(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とテーブルとを直交３軸方向に相対的に移動可能に設けられた工作機械を用い、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて、底面が円弧状凹曲面をなす溝を前記ワークに加工する方法であって、
半径が前記溝底面の曲率半径より小径のメタルソーを前記工具として使用するとともに、該メタルソーをその軸中心に非回転となし、
前記メタルソーを、前記ワークに対して所定の切り込み量を有するようにその半径方向に位置決めした後、
前記メタルソーの外周に形成された刃部が、前記切り込み量に応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡と接するように、前記メタルソーとワークとを相対的に移動させて、前記ワークに底面が円弧状凹曲面をなす溝を形成するようにしたことを特徴とする円弧溝の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械を用い、工具とワークとを相対的に移動させて、底面が円弧状凹曲面をなす溝を前記ワークに加工する溝加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５及び図６に示すような半円筒状の凹部を有するワーク２０の該凹部内面に、底面が円弧状凹曲面をなす溝（以下、円弧溝という）２１を形成する代表的な加工法として、放電電極を用いた放電加工を挙げることができる。
【０００３】
この加工法は、加工形状たる円弧溝２１に合致した形状の放電部を備えた放電電極を用い、この電極とワーク２０とを絶縁性を有する加工液中に浸漬し、電極とワーク２０との間に微小な隙間を持たせた状態で両者間に電圧を印加して放電させることにより、ワーク２０の放電部を溶融させて、ワーク２０に電極の放電部と同形状の円弧溝２１を形成するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記放電電極を用いた放電加工法は、放電電極とワーク２０との間に放電を生起させることにより、ワーク２０の放電部を溶融させて、円弧溝２１を形成するというものであり、その加工速度が遅いため、生産性が悪く、しかも加工コストが高いという問題がある。また、加工形状に応じた専用の電極が必要であるため、この面でも加工コストが高くなる。
【０００５】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、ワークに底面が円弧状凹曲面をなす溝を加工するに当たり、これを低コストでしかも効率良く行うことができる溝加工方法の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するための本発明は、主軸とテーブルとを直交３軸方向に相対的に移動可能に設けられた工作機械を用い、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて、底面が円弧状凹曲面をなす溝を前記ワークに加工する方法であって、
半径が前記溝底面の曲率半径より小径のメタルソーを前記工具として使用するとともに、該メタルソーをその軸中心に非回転となし、
前記メタルソーを、前記ワークに対して所定の切り込み量を有するようにその半径方向に位置決めした後、
前記メタルソーの外周に形成された刃部が、前記切り込み量に応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡と接するように、前記メタルソーとワークとを相対的に移動させて、前記ワークに底面が円弧状凹曲面をなす溝を形成するようにしたことを特徴とする円弧溝の加工方法に係る。
【０００７】
この発明によれば、前記メタルソーが、その軸中心に非回転とされ、前記ワークに対して所定の切り込み量を有するようにその半径方向に位置決めされた後、当該メタルソーの外周に形成された刃部が、前記切り込み量に応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡と接するように、前記メタルソーとワークとが相対的に移動せしめられる。
【０００８】
この時、前記メタルソーは、その外周部に形成された各刃部がそれぞれ個々に円弧状の軌跡を描くように移動する。これにより、前記ワークは、これらの各軌跡に応じた形状に削り取られる。
【０００９】
以降、前記加工軌跡が前記円弧溝と一致するまで、前記メタルソーとワークとの上記相対移動が、前記切り込み量に応じて繰り返され、これにより、ワークに所望の円弧溝が形成される。尚、前記切り込み量は、前記ワークの材質や要求される加工精度などに応じて適宜設定される。
【００１０】
斯して、この発明によれば、メタルソーをその軸中心に非回転とした状態で、その外周に形成された刃部が、切り込み量に応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡と接するように、メタルソーとワークとを相対的に移動させることにより、前記各刃部がそれぞれ円弧状に移動せしめられ、その移動軌跡に応じた形状に前記ワークが削り取られて、当該ワークに底面が円弧状の凹曲面をした溝が形成される。
【００１１】
従って、放電加工に比べて加工速度が速く、効率的に加工することができるので、生産性を向上させることができ、加工コストを抑制することができる。また、加工形状に応じた専用の電極が不要であり、この点においても、加工コストを抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態に係る円弧溝の加工方法について添付図面に基づき説明する。尚、以下の説明では、工作機械として図１に示すような立形マシニングセンタ１を用いて、図５及び図６に示すような半円筒状の凹部を有するワーク２０の該凹部内面に、円弧溝２１を形成するものとする。また、前記円弧溝２１をワーク２０に荒加工なしに加工するものとして説明するが、これに限られるものではなく、荒加工後の仕上げ加工に本例の円弧溝の加工方法を適用しても良い。
【００１３】
