JP2001179519A - Cutting work method and nc data originating device for carrying out the method - Google Patents

Cutting work method and nc data originating device for carrying out the method

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JP2001179519A JP36586799A JP36586799A JP2001179519A JP 2001179519 A JP2001179519 A JP 2001179519A JP 36586799 A JP36586799 A JP 36586799A JP 36586799 A JP36586799 A JP 36586799A JP 2001179519 A JP2001179519 A JP 2001179519A
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    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G05B2219/49391—Adapt number of passes as function of tool wear

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting method capable of elongating the life of a tool, and a NC data originating device for carrying out this cutting work method. SOLUTION: A ball end mill T is inserted into a workpiece W by a cutting amount P1 in the Z-axis direction, and moved along a tool locus on a contour inter section I corresponding to each cutting position orthogonal to the Z-axis to execute the contour working, the cutting amount is successively changed to the next cutting amount P2 smaller than the cutting amount P1 when the boundary B of the ball end mill T is worn to the limit with the cutting amount P1, to execute the working in plural stages while changing the position of the boundary B, and further the working is executed in plural stages after changing the cutting amount to the next cutting amount P3 when the boundary B is worn to the limit with the cutting amount P2. Whereby the workpiece can be engraved step by step to a depth P in the Z-axis direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンドミルなどの
切削工具を用いた金型などの加工方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for machining a die or the like using a cutting tool such as an end mill.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来マシニングセンタなどの同時３軸制
御の工作機械を用いて、工作物に対するボールエンドミ
ルなどの工具の相対位置を変化させて金型などの荒加工
を行う場合、前記工具の軸線と平行なＺ軸方向の切り込
み量を一定にして、前記Ｚ軸と直交するＸ−Ｙ平面と平
行な等高線断面上の工具軌跡に沿って前記工具の位置を
移動させて加工を行い、高い方から順々に一段づつ彫り
下げていく等高線加工が一般的である。2. Description of the Related Art Conventionally, when performing rough machining of a die or the like by changing the relative position of a tool such as a ball end mill with respect to a workpiece by using a machine tool of a simultaneous three-axis control such as a machining center, the axis of the tool and Making the cutting amount in the parallel Z-axis direction constant, moving the position of the tool along the tool trajectory on a contour section parallel to the XY plane orthogonal to the Z axis, and performing machining from the highest It is common to perform contour processing in which the carving is performed step by step.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の加工
方法では、前記工具のＺ軸方向の切り込み量が一定のた
め、工具が工作物に接触する部分が常に一定となり、前
記工具の切削部と非切削部との境界に境界摩耗が生じ
る。切削量が増加するに連れて前記境界摩耗は促進さ
れ、この境界摩耗により工具寿命が決まるため、工具寿
命が短いという問題を有している。In such a conventional machining method, since the cutting amount of the tool in the Z-axis direction is constant, the portion where the tool contacts the workpiece is always constant, and the cutting portion of the tool is constant. Wear occurs at the boundary between the metal and the non-cut portion. As the cutting amount increases, the boundary wear is accelerated, and the tool life is determined by the boundary wear. Therefore, there is a problem that the tool life is short.

【０００４】本発明は、上記問題を解決して、工具寿命
を延ばすことが可能な切削加工方法を提供することを目
的としたものである。An object of the present invention is to provide a cutting method capable of solving the above problems and extending the life of a tool.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項１記載の切削加工
方法は、エンドミルの回転軸線と平行な第１軸を制御し
て工作物に対して前記エンドミルを前記第１軸方向に所
定量づつ切り込むと共に、前記エンドミルの各切り込み
段階において当該切り込み段階における前記エンドミル
の前記第１軸方向位置に応じた工具軌跡に沿って前記第
１軸と直交する第２軸方向にもしくは前記第１軸と直交
する平面内で前記エンドミルの移動を制御して加工を行
う等高線加工において、前記エンドミルの前記第１軸方
向への切り込み量を異ならせるものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cutting method, wherein a first axis parallel to a rotation axis of an end mill is controlled to move the end mill relative to a workpiece by a predetermined amount in the first axis direction. In addition to the cutting, in each cutting step of the end mill, in a second axis direction orthogonal to the first axis or orthogonal to the first axis along a tool path corresponding to the first axial direction position of the end mill in the cutting step. In contour machining in which machining is performed by controlling movement of the end mill in a plane to be cut, a cutting amount of the end mill in the first axial direction is varied.

【０００６】請求項１の発明によれば、エンドミルの第
１軸方向への切り込み量を異ならせることにより、前記
エンドミルの切削部と非切削部との境界の位置が変わ
り、前記エンドミルに対して摩耗が均等に進行するた
め、工具寿命が長くなる。According to the first aspect of the present invention, the position of the boundary between the cut portion and the non-cut portion of the end mill is changed by changing the cut amount of the end mill in the first axial direction. Since the wear proceeds evenly, the tool life is extended.

【０００７】請求項２記載の切削加工方法は、請求項１
記載の切削加工方法において、前記エンドミルは先端部
が半球に成形されたボールエンドミルであって、前記切
り込み量の変化に応じて前記ボールエンドミルの回転速
度を制御することにより切削速度を一定に保つものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cutting method.
In the cutting method described above, the end mill is a ball end mill having a tip portion formed into a hemisphere, and the cutting speed is kept constant by controlling a rotation speed of the ball end mill according to a change in the cutting amount. It is.

【０００８】請求項２の発明によれば、エンドミルの第
１軸方向への切り込み量の変化に関わらず常に最適な切
削速度で加工を行うことが可能である。According to the second aspect of the present invention, it is possible to always carry out machining at an optimum cutting speed irrespective of a change in the cutting amount of the end mill in the first axial direction.

