(57)【要約】【課題】ワークの周面を同時に切削加工する場合、加工能率の向上を図ることができる工作機械の複合加工方法及び複合加工装置を提供する。【解決手段】複合加工装置Ｓは、ワーク１５０を回転する主軸を備えたワーク保持装置１１０を備える。複合加工装置Ｓは回転工具（フライス、エンドミル）を備えるとともにＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与するＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３を備えた本体１２１と、バイト１３４を備えるとともにＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与するＸ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３（第２駆動機構）を備えた本体１３１を備える。制御装置１４０は、回転中の前記ワークの周面を、回転工具（フライス、エンドミル）とバイト１３４により同時に加工するようにＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３と、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３とを同時に駆動制御する。【選択図】        図１
2005169582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸にてワークを回転し、
回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、
旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、
回転中の前記ワークの周面を前記回転工具及び旋削工具により同時に加工することを特徴とする工作機械の複合加工方法。
【請求項２】
主軸にてワークを回転し、
回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、
旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、
回転中の前記ワークの周面に対して、前記回転工具による荒加工と、前記旋削工具による仕上げ加工とを同時に行う
ことを特徴とする工作機械の複合加工方法。
【請求項３】
ワークを回転する主軸を備えた主軸台と、
回転工具を備えるとともに、少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第１駆動機構を備えた回転工具刃物台と、
旋削工具を備えるとともに、少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第２駆動機構を備えた旋削工具刃物台と、
回転中の前記ワークの周面を、前記回転工具と前記旋削工具により同時に加工するために前記回転工具刃物台の第１駆動機構と前記旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする複合加工装置。
【請求項４】
ワークを回転する主軸を備えた主軸台と、
回転工具を備えるとともに、少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第１駆動機構を備えた回転工具刃物台と、
旋削工具を備えるとともに少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第２駆動機構を備えた旋削工具刃物台と、
回転中の前記ワークの周面に対して、前記回転工具による荒加工と、前記旋削工具による仕上げ加工とを同時に行うために前記回転工具刃物台の第１駆動機構と前記旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする複合加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の複合加工方法及び複合加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトワークの周面に対して旋削加工を行う場合、加工能率を上げるための１つの方法として、図２（ａ）に示すように同時に複数の旋削工具により旋削を行うことが行われている。図２（ａ）は、図示しない一対の刃物台により、図示しない旋削主軸モータ（以下、単にモータＭという）にて回転するワーク１０の周面に対して同時旋削加工を行う場合の概略図である。
