特表 2025-500828 金属切削工具経路サイクルを生成するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-15

(54)【発明の名称】金属切削工具経路サイクルを生成するための方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/00 20060101AFI20250107BHJP

   B23B 1/00 20060101ALI20250107BHJP

   B23B 27/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

B23Q15/00 301K

B23B1/00 N

B23B27/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535198

(86)(22)【出願日】2022-12-14

(85)【翻訳文提出日】2024-08-08

(86)【国際出願番号】 EP2022085800

(87)【国際公開番号】W WO2023110987

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】21214960.3

(32)【優先日】2021-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】レフ， ロニー

(72)【発明者】

【氏名】ヨハンソン， アダム

【テーマコード（参考）】

3C045

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C045EA04

3C046CC01

3C046PP01

(57)【要約】

旋削工具（１）を用いて素材（１２）をブランク材から除去するための工具経路サイクルを生成するためのコンピュータ実装方法であって、旋削工具（１）が、事前定義された標的形状（５）が形成されるように、凸状ノーズ切れ刃（４）によって接続された第１および第２の切れ刃（２、３）を備え、ブランク材形状（１０）の入力を受信するステップと、標的形状（５）の入力を受信するステップと、オフセット距離（ｍ）を設定するステップと、旋削工具（１）の入力を受信するステップと、第１の切削方向（２５）および第２の切削方向（２６）を設定するステップと、第１の層（１１）を、境界線（１９、２０）によって分離されたセグメント（１６、１７、１８）に分割するステップであって、セグメントの１つの長手方向セット（１１、１８、４３）が長手方向部分（９、２１、３９）に隣接するようにし、セグメントの１つの径方向セット（１７、４２、４４）が径方向部分（８、３８、４０）に隣接するようにする、第１の層をセグメントに分割するステップと、第１の切削方向（２５）がＺ軸に沿っている場合、セグメントの長手方向セット（１１、１８、４３）を除去し、続いてセグメントの径方向セット（１７、４２、４４）を除去するステップと、第１の切削方向（２５）がＸ軸に沿っている場合、セグメントの径方向セット（１７、４２、４４）を除去し、続いてセグメントの長手方向セット（１１、１８、４３）を除去するステップとを含む、方法。
【選択図】図４２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋削工具（１）を用いて素材（１２）をブランク材から除去するための工具経路サイクルを生成するためのコンピュータ実装方法であって、前記旋削工具（１）が、事前定義された標的形状（５）が形成されるように、凸状ノーズ切れ刃（４）によって接続された第１および第２の切れ刃（２、３）を備え、前記ブランク材が、Ｚ軸によって表される回転軸を中心にして回転可能であり、Ｘ軸が前記Ｚ軸に直交するとともに径方向を表し、
前記標的形状（５）が複数の部分（６、７、８、９、２１、２４、２７、２８、３８、３９、４０）を備え、前記複数の部分（６、７、８、９、２１、２４、２７、２８、３８、３９、４０）が、１つまたは複数の凸状部分（６、２７、２８）と１つまたは複数の凹状部分（７、２４）とを備え、
少なくとも１つの径方向部分（８、３８、４０）が前記Ｚ軸よりもかなり前記Ｘ軸に沿って延在し、
少なくとも１つの長手方向部分（９、２１、３９）が前記Ｘ軸よりもかなり前記Ｚ軸に沿って延在し、
前記標的形状（５）の前記凹状部分（７、２４）のうちの１つまたは複数が、前記ノーズ切れ刃（４）の曲率半径以上の曲率半径を有する弧状部分（７）を備え、前記弧状部分（７）が１つの径方向部分（８）および１つの長手方向部分（９）を接続し、
ブランク材形状（１０）の入力を受信するステップと、
前記標的形状（５）の入力を受信するステップとを含む、前記方法において、
前記方法が、
オフセット距離（ｍ）を設定するさらなるステップと、
旋削工具（１）の入力を受信するさらなるステップと、
第１の切削方向（２５）および第２の切削方向（２６）を設定するさらなるステップであって、
前記第１および第２の切削方向（２５、２６）のうちの一方が、前記Ｘ軸に沿った前記旋削工具（１）の移動方向を表し、一方が前記Ｚ軸に沿った前記旋削工具（１）の移動方向を表す、切削方向を設定するさらなるステップと、
完全にまたは部分的に前記素材（１２）内に第１の層（１１）を生成するさらなるステップであって、
前記第１の層（１１）が前記標的形状（５）および第１の層の外側境界（１３）によって境界を定められ、
前記第１の層の外側境界（１３）が前記オフセット距離（ｍ）の分、前記標的形状（５）から離隔され、
前記第１の層の外側境界（１３）が、１つまたは複数の凸状部分（１４、４６、４８）と１つまたは複数の凹状部分（１５、４７）とを備える、第１の層を生成するさらなるステップと、
前記Ｚ軸に平行および／または前記Ｘ軸に平行に、境界線（１９、２０、２９、３０、４１）を配置するさらなるステップであって、
前記境界線（１９、２０、２９、３０、４１）がそれぞれ、前記標的形状（５）と前記第１の層の外側境界（１３）との間に延在し、前記第１の層の外側境界（１３）の凹状部分（１５、４７）、または前記標的形状（５）の凸状部分（６、２７、２８）のどちらかと交差するようにする、境界線を配置するさらなるステップと、
結果として、前記第１の層（１１）を、前記境界線（１９、２０、２９、３０、４１）によって分離されたセグメント（１６、１７、１８、４２、４３、４４）に分割するさらなるステップであって、
１つの長手方向セグメント（１１、１８、４３）が各長手方向部分（９、２１、３９）に隣接するようにし、
１つの径方向セグメント（１７、４２、４４）が各径方向部分（８、３８、４０）に隣接するようにし、
１つの境界線（１９）が、前記境界線（１９）が前記第１の層の外側境界（１３）の前記凹状部分（１５）と交差することによって、前記弧状部分が前記径方向および長手方向セグメント（１７、１６）のうちの一方と境界を接するように、径方向セグメント（１７）および長手方向セグメント（１６）を分離するように配置される、第１の層をセグメントに分割するさらなるステップと、
前記１つのセグメントに隣接する前記セグメントの後に、前記弧状部分と境界を接する前記１つのセグメントが除去されるように、すべてのセグメント（１６、１７、１８、４２、４３、４４）を除去するさらなるステップであって、１つまたは複数の前記長手方向セグメント（１１、１８、４３）を除去するとき、前記旋削工具（１）が前記Ｚ軸に沿って１つの方向に移動されるようにし、また１つまたは複数の前記径方向セグメント（１７、４２、４４）を除去するとき、前記旋削工具（１）が前記Ｘ軸に沿って１つの方向に移動されるようにし、
前記Ｘ軸および前記Ｚ軸に沿った前記方向が両方とも、両方が前記凹状部分（７、２４）に向かうか、または両方が前記凹状部分（７、２４）から離れる方向である、すべてのセグメントを除去するさらなるステップとを含むことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記第１の切削方向（２５）が前記Ｚ軸に沿っている場合、前記標的形状（５）の前記凸状部分（６、２５、２６）と交差する１つの境界線（２０、２９、３０）を前記Ｚ軸に平行に配置し、
前記第１の層の外側境界（１３）の前記凹状部分（１５、４７）と交差する１つの境界線（１９、４１）を前記Ｘ軸に平行に配置するさらなるステップと、
前記第１の切削方向（２５）が前記Ｘ軸に沿っている場合、前記標的形状（５）の前記凸状部分（６、２７、２８）と交差する１つの境界線（２０、２９、３０）を前記Ｘ軸に平行に配置し、前記第１の層の外側境界（１３）の前記凹状部分（１５、４７）と交差する１つの境界線（１９、４１）を前記Ｚ軸に平行に配置するさらなるステップと、
前記第１の切削方向（２５）が前記Ｚ軸に沿っている場合、前記１つまたは複数の長手方向セグメント（１１、１８、４３）を除去し、続いて前記１つまたは複数の径方向セグメント（１７、４２、４４）を除去するさらなるステップと、
前記第１の切削方向（２５）が前記Ｘ軸に沿っている場合、前記１つまたは複数の径方向セグメント（１７、４２、４４）を除去し、続いて前記１つまたは複数の長手方向セグメント（１１、１８、４３）を除去するさらなるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の切削方向（２５）が前記Ｚ軸に沿っている場合、前記旋削工具（１）を前記Ｚ軸に沿って１つの方向に移動することによって、前記１つまたは複数の長手方向セグメント（１１、１８、４３）を除去し、続いて前記旋削工具（１）を前記Ｘ軸に沿って１つの方向に移動することによって、前記１つまたは複数の径方向セグメント（１７、４２、４４）を除去し、
前記第１の切削方向（２５）が前記Ｘ軸に沿っている場合、前記旋削工具（１）を前記Ｘ軸に沿って１つの方向に移動することによって、前記１つまたは複数の径方向セグメント（１７、４２、４４）を除去し、続いて前記旋削工具（１）を前記Ｚ軸に沿って１つの方向に移動することによって、前記１つまたは複数の長手方向セグメント（１１、１８、４２）を除去する、
請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記径方向部分（８、３８、４０）が前記Ｘ軸に平行であり、前記長手方向部分（９、２１、３９）が前記Ｚ軸に平行であり、
前記径方向部分および前記長手方向部分（８、３８、４０；９、２１、３９）のうちの一方が単一のパスによって形成される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記標的形状（５）がさらなる長手方向部分（２１）を備え、
前記さらなる長手方向部分（２１）および前記径方向部分（８）が、弧状部分（６）の形態の前記凸状部分（６）によって接続され、
第３のセグメント（１８）が前記さらなる長手方向部分（２１）によって境界を定められる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

Ｘ方向のオフセット距離（Ｏｘ）およびＺ方向のオフセット距離（Ｏｚ）を表す、１つのパラメータまたは２つのパラメータ（Ｏｘ、Ｏｚ）の入力を受信するさらなるステップ
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記凸状部分（６）が、前記径方向部分（８）を前記Ｘ軸に平行に、および、さらなる長手方向部分（２１）を前記Ｚ軸に平行に接続し、
前記第１の層の外側境界（１３）の径方向部分が、前記径方向部分（８）に平行であり、前記Ｚ方向に前記オフセット距離の分（Ｏｚ）離隔され、
前記第１の層の外側境界（１３）の長手方向部分が、前記さらなる長手方向部分（２１）に平行であり、前記Ｘ方向に前記オフセット距離の分（Ｏｘ）離隔され、
前記第１の層の外側境界（１３）の前記第１の部分および長手方向部分が、前記第１の層の外側境界（１３）の凸状部分（１４）で交差し、前記凸状部分（１４）が９０°の角の形態である、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

