(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具を当該切削工具の軸線回りに回転させる回転手段と、
前記切削工具及び工作物を相対送りする送り手段と、
を備え、
前記工作物は、円筒状に形成され、前記円筒状の軸線回りに回転する物体であり、
前記回転手段は、前記切削工具の外周面の周速度が前記工作物の外周面の周速度以上となるように、前記切削工具の外周面を回転させ、
前記送り手段は、前記切削工具の外周面をすくい面として、前記切削工具及び前記工作物を相対送りすることにより、前記工作物を切削加工する、切削装置。
【請求項２】
前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度は、前記切削工具で前記工作物を切削加工するときの切削点での周速度である、請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
前記切削加工によって発生する切屑が、前記すくい面での引っ張りにより張った状態となっている、請求項１又は２に記載の切削装置。
【請求項４】
前記切削工具の外周面の周速度は、前記すくい面の一部の周速度又は前記すくい面における前記切削加工によって発生する切屑と接する領域の平均周速度である、請求項１−３の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項５】
前記切削装置は、
前記切削工具の回転軸を傾斜させる傾斜手段、を備え、
前記傾斜手段は、前記切削工具の回転軸線を前記切削工具の切削送り方向に所定角度で傾斜させることにより、前記工作物を切削加工する、請求項１−４の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項６】
前記切削装置は、前記切削工具のすくい角が正となるように前記切削工具を配置して前記工作物を切削加工する、請求項１−５の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項７】
前記切削工具の外周面は、軸直角断面が円形状である、請求項１−６の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項８】
前記切削工具の外周面は、円錐面状である、請求項７に記載の切削装置。
【請求項９】
前記切削工具の外周面は、周方向に摩擦係数の異なる領域を有する、請求項１−８の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１０】
前記切削工具の外周面は、前記切削工具による切削加工により発生する切屑の分断が可能な溝を有する、請求項１−９の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１１】
前記切削工具の外周面の周速度と、前記工作物の外周面の周速度との速度比を所定の範囲で一定となるように制御する速度比一定手段を備える、請求項１−１０の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１２】
前記速度比一定手段は、前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度の少なくとも一方を制御する制御装置である、請求項１１に記載の切削装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
前記切削工具の外周面の周速度を取得する周速度取得手段と、
前記工作物の外周面の周速度を取得する送り速度取得手段と、
前記周速度取得手段及び前記送り速度取得手段で取得した各速度に基づいて前記速度比を算出する速度比算出手段と、を備え、
前記速度比算出手段で算出した前記速度比が前記所定の範囲を越えている場合、前記所定の範囲となるように前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度の少なくとも一方を制御する、請求項１２に記載の切削装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、切削加工途中において、前記工作物の径が変化することで、又は前記切削工具の径が変化することで、前記速度比が変化する場合、前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度の少なくとも一方を制御する、請求項１３に記載の切削装置。
【請求項１５】
前記切削工具の外周面は、円錐面状であり、前記切削工具の外周面の周速度は、前記切削工具の外周面と大径端面とのなす稜線での周速度である、請求項１１−１４の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１６】
前記切削工具の外周面は、円錐面状であり、前記切削工具の外周面の周速度は、前記切削工具の外周面における前記切削工具の軸線方向の中間部での周速度である、請求項１１−１４の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１７】
前記切削工具の外周面は、円錐面状であり、前記切削工具の外周面の周速度は、前記外周面の全域の平均周速度である、請求項１１−１４の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１８】
前記速度比一定手段は、前記速度比が１．０となるように常時制御する、請求項１１−１７の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項１９】
前記速度比一定手段は、前記速度比が１．０以上となるように制御する、請求項１１−１７の何れか一項に記載の切削装置。
【請求項２０】
前記速度比一定手段は、前記速度比が２．０以下となるように制御する、請求項１９に記載の切削装置。
【請求項２１】
前記切削工具で前記工作物を切削加工するときの切削点における切屑の流出方向と前記切削工具の切れ刃の回転方向とがなす前記切屑の流出角度が３０度以上７０度以下であって、前記切削工具の外周面の周速度と、前記工作物の外周面の周速度との速度比が１．０以上となるように制御する流出角度・速度比制御手段を備える、請求項１に記載の切削装置。
【請求項２２】
前記流出角度・速度比制御手段は、前記速度比が２．０以下となるように制御する、請求項２１に記載の切削装置。
【請求項２３】
流出角度・速度比制御手段は、前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度の少なくとも一方を制御する制御装置である、請求項２１又は２２に記載の切削装置。
【請求項２４】
前記切削工具で前記工作物を切削加工するときの切削点における切屑の流出方向での前記切屑の流出速度と、前記切削工具の外周面の周速度との流出速度比が０．５以上１．３以下で、前記切削工具の外周面の周速度と、前記工作物の外周面の周速度との速度比が１．０以上となるように制御する流出速度・速度比制御手段を備える、請求項１に記載の切削装置。
【請求項２５】
前記流出速度・速度比制御手段は、前記切削工具の外周面の周速度及び前記工作物の外周面の周速度の少なくとも一方を制御する制御装置である、請求項２４に記載の切削装置。
【請求項２６】
前記切削工具で前記工作物を切削加工するときの切削点における切屑の流出方向と前記切削工具の切れ刃の回転方向とがなす前記切屑の流出角度が３０度以上７０度以下で、前記切削点における前記切屑の流出方向での前記切屑の流出速度と、前記切削工具の外周面の周速度との流出速度比が０．５以上１．３以下となるように制御する流出速度比制御手段を備える、請求項１に記載の切削装置。
【請求項２７】
前記流出速度比制御手段は、制御装置である、請求項２６に記載の切削装置。
【請求項２８】
請求項１に記載の切削装置の切削方法であって、
