特許 7383078 加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-09

(45)【発行日】2023-11-17

(54)【発明の名称】加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサート

(51)【国際特許分類】

   B23B 1/00 20060101AFI20231110BHJP

   B23B 19/02 20060101ALI20231110BHJP

   B23Q 1/52 20060101ALI20231110BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20231110BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20231110BHJP

   B23B 27/00 20060101ALI20231110BHJP

   B23C 5/02 20060101ALI20231110BHJP

【ＦＩ】

B23B1/00 N

B23B19/02 E

B23Q1/52

B23Q17/22 Z

B23Q17/09 H

B23B27/00 A

B23C5/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022086411

(22)【出願日】2022-05-26

【審査請求日】2022-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】星 良夫

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２３５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０８７４９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５３６７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１９９８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ １／００

Ｂ２３Ｂ１９／０２

Ｂ２３Ｂ２７／００

Ｂ２３Ｂ５１／０２

Ｂ２３Ｃ ５／０２

Ｂ２３Ｑ １／５２

Ｂ２３Ｑ１７／２２

Ｂ２３Ｑ１７／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象と切削工具とを相対移動させて切削加工する工作機械であって、
前記加工対象、又は、前記切削工具の少なくとも何れか一方の姿勢を変更する姿勢変更装置と、
第１曲線部と、前記第１曲線部に連続して形成され、前記第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部とを接続する接続部と、を有する切削部を備える前記切削工具が、前記接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めして切削加工するように、前記姿勢変更装置を作動させる制御装置と、
を備えることを特徴とする工作機械。

【請求項2】

前記姿勢変更装置は、前記切削工具を取り付ける主軸、又は、前記加工対象を取り付ける加工対象取付部の少なくとも何れか一方に配置される、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記接続部の位置を検出することができる位置検出手段をさらに備える、請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

切削加工時の負荷を検出することができる負荷検出手段をさらに備える、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の工作機械。

【請求項5】

上面と、下面と、側面と、を有する板状に形成され、切削加工において切削工具に固定するための被固定部を備える、切削インサートであって、
前記側面に沿って形成された第１曲線部と、前記第１曲線部に連続して形成され、前記第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、前記第１曲線部の一方の端部と前記第２曲線部とを接続する接続部と、前記第１曲線部の他方の端部の側に形成された横切れ刃と、を有するコーナ部を備え、
前記接続部が切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置するように位置決めをして切削加工し、前記上面又は前記下面の側から見て、前記第１曲線部の曲率中心と前記第２曲線部の曲率中心とを結ぶ線と前記横切れ刃とがなす角度が横切れ刃角となることを特徴とする切削インサート。

【請求項6】

前記コーナ部は、前記第１曲線部の他方の端部において連続して形成され、前記第２曲線部と同じ形状の第３曲線部を有する、請求項５に記載の切削インサート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサートに関する。

【背景技術】

【0002】

切削加工の仕上げ用工具としてサライ刃付きチップやワイパーチップ等がよく知られているが、これらを使用した場合には、加工対象、すなわち被削材との接触部分が広くなるため発熱しやすくなる。そこで、例えば、ＩＳＯ標準チップを使用して、そのノーズ部の接触部分内で加工することが考えられるが、切削抵抗を低減し、かつ、発熱を抑制する一方で表面粗さの悪化を招く可能性がある。

【0003】

特許文献１には、ノーズ部の形状を、横切り刃に接するノーズ部と前切り刃に接するノーズ部の２部分に分割し、かつ、横切り刃に接するノーズ部の曲率半径よりも前切り刃に接するノーズ部の曲率半径を大きくし、２個のノーズ部の曲率中心を結ぶ直線が横切り刃と平行になる切削工具が開示されている。しかしながら、横切れ刃と平行にするためには前切れ刃に接するノーズ部を長くする必要があるため、例えば、ＩＳＯ標準チップにこのようなノーズ部を形成することが困難になる場合がある。

【0004】

また、特許文献２には、タレット軸の先端に取り付けられた切削工具を加工面に対して常に同じ刃先位置、すなわち同じ切削角度で切削できる切削工機が開示されている。しかしながら、切削抵抗の増加を抑制できたとしても表面粗さの悪化を招く場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭５５－１６５７０１号公報

