(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同一の外径を有する円柱状の第１の把持代部分と第２の把持代部分とを一端部と他端部とに夫々有するワークを準備する工程と、
前記ワークの内の前記第１の把持代部分の外周部のみをチャックによって把持する工程と、
前記チャックによって前記第１の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの内の前記第１及び第２の把持代部分を除いた部分を切削加工して最終形状とすると共に、前記ワークの内の前記第２の把持代部分の内の外周部を除いた部分を他端面から切込加工することで前記ワークの他端部を前記第２の把持代部分との接続部分を除いて最終形状とする工程と、
前記チャックから前記第１の把持代部分を解放し、前記ワークを反転させて、前記ワークの内の前記第２の把持代部分の外周部のみを同一の前記チャックによって把持する工程と、
前記チャックによって前記第２の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの一端部を切削加工して前記第１の把持代部分を切除して前記ワークの一端部を最終形状とする工程と、
前記チャックによって前記第２の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの他端部を切削加工して前記第２の把持代部分を切除して前記ワークの他端部を最終形状とする工程と、
を具備することを特徴とする加工物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値制御による工作機械を用いてワークに切削加工を行う切削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
数値制御による工作機械としては、マシニングセンタ、ターニングセンタ等が使用されている。図６及び図７はマシニングセンタにより６面体を加工する工程を、図８はターニングセンタによって６面体を加工する工程を示す。
【０００３】
マシニングセンタでの加工では図６（ａ）に示すように、チルト円テーブル１０１に回転可能に取り付けられたワーク保持具（チャック）１０２にワーク１０３が把持される。この保持状態で工具１０４を用い、ワーク１０３の上面１０５に加工を行った後、（ｂ）で示すように、ワーク保持具１０２を９０°倒し、ワーク保持具１０２を回転させながら４側面１０６，１０７，１０８，１０９を加工する。この加工では、自動工具交換装置（不図示）によって工具１０４を取り換えることにより、ワーク１０３の加工に必要なドリルまたはエンドミルなど多様な刃物を使用する。
【０００４】
このような加工では、ワーク保持具１０２で保持されているワーク１０３底面１１０は加工不可能なため、図７に示すように次工程で別のワーク保持具１１２を用いて加工済みの側面部分を把持して底面１１０を加工する。なお、ワーク保持具１０２、１１２が同一の工作機械に装着されている場合は、ワーク反転ハンドリング装置（不図示）を用いてワーク保持具１０２からワーク保持具１１２ヘワーク１０３を自動で反転し、把持替えを行う。
【０００５】
ターニングセンタで加工する場合は、図８で示すように、ワーク１２１が主軸１２０のチャックに把持され、電動モータ（不図示）によって回転してバイト１２２や回転工具１２３などの工具により加工される。この加工が完了した後、加工部位の一部１２４をサブ主軸１２５のチャックが把持してワーク１２１から加工部分１２６をバイト１２２などの工具で切り離す。このため、サブ主軸１２５は主軸１２０とは異なった電動モータ（不図示）によって回転すると共に、主軸１２０方向に移動できる構造となっている。
【０００６】
切り離された加工部分１２６は、その切り離された切削面１２７が未加工であるため、矢印１２８で示す方向から加工する。このとき、加工する工具はバイト１２２や回転工具１２３などを共通使用する場合と、独自の工具を使用して加工する場合とがある。
【０００７】
図６〜図８で示すような工作機械では、１台でワークから六面体を加工することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マシニングセンタにしてもターニングセンタにしても、一度はワークの把持を換えて加工するが、加工した部位を把持する場合、部品形状が異なる都度、その形状に合わせたワーク保持具やチャックに換える必要がある。このため、そのための段取りが面倒であると共に、段取り時間が長くなる問題を有している。特に、多品種少量生産においては、段取り時に作業者が介在しなければ、その加工ができず、長時間の無人稼動を目的とするうえでの大きな問題となっている。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ワークの把持換えの段取りをなくし、しかも長時間の無人稼動を可能にした加工物製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、互いに同一の外径を有する円柱状の第１の把持代部分と第２の把持代部分とを一端部と他端部とに夫々有するワークを準備する工程と、前記ワークの内の前記第１の把持代部分の外周部のみをチャックによって把持する工程と、前記チャックによって前記第１の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの内の前記第１及び第２の把持代部分を除いた部分を切削加工して最終形状とすると共に、前記ワークの内の前記第２の把持代部分の内の外周部を除いた部分を他端面から切込加工することで前記ワークの他端部を前記第２の把持代部分との接続部分を除いて最終形状とする工程と、前記チャックから前記第１の把持代部分を解放し、前記ワークを反転させて、前記ワークの内の前記第２の把持代部分の外周部のみを同一の前記チャックによって把持する工程と、前記チャックによって前記第２の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの一端部を切削加工して前記第１の把持代部分を切除して前記ワークの一端部を最終形状とする工程と、前記チャックによって前記第２の把持代部分の外周部を把持した状態で、前記ワークの他端部を切削加工して前記第２の把持代部分を切除して前記ワークの他端部を最終形状とする工程と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明の一実施の形態であり、図１はワークを加工することにより、形成された最終加工物７を示す。最終加工物７は加工面１〜６を有した６面体となっている。この形態においては、加工面（上面）１に長円溝１ａ及び座ぐり溝１ｂが、加工面（側面）３に円形溝３ａが、加工面（側面）５に四角溝５ａ及び円形溝５ｂが形成されている。又、加工面１から加工面（側面）４にかけては切り欠き４ａが、加工面（側面）６から加工面１にかけて及び加工面３から加工面１にかけては鉤状の切り欠き６ａ、３ｂが形成されている。
