旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度設定方法和控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度設定方法和控制裝置。在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置中，在將工具(T)安裝于轉(zhuǎn)軸(S)時，接受所述工具(T)的突出長度(L)、所述工具(T)的直徑(D)、突出長度比率基準值(C)以及軸方向切削深度基準值(E)的輸入，計算軸方向切削深度(Y)，將所述軸方向切削深度(Y)設定為切削加工的初始軸方向切削深度。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度設定方法和控制裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置，更具體 地講，涉及在切削工具旋轉(zhuǎn)而對工件進行切削加工時能夠設定切削深度的旋轉(zhuǎn)切削工具的 初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置。

【背景技術】
[0002] 通常，機床對工具的移動路徑和工具的轉(zhuǎn)速等進行數(shù)控而執(zhí)行對工件的切削加 工。作為機床的例子，例如有加工中心、車削加工中心、數(shù)控銑床等。將這樣的機床又稱為 數(shù)控復合加工機。
[0003] 在工具中具有旋轉(zhuǎn)切削工具，該旋轉(zhuǎn)切削工具在安裝于轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)而對靜 止的工件進行切削加工。作為旋轉(zhuǎn)切削工具，例如有立銑刀、銑削工具、鉆孔工具、鏜孔工具 等。下面，將"旋轉(zhuǎn)切削工具"簡稱為"工具"。
[0004] 關于機床，每單位時間的切削量（MRR :material removal rate,材料切除率）越高 則被評價為生產(chǎn)性越好，并且加工面的表面粗糙度越光滑則被評價為加工品位越好。
[0005] 每單位時間的切削量是根據(jù)半徑方向的切削深度、軸方向的切削深度、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 以及移送速度等切削條件要素而決定的。在這樣的切削條件要素中，只要其中的任何一個 增加，則切削量會增加。但是，即使提高了生產(chǎn)性，如果發(fā)生顫振，則加工品位有可能下降。
[0006] 因此，為了在提高生產(chǎn)性的同時滿足加工品位，需要設定最佳的切削條件。
[0007] 另一方面，關于工具，有時由工具制造商以產(chǎn)品手冊推薦條件的方式提示切削條 件。但是，這樣的產(chǎn)品手冊推薦條件是以最大允許靜加工負荷為基礎提供的，并未反映出在 切削加工中所發(fā)生的顫振特性的值。
[0008] 因此，存在如下問題：無法應對由于在切削加工中發(fā)生的顫振和通過顫振而放大 的動加工負荷而使工具或工件破損的情況。由此，作業(yè)者往往會設定比產(chǎn)品手冊推薦條件 更加穩(wěn)定的切削條件來實施切削加工。
[0009] 所述顫振具有如下特性：根據(jù)工具類型、工具形狀、工具突出長度、工件硬度、加工 位置（x、Y、z坐標位置）等多個因素而持續(xù)變動。
[0010] 即，作業(yè)者會在由工具制造商所提示的產(chǎn)品手冊推薦條件中適用非常保守的切削 條件，因此存在生產(chǎn)性下降的問題。
[0011] 另一方面，切削加工具有如下特性：一旦開始了切削加工，則在進行切削加工期間 很難變更切削深度的值。即，如果在切削加工的初始未能正確設定切削深度而進行切削加 工，則在進行切削加工期間不能修改切削深度，由此導致工件的加工品位下降或生產(chǎn)性下 降，因此初始軸方向切削深度的設定是非常重要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題
[0013] 本發(fā)明所要解決的技術課題在于，提供如下的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深 度的設定方法和控制裝置：通過在計劃切削工序的階段設定初始軸方向切削深度，從而能 夠提高生產(chǎn)性和加工品位。
[0014] 本發(fā)明所要解決的技術課題不限于上述的技術課題，本領域技術人員能夠通過下 述記載明確理解在此未涉及到的其他技術課題。
[0015] 解決課題的手段
[0016] 為了實現(xiàn)上述技術課題，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定 方法中，在將工具（T)安裝于轉(zhuǎn)軸（S)時，接受所述工具（T)的突出長度（L)、所述工具（T) 的直徑（D)、突出長度比率基準值（C)以及軸方向切削深度基準值（E)的輸入，根據(jù)數(shù)學式 1、2、3、4計算軸方向切削深度（Y)，將所述軸方向切削深度（Y)設定為切削加工的初始軸方 向切削深度，
[0017] [數(shù)學式1]
[0018] 數(shù)學式1 Jj
[0019] A ~ U
[0020] A:突出長度比率
[0021] L:突出長度
[0022] D :工具直徑
[0023] [數(shù)學式2] " C ΓΠΠ9J.1 m>mmr mmmmmmm j4.