分割角度（α）を設定するさらなるステップと、
前記Ｚ軸に対して前記分割角度（α）に等しい角度を形成する法線を有する、凸状部分（６、２７、２８）のポイントから前記凸状部分（６、２７、２８）と交差する前記境界線（２０、２９、３０）を配置するさらなるステップと
を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記分割角度（α）をａｒｃｔａｎ（Ｏｘ／Ｏｚ）に等しく設定するさらなるステップ
を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記Ｘ方向およびＺ方向の前記オフセット距離を表す前記パラメータ（Ｏｘ、Ｏｚ）から、前記オフセット距離（ｍ）を計算するさらなるステップと、
前記標的形状（５）から前記オフセット距離（ｍ）の分垂直方向に離隔された、前記第１の層の外側境界（１３）を配置するさらなるステップとを含み、
前記オフセット距離（ｍ）が次式に従って計算され、
ｍ＝（（９０－β）・Ｏｘ＋β・Ｏｚ）／９０
式中、前記角度（β）が、前記標的形状が前記Ｚ軸に対して形成する角度である、
請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記標的形状（５）の各凹状部分（７、２４）のポイントから、前記Ｚ軸に対して前記分割角度（α）に等しい角度で（自身の）法線を形成する垂直な補助線（３１、３２、４９）を生成するさらなるステップと、
前記境界線（２０、２９、３０）が前記ポイントと交差するように、前記標的形状（５）の凸状部分（６、２７、２８）と交差する、前記１つまたは複数の前記境界線（２０、２９、３０）を配置するさらなるステップと、
前記境界線（１９、４１）がそれぞれ、１つの補助線（３１、３２、４９）と前記第１の層の外側境界（１３）との交点と交差するように、前記第１の層の外側境界（１３）の凹状部分（７、２４）と交差する、前記１つまたは複数の境界線（１９、４１）を配置するさらなるステップと
を含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

各セグメント（１６、１７、１８、４２、４３、４４）内のすべての素材（１２）を供給速度で除去した直後または実質的に直後に、前記旋削工具（１）を、前記供給速度よりも速い速度で後続のセグメントまで移動するさらなるステップ
を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

すべてのセグメント（１６、１７、１８、４２、４３、４４）を除去するとき、前記第１の切れ刃（２）が前記Ｚ軸に対して一定の角度を形成するように、前記旋削工具（１）を配置するさらなるステップを含み、
前記旋削工具（１）が、工具本体と旋削インサート（５０）とを備え、
前記工具本体が、前端と後端との間に延在する自身の長手方向軸線（Ａ１）に沿って延在し、
前記後端が、ＣＮＣ旋盤のマシンインターフェース（５１）に接続され、
前記旋削インサート（５０）が、前記工具本体の前記前端に接続され、
前記長手方向軸線（Ａ１）が前記Ｘ軸に平行に配置される、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記第１および第２の切削方向（２５、２６）を設定する前に、前記旋削工具（１）を設定するさらなるステップと、
前記旋削工具（１）のノーズ角度が６０°超過であり、前記第１および第２の切れ刃（２、３）がそれぞれ、上面図で前記オフセット距離（ｍ）を上回る長さを有する場合、前記第１および第２の切削方向（２５、２６）を前記１つまたは複数の凹状部分（７、２４）に向かって設定するさらなるステップと
を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記旋削工具（１）を設定する前に、前記第１および第２の切削方向（２５、２６）を設定するさらなるステップと、
前記第１および第２の切削方向（２５、２６）のうちの一方または両方が前記１つまたは複数の凹状部分（７、２４）から離れる方向に設定されている場合、前記旋削工具（１）のノーズ角度が６０°超過以下の角度を形成するように、または前記旋削工具が、６０°以下の角度を間に形成する第３および第４の切れ刃（６４、６５）を備えるように、前記旋削工具（１）を設定するステップであって、前記第３および第４の切れ刃（６４、６５）が、前記オフセット距離（ｍ）未満の距離の分、前記ノーズ切れ刃（４）から離隔される、旋削工具を設定するさらなるステップと
を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記ブランク材形状（１０）が少なくとも部分的に前記第１の層の外側境界（１３）の外側にある場合、生成されたすべての層（３４、３５）が前記素材（１２）から完全に離隔されるまで、前記標的形状からさらに離れた１つまたは複数のさらなる層（３４、３５）を生成するさらなるステップであって、
さらなる層（３４、３５）がそれぞれ、内側境界および外側境界（３６、３７）によって限定され、
さらなる層（３４、３５）それぞれに関して、前記それぞれの外側境界（３６、３７）が、前記オフセット距離（ｍ）の分、前記それぞれの内側境界から離隔される、さらなる層を生成するさらなるステップと、
さらなる層（３４、３５）それぞれを、境界線によって分離されたセグメント（５２～５７；５８～６３）のセットに分割するさらなるステップであって、
セグメント（５２～５７；５８～６３）の前記セットがそれぞれ、前記第１の層（１１）の前記セグメント（１６、１７、１８、４２、４３、４４）のセットに対応し、
前記境界線がそれぞれ、前記第１の層（１１）の境界線（１９、２０、２９、３０、４１）に対応する、さらなる層それぞれを分割するさらなるステップと、
前記第１の層（１１）が残るまで、素材（１２）を含むすべてのセグメント（５８～６３）を最上位層（３５）から除去し、続いて素材（１２）を含むすべてのセグメント（５２～５７）を後続の各層（３４）から除去するように、前記旋削工具（１）に指示するさらなるステップと
を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

コンピューティングデバイスまたはシステムによって実行されると、前記コンピューティングデバイスまたはシステムに、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を有する、コンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属切削の技術分野に属する。より具体的には、本発明は、工具経路サイクルを生成するためのコンピュータ実装方法の分野に属する。

【背景技術】

【0002】

本発明は、請求項１のプリアンブルによる方法に言及する。換言すれば、本発明は、旋削工具を用いてブランク材から素材（stock）を除去するための工具経路サイクルを生成するためのコンピュータ実装方法に関し、旋削工具は、事前定義された標的形状が形成されるように、凸状ノーズ切れ刃によって接続された第１および第２の切れ刃を備え、ブランク材は、Ｚ軸によって表される回転軸を中心にして回転可能であり、Ｘ軸はＺ軸に直交するとともに径方向を表し、標的形状は複数の部分を備え、複数の部分は、１つまたは複数の凸状部分と１つまたは複数の凹状部分とを備え、少なくとも１つの径方向部分はＺ軸よりもかなりＸ軸に沿って延在し、少なくとも１つの長手方向部分はＸ軸よりもかなりＺ軸に沿って延在し、標的形状の前記凹状部分のうちの１つまたは複数は、ノーズ切れ刃の曲率半径以上の曲率半径を有する弧状部分を備え、前記弧状部分は１つの径方向部分および１つの長手方向部分を接続し、方法は、ブランク材形状の入力を受信するステップと、標的形状の入力を受信するステップとを含む。

【0003】

金属切削では、旋削は一般的な作業である。ＣＮＣ旋盤が一般的に使用される。通常、複雑な形状は、ブランク材としても知られる金属ワークピースから機械加工される。クランプ締めされ、標的形状が形成されるまで、旋削工具を用いて材料が除去される。ブランク材から除去される材料は、一般に素材として知られている。旋削では、金属切削作業をどのように実施すべきかを手動で指示するのが一般的である。手動の指示は、異なるパスをどのように、またどの順序で実施するかを含む。パスとは、切削に入るところから切削を終えるところまでである。手動の指示は、機械加工時間、工具寿命、表面仕上げ、および他の要因などのパラメータに関して、非常に高効率から低効率にまで及ぶ可能性がある。ＣＮＣ工具に指示を与えるのが非常に熟練した人である場合、または多数の試行錯誤実験が実施される場合、指示は非常に高効率の機械加工をもたらすことができる。しかしながら、場合によっては、工具経路サイクルを自動または半自動で生成する必要がある。例えば、理想的には、かかる自動または半自動の工具経路生成方法は、広範囲の金属切削作業、例えばブランク材形状および標的形状のばらつきに対する、例えば機械加工時間および工具寿命に関して、良好な性能を達成することができる。かかる方法は、手動プログラミングよりも掛かる時間が大幅に少ない。

【0004】

ＥＰ ３ ７０２ ８５３ Ａ１は、旋削作業のための制御コマンドデータを生成するための方法を開示している。かかる方法は良好な結果をもたらすが、本発明者らは、さらなる改善の必要性を見出している。

【発明の概要】

【0005】

本発明の１つの目的は、工具寿命を増加させる、工具経路サイクルを生成するための改善されたコンピュータ実装方法を提供することである。

【0006】

この目的は、最初に定義した方法によって達成されるものであり、方法は、オフセット距離を設定するさらなるステップと、旋削工具の入力を受信するさらなるステップと、第１の切削方向および第２の切削方向を設定するさらなるステップであって、第１および第２の切削方向のうちの一方がＸ軸に沿った旋削工具の移動方向を表し、一方がＺ軸に沿った旋削工具の移動方向を表す、第１の切削方向および第２の切削方向を設定するさらなるステップと、完全にまたは部分的に素材内に第１の層を生成するさらなるステップであって、第１の層が標的形状および第１の層の外側境界によって境界を定められ、第１の層の外側境界がオフセット距離の分、標的形状から離隔され、第１の層の外側境界が、１つまたは複数の凸状部分と１つまたは複数の凹状部分とを備える、第１の層を生成するさらなるステップと、Ｚ軸に平行かつＸ軸に平行に境界線を配置するさらなるステップであって、前記境界線がそれぞれ、標的形状と第１の層の外側境界との間に延在し、第１の層の外側境界の凹状部分、または標的形状の凸状部分のどちらかと交差するようにする、境界線を配置するさらなるステップと、結果として、第１の層を、境界線によって分離されたセグメントに分割するさらなるステップであって、１つの長手方向セグメントが各長手方向部分に隣接するようにし、１つの径方向セグメントが各径方向部分に隣接するようにし、１つの境界線が、前記境界線が第１の層の外側境界の凹状部分と交差することによって、弧状部分が前記径方向および長手方向セグメントのうちの一方と境界を接するように、径方向セグメントおよび長手方向セグメントを分離するように配置される、第１の層をセグメントに分割するさらなるステップと、前記１つのセグメントに隣接するセグメントの後に、弧状部分と境界を接する前記１つのセグメントが除去されるように、すべてのセグメントを除去するさらなるステップであって、１つまたは複数の長手方向セグメントを除去するとき、旋削工具がＺ軸に沿って１つの方向に移動されるようにし、また１つまたは複数の径方向セグメントを除去するとき、旋削工具（１）がＸ軸に沿った１つの方向に移動されるようにし、Ｘ軸およびＺ軸に沿った前記方向が両方とも、両方が凹状部分に向かうか、または両方が凹状部分から離れる方向である、すべてのセグメントを除去するさらなるステップとを含む。

