有開口的平面材及用旋轉切削刀刃的平面材開口形成方法
2023-10-08 06:37:29 3
專利名稱：有開口的平面材及用旋轉切削刀刃的平面材開口形成方法
技術領域：
本發明涉及一種開口形成方法、以及通過該方法形成開口的平面材料，所述開口形成方法可通過使用旋轉切削刀刃，在使用於內裝板等的平面材料上形成角部的有稜角的開口。
背景技術：
在門、隔板、內壁用的內裝板等的平面材料上形成開口時，如日本專利特開平4-5384號公報中記載的那樣，使用除根機等具有旋轉切削刀刃的加工裝置，通過旋轉切削刀刃切削加工開口。
但是，即使想要通過旋轉切削刀刃，切削加工成例如四角狀的開口，也由於與使用於切削加工的旋轉切削刀刃1的主體部的旋轉軸垂直的方向的斷面形狀為大致圓形，因此如圖5所示，旋轉切削刀刃1的中心軌跡2雖成為四角形，但在角部3形成相當於旋轉切削刀刃1的主體部的半徑的圓弧狀部分。為了使角部3成為有稜角的形狀，需要使用鑿子或雕刻刀等，進一步進行去除角部3上殘留的圓弧狀部分的作業。由於這樣的作業成為由手工作業的後加工，所以為形成開口4費時間和勞力，且形成的開口4的尺寸精度低。
另一方面，為了在平面材料上形成有稜角的開口，可以考慮衝模加工等方法，但是，該方法需要有對應於開口形狀以及尺寸的衝模，雖適用於少品種的大量生產，但是對於多品種的少量生產來說，在成本方面成問題。另外，難以對應於開口的形狀或尺寸的變更，難以對應於臨機應變。
發明內容
本發明為解決上述以往例的問題點而成，其目的在於，提供一種具有角部的有稜角的開口的平面材料以及使用旋轉切削刀刃的開口形成方法，該方法可以在平面材料上形成角部的有稜角的開口。
為了達成上述目的，與本發明的一個方式相關的具有開口的平面材料，其特徵在於前述開口具有至少由兩條直線交叉而構成的角部；從第一面側看前述開口時，前述角部有稜角或者前述角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度；從第二面側看前述開口時，至少在前述角部的周圍形成有傾斜面。
使用這樣的平面材料，以第一面為外面，即作為裝飾面，由此可以製造具有角部的有稜角的開口的內裝板。該平面材料可以只通過後述的使用旋轉切削刀刃的方法來製造，所以無需由手工作業的後加工，開口的形成變得容易，同時可以提高形成的開口的尺寸精度。
另外，與本發明的一個方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於使在旋轉狀態下在前端部附近形成大致圓錐形部分的旋轉切削刀刃，從平面材料的第二面側，以其前端與前述平面材料的第一面大致成為同一面、且稍稍突出的方式貫通，至少在想要形成的開口的角部附近，使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸大致沿著該開口的形狀而移動，由此進行切削加工；當從前述第一面側看前述開口時，前述角部有稜角或者在前述角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度，從前述第二面側看前述開口時，至少在前述角部的周圍形成有傾斜面，以這樣的方式在前述平面材料上形成開口。
根據該方法，在切削加工開口的角部附近時，由於使用大致圓錐形狀地尖的旋轉切削刀刃的前端附近，所以使用於旋轉切削刀刃的切削的部分的旋轉半徑變得非常小。因此，無需進行後加工，僅通過旋轉切削刀刃的切削加工，就可以在平面材料上形成角部有稜角的開口。另外，開口的角部附近以外的部分，由於可以使用旋轉切削刀刃的半徑大的部分來進行切削加工，所以可提高切削速度，可以縮短形成開口所需的時間。其結果，可以降低用於形成開口的成本。進一步，由於可以使用NC(數值控制)工作機械，所以通過程序變更等，即可容易地形成各種大小或形狀的開口，適用於多品種少量生產。
圖1是表示與本發明的第1實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的基本概念的圖。
圖2是表示與上述第1實施方式相關的使用了旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的具體例的圖，(a)是表示形成在角部殘留有圓弧狀部分的開口的工序的俯視圖，(b)是表示在(a)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖，(c)是表示除去在角部殘留的圓弧狀部分的工序的俯視圖，(d)是表示在(c)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖。
