JP2003136335A - 加工方法 - Google Patents
加工方法Info
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- JP2003136335A JP2003136335A JP2001333047A JP2001333047A JP2003136335A JP 2003136335 A JP2003136335 A JP 2003136335A JP 2001333047 A JP2001333047 A JP 2001333047A JP 2001333047 A JP2001333047 A JP 2001333047A JP 2003136335 A JP2003136335 A JP 2003136335A
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- machining
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- electrode
- machining tool
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工具取付位置誤差や工具位置決め誤差がな
く、段差を有する微細形状を高精度に加工することがで
きる加工方法を提供する。 【解決手段】 円柱形状の加工工具１を用いて機械加工
することにより放電加工電極３に鋭利な段差部３ａ、３
ｂを加工し、前記加工工具１を、放電加工用電極３の段
差部３ａ、３ｂに沿って送り込みながら放電加工するこ
とによって加工工具１の底部に段差部の形状に対応する
断面形状の突部１ａ、１ｂを形成し、その後加工工具１
を加工物２に対する垂直方向の切り込み位置を固定して
加工物２表面に沿う同一平面内で相対移動させて走査
し、加工工具１の底部の突部１ａ、１ｂの高さを有する
段差を加工物２に加工するようにした。
く、段差を有する微細形状を高精度に加工することがで
きる加工方法を提供する。 【解決手段】 円柱形状の加工工具１を用いて機械加工
することにより放電加工電極３に鋭利な段差部３ａ、３
ｂを加工し、前記加工工具１を、放電加工用電極３の段
差部３ａ、３ｂに沿って送り込みながら放電加工するこ
とによって加工工具１の底部に段差部の形状に対応する
断面形状の突部１ａ、１ｂを形成し、その後加工工具１
を加工物２に対する垂直方向の切り込み位置を固定して
加工物２表面に沿う同一平面内で相対移動させて走査
し、加工工具１の底部の突部１ａ、１ｂの高さを有する
段差を加工物２に加工するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種光デバイスの
ガラス成形に用いられる微細形状金型などの加工方法に
関するものである。
ガラス成形に用いられる微細形状金型などの加工方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光通信分野における光合分岐デ
バイスのガラス成形において用いるファイバガイド部と
光導波路部を有する金型では、光導波路部の形状精度及
び光ファイバを固定するファイバガイド部と光導波路部
の相対位置精度が極めて重要である。
バイスのガラス成形において用いるファイバガイド部と
光導波路部を有する金型では、光導波路部の形状精度及
び光ファイバを固定するファイバガイド部と光導波路部
の相対位置精度が極めて重要である。
【０００３】一般に、３次元形状を有する金型を加工す
る場合には、図２に示すように、通常円柱形状の切削工
具２１により被加工物の金型２２上を３次元的に走査し
て加工している。また、金型２２が斜面等の特殊な形状
を有する形状の場合には円錐状の切削工具２３による加
工が必要となる。
る場合には、図２に示すように、通常円柱形状の切削工
具２１により被加工物の金型２２上を３次元的に走査し
て加工している。また、金型２２が斜面等の特殊な形状
を有する形状の場合には円錐状の切削工具２３による加
工が必要となる。
【０００４】このような加工時には、切削工具２１、２
３の取付位置誤差や、切削工具２１、２３の原点位置決
め誤差、あるいは加工時間が長くなる場合には機械の熱
変形などの影響により、工具位置決め誤差が生じて加工
誤差を生じることになる。そのため、このような加工方
法では光導波路の効率低下及びファイバガイド部中心と
光導波路中心が一致しないなどの問題が生じて製品性能
が大きく低下してしまうという問題がある。
