈ２の角度β１は直線切刃Ｈ１の角度αより小さいので、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１を用いて主加工（荒加工）を行い、第２切削工具Ｔ２を用いて仕上げ加工を行うことにより、切削加工を高精度かつ短時間で効率的に行うことができる。また、直線切刃Ｈ２の切削時にはワークＷが解放されている。従って、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１により大きな切削量を設定し、ワークＷの撓み等により誤差が生じても、直後の直線切刃Ｈ２による切削で仕上げ加工が行われる。これにより、ホルダ２２５の１回の移動により仕上げ加工まで終了することになる。
【００７４】
なお、上記では直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２をＹ方向に移動させてワークＷを切削する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、＋Ｙ方向と−Ｚ方向とを合成した方向（移動方向）Ｐ１、Ｐ４に移動させることにより切削加工を行ってもよい。
【００７５】
図１４は、Ｘ方向からワークＷを見たとき第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作の他の例を示す図である。先ず、第１切削工具Ｔ１の位置合わせを行う。次に、図１４（ａ）に示すように、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を、移動方向Ｐ１（＋Ｙ方向と−Ｚ方向とを合成した方向）に移動させることにより、第１切削工具Ｔ１による切削加工を行う。なお、第１切削工具Ｔ１による移動方向Ｐ１の移動は、図８に示すものと同様であり、説明を省略する。
【００７６】
図１４（ｂ）に示すように、直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂが母線Ｄから離れた後、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ｂが母線Ｄに到達する前に移動方向Ｐ１への移動を停止させる。その後、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２を移動方向Ｐ４（＋Ｙ方向と＋Ｚ方向とを合成した方向）に移動させることにより、第２切削工具Ｔ２による切削加工を行う。第２切削工具Ｔ２による切削は、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ｂが円筒面Ｗａに当たることで開始され、直線切刃Ｈ２が円筒面Ｗａに沿って移動方向Ｐ４に移動し、図１４（ｃ）に示すように端部Ｈ２ａが母線Ｄから離れた段階で終了する。第２切削工具Ｔ２による切削が終了することにより、切削加工が完了する。直線切刃Ｈ２は、移動方向Ｐ４の移動により、直線切刃Ｈ１で切削した領域と同一の領域Ｌ２を切削する。
【００７７】
このように、第２切削工具Ｔ２がＺ方向に対して第１切削工具Ｔ１と反対方向に傾いて配置されるため、第２切削工具Ｔ２を第１切削工具Ｔ１の切削開始位置まで＋Ｚ方向に戻す必要がない。このため、第２切削工具Ｔ２を切削開始位置まで移動させる時間を短縮でき、短時間で切削加工を行うことができる。
【００７８】
図１４に示す第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作においても、直線切刃Ｈ２の角度β１は直線切刃Ｈ１の角度αより小さいので、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１を用いて主加工（荒加工）を行い、第２切削工具Ｔ２を用いて仕上げ加工を行うことにより、切削加工を高精度かつ短時間で効率的に行うことができる。また、直線切刃Ｈ２の切削時にはワークＷが解放されている。従って、第１切削工具Ｔ１により大きな切削量を設定することにより誤差が生じても、直線切刃Ｈ２による切削で仕上げ加工が行われる。なお、本動作において、直線切刃Ｈ１及び直線切刃Ｈ２が＋Ｘ方向に同一の場合、または直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合のいずれであってもよい。また、直線切刃Ｈ２が突出量ＸＬだけ突出する場合、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２が所望の切削量をそれぞれ分担する点は、図６に示す第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の動作と同様である。
【００７９】
以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２をホルダ２２５で保持しているので、ワークＷに対して主加工（荒加工）と仕上げ加工とを行うといった多段の切削加工を行う場合に切削工具の移動距離が短くなり、加工精度を維持しながら加工時間を短縮することができる。また、直線切刃Ｈ１、Ｈ２の角度をそれぞれの加工に適した角度に設定できるので、切削面の面粗度を小さくした高精度な加工を短時間で行うことができる。
【００８０】
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、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２の双方を用いてワークＷの同一の領域に対して切削する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
【００８１】
例えば、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２のうちいずれか一方のみを用いてワークＷを加工してもよい。また、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を別々の工具としてワークＷの異なる箇所を切削させることも可能である。第１切削工具Ｔ１のみを用いる場合、切削開始位置から移動方向Ｐ等に移動させて第１切削工具Ｔ１でワークＷを切削した後、第２切削工具Ｔ２がワークＷに達する前に移動を停止する。また、第２切削工具Ｔ２のみを使用する場合、先ず、第１切削工具Ｔ１を、ワークＷからＸ方向に離れた状態でホルダ２５、１２５、２２５を移動方向Ｐ等に移動させて母線Ｄ上を通過させ、続いて、第２切削工具Ｔ２を切削開始位置に位置決めして移動方向Ｐ等に移動させることにより、第２切削工具Ｔ２のみで切削を行う。第２切削工具Ｔ２の切削開始位置は、第１切削工具Ｔ１の切削開始位置と同一であってもよく、また異なってもよい。このように、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を別々の工具として使用できるので、第１タレット２３等に装着できる切削工具の種類を増やすことができる。なお、ホルダ２５、１２５、２２５に保持する切削工具として、バイト等の他に、ドリルやエンドミルなどの回転工具であってもよい。