圖3是表示與本發明的第2實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的圖，(a)是表示在角部不會殘留圓弧狀部分而形成開口的工序的俯視圖，(b)是表示(a)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖。
圖4是表示與本發明的第3實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的圖，(a)是表示沿著構成開口的一邊由旋轉切削刀刃進行切削的工序的俯視圖，(b)是表示在(a)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖，(c)是表示在旋轉切削刀刃的旋轉軸抵達角部時的狀態的俯視圖，(d)是表示由旋轉切削刀刃切削角部的狀態的俯視圖，(e)是表示在(d)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖，(f)是表示由旋轉切削刀刃的角部的切削完成的狀態的俯視圖，(g)是表示在(f)所示的狀態中的旋轉切削刀刃和平面材料的關係的剖視圖。
圖5是表示由旋轉切削刀刃形成的以往的開口以及旋轉切削刀刃的軌跡的俯視圖。
具體實施例方式
本發明按下述方法在平面材料上形成開口，即在旋轉狀態下在其前端部附近形成大致圓錐形部分的旋轉切削刀刃，從平面材料的第二面側，以其前端與平面材料的第一面大致成同一面、且稍稍突出的方式貫通，至少在要形成開口的角部附近，通過使旋轉切削刀刃的旋轉軸大致沿著其開口的形狀移動，來進行切削加工，當從第一面側看所形成的開口時，角部有稜角或者角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度，當從第二面側看前述開口時，至少在角部的周圍形成有傾斜面。
第1實施方式對與本發明的第1實施方式相關的具有開口的平面材料以及使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法進行說明。
圖1中示出與第1實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的基本概念。如圖1所示，旋轉切削刀刃1具有在使其旋轉的狀態下形成在前端部附近的大致圓錐形部分10、以及與大致圓錐形部分10連續的直徑的均勻的主體部12。旋轉切削刀刃1的主體部12的半徑以及前端附近的大致圓錐形部分10的傾斜角度等，可以對應於被切削加工的平面材料的板厚或形成的開口大小等而適當地進行設定。旋轉切削刀刃1，在與其旋轉軸垂直的面內，可以相對於平面材料5進行相對移動(X-Y方向的平面移動)，同時在與其旋轉軸平行的方向上，可以相對於平面材料5進行相對的上下移動(Z方向的上下移動)。該旋轉切削刀刃1和平面材料5的相對移動，也可以固定旋轉切削刀刃1的位置，使平面材料5在X-Y工作檯等上進行三維移動，或者也可以使旋轉切削刀刃1相對於固定的平面材料5進行三維移動。再或者，也可以使X方向以及Y方向的移動通過X-Y工作檯移動平面材料5來實現，Z方向的移動通過使旋轉切削刀刃1上下移動來實現。
當加工開口4的角部3(參考圖2中(a))時，如圖1所示，以使旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面(作為內裝板的表面而使用的面)52大致成為同一面的方式，使旋轉切削刀刃1沿Z軸方向移動。此時，由旋轉切削刀刃1的前端11的切削困難，因此允許前端11比平面材料5的外面52稍稍突出。然後，使用旋轉切削刀刃1的前端附近的大致圓錐形部分10進行切削。這樣一來，可以使切削開口4的角部3時的旋轉切削刀刃1的半徑變小，可以使開口4的角部3上殘留的圓弧狀部分小至事實上可忽視的程度。此時，在平面材料5上，從內面51貫穿到外面52切削成錐形狀，形成傾斜面6。結果，通過旋轉切削刀刃1，能夠在平面材料5上形成角部3有稜角的開口4，解除了由手工作業的後加工，生產率變高好，所形成的開口4的尺寸精度變高。另外，無需衝模，成本方面也有優勢。
這樣形成有開口4的平面材料5，從一個面，即成為內裝板的表面的外面(第一面)52側看時，形成有角部3有稜角的開口4，從另一個面，即成為內裝板的裡面的內面(第二面)51側看時，在開口4的角部3的周圍形成有傾斜面。由於很難使開口4的角部3完全地成稜角，允許殘留有如上述的可忽略程度的圓弧狀部分。此時，殘留的圓弧狀部分的半徑比傾斜面的大致圓錐狀部分的最大半徑小是不言而喻的。另外，對於可忽略程度的圓弧狀部分來說，雖取決於使用者或者操作者等的主觀，但是理解為圓弧狀部分的半徑可以允許至旋轉切削刀刃1的主體部12的半徑的1/3程度。