前記工作物は、円筒状に形成され、前記円筒状の軸線回りに回転する物体であり、
前記切削工具の外周面の周速度が前記工作物の外周面の周速度以上となるように前記切削工具を回転させる工程と、
前記切削工具の外周面をすくい面として前記切削工具及び前記工作物を相対送りすることにより、前記工作物を切削加工する工程と、
を備える切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置及び切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削装置では、バイト等の切削工具でチタン合金やインコネル等の難切削材でなる工作物を切削加工すると、切削工具の切れ刃は工作物と大きな切削抵抗力で長時間接触することになるので、切れ刃の接触部分に高温の切削熱が発生し易く、工具寿命が低下するおそれがある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、回転可能な丸駒形状の切削工具の回転軸線を切削送り方向と平行に配置し、切削工具を回転させながら工具端面をすくい面として工作物を切削加工するロータリー切削方法が提案されている。このロータリー切削方法では、切削工具が回転しているので、切れ刃に発生する切削熱は全周に分散されることになり、工具寿命を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現状のロータリー切削方法では、高能率な切削加工を実現できるが、それでも切れ刃の摩耗は激しくさらなる工具寿命の向上が求められている。また、ロータリー切削方法では、切削工具の回転軸が切削送り方向と平行に配置されるため、工作物の切削加工面には、切削加工時に切削工具の回転振れの影響が転写され易く、切削加工面の精度が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、切削工具の工具寿命の更なる向上、及び切削加工面の高精度化を図れる切削装置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】
（切削装置）
本発明の切削装置は、切削工具を当該切削工具の軸線回りに回転させる回転手段と、前記切削工具及び工作物を相対送りする送り手段と、を備え、前記工作物は、円筒状に形成され、前記円筒状の軸線回りに回転する物体であり、前記回転手段は、前記切削工具の外周面の周速度が前記工作物の外周面の周速度以上となるように、前記切削工具の外周面を回転させ、前記送り手段は、前記切削工具の外周面をすくい面として、前記切削工具及び前記工作物を相対送りすることにより、前記工作物を切削加工する。
【０００８】
この切削工具による切削加工では、外周面が回転しながら工作物に対し切り込んでいく引き切り作用、及び切屑が回転する外周面に引っ張られて流出する引っ張り作用を示す。よって、この切削加工においては、切削工具が回転して切れ刃に発生する切削熱が外周面全周に分散されることと合わせて上記作用により切削抵抗力を低減して切れ刃の温度を低減でき、工具寿命の向上を図れる。そして、切削工具の外周面の周速度が工作物の外周面の周速度に対し１．０以上の場合、すくい面で切屑が引っ張られ切削点から流出していく流出速度が、切り込みによる切屑の生成速度と等しい又は切屑の生成速度より大きくなるため、切屑は弛まずに張った状態となり良好な加工結果を得易い。
【０００９】
（切削方法）
本発明の切削方法は、前記工作物は、円筒状に形成され、前記円筒状の軸線回りに回転する物体であり、前記切削工具の外周面の周速度が前記工作物の外周面の周速度以上となるように前記切削工具を回転させる工程と、前記切削工具の外周面をすくい面として前記切削工具及び前記工作物を相対送りすることにより、前記工作物を切削加工する工程と、を備える。
本発明の切削方法によれば、上述した切削装置における効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る切削装置の全体構成を示す平面図である。
【図２Ａ】図１の切削装置に用いられる切削工具を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの切削工具の側面図である。
【図３】図２Ａ，図２Ｂの切削工具を用いたプランジ方向送りでの円筒切削制御を説明するためのフローチャートである。
【図４Ａ】図２Ａ，図２Ｂの切削工具によるプランジ方向送りでの円筒切削状態を示す工作物の回転軸線方向から見た図である。
【図４Ｂ】図４Ａを工作物の回転軸線に直角な方向から見た図である。
【図５】横軸を押し切り方向、縦軸を引き切り方向にして引き切り作用のイメージを説明するための図である。
【図６】引き切りのときの切削工具の見掛け上の刃先角と、押し切りのときの切削工具の刃先角とを重ねて大きさを比較した図である。
【図７】実測した工具周速と切削抵抗との関係を示す図である。
【図８Ａ】図２Ａ，図２Ｂの切削工具によるプランジ方向送りでの円筒切削状態を高速カメラで撮像するときの撮像方向を示す工作物の回転軸線方向から見た図である。
【図８Ｂ】図８Ａを工作物の回転軸線に直角な方向から見た図である。
【図９Ａ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第１の図である。
【図９Ｂ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第２の図である。
【図９Ｃ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第３の図である。
【図９Ｄ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第４の図である。
【図９Ｅ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第５の図である。
【図９Ｆ】周速比を変化させて高速カメラで撮像した画像を示す第６の図である。
【図１０Ａ】切屑流出角度と周速比との関係を示す図である。
【図１０Ｂ】切屑の流出速度比と周速比との関係を示す図である。
【図１０Ｃ】切屑流出角度と切屑の流出速度比との関係を示す図である。
【図１１Ａ】ロータリー工具による切削状態を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａを工作物の回転軸線方向から見た図である。
【図１２Ａ】図１の切削装置に用いられる切削工具の第一の別形態を示す正面図である。
【図１２Ｂ】図１の切削装置に用いられる切削工具の第二の別形態を示す正面図である。
【図１２Ｃ】図１の切削装置に用いられる切削工具の第三の別形態を示す正面図である。
【図１３】図１の切削装置に用いられる切削工具の第四の別形態を示す正面図である。
【図１４Ａ】図２Ａ，図２Ｂの切削工具によるトラバース方向送りでの円筒切削状態を示す工作物の回転軸線に直角な方向であって切削工具を正面から見た図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａを工作物の回転軸線に直角な方向であって切削工具を側面から見た図である。
【図１５Ａ】図２Ａ，図２Ｂの切削工具による平面切削状態を示す平面に直角な方向から見た図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａを平面に平行な方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（切削装置の機械構成）
図１に示すように、切削装置１は、主軸台１０と、ベッド２０と、心押し台３０と、往復台４０と、送り台５０と、チルト台６０と、刃物台７０と、制御装置８０等とから構成される。なお、以下の説明では、主軸台１０に設けられている回転主軸１１の軸線方向をＺ軸方向、回転主軸１１の軸線方向と水平面内で直交する方向をＸ軸方向と称する。
