JP2003094223A - 切削加工装置と加工方法とそのプログラムと記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状加工物等の曲面は、形状によって加工
ができない場合や困難な場合があり、このような被加工
物の曲面を効率良く迅速に切削加工できる装置や方法が
ない。 【解決手段】 側面に設けた切刃５で回転しながら切削
するディスクカッター６と、このディスクカッター６の
回転軸７を被加工物２の軸方向と平行に配置した状態で
このディスクカッター６を被加工物２の軸方向に送るこ
とにより前記切刃５で被加工物２を軸方向に切削する送
り装置８と、この送り装置８で送るディスクカッター６
の加工位置を制御する制御装置１２とを設けて被加工物
２を軸方向に加工するようにして、被加工物２の迅速な
加工ができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、蒸気タービンや
ガスタービン製品等の上下二つ割れ円筒状ケーシングの
ような、内側曲面等を有する被加工物を加工する切削加
工装置とその加工方法とそのプログラムとそれを記録し
た媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、蒸気タービンやガス
タービン製品等は上下二つ割れの円筒状ケーシングを有
している。このような円筒状ケーシングは、通常、軸芯
に平行な分割面をもつ上半ケーシングと下半ケーシング
の２個のケーシングからなり、これら上半と下半のケー
シングがボルト締結され１体となる構造となっている。
また、このケーシングの内面は、ケーシングの軸心を中
心軸とする円筒形状、あるいは円錐形状の軸回転面を有
するものが多い。このようなケーシング（以下「被加工
物」ともいう）の機械加工方法としては、一般に、上半
・下半ケーシングをボルト締結により一体化して加工す
る旋削加工や、上半・下半ケーシングを個別に加工する
ミーリング加工が採用されている。ミーリング加工を行
う縦型ミーリングマシンによる加工は、縦型旋盤による
上下一体ケーシングの旋削加工に比べて工具費や加工時
間の面で著しく効率が劣るが、ケーシングの両端が狭く
閉じている場合等、被加工物の形状によって旋削加工が
困難な場合に用いられている。

【０００３】図９の縦型旋盤による加工の一例を示す正
面図のように、旋削加工としては、縦型旋盤のテーブル
５１上に、このテーブル５１の回転軸心５２にケーシン
グ軸心が一致するようにして上下一体としたケーシング
５３を固定し、テーブル５１を回転させてこのケーシン
グ５３を回転させながら、切削バイト５４等の切削工具
を長手方向および半径方向に移動させながら所定の軸回
転面５５を加工している（従来例１）。

【０００４】一方、図１０の縦型ミーリングマシンによ
る加工の一例を示す正面図と図１１の同側断面図のよう
に、ミーリング加工としては、縦型マシニングセンター
のテーブル５６上に分割面を上向きに半ケーシング５７
を固定し、回転する工具５８（サイドカッター）を機械
本体主軸部５９でケーシング５７内面の周方向に沿って
三次元的に移動させることにより、工具５８の切刃幅寸
法分を切削しながら所定の形状に成型している。この縦
型ミーリングマシンを使用して加工する場合の切削方法
としては、図１２(a),(b) の図１１に示す加工部の拡大
断面図に示すように、工具５８を、ケーシング内周の軸
方向傾斜角や曲率と同一形状の外周切刃６０（平刃）を
有する特殊な専用サイドカッター５８と(a) 、又はＲ付
き刃６１（丸刃）を有するサイドカッター５８とし(b)
、このようなサイドカッター５８を回転させながら工
具軸に垂直な平面内を円弧運動させ（図１０）、その動
作を図１２に示すように軸方向にずらして繰り返すこと
によって多数の周方向パスを重ねて内周形状を創成する
方法が採用されている（従来例２）。

【０００５】また、他のミーリング加工によってケーシ
ング内面を加工する方法として、ボールエンドミルを使
用し、工具軌跡を少しずつずらしながら加工する方法も
考えられる（従来例３）。

