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機械加工装置及び機械加工方法

国内特許コード P150012442
整理番号 T3-13010-T
掲載日 2015年10月16日
出願番号 特願2014-023509
公開番号 特開2015-150689
出願日 平成26年2月10日(2014.2.10)
公開日 平成27年8月24日(2015.8.24)
発明者
  • 本田 尚義
出願人
  • 学校法人 龍谷大学
発明の名称 機械加工装置及び機械加工方法
発明の概要 【課題】被加工物の表面に彫刻紋様面を造形するのに好適な機械加工装置を提供する。
【解決手段】この機械加工装置1は、被加工物Sの表面に造形する彫刻紋様面Pの仕上げ加工を、非回転の彫刻工具2と彫刻紋様面Pとの相対的な位置設定及び移動を数値制御することにより行うものであって、彫刻工具2は、前方に向かって鋭角の角度に刃先20aが形成された刃先部20と、上方から垂下している主軸部4に主軸部4と「彫刻工具2の中心軸Ce同士が一致するようにして取り付けられている取付部21と、を有し、刃先20aは、少なくとも、彫刻工具2の中心軸Ce上に位置するように設けられている刃先中心点20aaから刃先端点20abまで直線状又は円弧状に形成されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


機械加工分野においては、被加工物の表面に複雑な模様を形成するとき、荒加工から仕上げ加工まで、切削刃を高速回転させて切削する回転工具(ボールエンドミルなど)の工具径を徐々に小さくして繰り返し加工する方法が広く用いられる。しかし、回転工具によっては加工し切れない又は加工できない模様があるため、非回転の工具を併用することも提案されている。



例えば、特許文献1には、回転工具によって荒加工をした後、矩形の切刃を先端部に有したヘール加工工具(バイト)によって仕上げ加工する機械加工方法が記載されている。このヘール加工工具は、面と面とが交差する部分(キャラクタライン)など、回転工具によっては削り切れない削り残し部分を削り取ることができる。また、特許文献2には、回転工具によって荒加工をした後、山形や船底形などの先端部を有した振動工具によって、様々な溝深さや曲線などを反映した模様の線彫り加工を行う機械加工方法が記載されている。ここでは、振動工具の姿勢を制御しながら振動させ、先端部の打撃によって被加工物の表面に塑性変形を生じさせることにより線彫り加工を行っている。

産業上の利用分野


本発明は、被加工物の表面に彫刻紋様面を造形するのに好適な機械加工装置及び機械加工方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被加工物の表面に造形する彫刻紋様面の仕上げ加工を、非回転の彫刻工具と該彫刻紋様面との相対的な位置設定及び移動を数値制御することにより行う機械加工装置であって、
前記彫刻工具は、前方に向かって鋭角の角度に刃先が形成された刃先部と、上方から垂下している主軸部に該主軸部と該彫刻工具の中心軸同士が一致するようにして取り付けられている取付部と、を有し、
前記刃先は、少なくとも、前記彫刻工具の中心軸上に位置するように設けられている刃先中心点から刃先端点まで直線状又は円弧状に形成されていることを特徴とする機械加工装置。

【請求項2】
請求項1に記載の機械加工装置において、
前記刃先は、前記彫刻工具の前記中心軸に対して線対称的に形成されたものであることを特徴とする機械加工装置。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の機械加工装置において、
前記刃先部は、前記彫刻紋様面を加工するときに後方に向かって切削屑を送り出す切削屑排出孔を有していることを特徴とする機械加工装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の機械加工装置において、
前記彫刻紋様面に対する前記刃先の相対的な位置設定及び移動は、制御部によって数値制御され、
該制御部は、分割点設定手段及び姿勢制御手段を有し、
該分割点設定手段は、仕上げ加工後の仮想の前記彫刻紋様面である前記仕上げ彫刻紋様面の下端曲線と上端曲線である仕上げ下端曲線と仕上げ上端曲線にそれぞれ複数個の分割点を設け、
前記姿勢制御手段は、前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置に有るとき、当該分割点からそれに対応する前記仕上げ上端曲線の一つの前記分割点までを結ぶベクトルである彫刻紋様面ベクトルと前記仕上げ下端曲線の当該分割点から次の前記分割点までを結ぶベクトル又は前記仕上げ上端曲線の当該分割点から次の前記分割点までを結ぶベクトルである進行ベクトルとを含む平面である彫刻紋様仮想面に、前記刃先中心点から前記刃先端点を結ぶベクトルである刃先ベクトルが含まれるように制御し、かつ、前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置から次の前記分割点の位置まで移動するとき、前記仕上げ彫刻紋様面に対して前記刃先ベクトルと前記刃先中心点から前記彫刻工具の前記中心軸上を上方に延びるベクトルである工具軸ベクトルとを含む平面である刃先仮想面の角度が一定角度に保たれるように、逐一計算しながら制御することを特徴とする機械加工装置。

【請求項5】
請求項4に記載の機械加工装置において、
前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置に有って当該分割点を含む前記彫刻紋様仮想面に前記刃先ベクトルが含まれるように制御されるとき、前記刃先ベクトルは、前記彫刻紋様面ベクトルから前記進行ベクトル側に傾斜するように制御されることを特徴とする機械加工装置。

【請求項6】
被加工物の表面に造形する彫刻紋様面の仕上げ加工を、非回転の彫刻工具と該彫刻紋様面との相対的な位置設定及び移動を数値制御することにより行う機械加工方法であって、
前記彫刻工具が、前方に向かって鋭角の角度に刃先が形成された刃先部と、上方から垂下している主軸部に該主軸部と該彫刻工具の中心軸同士が一致するようにして取り付けられている取付部と、を有しており、前記刃先が、少なくとも、前記彫刻工具の中心軸上に位置するように設けられている刃先中心点から刃先端点まで直線状又は円弧状に形成されている機械加工装置を用い、
仕上げ加工後の仮想の前記彫刻紋様面である前記仕上げ彫刻紋様面の下端曲線と上端曲線である仕上げ下端曲線と仕上げ上端曲線にそれぞれ複数個の分割点を設け、
前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置に有るとき、当該分割点からそれに対応する前記仕上げ上端曲線の一つの前記分割点までを結ぶベクトルである彫刻紋様面ベクトルと前記仕上げ下端曲線の当該分割点から次の前記分割点までを結ぶベクトル又は前記仕上げ上端曲線の当該分割点から次の前記分割点までを結ぶベクトルである進行ベクトルとを含む平面である彫刻紋様仮想面に、前記刃先中心点から前記刃先端点を結ぶベクトルである刃先ベクトルが含まれるように制御し、かつ、前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置から次の前記分割点の位置まで移動するとき、前記仕上げ彫刻紋様面に対して前記刃先ベクトルと前記刃先中心点から前記彫刻工具の前記中心軸上を上方に延びるベクトルである工具軸ベクトルとを含む平面である刃先仮想面の角度が一定角度に保たれるように、逐一計算しながら制御することを特徴とする機械加工方法。

【請求項7】
請求項6に記載の機械加工方法において、
前記刃先中心点が前記仕上げ下端曲線の一つの前記分割点の位置に有って当該分割点を含む前記彫刻紋様仮想面に前記刃先ベクトルが含まれるように制御されるとき、前記刃先ベクトルは、前記彫刻紋様面ベクトルから前記進行ベクトル側に傾斜するように制御されることを特徴とする機械加工方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2014023509thum.jpg
出願権利状態 公開
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