【文献】実開２００２－２５４２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記事情を鑑み、切削抵抗の増加を抑制すると共に表面粗さを好適にすることができる加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサートの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一の態様によれば、加工対象と切削工具を相対移動させて切削加工する加工方法であって、第１曲線部と、第１曲線部に連続して形成され、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、第１曲線部と第２曲線部とを接続する接続部と、を有する切削部を備えた切削工具を用いて、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めして切削加工することを特徴とする加工方法が提供される。

【0008】

また、本発明の一の態様によれば、加工対象と切削工具とを相対移動させて切削加工する工作機械であって、加工対象、又は、切削工具の少なくとも何れか一方の姿勢を変更する姿勢変更装置と、第１曲線部と、第１曲線部に連続して形成され、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、第１曲線部と第２曲線部とを接続する接続部と、を有する切削部を備える切削工具が、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めして切削加工するように、姿勢変更装置を作動させる制御装置と、を備えることを特徴とする工作機械が提供される。

【0009】

さらに、本発明の一の態様によれば、切削加工に用いられる切削工具であって、一方の端部において工作機械に取り付けられるシャンク部を有する基部と、基部の他方の端部に取り付けられる工具部と、工具部に配置され、第１曲線部と、第１曲線部に連続して形成され、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、第１曲線部と第２曲線部とを接続し工具部の先端に位置する接続部と、を有する切削部と、を備えることを特徴とする切削工具が提供される。

【0010】

また、本発明の一の態様によれば、上面と、下面と、側面と、を有する板状に形成され、切削加工において切削工具に固定するための被固定部を備える、切削インサートであって、側面に沿って形成された第１曲線部と、第１曲線部に連続して形成され、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部と、第１曲線部の一方の端部と第２曲線部とを接続する接続部と、第１曲線部の他方の端部の側に形成された横切れ刃と、を有するコーナ部を備え、接続部が切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置するように位置決めをして切削加工し、上面又は下面の側から見て、第１曲線部の曲率中心と第２曲線部の曲率中心とを結ぶ線と横切れ刃とがなす角度が横切れ刃角となることを特徴とする切削インサートが提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一の態様に係る加工方法によると、第１曲線部によって加工対象を加工した後に、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部によって加工することで、加工面のカスプ高さを低くすることができる。このため、加工後の加工対象の表面粗さを好適にすることができる。また、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めする、すなわち、接続部が加工対象の加工面に接するように位置決めして切削加工することによって、切削工具と加工対象の加工面との接触部分が広くなることを抑制することができる。このため、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0012】

本発明の一の態様に係る工作機械によると、第１曲線部によって加工対象を加工した後に、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部によって加工することで、加工面のカスプ高さを低くすることができる。このため、加工後の加工対象の表面粗さを好適にすることができる。また、工作機械は、姿勢変更装置と、これを制御するための制御装置とを備える。このため、制御装置が姿勢変更装置を作動することによって、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めする、すなわち、接続部が加工対象の加工面に接するように加工対象、又は、切削工具の少なくとも何れか一方の姿勢を変更することができる。これによって、切削工具と加工対象の加工面との接触部分が広くなることを抑制することができるため、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0013】

本発明の一の態様に係る切削工具によると、工具部に配置された切削部の第１曲線部によって加工対象を加工した後に、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部によって加工することで、加工対象の加工面のカスプ高さを低くすることができる。このため、加工後の加工対象の表面粗さを好適にすることができる。また、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めする、すなわち、接続部が加工対象の加工面に接するように位置決めして切削加工することによって、切削工具と加工対象の加工面との接触部分が広くなることを抑制することができる。このため、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0014】

本発明の一の態様に係る切削インサートによると、コーナ部の第１曲線部によって加工対象を加工した後に、第１曲線部よりも曲率の小さい第２曲線部によって加工することで、加工対象の加工面のカスプ高さを低くすることができる。このため、加工後の加工対象の表面粗さを好適にすることができる。また、接続部を切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めする、すなわち、接続部が加工対象の加工面に接するように位置決めして切削加工することによって、切削工具と加工対象の加工面との接触部分が広くなることを抑制することができる。このため、切削抵抗の増加を抑制することができる。さらに、第１曲線部の曲率中心と第２曲線部の曲率中心とを結ぶ線と横切れ刃とがなす角度を横切れ刃角とすることができるため、第１曲線部及び第２曲線部の長さ寸法及び曲率半径を設定する自由度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、第１実施形態に係る工作機械の側面図を示す。