【０００６】なお、この種の加工技術として、特開平５
−１４３１４０号公報記載の加工方法があるが、この発
明は三次元加工を行う場合の工具移動中心軌跡を計算す
るものであり、本願発明のように、円板状回転工具（サ
イドカッター）を用いて円筒状ケーシング等の内面を効
率良く加工できるものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例１の旋削加工では、 １．加工範囲が周上の一部分にしか無い場合でも全体を
回転させて加工するので、全周に加工部が存在するのと
同じ加工動作が必要となり、無駄に加工時間を要する、 ２．しかも、この場合には切削が断続となるため、切削
バイトの切刃に欠損が生じ易く、工具寿命を短くする場
合がある、 ３．円筒状ケーシング等で両端が狭まった形状の場合、
切削バイトの保持位置が長くなり加工に必要なバイト保
持剛性を確保した機構を構成できない。また、両端が閉
じて中間部のみを加工するような形状の場合はまったく
加工できない、という課題を生じる。

【０００８】また、前記従来例２の縦型ミーリングマシ
ンによる加工では、前記旋削加工の課題は解決できる
が、 １．円錐もしくは曲率をもった形状の軸回転面を加工す
る場合、図１２(a) のように外周切刃６０を被削物の形
状（角度）に一致したサイドカッター５８としなければ
ならない。ただし、この方法では、円錐角や曲率が連続
的に変化するような加工物には対応できない、 ２．この場合、図１２(b) のようにＲ付き刃６１を有す
るサイドカッター５８を使用して円錐角や曲率が連続的
に変化する加工物に対応することができるが、所定の面
粗度を得るためには円弧運動の軌跡を狭い間隔でずらし
ながら加工することとなり、非常に多くの切削パスが必
要となり効率が落ちてしまう、という課題を生じる。

【０００９】さらに、前記従来例３のボールエンドミル
では、 １．ボールエンドミルの特性から工具軸芯付近の切削速
度が極端に小さくなるため加工曲面との接点の位置によ
っては非常に切削性が悪くなる、 ２．加工時間短縮のため工具パスを減らそうとした場
合、同程度の仕上がり面粗度を得るためには大きな半径
のボールエンドミルが必要となるが、前記したように工
具外周付近と軸芯付近との切削速度の差が大きくなりす
ぎて切削性が悪くなる、という課題を生じる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明の切削加工装置は、側面に設けた
切刃で回転しながら切削する円盤状回転工具と、該円盤
状回転工具の回転軸を水平方向に配置した状態で該円盤
状回転工具を被加工物の軸方向に送ることにより前記切
刃で被加工物を軸方向に切削する送り装置と、該送り装
置で送る円盤状回転工具の加工位置を制御する制御装置
とを設けて被加工物を軸方向に加工するようにしてい
る。このように円盤状回転工具の側面に切刃を設け、こ
の切刃を前面に向けて円盤状回転工具を回転させながら
被加工物の軸方向に送って被加工物を切削することによ
り、被加工物の曲面部分であっても迅速に加工すること
ができる。しかも、円盤状回転工具の加工位置を制御装
置で制御して被加工物を加工するので、単一の工具で被
加工物を連続的に加工することができる。

【００１１】前記被加工物の軸方向に円盤状回転工具を
送る加工母線を設定し、該加工母線を被加工物の軸方向
と交差する方向に所定間隔で変更して被加工物を所定の
面粗度で加工する制御装置を設ければ、円盤状回転工具
の加工母線を被加工物の軸方向と交差する方向に所定間
隔で変更して被加工物を加工するので、単一の工具で被
加工物の様々な曲面を連続的に加工することができる。

【００１２】また、送り装置に、固定した被加工物の軸
方向に円盤状回転工具を送る送り機構と、制御装置で演
算した被加工物の加工位置に前記円盤状回転工具の座標
位置を制御する制御機構とを設ければ、送り装置に設け
た制御機構によって円盤状回転工具の座標位置を制御し
ながら送り機構で軸方向に送って被加工物を迅速に加工
することができる。

【００１３】さらに、送り装置に、被加工物を軸方向に
送る送り機構と、制御装置で演算した被加工物の加工位
置に円盤状回転工具の座標位置を制御する制御機構とを
設ければ、送り装置に設けた制御機構によって演算した
被加工物の加工位置に、円盤状回転工具の座標位置を制
御しながら送り機構で被加工物を軸方向に送って迅速に
加工することができる。