【０００３】
同図において、図示しない主軸の上下に図示しない刃物台が設けられ、各刃物台に旋削工具としてのバイト２０，３０が設けられている。同図に示すように１対のバイト２０，３０にて旋削加工することは、１つの旋削工具に過負荷が加わらないようにしながら、高能率加工を実現するために一般的に行われている。
【０００４】
ところで、本出願人が調査して、特許文献１及び特許文献２を見出した。これらの文献には、回転するワークの周面を１つの旋削工具にて切削するとともに、前記ワークの端面を回転工具にて同時に加工する技術が開示されている。しかし、これらの技術は、本発明が前提としているワークの周面を同時に加工するものではないとともに、本発明の目的を達生し得ないものであり、本発明とは関係しないものである。
【特許文献１】特開２００２−３６１５２８号公報
【特許文献２】特開平５−１３８４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような旋削工具によって、ワークの周面を同時に切削加工する場合、モータＭの出力が決まっているため、加工能率の向上が期待できない問題があった。
本発明の目的は、ワークの周面を同時に切削加工する場合、加工能率の向上を図ることができる工作機械の複合加工方法及び複合加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸にてワークを回転し、回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、回転中の前記ワークの周面を前記回転工具及び旋削工具により同時に加工することを特徴とする工作機械の複合加工方法を要旨とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、主軸にてワークを回転し、回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、回転中の前記ワークの周面に対して、前記回転工具による荒加工と、前記旋削工具による仕上げ加工とを同時に行うことを特徴とする工作機械の複合加工方法を要旨とするものである。
【０００８】
請求項３の発明は、ワークを回転する主軸を備えた主軸台と、回転工具を備えるとともに、少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第１駆動機構を備えた回転工具刃物台と、旋削工具を備えるとともに少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第２駆動機構を備えた旋削工具刃物台と、回転中の前記ワークの周面を、前記回転工具と前記旋削工具により同時に加工するために前記回転工具刃物台の第１駆動機構と前記旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする複合加工装置を要旨とするものである。
【０００９】
請求項４の発明は、ワークを回転する主軸を備えた主軸台と、回転工具を備えるとともに、少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第１駆動機構を備えた回転工具刃物台と、旋削工具を備えるとともに少なくともＸ軸及びＺ軸方向への送りを付与する第２駆動機構を備えた旋削工具刃物台と、回転中の前記ワークの周面に対して、前記回転工具による荒加工と、前記旋削工具による仕上げ加工とを同時に行うために前記回転工具刃物台の第１駆動機構と前記旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする複合加工装置を要旨とするものである。
【００１０】
（作用）