【0007】

凹状部分に隣接する材料を何ら前もって除去することなく前記凹状部分を機械加工すると、インサート破損のリスクが増加することを本発明者らは見出しているので、かかる方法によってインサート破損のリスクを低減することができる。リスクの増加は、本発明者らによれば、過剰な切削深さおよび／またはチップハンマリングのリスク増加によるものであり得る。特に、内部肩部または凹状部分に隣接する材料を前もって除去することなく、前記内部肩部または凹状部分に向かって旋削すると、インサート破損のリスクが増加することを本発明者らは見出している。この問題は、標的形状の形状に実質的に従う１つまたは複数の層がセグメントに分割されることによって、隣接セグメントを分離している境界が凹状部分の中点から離隔される、方法によって低減されることが見出されている。

【0008】

かかる方法によって、形状が非常に様々である旋削構成要素に対する限定された数の入力データに基づいて、工具経路を生成することができ、例えば、工具寿命および／またはサイクル時間および／または表面仕上げに関して効率的に、機械加工を実施することができる。

【0009】

コンピュータ実装方法は、ＣＮＣ旋盤を制御する命令を生成するなど、工具経路サイクルまたは切削サイクルを生成するためのものである。工具経路は、供給方向およびパスの順序など、ワークピースまたはブランク材に対する旋削工具の移動を制御するためのものである。旋削工具は、素材をブランク材から除去するのに適している。旋削工具１は、ノーズ切れ刃を生成する凸状表面によって接続される、第１および第２の切れ刃を備える。ノーズ切れ刃は、好ましくは、上面図で弧状であり、例えば０．１～１．６ｍｍの曲率半径を有する。第１および第２の切れ刃は、上面図で少なくとも部分的に線形であり、好ましくは、上面図で、好ましくは１５～８５°、さらにより好ましくは２５～８３°の鋭角を形成する。

【0010】

第１の切削方向がＸ軸に平行に設定された場合、ノーズ角度は好ましくは５０°以下であり、または第１および第２の切れ刃の形状が上面図で真っ直ぐではない場合、二等分線に対する第１または第２の切れ刃のアクティブ部分の間の角度は２５°以下である。これは、凹状部分を機械加工する際のチップ詰まりのリスクを低減するためである。

【0011】

第１および第２の切れ刃の間の二等分線は、Ｚ軸に対して、好ましくは４０°～５０°、さらにより好ましくは４５°度の角度を形成する。

【0012】

工具経路サイクルは、金属切削を通して、事前定義された標的形状を形成するためのものである。ブランク材は、Ｚ軸に沿って長手方向に、即ち軸線方向に延在し、またＸ軸に沿って径方向に延在する。Ｚ軸は回転軸を表し、ブランク材は回転軸を中心にして回転可能である。Ｘ軸はＺ軸に直交する。ブランク材またはブランク材形状は、第１および第２のブランク材エンドポイントの間に延在する連続線によって、Ｘ－Ｚ面に表される。

【0013】

標的形状は、第１および第２の標的エンドポイントの間に延在する連続線によってＸ－Ｚ面に表され、接続され共同で標的形状を形成する部分のセット、即ち下位部分のセットを備える。部分は線形または曲線であってもよい。線形部分は２つの端部の間に延在する。端部は、標的形状のエンドポイントであるか、または標的形状が線形部分の線形性から逸脱するところである。弧状部分は自身の曲率半径を有し、エンドポイントの間に、または線形部分もしくは異なる曲率半径を有する部分など、標的形状が前記曲率から逸脱するところに延在する。

【0014】

前記弧状部分のあるポイントの法線は、Ｚ軸に対して４５°の角度を形成する。弧状部分が、Ｚ軸に平行な１つの長手方向部分およびＸ軸に平行な１つの径方向部分を接続する場合、前記ポイントは前記弧状部分の中点である。

【0015】

部分のセットは、１つまたは複数の凸状部分、または角、ポイント、もしくはセクションと、１つまたは複数の凹状部分とを備える。標的形状は、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、または少なくとも５つの凸状および／もしくは凹状部分を備えてもよい。

【0016】

部分のセットは、Ｚ軸よりもかなりＸ軸に沿って延在する少なくとも１つの径方向部分をさらに備える。径方向部分は、Ｚ軸に対して４５°超過の角度で傾斜する。前記径方向部分は、例えば、線形であってＸ軸に平行であってもよい。径方向部分のすべてのポイントについて、法線はＺ軸に対して４５°より小さい角度を形成する。部分のセットは、Ｘ軸よりもかなりＺ軸に沿って延在する少なくとも１つの長手方向部分をさらに備える。前記長手方向部分は、例えば、線形であってＺ軸に平行であってもよい。長手方向部分は、Ｚ軸に対して４５°未満の角度で傾斜する。長手方向部分のすべてのポイントについて、法線はＺ軸に対して４５°超過の角度を形成する。

【0017】

径方向部分に関して、前記部分のエンドポイントの間の距離は、Ｚ軸に沿うよりもＸ軸に沿う方が長く、長手方向部分に関しては逆が真である。前記エンドポイントは標的形状の一部である。

【0018】

標的形状は、ノーズ切れ刃の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する凹状部分を何ら備えていない。凹状部分の少なくとも１つは、ノーズ切れ刃の曲率半径以上の曲率半径を有する弧状部分の形態である。前記弧は好ましくは円弧である。

【0019】

標的形状は、Ｘ－Ｚ面における標的形状の各ポイントが、Ｘ－Ｚ面で少なくとも１つのポイントから見通し線内にあるようなものである。換言すれば、Ｘ－Ｚ面における標的形状の各ポイントは、Ｘ－Ｚ面の１つのポイントに面している。

【0020】

方法は、ブランク材または開始形状の入力を受信するステップと、標的形状の入力を受信するステップと、オフセット距離、つまりオフセット距離関数の入力を設定するステップと、第１の切削方向および第２の切削方向を設定するステップとを含む。除去される素材または材料は、ブランク材形状と標的形状との差として定義される。前記入力はユーザ入力の形態であってもよい。あるいは、ブランク材形状に関して受信される入力は、測定デバイスからの測定データの形態であってもよい。標的形状に関して受信される入力は、１つまたは複数の描画のデータベースからのデータの形態であってもよい。オフセット距離またはオフセット距離関数は、例えば、ユーザ入力から、コンピュータプログラムからのプリセット値もしくは関数から、または切削データ推奨を包含するデータベースから、手動で設定されてもよい。オフセット距離は、オフセット距離が計算される基である複数のパラメータから設定されてもよい。前記第１および第２の切削方向は、Ｘ軸およびＺ軸に沿っており、ユーザ入力を通して選択されてもよく、あるいは旋削工具特性および／または標的形状などのパラメータに基づいて選択されてもよい。

【0021】

方法は、例えば、選択された標的形状を形成するようにブランク材を旋削するのに適した旋削工具の特性が選択されるように、旋削工具のユーザ入力を受信することを通して、旋削工具の入力を受信するステップを含んでもよい。旋削工具は、工具データベースから選択されてもよく、ユーザによって選択されてもよく、または標的形状、第１の切削方向、および第２の切削方向などのパラメータに基づいて設定されてもよい。

【0022】

ブランク材形状および標的形状は、ブランク材の回転軸を表すＺ軸に関して対称である。前記形状はＸ－Ｚ面における表現の形態である。

【0023】

方法は、完全にまたは部分的に素材内で、第１の層もしくは第１の層形状を生成または配置するステップを含む。第１の層は、オフセット距離またはオフセット距離関数の分、標的形状から垂直に離隔された、第１の層の内側境界および第１の層の外側境界を画定する、標的形状によって境界を定められる。第１の層は、第１および第２の標的エンドポイントの間に連続して延在する。オフセット距離は、標的形状から第１の層の外側境界までの垂直距離である。前記オフセット距離は、定数、即ち特定の値、または範囲、または関数であってもよい。第１の層の外側境界はＸ－Ｚ面における慎重線（cautious line）である。第１の層の外側境界の形状は、標的形状の形状に実質的に対応する。これは、第１の層の外側境界のすべてまたは実質的にすべての部分が、標的形状の部分に対応することを意味する。例えば、凸状部分および凹状部分の数は、標的形状と第１の層の外側境界とで等しい。第１の層の外側境界の各ポイントから標的形状までの最短距離は一定であってもよく、または変動してもよいが、好ましくは事前定義値以下である。

【0024】

第１の層は、ともに第１の層を形成するセグメントに分割される。第１の層は単一の旋削パスでは機械加工されず、第１の層のセグメント化は、第１の層を、即ち第１の層の内部にある素材を、機械加工する順序および方向の設定を支援するためである。セグメントは、仮想境界線のセットによって分離または分割される。前記境界線はそれぞれ、Ｚ軸に平行またはＸ軸に平行のどちらかで配置される。すべての境界線がＸ軸に平行であってもよい。あるいは、すべての境界線がＺ軸に平行である。あるいは、少なくとも１つの境界線がＸ軸に平行であり、少なくとも１つの境界線がＺ軸に平行である。前記境界線は、標的形状と第１の層の外側境界との間に延在する。

【0025】

１つの長手方向セグメントは長手方向部分に隣接する。標的形状が２つ以上の長手方向部分を備える場合、少なくとも、長手方向部分の長手方向長さ、即ちＺ軸に沿った延在が十分に長い場合、標的形状は２つ以上の長手方向セグメントを備えてもよい。

【0026】

１つの径方向セグメントは径方向部分に隣接する。標的形状が２つ以上の径方向部分を備える場合、少なくとも、径方向部分の径方向長さ、即ちＸ軸に沿った延在が十分に長い場合、標的形状は２つ以上の径方向セグメントを備えてもよい。

【0027】

セグメント化は、弧状部分全体がちょうど１つのセグメント内にあるようなものである。

【0028】

方法は、セグメントの数に等しい数のいくつかのパスを通して、すべてのセグメントを、より具体的にはすべてのセグメント内部の素材または材料を除去するように、旋削工具に指示するステップを含む。このように、セグメントを除去することは、素材のうち前記セグメント内にある部分を除去することを意味する。