【０００９】請求項３記載の切削加工方法は、請求項２
記載の切削加工方法において、前記ボールエンドミルの
回転速度の変化に応じて前記ボールエンドミルの送り速
度を制御することにより前記ボールエンドミルの１刃当
りの送り量を一定に保つものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cutting method.
In the cutting method described above, a feed rate per one blade of the ball end mill is kept constant by controlling a feed rate of the ball end mill according to a change in a rotation speed of the ball end mill.

【００１０】請求項３の発明によれば、エンドミルの回
転速度の変化に関わらず常に最適な前記エンドミルの１
刃当りの送り量で加工を行うことが可能である。[0010] According to the third aspect of the present invention, the optimum one of the end mills is always used irrespective of the change in the rotation speed of the end mills.
Processing can be performed with the feed amount per blade.

【００１１】請求項４記載の切削加工方法は、請求項１
から３のいずれか１項記載の切削加工方法において、前
記エンドミルの前記第１軸方向への切り込み量を段階的
に小さくするものである。The cutting method according to the fourth aspect is the first aspect of the invention.
3. The cutting method according to claim 1, wherein the cutting amount of the end mill in the first axial direction is reduced stepwise.

【００１２】請求項４の発明によれば、エンドミルの第
１軸方向への切り込み量を、最初の切り込み量が最も大
きく、この切り込み量に対して順次小さくすることによ
り、エンドミルに対して摩耗が均等に進行すると共に、
摩耗した箇所はその後の切削に関係しないため、工具寿
命が長くなる。According to the fourth aspect of the present invention, the cutting amount of the end mill in the first axial direction is the largest at the initial cutting amount, and is gradually reduced with respect to this cutting amount, so that wear on the end mill is reduced. Progressing evenly,
The worn part is not related to the subsequent cutting, so that the tool life is extended.

【００１３】請求項５記載のＮＣデータ作成装置は、エ
ンドミルの回転軸線と平行な第１軸を制御して工作物に
対して前記エンドミルを前記第１軸方向に所定量づつ切
り込むと共に、前記エンドミルの各切り込み段階におい
て当該切り込み段階における前記エンドミルの前記第１
軸方向位置に応じた工具軌跡に沿って前記第１軸と直交
する第２軸方向にもしくは前記第１軸と直交する平面内
で前記エンドミルの移動を制御して加工を行う等高線加
工のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置におい
て、工作物及び使用するエンドミルの形状を示すデータ
と、段階的に異なる前記エンドミルの前記第１軸方向へ
の複数の切り込み量及び該各切り込み量における切削許
容体積とを入力する入力手段と、前記入力手段により入
力された前記データに応じて、前記エンドミルの前記第
１軸方向の各位置ごとの工具軌跡を演算する工具軌跡演
算手段と、前記工具軌跡演算手段により演算された工具
軌跡に沿った加工における工作物の切削除去体積を演算
すると共に、演算された切削除去体積の前記各切り込み
量ごとの累積値が前記入力手段により入力された前記切
削許容体積を超えるとき、前記切り込み量を前記入力手
段により入力された順次小さい切り込み量に切換える切
り込み量変更手段と、前記工具軌跡演算手段により演算
された工具軌跡に基づいて、前記工具軌跡に沿って加工
を行うためのＮＣデータを作成するＮＣデータ作成手段
とを備えたものである。The NC data generating apparatus according to claim 5, wherein the end mill is cut by a predetermined amount in the direction of the first axis on the workpiece by controlling a first axis parallel to a rotation axis of the end mill. In each cutting step, the first of the end mill in the cutting step
NC data of contour line machining for performing machining by controlling the movement of the end mill in a second axis direction orthogonal to the first axis or in a plane orthogonal to the first axis along a tool path according to an axial position. In the NC data creating apparatus, the data indicating the shape of the workpiece and the end mill to be used, a plurality of cutting amounts in the first axis direction of the end mill, which are different in a stepwise manner, and a cutting allowable volume at each of the cutting amounts. Input means, a tool path calculating means for calculating a tool path for each position of the end mill in the first axial direction according to the data input by the input means, and a tool path calculating means The calculated removal volume of the workpiece in the machining along the calculated tool trajectory is calculated, and the accumulated value of the calculated cutting removal volume for each of the cutting amounts is previously calculated. A cutting amount changing means for switching the cutting amount to a sequentially smaller cutting amount inputted by the input means when the cutting allowable volume inputted by the input means is exceeded, based on a tool path calculated by the tool path calculating means; NC data creating means for creating NC data for performing machining along the tool trajectory.

【００１４】請求項５の発明によれば、最初の切り込み
量における第１軸方向の各位置ごとの工具軌跡を１段づ
つ作成していき、前記工具軌跡に沿って加工を行うとき
の切削除去体積の累積値が前記切り込み量における切削
許容体積を越えたら、前記切り込み量に対して順次小さ
くなる次の切り込み量に変更し、該切り込み量における
前記第１軸方向の各位置ごとの工具軌跡を１段づつ作成
していく。これを繰り返すことにより、切り込み量を段
階的に小さくして加工を行う前記エンドミルの前記第１
軸方向の各位置ごとの工具軌跡を、前記第１軸方向の所
定の深さまで１段づつ作成していくＮＣデータを自動で
作成することができる。According to the fifth aspect of the present invention, a tool trajectory for each position in the first axial direction in the initial cutting amount is created one step at a time, and cutting removal when performing machining along the tool trajectory is performed. When the cumulative value of the volume exceeds the cutting allowable volume in the cutting amount, the cutting amount is changed to the next cutting amount which is gradually reduced with respect to the cutting amount, and the tool path for each position in the first axial direction in the cutting amount is changed. Create one step at a time. By repeating this, the first mill of the end mill that performs the processing by gradually reducing the cut amount is performed.
It is possible to automatically create NC data for creating a tool trajectory for each position in the axial direction one by one up to the predetermined depth in the first axial direction.