【００１４】また、円盤状回転工具の側面に設ける切刃
を、最外周部に位置する主切刃と、該主切刃の内側切削
半径を含む外側切削半径となるように半径方向内側に設
けた副切刃とで構成し、該主切刃と副切刃とを周方向に
ずらして設ければ、主切刃で切削した内周側を副切刃で
切削するようにできるので、主切刃で切削した後の被加
工物と円盤状回転工具との干渉を避けるとともに、主切
刃と副切刃とからなる切削深さで被加工物を切削するこ
とができ、迅速な切削加工を行うようにできる。

【００１５】一方、本願発明の切削加工方法は、回転し
ながら軸方向に移動して側面に設けた切刃で被加工物を
切削する円盤状回転工具を、被加工物の軸方向に設定し
た加工母線に沿って送りながら被加工物を切削した後、
該加工母線を被加工物の軸方向と交差する方向に所定間
隔でずらしながら被加工物を軸方向に切削して所定の面
粗度で加工するようにしている。このように回転する円
盤状回転工具を被加工物の軸方向に設定した加工母線に
沿って送り、軸方向に加工した後にこの加工母線を所定
間隔で被加工物の軸方向と交差する方向にずらしながら
被加工物を所定の面粗度となるように切削するので、加
工面が曲面であっても連続的に迅速な加工を行うことが
できる。

【００１６】また、工作機械に、少なくとも被加工物の
加工形状と工具寸法と加工面粗度を含む加工諸元を入力
し、入力した加工面粗度を満足するように加工開始から
加工終了までの円盤状回転工具の加工母線間隔と座標位
置を工作機械のコンピュータに算出させて被加工物を切
削するようにすれば、工作機械のＣＮＣマクロプログラ
ムによって円盤状回転工具の加工座標を制御しながら加
工するようにできるので、工作機械での設定のみで加工
制御を迅速に行って加工するようにできる。

【００１７】さらに、本願発明のプログラムは、工作機
械のコンピュータに、少なくとも被加工物の加工形状と
工具寸法を含む加工諸元に基づいて、被加工物の加工面
粗度を満足するように、円盤状回転工具で被加工物を軸
方向に切削する加工母線の間隔を演算する機能と、該加
工母線に沿って送る円盤状回転工具の切削座標位置を演
算する機能と、を実現させるようにしている。このプロ
グラムによっても、工作機械のＣＮＣ（Computerized N
umerical Control）により円盤状回転工具の加工座標を
制御しながら加工するようにできるので、工作機械での
設定のみで加工制御を迅速に行って加工するようにでき
る。

【００１８】また、本願発明のコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、工作機械のコンピュータに、少なくと
も被加工物の加工形状と工具寸法を含む加工諸元に基づ
いて、被加工物の加工面粗度を満足するように、円盤状
回転工具で被加工物を軸方向に切削する加工母線の間隔
を演算する機能と、該加工母線に沿って送る円盤状回転
工具の切削座標位置を演算する機能と、を実現させるた
めのプログラムを記録しており、前記プログラムと同様
に、工作機械のＣＮＣによって円盤状回転工具の加工座
標を制御しながら加工し、工作機械での設定のみで加工
制御を迅速に行って加工できるプログラムを提供するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の第１実施形態
を示す切削加工装置の側断面図であり、図２は同切削加
工装置の正面図である。図３は加工後の被加工物を示す
斜視図であり、図４は加工後の被加工物の端面図であ
る。図５は円盤状回転工具の一例を示す図面であり、
(a) は正面図、(b) は側面図、図６は円盤状回転工具の
他の例を示す図面であり、(a) は正面図、(b) は側面図
である。この実施形態では、円錐形状の軸回転面となる
被加工円錐面（以下「内側曲面」という）を加工する場
合を例に説明する。

【００２０】図１に示すように、切削加工装置１には、
被加工物２の分割面である開放部３を上向き状態にして
この被加工物２を固定するテーブル４と、このテーブル
４に固定した被加工物２を切削する切刃５を側面に設け
た円盤状回転工具６と、この円盤状回転工具６の回転軸
７を水平方向に配置した状態で、この回転工具６を被加
工物２の軸方向に送る送り装置８が設けられている。こ
の切削状態では、円盤状回転工具６の回転軸７と被加工
物２の軸心ｖとが平行に配置されている。しかも、通
常、被加工物２の最も長い軸方向を、一般的縦型工作機
械において最も長い可動範囲を持つＸ軸方向となるよう
に固定することにより、このＸ軸方向に機械可動範囲一
杯の連続した切削送りが可能となるようにしている。

