专利名称：有开口的平面材及用旋转切削刀刃的平面材开口形成方法
技术领域：
本发明涉及一种开口形成方法、以及通过该方法形成开口的平面材料，所述开口形成方法可通过使用旋转切削刀刃，在使用于内装板等的平面材料上形成角部的有棱角的开口。
背景技术：
在门、隔板、内壁用的内装板等的平面材料上形成开口时，如日本专利特开平4-5384号公报中记载的那样，使用除根机等具有旋转切削刀刃的加工装置，通过旋转切削刀刃切削加工开口。
但是，即使想要通过旋转切削刀刃，切削加工成例如四角状的开口，也由于与使用于切削加工的旋转切削刀刃1的主体部的旋转轴垂直的方向的断面形状为大致圆形，因此如图5所示，旋转切削刀刃1的中心轨迹2虽成为四角形，但在角部3形成相当于旋转切削刀刃1的主体部的半径的圆弧状部分。为了使角部3成为有棱角的形状，需要使用凿子或雕刻刀等，进一步进行去除角部3上残留的圆弧状部分的作业。由于这样的作业成为由手工作业的后加工，所以为形成开口4费时间和劳力，且形成的开口4的尺寸精度低。
另一方面，为了在平面材料上形成有棱角的开口，可以考虑冲模加工等方法，但是，该方法需要有对应于开口形状以及尺寸的冲模，虽适用于少品种的大量生产，但是对于多品种的少量生产来说，在成本方面成问题。另外，难以对应于开口的形状或尺寸的变更，难以对应于临机应变。
发明内容
本发明为解决上述以往例的问题点而成，其目的在于，提供一种具有角部的有棱角的开口的平面材料以及使用旋转切削刀刃的开口形成方法，该方法可以在平面材料上形成角部的有棱角的开口。
为了达成上述目的，与本发明的一个方式相关的具有开口的平面材料，其特征在于前述开口具有至少由两条直线交叉而构成的角部；从第一面侧看前述开口时，前述角部有棱角或者前述角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度；从第二面侧看前述开口时，至少在前述角部的周围形成有倾斜面。
使用这样的平面材料，以第一面为外面，即作为装饰面，由此可以制造具有角部的有棱角的开口的内装板。该平面材料可以只通过后述的使用旋转切削刀刃的方法来制造，所以无需由手工作业的后加工，开口的形成变得容易，同时可以提高形成的开口的尺寸精度。
另外，与本发明的一个方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于使在旋转状态下在前端部附近形成大致圆锥形部分的旋转切削刀刃，从平面材料的第二面侧，以其前端与前述平面材料的第一面大致成为同一面、且稍稍突出的方式贯通，至少在想要形成的开口的角部附近，使前述旋转切削刀刃的旋转轴大致沿着该开口的形状而移动，由此进行切削加工；当从前述第一面侧看前述开口时，前述角部有棱角或者在前述角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度，从前述第二面侧看前述开口时，至少在前述角部的周围形成有倾斜面，以这样的方式在前述平面材料上形成开口。
根据该方法，在切削加工开口的角部附近时，由于使用大致圆锥形状地尖的旋转切削刀刃的前端附近，所以使用于旋转切削刀刃的切削的部分的旋转半径变得非常小。因此，无需进行后加工，仅通过旋转切削刀刃的切削加工，就可以在平面材料上形成角部有棱角的开口。另外，开口的角部附近以外的部分，由于可以使用旋转切削刀刃的半径大的部分来进行切削加工，所以可提高切削速度，可以缩短形成开口所需的时间。其结果，可以降低用于形成开口的成本。进一步，由于可以使用NC(数值控制)工作机械，所以通过程序变更等，即可容易地形成各种大小或形状的开口，适用于多品种少量生产。
图1是表示与本发明的第1实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的基本概念的图。
图2是表示与上述第1实施方式相关的使用了旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的具体例的图，(a)是表示形成在角部残留有圆弧状部分的开口的工序的俯视图，(b)是表示在(a)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图，(c)是表示除去在角部残留的圆弧状部分的工序的俯视图，(d)是表示在(c)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图。