[0025] B :基準值對比突出長度比率
[0026] A:突出長度比率
[0027] C:突出長度比率基準值
[0028] [數(shù)學式3]
[0029] k=B-3
[0030] k:剛性加權值
[0031] B :基準值對比突出長度比率
[0032] [數(shù)學式4]
[0033] Y=EXk
[0034] Y:軸方向切削深度
[0035] k:剛性加權值
[0036] E :軸方向切削深度基準值（15)
[0037]
[0038] 另外，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法中，可以根據(jù) 數(shù)學式5,對所述軸方向切削深度（Y)進行減去校正常數(shù)（η)的校正而計算校正軸方向切削 深度（Ad)，將所述校正軸方向切削深度（Ad)設定為切削加工的初始軸方向切削深度，
[0039] [數(shù)學式5]
[0040] Ad=Y-n
[0041] Ad:校正軸方向切削深度
[0042] Y:軸方向切削深度
[0043] η :校正常數(shù)
[0044]
[0045] 另外，在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法中，可以在所 述軸方向切削深度（Υ)為l〇mm以上的情況下不執(zhí)行校正，在所述軸方向切削深度（Υ)為 5mm以上且10mm以下的情況下進行減去0· 1mm的校正，在軸方向切削深度⑴為2mm以上 且5mm以下的情況下進行減去0· 2mm的校正，在軸方向切削深度（Y)為2mm以下的情況下 進行減去〇· 3mm的校正。
[0046] 為了實現(xiàn)所述技術課題，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的控制裝 置可以根據(jù)通過旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法而計算的軸方向切削深 度（Y)值來對機床進行控制。
[0047] 為了實現(xiàn)所述技術課題，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的控制裝 置可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法而計算的校正軸方向切削深 度（Ad)值來對機床進行控制。
[0048] 其他實施例的具體事項包括在實施例和附圖中。
[0049] 根據(jù)如上所述構成的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法 和控制裝置，能夠在計劃切削工序的階段將初始軸方向切削深度設定為最佳，通過此時設 定的初始軸方向切削深度，在執(zhí)行切削工序時，能夠提高生產(chǎn)性的同時實現(xiàn)良好的加工品 位。
[0050] 另外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置 的初始的推薦軸方向切削深度（Y)和校正的軸方向切削深度（Ad)反映了對工具的突出長 度和直徑的變數(shù)，因此對于不同剛性的工具直徑均可適用。即，本發(fā)明對適用于機床的各種 工具形式和工具突出長度，適當?shù)剡x定在進行加工時能夠控制加工穩(wěn)定性的初始切削條件 (軸方向切削深度），從而能夠提高實時減少顫振的可靠性，可適用于各種工具，因此可廣 泛利用。
[0051] 另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置即使 不具有對工具部（工具和支架）的動特性分析能力和材料，也能夠?qū)τ谕怀鲩L度（L)，針對 每個突出長度選定軸方向切削深度。
[0052] 另外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝 置，在工具變動頻繁的模具加工中，在實際進行切削加工之前能夠容易導出針對適用于切 削工序的所有工具類型和工具長度的推薦軸方向切削深度。即，能夠在生成工具移動路徑 (Tool path)和數(shù)控代碼（NC Code)時容易反映出根據(jù)本發(fā)明導出的校正軸方向切削深度 (Ad)，因此在執(zhí)行切削加工時能夠防止加工偏差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0053] 圖1是示出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速對比軸方向切削深度的相互關系的加工穩(wěn)定性圖表。
[0054] 圖2是用于說明在轉(zhuǎn)軸中工具的突出長度、切削深度以及突出長度比率（L/D)的 圖。
[0055] 圖3是示出根據(jù)工具的突出長度比率（B :L/D)進行的剛性評價的圖表。
[0056] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設 定方法而導出的推薦軸方向切削深度和校正軸方向切削深度的表。
