(57)【要約】【課題】被切削物の隅部に小径Ｒ加工を行う切削加工につき、段差部の発生を無くすことで、手仕上げを不要とし、作業工数・負担の低減、及び、加工コストの低減を可能とする技術を提案するものである。【解決手段】大径工具により被切削物１に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、小径工具３を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する被切削物１の隅部Ｒ加工方法であって、前記小径工具３による小径Ｒ加工の際において、前記小径工具３の先端の最深位置Ａの深さ座標位置Ｄ１は、前記小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂの深さ座標位置Ｄ２よりも、深さＤだけ深い座標位置に設定され、前記小径工具３の先端の深さ座標位置を、最深位置Ａから終端位置Ｂに近づくに従って浅くさせるように、小径工具３を移動させる、被切削物の隅部Ｒ加工方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径工具により被切削物に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、被切削物の隅部Ｒ加工方法であって、
前記小径工具による小径Ｒ加工の際において、前記小径工具の先端の最深位置の深さ座標位置は、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置の深さ座標位置よりも、深い座標位置に設定され、
前記小径工具の先端の深さ座標位置を、前記最深位置から前記終端位置に近づくに従って浅くさせるように、前記小径工具を移動させる、被切削物の隅部Ｒ加工方法。
【請求項２】
大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を越えた位置に、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置を設定することで、
その設定された小径Ｒ加工の終端位置において、前記小径工具の先端が加工表面から離れるようにする、ことを特徴とする、請求項１に記載の被切削物の隅部Ｒ加工方法。
【請求項３】
前記大径工具による大径Ｒ加工の終端位置と、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置までの距離は、余裕量として定義され、
前記余裕量は、
前記小径工具の先端の深さ方向の座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義し、
この想定される誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記小径工具の先端が終端位置において加工表面から離れることとなるように定義される、
ことを特徴とする、請求項２に記載の被切削物の隅部Ｒ加工方法。
【請求項４】
大径工具により被切削物に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、切削加工装置であって、
前記大径工具を用いた大径Ｒ加工により形成される大径Ｒを有する第一のプロファイルを定義するための手段と、
前記小径工具を用いた加工により小径Ｒを有する第二のプロファイルを定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける最深位置の深さ座標位置を、前記第一のプロファイルの最深位置における深さ座標位置よりも深い位置に定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記最深位置を、前記小径工具による小径Ｒ加工が終了される終端位置よりも前の位置に定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置の深さ座標位置を、前記第一のプロファイルの最深位置における深さ座標位置として定義するための手段と、
前記第二のプロファイルについて、前記最深位置から前記終端位置までの範囲を、前記最深位置から前記終端位置に向って深さ座標位置が浅くなる傾斜に定義するための手段と、を具備する切削加工装置。
【請求項５】
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置を、前記大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を超えた位置に設定する手段、を具備することを特徴とする、
請求項４に記載の切削加工装置。
【請求項６】
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置と、
前記第一のプロファイルにおける終端位置までの距離を、余裕量として定義する手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置の前記小径工具の先端の深さ方向の座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義する手段と、