請求項１の発明によれば、主軸にてワークを回転し、回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、回転中の前記ワークの周面を前記回転工具及び旋削工具により同時に加工する。この場合、旋削工具によって、単位時間当たりにワークの周面を切削(除去)できる体積(切粉除去量)は、主軸を回転する駆動源の出力によって、決定される。又、回転工具によって、単位時間当たりにワークの周面を切削(除去)できる体積(切粉除去量)は、回転工具を回転する駆動源の出力によって、決定される。従って、これらの工具によってワークの周面を同時に切削する場合、単位時間当たりにワークの周面を切削できる体積(切粉除去量)は、各駆動源の出力によって決定される体積(切粉除去量)の値の合計量となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、主軸にてワークを回転し、回転工具を設けた回転工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、旋削工具を設けた旋削工具刃物台を少なくともＸ軸及びＺ軸方向へ送り、回転中の前記ワークの周面に対して、前記回転工具による荒加工と、旋削工具による仕上げ加工とを同時に行う。
【００１２】
ここで、請求項２の発明に対する比較対象として、荒加工用の旋削工具と、仕上げ加工用の旋削工具とにより、荒加工と仕上げ加工とをワークに対して同時に行う場合を考える。この場合、荒加工用の加工条件と、仕上げ加工用の加工条件とがある。荒加工用の加工条件は、毎分のワークの回転数（ワークの周速）を、仕上げ加工用のワークの毎分の回転数（ワークの周速）よりも少なく（遅く）している。荒加工用の旋削工具と仕上げ加工用の旋削工具とにより、荒加工と仕上げ加工を同時に行なう場合、この荒加工用の加工条件で行う必要がある。この理由は、仕上げ加工用の加工条件で、加工を行うと、荒加工用の旋削工具にとって、ワークの周速が速すぎて、条件が厳しいからである。ところが、荒加工用の加工条件で行うと、ワークの周速が遅すぎて、加工時間が長くなる。
【００１３】
一方、請求項２の発明では、回転工具により荒加工が、旋削工具により仕上げ加工が行われる。この場合は、仕上げ加工用の加工条件で行うことができる。仕上げ加工用の加工条件は、毎分のワークの回転数（ワークの周速）を、荒加工用のワークの毎分の回転数（ワークの周速）よりも多く（速く）していることから、加工時間を短くできる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、制御手段は、回転中のワークの周面を、回転工具と旋削工具により同時に加工するように回転工具刃物台の第１駆動機構と旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する。
【００１５】
請求項４の発明によれば、制御手段は、回転中のワークの周面に対して、回転工具による荒加工と、旋削工具による仕上げ加工とを同時に行うように回転工具刃物台の第１駆動機構と前記旋削工具刃物台の第２駆動機構とを同時に駆動制御する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１乃至請求項４の発明によれば、ワークの周面を同時に切削加工する場合、単位時間当たりに主軸を回転する駆動源の出力が寄与する切粉除去量と、単位時間当たりに回転工具を回転駆動する駆動源の出力が寄与する切粉除去量の合計分、切削できるため、加工能率を向上することができる。
【００１７】
請求項２及び請求項４の発明は、荒加工と、仕上げ加工とが同時に行われるとき、ワークの周速が速い仕上げ加工の加工条件で行うことができるため、加工時間を短くでき、加工能率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した工作機械である複合加工装置Ｓの一実施形態を図１、図２（ｂ）を参照して説明する。図１は複合加工装置全体を示す模式図である。
複合加工装置Ｓは、フレーム１００に設置された主軸台としてのワーク保持装置１１０、回転工具刃物台１２０及び旋削工具刃物台１３０を備えている。ワーク保持装置１１０は、加工すべきワーク１５０を着脱自在に保持すると共に所定のＺ軸を中心とする主軸周りに回転自在なチャック１１１と、該チャック１１１をＺ軸を中心に回転駆動する駆動モータ１１３及びＺ軸を中心としたＣ軸方向に軸回転駆動自在なＣ軸駆動ユニット１１２とを有している。前記所定のＺ軸が、主軸に相当する。
【００１９】
回転工具刃物台１２０は、フレーム１００に対して、上記Ｚ軸及び該Ｚ軸と直交する所定のＸ軸を有するＸ−Ｚ軸平面内で移動自在に設けれらた本体１２１と、該本体１２１を前記Ｘ−Ｚ軸平面内で移動駆動・位置決め自在なＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３とを有している。本体１２１には、回転工具としてのフライス１２４を着脱自在に保持する工具保持体１２２と、工具保持体１２２を介してフライス１２４を回転駆動する駆動モータ１２５が設けられている。工具保持体１２２は、フライス１２４を着脱自在に保持可能にされている。本体１２１には、前記Ｘ軸と交差し、かつ前記Ｘ−Ｚ軸平面に対して直交する所定のＹ軸が設定されている。