【００８２】
また、上記した各実施形態では、直線切刃Ｈ１の角度αが、直線切刃Ｈ２の角度β、β１より大きく設定しているが、これに限定されず、角度αが、直線切刃Ｈ２の角度β、β１より小さくてもよい。
【００８３】
また、上記した各実施形態では、切削加工の際、ワークＷ（主軸７等）に対して第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を移動させているが、これに限定されない。例えば、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を固定し、これら第１切削工具Ｔ１等に対してワークＷを回転させつつＹ方向、またはＹ方向とＺ方向とを合成した方向に移動させて切削加工を行ってもよい。この場合、ワークＷを保持する主軸台２（図１参照）は、Ｙ方向、またはＹ方向とＺ方向とを合成した方向に移動可能に形成される。また、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２とワークＷとの双方を移動させて切削加工を行ってもよい。
【００８４】
また、上記した実施形態では、ホルダ２５、１２５、２２５に２つの第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を保持しているが、これに限定されず、３つ以上の切削工具が保持されてもよい。また、１つのホルダ２５、１２５、２２５に複数の切削工具が保持されることに限定されず、切削工具ごとに別のホルダに保持し、このホルダどうしを組み合わせることにより、複数の切削工具の直線切刃が平行とならないように配置してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
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）
Ｔ１…第１切削工具（切削工具）
Ｔ２…第２切削工具（切削工具）
Ｈ１、Ｈ２…直線切刃
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…移動方向
７…主軸
２４、１２４…ツールヘッド
２５、１２５、２２５…ホルダ
１００、２００、３００…工作機械
【図１】
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【図２】
2016170845.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016170845.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2016170845.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月5日(2017.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【図１】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。
【図２】ワークに対応する部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】ホルダをツールヘッドに取り付けた状態の一例を示す斜視図である。
【図４】ホルダに保持された第１切削工具と第２切削工具の位置関係を示す図である。
【図５】切削工具の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図である。
【図７】切削工具の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図８】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の他の例を示す図である。
【図９】図８に続いて、切削工具の動作の他の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る工作機械の要部の一例を示す図である。
【図１１】切削工具の動作の一例を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る工作機械の要部の一例を示す図である。
【図１３】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図である。
【図１４】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の他の例を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
角度αのようにＺ方向に対する角度が大きいと、ワークＷに対する直線切刃Ｈ１の速度が遅くなり、ワークＷに対して大きな切削量を確保することが可能となるが、切削面の面粗度が大きくなる。一方、角度βのようにＺ方向に対する角度が小さいと、ワークＷに対する直線切刃Ｈ２の速度が速くなり、ワークＷに対して大きな切削量を確保するには不向きとなるが、切削面の面粗度が小さくなる。従って、本実施形態のように、直線切刃Ｈ１を角度α傾けることで、大きな切削量を確保し、さらに直線切刃Ｈ２を角度β傾けることにより、切削面の面粗度を小さくすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本実施形態では、第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２はＹ方向に平行な移動方向Ｐに移動する。したがって、直線切刃Ｈ１の＋Ｙ側の端部Ｈ１ａから−Ｙ側の端部Ｈ１ｂまでの長さのＺ方向成分と、直線切刃Ｈ２の＋Ｙ側の端部Ｈ２ａから−Ｙ側の端部Ｈ２ｂまでの長さのＺ方向成分とが、互いに長さＺＬと等しくなっている。第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２は、直線切刃Ｈ２の端部Ｈ２ａが直線切刃Ｈ１の端部Ｈ１ｂよりも−Ｙ側に位置するようにＹ方向に距離ＹＬの間隔を空けて配置される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、ホルダ２５は、図４（ｂ）に示すように、第２切削工具Ｔ２の直線切刃Ｈ２が、第１切削工具Ｔ１の直線切刃Ｈ１よりも−Ｘ方向に突出量ＸＬだけ突出するように第１切削工具Ｔ１及び第２切削工具Ｔ２を保持することができる。突出量ＸＬについては、特定の値に限定されず、ワークＷの切削量に応じて適宜変更することができる。この場合、第１切削工具Ｔ１の切削量からさらに第２切削工具Ｔ２によって突出量ＸＬの分だけ切削量が加えられる。そのため、例えば第１切削工具Ｔ１と第２切削工具Ｔ２とで多段にワークＷを切削するような場合に適用することができる。
【国際調査報告】
2016170845.tif 000017
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