前記誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記小径工具の先端が終端位置において加工表面から離れることとなるように、前記余裕量の値を定義する手段、を具備することを特徴とする、
請求項５に記載の切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス金型等の被切削物の隅部Ｒ加工方法、及び、切削加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＣ加工機によるプレス金型等の被切削物の切削加工の技術分野においては、加工の手間や時間を短縮するための改良がなられており、この切削加工の技術について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１では、隅部（凹形状部）のＲ加工（内Ｒ加工）に関連し、一つの工具にて削り残しを低減する方法について開示がされている。
また、前記Ｒ加工について、そのＲ寸法が小さい場合には、一般的に、図３に示すごとく、まず大径工具にてプロファイルＰ１を加工した後、最終形状となるプロファイルＰ２を形成するために、大径工具を小径工具３（ボールエンドミル）に交換し、隅肉部分２を段階的に切削するといったことが行われている。このような工具の交換（小径工具３の利用）は、特にＲ半径が小さい場合には必要とされることになる。
【特許文献１】特開平８−２０２４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図３に示す切削加工の実施において、小径工具３の深さ方向Ｚの実際の位置が、設定値からずれることがあると、切削加工水平面の小径工具３による加工の終端位置Ｂ（水平移動方向の終端部）において段差部２０が発生してしまうことがあり、この場合、前記段差部２０を手作業による除去、即ち、手仕上げが必要とされるものであった。
この小径工具３の深さ方向Ｚの設定値からのズレは、工具の交換時（チャック取付時）に発生する取付精度の誤差や、加工熱、環境熱の影響による工具の変形、さらには、摩耗による工具の先端形状の変化、といったものが要因となると考えられる。
また、被切削物１自体も、加工熱、環境熱の影響によって熱変形するものであり、仮に、小径工具３の先端の位置が規定の座標位置にあったとしても、この被切削物１の熱変形の影響をうけて、前記段差部２０が生じてしまうといった問題が生じることになる。
【０００４】
以上のように、前記段差部２０の発生には、様々な要因が関係するものと考えられ、その真因の特定は困難である。
そして、この段差部２０を除去するための手仕上げは、いうまでもなく、作業工数・負担の増加、加工コストの増加につながってしまうものである。
【０００５】
他方、図３に示される加工方法の場合、大径工具で最終形状のプロファイルＰ２の一歩手前のプロファイルＰ１までの切削加工を短時間で行うことができる点、また、小径工具３の利用により、極小のＲ寸法に対応できるというメリットがあるが、仮に特許文献１に開示される技術を適用したとすると、このメリットを得られないこととなり、特許文献１に開示される技術の適用によっては、このメリットと、前記手仕上げの問題の解決にはならない。
【０００６】
そこで、本発明は、大径工具から小径工具３に交換し、被切削物の隅部に小径Ｒ加工を行う切削加工につき、段差部２０の発生を無くすことで、手仕上げを不要とし、作業工数・負担の低減、及び、加工コストの低減を可能とする技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１に記載のごとく、
大径工具により被切削物に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、被切削物の隅部Ｒ加工方法であって、
前記小径工具による小径Ｒ加工の際において、前記小径工具の先端の最深位置の深さ座標位置は、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置の深さ座標位置よりも、深い座標位置に設定され、
前記小径工具の先端の深さ座標位置を、前記最深位置から前記終端位置に近づくに従って浅くさせるように、前記小径工具を移動させる、被切削物の隅部Ｒ加工方法とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載のごとく、
大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を越えた位置に、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置を設定することで、
その設定された小径Ｒ加工の終端位置において、前記小径工具の先端が加工表面から離れるようにするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載のごとく、
前記大径工具による大径Ｒ加工の終端位置と、
前記小径工具による小径Ｒ加工の終端位置までの距離は、余裕量として定義され、
前記余裕量は、
前記小径工具の先端の深さ方向の座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義し、
この想定される誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記小径工具の先端が終端位置において加工表面から離れることとなるように定義されることとするものである。