接著，圖2表示使用與第1實施方式相關的旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法的具體例。首先，如圖2中(b)所示，成為使旋轉切削刀刃1的主體部12貫穿平面材料5的狀態。在該狀態下，圖2的(a)中，如虛線所示，以旋轉切削刀刃1的旋轉軸描繪長方形的軌跡2的方式，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5進行相對移動。這樣一來，在圖2的(a)中，如實線所示，形成殘留有角部3的圓弧狀部分的開口4。其次，使旋轉切削刀刃1沿Z軸方向移動，如圖2中(d)所示，使旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面52大致成為同一面。另外，在圖2的(c)中，如虛線所示，以描繪在上述調光形的軌跡2的各角部分別組合小長方形的軌跡2』的方式，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5進行相對移動。這樣一來，在圖2的(c)中，如剖面線所示，在開口4的各角部3的周圍，形成傾斜面6。同時，開口4的各角部3的圓弧狀部分小至可忽略的程度，實際上形成角部3有稜角的開口4。
即，使用具有與大致圓錐形部分10連續的直徑大致均勻的主體部12的旋轉切削刀刃1，使旋轉切削刀刃1從平面材料5的內面(第二面)51側完全貫通，使用主體部12形成在角部3上殘留有圓弧狀部分的開口4，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5沿其旋轉軸方向進行相對移動，使其前端11位於與平面材料5的外面(第一面)52大致同一的面、且稍稍突出的位置，使旋轉切削刀刃1的旋轉軸大致沿著想要形成的開口4的形狀而移動，由此除去在角部3的附近殘留的圓弧狀部分。
如上所述，使旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面52大致在同一面，在旋轉切削刀刃1的大致圓錐形部分10內，使用於切削的部分的半徑幾乎可以忽略不計。因此，在進行開口4的角部3附近的切削加工時，使旋轉切削刀刃1的旋轉軸，大致沿著想要形成的開口的形狀移動即可。另外，如上所述地在開口4的角部3上允許有可忽略程度的圓弧狀部分的情況下，從開口的形狀向內側僅僅移動相當於圓弧狀部分的半徑的量是不言而喻的。
另外，在利用旋轉切削刀刃1的前端附近的大致圓錐形部分10進行切削時，相比於旋轉切削刀刃1的主體部12旋轉半徑變小，因此如果旋轉切削刀刃1的轉速相同，則切削力下降。但是，該問題可以通過提高旋轉切削刀刃1的轉速或者減慢旋轉切削刀刃1的移動速度來解決。
另外，在圖2所示的方法中為如下構成，即使用具有與大致圓錐形部分10連續的直徑的大致均勻的主體部12的旋轉切削刀刃1，在開口4的角部3的附近以外的部分，使旋轉切削刀刃1從平面材料5的第二面51側完全貫通，使用主體部12進行切削加工，但是，本發明並不局限於此。例如，也可以如圖2中(a)所示，在形成在角部3上殘留有圓弧狀部分的開口4的工序中，使用在前端部附近沒有形成大致圓錐形部分10的旋轉切削刀刃，如圖2中(c)所示，在除去開口4的各角部3上殘留的圓弧狀部分的工序中，交換成在前端部附近形成有大致圓錐形部分10的旋轉切削刀刃。
第2實施方式接著，圖3表示與本發明的第2實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法。此時，如圖3中(b)所示，使旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面52大致成為同一面、且在下側稍稍突出的狀態。然後，在圖3的(a)中，如虛線所示，以旋轉切削刀刃1的旋轉軸描繪大致沿著想要形成的開口的形狀的長方形軌跡2的方式，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5進行相對移動。這樣一來，在圖3的(a)中，如實線所示，開口4的各角部3的圓弧狀部分小至可忽略的程度，實際上形成角部3有稜角的開口4，同時，如剖面線所示，在開口4的全周內形成傾斜面6。
即，在旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面(第一面)51大致成同一面、且在稍稍突出的狀態下，至少大致沿著要形成的開口4的形狀的全周移動，由此進行切削加工。此時，旋轉切削刀刃1沒有必要必須要具有主體部12，至少在前端附近形成有大致圓錐形部分10即可。