【００２０】
旋削工具刃物台１３０は、回転工具刃物台１２０とはＺ軸を挟んで反対側に位置するように配置されている。具体的には、旋削工具刃物台１３０は、フレーム１００に対し上記Ｚ軸及び該Ｚ軸と直交する所定のＸ軸を有するＸ−Ｚ軸平面内で移動自在に設けれらた本体１３１と、該本体１３１を前記Ｘ−Ｚ軸平面内で移動駆動・位置決め自在なＸ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３とを有している。本体１３１には、前記Ｘ軸と交差し、かつ前記Ｘ−Ｚ軸平面に対して直交する所定のＹ軸が設定されている。本体１３１には、切削工具としてのバイト１３４を着脱自在に保持する工具保持体１３２が設けられている。なお、工具保持体１３２にはバイト以外にも種々の工具が着脱自在に保持可能となっている。
【００２１】
Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３、駆動モータ１１３及び駆動モータ１２５は、制御装置１４０に電気的に接続されている。制御装置１４０はコンピュータから構成されており、図示しない記憶装置に記憶された各種の加工プログラムに基づいてＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３、駆動モータ１１３及び駆動モータ１２５をそれぞれ制御する。前記加工プログラムは、制御装置１４０が備える公知の加工プログラム作成部（図示しない）にて、ワークの加工前の素材形状情報及び最終加工形状等からなる形状情報と、工具情報に基づいて作成されたものである。なお、ワークの加工前の素材形状情報及び最終加工形状等からなる形状情報と、工具情報は、図示しない入力装置にて、制御装置１４０に入力される。制御装置１４０は制御手段に相当する。
【００２２】
さて、上記にように構成された複合加工装置Ｓの作用について説明する。
（１）  荒加工の同時加工
断面円形をなすシャフト形状のワーク１５０の周面に対して、フライス１２４と、バイト１３４にて荒加工を同時に行う場合について説明する。制御装置１４０は、フライス１２４と、バイト１３４とをともに荒加工用の加工プログラムに基づいてＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３、駆動モータ１１３及び駆動モータ１２５をそれぞれ制御する。
【００２３】
荒加工用の加工プログラムでは、Ｚ軸方向へ移動する送り速度が仕上げ加工の場合よりも、速く設定され、Ｘ軸方向への移動する切削深さが、仕上げ加工の場合よりも深くされるように設定されている。
【００２４】
又、制御装置１４０は、荒加工の同時加工では、ワーク１５０の毎分の回転数が、旋削加工における荒加工の毎分の回転数となるように駆動モータ１１３を回転制御する。なお、荒加工のワーク１５０の毎分の回転数は、仕上げ加工のワーク１５０の毎分の回転数よりも、少ない値である。この場合、旋削工具としてのバイト１３４は、荒加工用のものが用意されて工具保持体１３２に保持されている。
【００２５】
図２（ｂ）は、荒加工の同時加工を行う場合の模式図である。同図に示すように、Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３とＸ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３は、制御装置１４０にて制御されることにより、フライス１２４とバイト１３４を、シャフト形状のワーク１５０周面の互いに反対側からＸ−Ｚ軸平面内でそれぞれ移動させ、ワーク１５０の周面を同時に荒加工する。
【００２６】
上記のようにシャフト形状のワーク１５０に対するフライス１２４によるミルターニングの概要を図７〜図１０を参照して説明する。図７はミルターニングと旋削（ターニング）での刃先温度の特性図、図８はワーク１５０に対するフライス１２４によるミルターニングを示す模式図、図９は同じく平面から見た模式図、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