【００１２】
主軸台１０は、直方体状に形成され、ベッド２０上に設置される。主軸台１０には、回転主軸１１が回転可能に設けられる。回転主軸１１には、一端側に工作物Ｗの一端側の周面を把持可能な爪１２ａを備えたチャック１２が取り付けられる。回転主軸１１は、主軸台１０内に収容された主軸モータ１３により回転駆動される。
【００１３】
ベッド２０は、直方体状に形成され、回転主軸１１の下方において主軸台１０からＺ軸方向に延びるように床上に設置される。ベッド２０の上面には、心押し台３０及び往復台４０が摺動可能な一対のＺ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂが、Ｚ軸方向に延びるように、且つ、相互に平行に設けられる。さらに、ベッド２０には、一対のＺ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂの間に、往復台４０をＺ軸方向に駆動するための、図略のＺ軸ボールねじが配置され、このＺ軸ボールねじを回転駆動するＺ軸モータ２２が配置される。
【００１４】
心押し台３０は、ベッド２０に対してＺ軸方向に移動可能なように、一対のＺ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂ上に設けられる。心押し台３０には、チャック１２に把持された工作物Ｗの自由端面を支持可能なセンタ３１が設けられる。すなわち、センタ３１は、センタ３１の軸線が回転主軸１１の軸線と一致するように心押し台３０に設けられる。
【００１５】
往復台４０は、矩形板状に形成され、ベッド２０に対してＺ軸方向に移動可能なように、一対のＺ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂ上の主軸台１０と心押し台３０との間に設けられる。往復台４０の上面には、送り台５０が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂが、Ｘ軸方向に延びるように、且つ、相互に平行に設けられる。さらに、往復台４０には、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂの間に、送り台５０をＸ軸方向に駆動するための、図略のＸ軸ボールねじが配置され、このＸ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ４２が配置される。
【００１６】
送り台５０は、矩形板状に形成され、往復台４０に対してＸ軸方向に移動可能なように、一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂ上に設けられる。送り台５０の上面には、チルト台６０を支持する一対のチルト台支持部６１がＺ軸方向に所定間隔をあけて配置される。
【００１７】
チルト台６０は、クレードル状に形成され、送り台５０に対してＺ軸線回りに回転（揺動）可能なように、一対のチルト台支持部６１に支持される。チルト台６０の上面には、刃物台７０が配置される。一方のチルト台支持部６１には、チルト台６０をＺ軸線回りに回転（揺動）駆動するチルトモータ６２が配置される。
【００１８】
刃物台７０には、工具ホルダ７１がＸ軸線回りに回転可能に設けられる。そして、刃物台７０には、工具ホルダ７１をＸ軸線回りに回転駆動する工具用モータ７２が配置される。工具ホルダ７１には、後述する切削工具９０がチャッキングされる。また、刃物台７０には、切削工具９０を冷却するための切削油を供給する図略の切削油供給装置と繋がる供給ノズル７３が備えられる。
【００１９】
制御装置８０は、主軸回転制御部８１と、往復台移動制御部８２と、送り台移動制御部８３と、チルト制御部８４と、工具回転制御部８５とを備える。ここで、各部８１〜８５は、それぞれ個別のハードウエアによる構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。
【００２０】
主軸回転制御部８１は、主軸モータ１３を制御して回転主軸１１を所定の回転数で回転駆動させる。
往復台移動制御部８２は、Ｚ軸モータ２２を制御して往復台４０を一対のＺ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂに沿って往復移動させる。
【００２１】
送り台移動制御部８３は、Ｘ軸モータ４２を制御して送り台５０を一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂに沿って往復移動させる。
チルト制御部８４は、チルトモータ６２を制御してチルト台６０をＺ軸線回りに回転（揺動）駆動させる。
工具回転制御部８５は、工具用モータ７２を制御して切削工具９０を工具ホルダ７１とともに回転駆動させる。
【００２２】
制御装置８０は、チルトモータ６２を制御して切削工具９０を所定角度に傾斜させ、主軸モータ１３及び工具用モータ７２を制御して、工作物Ｗを回転させるとともに切削工具９０を回転させ、Ｘ軸モータ４２及びＺ軸モータ２２を制御して、工作物Ｗと切削工具９０とをＸ軸方向及びＺ軸方向に相対移動することにより、切削工具９０の外周面を工作物Ｗに切り込ませて工作物Ｗの切削加工を行う。
【００２３】
なお、刃物台７０、工具ホルダ７１、工具用モータ７２及び工具回転制御部８５等が、本発明の「回転手段」に相当し、往復台４０、Ｚ軸ガイドレール２１ａ，２１ｂ、Ｚ軸モータ２２、送り台５０、Ｘ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂ、Ｘ軸モータ４２、往復台移動制御部８２及び送り台移動制御部８３等が、本発明の「送り手段」に相当し、チルト台６０、チルト台支持部６１、チルトモータ６２及びチルト制御部８４等が、本発明の「傾斜手段」に相当する。
【００２４】
（切削工具の形状）
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、切削工具９０は、円錐台状の工具本体９１と、工具本体９１の根元側の小径端面９１ａから延びる円柱状の工具軸９２とで構成される。工具本体９１の外周面は、円錐面状のすくい面９１ｂとして形成され、工具本体９１の大径端面は、平坦な逃げ面９１ｃとして形成される。
【００２５】
そして、工具本体９１のすくい面９１ｂと逃げ面９１ｃとのなす稜線は、連続した円形状、すなわち途中で分断されていない円形状の切れ刃９１ｒとして形成される。切削工具９０の刃先角α、すなわちすくい面９１ｂを回転軸線Ｒｔと直角な方向から見たときの傾斜線と、逃げ面９１ｃを回転軸線Ｒｔと直角な方向から見たときの直線との成す角αは、切れ刃９１ｒの強度を保持するため、４５度以上、好ましくは７０度から８０度で形成される。
【００２６】
（切削工具を用いた切削方法とロータリー工具を用いた切削方法）
次に、切削工具９０を用いた切削方法と、この切削方法に比較的近い既存のロータリー工具を用いた切削方法の相違点を円筒状の工作物Ｗを切削する場合について説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、ロータリー工具１００は、円錐台状の工具本体１０１と、工具本体１０１の小径端面１０１ａから延びる円柱状の工具軸１０２とで構成される。工具本体１０１の大径端面はすくい面１０１ｂとして形成され、すくい面１０１ｂの周縁部分には、連続した円形状、すなわち途中で分断されていない円形状の切れ刃１０１ｃが形成される。
【００２７】
このロータリー工具１００を用いた切削方法では、ロータリー工具１００を図示矢印ｒｒで示す方向に回転させ、工作物Ｗを図示矢印ｒｗで示す方向に回転させる。そして、ロータリー工具１００の回転軸線Ｒｒを、工作物Ｗの回転軸線Ｒｗと直角であって工作物Ｗの切削加工面（外周面）Ｗｓの切削点Ｐｒを通る接線Ｌｗに対し平行にする。この状態で、ロータリー工具１００の切れ刃１０１ｃを工作物Ｗの切削加工面Ｗｓの切削点Ｐｒに切り込ませ、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓを周方向に切削する。