【図2】図２は、本実施形態に係る切削工具の側面図を示す。

【図3】図３は、本実施形態に係る切削インサートの斜視図を示す。

【図4】図４は、本実施形態に係るコーナ部の平面図を示す。

【図5】図５は、工作機械による旋削加工の説明図を示す。

【図6】図６は、切削インサートによる切削加工の説明図を示す。

【図7】図７は、工作機械が姿勢変更することによるテーパ旋削加工の説明図を示す。

【図8】図８は、第２実施形態に係る切削工具の側面図を示す。

【図9】図９は、第３実施形態に係るコーナ部の側面図を示す。

【図10】図１０は、第３実施形態に係る工作機械による旋削加工の説明図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサートを説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺を変更して説明する場合がある。

【0017】

（第１実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１には、第１実施形態に係る工作機械の側面図を示す。本実施形態に係る工作機械１０は、切削工具１１と回転する加工対象としてのワークＷとを相対移動方向としての送り方向ＤＲに沿って相対移動させて旋削加工するための工作機械１０である。工作機械１０は、工場の床面に固定された基台としてのベッド１２を備える。また、工作機械１０は、ベッド１２の上方側における左右方向、すなわち、Ｙ軸方向の左側（図１における左側）に配置され、取付けられたワークＷを回転させる加工対象取付部としてのワーク主軸１６と、ベッド１２のＹ軸方向右側（図１における右側）の上面に立設し、固定されたコラム１４と、を備える。

【0018】

コラム１４の前面側、すなわちＹ軸方向左側には、切削工具１１をＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるためのサドル１８が配置されている。これによって、切削工具１１とワーク主軸１６とを送り方向ＤＲであるＸ軸方向及びＺ軸方向に沿って相対移動させることができる。また、工作機械１０は、切削工具１１とワーク主軸１６とを送り方向ＤＲであるＹ軸方向に沿って相対移動させるためのＹ軸送り装置（図示省略）を備える。

【0019】

サドル１８の前面側、すなわちＹ軸方向左側には、Ｘ軸方向に沿って延在する回転軸２０ａを有する姿勢変更装置２０が配置されており、回転軸２０ａには、切削工具１１を取り付けるための工具主軸２２が連結されている。姿勢変更装置２０は、これに連結された工具主軸２２を回転軸２０ａ回りに回動可能に構成されている。このため、工具主軸２２に取り付けられた切削工具１１をＹ軸方向及びＺ軸方向に対して傾斜させることができる。これによって、切削工具１１が切削加工時にワークＷと当接する部分、すなわち後述する接続部４０ｂ（図３参照）の位置を調整することができる。なお、姿勢変更装置２０は、サドル１８との間に、回転軸２０ａと直交しＹ軸に平行である別の回転軸をさらに備えていてもよい。これによって、切削工具主軸２２の姿勢をより自由に変更することができる。

【0020】

なお、以下の説明では、姿勢変更装置２０は、切削工具１１を取り付ける工具主軸２２と連結されているとして説明するが、これに限らず、ワークを取り付けるワーク主軸と連結されてもよく、工具主軸及びワーク主軸の両方とそれぞれ連結されてもよい。

【0021】

図２に示されるように、工具主軸２２（図１参照）に取り付けられた切削工具１１は、一方の端部、すなわち工具主軸２２側の端部においてこれに取り付けられるシャンク部２４を有する基部２３と、基部２３の他方の端部、すなわち工具主軸２２と反対側の端部に取り付けられた工具部２６と、を有する。工具部２６は、基部２３に取り付けられる工具取付部２６ｂと、工具取付部２６ｂに連結された棒形状の軸部２６ａと、を有する。軸部２６ａの先端部には、ワークＷを切削加工するための切削部としての切削インサート２８がねじ固定で取り付けられている。なお、ここでは、切削工具１１の切削部として切削インサート２８がねじ固定で取り付けられているとして説明するが、これに限らず、切削部は、軸部と一体、又は、銀ロウ付け等の他の態様で取り付けられてもよい。

