JP2001353645A - 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置 - Google Patents

加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置

Info

Publication number
JP2001353645A
JP2001353645A JP2000174283A JP2000174283A JP2001353645A JP 2001353645 A JP2001353645 A JP 2001353645A JP 2000174283 A JP2000174283 A JP 2000174283A JP 2000174283 A JP2000174283 A JP 2000174283A JP 2001353645 A JP2001353645 A JP 2001353645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting edge
grinding
tool
machining
spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000174283A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Take
義弘 岳
Kouyu Kikura
宏猷 鬼鞍
Osamu Onishi
修 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAKEMASA KK
Original Assignee
TAKEMASA KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TAKEMASA KK filed Critical TAKEMASA KK
Priority to JP2000174283A priority Critical patent/JP2001353645A/ja
Publication of JP2001353645A publication Critical patent/JP2001353645A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穴あけ加工における加工工具の芯合わせ作業
を省略化するとともに正確な自動芯合わせをすることが
でき、高精度、高能率の微小径加工工具の刃先部形成を
行うことのできる技術を確立する。 【解決手段】 研削加工装置10は、ドリル素材19を
装着可能な超音波スピンドル14付きの回転主軸15
と、超音波加工によりドリル素材19に刃先部を形成し
てドリル完成品20とするために回転主軸15と異なる
方向に配置された3軸制御可能かつ回動可能な研削装置
30と、ドリル完成品20で加工する被加工材17を保
持する被加工材保持具18などを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小な穴あけ加工
に使用される軸付き砥石、ドリル、エンドミルなどの加
工工具の刃先部形成方法およびこれを実施するための研
削加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工業製品の小型化、高集積化、高性能化
に伴い、これらの工業製品の製造工程においては、微小
な内径の穴あけ加工が増大しているが、これらの穴あけ
加工は微小径の砥石やドリル、エンドミルなどの加工工
具を用いて実施されている。このような砥石としては、
たとえば図8の(a),(b)に示すようなダイヤモン
ド砥粒部81a,82aを先端に備えた砥石81,82
がある。またドリルやエンドミルとしては、たとえば図
9の(a)に示すようなドリル91、同図(b),
(c)に示すようなエンドミル92,93、同図
(d),(e)に示すような形状付きエンドミル94,
95がある。
【0003】従来の微小穴あけ加工においては、市販の
微小径の砥石やドリル、エンドミルなどの加工工具を穴
あけ加工装置の回転主軸に取り付け、チャックの掴みを
調整しながら、回転主軸の回転中心と加工工具の軸心と
の芯合わせ作業を行った後、回転主軸を回転させること
によって被加工材に対する穴あけ加工を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の微小穴あけ加工
において行われている加工工具と主軸との芯合わせ作業
は、極めて重要な作業であるが、高度の熟練およびノウ
ハウを要する困難な作業であるため、実際には僅かな誤
差やずれが存在している。このため、加工後の穴の仕上
がり寸法にばらつきが生じたり、穴の位置精度が悪くな
ったり、穴あけ加工中の回転主軸の高速回転により加工
工具の重量バランスが崩れて工具折損事故を起こしたり
することがある。また、たとえばエンドミル加工の場合
は、形成される三次元曲面の加工表面が粗くなり、形状
精度が悪くなる。