【００１５】請求項６記載のＮＣデータ作成装置は、請
求項５記載のＮＣデータ作成装置において、前記入力手
段では、更に前記工作物及び使用するエンドミルに応じ
て選択されるこのエンドミルの周速度及び１刃当たりの
送り量を入力し、前記入力手段により入力された前記周
速度となるような前記エンドミルの回転速度を前記各切
り込み量ごとに演算する回転速度演算手段と、前記入力
手段により入力された１刃当たりの送り量となるような
前記エンドミルの送り速度を前記各切り込み量ごとに演
算する送り速度演算手段とを備え、前記ＮＣデータ作成
手段は、更に前記回転速度演算手段により演算された前
記エンドミルの回転速度と、前記送り速度演算手段によ
り演算された前記エンドミルの送り速度とに基づいて、
前記工具軌跡に沿って加工を行うためのＮＣデータを作
成するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the NC data generating apparatus according to the fifth aspect, wherein the input means further includes a peripheral speed of the end mill selected according to the workpiece and an end mill to be used. A rotation speed calculator for inputting a feed amount per blade and calculating a rotation speed of the end mill for each of the cutting amounts so as to be the peripheral speed input by the input unit; Feed speed calculating means for calculating a feed speed of the end mill so as to provide a feed amount per tooth for each of the cutting amounts. The NC data creating means is further calculated by the rotation speed calculating means. Based on the rotation speed of the end mill and the feed speed of the end mill calculated by the feed speed calculation means,
This is for creating NC data for performing machining along the tool path.

【００１６】請求項６の発明によれば、切り込み量の変
化に応じて入力手段により入力された周速度となるよう
なエンドミルの回転速度を演算し、前記回転速度の変化
に応じて前記入力手段により入力された１刃当たりの送
り量となるような前記エンドミルの送り速度を演算する
ことにより、前記切り込み量の変化に応じた前記エンド
ミルの回転速度及び送り速度で加工を行うＮＣデータを
作成するすることができる。According to the sixth aspect of the present invention, the rotation speed of the end mill is calculated so as to be the peripheral speed input by the input means according to the change in the cutting amount, and the input means is changed according to the change in the rotation speed. By calculating the feed speed of the end mill so as to be the feed amount per one tooth inputted by the above, NC data for performing machining with the rotation speed and the feed speed of the end mill according to the change of the cutting amount is created. can do.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は金型加工を行うマシニング
センタなどの工作機械の構成図であり、工作機械１はパ
ーソナルコンピュータなどから構成されたＮＣデータ作
成装置３０によって作成されＣＮＣ装置２に入力される
ＮＣデータに基づいて工作物Ｗの加工を行う。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a machine tool such as a machining center that performs die machining. The machine tool 1 is based on NC data created by an NC data creation device 30 including a personal computer and input to the CNC device 2. The workpiece W is processed.

【００１８】次に工作機械１本体の構成について説明す
る。ベッド１０上には門形状のコラム１１が立設されて
おり、このコラム１１はＸ軸方向（図２において紙面と
垂直方向）に延在するＸ軸ガイドレール１２に沿って、
Ｘ軸送りモータ１３により移動するサドル１４が設けら
れている。前記サドル１４にはＹ軸方向（図１において
上下方向）に延在するＹ軸ガイドレール１５に沿って、
Ｙ軸送りモータ１６によって移動するガントリ１７が設
けられている。前記ガントリ１７には主軸ヘッド１８が
搭載され、この主軸ヘッド１８には先端に工具Ｔを装着
して回転駆動する主軸１９が回転可能に支承されてい
る。また、前記ベッド１０上にはＺ軸方向（図２におい
て左右方向）に延在するＺ軸ガイドレール２０に沿っ
て、Ｚ軸送りモータ２１によって移動するテーブル２２
が設けられており、このテーブル２２上に工作物Ｗが治
具２３を介して位置決め固定されるようになっている。Next, the configuration of the machine tool 1 will be described. A gate-shaped column 11 is erected on the bed 10, and the column 11 extends along an X-axis guide rail 12 extending in the X-axis direction (in FIG. 2, a direction perpendicular to the paper surface).
A saddle 14 that is moved by an X-axis feed motor 13 is provided. The saddle 14 extends along a Y-axis guide rail 15 extending in the Y-axis direction (the vertical direction in FIG. 1).
A gantry 17 that is moved by a Y-axis feed motor 16 is provided. A spindle head 18 is mounted on the gantry 17, and a spindle 19, which is mounted on the tip of the spindle head 18 and has a tool T mounted thereon and driven to rotate, is rotatably supported. A table 22 is moved on the bed 10 by a Z-axis feed motor 21 along a Z-axis guide rail 20 extending in the Z-axis direction (left-right direction in FIG. 2).
The workpiece W is positioned and fixed on the table 22 via a jig 23.

【００１９】工作機械１により工作物Ｗの加工を行うた
めに、ＮＣデータに基づいてＣＮＣ装置２よりサーボモ
ータ駆動回路３、４，５に制御信号が入力される。前記
サーボモータ駆動回路３，４，５のそれぞれにより駆動
されるＸ，Ｙ，Ｚ軸送りモータ１３，１６，２１により
サドル１４，ガントリ１７，テーブル２２を制御して工
具Ｔと工作物Ｗの相対位置を３次元的に変化させること
により加工を行う。In order to machine the workpiece W by the machine tool 1, control signals are input from the CNC device 2 to the servo motor drive circuits 3, 4, and 5 based on the NC data. The X, Y, and Z axis feed motors 13, 16, and 21 driven by the servo motor drive circuits 3, 4, and 5 respectively control the saddle 14, the gantry 17, and the table 22 to move the tool T and the workpiece W relative to each other. Processing is performed by changing the position three-dimensionally.