【００２８】
この切削中、ロータリー工具１００は切削点Ｐｒにおいて受ける切削抵抗力により僅かに振動するが、その振動方向ｖｒは工作物Ｗの回転軸線Ｒｗと直角であって切削点Ｐｒを通る方向、すなわち切削送り方向Ｇに対し直交する方向である。よって、ロータリー工具１００の切れ刃１００ｃは、振動によって工作物Ｗの切削加工面Ｗｓから径方向に周期的に離脱することになるので、切削加工面Ｗｓには、切削加工時にロータリー工具１００の回転振れの影響が転写され易く、切削加工面Ｗｓの精度が悪化する傾向にある。
【００２９】
一方、図４Ａに示すように、先ず、制御装置８０は、切削工具９０の回転軸線Ｒｔが、切削点Ｐｔの法線に平行な状態から切削送り方向Ｇｐに所定角度θ傾斜した状態になるようにセットする。具体的には、工作物Ｗの回転軸線Ｒｗと直角であって工作物Ｗの切削加工面Ｗｓの切削点Ｐｔと接する直線Ｌｔを、工作物Ｗの回転軸線Ｒｗを中心に切削送り方向Ｇｐに所定角度θ傾斜させ、得られる直線Ｌｃと平行になるように、切削工具９０の回転軸線Ｒｔを傾斜させる。これにより、切削工具９０の逃げ面９１ｃと工作物Ｗの切削加工面Ｗｓとの接触は、防止される。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、切削工具９０を用いた切削方法では、切削工具９０は切削点Ｐｔにおいて受ける切削抵抗力により僅かに振動するが、その振動方向ｖｔは工作物Ｗの回転軸線Ｒｗと直角であって切削点Ｐｔを通る直線Ｌｔの方向に対し切削工具９０の傾斜方向に角度θ傾斜した方向、すなわち切削送り方向Ｇｐに対し傾斜角度θの補角（１８０度−θ度）だけ回転させた方向である。よって、切削工具９０の切れ刃９１ｒは、振動によって工作物Ｗの切削加工面Ｗｓから径方向に周期的に離脱する量が少ないので、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓには、切削加工時に切削工具９０の回転振れの影響が転写され難く、切削加工面Ｗｓの精度が向上する。
【００３１】
次に、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、制御装置８０は、切削工具９０のすくい面９１ｂを回転軸線Ｒｔ回りで回転方向ｒｔに回転させるとともに、工作物Ｗを回転軸線Ｒｗ回りで回転方向ｒｗに回転させることにより、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓを切削加工する。すなわち、ロータリー工具１００では、工具本体１０１の大径端面をすくい面１０１ｂとして切削加工を行うが、切削工具９０では、工具本体９１の外周面をすくい面９１ｂとして切削加工を行う。この切削工具９０による切削加工では、切削工具９０のすくい面９１ｂが回転しながら工作物Ｗの切削加工面Ｗｓに対し切り込んでいく引き切り作用、及び切屑Ｋが回転する切削工具９０のすくい面９１ｂに引っ張られて流出する引っ張り作用を示す。
【００３２】
ここで、図５は、横軸を押し切り方向、縦軸を引き切り方向にして引き切り作用のイメージを説明するための図である。切削工具９０の刃先角αは、切削工具９０を回転させないで切削加工を行う押し切りのときの刃先角と考えられるので、切削工具９０を回転軸線に直角な方向から見たときの切れ刃９１ｒを図５の横軸及び縦軸の交点に、逃げ面９１ｃを横軸に置くことで、すくい面９１ｂと逃げ面９１ｃとの成す角として表される。そして、上記引き切りのときの切削工具９０の見掛け上の刃先角βは、切削工具９０を回転させて切削加工を行うときの刃先角と考えられるので、すくい面９１ｂ及び逃げ面９１ｃを通る任意の線ｔを引き切り方向に平行移動させ、切れ刃９１ｒと線ｔの両端とをそれぞれ結んだ線ｍ，ｍ´の成す角として表される。
【００３３】
そして、図６から明らかなように、引き切りのときの切削工具９０の見掛け上の刃先角βは、押し切りのときの切削工具９０の刃先角αよりも鋭くなる。これにより、切削工具９０による切削加工では、切削抵抗力を低減して切れ刃９１ｒの温度を低減できるので、切削工具９０の工具寿命の向上を図れる。さらに、切削工具９０のせん断角δ（図４Ｂ参照）、すなわち切削送り方向Ｇｐに対する切屑Ｋの流出方向は、上記引っ張り作用により切削工具９０を回転させないで切削加工を行う押し切りのときよりも大きくなる。これにより、切削工具９０による切削加工では、切削抵抗力を低減して切れ刃９１ｒの温度を低減できるので、切削工具９０の工具寿命の向上を図れる。
【００３４】
図７は、実測した切削工具９０の周速度（以下、工具周速という）Ｖと切削抵抗Ｎとの関係を示す。工具周速Ｖは、切れ刃９１ｒ上の切削点Ｐｔ（図４Ａ参照）の回転速度である。切削抵抗Ｎとしては、切削点Ｐｔにおいて切削工具９０の回転軸線Ｒｔ及び工作物Ｗの回転軸線Ｒｗに対し直角な主分力方向の切削抵抗Ｎｍ（図４Ａ参照）と、切削点Ｐｔにおいて切削工具９０の回転軸線Ｒｔに対し直角であって工作物Ｗの回転軸線Ｒｗに対し平行な背分力方向（主分力方向に対し直角な方向）の切削抵抗Ｎｂ（図４Ｂ参照）と、切削工具９０の回転方向の切削抵抗Ｎｒ（図４Ａ参照）とを測定した。
【００３５】
図７から明らかなように、主分力方向の切削抵抗Ｎｍ及び背分力方向の切削抵抗Ｎｂは、工具周速Ｖが０の押し切りのときは大きいが、工具周速Ｖが大きくなるにつれて小さくなって略一定となる。特に、主分力方向の切削抵抗Ｎｍ及び背分力方向の切削抵抗Ｎｂは、工具周速Ｖが切削速度と同一の速度Ｖａより大きくなると大幅に低減する。なお、回転方向の切削抵抗Ｎｒは、工具周速Ｖが大きくなるにつれて徐徐に大きくなって略一定となる。
【００３６】
そして、工具周速Ｖが０のときは、短くて厚い切屑が流出するが、工具周速Ｖが大きくなるにつれて、切削加工距離以上の長くて薄い切屑Ｋ(図４Ａ及び図４Ｂ参照)が流出する。これは、工具周速Ｖが０のときは、切屑の流出速度が切削速度より遅いので、切屑が塑性変形して切屑の厚さが切削厚さに比べて厚く短くなるが、工具周速Ｖが大きくなるにつれて、上記引き切り作用及び上記引っ張り作用が大きく働いて切屑Ｋの流出速度が速くなるので、切屑Ｋが薄くて長くなると推定される。以上より、切削工具９０を用いた切削加工では、切れ刃９１ｒの温度が問題となるチタン合金やインコネル等の難切削材の切削において、より高能率な切削が可能となる。
【００３７】
切削工具９０を用いた切削方法では、工具周速と工作物Ｗの周速度（以下、ワーク周速という）との比（工具周速／ワーク周速、以下、周速比（本発明の「速度比」に相当）という）が工具寿命等の結果に大きな影響を及ぼす。つまり、周速比が変化すると、切削工具９０と工作物Ｗとの摩擦仕事が変動し、切削工具９０が摩耗し易くなるためである。この周速比は、１．０とすることで切削工具９０と工作物Ｗとの摩擦仕事が最小となり、工具寿命延長効果が得られる。
【００３８】
周速比が変化する例としては、外周面が段差形状やテーパ形状となっている工作物Ｗの切削加工、加工パスが複数回にわたる工作物Ｗの切削加工、工作物Ｗの端面の切削加工等がある。これらの場合、加工途中で工作物Ｗの径（以下、ワーク径という）が変化するため、ワーク周速が変化し、それに伴って周速比も変化する。また、周速比が変化する別例としては、工具摩耗や工具再研磨等がある。これらの場合、切削工具９０の工具径が変化するため、工具周速が変化し、それに伴って周速比も変化する。
【００３９】
ここで、図４Ａ及び図４Ｂに対応させた図８Ａ及び図８Ｂに示すように、高速カメラＣａを図示矢印方向から撮像可能に配置した。そして、制御装置８０は、周速比を０．０−２．０まで変化させたときの切屑Ｋの流出状態を高速カメラＣａで撮像して画像を解析し、切削工具９０の切れ刃９１ｒに対する切屑Ｋの流出方向の流出角度を求めた。
