JP4027856B2

JP4027856B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP4027856B2
Application number: JP2003190517A
Authority: JP
Inventors: 園正昭満; 崎広美山
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-07-02
Also published as: TWI241931B; JP2005022034A; KR100602612B1; KR20050004127A; TW200515961A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、導光板成形用金型等の超精密加工に用いられる工作機械に係り、特に、溝の傾斜角度が一本毎に少しずつ変化するような徐変溝加工に適した工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、この種の徐変溝加工が施されるワークＷの例として、導光板成型用金型のレンズ溝の形状を示す図である。平行に延びるそれぞれのレンズ溝Ｌ1〜Ｌ4の角度は、図７において左側のレンズ溝ほど徐々に大きな角度になっている。
【０００３】
図７において、参照番号１００はバイトを示す。このような徐変溝加工を行う従来の工作機械では、バイト１００の刃先の角度を変えるためのバイト旋回台を備えている。
【０００４】
図５、図６は、従来の工作機械のバイト旋回台例を示している。バイト旋回台を設けた工作機械では、サドルの左右方向への水平移動の直線軸はＹ軸、サドル上に設けたテーブルの前後方向への水平移動の直線軸はＸ軸、刃物台の上下移動の直線軸はＺ軸で、これらは共通する構成である。
【０００５】
図５のバイト旋回台について説明すると、バイト旋回台１１０は、刃物台１１１の下端部に取り付けられ、１本のバイト１００を装着するようになっている。旋回軸線１１４は、Ｘ軸に平行な軸でＡ軸であり、参照番号１１５は、バイト旋回台１１０を旋回軸線１１４を回転中心として駆動するサーボモータである。
【０００６】
図５に示した従来のバイト旋回台１１０を有する工作機械で、導光板成型用金型となるワークＷにレンズ溝Ｌ1〜Ｌ4をプレーナ加工する場合には、図７に示すように、バイト１００の切刃稜１０１を角度φに合わせ、傾斜させた状態でバイト１００をＺ軸方向に下降させ、所定の位置に位置決めし、テーブルのＸ軸の前後移動で面ｆを加工する。
【０００７】
次いで、面ｆの加工に引き続き面ｒを加工するためには次のような動作が必要になる。
【０００８】
すなわち、バイト１００をワークＷから逃がしバイト旋回台１１０を旋回させることによりバイト１００の切刃稜１０２を面ｒの傾斜に合わせる（図７で破線で示す）。ところがバイト旋回台１１０の旋回によりバイト１００の刃先ＡのＹ軸位置がレンズ溝の谷底頂点から大きくずれるので、Ｙ軸移動を行ってバイト１００の刃先をレンズ溝の谷底の頂点に合わせなければならない。そして、バイト１００をＺ軸方向に下降させ、所定の位置に位置決めし、テーブルのＸ軸の前後移動で面ｒを加工する。
【０００９】
なお、以上のようなＶ字状溝形状の徐変溝加工において、切削性をよくするため工具を工夫した切削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３４６８１９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バイト１００の角度を変えるときには、旋回軸線１１４を中心にバイト１００を旋回させるが、バイト１００の刃先の旋回半径Ｒが大きいと、割出精度の影響を大きく受け、刃先Ａの位置の誤差が大きくなり、Ｙ軸、Ｚ軸による位置決め精度の影響を受けるため、バイト１００の刃先の位置が、目標とするレンズ溝の谷底頂点からずれてしまい、その結果、レンズ溝の溝ピッチの不良や深さ不良ができてしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、導