３の取付位置誤差や、切削工具２１、２３の原点位置決
め誤差、あるいは加工時間が長くなる場合には機械の熱
変形などの影響により、工具位置決め誤差が生じて加工
誤差を生じることになる。そのため、このような加工方
法では光導波路の効率低下及びファイバガイド部中心と
光導波路中心が一致しないなどの問題が生じて製品性能
が大きく低下してしまうという問題がある。
【０００５】また、このような問題の解決方法として、
予め段差を形成した工具による加工方法が考えられる。
そのための工具を形成方法として、図３に示すように、
ワイヤ放電加工にて工具に微小段差を加工する方法が考
えられる。図３において、２６は放電加工用の放電発生
回路、２７はスイッチである。
予め段差を形成した工具による加工方法が考えられる。
そのための工具を形成方法として、図３に示すように、
ワイヤ放電加工にて工具に微小段差を加工する方法が考
えられる。図３において、２６は放電加工用の放電発生
回路、２７はスイッチである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示す機械加工による加工では、上述のように複数の工具
の使用に伴って工具取付位置誤差を生じ、また加工時間
が多大となるときに機械の熱変形による工具位置決め誤
差を生じるといった問題が発生し、光デバイス用途の金
型を加工するような加工方法としては問題が多かった。
示す機械加工による加工では、上述のように複数の工具
の使用に伴って工具取付位置誤差を生じ、また加工時間
が多大となるときに機械の熱変形による工具位置決め誤
差を生じるといった問題が発生し、光デバイス用途の金
型を加工するような加工方法としては問題が多かった。
【０００７】また、図３に示すように、工具に予めワイ
ヤ放電加工にて微小段差を加工しようとしても、工具２
４の微小段差２４ａの根元部にワイヤ電極２５の径に相
当する円弧面２４ｂが形成され、工具２４に光導波路に
用いられる８μｍ程度の段差部を加工することができな
いという問題がある。
ヤ放電加工にて微小段差を加工しようとしても、工具２
４の微小段差２４ａの根元部にワイヤ電極２５の径に相
当する円弧面２４ｂが形成され、工具２４に光導波路に
用いられる８μｍ程度の段差部を加工することができな
いという問題がある。
【０００８】本発明は、上記従来の問題に鑑み、工具取
付位置誤差や工具位置決め誤差がなく、段差を有する微
細形状を高精度に加工することができる加工方法を提供
することを目的とする。
付位置誤差や工具位置決め誤差がなく、段差を有する微
細形状を高精度に加工することができる加工方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の加工方法は、円
柱形状の加工工具を用いた機械加工により放電加工用電
極に鋭利な段差部を加工する工程と、前記加工工具を、
放電加工用電極の段差部に沿って送り込みながら放電加
工することによって加工工具の底部に段差部の形状に対
応する断面形状の突部を形成する工程と、その後加工工
具を加工物に対する垂直方向の切り込み位置を固定して
加工物表面に沿う同一平面内で相対移動させて走査し、
加工工具底部の突部の高さを有する段差を加工物に加工
する工程とを備えたものである。
柱形状の加工工具を用いた機械加工により放電加工用電
極に鋭利な段差部を加工する工程と、前記加工工具を、
放電加工用電極の段差部に沿って送り込みながら放電加
工することによって加工工具の底部に段差部の形状に対
応する断面形状の突部を形成する工程と、その後加工工
具を加工物に対する垂直方向の切り込み位置を固定して
加工物表面に沿う同一平面内で相対移動させて走査し、
加工工具底部の突部の高さを有する段差を加工物に加工
する工程とを備えたものである。
【００１０】このような構成によれば、機械加工により
シャープなエッジを持つ高精度な放電加工電極を作成で
き、また放電加工電極の作成とこの放電加工電極を用い
た加工工具の突部の放電加工とを同一加工機上で行うこ
とにより加工工具と放電加工電極の位置決め誤差がなく
なり、高精度でかつシャープな根元部を持つ突部を有す
る加工工具を作成でき、またこの加工工具の作成と加工
物への加工を同一加工機上で行うことにより、加工工具
の回転軸振れのない高精度な加工が可能となり、また垂
直方向の加工工具の切り込み位置を固定することにより
切り込み位置誤差をなくし、高精度な相対位置精度を有
する微細な段差形状を加工することができる。
シャープなエッジを持つ高精度な放電加工電極を作成で
き、また放電加工電極の作成とこの放電加工電極を用い
