[发明专利]机床

说明书

本发明提供机床，具有：使主轴移动的直线移动轴；使工作台移动的两个以上的直线移动轴；以及设置于该工作台且具有单轴以上的旋转轴的旋转工作台。数控装置使工具姿态固定于某个轴或某个面的工具前端点控制用加工程序动作，一边基于已设定的工具使用范围以及工具姿态变化波形图案来控制机床的各轴使工具姿态变化一边进行加工。

技术领域

本发明涉及机床，使某个固定的工具姿态下的工具前端点控制用加工程序动作，基于设定的工具使用范围以及工具姿态变化波形图案一边使工具姿态变化一边进行加工，由此能够延长工具寿命。

背景技术

就加工中心而言，已知有具备固定于某一直线移动轴或旋转轴的主轴、具有一个以上的直线移动轴或旋转轴的用于固定工件的工作台、以及控制这些主轴和工作台的直线移动轴以及旋转轴的数控装置的机床。

作为用于飞机、发电机的涡轮部件之一的涡轮叶片一般是在具有主要三个直线移动轴和至少一个旋转轴的加工中心进行加工。在该涡轮叶片等(加工形状1)的形状加工中的如半精加工、精加工一样进行基于微小直线指令的直线移动轴与旋转轴的同时控制所得到的加工的情况下，如表示涡轮叶片形状的图1A以及表示加工路线的图1B所示，在针对工件加工面以某种工具姿态，使用球头立铣刀(工具2)的侧面，沿加工轨迹3所示的加工路线进行螺旋切削加工。在这种加工方法中一般使用工具前端点控制功能。

上述的加工方法并不限于涡轮叶片，是使用直线移动轴和旋转轴的形状加工中的一般的加工方法。在图1A以及图1B那样的加工方法中，在大多数CAM软件中采用如下方法：相对于某个轴或某个面或某个加工面，如图2A以及图2B所示地，在工具的行进方向(工具行进方向5)以及与工具行进方向5垂直的平面，将工具轴4与工具行进方向5所成的角度作为导程角6、将工具轴4和、加工形状1的面和垂直于工具行进方向5的平面交叉的线段所成的角度作为倾斜角7来决定工具姿态，并制作加工程序。

但是，在这种加工方法中，如图3所示，工具的刀刃相对于工件总是在相同部位进行加工，工具磨损仅在一部分进行。符号2a表示由于仅使用工具2的一部分因而进行磨损的部位。尤其是涡轮叶片的加工等，由于使用切削性能明显较差的镍基合金等被称为耐热合金的金属，工具磨损的进行较快。因此，需要降低加工条件、更换工具等对策。其结果，花费大量的工具费用，并且还存在因工具更换而在加工面产生高度差从而导致出现不合格品的隐患，难以进行有效的加工。

由此，作为更有效地进行经济的加工的方法，有采用日本特开平5-8148号公报中公开的方法的情况。在该方法中，在能够进行至少三轴控制的机床中，通过使在前端以圆弧状形成有刀尖的工具在加工中相对于加工对象的工件使其工具姿态变化，相同地使用切削刃整体，由此使工具寿命提高。

在该日本特开平5-8148号公报所公开的加工方法中，利用如图4所示地使工具姿态变化来进行加工的加工程序，能够通过一边改变球头立铣刀的接触位置一边进行加工的方法广泛地使用切削刃来实现工具寿命提高。

但是，在主轴转速[rpm]与进给速度[mm/min]固定的情况下，如图5所示，在通过工具姿态的变化来广泛使用切削刃的方法中，切削速度[m/min]因工具2的刀尖的接触直径而不同，会生成加工品质不同的加工面。这会对种耐热合金尤其是镍基合金的加工带来不稳定的加工。

以镍基合金等为主要材料的涡轮叶片根据其使用环境在高温、高压的严酷条件下不会损坏部件性能是尤为重要的。因此，对进行切削加工等的情况的加工面的组成状态有严格指定。其组成状态根据切削速度[m/min]和进给量f[mm]变动较大。