图3是表示与本发明的第2实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的图，(a)是表示在角部不会残留圆弧状部分而形成开口的工序的俯视图，(b)是表示(a)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图。
图4是表示与本发明的第3实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的图，(a)是表示沿着构成开口的一边由旋转切削刀刃进行切削的工序的俯视图，(b)是表示在(a)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图，(c)是表示在旋转切削刀刃的旋转轴抵达角部时的状态的俯视图，(d)是表示由旋转切削刀刃切削角部的状态的俯视图，(e)是表示在(d)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图，(f)是表示由旋转切削刀刃的角部的切削完成的状态的俯视图，(g)是表示在(f)所示的状态中的旋转切削刀刃和平面材料的关系的剖视图。
图5是表示由旋转切削刀刃形成的以往的开口以及旋转切削刀刃的轨迹的俯视图。
具体实施例方式
本发明按下述方法在平面材料上形成开口，即在旋转状态下在其前端部附近形成大致圆锥形部分的旋转切削刀刃，从平面材料的第二面侧，以其前端与平面材料的第一面大致成同一面、且稍稍突出的方式贯通，至少在要形成开口的角部附近，通过使旋转切削刀刃的旋转轴大致沿着其开口的形状移动，来进行切削加工，当从第一面侧看所形成的开口时，角部有棱角或者角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度，当从第二面侧看前述开口时，至少在角部的周围形成有倾斜面。
第1实施方式对与本发明的第1实施方式相关的具有开口的平面材料以及使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法进行说明。
图1中示出与第1实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的基本概念。如图1所示，旋转切削刀刃1具有在使其旋转的状态下形成在前端部附近的大致圆锥形部分10、以及与大致圆锥形部分10连续的直径的均匀的主体部12。旋转切削刀刃1的主体部12的半径以及前端附近的大致圆锥形部分10的倾斜角度等，可以对应于被切削加工的平面材料的板厚或形成的开口大小等而适当地进行设定。旋转切削刀刃1，在与其旋转轴垂直的面内，可以相对于平面材料5进行相对移动(X-Y方向的平面移动)，同时在与其旋转轴平行的方向上，可以相对于平面材料5进行相对的上下移动(Z方向的上下移动)。该旋转切削刀刃1和平面材料5的相对移动，也可以固定旋转切削刀刃1的位置，使平面材料5在X-Y工作台等上进行三维移动，或者也可以使旋转切削刀刃1相对于固定的平面材料5进行三维移动。再或者，也可以使X方向以及Y方向的移动通过X-Y工作台移动平面材料5来实现，Z方向的移动通过使旋转切削刀刃1上下移动来实现。
当加工开口4的角部3(参考图2中(a))时，如图1所示，以使旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面(作为内装板的表面而使用的面)52大致成为同一面的方式，使旋转切削刀刃1沿Z轴方向移动。此时，由旋转切削刀刃1的前端11的切削困难，因此允许前端11比平面材料5的外面52稍稍突出。然后，使用旋转切削刀刃1的前端附近的大致圆锥形部分10进行切削。这样一来，可以使切削开口4的角部3时的旋转切削刀刃1的半径变小，可以使开口4的角部3上残留的圆弧状部分小至事实上可忽视的程度。此时，在平面材料5上，从内面51贯穿到外面52切削成锥形状，形成倾斜面6。结果，通过旋转切削刀刃1，能够在平面材料5上形成角部3有棱角的开口4，解除了由手工作业的后加工，生产率变高好，所形成的开口4的尺寸精度变高。另外，无需冲模，成本方面也有优势。
这样形成有开口4的平面材料5，从一个面，即成为内装板的表面的外面(第一面)52侧看时，形成有角部3有棱角的开口4，从另一个面，即成为内装板的里面的内面(第二面)51侧看时，在开口4的角部3的周围形成有倾斜面。由于很难使开口4的角部3完全地成棱角，允许残留有如上述的可忽略程度的圆弧状部分。此时，残留的圆弧状部分的半径比倾斜面的大致圆锥状部分的最大半径小是不言而喻的。另外，对于可忽略程度的圆弧状部分来说，虽取决于使用者或者操作者等的主观，但是理解为圆弧状部分的半径可以允许至旋转切削刀刃1的主体部12的半径的1/3程度。