【0029】

除去は、ノーズ切れ刃、ならびに第１の切れ刃および／または第２の切れ刃を用いて達成されるように設定される。

【0030】

パスの数は、径方向および長手方向セグメントの数に等しい。

【0031】

ノーズ切れ刃は機械加工表面を生成する。換言すれば、ノーズ切れ刃は標的形状に沿って移動する。

【0032】

第１の層内の素材を除去するとき、切削深さは変動してもよい。少なくとも１つのパスに対して、即ち１つのセグメント内の素材を除去するとき、第１の切れ刃がアクティブであり、また少なくとも他の１つのパスに対して、第２の切れ刃がアクティブであり、即ち、切削状態にある。

【0033】

このように、第１の層のすべてのセグメントが除去され、即ち第１の層内のすべての素材が除去され、標的形状が形成される。

【0034】

標的形状または第１の層の外側境界の凹状または凸状部分は、例えば、１つの円弧または１つの明確な角の形態であることができる。

【0035】

セグメントの１つの径方向セットは径方向部分に隣接する。換言すれば、各径方向セグメントは径方向部分に隣接する。１つの径方向セグメントのみが、単一の径方向部分に隣接していてもよい。

【0036】

１つの境界線は、前記境界線が第１の層の外側境界の凹状部分と交差するように配置される。好ましくは、第１の層の外側境界の各凹状部分には境界線が交差し、前記境界線は平行である。

【0037】

凹状部分に隣接する部分をそれぞれ備える、径方向セグメントおよび長手方向セグメントは、弧状部分が前記径方向および長手方向セグメントのうちの一方と境界を接するように、前記１つの境界線によって分離される。前記１つの境界線がＸ軸に平行である場合、径方向セグメントは前記弧状部分を備える。前記１つの境界線がＺ軸に平行である場合、長手方向セグメントは前記弧状部分を備える。旋削工具を用いてすべてのセグメントを除去する順序は、弧状部分と境界を接する前記１つのセグメントが、前記１つのセグメントに隣接するセグメントの後に除去されるような順序である。換言すれば、前記１つの境界線がＺ軸に平行である場合、径方向セグメントが長手方向セグメントの前に除去される。前記１つの境界線がＸ軸に平行である場合、長手方向セグメントが径方向セグメントの前に除去される。

【0038】

セグメントの除去は、長手方向セグメントまたは１つもしくは複数の長手方向セグメントを除去するとき、即ち第１および第２の切れ刃のうちの一方がアクティブのとき、Ｚ軸に沿った１つの方向で旋削工具を移動するようなものである。１つまたは複数の径方向セグメントを除去するとき、即ち第１および第２の切れ刃のうちの一方がアクティブのときは、Ｘ軸に沿った１つの方向で旋削工具を移動する。

【0039】

Ｘ軸およびＺ軸に沿った前記方向は両方とも、両方が凹状部分に向かうか、または両方が凹状部分から離れるかのどちらかである。これにより、前記長手方向セグメントを除去するときに第１の切れ刃がアクティブである場合、前記径方向セグメントを除去するときに第２の切れ刃がアクティブであり、またはその逆である。これにより、インサートの摩耗が切れ刃に沿ってより均等に分散される。

【0040】

一実施形態によれば、方法は、第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、標的形状の凸状部分と交差する１つの境界線をＺ軸に平行に配置し、第１の層の外側境界の凹状部分と交差する１つの境界線をＸ軸に平行に配置するさらなるステップと、第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、標的形状の凸状部分と交差する１つの境界線をＸ軸に平行に配置し、第１の層の外側境界の凹状部分と交差する１つの境界線をＺ軸に平行に配置するさらなるステップと、第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、１つまたは複数の長手方向セグメントを除去し、続いて１つまたは複数の径方向セグメントを除去するさらなるステップと、第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、１つまたは複数の径方向セグメントを除去し、続いて１つまたは複数の長手方向セグメントを除去するさらなるステップとを含む。

【0041】

かかる方法を用いて、ユーザは、長手方向および径方向の両方で切削方向を選択することができる。方法を様々な旋削工具に使用することができるので、これは利点である。一部の旋削工具は、１つの径方向および１つの長手方向のみの機械加工に適しており、他の旋削工具を、反対の長手方向および径方向に使用することができる。旋削工具に応じて、工具寿命を最大限にするために、切削方向は異なることがある。

【0042】

かかる方法によって、比較的少ないパスによって標的形状が生成され、したがってカスプの数が低減されるので、表面仕上げを許容可能なレベルで保つことができる。

【0043】

前記境界線の配置は、選択された第１の切削方向に応じて決まる。設定される第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、Ｚ軸に平行な境界線が、前記境界線が標的形状の凸状部分と交差するように配置される。標的形状が２つ以上の凸状部分を備える場合、それぞれの凸状部分がＺ軸に平行な１つの境界線と交差する。したがって、境界線の数は凸状部分の数に等しい。さらに、設定される第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、Ｘ軸に平行な１つの境界線が、第１の層の外側境界の凹状部分と交差するように、また標的形状の１つの長手方向部分と交差するように配置される。第１の層の外側境界が２つ以上の凹状部分を備える場合、前記凹状部分のすべてがＸ軸に平行な１つの境界線と交差する。

【0044】

第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、１つの境界線が、前記境界線が標的形状の凸状部分と交差するように配置され、前記境界線はＸ軸に平行である。さらに、１つの境界線が、前記境界線が第１の層の外側境界の凹状部分と交差し、また径方向部分と交差するように配置され、前記境界線はＺ軸に平行である。第１の層の外側境界が２つ以上の凹状部分を備える場合、前記部分はそれぞれＺ軸に平行な境界線と交差する。

【0045】

第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、旋削工具をＺ軸に沿って移動することによって、長手方向セグメントまたは１つもしくはセグメントが最初に除去される。Ｚ軸に沿った移動は、第１の切削方向によって設定されるようなＺ軸に沿った方向で、移動方向の１つの成分がＺ軸に沿っていると理解されるべきである。すべての長手方向セグメントが除去された後、移動方向の１つの成分が第２の切削方向にあるように、旋削工具をＸ軸に沿って移動することによって、すべての径方向セグメントが除去される。

【0046】

第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、長手方向セグメントの前に径方向セグメントがすべて除去される。旋削工具の移動方向は上述の通りであり、即ち、径方向セグメントの場合はＸ軸に沿っており、長手方向セグメントの場合はＺ軸に沿っている。

【0047】

第１の切削方向がＸ軸に沿っているかまたはＺ軸に沿っているかにかかわらず、除去される第１のセグメントは、好ましくは、第１の標的エンドポイントまたは第２の標的エンドポイントに隣接するセグメントである。

【0048】

第１の切削方向および第２の切削方向は両方とも、両方が凹状部分に向かうか、または両方が凹状部分から離れるかのどちらかである。

【0049】

一実施形態によれば、第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、旋削工具をＺ軸に沿って１つの方向に移動することによって、１つまたは複数の長手方向セグメントを除去し、続いて旋削工具をＸ軸に沿って１つの方向に移動することによって、１つまたは複数の径方向セグメントを除去し、第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、旋削工具をＸ軸に沿って１つの方向に移動することによって、１つまたは複数の径方向セグメントを除去し、続いて旋削工具をＺ軸に沿って１つの方向に移動することによって、１つまたは複数の長手方向セグメントを除去する。

【0050】

かかる方法によって、セグメントの各セットに対して、旋削工具をＸ軸およびＺ軸それぞれに沿って１つの方向にのみ移動するので、機械加工時間を比較的少なく保つことができる。セグメントの各セットは、ここでは、セグメントの径方向セット、即ち１つまたは複数の径方向セグメント、およびセグメントの長手方向セット、即ち１つまたは複数の長手方向セグメントを指す。このように、切削工具の空中移動（air movements）または早送りの時間、即ちパス間における旋削工具の移動の時間を、比較的少なく保つことができる。

【0051】

一実施形態によれば、第１の切削方向および第２の切削方向は両方とも、両方が凹状部分に向かうか、または両方が凹状部分から離れるかのどちらかである。

【0052】

かかる方法によって、摩耗は切れ刃のより長い部分全体に拡散される。より正確には、第１および第２の切れ刃は両方とも摩耗する。このように、工具寿命を増加させることができる。

【0053】

１つまたは複数の径方向セグメントは、ノーズ切れ刃および第１の切れ刃を用いて除去され、１つまたは複数の長手方向セグメントは、ノーズ切れ刃および第２の切れ刃を用いて除去される。あるいは、１つまたは複数の長手方向セグメントは、ノーズ切れ刃および第１の切れ刃を用いて除去され、１つまたは複数の径方向セグメントは、ノーズ切れ刃および第２の切れ刃を用いて除去される。

【0054】

好ましくは、第１の切削方向および第２の切削方向は両方とも、両方が凹状部分から離れる方向にある。かかる方法によって、ノーズ切れ刃の摩耗をさらに低減することができ、それによって工具寿命が増加する。

【0055】

一実施形態によれば、径方向部分はＸ軸に平行であり、長手方向部分はＺ軸に平行であり、径方向部分および長手方向部分のうちの一方は単一のパスによって形成される。

【0056】

標的形状の径方向部分はＸ軸に平行であり、標的形状の長手方向部分はＺ軸に平行であり、したがって９０°の内角を形成する。

【0057】

弧状部分の形態である凹状部分に隣接する、第１の部分および長手方向部分のうちの一方は、単一のパスによって形成される。第１の切削方向がＸ軸に平行である場合、長手方向部分が単一のパスによって形成される。第１の切削方向がＺ軸に平行である場合、径方向部分が単一のパスによって形成される。

【0058】

かかる方法によって、表面仕上げが改善される。標的形状の前記第１の部分および長手方向部分のうちのどちらかの全体が、単一のパスによって形成される。前記第１の部分および長手方向部分はそれぞれ、標的形状が前記軸のうちの一方に平行な状態から逸脱するまで、または標的形状が終了するまで、Ｘ軸またはＺ軸のどちらかに平行に延在する。

【0059】

一実施形態によれば、標的形状はさらなる長手方向部分を備え、さらなる長手方向部分および径方向部分は、弧状部分の形態の凸状部分によって接続され、第３のセグメントはさらなる長手方向部分によって境界を定められる。

【0060】

第３のセグメントは、さらなる長手方向部分によって境界を定められるかまたはそれに隣接する。旋削工具は、長手方向セグメントを除去するとき、Ｚ軸に沿って同じ方向に移動し、前記長手方向セグメントは連続して次々に除去される。径方向セグメントは、前記長手方向セグメントの両方の後または前に除去される。

【0061】

さらなる長手方向部分は、例えば、長手方向部分に平行であり、Ｚ軸から異なる距離に、例えばより遠い距離にあってもよい。

【0062】

かかる方法によって、第１および第２のセグメントの除去の間のＺ軸に沿った旋削工具の移動が最小限に抑えられるので、サイクル時間が低減される。

【0063】

一実施形態によれば、方法は、Ｘ方向のオフセット距離およびＺ方向のオフセット距離を表す、１つのパラメータまたは２つのパラメータの入力を受信するさらなるステップを含む。