【００２０】図２はマシニングセンタを用いて、工作物
に対するボールエンドミルの相対位置を変化させて金型
の荒加工を行う場合の各加工段における平面切削領域を
示す工作物の断面図である。工作物Ｗに対してボールエ
ンドミルＴをＺ軸方向（図２で上下方向）に切り込み量
Ｐ１づつ切り込むと共に、前記Ｚ軸と直交するＸ軸（図
２で左右方向）とこのＸ軸と直交するＹ軸（図２で紙面
と垂直方向）との同時２軸制御により、前記Ｚ軸と直交
する各切り込み位置に応じた等高線断面Ｉ上の工具軌跡
に沿って前記ボールエンドミルＴの位置を移動させて等
高線加工を行い、前記切り込み量Ｐ１における前記ボー
ルエンドミルＴの切削部と非切削部との境界Ｂの境界摩
耗が限界に達したら、前記切り込み量Ｐ１に対して順次
小さくなる次の切り込み量Ｐ２に変えることにより、前
記ボールエンドミルＴの境界Ｂの位置を変えて複数段の
加工を行い、前記切り込み量Ｐ２における前記境界Ｂの
境界摩耗が限界に達したら、次の切り込み量Ｐ３に変え
て複数段の加工を行う。このように前記Ｚ軸方向の切り
込み量Ｐｎを段階的に小さくして、深さＰまで１段づつ
彫り下げていくものである。なお、前記境界摩耗はボー
ルエンドミルＴの軸線方向に僅かな幅を有しており、こ
の部分が重ならないように前記切り込み量Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）が決められている。FIG. 2 is a cross-sectional view of a workpiece showing a plane cutting area in each processing step when performing rough machining of a mold by changing a relative position of a ball end mill with respect to the workpiece using a machining center. The ball end mill T is cut into the workpiece W in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 2) by a cutting amount P1, and an X-axis (horizontal direction in FIG. 2) orthogonal to the Z-axis is orthogonal to the X-axis. The position of the ball end mill T is moved along a tool path on a contour section I corresponding to each cutting position orthogonal to the Z axis by simultaneous two-axis control with the Y axis (in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2). When the boundary wear of the boundary B between the cut portion and the non-cut portion of the ball end mill T at the cut amount P1 reaches a limit, the next cut amount P2 that becomes smaller in order than the cut amount P1. When the position of the boundary B of the ball end mill T is changed and machining is performed in a plurality of stages, and when the boundary wear of the boundary B at the cutting amount P2 reaches the limit, the next cutting amount P Carry out the processing of a plurality of stages in place of the. In this manner, the cutting amount Pn in the Z-axis direction is gradually reduced, and the cutting amount Pn is gradually reduced to the depth P one by one. Note that the boundary wear has a slight width in the axial direction of the ball end mill T, and the cut amounts P1, P2,
P3 (P1>P2> P3) is determined.

【００２１】次に、図３のフローチャートを参照して、
上述した加工方法を行うためのＮＣデータ作成装置３０
によるＮＣデータの作成手順について説明する。ステッ
プ１で工作物の３次元形状を示す情報、加工形状の深さ
Ｐ、工具半径Ｒ、工具の刃数Ｚ、工具周速度Ｖ、１刃当
たりの送り量ｆ、切り込み量Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ
（Ｐ１＞Ｐ２＞・・・＞ＰＮ）、前記切り込み量Ｐ１，
Ｐ２，・・・，ＰＮにおける切削許容体積Ｑ１，Ｑ２，
・・・，ＱＮ（Ｑ１＞Ｑ２＞・・・＞ＱＮ）を入力す
る。この入力はＮＣデータ作成装置３０に設けられたキ
ーボードなどを介してオペレータにより行われる。な
お、前記工具周速度Ｖ、１刃当たりの送り量ｆ、切り込
み量Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ、切削許容体積Ｑ１，Ｑ
２，・・・，ＱＮは、工作物Ｗ及び工具Ｔの形状や材質
を基にデータベースより最適な値を選定する。Next, referring to the flowchart of FIG.
NC data generating apparatus 30 for performing the above-described processing method
Will be described below. In step 1, information indicating the three-dimensional shape of the workpiece, the depth P of the processing shape, the tool radius R, the number of blades Z of the tool, the tool peripheral speed V, the feed amount f per blade, the cutting amounts P1, P2,.・ ・ 、 PN
(P1> P2 >> ... PN), the cut amount P1,
Allowable cutting volume Q1, Q2 at P2,.
, QN (Q1> Q2 >> QN) are input. This input is performed by an operator via a keyboard or the like provided in the NC data creation device 30. The tool peripheral speed V, the feed amount f per tooth, the cutting amounts P1, P2,..., PN, the permissible cutting volumes Q1, Q
2,..., QN select optimal values from the database based on the shapes and materials of the workpiece W and the tool T.

【００２２】ステップ２では、工具軌跡のＮＣデータを
作成している等高線断面Ｉの段数を示すｉを初期化す
る。In step 2, i indicating the number of steps of the contour line section I for which the NC data of the tool path is created is initialized.

【００２３】ステップ３では、前記切り込み量Ｐｎ（ｎ
＝１，２，・・・，Ｎ）及び前記切削許容体積Ｑｎ（ｎ
＝１，２，・・・，Ｎ）を示すｎを初期化する。In step 3, the cut amount Pn (n
= 1, 2,..., N) and the permissible cutting volume Qn (n
= 1, 2,..., N).

【００２４】ステップ４において、前記ｎに１加算する
ことにより、ステップ１で入力された切り込み量Ｐｎ及
びこの切り込み量Ｐｎにおける切削許容体積Ｑｎが設定
される。ここでは、ｎ＝１となり、切り込み量Ｐ１及び
この切り込み量Ｐ１における切削許容体積Ｑ１が設定さ
れる。In step 4, by adding 1 to the aforementioned n, the cut amount Pn input in step 1 and the allowable cutting volume Qn at this cut amount Pn are set. Here, n = 1, and the cut amount P1 and the allowable cutting volume Q1 at the cut amount P1 are set.

