(57)【要約】【課題】最も剛性の高い焼きばめ工具ホルダを容易かつ確実に選定でき、選定した焼きばめ工具ホルダに関して最も適切な加工条件を設定できる工具ホルダの選択／加工条件設定方法を得る。【解決手段】所定の直径を有する工具５が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、まず、ワーク１の加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する（第１ステップ）。次に、多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータに基づいて、第１ステップで選択された数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから剛性値の高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する（第２ステップ）。次に、選択された１種類の焼きばめ工具ホルダに関して、その剛性値を従来加工条件の基準として用いられていたＬ／Ｄ値と比較、換算してワーク１の加工条件を設定する（第３ステップ）。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の直径を有する工具が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、ワークの加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第１ステップと、
前記多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータに基づいて、前記第１ステップで選択された数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから剛性値の高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第２ステップと、
を備えたことを特徴とする工具ホルダの選択方法。
【請求項２】
多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値は一覧表として記録されたものであることを特徴とする請求項１記載の工具ホルダの選択方法。
【請求項３】
所定の直径を有する工具が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、ワークの加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第１ステップと、
前記多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータに基づいて、前記第１ステップで選択された数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから剛性値の高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第２ステップと、
前記第２ステップで選択された１種類の焼きばめ工具ホルダに関して、その剛性値をＬ／Ｄ値と比較してワークの加工条件を設定する第３ステップと、
を備えたことを特徴とする工具ホルダの選択／加工条件設定方法。
【請求項４】
前記第３ステップでは、焼きばめ工具ホルダの剛性値とＬ／Ｄ値とを対置したリストを使用することを特徴とする請求項３記載の工具ホルダの選択／加工条件設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具ホルダの選択／加工条件設定方法、特に、多数種類の焼きばめ工具ホルダからワークの加工形状に適したものを選択し、最適な加工条件に設定するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
従来、金型のエンドミルによる直彫り加工では、例えば、図４に示すように、ワーク１の加工深さＴが工具５の直径Ｄに対して４倍を超えるような深彫り加工では、工具５をホルダ６のチャック７から長く突き出すことにより、加工深さを満たすと共に、ワーク１に対するホルダ６（チャック７）の干渉も回避する必要があった。
【０００３】
しかしながら、工具５の突出し量Ｌが長くなると、工具５自体の剛性が低下することにより、加工精度の低下が生じていた。加工における剛性は、図５に示すように、工具５の先端のたわみ量Ｓに相当し、従来のホルダ６は剛体とみなすことができるので、その剛性値は工具５自体のたわみ量を検討すればよい。即ち、工具５の先端に一定の荷重（１ｋｇ・ｆ）を作用させた場合のたわみ量Ｓであり、一般的には、「工具の直径Ｄ」と、「突出し量Ｌ÷直径Ｄ＝Ｌ／Ｄ」に基づいて最適な加工条件（切込み量、回転数、送り量等）を決定していた。このような加工条件の決定は、ワークの材質等を勘案して経験に基づいて行われており、作業者にとっては扱い慣れたものであった。
【０００４】
ところで、近年では、非常にスリムな工具取付部を備えた焼きばめ工具ホルダが開発提供されており、そのいくつかの種類を図１に示す。図２は、焼きばめ工具ホルダ１０Ａと工具５とマシニングセンタの主軸２０の先端部とを分解して示している。
【０００５】
これらの焼きばめ工具ホルダ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ等を用いれば、工具５の突出し量Ｌｔを短くすることにより、ワーク１とホルダの干渉を回避しながら剛性の低下を最小限に抑えることができる。工具取付部１１の剛性が工具５の剛性に加算されることによる。
【０００６】
このような焼きばめ工具ホルダが普及すると、前記３条件（加工深さ、ホルダの干渉回避、剛性）が最適な設定になるように、工具ホルダの種類及び工具突出し量の選定を行うことが求められている。
【０００７】
しかしながら、加工深さと干渉回避の観点からはホルダの形状に基づいて的確な選定が可能であるが、最も剛性の高い選定という観点からは的確な選定を行うことができていないのが現状である。
【０００８】