図１に示すように、前記立形マシニングセンタ１は、ベッド２と、該ベッド２上に配設されたコラム３と、該コラム３に支持され、矢示Ｚ軸方向に移動可能になった主軸頭４と、工具１０を保持し、前記主軸頭４によって支持される主軸５と、前記ベッド２上に配設され、矢示Ｙ軸方向に移動可能になったサドル６と、該サドル６上に配設され、矢示Ｘ軸方向に移動可能になったテーブル７などからなる。
【００１４】
また、前記立形マシニングセンタ１は、前記主軸頭４を矢示Ｚ軸方向に移動させるＺ軸送り機構部（図示せず）と、前記サドル６を矢示Ｙ軸方向に移動させるＹ軸送り機構部（図示せず）と、前記テーブル７を矢示Ｘ軸方向に移動させるＸ軸送り機構部（図示せず）と、前記Ｚ軸送り機構部（図示せず），Ｙ軸送り機構部（図示せず）及びＸ軸送り機構部（図示せず）の作動を、例えば、適宜入力されたＮＣプログラムに基づき制御する数値制御装置（図示せず）を備える。また、前記テーブル７には、ワーク２０が載置，固定されるように構成されている。
【００１５】
前記工具１０には、例えば、図２に示すような工具を用いる。この工具１０は、その外周に刃部１１ａが形成されたメタルソー１１と、該メタルソー１１をその軸中心に非回転となるように保持，固定するホルダ１２などからなる。
【００１６】
尚、前記メタルソー１１は、例えば、前記ホルダ１２に形成されたキー１２ａと前記メタルソー１１に形成されたキー溝１１ｂとを係合させることによって、前記ホルダ１２により軸中心に非回転に保持，固定される。また、前記メタルソー１１には、その半径が前記溝２１底面の曲率半径より小径のものが使用される。
【００１７】
そして、このように構成された立形マシニングセンタ１及び工具１０を用いて、ワーク２０に円弧溝２１を加工する。まず、前記ワーク２０を前記テーブル７に載置，固定した後、前記メタルソー１１の軸線が前記円弧溝２１の軸線と平行となるように、前記主軸５をその軸中心に回転させて、これを割り出す。
【００１８】
ついで、図３に示すように、前記メタルソー１１を、前記ワーク２０に対して所定の切り込み量ｄを有するようにその半径方向に位置決めした後、前記メタルソー１１の外周に形成された刃部１１ａが、前記切りこみ量ｄに応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡Ｌと接するように、前記工具１０とワーク２０とを相対的に移動させるべく、前記主軸頭４，サドル６及びテーブル７を、前記Ｚ軸送り機構部（図示せず），Ｙ軸送り機構部（図示せず）及びＸ軸送り機構部（図示せず）によりそれぞれ移動させる。
【００１９】
この時、前記メタルソー１１は、その外周部に形成された各刃部１１ａがそれぞれ個々に円弧状の軌跡を描くように移動する。即ち、具体的には、図４に示すように、例えば、前記刃部１１ａをそれぞれ刃部ａ，刃部ｂ及び刃部ｃとすると、前記刃部ａ，刃部ｂ及び刃部ｃがそれぞれ個々に円弧状の軌跡ａ，軌跡ｂ及び軌跡ｃを描くようになっている。これにより、前記ワーク２０は、これらの軌跡ａ，軌跡ｂ及び軌跡ｃに応じた形状に削り取られる。尚、図４においては、一部の軌跡（軌跡ａ，軌跡ｂ及び軌跡ｃ）のみを図示している。
【００２０】
以降、前記加工軌跡Ｌが前記円弧溝２１と一致するまで、前記メタルソー１１とワーク２０との上記相対移動が、前記切り込み量ｄに応じて繰り返され、これにより、ワーク２０に所望の円弧溝２１が形成される。尚、前記切り込み量ｄは、前記ワーク２０の材質や要求される加工精度などに応じて適宜設定される。
【００２１】
斯して、この円弧溝の加工方法によれば、メタルソー１１をその軸中心に非回転とした状態で、その外周に形成された刃部１１ａが、切り込み量ｄに応じて仮想的に設定される円弧状の加工軌跡Ｌと接するように、メタルソー１１とワーク２０とを相対的に移動させることにより、前記各刃部１１ａがそれぞれ円弧状に移動せしめられ、その移動軌跡（軌跡ａ，軌跡ｂ及び軌跡ｃなど）に応じた形状に前記ワーク２０が削り取られて、当該ワーク２０に底面が円弧状の凹曲面をした溝２１が形成される。
【００２２】
従って、放電加工に比べて加工速度が速く、効率的に加工することができるので、生産性を向上させることができ、加工コストを抑制することができる。また、加工形状に応じた専用の電極が不要であり、この点においても、加工コストを抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の取り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００２４】
上述の例では、立形マシニングセンタ１を用いた際の円弧溝の加工方法をその一例として説明したが、これに限られるものではなく、例えば、横形マシニングセンタを用いた加工にも、これを適用することができる。
【００２５】
また、本例の円弧溝の加工方法によって加工される円弧溝は、図５及び図６に示すような半円状の円弧溝２１に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る円弧溝の加工方法により加工するための工作機械（立形マシニングセンタ）の概略構成を示した斜視図である。
【図２】本実施形態の円弧溝の加工方法によりワークを加工するための工具の概略構成を示した正面図である。
【図３】本実施形態の円弧溝の加工方法において、工具とワークとの相対移動を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態の円弧溝の加工方法において、刃部の移動を説明するための説明図である。
【図５】ワークの一例を説明するための説明図である。
【図６】図５における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。
【符号の説明】
１      立形マシニングセンタ
２      ベッド
３      コラム
４      主軸頭
５      主軸
６      サドル
７      テーブル
１０    工具
１１    メタルソー
１１ａ  刃部
１１ｂ  キー溝
１２    ホルダ
１２ａ  キー
２０    ワーク
２１    円弧溝
【図１】
0004268781.tif 000002
【図２】
0004268781.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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