【0022】

図１に示されるように、工作機械１０は、姿勢変更装置２０と電気的に接続された制御装置３０を備える。制御装置３０は、姿勢変更装置２０を作動させることによって、これに連結された工具主軸２２の回動、すなわち切削工具１１の姿勢を変えることができる。また、工作機械１０は、切削工具１１、ワーク主軸１６及び制御装置３０と電気的に接続され、切削加工時における切削工具１１の負荷を検出することができる負荷検出手段３２を有する。

【0023】

負荷検出手段３２は、例えば、ワーク主軸１６に配置され、ワークＷを回転させる図示しないモータと電気的に接続されており、モータのトルク又は電流値を検出可能に構成されている。このため、制御装置３０は、負荷検出手段３２によって検出されたトルク又は電流値が所定の閾値を超えて、ワーク主軸１６の負荷が高いと判断される場合には、切削インサート２８の位置が適切でないと推定し、姿勢変更装置２０、サドル１８及びＹ軸送り装置を作動させて、切削工具１１の姿勢を変更する。これによって、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0024】

なお、以下において、負荷検出手段３２は、ワーク主軸１６に配置されたモータのトルク又は電流値を検出するものとして説明するが、これに限らない。負荷検出手段は、例えば、切削工具を回転させる場合には、切削工具を回転させるためのモータのトルク又は電流値を検出するように構成されてもよく、ワーク主軸及び切削工具の両方を回転させる場合には、これらの両方にそれぞれ配置されたモータのトルク又は電流値を検出するように構成されてもよい。

【0025】

工作機械１０のワーク主軸１６側には、切削インサート２８、具体的には、接続部４０ｂの位置を検出することができる位置検出手段３４が配置されている。位置検出手段３４は、例えば、カメラ等の撮像手段や位置センサ等によって工作機械１０における接続部４０ｂの位置を検出することができる。これによって、切削工具１１及び切削インサート２８の製造誤差やこれらの取付け誤差等も考慮した上で、実際の接続部４０ｂの位置を正しく把握することができる。なお、これに限らず、工作機械は、例えば、工具データ管理部において切削工具及び切削インサートの寸法情報を記録、管理しておき、この寸法情報に基づいて接続部の位置を検出してもよい。

【0026】

図３には、切削インサート２８の斜視図を示す。ここでは、切削インサート２８は、上面２８ａと、下面２８ｂと、上面２８ａの外周と下面２８ｂの外周とを接続する側面２８ｃと、を有する三角板状に形成されている。このため、切削インサート２８は、３箇所にコーナ部４０を有する。なお、これに限らず、切削インサートは、例えば、矩形板、多角形板状に形成されて４箇所以上のコーナ部を有してもよい。また、切削インサート２８の中央部には、切削工具１１の軸部２６ａに固定するための被固定部としての穴４２が形成されている。なお、ここでは、切削インサート２８は切削工具１１の軸部２６ａのねじ穴にねじ部品で固定されているものとして説明するが、これに限らず、切削インサートは、軸部に形成されたクランプ爪で上面や一方の側面を押圧し、下面や他方の側面を座面とすることによって軸部に固定されてもよい。

【0027】

図４には、切削インサート２８のコーナ部４０を示す。コーナ部４０は、側面２８ｃに沿って形成された第１曲線部４０ａと、第１曲線部４０ａに連続して形成され、第１曲線部４０ａよりも曲率の小さい第２曲線部４０ｃと、第１曲線部４０ａの一方の端部と第２曲線部４０ｃとを接続する接続部４０ｂと、を有する。また、コーナ部４０は、第１曲線部４０ａの接続部とは反対側の端部において上面２８ａ又は下面２８ｂの側からの平面視で直線状に形成された、横切れ刃４４を有する。また、第２曲線部４０ｃの接続部４０ｂと反対側の端部に連続するように、前切れ刃４６が直線状に形成されている。