た加工工具の突部の放電加工とを同一加工機上で行うこ
とにより加工工具と放電加工電極の位置決め誤差がなく
なり、高精度でかつシャープな根元部を持つ突部を有す
る加工工具を作成でき、またこの加工工具の作成と加工
物への加工を同一加工機上で行うことにより、加工工具
の回転軸振れのない高精度な加工が可能となり、また垂
直方向の加工工具の切り込み位置を固定することにより
切り込み位置誤差をなくし、高精度な相対位置精度を有
する微細な段差形状を加工することができる。
【００１１】また、加工工具の材料として、焼結ダイヤ
モンドを用いることで、加工工具表面に露出するダイヤ
モンド粒子による極めて微小な単位の切削が、加工物と
の接触面全体で進行するため、加工工具に形成された突
部の高さの微細段差を加工することができ、また工具材
料の高耐摩耗性の特長により工具の劣化が殆どなく、均
一な加工ができる。
モンドを用いることで、加工工具表面に露出するダイヤ
モンド粒子による極めて微小な単位の切削が、加工物と
の接触面全体で進行するため、加工工具に形成された突
部の高さの微細段差を加工することができ、また工具材
料の高耐摩耗性の特長により工具の劣化が殆どなく、均
一な加工ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の加工方法の一実施
形態について、図１を参照して説明する。
形態について、図１を参照して説明する。
【００１３】図１において、１は所定の径の円柱状に成
形された加工工具であり、垂直方向（Ｚ方向）に移動及
び位置決め可能な加工機のＺステージ（図示せず）に装
着固定され、かつ垂直軸芯回りに高精度に回転可能に構
成されている。２は加工物、３は放電加工電極であり、
水平方向の互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動及び位
置決め可能な加工機のＸ−Ｙステージ（図示せず）に設
置固定されている。
形された加工工具であり、垂直方向（Ｚ方向）に移動及
び位置決め可能な加工機のＺステージ（図示せず）に装
着固定され、かつ垂直軸芯回りに高精度に回転可能に構
成されている。２は加工物、３は放電加工電極であり、
水平方向の互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動及び位
置決め可能な加工機のＸ−Ｙステージ（図示せず）に設
置固定されている。
【００１４】加工工具１と放電加工電極３の間には、Ｒ
Ｃ回路にて構成された微小エネルギーの放電パルスを発
生可能な放電発生回路５がスイッチ４を介して接続され
ており、放電加工電極３を用いて加工工具１に対してμ
ｍオーダーの放電加工を実施できるように構成されてい
る。
Ｃ回路にて構成された微小エネルギーの放電パルスを発
生可能な放電発生回路５がスイッチ４を介して接続され
ており、放電加工電極３を用いて加工工具１に対してμ
ｍオーダーの放電加工を実施できるように構成されてい
る。
【００１５】以上の構成において、加工工具１への突部
１ａ、１ｂの形成に際しては、まず、Ｘ−Ｙステージに
設置固定された放電加工電極３に対して、円柱形状の加
工工具１を回転させながら送り込んで切削加工すること
により、１μｍ以下のエッジを持つ高精度な段差部３
ａ、３ｂを加工する。その後に、図１（ａ）に示すよう
に、加工工具１と放電加工電極３との間に放電発生回路
５にて放電電圧を印加し、加工工具１を回転させつつ加
工した放電加工電極３の段差部３ａ、３ｂに沿って送り
込みながら放電加工することにより、加工工具１の底部
に段差部３ａ、３ｂに対応する断面形状の突部１ａ、１
ｂを加工する。通常、加工工具１と放電加工電極３の位
置決めには少なくとも数μｍのずれが生じるが、上記方
法によれば、放電加工電極３のエッジ部までの寸法が加
工工具１の半径と一致し、放電加工電極３への切削加工
と加工工具１への放電加工を同一加工機上で実施するこ
とにより、加工工具１の位置決め誤差を解消することが
できる。また、放電加工電極３を機械加工しているの
で、放電加工電極３に１μｍ以下のシャープなエッジを
形成することができ、数μｍオーダーの高さの突部１
ａ、１ｂも容易に形成できる。
１ａ、１ｂの形成に際しては、まず、Ｘ−Ｙステージに
設置固定された放電加工電極３に対して、円柱形状の加
工工具１を回転させながら送り込んで切削加工すること
により、１μｍ以下のエッジを持つ高精度な段差部３
ａ、３ｂを加工する。その後に、図１（ａ）に示すよう
に、加工工具１と放電加工電極３との間に放電発生回路