【００１１】
また、請求項４に記載のごとく、
大径工具により被切削物に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、切削加工装置であって、
前記大径工具を用いた大径Ｒ加工により形成される大径Ｒを有する第一のプロファイルを定義するための手段と、
前記小径工具を用いた加工により小径Ｒを有する第二のプロファイルを定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける最深位置の深さ座標位置を、前記第一のプロファイルの最深位置における深さ座標位置よりも深い位置に定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記最深位置を、前記小径工具による小径Ｒ加工が終了される終端位置よりも前の位置に定義するための手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置の深さ座標位置を、前記第一のプロファイルの最深位置における深さ座標位置として定義するための手段と、
前記第二のプロファイルについて、前記最深位置から前記終端位置までの範囲を、前記最深位置から前記終端位置に向って深さ座標位置が浅くなる傾斜に定義するための手段と、
を具備する切削加工装置とする。
【００１２】
また、請求項５に記載のごとく、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置を、前記大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を超えた位置に設定する手段、を具備する構成とする。
【００１３】
また、請求項６に記載のごとく、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置と、
前記第一のプロファイルにおける終端位置までの距離を、余裕量として定義する手段と、
前記第二のプロファイルにおける前記終端位置の前記小径工具の先端の深さ方向の座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義する手段と、
前記誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記小径工具の先端が終端位置において加工表面から離れることとなるように、前記余裕量の値を定義する手段と、を具備する構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上の請求項１に記載の発明では、
段差の形成に伴う手仕上げの問題を解決することができ、作業工数・負担の低減、及び、加工コストの低減が可能となる。
【００１５】
また、請求項２及び請求項３に記載の発明では、
前記小径工具の実際の先端の深さ方向の座標位置が、ＮＣ加工機におけるプログラム上の設定値とずれる場合があっても、段差部の形成を確実に防止できるようになる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、
段差の形成に伴う手仕上げの問題を解決することができ、作業工数・負担の低減、及び、加工コストの低減が可能となる。
【００１７】
また、請求項５及び請求項６に記載の発明では、
前記小径工具の実際の先端の深さ方向の座標位置が、ＮＣ加工機におけるプログラム上の設定値とずれる場合があっても、段差部の形成を確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜隅部Ｒ加工方法＞
本発明は、図１に示すごとく、
大径工具により被切削物１に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具３を、その軸方向（図１において、被切削物１の深さ方向Ｚ：垂直方向）、さらには、前記軸方向と直角方向（水平方向：横方向）に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、被切削物１の隅部Ｒ加工方法であって、
前記小径工具３による小径Ｒ加工の際において、前記小径工具３の先端の最深位置Ａの深さ座標位置Ｄ１は、
前記小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂの深さ座標位置Ｄ２よりも、深さＤだけ深い座標位置に設定され、
前記小径工具３の先端の深さ座標位置を、前記最深位置Ａから前記終端位置Ｂに近づくに従って浅くさせるように、前記小径工具３を移動させるものである。
【００１９】
以上の加工方法によれば、図１に示すごとく、小径Ｒ（プロファイルＰ２）の加工において、前記小径工具３の先端は、前記終端位置Ｂに近づくに従って徐々に浅くなる、即ち、側面断面視において角度θの勾配を形成するように移動されることになり、終端位置Ｂでの段差の形成、及び、この段差の形成に伴う手仕上げの問題を解決することができる。
【００２０】