[0057] 圖5是在適用了本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設 定方法和控制裝置時的顫振圖表。
[0058] 圖6是用于說明比較例的將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速設定為3300rpm時的顫振的圖。
[0059] 圖7是在適用了本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設 定方法和控制裝置而將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速校正為4273rpm時的顫振圖表和部分詳細圖。
[0060] 圖8是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度（Ad)的 設定方法而設定的狀態(tài)下執(zhí)行切削加工并對該切削加工的切削品質(zhì)進行評價的評價表。
[0061] 圖9是說明用于執(zhí)行本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度 的設定方法的控制裝置的例子的圖。
[0062] 標號說明
[0063] S :轉(zhuǎn)軸
[0064] T :工具
[0065] L:工具突出長度
[0066] D :工具直徑
[0067] Ad :切削深度
[0068] 100 :控制裝置
[0069] 110:基礎數(shù)據(jù)設定部
[0070] 120 :監(jiān)視部

【具體實施方式】
[0071] 通過參照附圖而在之后敘述的實施例，能夠明確了解本發(fā)明的優(yōu)點、特征以及用 于實現(xiàn)這些優(yōu)點和特征的方法。
[0072] 下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。下面所說明的實施例是為了幫 助對本發(fā)明的理解而例示的，應該理解為，本發(fā)明可以變形為與在此說明的實施例不同的 各種形態(tài)來實施。但是，在對本發(fā)明進行說明時，如果對相關的公知功能或構成要件的具體 說明使得本發(fā)明的要旨不清楚，則將省略對它的詳細說明和具體圖示。另外，在附圖中，為 了幫助對發(fā)明的理解，并未按照實際比例尺來進行圖示，而是擴大部分構成要件的尺寸來 進行了圖示。
[0073] 另外，后述的用語是考慮在本發(fā)明中的功能而設定的用語，這些用語根據(jù)生產(chǎn)者 的意圖或慣例而有所不同，因此應該基于本說明書的整體內(nèi)容來對這些用語進行定義。
[0074] 在整個說明書中，相同標號表示同一構成要件。
[0075] 首先，參照圖1，對在執(zhí)行切削加工時根據(jù)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速與軸方向切削深度的相互關系 而變化的加工穩(wěn)定性進行說明。
[0076] 圖1是示出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速對比軸方向切削深度的相互關系的加工穩(wěn)定性圖表。
[0077] 如圖1所示，根據(jù)加工穩(wěn)定性圖表，在某一特定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速下存在雖然軸方向切削 深度深但加工穩(wěn)定而可避免顫振的區(qū)域，相反，在另一特定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速下則存在雖然軸方向 切削深度淺但加工不穩(wěn)定而發(fā)生顫振的區(qū)域。
[0078] 另一方面，工具制造商給出了產(chǎn)品手冊推薦軸方向切削深度。但是，產(chǎn)品手冊推薦 軸方向切削深度是在靜加工狀態(tài)下選定的，因此在發(fā)生動態(tài)顫振的情況下難以適用產(chǎn)品手 冊推薦軸方向切削深度。這是因為，即使是產(chǎn)品手冊推薦軸方向切削深度，在某一特定轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)速下也會發(fā)生顫振。
[0079] 另外，在臨界軸方向切削深度下，存在不管是任何轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速均可避免顫振的值。但 是，當選定這樣的臨界軸方向切削深度而執(zhí)行切削加工時，存在生產(chǎn)性下降到非常低的問 題。
[0080] 因此，為了提高生產(chǎn)性，需要適用以產(chǎn)品手冊推薦切削深度執(zhí)行切削加工時的水 平的切削量，同時必須要在切削加工中通過持續(xù)的振動特性評價和分析來控制和避免振 動。