接着，图2表示使用与第1实施方式相关的旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法的具体例。首先，如图2中(b)所示，成为使旋转切削刀刃1的主体部12贯穿平面材料5的状态。在该状态下，图2的(a)中，如虚线所示，以旋转切削刀刃1的旋转轴描绘长方形的轨迹2的方式，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5进行相对移动。这样一来，在图2的(a)中，如实线所示，形成残留有角部3的圆弧状部分的开口4。其次，使旋转切削刀刃1沿Z轴方向移动，如图2中(d)所示，使旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面52大致成为同一面。另外，在图2的(c)中，如虚线所示，以描绘在上述调光形的轨迹2的各角部分别组合小长方形的轨迹2’的方式，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5进行相对移动。这样一来，在图2的(c)中，如剖面线所示，在开口4的各角部3的周围，形成倾斜面6。同时，开口4的各角部3的圆弧状部分小至可忽略的程度，实际上形成角部3有棱角的开口4。
即，使用具有与大致圆锥形部分10连续的直径大致均匀的主体部12的旋转切削刀刃1，使旋转切削刀刃1从平面材料5的内面(第二面)51侧完全贯通，使用主体部12形成在角部3上残留有圆弧状部分的开口4，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5沿其旋转轴方向进行相对移动，使其前端11位于与平面材料5的外面(第一面)52大致同一的面、且稍稍突出的位置，使旋转切削刀刃1的旋转轴大致沿着想要形成的开口4的形状而移动，由此除去在角部3的附近残留的圆弧状部分。
如上所述，使旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面52大致在同一面，在旋转切削刀刃1的大致圆锥形部分10内，使用于切削的部分的半径几乎可以忽略不计。因此，在进行开口4的角部3附近的切削加工时，使旋转切削刀刃1的旋转轴，大致沿着想要形成的开口的形状移动即可。另外，如上所述地在开口4的角部3上允许有可忽略程度的圆弧状部分的情况下，从开口的形状向内侧仅仅移动相当于圆弧状部分的半径的量是不言而喻的。
另外，在利用旋转切削刀刃1的前端附近的大致圆锥形部分10进行切削时，相比于旋转切削刀刃1的主体部12旋转半径变小，因此如果旋转切削刀刃1的转速相同，则切削力下降。但是，该问题可以通过提高旋转切削刀刃1的转速或者减慢旋转切削刀刃1的移动速度来解决。
另外，在图2所示的方法中为如下构成，即使用具有与大致圆锥形部分10连续的直径的大致均匀的主体部12的旋转切削刀刃1，在开口4的角部3的附近以外的部分，使旋转切削刀刃1从平面材料5的第二面51侧完全贯通，使用主体部12进行切削加工，但是，本发明并不局限于此。例如，也可以如图2中(a)所示，在形成在角部3上残留有圆弧状部分的开口4的工序中，使用在前端部附近没有形成大致圆锥形部分10的旋转切削刀刃，如图2中(c)所示，在除去开口4的各角部3上残留的圆弧状部分的工序中，交换成在前端部附近形成有大致圆锥形部分10的旋转切削刀刃。
第2实施方式接着，图3表示与本发明的第2实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法。此时，如图3中(b)所示，使旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面52大致成为同一面、且在下侧稍稍突出的状态。然后，在图3的(a)中，如虚线所示，以旋转切削刀刃1的旋转轴描绘大致沿着想要形成的开口的形状的长方形轨迹2的方式，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5进行相对移动。这样一来，在图3的(a)中，如实线所示，开口4的各角部3的圆弧状部分小至可忽略的程度，实际上形成角部3有棱角的开口4，同时，如剖面线所示，在开口4的全周内形成倾斜面6。
即，在旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面(第一面)51大致成同一面、且在稍稍突出的状态下，至少大致沿着要形成的开口4的形状的全周移动，由此进行切削加工。此时，旋转切削刀刃1没有必要必须要具有主体部12，至少在前端附近形成有大致圆锥形部分10即可。