図８、図９に示すように、フライス１２４は、Ｚ軸方向（図においては回転工具進行方向と記載）に沿って移動する。この場合、図９に示すようにワーク１５０周面に対しては、回転工具（例えばフライス１２４）によって、切削範囲ｈの部分が切削され、図１０に示すように、ワーク１５０周面は、断面が多角形に形成される。この多角形は、回転工具（例えばフライス１２４）の毎分の回転数に対してワーク１５０の主軸周りの毎分の回転数が遅くなればなるほど、真円に近づくことになる。そして、ミルターニングを行うフライス１２４の刃先温度は、断続加工であるため、図７に示すように、連続加工となる旋削（ターニング）加工を行うバイト１３４の刃先温度よりも低い温度となる。そして、ミルターニングは、回転工具による加工であるため、切粉が確実に切断される利点がある。
【００２８】
ここで、従来加工方法の計算例と本実施形態における計算例で、本実施形態の利点を説明する。
（従来加工法の計算例）
従来加工方法として図２（ａ）に示す例を挙げる。この場合、ワーク１０を回転させているモータＭの出力（ｋＷ）以上の加工はできない。仮に、モータＭの出力を１０ｋＷとして、ワーク１０が鉄の場合、旋削加工で１（ｋＷ）・１（ｍｉｎ）当たりに除去できる体積（切粉除去量）をおよそ２５cc／min・ｋＷとすると、１０ｋＷの出力のモータＭでは、１分間に削り取ることができる体積（切粉除去量）は２５cc／min・ｋＷ×１０ｋＷ＝２５０cc／minとなる。なお、図２（ａ）では、２本の旋削工具を前提としているが、モータＭの出力が１０ｋＷの場合、１本の旋削工具によっても、１分間に削り取ることができる切粉除去量を、２５０cc／minにすることが可能である。
【００２９】
（本実施形態の計算例）
一方、フライス１２４の駆動モータ１２５の出力を７ｋＷとし、駆動モータ１１３の出力を１０ｋＷとすると、ワーク１５０を加工するのに使用できる両モータの出力合計は７ｋＷ＋１０ｋＷ＝１７ｋＷとなる。
【００３０】
ここからも分かるように、前述の従来例での計算例では図２（ａ）のバイト２０、３０（旋削工具）のみで旋削する場合が、ワーク１０を加工するのに使用できるモータの出力は１０ｋＷであるのに対して、本実施形態の計算例では、効率のよい加工ができることは明らかである。
【００３１】
ここで、本実施形態の計算例として、仮にワーク１５０が鉄の場合、フライス１２４（回転工具）で１（ｋＷ）・１（ｍｉｎ）当たりに除去できる体積は、およそ２０cc／min・ｋＷとすると、７ｋＷの出力の駆動モータ１２５では、１分間に削り取ることができる体積（切粉除去量）は２０cc／min・ｋＷ×７ｋＷ＝１４０cc／minとなる。又、１本のバイト１３４（旋削工具）によっても、上記したように１分間に削り取ることができる切粉除去量を、２５０cc／minにすることが可能である。
【００３２】
すると、本実施形態の計算例では、バイト１３４（旋削工具）とフライス１２４（回転工具）とによる同時加工の場合、単位時間当たりの切粉除去量は、旋削主軸での切粉除去量２５０cc／minと、フライス１２４での切粉除去量１４０cc／minを足し合わせた３９０cc／minとなる。このことによって、従来例におけるモータＭの出力のみを使用した加工に比較して、加工能率が良い。
【００３３】
なお、フライス１２４（回転工具）の加工条件は、バイト１３４（旋削工具）の旋削加工の条件に合わせることができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図３〜図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略し、異なるところを中心に説明する。図３（ａ）は旋削により荒加工と仕上げ加工とを同時に行う場合の模式図、図３（ｂ）は、第２実施形態のミルターニングと旋削（ターニング）の同時加工の模式図、図４はワークに対する加工の種々の加工時間の比較を示す説明図、図５（ａ）〜（ｂ）は、各種加工を行った場合の、面粗さを示す説明図である。図６は自動工具交換装置（ＡＴＣ）で工具交換を行う場合の旋削工具による加工の説明図である。
【００３４】