第2實施方式適合於形成具有多角形或者星型等直角以外的角部的形狀的開口4。此時，由於使用旋轉切削刀刃1的前端附近的大致圓錐形部分10進行切削，所以與如圖2中(b)所示的使用旋轉切削刀刃1的主體部12進行切削的情況相比，如果旋轉切削刀刃1的轉速相同，則切削力就下降。因此，最好提高旋轉切削刀刃1的轉速，或者減慢旋轉切削刀刃1的移動速度。
第3實施方式接著，圖4表示與本發明的第3實施方式相關的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法。第3實施方式組合了上述第1實施方式的方法和第2實施方式的方法，當使用旋轉切削刀刃1的主體部12完成一個邊的切削加工時，使用旋轉切削刀刃1的前端附近的大致圓錐形部分10首先除去角部3的圓弧狀部分，接著，使用旋轉切削刀刃1的主體部12進行構成角部3的其它的邊的切削加工。
具體地，首先，如圖4中(b)所示，成為旋轉切削刀刃1的主體部12完全貫通平面材料5的狀態。在該狀態下，圖4的(a)中，如箭頭所示，使旋轉切削刀刃1的旋轉軸大致沿著規定的邊，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5進行相對移動，利用主體部12進行切削加工。然後，如圖4中(c)所示，當旋轉切削刀刃1的旋轉軸抵達規定位置上時，該規定位置是相對於成為想要形成的開口4的角部的位置31，沿X方向以及Y方向僅離開旋轉切削刀刃1的主體部12的半徑的量的位置，則如圖4中(d)所示，使旋轉切削刀刃1的旋轉軸向著成為拐角的位置31方向移動。與此並行，如圖4中(e)所示，使旋轉切削刀刃1相對於平面材料5沿Z方向緩慢上升。通過使旋轉切削刀刃1的Z方向的上升速度和X-Y方向的移動速度，與旋轉切削刀刃1的大致圓錐形部分10的傾斜相適應地同步，可以使旋轉切削刀刃1的大致圓錐形部分10的外周連續地與平面材料5接觸。如圖4中(f)所示，與旋轉切削刀刃1的旋轉軸抵達成為拐角的位置31的同時，如圖4中(g)所示，只要使旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面52大致成為同一面，即可在平面材料5上形成角部3有稜角的開口4。角部3的處理結束後，使旋轉切削刀刃1的旋轉軸返回到圖4中(c)所示的位置，如圖4中(b)所示，使旋轉切削刀刃1沿Z方向下降，成為旋轉切削刀刃1的主體部12貫通平面材料5的狀態，並進行下一個邊的切削。
即，使用在旋轉狀態下在前端部附近形成大致圓錐形部分10的同時、具有與大致圓錐形部分10連續的直徑的均勻的主體部12的旋轉切削刀刃1，在想要形成的開口4的角部3的附近以外的部分上，使旋轉切削刀刃1從平面材料5的內面(第二面)51側完全貫通，並大致沿著對應於開口4的形狀的規定路徑使旋轉切削刀刃1的旋轉軸移動，使用主體部12進行切削加工，在旋轉切削刀刃1的旋轉軸抵達開口的角部3的附近的規定位置的時刻，一邊使旋轉切削刀刃1的旋轉軸向著貫通方向的逆方向上升，一邊使旋轉切削刀刃1的旋轉軸朝向開口4的角部3移動，一邊使旋轉切削刀刃1的大致圓錐形部分10的外周與平面材料5連續地接觸，一邊進行切削加工，當從與內面(第二面)51相反側的外面(第一面)52側看形成的開口4時，角部3形成有稜角或者殘留在角部3的圓弧狀部分小至可以忽略的程度，當從內面(第二面)51側看開口4時，以在角部3的周圍形成有傾斜面的方式，在平面材料5上形成開口4。
這樣地，根據第3實施方式，與上述第2實施方式同樣，通過旋轉切削刀刃1的連續的開口4的形成成為可能。另外，與第2實施方式相比，雖然相對於平面材料5的旋轉切削刀刃1的旋轉軸的X-Y方向的軌跡以及Z方向的上下移動的控制變得有點複雜，但是，在角部3以外部分可以加速旋轉切削刀刃1的移動速度，可以謀求實現開口4的形成作業的效率化。進一步，由於改變了旋轉切削刀刃1的切削部位，所以旋轉切削刀刃1的耐久性提高。旋轉切削刀刃1的X-Y方向以及Z方向的位置控制可以通過例如NC(數值控制)工作機械的程序等來容易地進行。
另外，在切削加工開口4的角部3時，由於旋轉切削刀刃1的前端11與平面材料5的外面52大致成為同一面，所以在平面材料5的外面52配設有裝飾片等的表面材料時，可以防止在角部3上表面材料剝落或者表面材料成為毛刺殘留等問題。
另外，本發明並不局限於以上實施方式。對於具有旋轉切削刀刃的工作機械的構成或者平面材料的構成以及結構等的細微部，可以有各種各樣的方式是不言而喻的。
本發明基於日本專利申請2004-45467以及2004-156057，其內容通過參考上述專利申請的說明書以及附圖，結果上應當與本發明相適應。
另外，本發明雖然通過參照所附附圖的實施方式已有充分的記載，但是對於具有本領域的通常知識的人員來說，可進行各種各樣的變更或者變形是清楚的。另外，這樣的變更以及變形並沒有脫離本發明的範圍，應解釋為包含在本
權利要求
