本發(fā)明涉及切削裝置及切削方法。

背景技術(shù)：

在切削裝置中，當(dāng)使用切削工具比如切削工具等對(duì)由難以切削的材料比如鈦合金或鉻鎳鐵合金制成的工件進(jìn)行切削加工時(shí)，切削工具的切削刃在切削阻力很大的情況下保持與工件長(zhǎng)時(shí)間接觸。因此，切削刃的接觸部分處會(huì)產(chǎn)生很高溫度的切削熱。這會(huì)致使工具壽命低下。

在這種情形下，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了旋轉(zhuǎn)切削方法，在這種方法中，可旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)形狀的切削工具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)設(shè)置成與切削行進(jìn)方向平行，并且在將切削工具的端面用作前刀面的情況下借助切削工具的旋轉(zhuǎn)而對(duì)工件進(jìn)行切削加工。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)切削方法，由于切削工具旋轉(zhuǎn)，因此在切削刃上產(chǎn)生的切削熱分散于整個(gè)周邊，由此提高工具壽命。

引用列表

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：JP2006-68831A

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[技術(shù)問(wèn)題]

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)切削方法，可以進(jìn)行高效的切削加工。然而，切削刃的磨損是巨大的，并且仍然需要進(jìn)一步改善工具壽命。此外，根據(jù)旋轉(zhuǎn)切削方法，由于切削工具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)設(shè)置成平行于切削行進(jìn)方向，因此切削工具在切削加工期間的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的影響可以容易地轉(zhuǎn)移到待被切削的工件的表面。因此，在該方法中，提出了工件的切削面的切削精度的惡化的問(wèn)題。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步提高延長(zhǎng)切削工具的壽命且同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高的切削加工面精度的切削裝置及切削方法。

[問(wèn)題的解決方案]

(切削裝置)

根據(jù)本發(fā)明的切削裝置包括：旋轉(zhuǎn)裝置，用于使切削工具繞切削工具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的；以及行進(jìn)裝置，用于使切削工具相對(duì)于工件行進(jìn)的，其中，通過(guò)使切削工具的外周表面旋轉(zhuǎn)并且在將外周表面用作前刀面的情況下，旋轉(zhuǎn)裝置和行進(jìn)裝置使切削工具相對(duì)于工件行進(jìn)，以對(duì)工件進(jìn)行切削加工。

根據(jù)通過(guò)上述切削工具的切削加工，使橫切功能起作用以通過(guò)使前刀面旋轉(zhuǎn)來(lái)切削工件，并且使拉動(dòng)功能起作用以通過(guò)使前刀面旋轉(zhuǎn)來(lái)拉動(dòng)切屑和使切屑流出。因此，根據(jù)該切削加工，除了由于切削工具在前刀面的整個(gè)外周表面上的旋轉(zhuǎn)而在切削刃處產(chǎn)生的切削熱的分散之外，也可以通過(guò)上述功能實(shí)現(xiàn)切削阻力的降低，從而減少在切削刃處產(chǎn)生的溫度并且相應(yīng)地提高工具壽命。

(切削方法)

根據(jù)本發(fā)明的切削方法包括下述步驟：使切削工具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)朝向切削行進(jìn)方向傾斜預(yù)定角度；使切削工具的外周表面繞切削工具的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)；以及在將切削工具的外周表面用作前刀面的情況下，并且通過(guò)將切削工具的圓周速度控制成等于或大于切削工具的切削速度，通過(guò)使切削工具相對(duì)于工件行進(jìn)，而對(duì)工件進(jìn)行切削加工。通過(guò)本發(fā)明的切削方法可以獲得由上述本發(fā)明的切削裝置獲得的相同或類(lèi)似的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是與本發(fā)明的實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的切削裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)的平面圖；

圖2A是在根據(jù)圖1的切削裝置中使用的切削工具的平面圖；

圖2B是根據(jù)圖2A的切削工具的側(cè)視圖；

圖3是說(shuō)明通過(guò)使用根據(jù)圖2A和圖2B的切削工具沿切入切削方向進(jìn)行進(jìn)給而實(shí)現(xiàn)的圓柱形切削控制的流程圖；

圖4A是示出在通過(guò)根據(jù)圖2A和圖2B的切削工具沿切入切削方向進(jìn)行進(jìn)給而實(shí)現(xiàn)的圓柱形切削的狀態(tài)下從工件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向觀(guān)察的工件的視圖；

圖4B是沿相對(duì)于根據(jù)圖4A的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向成直角方向觀(guān)察的工件的視圖；

圖5是用于說(shuō)明通過(guò)將切入切削方向設(shè)定為水平軸并且將橫切方向設(shè)定為豎直軸而實(shí)現(xiàn)的橫切功能的圖像的視圖；

圖6是通過(guò)在當(dāng)進(jìn)行橫切時(shí)切削工具的明顯的刀刃角與當(dāng)進(jìn)行切入切削時(shí)切削工具的刀刃角之間進(jìn)行迭代而示出放大的比較的視圖；

圖7是示出工具圓周速度與切削阻力之間的實(shí)際測(cè)量關(guān)系的視圖；

圖8A是工件的從旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向觀(guān)察的視圖，其中，旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向表示當(dāng)在圓柱形切削狀態(tài)下通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取工件的圖像時(shí)的成像方向，通過(guò)根據(jù)圖2A和圖2B的切削工具而沿切入切削方向進(jìn)行進(jìn)給；

圖8B是工件的從相對(duì)于圖8A中的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)而成直角的方向觀(guān)察時(shí)的視圖；

圖9A是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第一視圖；

圖9B是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第二視圖；

圖9C是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第三視圖；

圖9D是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第四視圖；

圖9E是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第五視圖；

圖9F是表示通過(guò)改變圓周速度比通過(guò)高速攝像機(jī)而獲取的圖像的第六視圖；

圖10A是示出切屑流出角與圓周速度比之間的關(guān)系的視圖；

圖10B是示出切屑流出速度比與圓周速度比之間的關(guān)系的視圖；

圖10C是示出切屑流出角與切屑流出速度比之間的關(guān)系的視圖；

圖11A是表示通過(guò)旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行切削的狀態(tài)的透視圖；

圖11B是從圖11A中示出的工件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)觀(guān)察的視圖；

圖12A是根據(jù)在圖1的切削裝置中使用的第一改進(jìn)實(shí)施方式的切削工具的前立面圖；

圖12B是根據(jù)在圖1的切削裝置中使用的第二改進(jìn)實(shí)施方式的切削工具的前立面圖；

圖12C是根據(jù)在圖1的切削裝置中使用的第三改進(jìn)實(shí)施方式的切削工具的前立面圖；

圖13是根據(jù)在圖1的切削裝置中使用的第四改進(jìn)實(shí)施方式的切削工具的前立面圖；

圖14A是切削工具的從切削工具的前側(cè)沿相對(duì)于工件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)成直角的方向觀(guān)察的視圖，表示通過(guò)根據(jù)圖2A和圖2B的切削工具沿橫向方向進(jìn)行進(jìn)給的圓柱形切削狀態(tài)；

圖14B是切削工具的從切削工具的側(cè)面沿相對(duì)于根據(jù)圖14A的工件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)成直角的方向觀(guān)察的視圖；