[0081] 切削加工中的顫振有/無是根據(jù)由加工條件而變動的實時加工穩(wěn)定性特性來決 定的，特別是能夠通過調(diào)整如轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速這樣的切削條件而實現(xiàn)加工穩(wěn)定性。例如，如圖1所 示，在將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速設定為2800 (rev/min)并將軸方向切削深度設定為2mm的情況下發(fā)生顫 振，但在將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速設定為3000 (rev/min)并將軸方向切削深度設定為2mm的情況下能夠 避免顫振。
[0082] 即，為了提高生產(chǎn)性并避免顫振，需要能夠依次有效地適用于整個切削加工工序 (計劃階段、加工階段）的方案。
[0083] 特別是，為了調(diào)整轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速而在加工穩(wěn)定性區(qū)域內(nèi)進行切削加工，在加工之前選 定初始軸方向切削深度是非常重要的。
[0084] 如果將初始軸方向切削深度選定得過深，則即使調(diào)整轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，也不能確保加工 穩(wěn)定性。這是因為，例如在圖1中，在將初始軸方向切削深度設定為3_的情況下，即使變 更轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，也不會落到加工穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。
[0085] 相反地，如果將初始軸方向切削深度選定得過淺，則可確保加工穩(wěn)定性而確保加 工品質(zhì)，但是因為過于保守的加工條件，從而導致生產(chǎn)性下降。因為，例如在圖1中，在將軸 方向切削深度設定為1. 5mm而進行加工時，雖然能夠避免顫振，但由于切削量過少，導致生 產(chǎn)性下降。
[0086] S卩，應該在工序計劃階段以如下條件選定初始軸方向切削深度：在切削加工時能 夠通過調(diào)整轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速來確保加工穩(wěn)定性，并且不降低生產(chǎn)性。
[0087] 下面，參照圖2和圖3,對在切削加工條件中根據(jù)工具（T)的突出長度（L)而減少 顫振的條件進行說明。
[0088] 圖2是用于說明在轉(zhuǎn)軸中工具的突出長度和切削深度的圖。圖3是示出按照工具 的突出長度比率的剛性評價的圖表。
[0089] 顫振與工具的突出長度和工具的直徑密切相關。即，即使工具（T)的直徑（D)相 同，在轉(zhuǎn)軸（S)中突出的突出長度（L)越長發(fā)生顫振的概率越高，突出長度（L)越短發(fā)生顫 振的概率越低。
[0090] 下面，將突出長度（L)對比工具（T)的直徑（D)的比率稱為"突出長度比率（A) "。 突出長度比率（A)根據(jù)下面的[數(shù)學式1]而求出。
[0091] [數(shù)學式1] ￡
[0092] A=- D
[0093] A:突出長度比率
[0094] L:突出長度
[0095] D :工具直徑
[0096] 參照數(shù)學式1，從圖2所示的例子可知，相比直徑（D)，突出長度（L)為4倍，因此 圖2的（a)所示的突出長度比率㈧為4。同樣地，圖2的（b)的突出長度比率㈧為5， 圖2的（c)的突出長度比率㈧為6。在此，突出長度比率㈧最小的圖2的（a)的例子將 會執(zhí)行最穩(wěn)定的切削加工。另外，軸方向切削深度（Ad)在圖2的（c)的例子中被設定得最 大，由此能夠?qū)⑶邢髁吭O定得最大。
[0097] 另外，能夠?qū)嶋H突出的突出長度設定為與由工具制造商提示的基準值不同的長 度。對此，如[數(shù)學式2]所示，基準值對比突出長度比率⑶能夠由突出長度比率基準值 (C)除以突出長度比率（A)的值表示。
[0098] [數(shù)學式2] Q
[0099] ................................... L J λΜμ(^ Jk A
[0100] B:基準值對比突出長度比率
[0101] A :突出長度比率
[0102] C:突出長度比率基準值
[0103] 在[數(shù)學式2]中，突出長度比率基準值為3。在此，突出長度比率基準值是由工具 制造商所提示的產(chǎn)品手冊推薦值，根據(jù)工具的形狀或工具特性也可提示其他值。
[0104] 另外，顫振的發(fā)生與剛性（k)有關。參照圖3,對剛性（k)進行說明。圖3是示出 按照工具的突出長度比率的剛性評價的圖表。
[0105] 剛性（k)可根據(jù)剛性關系式來進行計算。當將基準值對突出長度比率（B)代入到 剛性關系式時能夠由數(shù)學式3表示。
[0106] [數(shù)學式3]
[0107] k=B_3
[0108] k:剛性加權值
[0109] B :基準值對比突出長度比率
[0110] 即，根據(jù)數(shù)學式3和圖3可知，在基準值對突出長度比率（B)為1的情況下，剛性 顯示最強，在基準值對突出長度比率（B)增加時，剛性（k)急劇下降。