【0005】このようなトラブルの原因としては、加工
工具の回転芯出しの精度に限界があること、加工工具の
軸部と刃先部との同心度に限界があること、穴あけ加工
中の回転主軸の高速回転による発熱で、精度チェックし
た時点から寸法が変化することなどが挙げられるが、従
来の技術ではこれらの原因を解消できないのが実状であ
る。
【0006】本発明が解決しようとする課題は、穴あけ
加工における加工工具の芯合わせ作業を省略化するとと
もに、正確な自動芯合わせをすることができ、高精度、
高能率の微小径加工工具の刃先部形成を行うことのでき
る技術を確立することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の加工工具の刃先
部形成方法は、回転主軸を備えた加工装置の前記回転主
軸に刃先部形成を要する加工工具または加工工具素材を
装着し、前記回転主軸を回転させながら、前記回転主軸
と異なる方向に配置された3軸制御可能かつ回動可能な
研削装置を用いて前記加工工具または加工工具素材を研
削して刃先部を形成することを特徴とする。ここで、刃
先部の形成とは、砥石の場合は砥粒部のツルーイング、
ドレッシング、サイズ決定、形状成型などの刃先部の各
種加工を含み、ドリルやエンドミルの場合は、外形研
削、刃先角形成、先端角形成、切り粉逃げ溝形成、逃げ
面形成などの各種加工を含むものである。
【0008】いかに正確に製作された加工加工具であっ
ても、それを加工装置の回転主軸に装着する際の芯合わ
せ作業は極めて困難である。そこで、本発明は、実際に
加工を行う加工装置の回転主軸に加工工具または加工工
具素材を装着した状態でこの加工工具または加工工具素
材に研削加工を施し刃先部を形成して加工工具を完成さ
せることにより、加工工具が完成した状態で回転主軸心
と加工工具軸心とが一致した状態となるようにしたもの
である。したがって、本発明の方法により加工工具の刃
先部を形成した後は、完成後の加工工具を回転主軸に装
着したそのままの状態で被加工材に対する切削、研削、
穴あけなどの加工を行うことができる。これにより、従
来のような加工工具装着時の困難な芯合わせ作業を必要
とすることなく、刃先部形成により自動的に正確な芯合
わせを得ることができる。
【0009】このような加工工具の刃先部形成方法によ
り、特別な芯合わせ作業を行うことなく加工工具または
加工工具素材を加工装置の回転主軸に装着し、研削装置
を用いて刃先部を形成することにより加工工具を完成品
に仕上げることが可能となり、同時に、回転主軸と正確
に芯合わせされた状態に装着された加工工具が得られ
る。したがって、この状態のまま加工工具を使用した加
工作業を行うことが可能となる。すなわち、芯合わせが
困難な微小径の加工工具の芯合わせ作業を省略化すると
ともに正確な自動芯合わせをすることができ、高精度、
高能率の微細加工を行うことができる。
【0010】この加工工具の刃先部形成方法は、一般の
加工工具に適用可能であるが、加工装置の回転主軸への
装着、芯合わせが困難である微小径の加工工具の刃先部
形成に適用した場合にとくに顕著な効果が得られる。
【0011】前記の刃先部を形成するための研削装置に
よる研削加工を超音波振動付与のもとで行うことによ
り、微妙な刃先部の形成を高精度、高能率に行うことが
できる。この場合の研削方式としては、研削装置の研削
工具である超砥粒砥石などに超音波振動と回転運動とを
与えながら研削加工を行う固定砥粒加工方式が適してい
る。
【0012】上記の加工工具の刃先部形成方法は、被加
工材である加工工具または加工工具素材を装着可能な回
転主軸と、前記加工工具または加工工具素材を研削加工
して刃先部を形成するために前記回転主軸と異なる方向
に配置された3軸制御可能かつ回動可能な研削装置と、
前記研削装置で刃先部を形成した加工工具を用いて加工
する被加工材を保持する保持装置とを備えた研削加工装
置を用いて実施することができる。
【0013】ここで前記研削装置を、超音波加工機能を
有する研削装置とすることにより、加工工具または加工
工具素材の刃先部の形成を高精度、高能率に行うことが
できるとともに、前記回転主軸にも超音波振動を付与す
る構成とすることにより、刃先具形成後の完成した加工
工具を使用しての被加工材の加工を高精度、高能率に行
うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態である
研削加工装置を示す正面図、図2は図1の研削加工装置
の側面図、図3(a)は図1の研削加工装置を構成する
研削装置を示す正面図、図3(b)は同平面図である。
【0015】本実施形態の研削加工装置10は、加工工
具としてドリルを使用する加工装置である。研削加工装
置10においては、台座11の後方に立設された支柱1
2上に主軸上下送りモータ13が配置され、支柱12の
前方には支柱12に沿って昇降可能な回転主軸15に超
音波スピンドル14が取り付けられ、台座11上に前後
左右に水平移動可能なXYテーブル16が設けられ、X
Yテーブル16上の右寄り部分には、鉛直方向の旋回座