【００２５】判断ステップ５において、前記ｎとこのｎ
の最大値である前記Ｎを比較する。前記ｎが前記Ｎ以下
であれば、工具が使用可能であるため、前記判断はＹｅ
ｓとなりステップ６の処理へ進む。In decision step 5, the above n and this n
Is compared with the maximum value of N. If the n is equal to or less than the N, since the tool can be used, the determination is Ye.
s is reached and the process proceeds to step 6.

【００２６】ステップ６では、ステップ１で入力された
工具周速度Ｖ、切り込み量Ｐｎ、工具半径Ｒを基に、切
り込み量Ｐｎにおける主軸回転速度Ｓを次式に基づいて
演算する。 Ｓ＝Ｖ／｛２π√（２・Ｐｎ・Ｒ−Ｐｎ２）｝In step 6, based on the tool peripheral speed V, the cutting depth Pn, and the tool radius R input in step 1, a spindle rotation speed S at the cutting depth Pn is calculated based on the following equation. S = V / {2π} (2 · Pn · R-Pn 2 )}

【００２７】ステップ７では、ステップ１で入力された
１刃当たりの送り量ｆ、工具の刃数Ｚ及びステップ６で
演算された主軸回転速度Ｓを基に、切り込み量Ｐｎにお
ける工具送り速度Ｆを次式に基づいて演算する。Ｆ＝ｆ
・Ｚ・ＳIn step 7, the tool feed speed F at the cutting depth Pn is calculated based on the feed amount f per tooth input in step 1, the number of blades Z of the tool, and the spindle rotation speed S calculated in step 6. The calculation is performed based on the following equation. F = f
・ Z ・ S

【００２８】ステップ８では、ステップ１で入力された
データ、ステップ６で演算された主軸回転速度Ｓ及びス
テップ７で演算された工具送り速度Ｆを基に、ｉ段目の
等高線断面Ｉにおける工具軌跡の演算を行う。In step 8, the tool trajectory on the contour section I of the i-th stage is determined based on the data input in step 1, the spindle rotation speed S calculated in step 6, and the tool feed speed F calculated in step 7. Is calculated.

【００２９】ステップ９では、ステップ１で入力された
切り込み量Ｐｎ、ステップ８の工具軌跡演算により求め
られるピックフィードＰｆ及び切削距離Ｌを基に、前記
ｉ段目の等高線断面Ｉの工具軌跡に沿って加工を行うと
きの工作物Ｗの除去体積Ｑを次式に基づいて演算する。 Ｑ＝Ｐｎ・Ｐｆ・ＬIn step 9, based on the cutting amount Pn input in step 1, the pick feed Pf and the cutting distance L obtained by the tool path calculation in step 8, along the tool path of the contour line section I of the i-th stage. The removal volume Q of the workpiece W at the time of machining is calculated based on the following equation. Q = Pn ・ Pf ・ L

【００３０】ステップ１０において、ステップ１で入力
された切り込み量Ｐｎにおける工具の切削許容体積Ｑｎ
から、ステップ９で演算されたｉ段目の除去体積Ｑを減
算することにより、切り込み量Ｐｎにおける残りの切削
許容体積を演算する。In step 10, the allowable cutting volume Qn of the tool at the depth of cut Pn input in step 1
By subtracting the i-th removal volume Q calculated in step 9 from, the remaining allowable cutting volume at the depth of cut Pn is calculated.

【００３１】判断ステップ１１において、ステップ１０
で演算された切り込み量Ｐｎにおける残りの切削許容体
積Ｑｎとステップ９で演算されたｉ段目の除去体積Ｑと
を比較する。前記残りの切削許容体積Ｑｎが前記ｉ段目
の除去体積Ｑ以上であれば、切り込み量Ｐｎにおけるｉ
段目の加工が可能であるため、前記判断はＹｅｓとなり
ステップ１２の処理へ進む。At decision step 11, step 10
Is compared with the remaining allowable cutting volume Qn in the cutting amount Pn calculated in the step S9 and the i-th removal volume Q calculated in the step S9. If the remaining allowable cutting volume Qn is equal to or greater than the i-th removal volume Q, i
Since the processing at the stage is possible, the determination is Yes and the process proceeds to step S12.

【００３２】ステップ１２では、ステップ１で入力され
た工作物の加工形状の深さＰから、ｉ段目における切り
込み量Ｐｎを減算することにより、残りの加工深さを演
算する。In step 12, the remaining machining depth is calculated by subtracting the depth of cut Pn at the i-th stage from the depth P of the machining shape of the workpiece input in step 1.

【００３３】判断ステップ１３において、ステップ１２
で演算された残りの加工深さＰと前記ｉ段目における切
り込み量Ｐｎとを比較する。前記残りの加工深さＰが前
記ｉ段目における切り込み量Ｐｎより大きければ、切り
込み量Ｐｎにおけるｉ段目の加工が可能であるため、前
記判断はＹｅｓとなりステップ１４の処理へ進む。At decision step 13, step 12
Is compared with the remaining machining depth P calculated in step (i) and the cut amount Pn at the i-th stage. If the remaining processing depth P is larger than the cut amount Pn at the i-th stage, the i-th process at the cut amount Pn is possible, so the determination is Yes and the process proceeds to step S14.

【００３４】ステップ１４では、ステップ８で求められ
たｉ段目の工具軌跡に沿って加工を行うためのＮＣデー
タを作成する。In step 14, NC data for performing machining along the tool locus of the i-th stage obtained in step 8 is created.

【００３５】ステップ１５では、段数ｉに１加算して、
ステップ８へ戻る。In step 15, 1 is added to the number of stages i, and
Return to step 8.