【００２１】前記送り装置８には、円盤状回転工具６を
支持するとともに主軸の回転を横向きに変換して回転駆
動するアングルヘッド９と、このアングルヘッド９を上
部から支持する機械本体主軸部１０とが設けられてい
る。これらアングルヘッド９と機械本体主軸部１０は、
円盤状回転工具６による被加工物２の水平分割面付近で
の加工時に被加工物２と干渉しないような大きさで形成
されている。この機械本体主軸部１０が、送り装置８に
設けられた図示しない送り機構（例えば、ボールネジ機
構等）によって被加工物２の軸方向に送られるように構
成されている。

【００２２】図２にも示すように、開放部３が上向き状
態でテーブル４に固定された半円状の被加工物２は、内
側曲面１１が送り装置８によって送られる円盤状回転工
具６の回転する切刃５で切削されており、制御装置１２
で制御されている加工位置に円盤状回転工具６を位置す
るように座標制御されている。この工具の座標制御は、
送り装置８に設けられた図示しない制御機構（例えば、
ボールネジ機構等）によって行われる。このように、回
転する円盤状回転工具６を被加工物２の軸方向に送って
連続的な切削加工ができるようにしている。

【００２３】図３，４に示すように、この円盤状回転工
具６が軸方向に送られる加工母線１３は、被加工物２の
軸方向と交差する方向（周方向）に所定間隔ｗで変更す
るように制御されており、被加工物２の内側曲面１１を
軸方向に複数列加工した時に、円盤状回転工具６の加工
によって残る波状の突起１４の高さｈが所定の面粗度
（高さｈによって決まる表面粗さ）以下となるように制
御装置１２で加工母線１３の間隔ｗが制御されている。
なお、この実施形態では、説明上加工母線１３の間隔を
広く記載しているが、実際には波状の突起１４による高
さｈで決まる面粗度によって設定される。

【００２４】図５(a),(b) に示すように、前記円盤状回
転工具６としては、サイドカッター本体１５の切削側面
（前面）に切刃を配置した円盤状回転工具（以下「ディ
スクカッター」という）が使用される。

【００２５】このディスクカッター６は、円盤状のカッ
ター本体１５の切削面となる前側の側面１６に切削機能
をつかさどる切刃５が設けられており、その切刃５は、
最外周の全周に等間隔で設けられた主切刃５Ａと、この
主切刃５Ａで切削された被加工物２とカッター本体１５
との干渉を避けるために主切刃５Ａの内周側に偏位（オ
フセット）させて、主切刃５Ａの最小切削半径を含むよ
うに設けられた２枚の副切刃５Ｂで構成されている。

【００２６】このように構成されたディスクカッター６
が、前記図１，２に示すように、送り装置８の機械本体
主軸部１０に設けられたアングルヘッド９に取付けら
れ、被加工物２の軸心長手方向に移動させられるととも
に半径方向に移動させられて、所定の円錐角θを有する
被加工物２の内側曲面１１を加工するように構成されて
いる。

【００２７】図６(a),(b) に示すように、別の例のディ
スクカッター６としては、円盤状のカッター本体１５の
切削面となる前側の側面１６に切削機能をつかさどる切
刃５が等間隔で複数本設けられ、この切刃５を、最外周
の全周に等間隔で設けられた主切刃５Ａと、この主切刃
５Ａと同数で、主切刃５Ａの内側切削径を含む外側切削
径となるようように設けられた副切刃５Ｂとで構成して
いる。この例の場合には、主切刃５Ａと同数の副切刃５
Ｂが設けられているので、この副切刃５Ｂによっても被
加工物２を効率良く切削することができるので、主切刃
５Ａで切削した被加工物２とカッター本体１５との干渉
を避けるとともに、これらの切刃５Ａ，５Ｂによって一
度で深い切削をすることを可能としている。例えば、図
５(a) に示す切削深さｒに対して、図６(a) に示す切削
深さｓのように深く切削することができる。なお、この
ディスクカッター６の選択は、被加工物２の形状や切削
条件等に応じて決定すればよい。