【0028】

コーナ部４０の寸法は、次のようにして設定される。はじめに、加工用途に応じて、前切れ刃角α、刃先角β、第１曲線部４０ａの曲率半径Ｒ１、第２曲線部４０ｃの曲率半径Ｒ２を決定する。つぎに、第２曲線部４０ｃの長さ寸法並びに第２曲線部４０ｃと前切れ刃４６との接点を決定する。最後に、第２曲線部４０ｃの長さ寸法から第２曲線部４０ｃの端点、すなわち、第１曲線部４０ａと第２曲線部４０ｃとの接続部４０ｂが定まる。接続部４０ｂにおいて第２曲線部４０ｃに引いた垂線と第２曲線部４０ｃよりも曲率半径が短い第１曲線部４０ａの曲率半径Ｒ１とによって第１曲線部４０ａの曲率中心Ｃ１が定まる。これによって、連続した第１曲線部４０ａと第２曲線部４０ｃとを組み合わせた複合ノーズを有するコーナ部４０を形成することができる。このようにして設定された第１曲線部４０ａ及び第２曲線部４０ｃの寸法とコーナ部４０の処理長さＸとは、以下の関係を満たす。
ａ＝（Ｒ２－Ｒ１）×ｓｉｎα （１）
ｂ＝Ｒ１／ｓｉｎβ （２）
ｃ＝［Ｒ２－｛（Ｒ２－Ｒ１）×ｃｏｓα｝］／ｔａｎβ （３）
Ｘ＝ａ＋ｂ＋ｃ （４）

【0029】

ここで、一般的な切削インサート２８の場合、第２曲線部４０ｃの曲率半径Ｒ２は、１０ｍｍ以下に設定することが好適である。なお、これに限らず、ワークの寸法や加工目的に応じて第２曲線部の曲率半径を１０ｍｍ以上に設定してもよい。

【0030】

切削インサート２８は、接続部４０ｂが切削工具１１の軸方向の先端に位置するように軸部２６ａに取り付けられる。これによって、接続部４０ｂが切削加工時の送り方向ＤＲと直交する切り込み方向の先端に位置するように、すなわち接続部４０ｂがワークＷの加工面ＭＳに当接するように位置決めをして切削加工することができる。また、このように軸部２６ａに取り付けられた切削インサート２８の前切れ刃角αは、所期の前切れ刃角αに設定することができる。さらに、接続部４０ｂが切削加工時の送り方向ＤＲと直交する切り込み方向の先端に位置するように、すなわち、接続部４０ｂがワークＷの加工面ＭＳに当接することによって、第１曲線部４０ａの曲率中心Ｃ１と第２曲線部４０ｃの曲率中心Ｃ２とをつなぐ直線はワークＷの加工面ＭＳに対して垂直になると共に、第１曲線部４０ａの曲率中心Ｃ１と第２曲線部４０ｃの曲率中心Ｃ２とを結ぶ直線と横切れ刃４４とがなす角度γが横切れ刃角γとなる。

【0031】

本実施形態に係る加工方法、工作機械１０、切削工具１１及び切削インサート２８を用いた切削加工の説明を通じて、これらの作用効果を以下に説明する。

【0032】

図５には、切削工具１１を用いて旋削加工する様子を示し、図６には、接続部４０ｂをワークＷの加工面ＭＳ上に当接させたコーナ部４０を用いて切削加工することによってワークＷの除去量が増加することを示す。図６には、このように位置決めされた切削インサート２８が、ワークＷが１回転するごとに長さＦｚだけ送り方向ＤＲに沿って移動する前後のコーナ部４０を１点鎖線（前）と実線（後）とで示す。このとき、切削インサート２８のコーナ部４０は、接触範囲ＣＲ１内において切り込み深さｔだけワークＷを切削する。このとき、カスプ高さＲｚの取り残し部ＲＰが生じる。

【0033】

図６には、比較のために、第１曲線部４０ａだけで形成された単一ノーズを有する単一コーナ部ＳＧを示す。単一コーナ部ＳＧは、接触範囲ＣＲ２内において切り込み深さｔだけワークＷを切削する。このとき、生じる取り残し部分は、部分ＡＰだけ増加する。これらの比較から、複合ノーズを有する切削インサート２８のコーナ部４０によって切削量が増加し、取り残し部ＲＰのカスプ高さＲｚが低くなるため、表面粗さが向上する、すなわち表面が粗くなることを抑制することがわかる。