【００３６】ステップ８〜１５の処理を繰り返すことに
より、切り込み量Ｐ１における工具軌跡のＮＣデータを
１段づつ作成していき、判断ステップ１１において、前
記残りの切削許容体積Ｑｎが前記ｉ段目の除去体積Ｑよ
り小さくなると、工具が摩耗して切り込み量Ｐｎにおけ
るｉ段目の加工が不可能であるため、前記判断がＮｏと
なりステップ４の処理に戻る。By repeating the processing of steps 8 to 15, NC data of the tool trajectory at the depth of cut P1 is created step by step, and in decision step 11, the remaining allowable cutting volume Qn is determined by the i-th step. If the removal volume Q is smaller than the removal volume Q, the tool is worn and it is impossible to perform the i-th machining at the cutting amount Pn.

【００３７】ステップ４において、ｎに１加算すること
によりｎ＝２となり、ステップ１で入力された切り込み
量Ｐ２及びこの切り込み量Ｐ２における切削許容体積Ｑ
２が設定され、ステップ６において、切り込み量Ｐ２に
おける主軸回転速度Ｓを演算して、ステップ７におい
て、切り込み量Ｐ２における工具送り速度Ｆを演算し
て、ステップ８〜１５の処理を繰り返すことにより、切
り込み量Ｐ２における工具軌跡のＮＣデータを、前記切
り込み量Ｐ２における切削許容体積Ｑ２を越えない範囲
で１段づつ作成していく。In step 4, by adding 1 to n, n = 2, and the cut amount P2 input in step 1 and the allowable cutting volume Q at this cut amount P2
2 is set, the spindle rotation speed S at the cutting amount P2 is calculated in Step 6, the tool feed speed F at the cutting amount P2 is calculated in Step 7, and the processing of Steps 8 to 15 is repeated. The NC data of the tool trajectory at the depth of cut P2 is created step by step within a range not exceeding the allowable cutting volume Q2 at the depth of cut P2.

【００３８】ステップ４〜１５の処理を繰り返すことに
より、切り込み量をＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮと順に変
化させて、工具軌跡のＮＣデータを１段づつ作成してい
き、判断ステップ５において、ｎがこのｎの最大値であ
るＮより大きくなると、工具が摩耗して使用不可能であ
るため、前記判断がＮｏとなりステップ１６の処理に進
む。By repeating the processing of steps 4 to 15, the cutting amount is changed in the order of P1, P2,..., PN, and NC data of the tool trajectory is created step by step. , N becomes larger than N, which is the maximum value of n, the tool is worn and cannot be used.

【００３９】ステップ１６では、工具交換を行うための
ＮＣデータを作成して、ステップ３に戻る。In step 16, NC data for performing tool change is created, and the process returns to step 3.

【００４０】ステップ３において、前記切り込み量Ｐｎ
（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）及び前記切削許容体積Ｑｎ
（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示すｎを初期化して、再
びステップ４〜１５の処理を繰り返し、判断ステップ１
３において、前記残りの加工深さＰが前記ｉ段目におけ
る切り込み量Ｐｎ以下になれば、前記判断はＮｏとなり
ステップ１７の処理へ進む。In step 3, the cut amount Pn
(N = 1, 2,..., N) and the allowable cutting volume Qn
(N = 1, 2,..., N) is initialized, and the processing of steps 4 to 15 is repeated again to determine
In 3, if the remaining machining depth P is equal to or less than the cut amount Pn at the i-th stage, the determination is No and the process proceeds to step 17.

【００４１】ステップ１７において、ステップ１２で演
算された残りの加工深さＰを切り込み量Ｐｎとして設定
する。In step 17, the remaining machining depth P calculated in step 12 is set as the cutting depth Pn.

【００４２】ステップ１８では、ステップ１で入力され
た工具周速度Ｖ、工具半径Ｒ及びステップ１７で設定さ
れた切り込み量Ｐｎを基に、切り込み量Ｐｎにおける主
軸回転速度Ｓを次式に基づいて演算する。 Ｓ＝Ｖ／｛２π√（２・Ｐｎ・Ｒ−Ｐｎ２）｝In step 18, based on the tool peripheral speed V, the tool radius R input in step 1, and the cutting amount Pn set in step 17, the spindle rotational speed S at the cutting amount Pn is calculated based on the following equation. I do. S = V / {2π} (2 · Pn · R-Pn 2 )}

【００４３】ステップ１９では、ステップ１で入力され
た１刃当たりの送り量ｆ、工具の刃数Ｚ及びステップ１
８で演算された主軸回転速度Ｓを基に、切り込み量Ｐｎ
における工具送り速度Ｆを次式に基づいて演算する。 Ｆ＝ｆ・Ｚ・ＳIn step 19, the feed amount per tooth f input in step 1, the number of tool teeth Z, and step 1
8 based on the spindle rotation speed S calculated in step 8
Is calculated based on the following equation. F = f ・ Z ・ S

【００４４】ステップ２０では、ステップ１で入力され
たデータ、ステップ１８で演算された主軸回転速度Ｓ及
びステップ１９で演算された工具送り速度Ｆを基に、最
終段の等高線断面Ｉにおける工具軌跡の演算を行う。In step 20, based on the data input in step 1, the spindle rotation speed S calculated in step 18, and the tool feed speed F calculated in step 19, the tool trajectory of the contour section I at the last stage is determined. Perform the operation.

【００４５】ステップ２１では、ステップ２０で求めら
れた最終段の工具軌跡に沿って加工を行うためのＮＣデ
ータを作成して処理を終了する。In step 21, NC data for performing machining along the tool locus of the final stage obtained in step 20 is created, and the process ends.