圖15A是工件的從相對(duì)于工件的平面成直角的方向觀(guān)察的視圖，表示通過(guò)根據(jù)圖2A和圖2B的切削工具而實(shí)現(xiàn)的平面表面切削狀態(tài)；以及

圖15B是圖15A的從平行于平面表面的方向觀(guān)察的視圖。

具體實(shí)施方式

(切削裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu))

如在圖1中示出的，切削裝置1由軸箱10、底座20、尾座30、往復(fù)式工作臺(tái)40、進(jìn)給工作臺(tái)50、傾斜工作臺(tái)60、工具架70和控制裝置80形成。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，在以下描述中，設(shè)置在軸箱10上的旋轉(zhuǎn)主軸11的軸線(xiàn)方向稱(chēng)為“Z”軸方向，在水平面內(nèi)與旋轉(zhuǎn)主軸11的軸線(xiàn)方向成直角相交的方向稱(chēng)為“X”軸線(xiàn)方向。

軸箱10形成為長(zhǎng)方體形狀，并且軸箱10設(shè)置在底座20上。旋轉(zhuǎn)主軸11被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軸箱10上。旋轉(zhuǎn)主軸11的一個(gè)側(cè)面附接有卡盤(pán)12，并且卡盤(pán)12設(shè)置有爪部12a，爪部12a能夠保持工件W的一個(gè)端側(cè)面的周緣表面。旋轉(zhuǎn)主軸11由容納在軸箱10中的主軸馬達(dá)13可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。

底座20形成為長(zhǎng)方體形狀，并且底座20設(shè)置在地板上且設(shè)置成在旋轉(zhuǎn)主軸11的下部之下從軸箱10沿“Z”軸方向延伸。底座20的上表面上設(shè)置有一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a、21b，所述一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a、21b沿“Z”軸方向以彼此相互平行的方式延伸，由此使得尾座30和往復(fù)式工作臺(tái)40被可滑動(dòng)地導(dǎo)引。另外，底座20上在所述一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a與21b之間設(shè)置有用于沿“Z”軸方向驅(qū)動(dòng)往復(fù)式工作臺(tái)40的“Z”軸滾珠絲杠(未示出)。設(shè)置有用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)“Z”軸滾珠絲杠的“Z”軸馬達(dá)22。

尾座30設(shè)置在所述一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a和21b上并且設(shè)置成能夠相對(duì)于底座20沿“Z”軸方向移動(dòng)。尾座30設(shè)置有頂尖31，頂尖31能夠支承由卡盤(pán)12保持的工件W的自由端面。換言之，頂尖31在尾座30上設(shè)置成使得頂尖31的軸線(xiàn)符合旋轉(zhuǎn)主軸11的軸線(xiàn)。

往復(fù)式工作臺(tái)40形成為矩形板形狀，并且往復(fù)式工作臺(tái)40設(shè)置在軸箱10與尾座30之間且設(shè)置在所述一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a和21b上，并且設(shè)置成使得往復(fù)式工作臺(tái)40能夠相對(duì)于底座20沿“Z”軸方向移動(dòng)。往復(fù)式工作臺(tái)40的上表面上設(shè)置有一對(duì)“X”軸導(dǎo)軌41a和41b，所述一對(duì)“X”軸導(dǎo)軌41a和41b沿“X”軸方向以彼此相互平行的方式延伸，由此使得進(jìn)給工作臺(tái)50被可滑動(dòng)地導(dǎo)引。另外，往復(fù)式工作臺(tái)40上在所述一對(duì)“X”軸導(dǎo)軌41a與41b之間設(shè)置有用于沿“X”軸方向驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)50的“X”軸滾珠絲杠(未示出)。設(shè)置有用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)“X”軸滾珠絲杠的“X”軸馬達(dá)42。

進(jìn)給工作臺(tái)50形成為矩形板形狀，并且進(jìn)給工作臺(tái)50設(shè)置在所述一對(duì)“X”軸導(dǎo)軌41a與41b之間使得進(jìn)給工作臺(tái)50能夠相對(duì)于往復(fù)式工作臺(tái)40沿“X”軸方向移動(dòng)。進(jìn)給工作臺(tái)50的上表面上設(shè)置有一對(duì)傾斜工作臺(tái)支承部61，所述一對(duì)傾斜工作臺(tái)支承部61在“Z”軸方向上彼此間隔預(yù)定距離。所述一對(duì)傾斜工作臺(tái)支承部對(duì)傾斜工作臺(tái)60進(jìn)行支承。

傾斜工作臺(tái)60形成為搖籃形狀，并且傾斜工作臺(tái)60由所述一對(duì)傾斜工作臺(tái)支承部61支承使得傾斜工作臺(tái)60能夠繞“Z”軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)(擺動(dòng))。工具架70布置在傾斜工作臺(tái)60的上表面上。所述一對(duì)傾斜工作臺(tái)支承部61中的一個(gè)傾斜工作臺(tái)支承部設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)地(可擺動(dòng)地)驅(qū)動(dòng)傾斜工作臺(tái)60繞“Z”軸線(xiàn)的傾斜馬達(dá)62。

工具架70處設(shè)置有工具夾71，并且工具夾71設(shè)置成能夠繞“X”軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。工具架70處設(shè)置有用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)工具夾71繞“X”軸線(xiàn)的工具馬達(dá)72。切削工具90——隨后將對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明——由工具夾7卡住。另外，工具架70設(shè)置有供給噴嘴73，供給噴嘴73連接至供給用于使切削工具90冷卻的切削油的切削油供給裝置(未示出)。

控制裝置80包括軸旋轉(zhuǎn)控制部81、往復(fù)式工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制部82、進(jìn)給工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制部83、傾斜控制部84和工具旋轉(zhuǎn)控制部85。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，控制部81至85均可以相應(yīng)地由單獨(dú)的硬件單獨(dú)形成，或者可以構(gòu)造成以便通過(guò)使用軟件而執(zhí)行相應(yīng)的功能。

軸旋轉(zhuǎn)控制部81通過(guò)對(duì)主軸馬達(dá)13進(jìn)行控制而以預(yù)定轉(zhuǎn)速可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸11。往復(fù)式工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制部82通過(guò)對(duì)“Z”軸馬達(dá)22進(jìn)行控制而使往復(fù)式工作臺(tái)40沿著所述一對(duì)“Z”軸導(dǎo)軌21a和21b往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)給工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制部83通過(guò)對(duì)“X”軸馬達(dá)42進(jìn)行控制而使進(jìn)給工作臺(tái)50沿著所述一對(duì)“X”軸導(dǎo)軌41a和41b往復(fù)運(yùn)動(dòng)。傾斜控制部84通過(guò)對(duì)傾斜馬達(dá)62進(jìn)行控制而可旋轉(zhuǎn)地(可擺動(dòng)地)驅(qū)動(dòng)傾斜工作臺(tái)60繞“Z”軸線(xiàn)。工具旋轉(zhuǎn)控制部85通過(guò)對(duì)工具馬達(dá)72而可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)切削工具90和工具夾71。

控制裝置80將傾斜馬達(dá)62控制成以使切削工具90傾斜預(yù)定角度。接著，控制裝置80將主軸馬達(dá)13和工具馬達(dá)72控制成使工件W以及切削工具90旋轉(zhuǎn)。工件旋轉(zhuǎn)而使得切削工具相對(duì)于工件W行進(jìn)。另外，控制裝置80將“X”軸馬達(dá)42控制成使工件W和切削工具90沿“X”軸方向相對(duì)移動(dòng)，由此通過(guò)使切削工具90的外周表面橫切工件W而對(duì)工件W進(jìn)行切削加工。