【００２８】以上のように構成された切削加工装置１に
よれば、図１に示すように、ディスクカッター６の回転
軸７を被加工物２の軸心ｖと平行にセットし、図２に示
すように、ディスクカッター６の中心と内側曲面１１と
の接点が加工母線１３上となるように配置する。この例
では、内側曲面１１の中央部から加工しているが、端部
から加工するようにしてもよい。

【００２９】この加工状態のディスクカッター６による
加工位置は制御装置１２で制御されており、ディスクカ
ッター６は送り装置８の送り機構によって被加工物２の
軸方向に移動させられながら、制御機構で被加工物２の
円錐角θと同一角度で斜めに移動させられる。このよう
にディスクカッター６と被加工物２とを軸方向に相対移
動させ、この移動時に回転するディスクカッター６で内
側曲面１１を切削するようにしている。この実施形態で
は、被加工物２がテーブル４に固定され、ディスクカッ
ター６が可動するように構成されている。

【００３０】すなわち、ディスクカッター６は、被加工
物２の内側曲面１１（被加工円錐面）と同じ円錐角θ
で、この内側曲面１１と軸心ｖを同一とする円錐面の加
工母線１３上を移動させられることとなる。この移動
は、送り装置８の制御装置１２によって制御されてお
り、被加工物２の軸方向（X軸方向）を連続して切削す
ることができる。しかも、ディスクカッター６に設けら
れた切刃５Ａ，５Ｂによって切削する方向（周方向）
と、この回転するディスクカッター６の送り方向（軸方
向）とが交差するように構成されているので、被加工物
２の大面積を１回の送りで切削することができる。

【００３１】そして、１つの加工母線１３に沿って軸方
向に連続して切削した後は、制御装置１２によってディ
スクカッター６の加工母線１３が軸方向と交差する方向
（横方向）に所定間隔で設定された１ピッチ分隣に移動
させられる。次に、移動させられたディスクカッター６
は、回転しながらその加工母線１３に沿って被加工物２
の軸方向に送られるとともに、被加工物２の円錐角θと
同一角度の斜めに移動させられて、被加工物２を軸方向
に切削する。その後は、以上の手順を順次繰り返すこと
により被加工物２の内側曲面１１（軸回転面）を成形す
る。

【００３２】このようにして加工された被加工物２は、
前記図３に示すように、内側曲面１１に波状の突起１４
が形成される。この突起１４の高さｈは内側曲面１１の
半径が小さいぼど、切削工具径が大きいぼど、また加工
母線上を移動する工具軌跡の間隔が狭いほど低くなる。
実際の加工の仕上げ段階では、所定の仕上がり面粗度を
得るため、この突起１４の高さｈが必要な面粗度以下と
なるように工具軌跡の間隔、すなわち加工母線１３の間
隔を狭めて加工することとなる。

【００３３】したがって、被加工物２の内側曲面１１
（被加工円錐面）を同一のディスクカッター６（切削工
具）で被加工物２の軸方向に連続した加工を行うことが
できるので、多くの加工に同一工具を適用して迅速な加
工を行うことが可能となる。

【００３４】ところで、上述したように被加工物２を加
工するディスクカッター６の動作を実現するためには、
通常、複雑な三次元座標計算が必要である。しかし、本
願発明に係る切削加工方法によれば、複雑な三次元座標
計算を要することなく加工装置に設けられたコンピュー
タによるＣＮＣで加工することができる。

【００３５】図７は本願発明の切削加工装置による切削
加工方法の一例を示すフローチャートである。このフロ
ーチャートは加工装置１のコンピュータに入力されたマ
クロプログラムによってＣＮＣで加工する流れを示して
いる。以下、このフローチャートに基づいてその加工方
法を説明する。

【００３６】まず、開始(a) 時に、加工形状（円錐角・
代表半径・長さ等）の入力(b) 、適用する工具や切削諸
元からなる加工諸元（工具半径・工具ノーズ半径・加工
面粗度・切削送り速度・加工開始方向等）の入カ(c) 、
をすれば、入力データ（値）の妥当性・整合性が確認さ
れる(d) 。

【００３７】この段階まではディスクカッター６（円盤
状回転工具）による加工は行われておらず、加工装置１
に設けられているＣＮＣにデータを記憶させている状態
であり、入力データに異常等があれば停止してエラー表
示をした状態となり、その後の作業は進められない(e)
。