1.一種具有開口的平面材料，其特徵在於前述開口具有至少由兩條直線交叉而構成的角部；從第一面側看前述開口時，前述角部有稜角或者前述角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度；從第二面側看前述開口時，至少在前述角部的周圍形成有傾斜面。
2.一種使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於使在旋轉狀態下在前端部附近形成大致圓錐形部分的旋轉切削刀刃，從平面材料的第二面側，以其前端與前述平面材料的第一面大致成為同一面、且稍稍突出的方式貫通，至少在想要形成的開口的角部附近，使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸大致沿著該開口的形狀而移動，由此進行切削加工；當從前述第一面側看前述開口時，前述角部有稜角或者在前述角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度，從前述第二面側看前述開口時，至少在前述角部的周圍形成有傾斜面，以這樣的方式在前述平面材料上形成開口。
3.如權利要求2所述的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於前述旋轉切削刀刃具有與前述大致圓錐形部分連續的直徑的大致均勻的主體部；在前述開口的角部附近以外的部分，使前述旋轉切削刀刃從平面材料的第二面側完全貫通，並使用前述主體部進行切削加工。
4.如權利要求2所述的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於前述旋轉切削刀刃具有與前述大致圓錐形部分連續的直徑的大致均勻的主體部；使前述旋轉切削刀刃從平面材料的第二面側完全貫通，使用前述主體部形成在角部殘留圓弧狀部分的開口；使前述旋轉切削刀刃相對於前述平面材料沿該旋轉軸方向進行相對移動，並使其前端與前述平面材料的第一面大致成為同一面、且位於稍稍突出的位置，通過使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸大致沿著想要形成的開口的形狀移動，除去在前述角部附近殘留的圓弧狀部分。
5.如權利要求2所述的使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於，在前述旋轉切削刀刃的前端與前述平面材料的第一面大致成為同一面、且稍稍突出的狀態下，至少大致沿著想要形成的開口形狀的全周移動，由此進行切削加工。
6.一種使用旋轉切削刀刃的平面材料的開口形成方法，其特徵在於使用旋轉切削刀刃，該旋轉切削刀刃在旋轉狀態下在前端部附近形成大致圓錐形部分的同時，具有與前述大致圓錐形部分連續的直徑的大致均勻的主體部；在想要形成的開口的角部附近以外的部分，使前述旋轉切削刀刃從平面材料的第二面側完全貫通，大致沿著與前述開口的形狀相對應的規定路徑，使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸移動，使用前述主體部來進行切削加工；在前述旋轉切削刀刃的旋轉軸抵達前述開口的角部附近的規定位置的時刻，一邊使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸沿前述貫通方向的逆方向上升，一邊使前述旋轉切削刀刃的旋轉軸朝向前述開口的角部移動，一邊使前述旋轉切削刀刃的前述大致圓錐形部分的外周與前述平面材料連續接觸，一邊進行切削加工；當從與前述第二面相反側的第一面側看開口時，前述角部有稜角或者前述角部上殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度，從前述第二面側看前述開口時，以在前述角部的周圍形成有傾斜面的方式，在前述平面材料上形成開口。
全文摘要
一種使用旋轉切削刀刃在平面材料上形成角部有稜角的開口的方法，在切削加工開口的角部時，使用在前端部附近形成大致圓錐形部分的旋轉切削刀刃，從平面材料的第二面側，以其前端與平面材料的第一面大致成為同一面、且稍稍突出的方式貫通，使旋轉切削刀刃的旋轉軸大致沿著該開口的形狀移動。由此，當從第一面側看時，可以形成角部有稜角或者在前述角部殘留的圓弧狀部分小至可忽略的程度的開口。另外，從第二面側看開口時，至少在角部周圍形成有傾斜面。
文檔編號B27C5/00GK1657206SQ20051000378
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月11日 優先權日2004年2月20日
發明者香川英司, 多多良茂 申請人:松下電工株式會社, 多多良音器株式會社