應(yīng)當(dāng)指出的是，工具架70、工具夾71、工具馬達(dá)72和工具旋轉(zhuǎn)控制部85等對(duì)應(yīng)于“旋轉(zhuǎn)裝置”，軸箱10、旋轉(zhuǎn)主軸11、主軸馬達(dá)13、尾座30、工具架70、工具夾71和軸旋轉(zhuǎn)控制部81等對(duì)應(yīng)于“行進(jìn)裝置”，并且傾斜工作臺(tái)60、傾斜工作臺(tái)支承部61、傾斜馬達(dá)62和傾斜控制部84等對(duì)應(yīng)于“傾斜裝置”。

(切削工具的形狀)

如圖2A和圖2B中示出的，切削工具90由截頭圓錐形工具主體91和柱狀工具軸92形成，其中，柱狀工具軸92從工具主體91的定位在工具主體91的根部處的小徑端面91a延伸。工具主體91的外周表面形成為用作前刀面91b。工具主體91的大徑端面形成為用作平坦的后刀面91c。

由工具主體91的前刀面91b和后刀面91c形成的棱線(xiàn)形成為連續(xù)的圓形切削刃91r，即，具有非間斷部分的圓形切削刃91r。切削工具90的切削刃角α即由前刀面91b的從與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt垂直的方向觀(guān)察到的傾斜線(xiàn)與后刀面91c的從與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt垂直的方向觀(guān)察到的直線(xiàn)形成的角度α被設(shè)定為等于或大于45度，優(yōu)選為70度至80度，以保持切削刃91r的強(qiáng)度。

(使用切削工具的切削方法和使用旋轉(zhuǎn)工具的切削方法)

接著，將在對(duì)圓柱形工件W進(jìn)行切削的情況下對(duì)使用切削工具90的切削方法與使用現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)工具的切削方法——相對(duì)接近使用切削工具90的切削方法——之間的區(qū)別進(jìn)行說(shuō)明。如在圖11A和圖11B中示出的，旋轉(zhuǎn)工具100由截頭圓錐形工具主體101和柱狀工具軸102形成，其中，柱狀工具軸102從工具主體101的小徑端面101a延伸。工具主體101的大徑端面形成為用作前刀面101b，并且在前刀面101b的周緣部處形成有切削刃101c，該切削刃101c形成為連續(xù)的圓形，即非間斷的完整圓形的形狀。

根據(jù)使用旋轉(zhuǎn)工具100的切削方法，旋轉(zhuǎn)工具100沿在附圖中示出的箭頭“rr”方向旋轉(zhuǎn)。工件W沿箭頭“rw”方向旋轉(zhuǎn)。接著，旋轉(zhuǎn)工具100的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rr被設(shè)定成垂直于工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw且平行于通過(guò)工件W的切削加工面Ws(外周表面)的切削點(diǎn)Pr的切線(xiàn)Lw而定位。在該狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)工具100的切削刃101c橫切工件W的切削加工面Ws的切削點(diǎn)Pr。因此，工件W的切削加工面Ws在周向方向上被切削。

在工件W的切削加工期間，旋轉(zhuǎn)工具100通過(guò)在切削點(diǎn)Pr處接收切削阻力而略微偏轉(zhuǎn)，但是偏轉(zhuǎn)方向vr垂直于工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw并且通過(guò)切削點(diǎn)Pr，該偏轉(zhuǎn)方向vr是與切削行進(jìn)方向G垂直相交的方向。因此，旋轉(zhuǎn)工具100的切削刃100c通過(guò)偏轉(zhuǎn)沿徑向方向周期性地移動(dòng)離開(kāi)工件W的切削加工面Ws，旋轉(zhuǎn)切削工具100的在切削加工期間的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的影響易于傳遞到工件W的切削加工面Ws上。因此，工件W的切削加工面Ws的切削精度可能易于惡化。

另一方面，如在圖4A中示出的，首先，控制裝置80控制切削工具90，使得切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt被設(shè)定成從旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt與切削點(diǎn)Pt的法線(xiàn)平行的狀態(tài)朝向切削行進(jìn)方向Gp傾斜預(yù)定角度θ。詳細(xì)地，與工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw垂直且與切削點(diǎn)Pt接觸的直線(xiàn)Lt繞工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw對(duì)中從切削行進(jìn)方向Gp傾斜預(yù)定角度θ以獲得直線(xiàn)Lc，并且接著，切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt傾斜成與所獲得的直線(xiàn)Lc平行。因此，能夠避免切削工具90的后刀面91c與工件W的切削加工面Ws之間的接觸。

如在圖4A和圖4B中示出的，根據(jù)使用切削工具90的切削方法，盡管切削工具90可能由于在切削點(diǎn)Pt處接收到的切削阻力而略微偏轉(zhuǎn)，但是偏轉(zhuǎn)方向vt在切削工具90的相對(duì)于與工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw垂直且通過(guò)切削點(diǎn)Pt的直線(xiàn)Lt的方向的傾斜方向上傾斜角度θ，即，相對(duì)于切削行進(jìn)方向Gp旋轉(zhuǎn)了傾斜角θ的補(bǔ)角(180°-θ)度的方向。因此，切削工具90的切削刃91r從工件W的切削加工面Ws在徑向方向上由偏轉(zhuǎn)引起的周期性分離變得較不頻繁，并且變得難以將切削工具90的切削加工期間的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的影響傳遞到工件W的切削加工面Ws上。因此，能夠提高切削加工面Ws的切削精度。

接著，如在圖4A和圖4B中示出的，控制裝置80使切削工具90的前刀面91b繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt沿旋轉(zhuǎn)方向rt旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使工件W繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw沿旋轉(zhuǎn)方向rw旋轉(zhuǎn)，以對(duì)工件W的切削加工面Ws進(jìn)行切削加工。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)工具100，當(dāng)進(jìn)行切削加工時(shí)，工具主體101的大徑端面用作前刀面101b，但是根據(jù)切削工具90，切削加工執(zhí)行成使得切削工具90的前刀面91b旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行橫切功能，從而以插入切削加工面Ws并且執(zhí)行通過(guò)使切削工具90的前刀面91b旋轉(zhuǎn)來(lái)將切屑K拉動(dòng)且使切屑K流出的功能。

圖5是說(shuō)明了橫切操作的圖像的說(shuō)明圖，其中，水平軸表示切入切削(plunge cutting)方向，豎直軸表示橫切方向。在切削工具90不旋轉(zhuǎn)的情況下，切削工具90的切削刃角α可以被認(rèn)為是在通過(guò)切入切削操作進(jìn)行切削加工時(shí)的切削刃角。因此，通過(guò)將切削刃91r設(shè)定為水平軸和豎直軸的交點(diǎn)并且將后刀面91c設(shè)定成水平軸，當(dāng)從與圖5中的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)垂直的方向觀(guān)察切削工具90時(shí)，切削刃角α可以被視為由前刀面91b和后刀面91c形成的角度。接著，在橫切時(shí)的切削工具90的標(biāo)稱(chēng)切削刃角β被認(rèn)為是：當(dāng)切削工具90旋轉(zhuǎn)時(shí)切削工具90在切削加工時(shí)的切削刃角。因此，標(biāo)稱(chēng)切削刃角β是由線(xiàn)m和m'形成的角度，線(xiàn)m和m'是通過(guò)將線(xiàn)“t”的兩端與切削刃91r連接而形成的。線(xiàn)“t”是通過(guò)沿橫切方向?qū)νㄟ^(guò)前刀面91b和后刀面91c的隨機(jī)選擇的線(xiàn)進(jìn)行平移而形成的。