【００３８】その後、ＣＮＣによって加工諸元の入力デ
ータに合わせて加工ピッチ（加工母線の間隔）又は加工
回数の算出と(f) 、基本的な加工パスとなる軸回転面の
加工母線の算出が行われ(g) 、以降、１パス分の実際の
工具軌跡に相当する機械の各座標値の算出と(h) 、その
１パス分の実加工（実移動）が行われ(i) 、加工終了ま
で繰り返されて(j) 、１つの被加工物の加工が終了する
(k) 。

【００３９】このような切削加工方法を加工装置１に設
けられたコンピュータに実現させるプログラムとして
は、切刃５の円弧（工具寸法）と切削深さとによって内
側曲面１１（加工形状）の切削円弧長さが明らかとなる
ため、隣り合う加工母線１３間の距離から切削によって
生じる波形の突起１４の高さｈを算出することができる
ので、この突起１４の高さｈが所定の面粗度以下となる
ようにするとともに、隣り合う切削部の間に削り残しを
生じないような加工ピッチ（加工母線の間隔）となるよ
うに演算される。なお、他に工具ノーズ半径等の加工諸
元も考慮して突起１４の高さｈや面粗度を演算するよう
にしてもよい。

【００４０】また、座標位置の算出としては、被加工物
２を軸方向に切削した時に隣り合う切削部の間に削り残
しを生じることがなく、切刃５の円弧と切削深さとによ
って生じる突起１４の高さｈが所定の面粗度以下となる
ように演算される。

【００４１】そして、このプログラムを加工装置１に設
けられたコンピュータのＣＮＣマクロプログラムとして
入力することにより、加工装置１のＣＮＣでディスクカ
ッター６の工具経路を自動計算させながら加工すること
が可能となり、ＮＣプログラムを作成するための三次元
自動プログラミングシステム等が不要となる。しかも、
鋳物素材の偏肉により加工代などの加工諸元に変動を生
じても、現場で工作機械のコンピュータに入力した加工
諸元に変更を加えることにより、ＣＮＣマクロプログラ
ムによって即時加工パス（加工母線位置、加工深さ等）
に変更を反映させることが可能となり、迅速な対応が可
能となる。例えば、被加工物２の厚みに変動を生じた場
合、前記フローチャートの(b) における加工形状の値に
変更を加えることにより、その後の加工においてはその
変更値によって計算された座標位置で加工するようにで
きる。

【００４２】つまり、加工装置のＣＮＣマクロプログラ
ムに複数の機能を持たせることにより、複雑な三次元座
標計算に基づいて別途作成するＮＣプログラム等を要す
ることなく加工できるようにし、しかも、加工諸元に変
動が生じるような被加工物２の内側曲面加工等を、加工
装置１に設けられた工具経路を自動計算するＣＮＣマク
ロプログラムを現場で設定変更することにより迅速に対
応できるようにしている。

【００４３】図８は本願発明の第２実施形態を示す切削
加工装置の側断面図である。この第２実施形態では、被
加工物の内側曲面（軸回転面）形状が途中から変化する
ような場合を示している。また、前記第１実施形態で
は、被加工物２をテーブル４に固定し、送り装置８で機
械本体主軸部１０を軸方向に移動させながらディスクカ
ッター６の座標を制御して被加工物２を加工する例を示
したが、この第２実施形態では、被加工物１７を固定し
たテーブル１８をＸ軸方向（図の左右方向であり、被加
工物の軸方向）に移動可能なように構成し、ディスクカ
ッター６をＹ軸（図の上下方向）とＺ軸（図の紙面直角
方向）の方向に移動可能なようにして被加工物１７を切
削するように送り装置１９が構成されている。つまり、
通常、被加工物１７の最も長い軸方向ｖが、一般的縦型
工作機械において最も長い可動範囲を持つＸ軸方向とな
るように設け、このＸ軸方向の移動を機械可動範囲一杯
の切削送りが可能であるテーブル１８に持たせている。
なお、上述した第１実施形態と同一の構成には同一符号
を付して、その説明は省略する。

【００４４】図示するように、切削加工装置２１に設け
られたテーブル１８には、内側曲面２０の傾斜が途中で
変化する被加工物１７が開放部３を上向き状態にして固
定されている。この被加工物１７は、上述した第１実施
形態と同様に円錐形状であるが、内側曲面２０（被加工
円錐面）の円錐角θが、途中で逆向きに傾斜するように
変化している。