【0034】

図７には、工作機械が姿勢変更してテーパ旋削加工する様子を示す。このように、テーパ旋削加工する場合であっても、制御装置３０は姿勢変更装置２０を作動させることによって、切削工具１１の姿勢を変更することができる。このため、図４に示すように、接続部４０ｂが切削加工時の送り方向ＤＲと直交する切り込み方向の先端に位置するように、すなわち、接続部４０ｂがワークＷの加工面ＭＳに当接するように位置決めをして切削加工することができる。

【0035】

本実施形態に係る切削工具１１を備えた工作機械１０によると、工具部２６に配置された切削インサート２８の第１曲線部４０ａによってワークＷを切削加工した後に、第１曲線部４０ａよりも曲率の小さい第２曲線部４０ｃによって切削加工することで、ワークＷの加工面ＭＳのカスプ高さＲｚを低くすることができる。このため、加工後のワークＷの表面粗さを好適にすることができる。また、接続部４０ｂを切削加工時の送り方向ＤＲと直交する切り込み方向の先端に位置決めをする、すなわち、接続部４０ｂがワークＷの加工面ＭＳに接するように位置決めして切削加工することによって、切削工具１１とワークＷの加工面ＭＳとの接触部分が広くなることを抑制することができる。このため、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0036】

また、本実施形態に係る工作機械１０によれば、制御装置３０と負荷検出手段３２とを備える。このため、制御装置３０は、負荷検出手段３２によって検出されたトルク又は電流値が所定の閾値を超えて、ワーク主軸１６の負荷が高いと判断される場合には、切削インサート２８の位置が適切でないと推定し、姿勢変更装置２０、サドル１８及びＹ軸送り装置を作動させて、切削工具１１の姿勢を変更する。これによって、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0037】

さらに、本実施形態に係る工作機械１０によれば、そのワーク主軸１６側に、切削インサート２８の接続部４０ｂの位置を検出することができる、例えば、カメラ等の撮像手段や位置センサ等によって構成された位置検出手段３４を備える。このため、位置検出手段３４は、工作機械１０における接続部４０ｂの位置を検出することができる。これによって、切削工具１１及び切削インサート２８の製造誤差やこれらの取付け誤差等も考慮した上で、実際の接続部４０ｂの位置を正しく把握することができる。

【0038】

本実施形態に係る切削インサート２８によれば、第１曲線部４０ａの曲率中心Ｃ１と第２曲線部４０ｃの曲率中心Ｃ２とを結ぶ線と横切れ刃４４とがなす角度を横切れ刃角γとすることができる。このため、第１曲線部４０ａ及び第２曲線部４０ｃの長さ寸法及び曲率半径Ｒ１、Ｒ２を設定する自由度を高くすることができる。

【0039】

以上のことから、本実施形態に係る加工方法、工作機械１０、切削工具１１及び切削インサート２８によって、切削抵抗の増加を抑制すると共にワークＷの加工面ＭＳの表面粗さを好適にすることができる。

【0040】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る切削工具としてのフライス工具６０について説明する。第１実施形態と同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0041】

図８には、切削インサート２８が複数取り付けられたフライス工具６０を示す。フライス工具６０の工具部６２は、基部２３に取り付けられる工具取付部６２ｂと、工具取付部６２ｂに連結された円柱状の軸部６２ａと、を有する。軸部６２ａの先端部には、これと一体で形成された切削部としての切削インサート２８が、軸部６２ａの周方向に沿って等間隔で配置されている。

【0042】

本実施形態に係るフライス工具６０によると、図６及び図８に示すように、工具部６２に配置された切削インサート２８の第１曲線部４０ａによってワークＷをフライス加工した後に、第１曲線部４０ａよりも曲率の小さい第２曲線部４０ｃによってフライス加工することで、ワークＷの加工面ＭＳのカスプ高さＲｚを低くすることができる。このため、加工後のワークＷの表面粗さを好適にすることができる。また、接続部４０ｂがワークＷの加工面ＭＳに接するように位置決めして切削加工することによって、切削工具１１とワークＷの加工面ＭＳとの接触部分が広くなることを抑制することができる。このため、切削抵抗の増加を抑制することができる。