【0064】

入力は、例えば、ユーザ入力の形態であってもよく、または旋削工具に対する前記１つもしくは複数のパラメータが格納される、デジタル工具データベースから入力されてもよい。前記オフセット距離は、旋削工具および切削方向の両方の関数として設定されてもよい。例えば、オフセット距離は、特定の旋削工具に関して、Ｚ軸に沿ったどの方向に第１の切削方向が向けられるかに応じて、異なる値を有してもよい。

【0065】

オフセット距離を設定するためのパラメータは、オフセットｘ値、即ちＸ軸に沿ったオフセット距離、およびオフセットｚ値、即ちＺ軸に沿ったオフセット距離を備える。

【0066】

１つのパラメータ、即ち１つの値は、Ｘ方向およびＺ方向両方のオフセット距離を表してもよい。換言すれば、前記オフセット距離は等しい。あるいは、前記オフセット距離は等しくなく、したがって２つの異なる値が設定される。前記値は、好ましくは０．２～８．０ｍｍ、さらにより好ましくは０．５～５．０ｍｍの範囲内である。

【0067】

かかる方法によって、対称的ではない旋削工具、例えば、Ｚ軸に対して４５°の角度を形成する第１および第２の切れ刃の間の二等分線を有さないか、または径方向および長手方向の旋削に等しく適していないインサートに適するように、切削深さを選択することができる。

【0068】

一実施形態によれば、凸状部分は、径方向部分をＸ軸に平行に、および、さらなる長手方向部分をＺ軸に平行に接続し、第１の層の外側境界の径方向部分は、径方向部分に平行であり、Ｚ方向にオフセット距離の分、離隔され、第１の層の外側境界の長手方向部分は、さらなる長手方向部分に平行であり、Ｘ方向にオフセット距離の分、離隔され、第１の層の外側境界の第１の部分および長手方向部分は、第１の層の外側境界の凸状部分で交差し、前記凸状部分は９０°の角の形態である。

【0069】

方法は、好ましくは、標的形状の凸状部分の曲率半径が事前定義値未満のときのみ、またはその場合、上述のステップを含む。前記事前定義値は、好ましくは、０．４～３．０ｍｍの範囲内である。

【0070】

方法は、好ましくは、事前定義された最大切削深さ値を設定するステップを含んでもよく、前記値は、手動で設定、即ちユーザによって入力されてもよく、または切削工具に対する最大切削深さ値を含むデータベースから自動的に設定されてもよい。１つの境界線。標的形状の凸状部分と交差する１つの境界線から第１の層の外側境界までの垂直距離は、前記最大切削深さ値以下であるように設定される。

【0071】

第１の層の外側境界は径方向部分を備え、前記径方向部分はＸ軸に平行である。第１の層の外側境界の前記径方向部分は、標的形状の径方向部分の一部分に平行であり、Ｚ方向にオフセット距離の分、離隔される。

【0072】

第１の層の外側境界の凸状部分は、ちょうど９０°の角、即ち曲率を有さない角の形態である。前記角は、第１の層の外側境界の部分を接続し、上記部分はそれぞれ、Ｘ軸に平行、およびＺ軸に平行である。

【0073】

一実施形態によれば、方法は、分割角度を設定するステップと、Ｚ軸に対して分割角度に等しい角度を形成する法線を有する、前記凸状部分のポイントから凸状部分と交差する境界線を配置するさらなるステップとを含む。

【0074】

このように、方法は、例えば、分割角度であるユーザからの入力を受信することにより、分割角度を設定するステップを含む。あるいは、前記角度は、既定値、好ましくは４５°に設定することができる。あるいは、前記角度はパラメータから計算されてもよい。

【0075】

かかる方法によって、凹状部分の周囲または近傍のセグメント化を、制御された形で選択することができる。

【0076】

分割角度は好ましくは４５°に設定される。かかる事例で、第１の切削方向２５がＺ軸に沿っている場合、長手方向部分は各ポイントで、Ｚ軸に対して４５°以下である角度を形成する。かかる事例で、第１の切削方向２５がＸ軸に沿っている場合、径方向部分は各ポイントで、Ｚ軸に対して４５°以上である角度を形成する。

【0077】

一実施形態によれば、方法は、分割角度をａｒｃｔａｎ（Ｏｘ／Ｏｚ）に等しく設定するさらなるステップを含む。

【0078】

このように、前記分割角度は、Ｘ方向のオフセット距離をＺ方向のオフセット距離で割ったもののａｒｃｔａｎに等しく設定される。

【0079】

かかる方法によって、凹状部分に隣接する各セグメントは、より均一な厚さを有するようになり、切削深さがオフセット距離を上回るリスクが低減される。

【0080】

一実施形態によれば、方法は、Ｘ方向およびＺ方向のオフセット距離を表す前記パラメータＯｘ、Ｏｚから、オフセット距離を計算するさらなるステップと、
標的形状からオフセット距離の分垂直方向に離隔された、第１の層の外側境界を配置するさらなるステップとを含み、
オフセット距離ｍは次式に従って計算され、
ｍ＝（（９０－β）・Ｏｘ＋β・Ｏｚ）／９０
式中、角度βは、標的形状がＺ軸に対して形成する角度である。

【0081】

前記角度は度で表される。前記角度は、標的形状の各ポイントがＺ軸に対して形成する角度である。

【0082】

かかる方法によって、先細部分を備える標的形状など、より複雑な形状の標的形状に関しても、径方向および長手方向の旋削に関して異なる特性を有する旋削工具に対して、第１の層の外側境界までの距離を計算することができる。

【0083】

一実施形態によれば、方法は、標的形状の各凹状部分のポイントから、Ｚ軸に対して分割角度に等しい角度で法線を形成する垂直な補助線を生成するさらなるステップと、前記境界線が前記ポイントと交差するように、標的形状の凸状部分と交差する、１つまたは複数の境界線を配置するさらなるステップと、前記境界線がそれぞれ、１つの補助線と第１の層の外側境界との交点と交差するように、第１の層の外側境界の凹状部分と交差する、１つまたは複数の境界線を配置するさらなるステップとを含む。

【0084】

分割角度は、好ましくは、ａｒｃｔａｎ（Ｏｘ／Ｏｚ）に等しい。

【0085】

一実施形態によれば、方法は、各セグメント内のすべての素材を供給速度で除去した直後または実質的に直後に、旋削工具を、前記供給速度よりも速い速度で後続のセグメントまで移動するさらなるステップを含む。

【0086】

セグメントの除去は、旋削工具のノーズ切れ刃が前記セグメントの内側境界線に沿って、即ち第１の層に対する標的形状に沿って移動することによって達成される。移動は、通常はワークピースの１回転当たりの指定距離に設定される、通常は１回転当たり０．０５～８．０ｍｍの範囲の、フィードと呼ばれるものによる。各セグメントを除去した直後または実質的に直後に、旋削工具を、前記セグメントの内側境界線から離れる方向に、供給速度よりも速い速度で、後続のセグメントの開始位置に向かって移動する。かかる高速移動は、空中移動または早送りとしても知られている。

【0087】

旋削工具のかかる除去は、好ましくは、２番目以上の層に関して、前記セグメント内のすべての素材が除去された直後または実質的に直後である。直後とは、前記セグメント内のすべての素材が除去された後、３秒未満、好ましくは２秒未満の時間と理解されるべきである。

【0088】

かかる方法によって、サイクル時間が低減される。

【0089】

一実施形態によれば、方法は、すべてのセグメントを除去するとき、第１の切れ刃がＺ軸に対して一定の角度を形成するように、旋削工具を配置するさらなるステップを含み、旋削工具は、工具本体と旋削インサートとを備え、工具本体は、前端と後端との間に延在する自身の長手方向軸線に沿って延在し、後端は、ＣＮＣ旋盤のマシンインターフェースに接続され、旋削インサートは、工具本体の前端に接続され、長手方向軸線はＸ軸に平行に配置される。

【0090】

旋削工具は、好ましくは、第１および第２の切れ刃の中間に延在する二等分線が、Ｚ軸に対して４５°の角度を形成するように選択される。

【0091】

一実施形態によれば、方法は、第１および第２の切削方向を設定する前に、旋削工具を設定するさらなるステップと、旋削工具のノーズ角度が６０°超過であり、第１および第２の切れ刃がそれぞれ、上面図でオフセット距離を上回る長さを有する場合、第１および第２の切削方向を１つまたは複数の凹状部分に向かって設定するさらなるステップとを含む。

【0092】

かかる方法によって、インサート破損のリスクがさらに低減される。本発明者らは、凹状部分に向かう、特に９０°の凹角に向かう旋削は、８０°のノーズ角度を有するタイプＣＮＭＧのインサートなど、比較的大きいノーズ角度を有する旋削インサートに関して、インサート破損のリスクが増加することを見出している。

【0093】

上面図では、第１および第２の切れ刃はそれぞれ、オフセット距離を上回る長さ、あるいは５ｍｍを上回る長さ、さらにより好ましくは７ｍｍを上回る長さを有する。

【0094】

ノーズ角度は、上面図で第１および第２の切れ刃の間の角度として定義される。旋削工具は、好ましくは、旋削インサートを備える。

【0095】

一実施形態によれば、方法は、旋削工具を設定する前に、第１および第２の切削方向を設定するさらなるステップと、第１および第２の切削方向のうちの一方または両方が１つまたは複数の凹状部分から離れる方向に設定されている場合、旋削工具のノーズ角度が６０°超過以下の角度を形成するように、または旋削工具が、６０°以下の角度を間に形成する第３および第４の切れ刃を備えるように、旋削工具を設定するさらなるステップであって、前記第３および第４の切れ刃が、オフセット距離未満の距離の分、ノーズ切れ刃から離隔される、旋削工具を設定するさらなるステップとを含む。

【0096】

本発明者らは、凹状部分から離れる方向に切削するとき、８０°のノーズ角度を有するタイプＣＮＭＧのインサートなど、比較的大きいノーズ角度を有する旋削インサートに関して、インサート破損のリスクが増加すること、ならびに上述した旋削工具のいずれかによってこのリスクが低減されることを見出している。

【0097】

ノーズ角度は、上面図で第１および第２の切れ刃の間の角度として定義される。旋削工具は、好ましくは、旋削インサートを備える。２番目に言及した旋削工具は、好ましくは、第１および第２の切れ刃を接続するノーズ切れ刃を備える旋削インサートを備えてもよく、第１および第２の切れ刃は７０～８５°のノーズ角度を形成し、第１の切れ刃はノーズ切れ刃と第３の切れ刃との間にあり、第２の切れ刃はノーズカッティングと第４の切れ刃との間にあり、第３および第４の切れ刃は５０°未満の角度を形成する。第３の切れ刃の一部分および第４の切れ刃の一部分は、オフセット距離未満の距離の分、あるいは６ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満の距離の分、ノーズ切れ刃から離隔される。