【００４５】一方、ディスクカッター６は、回転軸７を
水平方向に配置した状態で機械本体主軸部１０のアング
ルヘッド９に設けられている。したがって、この第２実
施形態では、被加工物１７の軸方向ｖに移動するＸ軸の
移動機能をテーブル１８に持たせているので、ディスク
カッター６を設けた機械本体主軸部１０は、Ｙ軸、とＺ
軸の２軸に移動可能であればよくなる。また、この第２
実施形態でも、ディスクカッター６による切削は、制御
装置１２で制御されている被加工物１７の軸方向に設定
された加工母線１３に沿うようにディスクカッター６の
座標位置が制御される。

【００４６】このように構成された送り装置２１では、
被加工物１７の軸方向移動はテーブル１８で行われ、デ
ィスクカッター６は他の２軸方向に移動させられて切刃
５で被加工物１７を切削するように構成されている。

【００４７】この第２実施形態でも、上述した図３，４
に示すように、このディスクカッター６の加工母線１３
は所定間隔で周方向に変更するように制御されており、
被加工物１７の内側曲面２０を軸方向に複数列加工した
時に、ディスクカッター６の加工によって残る波状の突
起１４によって形成される高さｈが所定の面粗度以下と
なるように制御装置１２で加工母線１３の間隔が制御さ
れている。

【００４８】この第２実施形態の切削加工装置２１によ
れば、被加工円錐面の円錐方向が途中で逆転した円錐面
の組み合わせに対しても、同一のディスクカッター６
（円盤状回転工具）にて連続的な加工が可能であり、連
続的な加工を行うことによって効率の良い加工を行うこ
とができる。このような被加工物１７の加工面の変化
は、被加工円錐面の円錐角θが階段的あるいは連続的に
変化するような場合でも同一の切削工具の適用が可能で
あり、加工面が変化するような被加工物１７であっても
連続的な加工を行って迅速に加工することができる。

【００４９】また、この第２実施形態においても、前記
図７に示すように、切削加工方法を加工装置２１に設け
られたコンピュータによるＣＮＣマクロプログラムとし
て入力することにより、加工装置２１のＣＮＣでディス
クカッター６の工具経路を自動計算させながら加工する
ことは可能である。しかも、被加工物１７の加工諸元に
変動を生じても、現場で工作機械のコンピュータに入力
した加工諸元に変更を加えることにより、ＣＮＣマクロ
プログラムによって即時変更が可能となり、迅速に対応
することができる。

【００５０】なお、被加工物２，１７の送り装置８，１
９としては、上述した第１実施形態のようにディスクカ
ッター６をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸に移動可能な構成と
しても、前記第２実施形態のように被加工物１７を軸方
向に送るＸ軸の移動機能をテーブル１８に持たせ、ディ
スクカッター６をＹ軸、Ｚ軸の２軸に移動可能な構成に
しても、その他の構成にしてもよく、これらＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の３軸に移動可能な構成は、ディスクカッター
６側、又はテーブル１８側のいずれに設けてもよい。

【００５１】また、被加工物２，１７の内側曲面１１，
２０は円錐面に限定されず、円錐凸面側等、ディスクカ
ッター６によるアプローチが可能であれば平面を含むあ
らゆる自由曲面の加工においても同じ効果を奏すること
ができる。

【００５２】さらに、上述した実施形態は一実施形態で
あり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更
は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。

【００５３】

【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。

【００５４】回転する円盤状回転工具を軸方向に送るこ
とにより、軸方向の傾斜角や曲率等の影響を受けずに被
加工物を軸方向に加工することができるので、効率よく
迅速に被加工物を切削加工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施形態を示す切削加工装置の
側断面図である。