[0111] 即，利用數(shù)學式1、2、3反映從工具（T)的突出長度（L)起的按照突出長度的剛性 變動，從而能夠針對每個突出長度而選定初始軸方向切削深度（Ad)。
[0112] 能夠根據(jù)數(shù)學式4求出軸方向切削深度（Y)。
[0113] [數(shù)學式4]
[0114] Y=EXk
[0115] Y:軸方向切削深度
[0116] k:剛性加權值
[0117] E :軸方向切削深度基準值（15)
[0118] 在[數(shù)學式4]中，軸方向切削深度基準值可以是15。在此，軸方向切削深度基準 值（E) 15是由工具制造商提示的產(chǎn)品手冊推薦值，根據(jù)工具的形狀或工具特性也可以提示 其他值。
[0119] 另外，在如鉆孔這樣的工具中，有時工具的剖面形成尖細的形狀。在這樣的情況 下，末端部分的剛性有可能會發(fā)生變化，因此通過對在數(shù)學式4中求出的軸方向切削深度 (Y)的值進行校正而能夠?qū)С鲂ＵS方向切削深度（Ad)。根據(jù)數(shù)學式5計算校正軸方向切 削深度（Ad)。
[0120] [數(shù)學式5]
[0121] Ad=Y-n
[0122] Ad:校正軸方向切削深度
[0123] Y:軸方向切削深度
[0124] η:校正常數(shù)
[0125] 另外，工具（Τ)的實物形狀可以是末端尖細的形狀，這樣的尖細的形狀會對剛性 (k)產(chǎn)生影響，因此可以考慮其對剛性產(chǎn)生的影響而設定不同的校正常數(shù)（η)值。由此，能 夠更加精確地導出校正軸方向切削深度（Ad)。通過數(shù)學式6所提示的條件而將在數(shù)學式5 中校正的校正常數(shù)（η)設定為不同的校正值。
[0126] [數(shù)學式6]
[0127] if (Υ ^ 10. 0), n=0
[0128] if (10. 0 > Y ^ 5. 0), n=0. 1
[0129] if (5. 0 > Y ^ 2. 0), η=0. 2
[0130] if (2. 0 > Υ), η=0. 3
[0131] 根據(jù)數(shù)學式6,軸方向切削深度（Ad)越小，校正常數(shù)（η)設定得越大。特別是，在 軸方向切削深度（Υ)為l〇mm以上的情況下，不進行校正，在軸方向切削深度（Υ)為5mm以 上且10mm以下的情況下，進行減去0· 1mm的校正，在軸方向切削深度⑴為2mm以上且5mm 以下的情況下，進行減去〇. 2mm的校正，在軸方向切削深度（Y)為2mm以下的情況下，校正 0.3mm。在此，如圖8所示，校正（η)值是通過實驗和驗證而求出的最佳的值。
[0132] 下面，參照圖4至圖7,對本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深 度的設定方法和控制裝置進行說明。
[0133] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設 定方法而導出的推薦軸方向切削深度和校正軸方向切削深度的表。圖5是在適用了本發(fā)明 的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置時的顫振圖表。 圖6是用于說明比較例的顫振的圖。圖7是在適用了本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的 初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置時的顫振圖表和部分詳細圖。
[0134] 如圖4所示，根據(jù)數(shù)學式1、2、3、4導出推薦方向切削深度（Υ)。在圖4所例示的值 是將工具直徑（D)設定為10mm、將突出長度比率基準值（C)設定為3、將軸方向切削深度基 準值（E)設定為15mm的例子。即，在工具直徑（D)變更的情況下，所導出的結果值也顯然 會發(fā)生變化，因此圖4所記載的值是為了幫助對本發(fā)明的理解而提示的。
[0135] 即，突出長度比率（A)為5. 5的情況下，根據(jù)數(shù)學式2導出基準值對突出長度比率 ⑶為1. 83,并根據(jù)數(shù)學式3導出剛性（k)為0. 16。根據(jù)數(shù)學式4導出推薦軸方向切削深 度（Y)為 2. 4mm。
[0136] 之后，能夠根據(jù)數(shù)學式5、6導出推薦軸方向切削深度（Y)為2. 2_。
[0137] S卩，當在轉(zhuǎn)軸（S)上安裝工具（Τ)而將工具（Τ)的突出長度（L)設定為55mm時， 將初始的軸方向切削深度（Ad)設定為2. 2_來進行切削加工。
[0138] 根據(jù)圖5,在加工穩(wěn)定性圖表中將軸方向切削深度（Ad)設定為2. 2_的情況下，如 果調(diào)整轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（rev/min)則能夠始終位于加工穩(wěn)定區(qū)域。即，如果轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（rev/min) 是3000rev/min，則有可能發(fā)生振動，但如果將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（rev/min)調(diào)整為3100rev/min，貝U 能夠避免顫振。