【００４０】
その結果、図９Ａ及び図１０Ａに示すように、周速比が０．０（切削工具９０の回転を停止）のとき、切屑Ｋは切れ刃９１ｒから直線Ｌｔの方向、すなわち流出角度９０度で流出する。そして、図９Ｂ−図９Ｆ及び図１０Ａに示すように、周速比が０．２から２．０と高くなるにつれて、切屑Ｋの流出角度は周速比が０．０のときの流出角度９０度に対し切削工具９０の回転方向ｒｔに徐々に小さくなる、すなわち７０度から３１度になることが判明した。
【００４１】
そして、高速カメラＣａで撮像した画像を解析し、切屑Ｋの流出速度を求めた。その結果、図１０Ｂに示すように、周速比が０．２以上になると、切屑流出速度とワーク周速との比（以下、流出速度比という）は大きくなることが判明した。切屑Ｋの引っ張り作用は、流出角度が小さく流出速度比が大きい方が得易いと考えられる。この観点及び図１０Ａ、図１０Ｂから、周速比は０．２以上とし、切屑Ｋの流出角度は３０度以上７０度以下とする。
【００４２】
さらに、上述のように周速比は、１．０とすることで切削工具９０と工作物Ｗとの摩擦仕事が最小となり、工具寿命延長効果が得られる。また、周速比が２．０になると、切屑Ｋはある長さに達したときに分断することを繰り返すので、周速比を２．０未満とすることで、繋がった切屑Ｋを連続的に流出させられる。また、周速比を２．０を超えた値で一定にして切削加工し続けると、切削工具９０と切屑Ｋとの間の摩擦仕事が増加するため、工具寿命が低下する傾向にある。これらの観点及び図１０Ｃからは、周速比は１．０以上２．０未満とし、流出速度比は０．５以上１．３以下とする。なお、切削工具９０と工作物Ｗとの摩擦仕事を最小にして工具寿命延長効果を得、且つ繋がった切屑Ｋを連続的流出させて工作物Ｗ等への絡まりを防止するためには、周速比は１．０以上２．０以下とする。
【００４３】
（切削工具を用いた切削制御）
次に、切削工具９０を用いて円筒状の工作物Ｗを軸線Ｒｗ回りに回転させてプランジ方向送りで切削する場合の制御について説明する。切削工具９０を用いた切削制御では、周速比が所定の範囲で一定となるように制御する。以下に、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
制御装置８０は、工具径を取得し（図３のステップＳ１）、ワーク径を取得する（図３のステップＳ２）。ここで、工具径は、計測装置で実測して得る。この工具径は、実測した逃げ面９１ｃ（切れ刃９１ｒ）の直径、すなわち図４Ａの切削点Ｐｔを通る回転軸線Ｒｔに直角な円周の直径を使用するが、実測したすくい面９１ｂにおける切れ刃９１ｒと切屑Ｋとの接触長さの中間部の直径、すなわち図４Ａの点Ｐｘを通る回転軸線Ｒｔに直角な円周の直径でもよい。ワーク径は、設計図面やＮＣプログラムから得る。
【００４５】
次に、制御装置８０は、取得した工具径に基づいて工具周速を算出し（図３のステップＳ３、本発明の「周速度取得手段」に相当）、取得したワーク径に基づいてワーク周速を算出する（図３のステップＳ４、本発明の「送り速度取得手段」に相当）。工具周速Ｖは、切れ刃９１ｒ上の図４Ａの切削点Ｐｔの回転速度であり、工具径Ｄ及び回転主軸１１の主軸回転速度Ｎにより次式（１）で表される。ワーク周速ｖは、切削加工面Ｗｓ上の図４Ａの切削点Ｐｔの回転速度であり、ワーク径ｄ及び工作物Ｗのワーク回転速度ｎにより次式（２）で表される。
【００４６】
【数１】
0006669983.tif 000002
【００４７】
【数２】
0006669983.tif 000003
【００４８】
次に、制御装置８０は、算出したワーク周速が、予め設定された切削工具９０の摩耗に大きな影響を与えない上限値以下の周速度であるか否かを判断し（図３のステップＳ５）、ワーク周速が設定上限値を越える場合は、工作物Ｗの回転速度を変更し（図３のステップＳ６）、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。工作物Ｗの回転速度の変更は、例えば現在の工作物Ｗの回転速度の±５％〜±１０％の範囲内で変更する。
【００４９】
一方、ステップＳ５において、制御装置８０は、ワーク周速が設定上限値以下である場合は、算出した工具周速及びワーク周速に基づいて周速比を算出する（図３のステップＳ７、本発明の「速度比算出手段」に相当）。周速比νは、工具周速Ｖ及びワーク周速ｖにより次式（３）で表される。
【００５０】
【数３】
0006669983.tif 000004
【００５１】
次に、制御装置８０は、算出した周速比が所定の範囲を越えているか否かを判断し（図３のステップＳ８）、周速比が所定の範囲を越える場合は、切削工具９０の回転速度を変更し（図３のステップＳ９）、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。一方、ステップＳ８において、周速比が所定の範囲内である場合は、そのままで切削加工を継続し、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。上記所定の範囲とは、例えば「１．０」を基準に±１０％〜±２０％の範囲をいう。また、切削工具９０の回転速度の変更は、例えば現在の切削工具９０の回転速度の±５％〜±１０％の範囲内で変更する。以上の処理は、円筒状の工作物Ｗの切削加工が終了するまで繰り返す。
【００５２】
（切削工具の別形態）
上述の実施形態では、切削工具９０のすくい面９１ｂを均一の摩擦係数となるように形成したが、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示す切削工具９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃのように、すくい面９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃを不均一の摩擦係数となるように形成してもよい。すなわち、図１２Ａの切削工具９０Ａは、摩擦係数が高い領域Ａｈと摩擦係数が低い領域Ａｌを周方向に交互に形成したすくい面９１ｂａを有する。
【００５３】
この場合、両領域Ａｈ，Ａｌの周方向の長さを同一にすると、すくい面９１ｂが均一の摩擦係数に近くなって引き切りの効果が低減するおそれがあるため、摩擦係数が高い領域Ａｈの周方向の長さを摩擦係数が低い領域Ａｌの周方向の長さより長くするとよい。図１２Ｂの切削工具９０Ｂは、摩擦係数が高い領域Ａｈと摩擦係数が低い領域Ａｌを半周ずつ形成したすくい面９１ｂｂを有する。図１２Ｃの切削工具９０Ｃは、摩擦係数が低い領域Ａｌの一部に摩擦係数が高い領域Ａｈを形成したすくい面９１ｂｃを有する。
【００５４】
これらの切削工具９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃでは、摩擦係数が高い領域Ａｈでは切屑との接触時間が長くなるので切屑の排出を促すことができる。摩擦係数が低い領域Ａｌは、例えばダイアモンドライクカーボン等をコーティングすることにより形成する。なお、摩擦係数が高い領域Ａｈと摩擦係数が低い領域Ａｌとの比率は、上述の比率に限定されるものではなく、任意の比率で形成してもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、切削工具９０の切れ刃９１ｒを連続する円形状、すなわち途中で分断されていない円形状に形成したが、図１３に示す切削工具９０Ｄのように切れ刃９１ｒｄの一部を所定幅９１ｄｗで切り欠く溝９１ｄを設けて非連続の円形状、すなわち途中で分断された円形状に形成してもよい。すなわち、溝９１ｄは、切削工具９０Ｄのすくい面９１ｂに沿って逃げ面９１ｃから小径端面９１ａまで所定幅９１ｄｗで延びるように形成される。この切削工具９０Ｄでは、切屑が溝９１ｄ通過時に分断されるので、切屑の後処理が簡易になる。なお、溝９１ｄは、１個に限定されるものではなく、２個以上設けるようにしてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、切削工具９０の工具本体９１を円錐台状に形成したが、軸直角断面が全体として環状であればよく、例えば円柱状もしくは逆円錐台状に形成してもよい。また、花弁状等の円形状の一部に凹凸形状等がある場合を含む。切削工具の周面側にすくい面及び切れ刃を形成でき、切屑をすくい面で引っ張る回転工具として機能する形状であれば厳密な円形状に限定されない。この場合の切削工具は、すくい面を正とすると逃げ面が工作物Ｗと干渉するおそれがあるため、すくい面を負とするか逃げ面となる部分を凹ませて工作物Ｗとの干渉を防止する。