光板成形用金型にレンズ溝を徐変加工する場合に、バイトの刃先位置のわずかな移動によりバイトの角度を変えられるようにして、高精度の徐変加工を行えるようにした工作機械を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ベッド上を左右方向に移動するサドルと、前記サドルの上を前後方向に移動可能に設置され、ワークを載せるテーブルと、前記ベッド上に設置されたコラムと、鉛直方向に移動可能に前記コラムに設置された刃物台と、前記刃物台の下端部に取り付けられ、バイトの旋回中心となる旋回軸を有し、前記旋回軸の軸線に対して当該バイトの刃先の位置が同一若しくは下方にある斜軸ヘッドと、を具備し、前記斜軸ヘッドは、軸受けにより回転可能に支持され水平面に対して軸線が傾斜する旋回軸と、前記旋回軸の軸線から傾斜して軸方向に伸びる延長軸と、前記延長軸の先端部に取り付けられ前記バイトを保持するバイトホルダと、前記旋回軸を回転させバイトの旋回角度を割り出す旋回割出部と、を備えている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による工作機械の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による工作機械の全体構成を示す正面図で、図２は同工作機械の側面を示す図である。図１、図２において、参照番号１０はベッドを示し、ベッド１０の上面には、コラム１２が設置されている。
【００１６】
コラム１２には刃物台１８が上下方向に移動可能に取り付けられている。この刃物台１８は、バランスシリンダ１９により支持されている。そして、刃物台１８の下端部に取り付けられているのが斜軸ヘッド２０である。斜軸ヘッド２０の先端部にはバイト１００が保持されている。
【００１７】
また、ベッド１０の上面には、サドル１６が左右方向に移動可能に取り付けられている。このサドル１６上には、テーブル２２が前後方向に移動可能に取り付けられている。このテーブル２２は、ワークＷを固定する真空吸着チャック２３を備えている。
【００１８】
なお、テーブル２２の上には、旋削加工に対応できるようにするために、加工の種類によっては、サーボモータで駆動される回転テーブルを設置することも可能である。
【００１９】
本実施形態による工作機械の場合、テーブル２２を水平方向に移動させる軸がＸ軸で、このＸ軸のボールねじ送り機構を駆動するのがＸ軸サーボモータ２７である。サドル１６を水平方向に移動させる軸がＹ軸で、このＹ軸のボールねじ送り機構を駆動するのがＹ軸サーボモータ２８である。また、刃物台１８を上下方向に移動させる軸がＺ軸で、このＺ軸のボールねじ送り機構を駆動するのがＺ軸サーボモータ２９である。
【００２０】
刃物台１８の下端部には図５に示した従来のバイト旋回台１１０の替わりに、図３に示すような傾斜する旋回軸４４を有する斜軸ヘッド２０が取り付けられ、この斜軸ヘッド２０を用いることによってバイト１００の刃先の近くに旋回中心を設定し、わずかな刃先位置の移動によりバイト１００の切刃の角度を変えられるようになっている。
【００２１】
そこで、図３に斜軸ヘッド２０を示す。この図３において、参照番号５０は、旋回軸４４の軸線である。また、参照番号５２は、水平面（テーブル面）を示している。αが旋回軸４４の軸線５０とテーブル面５２がなす傾斜角度である。
【００２２】
斜軸ヘッド２０は、旋回軸４４の軸線５０がテーブル面５２に対して傾斜角度αをなすようにブラケット４２により保持されているとともに、支持部材４３によって堅固に支持されている。この実施形態による斜軸ヘッド２０では、旋回軸４４の軸線５０の傾斜角度αは、１０°に設定されている。この旋回軸４４の傾斜角度αは、バイト１００のすくい角の変化を小さくするために、小さければ小さいほど良いが、３０°以内であることが好ましい。
【００２３】
斜軸ヘッド２０は、ヘッド本体４５と、旋回軸４４と、延長軸４６と、バイト１００を保持するバイトホルダ４７と、バイト１００の旋回角度を割り出す旋回割出部４８とから構成されている。なお、ヘッド本体４５ではテーブル面５２と干渉する部分を極力面取りをして、傾斜角度αを小さくとるようにしている。また、延長軸４６のテーブル面５２側は、バイト１００を旋回させてもテーブル面５２に干渉しない面取りを行っている。