第2实施方式适合于形成具有多角形或者星型等直角以外的角部的形状的开口4。此时，由于使用旋转切削刀刃1的前端附近的大致圆锥形部分10进行切削，所以与如图2中(b)所示的使用旋转切削刀刃1的主体部12进行切削的情况相比，如果旋转切削刀刃1的转速相同，则切削力就下降。因此，最好提高旋转切削刀刃1的转速，或者减慢旋转切削刀刃1的移动速度。
第3实施方式接着，图4表示与本发明的第3实施方式相关的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法。第3实施方式组合了上述第1实施方式的方法和第2实施方式的方法，当使用旋转切削刀刃1的主体部12完成一个边的切削加工时，使用旋转切削刀刃1的前端附近的大致圆锥形部分10首先除去角部3的圆弧状部分，接着，使用旋转切削刀刃1的主体部12进行构成角部3的其它的边的切削加工。
具体地，首先，如图4中(b)所示，成为旋转切削刀刃1的主体部12完全贯通平面材料5的状态。在该状态下，图4的(a)中，如箭头所示，使旋转切削刀刃1的旋转轴大致沿着规定的边，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5进行相对移动，利用主体部12进行切削加工。然后，如图4中(c)所示，当旋转切削刀刃1的旋转轴抵达规定位置上时，该规定位置是相对于成为想要形成的开口4的角部的位置31，沿X方向以及Y方向仅离开旋转切削刀刃1的主体部12的半径的量的位置，则如图4中(d)所示，使旋转切削刀刃1的旋转轴向着成为拐角的位置31方向移动。与此并行，如图4中(e)所示，使旋转切削刀刃1相对于平面材料5沿Z方向缓慢上升。通过使旋转切削刀刃1的Z方向的上升速度和X-Y方向的移动速度，与旋转切削刀刃1的大致圆锥形部分10的倾斜相适应地同步，可以使旋转切削刀刃1的大致圆锥形部分10的外周连续地与平面材料5接触。如图4中(f)所示，与旋转切削刀刃1的旋转轴抵达成为拐角的位置31的同时，如图4中(g)所示，只要使旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面52大致成为同一面，即可在平面材料5上形成角部3有棱角的开口4。角部3的处理结束后，使旋转切削刀刃1的旋转轴返回到图4中(c)所示的位置，如图4中(b)所示，使旋转切削刀刃1沿Z方向下降，成为旋转切削刀刃1的主体部12贯通平面材料5的状态，并进行下一个边的切削。
即，使用在旋转状态下在前端部附近形成大致圆锥形部分10的同时、具有与大致圆锥形部分10连续的直径的均匀的主体部12的旋转切削刀刃1，在想要形成的开口4的角部3的附近以外的部分上，使旋转切削刀刃1从平面材料5的内面(第二面)51侧完全贯通，并大致沿着对应于开口4的形状的规定路径使旋转切削刀刃1的旋转轴移动，使用主体部12进行切削加工，在旋转切削刀刃1的旋转轴抵达开口的角部3的附近的规定位置的时刻，一边使旋转切削刀刃1的旋转轴向着贯通方向的逆方向上升，一边使旋转切削刀刃1的旋转轴朝向开口4的角部3移动，一边使旋转切削刀刃1的大致圆锥形部分10的外周与平面材料5连续地接触，一边进行切削加工，当从与内面(第二面)51相反侧的外面(第一面)52侧看形成的开口4时，角部3形成有棱角或者残留在角部3的圆弧状部分小至可以忽略的程度，当从内面(第二面)51侧看开口4时，以在角部3的周围形成有倾斜面的方式，在平面材料5上形成开口4。
这样地，根据第3实施方式，与上述第2实施方式同样，通过旋转切削刀刃1的连续的开口4的形成成为可能。另外，与第2实施方式相比，虽然相对于平面材料5的旋转切削刀刃1的旋转轴的X-Y方向的轨迹以及Z方向的上下移动的控制变得有点复杂，但是，在角部3以外部分可以加速旋转切削刀刃1的移动速度，可以谋求实现开口4的形成作业的效率化。进一步，由于改变了旋转切削刀刃1的切削部位，所以旋转切削刀刃1的耐久性提高。旋转切削刀刃1的X-Y方向以及Z方向的位置控制可以通过例如NC(数值控制)工作机械的程序等来容易地进行。
另外，在切削加工开口4的角部3时，由于旋转切削刀刃1的前端11与平面材料5的外面52大致成为同一面，所以在平面材料5的外面52配设有装饰片等的表面材料时，可以防止在角部3上表面材料剥落或者表面材料成为毛刺残留等问题。
另外，本发明并不局限于以上实施方式。对于具有旋转切削刀刃的工作机械的构成或者平面材料的构成以及结构等的细微部，可以有各种各样的方式是不言而喻的。