[0139] 圖6以圖表的方式示出了在不校正軸方向切削深度（Ad)并執(zhí)行一般的切削加工 時所發(fā)生的振動，在以3300rpm的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速進行切削加工的情況下，振幅在部分區(qū)間最高 達到9. 76。即，可知發(fā)生極度的顫動。
[0140] 圖7以圖表的方式示出了在校正初始軸方向切削深度（Ad)而執(zhí)行切削加工時所 發(fā)生的振動。以如上所述的方式對轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速進行校正，在與圖6所執(zhí)行的切削條件相同的 條件下將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速校正為4273rpm。由此，振幅的最大值為0. 19,是在詳細圖中勉強能夠確 認振動的程度。
[0141] 即，根據(jù)本發(fā)明，在將初始軸方向切削深度（Ad)提示為最佳，并根據(jù)所提示的軸 方向切削深度值來進行切削加工的情況下，能夠?qū)D(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速進行校正。即，能夠迅速地提示 對當前設定的工具長度最佳的軸方向切削深度（Ad)。
[0142] 下面，參照圖8對切削品質(zhì)進行說明。圖8是在根據(jù)本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切 削工具的初始軸方向切削深度（Ad)的設定方法而設定的狀態(tài)下執(zhí)行切削加工并對該切削 加工的切削品質(zhì)進行了評價的評價表。
[0143] 圖8所例示的值如下：將工具直徑（D)設定為10mm、將突出長度比率基準值（C)設 定為3,根據(jù)工具（T)的突出長度變化、即突出長度比率（A)而執(zhí)行切削加工，并對該加工進 行了評價。根據(jù)所執(zhí)行的結果值而評價為加工穩(wěn)定、過渡區(qū)間、加工不穩(wěn)定。
[0144] 在圖4中驗證了在本發(fā)明的實施例中根據(jù)數(shù)學式而計算的軸方向切削深度（Ad) 值與實際進行加工而獲得的結果值一致。
[0145] 例如，在將工具的突出長度比率（L/D)設定為5. 5的情況下，根據(jù)本發(fā)明而提示的 校正軸方向切削深度（Ad)值為2. 2_，在實際評價中以2. 2_進行加工時不發(fā)生顫振，實現(xiàn) 了切削加工穩(wěn)定。
[0146] 作為另一例，在將工具的突出長度比率（L/D)設定為4的情況下，根據(jù)本發(fā)明而提 示的校正軸方向切削深度（Ad)值為6. 2_，在實際評價中體現(xiàn)了以6. 2_進行加工時不發(fā) 生顫振，實現(xiàn)了切削加工穩(wěn)定。
[0147] 另外，根據(jù)本發(fā)明的上述的數(shù)學式1、2、3、4、5、6而導出的校正軸方向切削深度 (Ad)是根據(jù)搭載于機床的控制部而能夠自動計算的。對此，參照圖9進行說明。
[0148] 圖9是說明用于執(zhí)行本發(fā)明的一實施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度 的設定方法的控制裝置的例子的圖。
[0149] 參照圖9,在控制裝置100中包括基礎數(shù)據(jù)設定部110和監(jiān)視部120而構成。控 制裝置100是控制機床的控制部。另外，可以是控制機床的專用終端機。另外，在控制裝置 100中輸入有數(shù)學式1、2、3、4、5、6。
[0150] B卩，由基礎數(shù)據(jù)輸入部110輸入工具⑴的基礎信息、例如工具的直徑⑶和工具 的突出長度（L)等信息。
[0151] 之后，根據(jù)通過控制裝置100的控制部輸入的基礎信息而算出推薦軸方向切削深 度（Y)或校正軸方向切削深度（Ad)并顯示于基礎數(shù)據(jù)設定部110。
[0152] 因此，作業(yè)者不任意設定初始軸方向切削深度（Ad)值，而是參照提示的值來執(zhí)行 切削加工。
[0153] 特別是，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝 置，關于初始軸方向切削深度（Ad)，將由工具的基準值突出長度對比突出長度的變動引起 的懸臂梁剛性變動比反映到推薦軸方向切削深度（Y)，針對每個突出長度（L)選定初始推 薦軸方向切削深度（Y)和校正軸方向切削深度（Ad)。
[0154] 另外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置 的初始的推薦軸方向切削深度（Y)和校正的軸方向切削深度（Ad)反映了對工具的突出長 度和直徑的變數(shù)，因此對于不同剛性的工具直徑均可適用。即，本發(fā)明對適用于機床的各種 工具形式和工具突出長度，適當?shù)剡x定在進行加工時能夠控制加工穩(wěn)定性的初始切削條件 (軸方向切削深度），從而能夠提高實時減少顫振的可靠性，可適用于各種工具，因此可廣 泛利用。