【0098】

一実施形態によれば、方法は、ブランク材形状が少なくとも部分的に第１の層の外側境界の外側にある場合、生成されたすべての層が素材から完全に離隔されるまで、標的形状からさらに離れた１つまたは複数のさらなる層を生成するさらなるステップであって、さらなる層がそれぞれ、内側境界および外側境界によって限定され、さらなる層それぞれに関して、それぞれの外側境界が、オフセット距離の分、それぞれの内側境界から離隔される、さらなる層を生成するさらなるステップと、さらなる層それぞれを、境界線によって分離されたセグメントのセットに分割するさらなるステップであって、セグメントの前記セットがそれぞれ、第１の層のセグメントのセットに対応し、前記境界線がそれぞれ、第１の層の境界線に対応する、さらなる層それぞれを分割するさらなるステップと、第１の層が残るまで、素材を含むすべてのセグメントを最上位層から除去し、続いて素材を含むすべてのセグメントを後続の各層から除去するように、旋削工具に指示するさらなるステップとを含む。

【0099】

１つまたは複数の前記さらなる層の前記外側境界の形状は、第１の層の外側境界の形状に対応するか、または実質的に対応する。１つまたは複数の前記さらなる層の前記外側境界は、第１の層の外側境界と等しい数の凸状部分および凹状部分を備える。

【0100】

前記さらなる層はそれぞれ、少なくとも部分的に素材内にある。

【0101】

下位層の外側境界は、１つ上位の層の内側境界と同じ、即ちそれに対応するか、または一致する。上位層の外側境界は下位層の外側境界から離隔される。

【0102】

１つまたは複数のさらなる層の境界線は、第１の層の境界線に対応する形で描写または生成される。したがって、第１の切削方向がＺ軸に沿っている場合、それぞれの層の内側境界の１つまたは複数の凸状部分と交差する１つまたは複数の境界線は、Ｚ軸に平行に配置され、それぞれの層の外側境界の１つまたは複数の凹状部分と交差する１つまたは複数の境界線は、Ｘ軸に平行に配置される。あるいは、第１の切削方向がＸ軸に沿っている場合、それぞれの層の内側境界の１つまたは複数の凸状部分と交差する１つまたは複数の境界線は、Ｘ軸に平行に配置され、それぞれの層の外側境界の１つまたは複数の凹状部分と交差する１つまたは複数の境界線は、Ｚ軸に平行に配置される。

【0103】

さらなる層それぞれに関して、素材を含むセグメントを除去する順序は、第１の層の対応するセグメントを除去する順序に対応するか、または実質的に対応する。

【0104】

さらなる層それぞれの前記セグメントの除去は、旋削工具の移動方向に対して、第１の層の対応するセグメントに関するものと対応する。

【0105】

素材を含むセグメントは層の順序で除去され、即ち、外側の層のすべてのセグメントが最初に機械加工され、次に第２の外側の層のすべてのセグメントが機械加工される、などである。

【0106】

素材を含む各セグメントは、旋削工具によって１パスで除去される。パスの数は素材を含むセグメントの数に等しい。

【0107】

標的形状の少なくともいくつかのポイントに関して、標的形状から、第２、第３などの層の外側境界までの垂直距離は、標的形状から第１の層の外側境界までの垂直距離の倍数である。換言すれば、層は少なくとも部分的に均等な厚さを有し、層の厚さは、それぞれの層の内側境界と外側境界との間の垂直距離によって定義される。

【0108】

オフセット距離またはオフセット距離関数は、すべての層に関して同じであり、即ち対応する形で計算または設定される。

【0109】

一実施形態によれば、コンピューティングデバイスまたはシステムによって実行されると、コンピューティングデバイスまたはシステムに、上述した方法のいずれか１つによる方法を実施させる命令を有する、コンピュータプログラム製品が提供される。

【0110】

以下、本発明について、本発明の実施形態の記載および添付図面の参照によって、さらに詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0111】

【図1】第１の層が標的形状に隣接して部分的に素材内にどのように配置されるかを示す概略図である。

【図2】図１の標的形状に隣接して配置された代替の第１の層を示す概略図である。

【図3】図１の第１の層がどのようにセグメントに分割されるかを示す概略図である。

【図4】図１の第１の層における代替のセグメント化を示す概略図である。

【図5】図２の第１の層がどのようにセグメントに分割されるかを示す概略図である。

【図6】図２の第１の層における代替のセグメント化を示す概略図である。

【図7】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図8】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図9】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図10】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図11】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図12】図５のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図13】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図14】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図15】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図16】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図17】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図18】図５のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図19】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図20】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図21】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図22】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図23】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図24】図６のセグメントが旋削工具を用いて除去されるステップを示す概略図である。

【図25】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図26】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図27】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図28】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図29】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図30】図６のセグメントを除去するステップの代替順序を示す概略図である。

【図31】第１の層が代替の標的形状に隣接して素材内にどのように配置されるかを示す概略図である。

【図32】第２の層が追加された図３１の標的形状を示す概略図である。

【図33】第１、第２、および第３の層がセグメント化された図３１の標的形状を示す概略図である。

【図34】図３３の層における代替のセグメント化を示す概略図である。

【図35】代替の第１の層が図３１の標的形状に隣接してどのように配置されるかを示す概略図である。

【図36】第２の層が図３５にどのように追加されるかを示す概略図である。

【図37】第１、第２、および第３の層がセグメント化された、図３６に追加された第３の層を示す概略図である。

【図38】図３７の層における代替のセグメント化を示す概略図である。

【図39】セグメント化された第１の層がさらなる代替の標的形状に隣接して部分的に素材内にどのように配置されるかを示す概略図である。

【図40】図３９の第１の層の代替のセグメント化を示す概略図である。

【図41】第１および第２の層がセグメント化された、図１の標的形状および代替のブランク形状を示す概略図である。

【図42】図４１の層の代替のセグメント化を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0112】

旋削工具１と、ブランク材形状１０を有するブランク材の部分とを示す、図１を参照する。旋削工具１は、ＣＮＣ旋盤（図示なし）の一部であるマシンインターフェース５１に接続される。数値制御装置（図示なし）は、旋削工具１の移動、および回転軸を中心にしたブランク材の回転を指示し、それにより、素材１２を除去することによって標的形状５を形成する。ブランク材形状１０、即ちブランク材の外側境界、および標的形状５はＸ－Ｚ面で示されており、ブランク材の回転軸はＺ軸によって表され、Ｘ軸はブランク材の径方向を表し、Ｘ軸はＺ軸に直交する。標的形状５は、第１および第２の標的エンドポイント２２、２３の間に連続的に延在し、複数の部分６、７、８、９、２１によって形成される。標的形状５は、Ｚ軸に平行な２つの長手方向部分９、２１と、Ｘ軸に平行な１つの径方向部分８と、１つの弧状凸状部分６と、１つの弧状凹状部分７とを備える。前記弧状部６、７は円弧状部６、７である。旋削工具１は、工具本体と旋削インサート５０とを備える。旋削インサートは、圧締め手段（図示なし）によって、工具本体に形成されたインサート座に装着される。工具本体は、前端と後端との間に延在する自身の長手方向軸線Ａ１に沿って延在する。インサート座は前端に形成され、後端はマシンインターフェース５１に接続される。長手方向軸線Ａ１はＸ軸に平行である。旋削インサート５０は、上面図で示されており、切れ刃を生成する表面である弧状部を有する凸状ノーズ切れ刃４によって接続された、第１および第２の切れ刃２、３を備える。ノーズ角度は、第１および第２の切れ刃２、３の間の角度として定義され、前記ノーズ角度は鋭角である。弧状ノーズ切れ刃４は弧状凹状部分７よりも小さい曲率半径を有する。図１は、標的形状５と第１の層の外側境界１３との間に延在する、仮想の第１の層１１がどのように生成されるかの一例を示している。第１の層１１は部分的に素材１２内にある。Ｘ－Ｚ面における素材１２の面積は、第１の層の対応する面積よりも小さい。素材１２は、第１の層１１の外側には延在しない。第１の層の外側境界１３は、オフセット距離ｍの分、標的形状５から離隔されている。オフセット距離ｍは、旋削インサート５０の最大切削深さ以下である。オフセット距離ｍは一定値であり、つまり、標的形状５から第１の層の外側境界１３までの垂直距離は一定値である。これは、Ｘ方向のオフセット距離ＯｘがＺ方向のオフセット距離Ｏｚに等しく、それがオフセット距離ｍに等しいことを意味する。したがって、厚さが標的形状５から垂直に測定される、第１の層１１の厚さは均一である。第１の層の外側境界１３は、標的形状５の凸状部分６に対応する１つの凸状部分１４と、標的形状５の凹状部分７に対応する明確な内角の形態である１つの凹状部分１５とを備える。第１の層の外側境界１３は、標的形状５の２つの長手方向部分９、２１に平行でありそれらに対応する長手方向部分と、標的形状の径方向部分８に対応するそれに平行な１つの径方向部分とをさらに備える。

【0113】

旋削工具１の形状および向きは、標的形状５が形成されるように素材１２を除去できるようなものである。標的形状５は、標的形状５の各ポイントが、Ｘ－Ｚ面の少なくとも１つのポイント、例えばマシンインターフェース５１を表す面積内のポイントからの、見通し線内にあるようなものである。換言すれば、Ｘ－Ｚ面における標的形状の各ポイントは、Ｘ－Ｚ面の１つのポイントに面している。

【0114】

図２は、第１の層の外側境界１３の形状が異なる点、およびオフセット距離ｍが一定ではない点で、図１と異なる。より具体的には、第１の層の外側境界１３の凸状部分１４は、ちょうど９０°の角１４の形態である。前記９０°の角１４は、標的形状５の長手方向部分２１および径方向部分８にそれぞれ対応する、第１の層の外側境界１３の長手方向部分および径方向部分を延在させることによって形成される。標的形状５の前記長手方向部分２１および径方向部分８は、標的形状５の凸状部分６によって分離されている。部分の前記延在部は線形状である。オフセット距離ｍは、オフセット距離ｍがより長い標的形状５の凸状部分６を除いて一定値を有し、即ち、オフセット距離は標的形状５の凸状部分６で増加している。