【図２】図１に示す切削加工装置の正面図である。

【図３】加工後の被加工物を示す斜視図である。

【図４】加工後の被加工物の端面図である。

【図５】円盤状回転工具の一例を示す図面であり、(a)
は正面図、(b) は側面図である。

【図６】円盤状回転工具の他の例を示す図面であり、
(a) は正面図、(b) は側面図である。

【図７】本願発明の切削加工装置による切削加工方法の
一例を示すフローチャートである。

【図８】本願発明の第２実施形態を示す切削加工装置の
側断面図である。

【図９】従来の縦型旋盤による加工の一例を示す正面図
である。

【図１０】従来の縦型ミーリングマシンによる加工の一
例を示す正面図である。

【図１１】従来の縦型ミーリングマシンによる加工の一
例を示す側面図である。

【図１２】図１１に示す加工部の拡大断面図であり、
(a) は平刃、(b) は丸刃の拡大断面図である。

【符号の説明】

１…切削加工装置 ２…被加工物 ３…開放部 ４…テーブル ５…切刃 ６…円盤状回転工具（ディスクカッター） ７…回転軸 ８…送り装置 ９…アングルヘッド １０…機械本体主軸部 １１…内側曲面 １２…制御装置 １３…加工母線 １４…突起 １５…カッター本体 １６…側面 １７…被加工物 １８…テーブル １９…送り装置 ２０…内側曲面 ２１…切削加工装置 θ…円錐角 ｈ…高さ ｗ…所定間隔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に設けた切刃で回転しながら切削す
   る円盤状回転工具と、該円盤状回転工具の回転軸を水平
   方向に配置した状態で該円盤状回転工具を被加工物の軸
   方向に送ることにより前記切刃で被加工物を軸方向に切
   削する送り装置と、該送り装置で送る円盤状回転工具の
   加工位置を制御する制御装置とを設けて被加工物を軸方
   向に加工する切削加工装置。
2. 【請求項２】 被加工物の軸方向に円盤状回転工具を送
   る加工母線を設定し、該加工母線を被加工物の軸方向と
   交差する方向に所定間隔で変更して被加工物を所定の面
   粗度で加工する制御装置を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の切削加工装置。
3. 【請求項３】 送り装置に、固定した被加工物の軸方向
   に円盤状回転工具を送る送り機構と、制御装置で演算し
   た被加工物の加工位置に前記円盤状回転工具の座標位置
   を制御する制御機構とを設けたことを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載の切削加工装置。
4. 【請求項４】 送り装置に、被加工物を軸方向に送る送
   り機構と、制御装置で演算した被加工物の加工位置に円
   盤状回転工具の座標位置を制御する制御機構とを設けた
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の切削加工
   装置。
5. 【請求項５】 円盤状回転工具の側面に設ける切刃を、
   最外周部に位置する主切刃と、該主切刃の内側切削半径
   を含む外側切削半径となるように半径方向内側に設けた
   副切刃とで構成し、該主切刃と副切刃とを周方向にずら
   して設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の切削加工装置。
6. 【請求項６】 回転しながら軸方向に移動して側面に設
   けた切刃で被加工物を切削する円盤状回転工具を、被加
   工物の軸方向に設定した加工母線に沿って送りながら被
   加工物を切削した後、該加工母線を被加工物の軸方向と
   交差する方向に所定間隔でずらしながら被加工物を軸方
   向に切削して所定の面粗度で加工する切削加工方法。
7. 【請求項７】 工作機械に、少なくとも被加工物の加工
   形状と工具寸法と加工面粗度を含む加工諸元を入力し、
   入力した加工面粗度を満足するように加工開始から加工
   終了までの円盤状回転工具の加工母線間隔と座標位置を
   工作機械のコンピュータに算出させて被加工物を切削す
   ることを特徴とする請求項６記載の切削加工方法。
8. 【請求項８】 工作機械のコンピュータに、少なくとも
   被加工物の加工形状と工具寸法を含む加工諸元に基づい
   て、被加工物の加工面粗度を満足するように、円盤状回
   転工具で被加工物を軸方向に切削する加工母線の間隔を
   演算する機能と、該加工母線に沿って送る円盤状回転工
   具の切削座標位置を演算する機能と、を実現させるプロ
   グラム。
9. 【請求項９】 工作機械のコンピュータに、少なくとも
   被加工物の加工形状と工具寸法を含む加工諸元に基づい
   て、被加工物の加工面粗度を満足するように、円盤状回
   転工具で被加工物を軸方向に切削する加工母線の間隔を
   演算する機能と、該加工母線に沿って送る円盤状回転工
   具の切削座標位置を演算する機能と、を実現させるため
   のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
   録媒体。