[0155] 另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置即使 不具有對工具部（工具和支架）的動特性分析能力和材料，也能夠?qū)τ谕怀鲩L度（L)，針對 每個突出長度選定軸方向切削深度。
[0156] 另外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝 置，在工具變動頻繁的模具加工中，在實際進行切削加工之前能夠容易導出針對適用于切 削工序的所有工具類型和工具長度的推薦軸方向切削深度。即，能夠在生成工具移動路徑 (Tool path)和數(shù)控代碼（NC Code)時容易反映出根據(jù)本發(fā)明導出的校正軸方向切削深度 (Ad)，因此在執(zhí)行切削加工時能夠防止加工偏差。
[0157] 以上，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行了說明，但是本領域技術人員應該理解本 發(fā)明在不改變其技術思想或必要特征的情況下，能夠以其他具體形態(tài)實施。
[0158] 因此，應該理解為以上所述的實施例在所有方面上均為例示，本發(fā)明不限于此，本 發(fā)明的范圍根據(jù)權利要求書來表現(xiàn)，從權利要求書的意思、范圍以及其等價概念所導出的 所有變更或變形的形態(tài)均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0159] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0160] 本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法和控制裝置可利用于 在執(zhí)行切削加工時選定初始的軸方向切削深度的過程中。
【權利要求】
1. 一種旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法， 在將工具（T)安裝于轉(zhuǎn)軸（S)時，接受所述工具（T)的突出長度（L)、所述工具（T)的 直徑（D)、突出長度比率基準值（C)以及軸方向切削深度基準值（E)的輸入，根據(jù)數(shù)學式1、 2、3、4計算軸方向切削深度（Y)，將所述軸方向切削深度（Y)設定為切削加工的初始軸方向 切削深度， [數(shù)學式1] 數(shù)學式1
A :突出長度比率 L :突出長度 D :工具直徑 [數(shù)學式2]
B :基準值對比突出長度比率 A :突出長度比率 C :突出長度比率基準值 [數(shù)學式3] k=B-3 k :剛性加權值 B :基準值對比突出長度比率 [數(shù)學式4] Y=EXk Y :軸方向切削深度 k :剛性加權值 E :軸方向切削深度基準值（15)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法，其中， 根據(jù)數(shù)學式5,對所述軸方向切削深度（Y)進行減去校正常數(shù)（η)的校正而計算校正軸 方向切削深度（Ad)，將所述校正軸方向切削深度（Ad)設定為切削加工的初始軸方向切削 深度， [數(shù)學式5] Ad=Y-n Ad :校正軸方向切削深度 Y :軸方向切削深度 η :校正常數(shù)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法，其中， 在所述軸方向切削深度（Y)為IOmm以上的情況下不執(zhí)行校正，在所述軸方向切削深度 (Y)為5mm以上且IOmm以下的情況下進行減去0· Imm的校正，在軸方向切削深度（Y)為2mm 以上且5mm以下的情況下進行減去0· 2mm的校正，在軸方向切削深度（Y)為2mm以下的情 況下進行減去〇. 3mm的校正。
4. 一種旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的控制裝置，其根據(jù)通過權利要求1所述 的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法而計算的軸方向切削深度（Y)值來對 機床進行控制。
5. -種旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的控制裝置，其根據(jù)通過權利要求2或 3所述的旋轉(zhuǎn)切削工具的初始軸方向切削深度的設定方法而計算的校正軸方向切削深度 (Ad)值來對機床進行控制。
【文檔編號】B23Q15/013GK104227496SQ201410255371
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2013年6月10日
【發(fā)明者】李岡栽, 宋珍錫, 張漢基 申請人:斗山英維高株式會社