從圖6中明顯的是，切削工具90在橫切時(shí)的標(biāo)稱(chēng)切削刃角β比切削工具90在切入切削操作時(shí)的切削刃角α更尖銳。因此，根據(jù)使用切削工具90的切削加工，能夠減小切削阻力，從而降低切削刃91r的溫度。因此，能夠提高切削工具90的工具壽命。此外，切削工具90的剪切角δ(參見(jiàn)圖48)即由切屑K的流出方向與切削行進(jìn)方向Gp所形成的角度變得大于在切入切削操作——其中，切削加工是通過(guò)切入切削來(lái)進(jìn)行的而不需要旋轉(zhuǎn)切削工具90——情況下形成于切削加工處的剪切角。因此，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用切削工具90的切削加工來(lái)減小切削阻力，并且切削刃91r的溫度也可以減小，并且因此，可以提高切削工具90的工具壽命。

圖7示出了實(shí)際測(cè)量的切削工具90的圓周速度V(以下稱(chēng)為“工具圓周速度”)與切削阻力N之間的關(guān)系。工具圓周速度V是在切削刃91r的切削點(diǎn)Pt處的旋轉(zhuǎn)速度(參見(jiàn)圖4A)。作為切削阻力N，本申請(qǐng)的發(fā)明人在與切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt以及工件W的在切削點(diǎn)Pt處的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw垂直的主分力方向上測(cè)量切削阻力Nm(參見(jiàn)圖4A)，發(fā)明人在與切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt垂直且于工件W的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw平行的推力分力方向(垂直于主分力方向的方向)上測(cè)量切削阻力Nb(參見(jiàn)圖4B)，并且發(fā)明人在切削工具90的旋轉(zhuǎn)方向上測(cè)量切削阻力Nr(參見(jiàn)圖3A)。

此外，如在圖7中示出的，在進(jìn)行切入切削的情況下，當(dāng)工具圓周速度V為零(0)時(shí)，主分力方向的切削阻力Nm和推力分力方向的切削阻力Nb較大。然而，隨著工具圓周速度V增大，切削阻力Nm和Nb的值變小，此后變得大致恒定。特別地，當(dāng)工具圓周速度V變得大于與切削速度相同的速度的值Va時(shí)，切削阻力Nm和Nb的值大大減小。應(yīng)當(dāng)指出的是，旋轉(zhuǎn)方向的切削阻力Nr隨著工具圓周速度V的增大而逐漸增大，并且接著，最終變得大致恒定。

此外，當(dāng)工具圓周速度V為零(0)時(shí)，短而厚的切屑K流出。然而，隨著工具圓周速度V增大，長(zhǎng)度等于或大于切削加工距離的長(zhǎng)且薄的切屑K流出(參見(jiàn)圖4A和4B)。假設(shè)切屑K的流出速度比工具圓周速度V為零時(shí)的切削速度慢，切屑則因此塑性變形并且切屑K的厚度變得更厚且長(zhǎng)度變得更短，但是切屑K的流出速度變得更快，當(dāng)通過(guò)大幅度操作的橫切和拉伸功能增大工具圓周速度V時(shí)，切屑的厚度則因此變得更薄且長(zhǎng)度變得更長(zhǎng)。如上所述，根據(jù)使用切削工具90的切削加工，在難以切削的材料比如鈦合金或鉻鎳鐵合金的切削加工中可以獲得高效的切削，其高溫已成為其切削加工中的問(wèn)題。

根據(jù)使用切削工具90的切削方法，工具圓周速度與工件W的圓周速度之間的圓周速度的比(下文中，工件W的圓周速度被稱(chēng)為“工件圓周速度”且“工具圓周速度/工件圓周速度”的比被簡(jiǎn)稱(chēng)為“圓周速度比”，該“圓周速度比”對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“速度比”)對(duì)于工具壽命改善的結(jié)果等具有非常重要的作用。換言之，當(dāng)圓周速度比改變時(shí)，切削工具90與工件W之間的摩擦功改變，這導(dǎo)致了切削工具90的摩擦磨損。當(dāng)圓周速度比被設(shè)定為1.0時(shí)，切削工具90與工件W之間的摩擦功變?yōu)樽钚≈?，并且因此可以?shí)現(xiàn)工具壽命改善的效果。

作為圓周速度比的改變的一些示例，可以改善外周表面為錐形或階梯狀的工件W的切削加工、需要多次加工路徑的工件W的切削加工以及工件W的端面的切削加工。在這些情況下，由于工件W的直徑(以下稱(chēng)為“工件直徑”)在切削加工期間改變，所以工件圓周速度也改變，并且圓周速度比也因此改變。作為一些其他示例，圓周速度比由于工具摩擦磨損或由于工具再磨削操作等而改變。在這些情況下，切削工具90的工具直徑改變，并且因此，工具圓周速度改變，并且最終圓周速度比變化。

如在與圖4A和圖4B的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的圖8A和圖8B中示出的，高速攝像機(jī)Ca被設(shè)定成能夠拍攝從圖中的箭頭方向觀(guān)察到的圖像?？刂蒲b置80通過(guò)將圓周速度比從0.0改變?yōu)?.0來(lái)分析由高速攝像機(jī)Ca拍攝的切屑K流出狀態(tài)的圖像。因此，通過(guò)切屑K相對(duì)于切削工具90的切削刃91r的流出方向形成了切屑K流出角。

因此，如在圖9A和圖10A中示出的，當(dāng)圓周速度比為0.0(切削工具90的旋轉(zhuǎn)停止)時(shí)，切屑K在與直線(xiàn)Lt垂直的方向上從切削刃91r流出，即，切屑K以90度的流出角流出。接著，如在圖9B至圖9F和圖10A中示出的，隨著圓周速度比從比為0.2增大至2.0，切屑K流出角在切削工具90的旋轉(zhuǎn)方向“rt”上從在圓周速度比為0.0時(shí)的90度的流出角變得逐漸減小。因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)流出角從70度變?yōu)?1度。

接著，發(fā)明人分析了由高速攝像機(jī)Ca拍攝的圖像并且獲得了切屑K的流出速度。在圖10B中圖示了分析的結(jié)果，其中，確認(rèn)當(dāng)圓周速度比變得等于或大于0.2時(shí)，切屑流出速度與工件圓周速度之間的比(下文稱(chēng)為“流出速度比”)變大?？梢哉J(rèn)為，當(dāng)流出角小且流出速度比大時(shí)，可以更容易地獲得切屑K的拉動(dòng)功能。鑒于如在圖10A和圖10B中示出的該觀(guān)察及其結(jié)果，圓周速度比被設(shè)定為0.2或大于0.2并且切屑K流出角被設(shè)定為30度至70度。