【0115】

図３は、図１における第１の層１１のセグメント化の１つの代替例を示している。より具体的には、図３は、第１の切削方向２５がＺ軸に沿うものと設定されたときのセグメント化を示している。第１の層１１は、長手方向１６、１８および径方向１７のセグメントに分割される。第１の切削方向２５は、図３では、Ｚ軸に平行に、右側に向かって設定され、第２の切削方向２６は、Ｘ軸に平行に、上向きの方向に設定される。第１の切削方向２５は、長手方向セグメント１６、１８が径方向セグメント１７の前か後かで除去されるべきかを決定する。図３では、第１の切削方向２５がＺ軸に沿うものと設定されており、長手方向セグメント１６、１８が最初に除去される。

【0116】

Ｘ方向のオフセット距離ＯｘはＺ方向のオフセット距離Ｏｚに等しいので、分割角度αは４５°に設定される。

【0117】

１つの補助線３１は、分割角度αに等しい、Ｚ軸に対する角度を形成する。前記補助線３１は、標的形状５の凹状部分７のポイントから垂直に延在して、４５°の、即ちＺ軸に対して分割角度αに等しい法線を形成する。

【0118】

他方の第２の補助線３２は、第１の上記した補助線３１に平行であり、Ｚ軸に対して４５°の法線を形成する、標的形状５の凸状部分８のポイントから垂直に延在する。

【0119】

セグメント化は、Ｘ軸に平行な１つの境界線１９が、前記境界線１９が第１の層の外側境界１３の凹状部分１５と交差し、かつ標的形状５の１つの長手方向部分９と交差するように、配置されるようなものである。前記境界線１９は凹状部分７の中点から離隔される。前記境界線１９は、補助線３１が第１の層の外側境界１３と交差するポイントと交差する。第１の切削方向がＺ軸に沿っているので、第１の層の外側境界１３の凹状部分１５と交差する境界線１９は、Ｘ軸に平行であるように設定される。

【0120】

第２の境界線２０は、標的形状５と第１の層の外側境界１３との間に延在し、Ｚ軸に平行に延在する。前記境界線２０は、第２の補助線３２と同じポイントを起点にして、標的形状５から延在する。第１の切削方向がＺ軸に沿っているので、第２の境界線２０はＺ軸に平行に延在する。

【0121】

このように、第１の層１１は、境界線１９、２０によって３つのセグメント１６、１７、１８に分割され、２つのセグメント１６、１８は長手方向セグメントであり、１つのセグメント１７は径方向セグメントである。第１の標的エンドポイント２２から第２の標的エンドポイント２３までの１つおきのセグメントが、長手方向セグメント１６、１８である。セグメント化は、第１の切削方向２５が左側に向かう場合であっても、第２の切削方向２６が図面内で下向きであっても同じであろう。

【0122】

図４は、第１の切削方向２５がＸ軸に沿うものと設定されたときの第１の層１１のセグメント化を示している。このように、図４は、第１の切削方向がＸ軸に沿っており、そのため異なるセグメント化となる点で、図３と異なる。補助線３１、３２は図３と同様に描かれている。境界線１９、２０は、図３と同じポイントから描かれている。第１の補助線３１が第１の層の外側境界１３と交差するところから描かれる境界線１９は、Ｚ軸に平行であるように設定される。第２の補助線３２が標的形状５と交差するところから描かれる境界線２０は、Ｘ軸に平行であるように設定される。

【0123】

図５は、第１の層１１の厚さが一定ではない点のみが図３と異なる。むしろ、オフセット距離は図２と同様に設定されている。図２と同様に、第１の層の外側境界１３は、Ｘ軸およびＺ軸それぞれに平行に延在する、第１の層の外側境界１３の部分を延在させることによって形成される、ちょうど９０°の凸状角１４を備える。境界線１９、２０は図３と同様に描かれており、第１の層１１は３つのセグメント１６、１７、１８に分割される。

【0124】

図６は、第１の切削方向２５がＸ軸に沿っており、結果として境界線１９、２０が図４の境界線に対応するような形で描かれている点で、図５と異なる。

【0125】

図７～図１２は、図５の第１の層１１内の素材が図１の旋削工具１を用いて除去される、第１の機械加工シーケンスを示している。第１の切削方向２５はＺ軸に沿って設定され、第２の切削方向２６はＸ軸に沿って設定されている。したがって、長手方向セグメント１６、１８（より正確には、長手方向セグメント１６、１８それぞれの中の素材）は、径方向セグメント１７の前に除去される。第１の切削方向２５は左側に向かって設定される。したがって、長手方向セグメント１６、１８は、旋削工具１を左側に向かって移動させることによって除去される。図７は、第１のセグメント１６を除去するときの旋削工具の開始位置を示し、図８は終了位置を示している。このように、第１のパスは、図７および図８によって示されており、第１のパスの間、旋削工具１は左側に向かって移動する。

【0126】

図９および図１０はそれぞれ、第２のパスにおける旋削工具１の開始位置および終了位置を示している。再び、旋削工具１は左側に向かって移動する。

【0127】

図１１および図１２は、第３および最終パスにおける旋削工具１の反応的な開始位置および終了位置を示している。第２の切削方向２６が下向きであり、即ちブランク材の回転軸（図示なし）に向かっているので、旋削工具１は下側に移動する。

【0128】

長手方向セグメント１６、１８が除去されるとき、第１の切れ刃２がアクティブであり、径方向セグメント１７を除去するとき、第２の切れ刃３がアクティブである。したがって、摩耗は切れ刃のより長い部分にわたって分散される。旋削工具１を図１２の終了位置に向かって移動するとき、切削深さは比較的深い。換言すれば、アクティブである、即ち切削状態にある、第２の切れ刃３の部分は比較的浅い。これは、セグメント１６が第３のパスの前に除去されているという事実によるものである。したがって、インサート破損のリスクを低減することができる。

【0129】

図１３～図１８は、第１の層が３つのパスを通して除去される、第２の機械加工シーケンスを示している。第１の切削方向２５がＺ軸に沿っており、第２の切削方向２６がＸ軸に沿っているので、第１の層のセグメント化は第１の機械加工シーケンスの場合と同じである。第１の機械加工シーケンスの場合、長手方向セグメント１６、１８は径方向セグメント１７の前に除去される。第１の切削方向２５が右側に向かっているので、長手方向セグメント１６、１８はそれぞれ、旋削工具１を右側に向かって移動することによって除去される。第１のパスでは、旋削工具１の開始位置および終了位置が示される図１３および図１４で分かるように、１つの長手方向セグメント１８が除去される。他方の長手方向セグメント１６が除去される第２のパスは、図１５および図１６に示されている。図１７および図１８に示される第３および最終パスでは、径方向セグメント１７が除去される。第２の切削方向２６は上向き、即ちブランク材の回転軸（図示なし）から離れる方向なので、旋削工具１は上向きに移動する。旋削工具１を、図１７に示される第３のパスの開始位置に向かって移動するとき、長いアクティブな第２の切れ刃３は回避され、それによってインサート破損のリスクが低減される。第２の切れ刃３は、第１および第２のパス（図１３～図１６を参照）の間アクティブであり、第１の切れ刃２は、第３のパス（図１７および図１８を参照）の間アクティブである。さらに、ノーズ切れ刃４のアクティブ部分は、第１および第２のパスと比較して第３のパスの方が重なりの程度が少なく、それによって工具寿命が増加する。第１、第２、および第３のパスの少なくともほとんどの間、進入角度は鋭角であり、インサート摩耗がさらに低減することを本発明者らが見出している。

【0130】

図１９～図２４は、図６の第１の層１１内の素材が図１の旋削工具１を用いて除去される、第３の機械加工シーケンスを示している。第１の切削方向２５はＸ軸に沿って設定され、第２の切削方向２６はＺ軸に沿って設定されている。第１の切削方向２５がＸ軸に沿うものと設定されているので、径方向セグメント１７が最初に除去される。第１の切削方向２５は下向き、即ち回転軸（図示なし）に向かっているので、旋削工具１は、図１９および図２０で分かるように、第１のパスの間、下側に移動する。その後、図２１～図２４に示される第２および第３のパスを通して、長手方向セグメント１６、１８が除去される。第２のパスの終了に向かって、図２２に示される終了位置付近では、径方向セグメント１７が第２のパスの前に除去されていない場合と比較して、切削深さを比較的深く保つことができる。第２の切れ刃は、第１のパスの間アクティブであり、即ち切削状態にあり、第１の切れ刃は、第２および第３のパスの間アクティブである。それにより、摩耗は切れ刃のより長い部分にわたって分散され、工具寿命の点で有益である。

【0131】

図２５～図３０は、図６の第１の層１１内の素材が図１の旋削工具１を用いて除去される、第４の機械加工シーケンスを示している。第１の切削方向２５はＸ軸に沿って設定され、第２の切削方向２６はＺ軸に沿って設定されている。第１の切削方向２５はＸ軸に沿うものと設定されるので、径方向セグメント１７が最初に除去される。第１の切削方向２５は上向き、即ち回転軸（図示なし）から離れる方向なので、旋削工具１は、図２５および図２６で分かるように、第１のパスの間、上向きに移動する。その後、図２７～図３０に示される第２および第３のパスを通して、長手方向セグメント１６、１８が除去される。第１の切れ刃は、第１のパスの間アクティブであり、即ち切削状態にあり、第２の切れ刃は、第２および第３のパスの間アクティブである。それにより、摩耗は切れ刃のより長い部分にわたって分散され、ノーズ切れ刃に関して重なりの程度が少なく、工具寿命の点で有益である。第１、第２、および第３のパスの少なくともほとんどの間、進入角度は鋭角であり、インサート摩耗がさらに低減することを本発明者らが見出している。

【0132】

次に、図１の旋削工具と同じ特性を有する旋削工具１と、図１とは異なるブランク材形状１０を有するブランク材とを示す、図３１を参照する。標的形状５も図１とは異なる。標的形状５は、第１および第２の標的エンドポイント２２、２３の間に連続的に延在し、複数の部分６、７、８、９、２１によって形成される。標的形状５は、Ｚ軸に平行な３つの長手方向部分９、２１、３９と、Ｘ軸に平行な３つの径方向部分８、３８、４０と、３つの弧状凸状部分６、２７、２８と、２つの弧状凹状部分７、２４とを備える。

【0133】

標的形状５と第１の層の外側境界１３との間に延在する、第１の層１１が生成される。第１の層の外側境界１３は標的形状５から離隔される。第１の層１１は図１に対応する形で生成され、つまりオフセット距離は一定値である。Ｘ方向のオフセット距離Ｏｘはｚ方向のオフセット距離Ｏｚに等しく、第１の層１１の厚さは均一である。分割角度αは４５°に設定される。第１の層の外側境界１３は、標的形状５の凸状部分６、２７、２８に対応する３つの凸状部分１４、４６、４７と、明確な内角の形態の１つ２つの凹状部分１５、４７とを備える。第１の層１１は完全に素材内にある。