５にて放電電圧を印加し、加工工具１を回転させつつ加
工した放電加工電極３の段差部３ａ、３ｂに沿って送り
込みながら放電加工することにより、加工工具１の底部
に段差部３ａ、３ｂに対応する断面形状の突部１ａ、１
ｂを加工する。通常、加工工具１と放電加工電極３の位
置決めには少なくとも数μｍのずれが生じるが、上記方
法によれば、放電加工電極３のエッジ部までの寸法が加
工工具１の半径と一致し、放電加工電極３への切削加工
と加工工具１への放電加工を同一加工機上で実施するこ
とにより、加工工具１の位置決め誤差を解消することが
できる。また、放電加工電極３を機械加工しているの
で、放電加工電極３に１μｍ以下のシャープなエッジを
形成することができ、数μｍオーダーの高さの突部１
ａ、１ｂも容易に形成できる。
【００１６】加工工具１として焼結ダイヤモンドを、放
電加工電極３として超硬材を用い、上記のように放電加
工電極３に切削により２つの段差部３ａ、３ｂを形成し
た後、コンデンサ１０ｐＦ、電圧７０Ｖの条件で加工工
具１を放電加工することで、根元部の円弧半径が１μｍ
以下で、段差高さが６６．５μｍと８μｍの突部１ａ、
１ｂを有する加工工具１を加工することができた。
電加工電極３として超硬材を用い、上記のように放電加
工電極３に切削により２つの段差部３ａ、３ｂを形成し
た後、コンデンサ１０ｐＦ、電圧７０Ｖの条件で加工工
具１を放電加工することで、根元部の円弧半径が１μｍ
以下で、段差高さが６６．５μｍと８μｍの突部１ａ、
１ｂを有する加工工具１を加工することができた。
【００１７】以上のようにして加工工具１を成形した
後、図１（ｂ）に示すように、予め数μｍ大きく粗加工
された加工物２に対して、加工工具１を回転させながら
所定の位置までＺ軸方向に送り込み、その後Ｚ方向の工
具位置を固定してＸ−Ｙステージを移動させて所定の形
状に微小切削加工することにより、加工物２に対して加
工工具１の突部１ａ、１ｂに対応する段差を高精度に転
写することができる。
後、図１（ｂ）に示すように、予め数μｍ大きく粗加工
された加工物２に対して、加工工具１を回転させながら
所定の位置までＺ軸方向に送り込み、その後Ｚ方向の工
具位置を固定してＸ−Ｙステージを移動させて所定の形
状に微小切削加工することにより、加工物２に対して加
工工具１の突部１ａ、１ｂに対応する段差を高精度に転
写することができる。
【００１８】加工物２として超硬材を用い、加工工具１
を２５００ｒｐｍで回転させながら、５μｍ／ｓｅｃの
速度で所定の加工経路で水平方向に走査することによ
り、加工工具１の形状を転写した６６．５μｍと８μｍ
の段差を加工することができた。また、この加工による
工具消耗は殆どなく、光合分岐デバイス用金型として、
数１０ｍｍの長さを加工したとしても、工具劣化により
形状ばらつきが発生することがなく、結果として光合分
岐デバイスとしての性能低下が生じるのを防止できる。
を２５００ｒｐｍで回転させながら、５μｍ／ｓｅｃの
速度で所定の加工経路で水平方向に走査することによ
り、加工工具１の形状を転写した６６．５μｍと８μｍ
の段差を加工することができた。また、この加工による
工具消耗は殆どなく、光合分岐デバイス用金型として、
数１０ｍｍの長さを加工したとしても、工具劣化により
形状ばらつきが発生することがなく、結果として光合分
岐デバイスとしての性能低下が生じるのを防止できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の加工方法によれば、以上のよう
に円柱形状の加工工具を用いて機械加工することにより
放電加工用電極に鋭利な段差部を加工し、前記加工工具
を、作成した段差部に放電加工しながら送り込むことに
よって加工工具の底部に段差部の形状に対応する断面形
状の突部を形成し、その後加工工具を加工物表面上に相
対移動させ、加工工具の垂直方向の切り込み位置を固定
し、同一平面内で工具を走査して加工物を加工するの
で、機械加工にてシャープなエッジを持つ高精度な放電
加工電極を作成でき、また放電加工電極の作成とこの放
電加工電極を用いた加工工具の突部の放電加工を同一加
工機上で行うことにより工具と電極と位置決め誤差がな
くなり、高精度でかつシャープな根元部を持つ突部を有
する加工工具を作成でき、またこの加工工具作成と加工
物への加工を同一加工機上で行うことにより、工具の回
転軸振れのない高精度な加工が可能となり、また垂直方
向の工具の切り込み位置を固定することにより切り込み
位置誤差をなくし、高精度な相対位置精度を有する微細