【００５７】
（その他）
なお、上述の実施形態では、切削工具９０を用いたプランジ方向送りでの円筒切削制御において、切削工具９０の回転軸線Ｒｔが、切削点Ｐｔの法線に平行な状態から切削送り方向Ｇｐに所定角度θ傾斜した状態で切削加工を行う場合を説明した。しかし、切削工具９０の回転軸線Ｒｔが、切削点Ｐｔの法線に平行な状態で切削加工を行うようにしてもよい。
【００５８】
また、周速比一定制御において、工具周速は、切削工具９０のすくい面９１ｂと逃げ面９１ｃとの成す切れ刃９１ｒでの周速度を用いたが、すくい面９１ｂにおける切削工具９０の軸線Ｒｔ方向の中間部での周速度、もしくはすくい面９１ｂの全域の平均周速度を用いてもよい。また、すくい面９１ｂにおける切削工具９０の軸線Ｒｔ方向の中間部以外の一部分もしくは一部の領域（例えば、切屑Ｋと接する領域のみ）の平均周速度を用いてもよい。また、平均周速度の対象となるすくい面９１ｂの領域は、切れ刃９１ｒを含む外周面でもよいし、切れ刃９１ｒをすくい面９１ｂの領域とは別として扱い、平均周速度の対象としなくてもよい。
また、周速比一定制御においては、周速比が所定の範囲内になるように制御したが、周速比が「１．０」となるように常時制御してもよい。
【００５９】
また、周速比一定制御において、周速比は、工具周速及びワーク周速に基づいて算出したが、切屑Ｋの流出速度と周速比との関係を予め設定しておき、実際の切削加工において切屑Ｋの流出速度を求めることで得られる。切屑Ｋの流出速度は、例えば高速度カメラの画像解析で求め、あるいは切屑厚さと切屑Ｋの流出速度との関係を予め設定しておき、実際の切削加工において切屑厚さを測定することで得られる。
【００６０】
また、流出角度・速度比制御手段による制御は、加工条件として前述の数値範囲を用いているものであれば、形態は様々なものであってよい。前述の数値範囲が得られる切削装置の動作条件を、予め実験から測定しておいたり、加工中にリアルタイムで測定した測定結果を解析して求め、制御装置８０に反映させてもよい。また、予めの計測やリアルタイム計測からのフィードバックに関わらず、制御装置８０で切削装置１を適宜制御した結果、加工条件が前述の数値範囲に結果t系に該当する、という場合も含む。上述のことは、流出速度・速度比制御手段による制御、及び流出速度比制御手段による制御も同様である。
【００６１】
また、上述の実施形態では、円筒状の工作物Ｗの切削加工面Ｗｓを周方向に切削する場合、すなわちＸ(プランジ)方向送りでの加工について説明したが、Ｚ（トラバース）方向送りでの加工も同様である。すなわち、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、切削工具９０の回転軸線Ｒｔが、切削点Ｐｔの法線に平行な状態から切削送り方向Ｇｔに所定角度θ傾斜した状態になるようにセットする。そして、切削工具９０のすくい面９１ｂを回転軸線Ｒｔ回りで回転方向ｒｔに回転させるとともに、工作物Ｗを回転軸線Ｒｗ回りで回転方向ｒｗに回転させ、切削工具９０を工作物Ｗを回転軸線Ｒｗに平行な方向に送ることにより、もしくは切削工具９０の送りはせずに工作物Ｗを回転軸線Ｒｗに平行な方向に送ることにより、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓを切削加工する。
【００６２】
また、上述の実施形態では、円筒研削を例に説明したが、平面研削においても切削工具９０の適用は可能である。すなわち、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、切削工具９０の回転軸線Ｒｔが、工作物ＷＷの平面な切削加工面ＷＷｓに対し直角な状態から切削送り方向ＧＧに所定角度θ傾斜した状態になるようにセットする。そして、切削工具９０のすくい面９１ｂを回転軸線Ｒｔ回りで回転方向ｒｔに工具周速Ｖで回転させるとともに、切削工具９０を工作物ＷＷの切削加工面ＷＷｓに沿って移動速度ｖで移動させることにより、もしくは切削工具９０の移動はせずに工作物ＷＷを切削加工面ＷＷｓに平行な方向に移動速度ｖで移動させることにより、工作物ＷＷの切削加工面ＷＷｓを切削加工する。
【００６３】
（効果）
本実施形態の切削装置１は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを当該切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの軸線Ｒｔ回りに回転させる回転手段７０等と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物Ｗ，ＷＷを相対送りする送り手段４０等と、を備え、回転手段７０等及び送り手段４０等は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面を回転させながらすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃとして送ることにより、工作物Ｗ，ＷＷを切削加工する。
【００６４】
この切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄによる切削加工では、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃが回転しながら工作物Ｗ，ＷＷに対し切り込んでいく引き切り作用、及び切屑Ｋが回転するすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃに引っ張られて流出する引っ張り作用を示す。よって、この切削加工においては、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄが回転して切れ刃９１ｒ，９１ｒｄに発生する切削熱がすくい面９１ｂ全周に分散されることと合わせて上記作用により切削抵抗力を低減して切れ刃９１ｒ，９１ｒｄの温度を低減でき、工具寿命の向上を図れる。
【００６５】
また、回転手段７０等及び送り手段４０等は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの周速が切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの切削速度以上となるように工作物Ｗ，ＷＷを切削加工する場合を含む。換言すると、周速比が１．０以上となる場合を含む。周速比が１．０以上の場合、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃで切屑Ｋが引っ張られ切削点Ｐｔから流出していく流出速度が、切り込みによる切屑Ｋの生成速度と等しい又は切屑Ｋの生成速度より大きくなるため、切屑Ｋは弛まずに張った状態となり良好な加工結果を得易い。なお、切屑Ｋの生成速度とすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃの周速との速度差ですくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃの摩耗が大きくなり過ぎないように、周速比は１．０以上２．０以下である場合でもよい。また、周速比が１．０以上２．０未満であると、切屑Ｋを連続的に流出させ易い。