【0134】

第１の層１１の外側に素材があるので、図３２に示される第２の層３４が生成される。第２の層の内側境界は第１の層の１３の外側境界と等価である。第２の層３４は第１の層１１と同じように生成される。第２の層３４の外側境界は、第１の層の外側境界１３が標的形状５に関連するのと同じように、第１の層の外側境界１３に関連する。第２の層の外側境界は、一定値の分、第１の層の外側境界１３から離隔され、つまり、第１の層の外側境界１３から第２の層の外側境界１３までの垂直距離は一定値であり、第１の層の外側境界１３の場合と同じ値またはオフセット距離である。このように、第１および第２の層１１、３４は同じ厚さを有する。第２の層３４は部分的に素材内にある。ブランク材形状１０は、部分的に第２の層の外側境界の外側に延在する。

【0135】

図３３に示される第３の層３５が生成される。第３の層３５の外側境界は、完全にブランク材形状１０の外側にある。したがって、さらなる層は生成されない。第３の層３５は、第１および第２の層１１、３４と同じように生成される。その後、層１１、３４、３５はそれぞれセグメントに分割される。第１の層に関する境界線１９、２０、２９、３０、４１は、図３の手順に従って配置される。第１の切削方向２５はＺ軸に沿っているので、標的形状５の凸状部分６、２７、２８それぞれと交差する各境界線２０、２９、３０はＺ軸に平行に配置される。第１の層の外側境界１３の凹状部分と交差する各境界線１９、４１はＸ軸に平行である。第２および第３の層３４、３５内の境界線は、対応する方式で生成される。セグメントの数は、層１１、３４、３５それぞれで等しい。第１の標的エンドポイント２２に隣接するセグメント１８から、１つおきのセグメントが長手方向セグメント１８、１１、４３であり、１つおきのセグメントが径方向セグメント１７、４２、４４である。第２および第３の層３４、３５それぞれの同じ端部から、長手方向セグメントと径方向セグメントの間に対応する交互性がある。素材を含む、即ちブランク材形状１０が交差する、第３の層のすべてのセグメントを除去することによって、第３の層３５である外側層が最初に除去される。図３３では、これには１つの長手方向セグメント６２を除くすべてのセグメントが含まれる。第１の切削方向２５はＺ軸に沿っているので、素材を含む第３の層３５のすべての長手方向セグメント５８、６０が最初に除去され、その後、第３の層３５のすべての径方向セグメント５９、６１、６３が除去される。第１の切削方向２５は左側に向かっているので、長手方向セグメント５８、６０はそれぞれ、旋削工具（図示なし）を左側に向かって移動することによって除去される。好ましくは、空中時間を低減するため、セグメント６０がセグメント５８の前に除去される。その後、旋削工具（図示なし）を下側に、即ち各セグメントに関して第２の切削方向２６に移動することによって、径方向セグメント５９、６１、６３が除去される。好ましくは、除去の順序は、セグメント５９が最初であり、その後にセグメント６１、セグメント６３が最後である。その後、第２の層３４の素材を含むすべてのセグメントが対応する方式で除去される。除去の順序は、好ましくは、セグメント５６、セグメント５４、セグメント５２、セグメント５３、セグメント５５、セグメント５７の順序である。その後、第１の層１１の素材を含むすべてのセグメントが対応する方式で除去される。除去の順序は、好ましくは、セグメント４３、セグメント１６、セグメント１８、セグメント１７、セグメント４２、セグメント４４の順序である。

【0136】

図３４は、第１および第２の切削方向２５、２６が異なるように設定された場合、図３３と同じ層１１、３４、３５を有する同じブランク材形状１０から、同じ標的形状５をどのように生成することができるかを示している。図３４では、第１の切削方向２５は、Ｘ軸に沿って下向き、即ち回転軸（図示なし）に向かっている。第２の切削方向２６は、Ｚ軸に沿って左側に向かっている。第１の切削方向２５はＸ軸に沿っているので、境界線１９、２０、２９、３０、４１は、すべての層１１、３４、３５に関して、図４と同じ方式で配置される。すべてのセグメントが素材を含んでおり、除去の順序は、好ましくは、セグメント５９、セグメント６１、セグメント６３、セグメント６２、セグメント６０、セグメント５８、セグメント５３、セグメント５５、セグメント５７、セグメント５６、セグメント５４、セグメント５２、セグメント１７、セグメント４２、セグメント４４、セグメント４３、セグメント１６、セグメント１８の順序である。図３３および図３４に記載される方法の旋削工具（図示なし）は、図３１の旋削工具に対応する。

【0137】

図３５～図３８は、層１１、３４、３５が異なる方式で生成された場合、同じブランク形状１０から、図３１～図３４の場合と同じ標的形状５をどのように生成することができるかを示している。図３１～図３４との違いは、第１の層の外側境界１３が、標的形状５の凹状部分６、２７、２８と関連付けられた明確な凸状角１４を備える点である。前記角１４は、図５および図６に関して記載したのと同じように生成される。さらなる層３４、３５はそれぞれ、図３６～図３８に示されるのに対応する方式で生成される。

【0138】

図３７では、第１の切削方向はＺ軸に沿っている。したがって、境界線１９、２０、３０、４１は図５の場合と同じように生成される。第２および第３の層３４、３５に関する境界線は、第１の層１１の場合と同じように生成される。第２の切削方向２６は、Ｘ軸に沿って上向き、即ちブランク材の回転軸（図示なし）から離れる方向である。１つの長手方向セグメント６２を除くすべてのセグメントが素材を含む。セグメントは、図３３の場合と同じ順序で除去される。すべての長手方向セグメント５８、６０、５２、５４、５６、１８、１６、４３は、旋削工具を右側に向かって移動することによって除去される。すべての径方向セグメント６３、６１、５９、５７、５５、５２、４４、４２、１７は、旋削工具を上向きに移動することによって除去される。

【0139】

図３８では、第１の切削方向はＸ軸に沿っている。したがって、境界線１９、２０、３０、４１は図６の場合と同じように生成される。第２および第３の層３４、３５に関する境界線は、第１の層１１の場合と同じように生成される。セグメントは、図３３の場合と同じ順序で除去される。

【0140】

図３９は、上述してきたものとは異なる形状を有する、標的形状５およびブランク材形状１０を示している。部分的に素材内にある第１の層１１は、第１の層の外側境界１３が一定のオフセット距離の分、標的形状５から離隔されるように生成される。前記距離は、標的形状５から第１の層の外側境界１３まで垂直に測定される。分割角度αは４５°に設定される。標的形状５および第１の層の外側境界１３を接続する補助線３１、３２、４９は、前記境界線３１、３２、４９がそれぞれ、Ｚ軸に対して分割角度αに等しい角度を形成するように配置される。２つの補助線３２、４９はそれぞれ、標的形状のそれぞれの凸状部分６、２７と交差する。１つの補助線３１は標的形状の凸状部分７と交差する。第１の切削方向２５はＺ軸に沿っているので、凸状部分６、２７と交差する境界線２０、２９はＺ軸に平行に配置される。前記境界線２０、２９はそれぞれ、標的形状５でそれぞれの補助線３２、４９と交差する。１つの境界線１９は、Ｘ軸に平行に配置され、第１の層の外側境界１３で１つの補助線３１と交差する。境界線１９、２０、２９は、交互の長手方向セグメントおよび径方向セグメント１８、１６；１７を分離する。標的形状５がＺ軸に対して形成する角度βは、すべての長手方向セグメント１６、１８に関して、４５°以下である。この場合、標的形状５は、具体的には、それぞれの長手方向セグメント１６、１８の内側境界を意味する。

【0141】

旋削工具１は、第１および第２の切れ刃２、３が相対的に短い点、ならびに旋削インサート５０が、オフセット距離よりも短い距離の分、ノーズ切れ刃４から離隔された第３および第４の切れ刃６４、６５を備える点で、上述の旋削工具とは異なる。第３および第４の切れ刃６４、６５は、６０°以下の角度を形成する。セグメントは、除去の順序が、長手方向セグメント１８および１６、次に径方向セグメント４２および１７であるように除去される。長手方向セグメント１８、１６それぞれを除去する間、旋削工具１は右側に向かって移動している。径方向セグメント４２、１７を除去するとき、旋削工具１は上向きに移動する。

【0142】

図４０は、第１および第２の切削方向が入れ替えられている点で図３９とは異なる。したがって、境界線１９、２０、２９は異なる方式で配置される。境界線２０、２９は、図３９の場合と同じポイントで標的形状５と交差するが、Ｘ軸に平行に配置される。境界線１９は、図３９の場合と同じポイントで第１の層の外側境界１３と交差するが、Ｚ軸に平行に配置される。径方向セグメント４２、１７は、長手方向セグメント１８、１６の前に除去される。セグメント４２、１７、１８、１６を除去する間、旋削工具１が移動する方向は、図３９の場合と同じである。

【0143】

図４１は、標的形状５および旋削工具１は図１と同一であるが、ブランク材形状１０が異なる、さらなる例を示している。第１の切削方向２５が同じ軸、即ちＸ軸に沿っているので、第１の層１１は、図６と同様に生成されセグメント化される。ブランク材形状１０は第１の層の外側境界１３を越えて延在する。第２の層３４は、第１の層１１に対応する方式で生成されセグメント化される。第２の層３４のセグメントは、旋削工具１を回転軸（図示なし）から離れる方向に移動することによって、第１の径方向セグメント５３が最初に除去されるように除去される。第二に、旋削工具１を右側に向かって移動することによって、長手方向セグメント５４が除去される。上述のパスはそれぞれ、それぞれの切削方向２５、２６に残っている素材がないと終了する。ノーズ切れ刃４の曲率半径により、前記セグメント５３、５４それぞれの中にわずかに素材が残っていることがある。しかしながら、かかる残りの素材は、続く層、即ち第１の層１１のセグメント１６、１７、１８を除去する間に除去される。第２の層３４の後、第１の層１１のセグメント１７、１８、１６が、図６の順序および方向に従って除去される。

【0144】

図４２は、図４１と同様であるが、第１および第２の切削方向２５、２６が入れ替えられている、ブランク材形状１０を示している。第１および第２の層１１、３４は図４１と同様に生成される。第２の層３４の１つのセグメント５３のみが素材を含んでいる。前記セグメント５３は、旋削工具を上向きの方向に、即ち第２の切削方向２６に移動することによって除去される。その後、図５に従って、第１の層１１のセグメント１８、１６、１７が除去される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【国際調査報告】