焼きばめ工具ホルダは、図３に示すように、工具５の直径Ｄ、工具取付部外径Ｃ及びホルダ有効深さＭに応じて多数種類のものが存在する。また、工具５の突出し量Ｌｔも必要に応じて調節可能である。例えば、加工深さと干渉回避の観点から、多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから図１に示す焼きばめ工具ホルダ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを選定したとしても、最も剛性の高い選定という観点からいずれの一つを選定すべきかはマニュアル化されてはいない。さらに、最終的に一つを選定したとしても、その工具ホルダに関して、何を基準として加工条件を設定すべきかもマニュアル化されていないのである。
【０００９】
このような不明確さは、仮に適切にホルダを選定したとしても、選定したホルダの能力以下の加工条件に設定している場合が多く、例えば、加工時間の短縮ができるにも拘わらず、短縮化ができていないことが生じる。逆に、加工条件を能力以上に設定してビビリなどのトラブルが発生してしまうことも生じうる。
【００１０】
近年では、マシニングセンタによる金型加工が一般化し、ＣＡＭによって工具軌跡がプログラミングされることが多い。加工条件の不具合に気づけば再度プログラミングすることになるが、これではプログラミングから加工終了までの効率を大きく低下させることになる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、最も剛性の高い焼きばめ工具ホルダを確実に選定できる工具ホルダの選択方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、最も剛性の高い焼きばめ工具ホルダを確実に選定できると共に、選定された焼きばめ工具ホルダに関して最も適切な加工条件を容易に設定できる工具ホルダの選択／加工条件設定方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】
以上の目的を達成するため、第１の発明に係る工具ホルダの選択方法は、所定の直径を有する工具が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、ワークの加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第１ステップと、前記多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータに基づいて、前記第１ステップで選択された数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから剛性値の高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第２ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
現在、所定の直径を有する工具が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダが用意されているものの、それぞれの剛性値を記録したデータまでは存在しなかった。第１の発明に係る工具ホルダの選択方法にあっては、多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータを用意し、このデータを参照することにより、確実かつ容易に剛性の高い好ましい焼きばめ工具ホルダを選定することができる。
【００１５】
ここで、剛性値とは、焼きばめ工具ホルダと工具との一体的な剛性を意味し、ＦＥＭ解析などを用いて算出した数値である。多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値は、それぞれの工具ホルダを示すコードに対応して一覧表として記録されたものであることが好ましい。
【００１６】
第２の発明に係る工具ホルダの選択／加工条件設定方法は、所定の直径を有する工具が所定の突出し量で取り付けられている多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、ワークの加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第１ステップと、前記多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータに基づいて、前記第１ステップで選択された数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから剛性値の高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する第２ステップと、前記第２ステップで選択された１種類の焼きばめ工具ホルダに関して、その剛性値をＬ／Ｄ値と比較してワークの加工条件を設定する第３ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
従来、工具の突出し量Ｌと直径Ｄとの比から算出されたＬ／Ｄ値は広く用いられており、Ｌ／Ｄ値に基づいて加工条件が設定されていた。しかし、このＬ／Ｄ値が焼きばめ工具ホルダの剛性値と比較されることはなかった。第２の発明に係る工具ホルダの選択／加工条件設定方法にあっては、第２ステップで選択された１種類の焼きばめ工具ホルダに関して、その剛性値を従来用いられていたＬ／Ｄ値と比較、換算してワークの加工条件を設定するため、従来扱い慣れているＬ／Ｄ値に基づいて最適な加工条件を設定でき、作業能率が格段に向上する。
【００１８】
前記第３ステップでは、焼きばめ工具ホルダの剛性値とＬ／Ｄ値とを対置したリストを使用すれば、便利である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る工具ホルダの選択方法及び工具ホルダの選択／加工条件設定方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明に係る選択方法及び選択／加工条件設定方法で使用される工具ホルダは焼きばめ式のものであり、そのいくつかの種類の工具ホルダ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを図１に示す。焼きばめ工具ホルダは、従来から知られているように、工具ホルダの工具取付部１１と工具５との熱膨張率の差を利用して工具５を着脱する方式を採用したもので、従来のメカニック式のチャック７を備えた工具ホルダ６（図４参照）とは異なって、工具取付部１１が極めてスリムであり、深彫り加工に最適である。