以下詳細について説明すると、図１に示すごとく、プレス金型等の被切削物１に対し、大径工具（不図示）によって大径Ｒの隅部が形成され、この隅部がプロファイルＰ１で表される。そして、このプロファイルＰ１から隅肉部分２を小径工具３によって除去する、即ち、前記大径工具と同様に、その先端部を、その軸方向（被切削物１の深さ方向Ｚ）から前記軸方向と直角方向（図１において水平方向）に向って移動させることによって、小径Ｒを有する最終形状のプロファイルＰ２を形成するものとしている。
【００２１】
前記大径工具及び小径工具３は、図示せぬＮＣ加工機のチャックに取り付けられるものであり、前記プロファイルＰ２の加工時には、前記大径工具から小径工具３への交換作業が行われるものである。
【００２２】
また、前記プロファイルＰ１・Ｐ２は、ＣＡＤデータにより特定されるものであり、前記ＮＣ加工機は、このＣＡＤデータに従って前記大径工具、小径工具３の先端の軌跡が、前記プロファイルＰ１・Ｐ２に対してそれぞれ一致するように、前記大径工具、小径工具３を移動させるように構成されている。例えば、図１に示される小径工具３においては、前記プロファイルＰ２に対応して、前記小径工具３のボールエンドの中心が、点Ｃ１→点Ｃ２→点Ｃ３を通過するパス６を通過するように移動することとなっている。
【００２３】
また、前記プロファイルＰ２につき、その被切削物１の深さ方向Ｚの座標軸において、最も深い位置（最深位置Ａ）の深さ座標位置Ｄ１は、小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂの深さ座標位置Ｄ２よりも、寸法Ｄだけ深い座標位置に設定される。
そして、前記プロファイルＰ２は、最深位置Ａから終端位置Ｂの間の範囲Ｌでは、角度θの勾配（水平面に対する勾配）を有するようになっている。また、これにより、前記小径工具３の先端は、角度θの勾配で移動されることとなっている。
尚、前記距離Ｌ１は、被切削物１において要求される加工精度によって任意に設定されるものであり、具体的な値は、後述する装置構成における設定作業において、適宜設定されるものである。
【００２４】
また、小径工具３の小径Ｒ加工において、その切削加工は前記終端位置Ｂまで実施されることとし、該終端位置Ｂにおいて、小径工具３の先端が被切削物１の加工表面から離れるように設定されている。
【００２５】
また、図１に示す例では、前記小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂが、その前行程である大径工具による大径Ｒ加工における終端位置と略一致することとなっており、これにより、小径工具３にて終端位置Ｂまでの加工を実施することで、段差部２０（図３参照）を形成させないようにしている。
【００２６】
また、小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂについては、大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を超えた位置（図１において左側にある位置Ｅ）に設定されることとしてもよい。
即ち、大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を越えた位置に、前記小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂを設定することで、その設定された小径Ｒ加工の終端位置Ｂにおいて、前記小径工具３の先端が終端位置Ｂにおいて加工表面Ｆから離れるようにするものである。
【００２７】
この終端位置Ｂから位置Ｅまでの距離Ｌ１は、いわゆる余裕量として設定されるものである。
これは、図２に示すごとく、仮に、ＮＣ加工機において、前記小径工具３の先端が終端位置Ｂで加工表面Ｆ（切削加工水平面）から離される設定となっている場合でも、小径工具３への交換時（チャック取付時）に発生する取付精度の誤差や、加工熱、環境熱の影響による工具の変形、さらには、摩耗による工具の先端形状の変化や、被切削物１自体の加工熱、環境熱の影響による熱変形等により、小径工具３の実際の先端の深さ方向Ｚの座標位置が、ＮＣ加工機におけるプログラム上の設定値とずれる場合があり、終端位置Ｂにおいて小径工具３の先端が終端位置Ｂにおいて加工表面Ｆから離れない場合が生じ得る。
【００２８】
このような不具合に対応すべく、図２に示すごとく、大径工具による大径Ｒ加工の終端位置と、前記小径工具３による小径Ｒ加工の終端位置Ｂまでの距離Ｌ１は、余裕量として定義され、大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を、余裕量（距離Ｌ１）だけ越えた位置Ｅに、前記終端位置Ｂを設定することで、その設定された終端位置Ｂ（位置Ｅの位置に更新される）において、前記小径工具３の先端が終端位置Ｂにおいて加工表面Ｆから離れるようにするものである。
以上の設定により、段差部２０の形成を確実に防止できることになる。
【００２９】
また、前記余裕量（距離Ｌ１）は、被切削物１において要求される加工精度によって任意に設定されるものであり、具体的な値は、後述する装置構成における設定作業において、適宜設定されるものである。例えば、前記距離Ｌ１は、前記小径工具３の工具半径Ｒの１．５倍の寸法に設定することが考えられる。