第２実施形態のハード構成は、図３（ｂ）に示すようにバイト１３４が荒加工用の代わりに、仕上げ加工用のバイト１４４に代えたところが異なるだけで、他のハード構成は同じである。又、制御装置１４０の図示しない記憶装置には、フライス１２４のＸ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３及び駆動モータ１２５を駆動制御する荒加工用の加工プログラムと、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３を駆動制御する仕上げ加工用の加工プログラムが格納されている。制御装置１４０は、両加工プログラムに基づいて、Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３と、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３とを同時に駆動制御する。
【００３５】
なお、荒加工用の加工プログラムでは、Ｚ軸方向へ移動する送り速度が仕上げ加工の場合よりも、速く設定され、Ｘ軸方向への移動する切削深さが、仕上げ加工の場合よりも深くされるように設定されている。又、仕上げ加工用の加工プログラムでは、Ｚ軸方向へ移動する送り速度が荒加工の場合よりも、遅く設定され、Ｘ軸方向への移動する切削深さが、荒加工の場合よりも浅くされるように設定されている。
【００３６】
又、制御装置１４０は、荒加工と仕上げ加工の同時加工では、ワーク１５０の毎分の回転数が、旋削加工における仕上げ加工の毎分の回転数（＞荒加工の毎分の回転数）となるように駆動モータ１１３を回転制御する。
【００３７】
この結果、第２実施形態では、Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３とＸ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３は、制御装置１４０にて制御される。この結果、図３（ｂ）に示すように、フライス１２４とバイト１４４が、シャフト形状のワーク１５０周面の互いに反対側からＸ−Ｚ軸平面内でそれぞれ移動され、ワーク１５０の周面に対して荒加工と、仕上げ加工とが同時に行われる。
【００３８】
（一般的な荒加工と仕上げ加工による加工方法）
ここで、同時加工ではなく、シャフト形状のワークに対する荒加工と仕上げ加工を順に行う一般的な加工方法について説明する。
【００３９】
一般的な加工方法では、図６（ａ）に示すように荒加工用の旋削工具にて旋削荒加工を行い（旋削荒加工工程）、図６（ｂ）に示すように自動工具交換装置（ＡＴＣ）により荒加工用の旋削工具を仕上げ用の旋削工具に交換した後（交換工程）、図６（ｃ）に示すように旋削仕上げ加工を行う（旋削仕上げ加工工程）。なお、図中、Ｗはワーク、Ｋ１は荒加工用の旋削用工具（バイト）、Ｋ２は仕上げ用の旋削工具（バイト）である。この加工方法では、自動工交換装置による旋削工具の交換時間が必要であり、加工時間の短縮に限界がある。
【００４０】
この問題を解決するために、荒加工と仕上げ加工を同時に行う旋削加工法が考えられる。図３（ａ）は一対の刃物台により旋削加工を同時に行う場合の模式図である。なお、この例では、特定のＺ軸の上下に図示しない刃物台が設けられ、各刃物台には、旋削工具としての荒加工用のバイト２０と仕上げ加工用のバイト３０が設けられている。
【００４１】
通常、荒加工と仕上げ加工では、加工条件が異なり、荒加工と仕上げ加工とを別々に行う場合、荒加工は、仕上げ加工に比較してワークの周速Ｖ（ｍ／min）を遅くし（ワークＷの毎分の回転数を下げ）、送り速度ｆ（ｍｍ／rev）は速くしている。
【００４２】
しかし、図３（ａ）に示すように、荒加工と仕上げ加工を同時に行った場合、ワークＷの毎分の回転数Ｎ（すなわちワークの周速Ｖ）は、荒加工での加工条件か、仕上げ加工での加工条件かで、どちらかに合わせる必要がある。
【００４３】
ここで、仮に荒加工を仕上げ加工の加工条件であるワークの周速Ｖ（ｍ／min）に合わせると、荒加工用のバイト２０にとっては加工条件が厳しくなるため、仕上げ加工を荒加工の加工条件であるワークの周速Ｖ（ｍ／min）に合わせる方がよい。しかし、このような場合、加工面の品質に問題が生ずることも考えられる。
【００４４】
２つの比較例として、シャフト形状のワーク（Φ１００ｍｍ×長さ５０ｍｍ）に対して、図６に示した一般的なシャフト加工Ｐと、図３（ａ）に示す同時加工Ｑ（荒加工の条件に合わせて仕上げ加工）を行ったときの加工時間の計測結果を図４に示す。
【００４５】
なお、複合加工装置は、出願人の製造装置である「INTEGREX200III」を使用した。
（１）一般的なシャフト加工Ｐ（比較例１）