旋回軸(図3に示すZ−Z線)を中心に回動可能な旋回
座31が設けられ、この旋回座31上に研削装置30が
配置されている。また、XYテーブル16上の左寄り部
分には、被加工材保持具18が配置され、この上に研削
加工を施すべき被加工材17が保持されている。
【0016】研削装置30を構成する超音波スピンドル
35はモータ(図示せず)によって回転可能であり、X
軸スライド機構32およびY軸スライド機構33によっ
て前後左右に水平移動可能であるとともに、スピンドル
傾転台34によって傾動可能である。また、旋回座31
により、研削装置30全体が旋回座旋回軸を中心に回動
可能である。すなわち研削装置30は、複数方向に移動
可能かつ回動可能である。
【0017】回転主軸15の超音波スピンドル14に
は、超音波加工用マイクロドリルの材料であるドリル素
材19が装着され、旋回座31上の研削装置30の超音
波スピンドル35の先端にはダイヤモンドホイール36
が装着されている。
【0018】次に図4〜図5を参照しながら、研削加工
装置10を用いてドリル素材19に超音波研削加工を施
してドリル完成品20を形成する工程について説明す
る。
【0019】図4に示すように、鉛直方向に保持された
超音波スピンドル14に装着されたドリル素材19を回
転主軸15で回転させながら、研削装置30の旋回座3
1上の超音波スピンドル35に装着されたダイヤモンド
ホイール36に回転運動および超音波振動を付与すると
ともに固定砥粒加工方式による研削加工を施すことによ
りドリル素材19の外周研削加工を行い、所定の外径寸
法に仕上げる。
【0020】次に、図5に示すように、研削装置30の
スピンドル傾転台34により超音波スピンドル35を所
定角度に傾斜させた状態に保持し、研削装置30全体を
旋回座31によって回転させながら、回転および超音波
振動するダイヤモンドホイール36を、回転しないよう
に固定したドリル素材19の外側面に当接させるととも
に、主軸上下送りモータ13でドリル素材19をゆっく
り下降させながら研削加工を施し、切り粉の逃げ溝を形
成する。
【0021】次に、図6に示すように、研削装置30の
スピンドル傾転台34により超音波スピンドル35を所
定角度に傾斜させた状態に保持し、回転および超音波振
動するダイヤモンドホイール36を、回転しないように
固定したドリル素材19の先端に当接させることによっ
て研削加工を施し、所定の刃先角および逃げ面などを形
成する。
【0022】このように、研削加工装置10を用いて、
ドリル素材19に、外形研削加工、切り粉逃げ溝形成加
工、刃先角形成加工、先端角形成加工、逃げ面形成加工
など、ドリル完成品20を形成するまでに必要な一連の
研削加工を施すことができるとともに、同時にドリルの
正確な芯合わせを行うことができる。
【0023】以上のような工程により、ドリル完成品2
0が出来上がったら、図7に示すように、XYテーブル
16を移動させて、研削装置30全体をドリル完成品2
0から離した後、被加工材17をドリル完成品20の直
下位置まで移動させ、回転主軸15および超音波スピン
ドル14でドリル完成品20に回転運動および超音波振
動を付与しながら被加工材17の超音波加工を行う。
【0024】このように、被加工材17に超音波加工を
行う場合、研削加工装置10の超音波スピンドル14に
予めドリル素材19を装着し、超音波スピンドル35お
よびダイヤモンドホイール36を用いてドリル素材19
に研削加工を施してドリル完成品20に仕上げた後、ド
リル完成品20を超音波スピンドル14に装着したまま
の状態で被加工材17の加工を行うことにより、ドリル
完成品20の芯合わせ作業を省略化するとともに、正確
な自動芯合わせをすることができるので加工精度および
作業効率が飛躍的に向上する。
【0025】例えば、ドリル完成品20を用いて被加工
材17に穴あけ加工を施す場合、位置精度、真円度が高
まり、穴の内径はミクロンレベルで制御することができ
る。また、加工中にかじりが発生しないので、形成され
た穴の内周面は極めて滑らかであり、ばりも小さいので
除去が容易である。なお、被加工材17の材質は鋼材を
はじめ様々な材質のものを加工することができる。
【0026】なお本発明は、この実施形態に限定するも
のではないので、ドリル以外の加工工具の刃先部形成に
も適用でき、またこれらの加工工具を用いた研削加工技
術として広く適用することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明により、以下に示す効果を奏す
る。
【0028】(1)加工装置の回転主軸に刃先部形成を
要する加工工具または加工工具素材を装着し、回転主軸
を回転させながら、回転主軸と異なる方向に配置された
3軸制御可能かつ回動可能な研削装置を用いて加工工具
または加工工具素材を研削して刃先部を形成することに
より、特別な芯合わせ作業を行うことなく加工工具また
は加工工具素材に刃先部を形成することができるととも
に、完成品の加工工具を回転主軸と正確に芯合わせした
状態に装着したまま被加工材の切削、研削、穴あけなど