此外，通過(guò)將圓周速度比設(shè)定為1.0，切削工具90與工件W之間的摩擦功變得最小，并且可以獲得工具壽命改善效果。此外，當(dāng)圓周速度比變?yōu)?.0時(shí)，切屑K在切屑K的長(zhǎng)度變?yōu)轭A(yù)定值之后重復(fù)分割。因此，通過(guò)將圓周速度比設(shè)定為小于2.0，可以使連接的切屑K連續(xù)地流出。此外，當(dāng)通過(guò)超過(guò)2.0的恒定值的圓周速度比繼續(xù)切削加工時(shí)，切屑K與工件W之間的摩擦功增加可能趨向于減少工具壽命。從在圖10C中示出的這些觀(guān)察點(diǎn)及其結(jié)果可以看出，圓周速度比被設(shè)定為等于或大于1.0且小于2.0，并且流出速度比被設(shè)定為等于或大于0.5且等于或小于1.3。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，為了通過(guò)使切削工具90與工件W之間的摩擦功最小來(lái)實(shí)現(xiàn)工具壽命改善效果并且還通過(guò)使連接的切屑K連續(xù)地流出來(lái)防止切屑K纏繞在工件W等中，圓周速度比優(yōu)選地設(shè)定為等于或大于1.0且等于或小于2.0。

(使用切削工具的切削控制)

接著，將對(duì)用于通過(guò)使工件W沿工件W的軸線(xiàn)Rw旋轉(zhuǎn)、沿切入切削方向進(jìn)給來(lái)切削圓柱形工件W的切削工具90的控制進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)使用切削工具90的切削，進(jìn)行控制以使圓周速度比在一定范圍內(nèi)保持恒定。將參照在圖3中示出的流程圖對(duì)這樣的控制進(jìn)行說(shuō)明。

控制裝置80獲取工具直徑(步驟S1：圖3)，并且接著獲取工件直徑(步驟S2：圖3)。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，工具直徑是通過(guò)使用測(cè)量裝置進(jìn)行實(shí)際測(cè)量而獲取的。工具直徑可以是實(shí)際測(cè)量的后刀面91c(切削刃91r)的直徑，即，與通過(guò)在圖4A中示出的切削點(diǎn)Pt的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt垂直的圓的直徑，或者是實(shí)際測(cè)量的前刀面91b處的切削刃91r與切屑K的接觸長(zhǎng)度的中間部分處的直徑，即，與通過(guò)在圖4A中的點(diǎn)Px的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt垂直的圓的直徑。可以基于設(shè)計(jì)圖和NC程序來(lái)獲取工件W的直徑。

接著，控制裝置80基于所獲取的工具直徑計(jì)算工具圓周速度(步驟S3：圖3，對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的圓周速度獲取裝置)，并且基于所獲取的工件直徑計(jì)算工件圓周速度(步驟S4：圖3，對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“行進(jìn)速度獲取裝置”)。工具圓周速度V是切削刃91r上的切削點(diǎn)Pt(在圖4A中)處的旋轉(zhuǎn)速度，并且通過(guò)工具直徑D和旋轉(zhuǎn)主軸11的軸轉(zhuǎn)速N由以下數(shù)值公式(1)表示。工件圓周速度“v”是切削加工面Ws上的切削點(diǎn)Pt(在圖4A中)處的旋轉(zhuǎn)速度，并且通過(guò)工件直徑d和工件W的工件旋轉(zhuǎn)速度“n”由數(shù)值公式(2)表示。

[M1]

V＝π·D·N......(1)

[M2]

v＝π·d·n......(2)

接著，控制裝置80判斷計(jì)算出的工件圓周速度是否是等于或小于預(yù)定上限值的值，該預(yù)定上限值不會(huì)對(duì)切削工具90的磨損產(chǎn)生很大影響(步驟S5：圖3)，如果判斷工件圓周速度超過(guò)預(yù)定上限值，則控制裝置80改變工件W的旋轉(zhuǎn)速度(步驟S6：圖3)，并且將程序步驟返回至步驟S2，并重復(fù)前面的處理。工件W的旋轉(zhuǎn)速度的變化在相對(duì)于工件W的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度的±6％至±10％的范圍內(nèi)進(jìn)行。

另一方面，在步驟S5中，當(dāng)控制裝置80判斷工件圓周速度等于或小于預(yù)定上限值時(shí)，控制裝置80基于計(jì)算出的工具圓周速度和工件圓周速度計(jì)算圓周速度比(圖3中的步驟S7，對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“速度比計(jì)算裝置”)。圓周速度比“γ”通過(guò)工具圓周速度V和工件圓周速度“v”由以下數(shù)值公式(3)表示。

[M3]

γ＝V/v......(3)

接著，控制裝置80判斷計(jì)算出的圓周速度比是否超過(guò)預(yù)定范圍(步驟S8：圖3)，并且如果判斷圓周速度比超過(guò)預(yù)定范圍，則控制裝置80改變切削工具90的旋轉(zhuǎn)速度(步驟S9：圖3)，并且將程序步驟返回至步驟S2，并重復(fù)前面的處理。另一方面，當(dāng)控制裝置80判斷圓周速度比在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，控制裝置80繼續(xù)切削加工，并將程序步驟返回至步驟S2，并重復(fù)前面的處理。應(yīng)當(dāng)指出的是，“預(yù)定范圍”是指例如相對(duì)于值“1.0”的±10％至±20％的范圍。此外，切削工具90的旋轉(zhuǎn)速度的改變?cè)谙鄬?duì)于切削工具90的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度的±5％至±10％的范圍內(nèi)進(jìn)行。上述過(guò)程繼續(xù)直到圓柱形工件W的切削加工結(jié)束為止。

(切削工具的其他實(shí)施方式)

根據(jù)上述實(shí)施方式，切削工具90的前刀面91b形成為在表面上具有恒定的摩擦系數(shù)。然而，如在圖12A、圖12B和圖12C中示出的，切削工具90A、90B和90C的前刀面91ba、91bb和91bc可以形成為在各自的表面上具有不同的摩擦系數(shù)。換言之，在圖12A中示出的切削工具90A具有由在周向方向上相互排列的具有高摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah和具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al形成的前刀面91ba。

在上述情況下，當(dāng)區(qū)域Ah和Al兩者在周向方向上的長(zhǎng)度被設(shè)定為相同的長(zhǎng)度時(shí)，前刀面91b的摩擦系數(shù)變得更接近恒定系數(shù)，并且橫切效果可以減輕。因此，具有高摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah的周向方向上的長(zhǎng)度被設(shè)定為長(zhǎng)于具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al的周向方向上的長(zhǎng)度，從而不會(huì)減輕橫切效果。在圖12B中示出的切削工具90B具有由具有高摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah和具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al形成的前刀面91bb，區(qū)域Ah和區(qū)域Al都布置在前刀面91bb的周向方向的一半中。在圖12C中示出的切削工具90C具有由具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al形成的前刀面91bc，但是摩擦系數(shù)高于區(qū)域Al的區(qū)域Ah設(shè)置在具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al的一部分中。

根據(jù)切削工具90A、90B和90C，由于具有高摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah與切屑K長(zhǎng)時(shí)間接觸，因此可以加速切屑的流出。具有低摩擦系數(shù)的區(qū)域Al例如通過(guò)涂覆類(lèi)金剛石碳而形成。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，具有高摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah與具有低摩擦系數(shù)的面積Al之間的比不限于上述比并且可以應(yīng)用任何隨機(jī)選擇的比。