旋削による荒加工のワークの周速Ｖ＝１５０ｍ／min、送り速度ｆ＝０．３ｍｍ／rev
旋削による仕上げ加工のワークの周速Ｖ＝２５０ｍ／min、送り速度ｆ＝０．１ｍｍ／rev
（２）図３（ａ）に示す同時加工Ｑ（荒加工の条件に合わせて仕上げ加工）（比較例２）
旋削荒加工・仕上げ加工のワークの周速Ｖ＝１５０ｍ／min、
荒加工用のバイトの送り速度ｆ＝０．３ｍｍ／rev
仕上げ加工用のバイトの送り速度ｆ＝０．１ｍｍ／rev
なお、図３（ａ）に示す同時加工Ｑでは、荒加工用のバイトと仕上げ加工用のバイトの送り速度は、それぞれ一般的なシャフト加工Ｐと同じ送り速度で行っている。図４において、αは、同時加工Ｑにおける旋削荒加工に要した時間、βは同時加工Ｑにおける旋削仕上げ加工に要した時間である。βの時間領域は、αの時間領域と一部重複している。図４に示すように、図３（ａ）に示す同時加工Ｑ（荒加工の条件に合わせて仕上げ加工）では、工具交換時間を省略できるが、同時加工Ｑにおける旋削仕上げ加工に要した時間βは、一般的なシャフト加工Ｐの旋削仕上げ時間よりも長く要している。この理由は、同時加工Ｑでは、一般的なシャフト加工Ｐの仕上加工のワークの周速よりも遅いためである。このように、同時加工Ｑの場合、ワークの周速Ｖを荒加工の条件に合わせて加工すると、仕上げの加工時間が長くなって、短縮できる時間が短い結果となり、十分ではない。上記の同時加工Ｑの加工時間は条件が好適である場合のものであり、周速や、送り速度の数値が好ましくないと、かえって一般的なシャフト加工よりも時間を要する場合もあり得る。
【００４６】
次に、図４の同時加工Ｒは、第２実施形態において、上記の一般的なシャフト加工Ｐにおける旋削による仕上げ加工のワークの周速を採用して実行した第１実施例である。なお、ワークは比較例１、２と同じ大きさ、材質のものである。又、複合加工装置は、出願人の製造装置である「INTEGREX200III」を使用した。
【００４７】
図４において、回転工具による荒加工の時間領域は、図示していない。これは、回転工具の送り速度ｆが、比較例１，２と同じ、若しくは、比較例１，２よりも大きい値を自由に設定できることから、比較例１，２と同じ時間、若しくは、比較例１、２よりも短い時間を要しており、その時間領域が旋削工具による仕上げ加工の時間領域と重複しているため、説明の便宜上、省略している。
【００４８】
図４に示すように、ミルターニングと旋削（ターニング）の同時加工の場合は、仕上げ加工の加工条件であるワークの周速に合わせて加工することができる。このためミルターニングによる荒加工と旋削工具による仕上げ同時加工が可能である。この場合の加工時間は、一般的なシャフト加工Ｐにおける仕上げ加工時間と同じである。つまり加工時間の大幅短縮が可能となった。
【００４９】
ミルターニングでは加工ワークの断面形状は多角形になるが、同時仕上げ加工より多角形→円となり、多角形になるという問題が改善できる。又、同時加工であるため加工時間ロスもなくなる。
【００５０】
次に第２実施形態において、次の加工条件で、同時加工を行った第２実施例を説明する。なお、同時に比較例３及び比較例４の加工条件も下記に示す。
（加工条件）
複合加工装置としては、出願人の製造装置である「INTEGREX200III」を使用し、ワーク（Φ１００ｍｍ×長さ５０ｍｍ）として、材質Ｓ１０Ｃのシャフト形状のものを使用した。
【００５１】
１．比較例３
比較例３では、荒加工のみの旋削加工を実行したものである。
旋削による荒加工のワークの周速Ｖ＝１８０ｍ／min、送り速度ｆ＝０．３５ｍｍ／rev、切り込み深さｄ＝０．７mm
２．比較例４
比較例４では、比較例１と同様に、一般的なシャフト加工で行った。
【００５２】
○旋削による荒加工のワークの周速Ｖ＝１８０ｍ／min、送り速度ｆ＝０．３５ｍｍ／rev、切り込み深さｄ＝０．７mm
○旋削による仕上げ加工のワークの周速Ｖ＝２５０ｍ／min、送り速度ｆ＝０．２ｍｍ／rev、切り込み深さｄ＝０．２mm
３．第２実施例
○ワークの周速Ｖ＝２５０ｍ／min
○回転工具の送り速度ｆ＝０．３５ｍｍ／rev、切り込み深さｄ＝０．７mm
○旋削工具の送り速度ｆ＝０．２ｍｍ／rev、切り込み深さｄ＝０．２mm