【００４６】なお、上述の実施の形態では、切り込み量
Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ及び前記切り込み量Ｐ１，Ｐ
２，・・・，ＰＮにおける切削許容体積Ｑ１，Ｑ２，・
・・，ＱＮを入力しているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、基準の切り込み量のみ入力し
て、この切り込み量に対して６０％づつの値を順次切り
込み量として自動的に求め、前記複数の切り込み量にお
ける切削許容体積を工作物及び使用するエンドミルの形
状を示すデータから自動的に求めるようにしてもよい。In the above embodiment, the cut amounts P1, P2,..., PN and the cut amounts P1, P
2,..., PN, the allowable cutting volume Q1, Q2,.
.., QN are input, but the present invention is not limited to this. For example, only the reference cut amount is input, and a value of 60% for this cut amount is sequentially set as the cut amount. It may be determined automatically, and the allowable cutting volume at the plurality of cutting depths may be automatically determined from the data indicating the shape of the workpiece and the end mill to be used.

【００４７】また、上述の実施の形態では、まず切り込
み量Ｐ１で複数段加工を行い、この切り込み量Ｐ１にお
ける切削許容体積Ｑ１に達したら、次に、切り込み量Ｐ
２で複数段加工を行い、この切り込み量Ｐ２における切
削許容体積Ｑ２に達したら、次の切り込み量に変えて加
工を行う。これを切り込み量ＰＮ及び切削許容体積ＱＮ
まで繰り返して加工を行うものであるが、切り込み量を
ＰＮ，・・・，Ｐ２，Ｐ１の順に複数段づつ加工を行っ
てもよいし、切り込み量をＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ，
Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ，・・・の順に１段づつ変え
て加工を行ってもよい。また、切り込み量を１段づつラ
ンダムに変えて加工を行ってもよい。In the above-described embodiment, first, a plurality of steps are performed with the cutting amount P1, and when the cutting allowable volume Q1 at the cutting amount P1 is reached, the cutting amount P
2 and a plurality of steps are performed, and when the cutting allowable volume Q2 at the cutting amount P2 is reached, the processing is changed to the next cutting amount. This is calculated by cutting depth PN and allowable cutting volume QN
, P2,..., P2, and P1 may be processed in a plurality of steps, or the cut amounts may be P1, P2,.
.., PN,... May be changed one step at a time. Further, the processing may be performed by changing the cut amount at random one step at a time.

【００４８】[0048]

【発明の効果】請求項１の発明によれば、エンドミルの
第１軸方向への切り込み量を異ならせることにより、前
記エンドミルの切削部と非切削部との境界の位置が変わ
り、前記エンドミルに対して摩耗が均等に進行するた
め、工具寿命が長くなる。According to the first aspect of the present invention, the position of the boundary between the cut portion and the non-cut portion of the end mill is changed by changing the cut amount of the end mill in the first axial direction. On the other hand, wear progresses evenly, so that the tool life is extended.

【００４９】請求項２の発明によれば、エンドミルの第
１軸方向への切り込み量の変化に関わらず常に最適な切
削速度で加工を行うことが可能である。According to the second aspect of the present invention, it is possible to always perform machining at an optimum cutting speed irrespective of a change in the cutting amount of the end mill in the first axial direction.

【００５０】請求項３の発明によれば、エンドミルの回
転速度の変化に関わらず常に最適な前記エンドミルの１
刃当りの送り量で加工を行うことが可能である。According to the third aspect of the present invention, the optimum one of the end mills is always used irrespective of the change in the rotation speed of the end mills.
Processing can be performed with the feed amount per blade.

【００５１】請求項４の発明によれば、エンドミルの第
１軸方向への切り込み量を、最初の切り込み量が最も大
きく、この切り込み量に対して順次小さくすることによ
り、エンドミルに対して摩耗が均等に進行すると共に、
摩耗した箇所はその後の切削に関係しないため、工具寿
命が長くなる。According to the fourth aspect of the present invention, the cutting amount of the end mill in the first axial direction is the largest at the initial cutting amount, and is gradually reduced with respect to this cutting amount. Progressing evenly,
The worn part is not related to the subsequent cutting, so that the tool life is extended.

【００５２】請求項５の発明によれば、上述した請求項
１又は４の効果を得ることができると共に、加工途中で
の切り込み量の変更を自動的に行うことが可能なＮＣデ
ータを自動で作成することが可能である。According to the fifth aspect of the present invention, the above-described effects of the first or fourth aspect can be obtained, and the NC data capable of automatically changing the cutting amount during machining is automatically converted. It is possible to create.

【００５３】請求項６の発明によれば、上述した請求項
１又は４の効果を得ることができるＮＣデータを自動で
作成することが可能である。According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to automatically create the NC data which can obtain the above-mentioned effects of the first or fourth aspect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態を示す工作機械の構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a machine tool showing an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態に係る工作物の加工手順を
示す図である。FIG. 2 is a view showing a processing procedure of a workpiece according to the embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の形態に係るＮＣデータの作成処
理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a process of creating NC data according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 工作機械 ３０ ＮＣデータ作成装置 Ｐｎ 切り込み量 Ｔ エンドミル、ボールエンドミル、工具 Ｗ 工作物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 30 NC data creation device Pn Cut depth T End mill, ball end mill, tool W Workpiece