また、この他に、前記余裕量（距離Ｌ１）について、前記小径工具３の先端の深さ方向Ｚの座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義し、この想定される誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記段差部２０が生じない、つまりは、前記小径工具３の先端の位置の誤差（設定値からのずれ）が吸収でき、前記小径工具３の先端が終端位置Ｂにおいて加工表面Ｆから離れることとなるように、前記余裕量（距離Ｌ１）を定義することとしてもよい。
尚、誤差範囲の設定においては、小径工具３への交換時（チャック取付時）に発生する取付精度の誤差や、加工熱、環境熱の影響による工具の変形、さらには、摩耗による工具の先端形状の変化や、被切削物１自体の加工熱、環境熱の影響による熱変形等が考慮される。
【００３０】
＜切削加工装置＞
以上に述べた隅部Ｒ加工方法は、周知のＮＣ加工機により実施可能であり、このＮＣ加工機について、下記の手段Ｍ１〜Ｍ７（手段Ｍ１〜Ｍ７については不図示）を実装することにより、本発明に係る切削加工装置を実現することができる。
即ち、図１に示すごとく、
大径工具により被切削物１に大径Ｒ加工された隅部を形成した後に、
小径工具３を、その軸方向、さらには、前記軸方向と直角方向に向って移動させることで、前記隅部の小径Ｒ加工を実施する、切削加工装置であって、
前記大径工具を用いた大径Ｒ加工により形成される大径Ｒを有する第一のプロファイルＰ１を定義するための手段Ｍ１と、
前記小径工具３を用いた加工により小径Ｒを有する第二のプロファイルＰ２を定義するための手段Ｍ２と、
前記第二のプロファイルＰ２における最深位置Ａの深さ方向Ｚの深さ座標位置Ｄ１を、前記第一のプロファイルＰ１の最深位置における深さ座標位置Ｄ２よりも深い位置に定義するための手段Ｍ３と、
前記第二のプロファイルＰ２における前記最深位置Ａを、前記小径工具３による小径Ｒ加工が終了される終端位置Ｂよりも前の位置に定義するための手段Ｍ４と、
前記第二のプロファイルＰ２における前記終端位置Ｂの深さ座標位置を、前記第一のプロファイルＰ１の最深位置における深さ座標位置Ｄ２として定義するための手段Ｍ５と、
前記第二のプロファイルＰ２について、前記最深位置Ａから前記終端位置Ｂまでの範囲Ｌを、前記最深位置Ａから前記終端位置Ｂに向って深さ方向Ｚの深さ座標位置が浅くなる傾斜（角度θ）に定義するための手段Ｍ６と、
を具備することとしている。
【００３１】
また、上記の構成に加え、前記第二のプロファイルＰ２における前記終端位置Ｂを、前記大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を超えた位置（図２：位置Ｅ）に設定する手段Ｍ７、を具備する構成とする。
【００３２】
また、前記第二のプロファイルＰ２における前記終端位置Ｂと、前記第一のプロファイルＰ１の終端位置（大径工具による大径Ｒ加工が終了される位置）までの距離Ｌ１を、余裕量として定義する手段Ｍ８と、
前記第二のプロファイルＰ２における終端位置Ｂの前記小径工具３の先端の深さ方向Ｚの座標位置の誤差について、想定される誤差範囲を定義する手段Ｍ９と、
前記手段Ｍ９により定義される誤差範囲の最大誤差が生じた場合においても、前記段差部２０が生じない、つまりは、前記小径工具３の先端の位置の誤差（設定値からのずれ）が吸収でき、前記小径工具３の先端が終端位置Ｂにおいて加工表面Ｆから離れることとなるように、前記余裕量（距離Ｌ１）の値を定義する手段Ｍ１０と、を具備する構成とする。
【００３３】
以上の構成により、図１に示すようなプロファイルＰ２を形成することができ、このプロファイルＰ２によって、加工表面Ｆにおいて段差部２０（図２参照）の発生を防止することができる。
また、前記手段Ｍ７については、前述したものと同様、図２に示すごとく、距離Ｌ１の余裕量を設定し、大径工具による大径Ｒ加工の終端位置を前記余裕量分だけ越えた位置Ｅに、前記終端位置Ｂを設定することで、その設定された終端位置Ｂ（位置Ｅの位置に更新される）において、前記小径工具３の先端を加工表面Ｆから確実に離れるようにするものであり、これによって、段差部２０の形成を確実に防止することが可能となるものである。
また、前記手段Ｍ８〜Ｍ１０は、前述の余裕量の設定に対応するものである。
【００３４】
また、前述の手段Ｍ１・Ｍ２については、ＮＣ加工機のコンピュータにて被切削物１の加工後のＣＡＤデータや、各工具の寸法等を参照することで、プロファイルＰ１・Ｐ２の定義が行われるものである。
また、前記手段Ｍ３〜Ｍ１０については、切削加工時において、オペレータによる数値入力を適宜可能とする入力装置によって構成することができる。
また、これらの手段Ｍ１〜Ｍ１０は、周知のＮＣ加工機の技術により実現可能であるため、詳細な構成についての説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る隅部Ｒ加工方法の概要について示す図。
【図２】余裕量の設定について説明する図。
【図３】従来の隅部Ｒ加工方法において段差部が形成される不具合について説明する図。
【符号の説明】
【００３６】
１      被切削物
２      隅肉部分
３      小径工具
２０    段差部
Ｐ１    プロファイル
Ｐ２    プロファイル
【図１】
2007136566.tif 000003
【図２】
2007136566.tif 000004
【図３】
2007136566.tif 000005