上記の加工条件でワークを加工した結果の面粗さは、比較例３では、Ｒａ０．９３、Ｒｚ４．７、比較例４では、Ｒａ０．３４、Ｒｚ２．６、第２実施例では、Ｒａ０．４５、Ｒｚ３．５であった。なお、Ｒａ，Ｒｚは、ＪＩＳ０６０１−２００１（ＩＳＯ４２８７−１９９７実施）で表される表面粗さを示しており、Ｒａは算術高さ、Ｒｚは最大高さを示している。図５（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ比較例３、比較例４、第２実施例の表面粗さを示すワークの表面の断面図である。
【００５３】
上記のように第２実施例における表面粗さは、比較例４と比較しても、ほぼ同等のものが確保できていることが確認された。又、比較例４では、加工時間は、荒加工と仕上げ加工に要する合計時間は１８秒かかったのに対して、第２実施例での加工時間は、８秒で行うことができ、加工時間の短縮が確認できた。
【００５４】
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定するものではない。例えば下記のようにしてもよい。
○なお、回転工具はフライスに限定するものではなく、例えば、エンドミルであってもよい。
【００５５】
○前記各実施形態では、回転工具刃物台１２０は、Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３にて、Ｘ−Ｚ軸平面内で移動するようにした。しかし、これに限定するものではなく、Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット１２３の代わりに、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸駆動ユニットを設けて、Ｘ軸とＺ軸に直交する特定のＹ軸を設定し、このＹ軸に沿って移動させた後、Ｘ−Ｚ平面内で移動する、或いはＸ軸は固定し、Ｙ−Ｚ平面に移動させて、回転工具にて、ワーク１５０周面を切削するようにしてもよい。
【００５６】
○前記実施形態では、旋削工具刃物台１３０は、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３にて、Ｘ−Ｚ軸平面内で移動するようにした。しかし、これに限定するものではなく、Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット１３３の代わりに、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸駆動ユニットを設けて、Ｘ軸とＺ軸に直交する特定のＹ軸を設定し、このＹ軸に沿って移動させた後、Ｘ−Ｚ平面内で移動する、或いはＸ軸は固定し、Ｙ−Ｚ平面に移動させて、回転工具にて、ワーク１５０周面を切削するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態の複合加工装置全体を示す模式図。
【図２】（ａ）は一対の旋削工具によりを同時に行う場合の模式図、（ｂ）は、第１実施形態のミルターニングと旋削（ターニング）の同時加工の模式図
【図３】（ａ）は一対の旋削工具により荒加工と仕上げ加工とを同時に行う場合の模式図、（ｂ）は、第２実施形態のミルターニングと旋削（ターニング）の同時加工の模式図。
【図４】ワークに対する加工の種々の加工時間の比較を示す説明図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ比較例３、比較例４、第２実施例の表面粗さを示すワークの表面の断面図。
【図６】（ａ）は、荒加工用のバイトによる加工の模式図、（ｂ）は自動工具交換装置（ＡＴＣ）の説明図、（ｃ）は仕上げ加工用のバイトによる加工の模式図。
【図７】ミルターニングと旋削（ターニング）での刃先温度の特性図。
【図８】ワーク１５０に対するフライス１２４によるミルターニングを示す模式図。
【図９】同じく平面から見た模式図。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
【００５８】
Ｓ…複合加工装置
１１０…ワーク保持装置（主軸台）
１１１…チャック
１２０…回転工具刃物台
１２１…本体
１２２…工具保持体
１２３…Ｘ−Ｚ軸第１駆動ユニット（第１駆動機構）
１３０…旋削工具刃物台
１３１…本体
１３２…工具保持体
１３３…Ｘ−Ｚ軸第２駆動ユニット（第２駆動機構）
１４０…制御装置（制御手段）
１５０…ワーク
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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