根據(jù)上述實(shí)施方式，切削刃91r形成為連續(xù)的圓形切削刃91r，即具有非間斷部分的圓形切削刃91r。然而，如在圖13中示出的，切削工具90D的切削刃91rd的一部分設(shè)置有具有預(yù)定寬度91dw的槽91d，即，切削刃91rd形成為不連續(xù)的圓形。槽91d形成為沿著前刀面91b從后刀面91c延伸至具有預(yù)定寬度91dw的小徑端面91a。當(dāng)切屑通過(guò)槽91d時(shí)，切屑被分成多個(gè)部分。這使得能夠容易地對(duì)切屑進(jìn)行后處理。應(yīng)當(dāng)指出的是，槽的數(shù)目不限于一個(gè)，槽可以設(shè)置在兩個(gè)或更多個(gè)部分處。

根據(jù)實(shí)施方式，切削工具90的工具主體91形成為截頭圓錐形的形狀。然而，工具主體可以形成為柱狀或倒截頭圓錐形等，只要與軸線(xiàn)垂直的截面整體為呈環(huán)形形狀即可。此外，可以包括花瓣形狀的奇數(shù)形狀部分作為圓形形狀。并不限于嚴(yán)格的圓形，只要切削工具設(shè)置有前刀面和位于圓周表面?zhèn)忍幍那邢魅?，并且用作通過(guò)前刀面拉動(dòng)切屑的旋轉(zhuǎn)工具即可。在形成這種形狀的情況下，當(dāng)前刀面形成為正側(cè)時(shí)，后刀面可能與工件W干涉，并且因此，后刀面應(yīng)當(dāng)形成為反側(cè)，或者形成后刀面的部分應(yīng)該凹入以防止與工件W的干涉。

(其他)

根據(jù)上述實(shí)施方式，切削加工在切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt從旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt平行于切削點(diǎn)Pt的法線(xiàn)的狀態(tài)沿切削行進(jìn)方向傾斜預(yù)定角度θ的狀態(tài)下，在通過(guò)使用切削工具90沿切入切削方向進(jìn)給的圓柱形切削控制下進(jìn)行。然而，切削加工可以在切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt與切削點(diǎn)Pt的法線(xiàn)平行的狀態(tài)下進(jìn)行。

此外，在恒定的圓周速度比控制下，將由切削工具90的前刀面91b和后刀面91c形成的切削刃91r處的圓周速度用作工具圓周速度，然而，可以將切削工具90的前刀面91b處的軸線(xiàn)Rt的中間部分的圓周速度或前刀面91b的整個(gè)區(qū)域的平均圓周速度用作工具圓周速度。另外，可以將前刀面91b處的軸線(xiàn)Rt中的除中間部分以外的部分處的圓周速度或者前刀面91b的局部區(qū)域(比如切屑K接觸的區(qū)域)的平均圓周速度用作工具圓周速度。前刀面91b的計(jì)算出的平均圓周速度的區(qū)域的區(qū)域可以是包括切削刃91r的外周表面部分，或者切削刃91r被認(rèn)為是前刀面91b的不同區(qū)域，并且因此，可以從測(cè)量平均圓周速度的區(qū)域中排除切削刃91r。此外，當(dāng)執(zhí)行恒定的圓周速度比控制時(shí)，圓周速度比應(yīng)該在預(yù)定的范圍值內(nèi)。然而，可以總是控制成將圓周速度比保持為值“1.0”。

此外，在恒定的圓周速度比控制中，基于工具圓周速度和工件圓周速度來(lái)計(jì)算圓周速度比。然而，可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定切屑K流出速度與圓周速度比之間的關(guān)系并且接著通過(guò)在實(shí)際切削加工時(shí)獲取流出的切屑K的速度來(lái)獲取圓周速度比。可以通過(guò)分析由高速攝像機(jī)拍攝的圖像，或者通過(guò)預(yù)先設(shè)定切屑的厚度與切屑K流出速度之間的關(guān)系，并且通過(guò)測(cè)量在實(shí)際切削加工時(shí)切屑的厚度來(lái)獲取切屑K流出速度。

各種類(lèi)型的控制可以被用于使用流出角/速度比控制裝置的控制中，只要將上述數(shù)值范圍用作加工條件即可。能夠獲取上述數(shù)值范圍的切削裝置的操作條件通過(guò)實(shí)驗(yàn)工作的測(cè)量預(yù)先獲取或者通過(guò)分析加工期間實(shí)時(shí)測(cè)量的測(cè)量結(jié)果而獲取，以將結(jié)果反映在控制裝置80上。另外，也可以包括以下的控制：其中，盡管預(yù)先進(jìn)行了測(cè)量的反饋和實(shí)時(shí)測(cè)量，但是通過(guò)控制裝置80適當(dāng)?shù)乜刂魄邢餮b置1的結(jié)果是，可以獲取包括上述數(shù)值范圍的加工條件作為結(jié)果系統(tǒng)。這種情況可適用于由流出速度/速度比控制裝置進(jìn)行的控制和由流出速度比控制裝置進(jìn)行的控制。

根據(jù)上述實(shí)施方式，對(duì)圓柱形工件W的切削加工面Ws沿周向方向切削的情況的加工的說(shuō)明，即，對(duì)通過(guò)在X方向(切入切削進(jìn)給方向)上進(jìn)給工件而進(jìn)行加工的情況。然而，也可以類(lèi)似地進(jìn)行使工件沿Z(橫向)方向進(jìn)行加工的情況。換言之，如在圖14A和圖14B中示出的，切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt被設(shè)定為從軸線(xiàn)Rt與切削點(diǎn)Pt的法線(xiàn)平行的狀態(tài)傾斜到軸線(xiàn)Rt與法線(xiàn)朝向切削行進(jìn)方向Gt傾斜預(yù)定角度θ的狀態(tài)。接著，通過(guò)使切削工具90的前刀面91b繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt沿旋轉(zhuǎn)方向“rt”旋轉(zhuǎn)并且同時(shí)通過(guò)使工件W繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw沿旋轉(zhuǎn)方向“rw”旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)使切削工具90沿與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw平行的方向行進(jìn)或者在不使切削工具90移動(dòng)的情況下使工件W沿與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rw平行的方向行進(jìn)，對(duì)工件W的切削加工面Ws進(jìn)行了切削加工。

根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)圓柱的磨削加工進(jìn)行了說(shuō)明，但是切削工具90可以適用于平坦表面的磨削加工。換言之，如在圖15A和圖15B中示出的，切削工具90的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt被設(shè)定為從軸線(xiàn)Rt垂直于工件WW的平坦切削加工面WWs的狀態(tài)傾斜到軸線(xiàn)Rt朝向切削行進(jìn)方向Gt傾斜預(yù)定角度θ的狀態(tài)。接著，通過(guò)使切削工具90的前刀面91b繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt沿旋轉(zhuǎn)方向“rt”以工具圓周速度V旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)使切削工具90沿著工件WW的切削加工面WWs以行進(jìn)速度“v”行進(jìn)，或者在不使切削工具90行進(jìn)的情況下使工件WW沿與工件WW的切削加工面WWs平行的方向行進(jìn)。因此，在工件WW的待切削加工的表面WWs上進(jìn)行切削加工。

(效果)