の加工作業を行うことが可能となる。これにより、芯合
わせが困難な微小径の加工工具の芯合わせ作業を省略化
するとともに正確な自動芯合わせをすることができ、高
精度、高能率の微細加工を行うことができる。
【0029】(2)刃先部を形成するための研削装置に
よる研削加工を超音波振動付与のもとで行うことによ
り、加工工具または加工工具素材の刃先部の形成を高精
度、高能率に行うことができるとともに、加工装置の回
転主軸にも超音波加工機能を付与することにより、刃先
部形成後の完成した加工工具を使用しての被加工材の加
工を高精度、高能率に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の研削加工装置を示す正面図であ
る。
【図2】 図1の研削加工装置の側面図である。
【図3】 (a)は図1の研削加工装置を構成する研削
装置を示す正面図、(b)は同平面図である。
【図4】 図1の研削加工装置を用いて加工工具の外周
面加工を行う工程を示す正面図である。
【図5】 図1の研削加工装置を用いて加工工具の逃げ
溝加工を行う工程を示す正面図である。
【図6】 図1の研削加工装置を用いて加工工具の刃先
仕上加工を行う工程を示す正面図である。
【図7】 図1の研削加工装置を用いて被加工材を加工
する工程を示す正面図である。
【図8】 微小径の砥石の例を示す図である。
【図9】 微小径のドリルおよびエンドミルの例を示す
図である。
【符号の説明】
10 研削加工装置 11 台座 12 支柱 13 主軸上下送りモータ 14 超音波スピンドル 15 回転主軸 16 XYテーブル 17 被加工材 18 被加工材保持具 19 ドリル素材 20 ドリル完成品 30 研削装置 31 旋回座 32 X軸スライド機構 33 Y軸スライド機構 34 スピンドル傾転台 35 超音波スピンドル 36 ダイヤモンドホイール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 修 福岡県福岡市東区箱崎6丁目10番1号 九 州大学内 Fターム(参考) 3C047 BB04 BB16 DD03 DD16 DD19 3C058 AA02 AA09 AA19 BA07 CA01 CB01 DA10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転主軸を備えた加工装置の前記回転主
    軸に刃先部形成を要する加工工具または加工工具素材を
    装着し、前記回転主軸を回転させながら、前記回転主軸
    と異なる方向に配置された3軸制御可能かつ回動可能な
    研削装置を用いて前記加工工具または加工工具素材を研
    削して刃先部を形成することを特徴とする加工工具の刃
    先部形成方法。
  2. 【請求項2】 前記刃先部の形成が、軸付き砥石のツル
    ーイングまたはドレッシングである請求項1記載の加工
    工具の刃先部形成方法。
  3. 【請求項3】 前記刃先部の形成が、ドリル用またはエ
    ンドミル用の棒状の素材に刃先部を形成するものである
    請求項1記載の加工工具の刃先部形成方法。
  4. 【請求項4】 前記研削装置による研削加工を超音波振
    動付与のもとで行う請求項1記載の加工工具の刃先部形
    成方法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の加工
    工具の刃先部形成方法を実施するための装置であって、
    加工工具または加工工具素材を装着可能な回転主軸と、
    前記加工工具または加工工具素材を研削加工して刃先部
    を形成するために前記回転主軸と異なる方向に配置され
    た3軸制御可能かつ回動可能な研削装置と、前記研削装
    置で刃先部を形成した加工工具を用いて加工する被加工
    材を保持する保持装置とを備えたことを特徴とする研削
    加工装置。
  6. 【請求項6】 前記回転主軸および前記研削装置が超音
    波加工機能を有する請求項5記載の研削加工装置。
JP2000174283A 2000-06-09 2000-06-09 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置 Pending JP2001353645A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000174283A JP2001353645A (ja) 2000-06-09 2000-06-09 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000174283A JP2001353645A (ja) 2000-06-09 2000-06-09 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001353645A true JP2001353645A (ja) 2001-12-25