【0043】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態に係る切削部としての切削インサート７０について説明する。第１実施形態と同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0044】

図９には、切削インサート７０のコーナ部７２を示す。コーナ部７２は、第１曲線部７２ａと、第１曲線部７２ａに連続して形成され、第１曲線部７２ａよりも曲率の小さい第２曲線部７２ｃと、第１曲線部７２ａの前切れ刃４６側の端部と第２曲線部７２ｃとを接続する接続部７２ｂと、を有する。また、コーナ部７２は、第１曲線部７２ａの横切れ刃４４側に、第２曲線部７２ｃと同じ曲率半径Ｒ２及び長さ寸法の第３曲線部７２ｄと、第１曲線部７２ａと第３曲線部７２ｄとを接続する接続部７２ｂとを有する。

【0045】

コーナ部７２の寸法は、次のようにして設定される。はじめに、加工用途に応じて、前切れ刃角α、刃先角β、第１曲線部７２ａの曲率半径Ｒ１、第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄの曲率半径Ｒ２を決定する。つぎに、第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄの長さ寸法並びに第２曲線部７２ｃと前切れ刃４６との接点及び第３曲線部７２ｄと横切れ刃４４との接点を決定する。最後に、第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄの長さ寸法から第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄの端点、すなわち、第１曲線部７２ａとの接続部７２ｂが定まる。接続部７２ｂにおいて第２曲線部７２ｃ又は第３曲線部７２ｄに引いた垂線と第１曲線部７２ａの曲率半径Ｒ１とによって第１曲線部７２ａの曲率中心Ｃ１が定まる。これによって、連続した第１曲線部７２ａ、第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄの３つのノーズを組み合わせたコーナ部７２を形成することができる。

【0046】

図１０には、複数の送り方向ＤＲで切削加工を行う様子を示す。図中に示されるように、複数の切削工具１１に取り付けられた切削インサート７０の姿勢は、加工位置によって異なる。本実施形態に係る切削インサート７０によれば、第２曲線部７２ｃ及び第３曲線部７２ｄは、第１曲線部７２ａに対して対称に形成されている。このため、各切削インサート７０の右勝手、左勝手を個別に管理する必要が無く、１種類の切削インサート７０によって各方向の切削加工を行うことができる。これによって、送り方向に応じて各切削インサート７０を取り替える必要がなく、効率的に切削加工をすることができる。

【0047】

以上、加工方法、工作機械１０、切削工具１１及び切削インサート２８の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解できると考えられる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 工作機械
１１ 切削工具
１６ ワーク主軸（加工対象取付部）
２０ 姿勢変更装置
２３ 基部
２４ シャンク部
２６ 工具部
２８ 切削インサート（切削部）
２８ａ 上面
２８ｂ 下面
２８ｃ 側面
３０ 制御装置
３２ 負荷検出手段
３４ 位置検出手段
４０ コーナ部
４０ａ 第１曲線部
４０ｂ 接続部
４０ｃ 第２曲線部
４２ 穴（被固定部）
４４ 横切れ刃
６０ フライス工具（切削工具）
６２ 工具部
７０ 切削インサート（切削部）
７２ コーナ部
７２ａ 第１曲線部
７２ｂ 接続部
７２ｃ 第２曲線部
７２ｄ 第３曲線部
Ｃ１ 第１曲線部の曲率中心
Ｃ２ 第２曲線部の曲率中心
ＤＲ 送り方向（相対移動方向）
Ｗ ワーク（加工対象）

【要約】

【課題】切削抵抗の増加を抑制すると共に表面粗さを好適にすることができる加工方法、工作機械、切削工具及び切削インサートを提供する。
【解決手段】ワークＷと切削工具１１を相対移動させて切削加工する加工方法において、第１曲線部４０ａと、第１曲線部４０ａに連続して形成され、第１曲線部４０ａよりも曲率の小さい第２曲線部４０ｃと、第１曲線部４０ａと第２曲線部４０ｃとを接続する接続部４０ｂと、を有する切削インサート２８を備えた切削工具１１を用いて、接続部４０ｂを切削加工時の相対移動方向と直交する切り込み方向の先端に位置決めして切削加工することを特徴とする。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】