根據(jù)實(shí)施方式的切削裝置1包括用于使切削工具90、90A、90B、90C和90D繞切削工具90、90A、90B、90C和90D的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置70等，以及用于使切削工具90、90A、90B、90C和90D相對(duì)于工件W和WW行進(jìn)的行進(jìn)裝置40等，其中，旋轉(zhuǎn)裝置70等和行進(jìn)裝置40等通過(guò)使切削工具90、90A、90B、90C和90D相對(duì)于工件行進(jìn)以及使切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面旋轉(zhuǎn)并且使切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面用作前刀面91b、91ba、91bb和91bc以對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工。根據(jù)切削加工，切削工具90、90A、90B、90C和90D執(zhí)行橫切功能以切削工件W和WW，前刀面91b、91ba、91bb和91bc被旋轉(zhuǎn)并且拉動(dòng)功能通過(guò)旋轉(zhuǎn)前刀面91b、91ba、91bb和91bc拉動(dòng)切屑K并使切屑K流出。因此，根據(jù)切削加工，除了由于切削工具90、90A、90B、90C和90D在前刀面91b、91ba、91bb、91bc的整個(gè)外周表面上的旋轉(zhuǎn)而在切削刃91r和91rd處產(chǎn)生的切削熱的分散之外，能夠通過(guò)上述功能實(shí)現(xiàn)切削阻力的降低，從而能夠降低在切削刃91r和91rd處產(chǎn)生的溫度，進(jìn)而提高工具壽命。

此外，旋轉(zhuǎn)裝置70等和行進(jìn)裝置40等對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工，使得切削工具90、90A、90B、90C和90D的圓周速度變得等于或大于切削工具90、90A、90B、90C和90D的切削速度。換言之，包括圓周速度比為1.0或大于1.0的情況。當(dāng)圓周速度比等于或大于1.0時(shí)，被前刀面91b、91ba、91b和91bc拉動(dòng)且從切削點(diǎn)Pt流出的切屑K的流出速度變得等于或大于通過(guò)橫切功能產(chǎn)生的切屑K生成速度，并且因此，所產(chǎn)生的切屑K保持張緊狀態(tài)而不松弛，并且可以容易地獲得良好的加工效果。此處應(yīng)當(dāng)指出的是，為了不產(chǎn)生由切屑K生成速度與前刀面91b、91ba、91bb和91bc的圓周速度之間的速度差所引起的大的摩擦磨損，圓周速度比可以被設(shè)定為等于或大于1.0并且等于或小于10.0。優(yōu)選地，當(dāng)圓周速度比等于或大于1.0且小于2.0時(shí)，切屑K可以容易地以連續(xù)的方式流出。

然而應(yīng)當(dāng)指出的是，圓周速度比不限于等于或大于1.0的比，并且可以包括小于1.0的比。即使當(dāng)圓周速度比小于1.0時(shí)，通過(guò)在前刀面91b、91ba、91bb和91bc處的拉力仍可以獲得比傳統(tǒng)加工方法更好的良好加工效果。例如，圓周速度比可以等于或大于0.2且小于1.0，由于由切削工具90、90A、90B、90C和90D的橫切功能引起的切屑K的滑動(dòng)而不會(huì)增加在前刀面91b、91ba、91bb和91bc處的摩擦磨損。此外，當(dāng)圓周速度比等于或大于0.5且小于1.0時(shí)，切屑K可以容易地以連續(xù)的方式流出。由于切削阻力可以由于橫切功能和拉伸功能而大大降低。因此，可以抑制切削工具90、90A、90B、90C和90D的發(fā)熱，從而提高工具壽命。

此外，由于在進(jìn)行切削加工時(shí)產(chǎn)生的切屑K通過(guò)在前刀面91b、91ba、91bb和91bc處的拉動(dòng)功能而處于張緊狀態(tài)下，因此可以防止切屑K與切削加工的干涉，并且因此，可以期待良好的加工效果。此外，由于切削工具的圓周速度被限定為前刀面91b、91ba、91bb和91bc的一部分處的圓周速度或前刀面91b、91ba、91bb和91bc的與在切削加工時(shí)產(chǎn)生的切屑K接觸的區(qū)域處的平均圓周速度，因此能夠獲取高精度的圓周速度。

此外，切削裝置1包括用于使切削工具90、90A、90B、90C和90D的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt傾斜的傾斜裝置60等。傾斜裝置60等使切削工具90、90A、90B、90C和90D的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt在切削工具90、90A、90B、90C和90D的切削行進(jìn)方向Gp、Gt和GG上傾斜預(yù)定角度，以對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工。

因此，切削工具90、90A、90B、90C和90D沿相對(duì)于切削行進(jìn)方向Gp、Gt和GG旋轉(zhuǎn)了傾斜角度θ的補(bǔ)角的方向偏轉(zhuǎn)。另一方面，旋轉(zhuǎn)工具100通常相對(duì)于切削行進(jìn)方向Gp成直角地在旋轉(zhuǎn)方向上偏轉(zhuǎn)。因此，與旋轉(zhuǎn)工具100的切削刃101c相比，切削工具90、90A、90B、90C和90D的切削刃91r和91rd與工件W和WW的切削加工面Ws和WWs的周期性分離由偏轉(zhuǎn)引起。因此，切削工具90、90A、90B、90C和90D的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的影響可能難以傳遞到切削加工面Ws和WWs上。因此，能夠提高切削加工面Ws和WWs的切削精度。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)圓柱形工件W進(jìn)行切削加工。這可以獲得具有高精度的切削加工面Ws的工件W。另外，切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)平面工件WW進(jìn)行切削加工。這可以獲得具有高精度的切削加工面WWs的工件WW。

此外，切削裝置1通過(guò)將切削工具90、90A、90B、90C和90D布置成使得前角變?yōu)檎侵刀鴮?duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工。因此，切屑K可以平滑地流出，并且可以大大減小在切削工具90、90A、90B、90C和90D的切削加工中產(chǎn)生的切削阻力，從而減少切削工具90、90A、90B、90C和90D處的熱量的產(chǎn)生。因此，可以提高工具壽命。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb和91bc在垂直于軸線(xiàn)的截面處具有圓形形狀。因此，切削工具90、90A、90B、90C和90D的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)化并且變得易于制造。因此，可以提出制造成本低的切削工具。此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb和91bc包括截頭圓錐形形狀。根據(jù)切削工具90、90A、90B、90C和90D，能夠容易地進(jìn)行前角的調(diào)整。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb和91bc包括在周向方向上具有不同摩擦系數(shù)的區(qū)域Ah和Al。根據(jù)切削工具90、90B和90C，能夠在高摩擦系數(shù)的區(qū)域處促進(jìn)切屑K的排出。切削工具90D的前刀面91bd設(shè)置有槽91d，槽91d可以將在切削加工時(shí)產(chǎn)生的切屑K分成多個(gè)部分。根據(jù)切削工具91D，由于切屑K在通過(guò)槽91d時(shí)被分成多個(gè)部分，因此能夠便于切屑K的后處理。

此外，速度比恒定控制裝置設(shè)置成將切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb和91bc的圓周速度V與工件W的圓周速度v(使工件W相對(duì)于切削工具90、90A、90B、90C和90D行進(jìn)時(shí)的行進(jìn)速度)之間的圓周速度比ν(速度比)或者切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb、91bc的圓周速度V與工件WW的移動(dòng)速度v(使切削工具90、90A、90B、90C和90D相對(duì)于工件WW行進(jìn)時(shí)的行進(jìn)速度)之間的速度比ν控制成在預(yù)定范圍內(nèi)為恒定的。因此，當(dāng)進(jìn)行切削加工時(shí)速度比始終保持恒定，并且因此可以提高工具壽命以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效的切削加工。