Family

ID=18676356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000174283A Pending JP2001353645A (ja) 2000-06-09 2000-06-09 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001353645A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006334748A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Seiko Instruments Inc 内面研削砥石、研削装置、及び成形装置
WO2010007685A1 (ja) * 2008-07-18 2010-01-21 株式会社 和井田製作所 工作機械の調整方法、及び工作機械
CN103128611A (zh) * 2013-03-04 2013-06-05 昆山允可精密工业技术有限公司 刀具连续自动进给加工系统
KR101295120B1 (ko) * 2010-07-16 2013-08-09 주식회사 인스턴 수치 제어장치를 이용한 마이크로 드릴 재 연마장치
CN103962960A (zh) * 2014-03-14 2014-08-06 河南理工大学 金刚石砂轮的自动化修整装置
DE102017114149A1 (de) * 2017-06-26 2018-12-27 Dieter Würtz Verfahren und Vorrichtung der Hartstoffbearbeitung zur Herstellung von geometrisch bestimmten Schneiden für die spanende Bearbeitung
CN110286049A (zh) * 2019-06-17 2019-09-27 杭州电子科技大学 超声切削摩擦磨损试验机及仿真超声切削加工方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006334748A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Seiko Instruments Inc 内面研削砥石、研削装置、及び成形装置
WO2010007685A1 (ja) * 2008-07-18 2010-01-21 株式会社 和井田製作所 工作機械の調整方法、及び工作機械
JP4838326B2 (ja) * 2008-07-18 2011-12-14 株式会社和井田製作所 工作機械の調整方法、及び工作機械
KR101295120B1 (ko) * 2010-07-16 2013-08-09 주식회사 인스턴 수치 제어장치를 이용한 마이크로 드릴 재 연마장치
CN103128611A (zh) * 2013-03-04 2013-06-05 昆山允可精密工业技术有限公司 刀具连续自动进给加工系统
CN103962960A (zh) * 2014-03-14 2014-08-06 河南理工大学 金刚石砂轮的自动化修整装置
DE102017114149A1 (de) * 2017-06-26 2018-12-27 Dieter Würtz Verfahren und Vorrichtung der Hartstoffbearbeitung zur Herstellung von geometrisch bestimmten Schneiden für die spanende Bearbeitung
CN110286049A (zh) * 2019-06-17 2019-09-27 杭州电子科技大学 超声切削摩擦磨损试验机及仿真超声切削加工方法
CN110286049B (zh) * 2019-06-17 2021-11-30 杭州电子科技大学 超声切削摩擦磨损试验机及仿真超声切削加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8827611B2 (en) Free form cutting machine
JP2002103139A (ja) 歯車研削加工方法、並びに歯車研削用タレットヘッド及び歯車研削工具
JP4140574B2 (ja) 凹面を有するカムを研削する方法および装置
JP2001353645A (ja) 加工工具の刃先部形成方法および研削加工装置
JP4712586B2 (ja) Nc工作機械
JP5425570B2 (ja) トリポード型等速ジョイントのトラニオンの加工方法及び装置
JPH11156682A (ja) 内径研削盤
JP2001205546A (ja) 超音波加工用工具製造方法および超音波加工装置
JPH1190799A (ja) クランクピン加工用工作機械およびクランクピンの加工方法
JP2005028556A (ja) 自由曲面加工方法
JP2003231001A (ja) 玉型加工方法及び装置
JPH08257923A (ja) 軸付き砥石および工具保持具
JP2002144106A (ja) Nc旋盤による偏心位置球面加工方法
JP2003136385A (ja) 端面加工方法および装置
JP2003094305A (ja) 遊星研削方法
JP2001239444A (ja) カップ型砥石部材と、これを用いたワーク端面の加工方法および加工装置
WO2007097013A1 (ja) ねじれ溝研削加工方法およびねじれ溝研削加工装置
JP2001239409A (ja) 切削方法及びこの切削方法に使用される切削装置並びに工具
JP2002160103A (ja) 曲面加工方法及び曲面加工装置
JPH06134668A (ja) 研削盤
JP6575186B2 (ja) 複合加工機、及びその加工方法
JPH0224047A (ja) 内面研削方法
JPH10328995A (ja) 曲面研削加工方法
JPS6044263A (ja) 球面加工装置
JP2024055571A (ja) 加工位置設定方法、研削加工装置および成形加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20031209

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20060213

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060221

A02 Decision of refusal

Effective date: 20060620

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02