【００２１】
焼きばめ工具ホルダは、図３に示すように、工具５の直径Ｄ、工具取付部１１の外径Ｃ及びホルダ有効深さＭに応じて多数種類のものが存在する。また、工具５の突出し量Ｌｔも必要に応じて調節可能である。例えば、本出願人が提供する工具ホルダのシステムでは、各工具ホルダごとに、工具５の直径Ｄで約１５種類、工具取付部１１の外径Ｃで約４種類、ホルダ有効深さＭで約６種類及び工具５の突出し量Ｌｔで約１０種類のものが存在する。トータルでは「工具の直径×工具取付部の外径×ホルダ有効深さ」の数の焼きばめ工具ホルダが存在することになる。
【００２２】
もっとも、全種類の焼きばめ工具ホルダを備えている加工現場はそれ程多くはなく、加工現場の規模に応じて、加工に必要な工具の直径が決まると、それに対応した工具ホルダを選んでくる、または、購入することになる。
【００２３】
以下に示す表１はこのような多数種類の焼きばめ工具ホルダの一部に関する剛性値を示すリストであり、工具５の直径Ｄが１０ｍｍで、突出し量Ｌｔが２０〜８０ｍｍの場合が示されている。
【００２４】
【表１】
2004142044.tif 000003
【００２５】
表１において、図１に示す工具ホルダ１０ＡはコードＡ６３−ＳＬＳＢ１０−１２０−Ｍ６７に相当し、工具ホルダ１０ＢはコードＡ６３−ＳＬＳＡ１０−１２０−Ｍ６７に相当し、工具ホルダ１０ＣはコードＡ６３−ＳＬＲＢ１０−９５−Ｍ４２に相当する。
【００２６】
ところで、焼きばめ工具ホルダの剛性値とは、図３に示すように、工具ホルダ１０の工具取付部１１（ホルダ有効深さＭ）と工具５（突出し量Ｌｔ）の一体的な剛性であり、工具５の先端のたわみ量Ｓ’に相当する。表１に記載の剛性値は、工具５の先端に一定の荷重（１ｋｇ・ｆ）を作用させた場合のたわみ量Ｓ’に相当し、ＦＥＭ解析などで算出した数値である。
【００２７】
そこで、本実施形態では、まず、第１ステップとして、前述の多数種類の焼きばめ工具ホルダのなかから、ワーク１の加工形状に対して干渉を起こさない数種類の焼きばめ工具ホルダを選択する。例えば、前記ワーク１を加工するのであれば、その加工面２に干渉しない数種類の焼きばめ工具ホルダ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを選択する。ここでの選択は、加工面２に対して工具ホルダの干渉の是非を判断するのみであり、それほどの困難性があるわけではない。
【００２８】
次に、第２ステップとして、多数種類の焼きばめ工具ホルダのそれぞれの剛性値を記録したデータ（表１）に基づいて、前記第１ステップで選択された焼きばめ工具ホルダ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのなかから剛性値の最も高い１種類の焼きばめ工具ホルダを選択する。
【００２９】
この場合、前記表１を参照すれば、工具ホルダ１０Ａの剛性値は３．８であり、工具ホルダ１０Ｂの剛性値は６．１であり、工具ホルダ１０Ｃの剛性値は４．３であることが一目瞭然である。そこで、剛性値の最も高い工具ホルダ１０Ａを最終的に選択することになる。なお、必ずしも剛性値の最も高いホルダを選択する必要はなく、場合によっては２番目の剛性値のホルダを選択してもよい。
【００３０】
従来、前記表１のような、多数種類の焼きばめ工具ホルダそれぞれの剛性値を記録したデータまでは存在しなかった。従って、前記表１を参照することにより、確実かつ容易に剛性の高い好ましい焼きばめ工具ホルダを最終的に一つ選定することができる。
【００３１】
次に、第３ステップとして、前記第２ステップで選択された１種類の焼きばめ工具ホルダ１０Ａに関して、その剛性値（たわみ量Ｓ’）を従来用いられていたＬ／Ｄ値と比較してワーク１の加工条件を設定する。ここでは、以下に示す表２を参照して剛性値をＬ／Ｄ値に換算する。
【００３２】
【表２】
2004142044.tif 000004
【００３３】
表２は焼きばめ工具ホルダの剛性値とＬ／Ｄ値を比較、換算するためのものであり、直径Ｄが１０ｍｍの工具に関する換算表を示している。この種の表２は工具５の直径ごとに予め用意されている。
【００３４】
工具の突出し量Ｌと直径Ｄとの比から算出されたＬ／Ｄ値は、図５に示した従来のメカニック式のチャック７を備えた工具ホルダ６に関して広く用いられており、従来ではこのＬ／Ｄ値に基づいて加工条件を設定していた。即ち、加工現場にあっては、Ｌ／Ｄ値が決まれば加工条件（切込み量、回転数、送り量等）は、経験的な感覚として既知であったともいえる。
【００３５】
従って、第３ステップにおいて、第２ステップで選択された１種類の焼きばめ工具ホルダ１０Ａに関して、その剛性値を表２を参照して従来から扱い慣れているＬ／Ｄ値に換算することにより、Ｌ／Ｄ値に基づいて最適な加工条件を設定でき、作業能率が格段に向上する。
【００３６】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る工具ホルダの選択方法及び工具ホルダの選択／加工条件設定方法は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】所定の加工形状に干渉しないように選定された数種類の焼きばめ工具ホルダを示す説明図。
【図２】焼きばめ工具ホルダ、工具、主軸の分解図。
【図３】焼きばめ工具ホルダのたわみ量を示す説明図。
【図４】従来の工具ホルダを示す説明図。
【図５】従来の工具ホルダのたわみ量を示す説明図。
【符号の説明】
１…ワーク
５…工具
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…焼きばめ工具ホルダ
Ｃ…工具取付部の外径
Ｍ…ホルダ有効深さ
Ｄ…工具直径
Ｌｔ…焼きばめ工具ホルダにおける工具の突出し量
Ｌ…メカニック式のチャックを備えた工具ホルダにおける工具の突出し量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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