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】エンドミルの回転軸線と平行な第１軸を制
御して工作物に対して前記エンドミルを前記第１軸方向
に所定量づつ切り込むと共に、前記エンドミルの各切り
込み段階において当該切り込み段階における前記エンド
ミルの前記第１軸方向位置に応じた工具軌跡に沿って前
記第１軸と直交する第２軸方向にもしくは前記第１軸と
直交する平面内で前記エンドミルの移動を制御して加工
を行う等高線加工において、前記エンドミルの前記第１
軸方向への切り込み量を異ならせることを特徴とする切
削加工方法。An end mill is cut in a workpiece by a predetermined amount in a direction of the first axis by controlling a first axis parallel to a rotation axis of the end mill, and in each cutting step of the end mill, Processing is performed by controlling the movement of the end mill in a second axis direction orthogonal to the first axis or in a plane orthogonal to the first axis along a tool path according to the first axial direction position of the end mill. In the contour line processing to be performed, the first
A cutting method characterized by varying the amount of cut in the axial direction. 【請求項２】請求項１記載の切削加工方法において、前
記エンドミルは先端部が半球に成形されたボールエンド
ミルであって、前記切り込み量の変化に応じて前記ボー
ルエンドミルの回転速度を制御することにより切削速度
を一定に保つことを特徴とする切削加工方法。2. The cutting method according to claim 1, wherein the end mill is a ball end mill having a hemispherical tip, and the rotation speed of the ball end mill is controlled according to a change in the cut amount. A cutting method characterized by maintaining a constant cutting speed by using 【請求項３】請求項２記載の切削加工方法において、前
記ボールエンドミルの回転速度の変化に応じて前記ボー
ルエンドミルの送り速度を制御することにより前記ボー
ルエンドミルの１刃当りの送り量を一定に保つことを特
徴とする切削加工方法。3. The cutting method according to claim 2, wherein the feed rate per blade of the ball end mill is made constant by controlling the feed rate of the ball end mill in accordance with a change in the rotation speed of the ball end mill. A cutting method characterized by maintaining. 【請求項４】請求項１から３のいずれか１項記載の切削
加工方法において、前記エンドミルの前記第１軸方向へ
の切り込み量を段階的に小さくすることを特徴とする切
削加工方法。4. The cutting method according to claim 1, wherein a cutting amount of the end mill in the first axial direction is reduced in a stepwise manner. 【請求項５】エンドミルの回転軸線と平行な第１軸を制
御して工作物に対して前記エンドミルを前記第１軸方向
に所定量づつ切り込むと共に、前記エンドミルの各切り
込み段階において当該切り込み段階における前記エンド
ミルの前記第１軸方向位置に応じた工具軌跡に沿って前
記第１軸と直交する第２軸方向にもしくは前記第１軸と
直交する平面内で前記エンドミルの移動を制御して加工
を行う等高線加工のＮＣデータを作成するＮＣデータ作
成装置において、 工作物及び使用するエンドミルの形状を示すデータと、
段階的に異なる前記エンドミルの前記第１軸方向への複
数の切り込み量及び該各切り込み量における切削許容体
積とを入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された前記データに応じて、前
記エンドミルの前記第１軸方向の各位置ごとの工具軌跡
を演算する工具軌跡演算手段と、 前記工具軌跡演算手段により演算された工具軌跡に沿っ
た加工における工作物の切削除去体積を演算すると共
に、演算された切削除去体積の前記各切り込み量ごとの
累積値が前記入力手段により入力された前記切削許容体
積を超えるとき、前記切り込み量を前記入力手段により
入力された順次小さい切り込み量に切換える切り込み量
変更手段と、 前記工具軌跡演算手段により演算された工具軌跡に基づ
いて、前記工具軌跡に沿って加工を行うためのＮＣデー
タを作成するＮＣデータ作成手段と、を備えたことを特
徴とするＮＣデータ作成装置。5. A method according to claim 1, further comprising controlling a first axis parallel to a rotation axis of the end mill to cut the end mill into the workpiece by a predetermined amount in the first axis direction. Processing is performed by controlling the movement of the end mill in a second axis direction orthogonal to the first axis or in a plane orthogonal to the first axis along a tool path according to the first axial direction position of the end mill. In an NC data creating apparatus for creating NC data of contour line processing to be performed, data indicating a shape of a workpiece and an end mill to be used;
Input means for inputting a plurality of cut amounts of the end mill in the first axial direction and stepwise allowable cutting volumes at the respective cut amounts of the end mill, and the end mill according to the data input by the input means A tool trajectory calculating means for calculating a tool trajectory for each position in the first axial direction; and calculating and calculating a cut removal volume of a workpiece in machining along the tool trajectory calculated by the tool trajectory calculating means. When the cumulative value of the cut removal volume for each of the cut amounts exceeds the cutting allowable volume input by the input means, the cut amount is changed to a gradually smaller cut amount input by the input means. Means for performing machining along the tool path based on the tool path calculated by the tool path calculation means. NC data creating apparatus characterized by comprising: the NC data generating means for generating data, a. 【請求項６】請求項５記載のＮＣデータ作成装置におい
て、 前記入力手段では、更に前記工作物及び使用するエンド
ミルに応じて選択されるこのエンドミルの周速度及び１
刃当たりの送り量を入力し、 前記入力手段により入力された前記周速度となるような
前記エンドミルの回転速度を前記各切り込み量ごとに演
算する回転速度演算手段と、 前記入力手段により入力された１刃当たりの送り量とな
るような前記エンドミルの送り速度を前記各切り込み量
ごとに演算する送り速度演算手段とを備え、 前記ＮＣデータ作成手段は、更に前記回転速度演算手段
により演算された前記エンドミルの回転速度と、前記送
り速度演算手段により演算された前記エンドミルの送り
速度とに基づいて、前記工具軌跡に沿って加工を行うた
めのＮＣデータを作成することを特徴とするＮＣデータ
作成装置。6. An NC data generating apparatus according to claim 5, wherein said input means further includes a peripheral speed of said end mill and a peripheral speed selected according to an end mill to be used.
A rotation speed calculator for inputting a feed amount per blade, calculating a rotation speed of the end mill for each of the cutting amounts so as to be the peripheral speed input by the input unit, Feed speed calculating means for calculating a feed speed of the end mill so as to be a feed amount per one tooth for each of the cutting amounts, wherein the NC data creating means further calculates the NC speed by the rotational speed calculating means. An NC data creating apparatus for creating NC data for performing machining along the tool path based on a rotation speed of an end mill and a feed speed of the end mill calculated by the feed speed calculating means. .
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