【００１７】
このような最終加工物７の原料となるワークは、図示を省略するが、同一外形の第１及び第２の把持代部分を有した形状のものが使用される。図２はこの実施の形態における第１の工程により加工された第１段の中間加工物２０を示す。第１の工程では、同一外形の２つの把持代部分２１，２２の内、第１の把持代部分２１を把持した状態で加工を行う。又、加工に際しては、第２の把持代部分２２を残した状態でワークに対して加工を行う。従って、第１の工程では、第２の把持代部分２２及び把持されている第１の把持代部分２１に対しての加工は行われることがない。
【００１８】
図２に示すように、第１段の中間加工物２０は、同一外形の第１及び第２の把持代部分２１，２２が両端部に残っており、これらの間が切削加工される。これにより、加工面１，加工面３，加工面２，加工面４が形成される。図２において、把持代部分２１，２２は、Ａ１＝Ａ２の把持代長さとなっている。又、この実施の形態では、ワークとして全体が円柱形状のものが使用されるものであり、少なくとも両端の把持代部分２１，２２の径が同一（Ｃ１＝Ｃ２）となっている。さらに、ワークとしては、Ｌ＝Ａ１＋Ａ２＋最終加工物７の全長＋切断代（０．２ｍｍ×２）の長さＬに切断した素材を用いる。
【００１９】
図３は加工機械としてマシニングセンタを用いる場合における第１の工程を示す。マシニングセンタでは、チルト円テーブル１０に回転可能に取り付けられたワーク保持具１２に、あらかじめ寸法Ｌに切断したワークを把持する。この把持は、ロボットまたはワーク反転ハンドリング装置（不図示）を用いて自動で行う。このとき、ワーク保持具１２は第１の把持代部分２１を把持する。そして、刃物等の工具１３を用い、図３の実線及び鎖線で示すように、ワークの姿勢を変更すると共に、ワークを回転させながら切削加工を行う。なお、工具１３は加工に必要なドリル、エンドミルなどを自動工具交換装置（不図示）によって取り換えながら加工を継続する。
【００２０】
かかる第１工程では、ワーク保持具１２に把持されていない第２の把持代部分２２に対して加工を行うことができる。図３の実線はこの加工を示し、第２の把持代部分２２に対し、その端面から切り込みを行う。このとき、第２の把持代部分２２の外面に対しては、加工を行うことなく、第２の把持代部分２２の外形はそのままとする。この切り込みによって、加工面５を形成する。
【００２１】
図４はこの第２の把持代部分２２への切り込み加工を示し、第２の把持代部分２２に対し、直径Ｂ、深さＤ（Ｄ＝Ａ２−（Ｈ＋０．２ｍｍ）、Ｈは工具１３の幅である。）で切り込み加工を行った後、四角溝５ａ、円形溝５ｂを有した加工面５を加工する。このような寸法での加工では、加工を行うことが容易となる。
【００２２】
以上の第１の工程の後、第２の工程に移行する。図５はこの第２工程を示し、第２の工程では、第１段の中間加工物２０を反転し、第２の把持代部分２２をワーク保持具１２に把持させる。かかる把持換えでは、第１の把持代部分２１及び第２の把持代部分２２が同一の外形となっているため、第１の工程で使用したワーク保持具１２をそのまま使用することができる。
【００２３】
そして、第２の工程では、第２の把持代部分の把持状態で、第１の把持代部分２１を切削除去する。この切削除去によって未加工の加工面６が露出するため、露出した未加工の加工面６に対して加工を行う。これにより、６面が加工された最終形状部分２５と、第２の把持代部分２２とが連続した第２段の中間加工物３０を形成することができる。
【００２４】
次に、この第２段の中間加工物３０に対して第３の工程を行う。第３の工程では、ワーク保持具１２によって第２の把持代部分２２を把持したままの状態で、工具１３により第２の把持代部分２２から最終形状部分２５を切削除去する。このとき、図５に示すように、第２段の中間加工物３０を回転させ、バイト形状の工具１３により旋削で切り離すか、工具１３として回転工具を取りつけ、ミーリングにより切り離すことにより行う。かかる切り離し手段は、最終形状部分２５の大きさや形状などによって適宜、選択するものである。
【００２５】
以上の実施の形態では、マニシングセンタによって加工を行っているが、本発明では、ターニングセンタによっても加工を行うことができる。ターニングセンタの場合には、ワークとして長尺材料を使用することができるため、第１の把持代部分２１の把持代は素材部とみなすことができるメリットがある。又、本発明では、６面体以外の多面体を同様に成形することができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、同一のチャックを用いることができ、チャックを取り換える必要がなく、取り換えの段取りが不要となり、長時間の無人稼動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で成形される最終加工物を示す斜視図である。
【図２】第１段の中間加工物の斜視図である。
【図３】第１の工程を示す側面図である。
【図４】  第２の把持代部分への切り込み加工を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は端面図である。
【図５】第２の工程及び第３の工程を示す側面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、従来の加工をマシニングセンタで行う場合を工程順に示す側面図である。
【図７】マシニングセンタによる従来の加工の側面図である。
【図８】  従来の加工をターニングセンタで行う場合の側面図である。
【符号の説明】
１  ２  ３  ４  ５  ６  加工面
７  最終加工物
２０  第１段の中間加工物
２１  第１の把持代部分
２２  第２の把持代部分
２５  最終形状部分
３０  第２段の中間加工物
【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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