【００６６】
ただし、周速比が１．０以上の場合に限らず、１．０を下回る場合も含む。周速比が１．０を下回る状態でも、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃで引っ張り力により従来の加工法よりも良好な加工結果を得易い。例えば、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの切り込みによる切屑Ｋの滑りですくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃとの間の摩耗が大きくなり難いように、周速比は０．２以上１．０未満であってもよい。また、周速比が０．５以上１．０未満であると切屑Ｋを連続的に流出させ易い。また、切削抵抗は、引き切り作用及び引っ張り作用が大きく働くため大幅に低減できるので、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの発熱を低減し、工具寿命を向上できる。
【００６７】
また、切削加工によって発生する切屑Ｋが、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃでの引っ張りにより張った状態となっているので、切屑Ｋが切削加工において干渉することを防止でき、良好な加工結果を得易い。
また、切削工具の周速は、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃの一部の周速又はすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃにおける切削加工によって発生する切屑Ｋと接する領域の平均周速であるので、精度の高い周速比が得られる。
【００６８】
また、切削装置１は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの回転軸線Ｒｔを傾斜させる傾斜手段６０等、を備え、傾斜手段６０等は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの回転軸線Ｒｔを切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの切削送り方向Ｇｐ，Ｇｔ，ＧＧに所定角度で傾斜させることにより、工作物Ｗ、ＷＷを切削加工する。
【００６９】
これにより、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、切削送り方向Ｇｐ，Ｇｔ，ＧＧに対し傾斜角度θの補角だけ回転させた方向に振動する。一方、一般的なロータリー工具１００は、切削送り方向Ｇｐに対し直角に回転させた方向に振動する。よって、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの切れ刃９１ｒ，９１ｒｄは、ロータリー工具１００の切れ刃１０１ｃと比較して振動によって工作物Ｗ，ＷＷの切削加工面Ｗｓ，ＷＷｓから周期的に離脱する量が少なくなるので、切削加工面Ｗｓ，ＷＷｓには、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの回転振れの影響が転写され難く、切削加工面Ｗｓ，ＷＷｓの精度が向上する。
【００７０】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、円筒状の工作物Ｗを切削加工する。これにより、高精度な切削加工面Ｗｓを有する工作物Ｗが得られる。
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、平面状の工作物ＷＷを切削加工する。これにより、高精度な切削加工面ＷＷｓを有する工作物ＷＷが得られる。
【００７１】
また、切削装置１は、すくい角が正となるように切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを配置して工作物Ｗ，ＷＷを切削加工する。これにより、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、切屑Ｋを滑らかに排出し易くなるため、切削加工においては、切削抵抗を大幅に低減できるので、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの発熱を低減し、工具寿命を向上できる。
【００７２】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃは、軸直角断面が円形状である場合を含む。これにより、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、シンプルな構造となり製作が容易となるので、比較的低コストでの提供が可能となる。
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃは、円錐面状である場合を含む。この切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄでは、すくい角の調整が容易となる。
【００７３】
また、切削工具９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃのすくい面９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃは、周方向に摩擦係数の異なる領域Ａｈ，Ａｌを有する。この切削工具９０，９０Ｂ，９０Ｃでは、摩擦係数が高い領域Ａｈにおいて切屑Ｋの排出を促すことができる。
また、切削工具９０Ｄのすくい面９１ｂｄは、切削工具９０Ｄによる切削加工により発生する切屑Ｋの分断が可能な溝９１ｄを有する。この切削工具９０Ｄでは、切屑Ｋが溝９１ｄ通過時に分断されるので、切屑Ｋの後処理が簡易になる。
【００７４】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄの周速度Ｖと、工作物Ｗの周速度ｖ（切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物Ｗを相対送りするときの送り速度）との周速比ν（速度比）、又は工作物ＷＷの移動速度ｖ（切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物ＷＷを相対送りするときの送り速度）との速度比νを所定の範囲で一定となるように制御する速度比一定手段を備える。これにより、速度比を常に一定に保ちながら切削加工することで工具寿命延長が図られ、更なる高能率化を実現できる。
【００７５】
また、速度比一定手段は、周速度Ｖ及び送り速度ｖの少なくとも一方を制御する制御装置８０である。この制御装置８０は、周速度Ｖを取得する周速度取得手段と、送り速度ｖを取得する送り速度取得手段と、周速度取得手段及び前記送り速度取得手段で取得した各速度Ｖ，ｖに基づいて速度比νを算出する速度比算出手段と、を備え、速度比算出手段で算出した速度比νが所定の範囲を越えている場合、所定の範囲となるように周速度Ｖ及び送り速度ｖの少なくとも一方を制御する。これにより、工作物Ｗの形状が変化しても周速比を高精度に一定に保つことができ、工具寿命延長を図って更なる高能率化を実現できる。
【００７６】
また、工作物Ｗは、円筒状の軸線Ｒｗ回りに回転する物体であり、送り速度ｖは、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓ（外周面）の回転方向の周速度である。これにより、工作物Ｗの切削加工面Ｗｓを高能率に切削加工できる。
また、工作物ＷＷは、切削加工面ＷＷｓ（平面）に平行な方向に移動する物体であり、送り速度ｖは、工作物ＷＷの移動方向の移動速度である。これにより、工作物ＷＷの切削加工面ＷＷｓを高能率に切削加工できる。