此外，速度比恒定控制裝置與控制圓周速度V和行進(jìn)速度v中的至少一個(gè)的控制裝置80相對(duì)應(yīng)?？刂蒲b置80包括用于獲取圓周速度V的圓周速度獲取裝置、用于獲取行進(jìn)速度v的行進(jìn)速度獲取裝置以及速度比計(jì)算裝置，速度比計(jì)算裝置用于基于由圓周速度獲取裝置獲取的速度V和由行進(jìn)速度獲取裝置獲取的速度v來(lái)計(jì)算速度比ν，其中，當(dāng)由速度比計(jì)算裝置計(jì)算的速度比ν超過(guò)預(yù)定范圍時(shí)，控制裝置80控制圓周速度V和行進(jìn)速度v中的至少一個(gè)，使得速度比ν保持在預(yù)定范圍內(nèi)。因此，即使當(dāng)工件W的形狀改變時(shí)，圓周速度比仍可以高度精確地保持恒定，從而延長(zhǎng)工具壽命并且可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效率。

工件W是繞軸線(xiàn)Rw旋轉(zhuǎn)的圓柱體，并且工件W的行進(jìn)速度v對(duì)應(yīng)于工件W的切削加工面Ws(外周表面)在旋轉(zhuǎn)方向上的圓周速度。因此，能夠高效率地進(jìn)行工件W的切削加工面Ws的切削加工。此外，工件WW是在與切削加工面WWs(平坦表面)平行的方向上可移動(dòng)的對(duì)象，并且工件WW的行進(jìn)速度v對(duì)應(yīng)于在工件WW的移動(dòng)方向上的移動(dòng)速度。因此，能夠高效率地進(jìn)行工件WW的切削加工面WWs的切削加工。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d是截頭圓錐形的形狀，并且其圓周速度v對(duì)應(yīng)于由切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d與后刀面91c形成的切削刃91r和91rd處的圓周速度。因此，能夠減小切削刃91r和91rd處的摩擦磨損。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d是截頭圓錐形的形狀，并且其圓周速度v對(duì)應(yīng)于前表面91b、91ba、91bb、91bc和91d的在切削工具90、90A、90B、90C和90D的軸線(xiàn)Rt方向上的中間部分處的圓周速度。因此，前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d可以被均勻地以摩擦的方式磨損。

此外，切削工具90、90A、90B、90C和90D的前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d呈截頭圓錐形的形狀，并且其圓周速度v對(duì)應(yīng)于在前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d的整個(gè)區(qū)域處的平均圓周速度。因此，前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d的包括切削刃91r和91rd的整個(gè)區(qū)域可以被均勻地以摩擦的方式磨損。此外，速度比恒定裝置將速度比ν控制成始終為1.0。因此，切削工具90、90A、90B、90C和90D與工件W和WW之間的摩擦功變得最小，并且可以獲得工具壽命延長(zhǎng)效果。

此外，速度比恒定控制裝置將速度比ν控制成等于或大于0.2。此外，速度比恒定控制裝置將速度比ν控制成等于或大于1.0。此外，速度比恒定控制裝置將速度比ν控制成等于或大于2.0。此外，流出角/速度比控制裝置設(shè)置成用于在通過(guò)切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工時(shí)將切屑K的流出角控制成等于或大于30度且等于或小于70度以及用于將切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面處的圓周速度與在切削工具90、90A、90B、90C和90D相對(duì)于工件W和WW行進(jìn)時(shí)的行進(jìn)速度之間的速度比ν控制成等于或大于0.2。通過(guò)使用上述定義的數(shù)值范圍，可以容易地獲得切屑K的拉動(dòng)功能，從而獲得良好的加工效果。

此外，流出角/速比控制裝置將速度比ν控制成等于或大于1.0。此外，速度比恒定控制裝置將速度比ν控制成等于或大于2.0。此外，流出角/速度比控制裝置將在通過(guò)切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工時(shí)切屑K流出速度與切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面的圓周速度之間的流出速度比控制成等于或大于0.5且等于或小于1.3，并且將速度比ν控制成等于或大于0.2。流出角/速比控制裝置對(duì)應(yīng)于控制圓周速度和行進(jìn)速度中的至少一個(gè)的控制裝置80。通過(guò)使用數(shù)值范圍，可以容易地獲得切屑K的拉動(dòng)功能，從而獲得良好的加工效果。

此外，流出速度/速度比控制裝置設(shè)置成用于將在通過(guò)切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工時(shí)的切屑K流出速度與切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面的圓周速度之間的流出速度比控制成等于或大于0.5且等于或小于1.3，并且進(jìn)一步將切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面的圓周速度與切削工具90、90A、90B、90C和90D與工件W和WW的相對(duì)進(jìn)給時(shí)的行進(jìn)速度之間的速度比ν控制成等于或大于0.2。流出速度/速度比控制裝置對(duì)應(yīng)于控制圓周速度和行進(jìn)速度中的至少一個(gè)的控制裝置80。通過(guò)使用數(shù)值范圍，可以容易地獲得切屑K的拉動(dòng)功能，從而獲得良好的加工效果。

此外，流出速度比控制裝置設(shè)置成用于將在通過(guò)切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工時(shí)切屑K的流出角控制成等于或大于30度且等于或小于70度，并且將通過(guò)切削工具90、90A、90B、90C和90D對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工時(shí)的切屑K流出速度與切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面的圓周速度之間的流出速度比控制成等于或大于0.5且等于或小于1.3。流出速度比控制裝置對(duì)應(yīng)于控制裝置80。通過(guò)使用數(shù)值范圍，可以容易地獲得切屑K的拉動(dòng)功能，從而獲得良好的加工結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的切削方法包括下述步驟：使切削工具90、90A、90B、90C和90D的外周表面繞切削工具90、90A、90B、90C和90D的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)Rt旋轉(zhuǎn)；以及在將切削工具的外周表面用作前刀面91b、91ba、91bb、91bc和91d的情況下，并且通過(guò)將切削工具的圓周速度控制成等于或大于切削工具的切削速度，通過(guò)使切削工具90、90A、90B、90C和90D相對(duì)于工件W和WW行進(jìn)而對(duì)工件W和WW進(jìn)行切削加工。切削工具90、90A、90B、90C和90D的端面形成為后刀面91c。因此，能夠通過(guò)該切削方法獲得由切削裝置1獲得的效果。

附圖標(biāo)記列表

1：切削裝置；70、71、72和85：旋轉(zhuǎn)裝置；40、21a、21b、22、50、41a、41b、42、82、83：行進(jìn)裝置；60、61、62和84：傾斜裝置；90、90A、90B、90C和90D：切削工具；91b、91ba、91bb和91bc：工具主體的外周表面(前刀面)；91c：工具主體的大徑端面(后刀面)；91r、91rd：工具主體的外周表面與大徑端面之間的棱線(xiàn)(切削刃)；α：切削刃角；β：標(biāo)稱(chēng)切削刃角；θ：切削工具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的傾斜角；Gp、GG：切削行進(jìn)方向；W：工件。