本发明基于日本专利申请2004-45467以及2004-156057，其内容通过参考上述专利申请的说明书以及附图，结果上应当与本发明相适应。
另外，本发明虽然通过参照所附附图的实施方式已有充分的记载，但是对于具有本领域的通常知识的人员来说，可进行各种各样的变更或者变形是清楚的。另外，这样的变更以及变形并没有脱离本发明的范围，应解释为包含在本
权利要求
1.一种具有开口的平面材料，其特征在于前述开口具有至少由两条直线交叉而构成的角部；从第一面侧看前述开口时，前述角部有棱角或者前述角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度；从第二面侧看前述开口时，至少在前述角部的周围形成有倾斜面。
2.一种使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于使在旋转状态下在前端部附近形成大致圆锥形部分的旋转切削刀刃，从平面材料的第二面侧，以其前端与前述平面材料的第一面大致成为同一面、且稍稍突出的方式贯通，至少在想要形成的开口的角部附近，使前述旋转切削刀刃的旋转轴大致沿着该开口的形状而移动，由此进行切削加工；当从前述第一面侧看前述开口时，前述角部有棱角或者在前述角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度，从前述第二面侧看前述开口时，至少在前述角部的周围形成有倾斜面，以这样的方式在前述平面材料上形成开口。
3.如权利要求2所述的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于前述旋转切削刀刃具有与前述大致圆锥形部分连续的直径的大致均匀的主体部；在前述开口的角部附近以外的部分，使前述旋转切削刀刃从平面材料的第二面侧完全贯通，并使用前述主体部进行切削加工。
4.如权利要求2所述的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于前述旋转切削刀刃具有与前述大致圆锥形部分连续的直径的大致均匀的主体部；使前述旋转切削刀刃从平面材料的第二面侧完全贯通，使用前述主体部形成在角部残留圆弧状部分的开口；使前述旋转切削刀刃相对于前述平面材料沿该旋转轴方向进行相对移动，并使其前端与前述平面材料的第一面大致成为同一面、且位于稍稍突出的位置，通过使前述旋转切削刀刃的旋转轴大致沿着想要形成的开口的形状移动，除去在前述角部附近残留的圆弧状部分。
5.如权利要求2所述的使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于，在前述旋转切削刀刃的前端与前述平面材料的第一面大致成为同一面、且稍稍突出的状态下，至少大致沿着想要形成的开口形状的全周移动，由此进行切削加工。
6.一种使用旋转切削刀刃的平面材料的开口形成方法，其特征在于使用旋转切削刀刃，该旋转切削刀刃在旋转状态下在前端部附近形成大致圆锥形部分的同时，具有与前述大致圆锥形部分连续的直径的大致均匀的主体部；在想要形成的开口的角部附近以外的部分，使前述旋转切削刀刃从平面材料的第二面侧完全贯通，大致沿着与前述开口的形状相对应的规定路径，使前述旋转切削刀刃的旋转轴移动，使用前述主体部来进行切削加工；在前述旋转切削刀刃的旋转轴抵达前述开口的角部附近的规定位置的时刻，一边使前述旋转切削刀刃的旋转轴沿前述贯通方向的逆方向上升，一边使前述旋转切削刀刃的旋转轴朝向前述开口的角部移动，一边使前述旋转切削刀刃的前述大致圆锥形部分的外周与前述平面材料连续接触，一边进行切削加工；当从与前述第二面相反侧的第一面侧看开口时，前述角部有棱角或者前述角部上残留的圆弧状部分小至可忽略的程度，从前述第二面侧看前述开口时，以在前述角部的周围形成有倾斜面的方式，在前述平面材料上形成开口。
全文摘要
一种使用旋转切削刀刃在平面材料上形成角部有棱角的开口的方法，在切削加工开口的角部时，使用在前端部附近形成大致圆锥形部分的旋转切削刀刃，从平面材料的第二面侧，以其前端与平面材料的第一面大致成为同一面、且稍稍突出的方式贯通，使旋转切削刀刃的旋转轴大致沿着该开口的形状移动。由此，当从第一面侧看时，可以形成角部有棱角或者在前述角部残留的圆弧状部分小至可忽略的程度的开口。另外，从第二面侧看开口时，至少在角部周围形成有倾斜面。
文档编号B27C5/00GK1657206SQ20051000378
公开日2005年8月24日 申请日期2005年1月11日 优先权日2004年2月20日
发明者香川英司, 多多良茂 申请人:松下电工株式会社, 多多良音器株式会社