【００７７】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄは、円錐面状であり、周速度Ｖは、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄと逃げ面９１ｃとのなす切れ刃９１ｒ，９１ｒｄでの周速度である。これにより、切れ刃９１ｒ，９１ｒｄでの摩耗を低減できる。
【００７８】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄは、円錐面状であり、周速度Ｖは、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄにおける切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの軸線Ｒｔ方向の中間部での周速度である。これにより、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄの摩耗の均一化を図ることができる。
【００７９】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄのすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄは、円錐面状であり、周速度Ｖは、すくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄの全域の平均周速度である。これにより、切れ刃９１ｒ，９１ｒｄを含むすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄの全域の摩耗を低減できる。
また、速度比一定手段は、速度比νが１．０となるように常時制御する。これにより、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄと工作物Ｗ，ＷＷとの摩擦仕事が最小となり、工具寿命延長効果が得られる。
【００８０】
また、速度比一定手段は、速度比ν が０ ． ２ 以上となるように制御する。また、速度比一定手段は、速度比νが１．０以上となるように制御する。また、速度比一定手段は、速度比νが２．０以下となるように制御する。また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで工作物Ｗ，ＷＷを切削加工したときの切屑Ｋの流出角度が３０度以上７０度以下であって、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面の周速度と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物Ｗ，ＷＷを相対送りするときの送り速度との速度比νが０．２以上となるように制御する流出角度・速度比制御手段を備える。これらの数値範囲を用いることで、切屑Ｋの引っ張り作用が得易く、良好な加工結果を得易い。
【００８１】
また、流出角度・速度比制御手段は、速度比νが１．０以上となるように制御する。また、速度比一定手段は、速度比νが２．０以下となるように制御する。また、流出角度・速度比制御手段は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで工作物Ｗ，ＷＷを切削加工したときの切屑Ｋの流出速度と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面の周速度との流出速度比が０．５以上１．３以下で、速度比νが０．２以上となるように制御する。流出角度・速度比制御手段は、周速度及び送り速度の少なくとも一方を制御する制御装置８０である。これらの数値範囲を用いることで、切屑Ｋの引っ張り作用が得易く、良好な加工結果を得易い。
【００８２】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで工作物Ｗ，ＷＷを切削加工したときの切屑Ｋの流出速度と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面の周速度との流出速度比が０．５以上１．３以下で、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面の周速度と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物Ｗ，ＷＷを相対送りするときの送り速度との速度比が０．２以上となるように制御する流出速度・速度比制御手段を備える。また、流出速度・速度比制御手段は、周速度及び送り速度の少なくとも一方を制御する制御装置８０である。これらの数値範囲を用いることで、切屑Ｋの引っ張り作用が得易く、良好な加工結果を得易い。
【００８３】
また、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで工作物Ｗ，ＷＷを切削加工したときの切屑Ｋの流出角度が３０度以上７０度以下で、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで工作物Ｗ，ＷＷを切削加工したときの切屑Ｋの流出速度と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面の周速度との流出速度比が０．５以上１．３以下となるように制御する流出速度比制御手段を備える。流出速度比制御手段は、制御装置８０である。これらの数値範囲を用いることで、切屑Ｋの引っ張り作用が得易く、良好な加工結果を得易い。
【００８４】
本実施形態の切削方法は、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面を当該切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの軸線Ｒｔ回りに回転させる工程と、切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの外周面をすくい面９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ，９１ｄとして切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ及び工作物Ｗ，ＷＷを相対送りするとともに、前記切削工具の周速が前記切削工具の切削速度以上となるように工作物Ｗ，ＷＷを切削加工する工程と、を備える。切削工具９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの端面は、平坦な逃げ面９１ｃとして形成される。これにより、上述した切削装置１における効果と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００８５】
１：切削装置、  ７０，７１，７２，８５：回転手段、  ４０，２１ａ，２１ｂ，２２，５０，４１ａ，４１ｂ，４２，８２，８３：送り手段、  ６０，６１，６２，８４：傾斜手段、  ９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ：切削工具、  ９１ｂ，９１ｂａ，９１ｂｂ，９１ｂｃ：工具本体の外周面（すくい面）、  ９１ｃ：工具本体の大径端面（逃げ面）、  ９１ｒ，９１ｒｄ：工具本体の外周面と大径端面とのなす稜線（切れ刃）、  α：刃先角、  β：見掛け上の刃先角、  θ：切削工具の回転軸線の傾斜角、  Ｇｐ，ＧＧ：切削送り方向、  Ｗ：工作物
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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