な段差形状を加工することができる。
に円柱形状の加工工具を用いて機械加工することにより
放電加工用電極に鋭利な段差部を加工し、前記加工工具
を、作成した段差部に放電加工しながら送り込むことに
よって加工工具の底部に段差部の形状に対応する断面形
状の突部を形成し、その後加工工具を加工物表面上に相
対移動させ、加工工具の垂直方向の切り込み位置を固定
し、同一平面内で工具を走査して加工物を加工するの
で、機械加工にてシャープなエッジを持つ高精度な放電
加工電極を作成でき、また放電加工電極の作成とこの放
電加工電極を用いた加工工具の突部の放電加工を同一加
工機上で行うことにより工具と電極と位置決め誤差がな
くなり、高精度でかつシャープな根元部を持つ突部を有
する加工工具を作成でき、またこの加工工具作成と加工
物への加工を同一加工機上で行うことにより、工具の回
転軸振れのない高精度な加工が可能となり、また垂直方
向の工具の切り込み位置を固定することにより切り込み
位置誤差をなくし、高精度な相対位置精度を有する微細
な段差形状を加工することができる。
【図１】本発明の加工方法の一実施形態における加工工
程を説明する斜視図である。
程を説明する斜視図である。
【図２】従来例の加工方法の説明図である。
【図３】従来例における放電加工による工具への段差加
工方法の説明図である。
工方法の説明図である。
１ 加工工具
１ａ、１ｂ 突部
２ 加工物
３ 放電加工電極
３ａ、３ｂ 段差部
５ 放電発生回路
Claims (2)
- 【請求項１】 円柱形状の加工工具を用いた機械加工に
より放電加工用電極に鋭利な段差部を加工する工程と、
前記加工工具を、放電加工用電極の段差部に沿って送り
込みながら放電加工することによって加工工具の底部に
段差部の形状に対応する断面形状の突部を形成する工程
と、その後加工工具を加工物に対する垂直方向の切り込
み位置を固定して加工物表面に沿う同一平面内で相対移
動させて走査し、加工工具底部の突部の高さを有する段
差を加工物に加工する工程とを備えたことを特徴とする
加工方法。 - 【請求項２】 加工工具の材料は焼結ダイヤモンドであ
ることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333047A JP2003136335A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333047A JP2003136335A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003136335A true JP2003136335A (ja) | 2003-05-14 |
| JP2003136335A5 JP2003136335A5 (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=19148379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333047A Withdrawn JP2003136335A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003136335A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107971538A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-05-01 | 徐州工程学院 | 一种正交车铣加工表面微观形貌的仿真方法 |
-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001333047A patent/JP2003136335A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107971538A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-05-01 | 徐州工程学院 | 一种正交车铣加工表面微观形貌的仿真方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041029 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041029 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061102 |