【００２４】
旋回軸４４の先端には、軸線５０に対して傾斜して延びる延長軸４６の基端部が係合され、この延長軸４６はテーブル面５０と略平行（水平）に先端側に延びている。そして、延長軸４６の先端には、バイトホルダ４７が取り付けられている。このバイトホルダ４７は、バイト１００を鉛直な姿勢で保持する。このような延長軸４６には剛性を持たせることができるので、斜軸ヘッド２０は高剛性の構造となっている。図３に示されるように、バイト１００の刃先Ａは、本実施形態では、旋回軸４４の軸線５０上にはなく、軸線５０からさらに下方にある位置にある。すなわち、この実施形態では、バイト１００の旋回中心は刃先Ａよりバイトホルダ４７側にあり、刃先Ａは旋回中心から下方に２０mm程度出る位置に設定されている。しかし、延長軸４６によっては、バイト１００の刃先Ａは、旋回軸４４の軸線５０にすることも可能である。バイト１００の刃先が軸線５０から出る長さは、導光板成形用金型の徐変溝加工の場合、０〜３０mmの範囲が好適である。
【００２５】
次に、旋回割出部４８は、サーボモータ５４により駆動される。そしてロータリエンコーダ５６により位置フィードバックをとり、サーボモータ５４の回転を制御することで、１０万分の１度の精度で旋回軸４４の旋回角度を割り出すことができるようになっている。このような旋回割出部４８の制御軸がＡ軸である。
【００２６】
なお、ヘッド本体４５の内部には、Ａ軸の割出精度に対応させるために、旋回軸４４を回転自在に支持する軸受けとして空気軸受５８が組み込まれている。
【００２７】
本実施形態による工作機械は、以上のように構成されるものであり、次に、以上のように構成される工作機械による加工例として、導光板成形用金型にレンズ溝を切削する徐変溝加工を例に挙げて説明する。
【００２８】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、徐変溝加工におけるバイト１００の動きを順を追って示す図である。ワークＷにおいて平行に並ぶそれぞれのレンズ溝の角度は、左側のレンズ溝ほど徐々に大きな角度になっている。各レンズ溝では、両側の傾斜面の傾斜角度は等しい。本実施形態では、このようなレンズ溝を以下のように加工する。
【００２９】
加工前の準備として、斜軸ヘッド２０では、バイトホルダ４７に取り付けられているバイト１００について、図３に示されるように、刃先Ａが旋回軸４４の軸線５０から２０mm程度出るように、決めた長さに正確に合わせる。
【００３０】
図１において、レンズ溝を切削する対象のワークＷは、テーブル２２に真空チャック２３により固定させる。
【００３１】
まず、サドル１６のＹ軸移動により、斜軸ヘッド２０を加工位置に移動させる。図４（ａ）に２点鎖線で示すように、バイト１００のＹ軸位置をレンズ溝の面ｆ1の谷底頂点位置に合わせる。そして、Ｂ軸サーボモータ５４により旋回割出部４８が駆動されて旋回軸４４が旋回し、バイト１００の切刃稜１０１の角度が面ｆ1の傾斜角度φ1と一致するようになる。
【００３２】
こうして、バイト１００の切刃稜１０１の角度を面ｆ1の傾斜角φ1に合わせてから、Ｚ軸移動によりバイト１００を下降させて、所定の位置に達したところでテーブル２２をＸ軸移動させバイト１００の切刃稜１０１をワークＷに転写して面ｆ1を創成する。
【００３３】
面ｆ1を創成した時点で、バイト１００の刃先Ａは、レンズ溝の谷底頂点にある。これに対して、斜軸ヘッド２０にあっては、バイト１００の旋回中心は、図４においてバイト１００の先端部のＢ点である。したがって、バイト１００は、刃先Ａをレンズ溝の谷底頂点に合わせたまま旋回することはできないので、いったんは、図４（ｂ）に破線で示すように、Ｚ軸移動によりバイト１００の刃先をレンズ溝から逃がす。
【００３４】
そして、面ｆ1に引き続いて面ｒ1を加工するためには、Ｂ軸旋回によりバイト１００を旋回中心Ｂ回りに図４（ｂ）において反時計回りに旋回させ、バイト１００の切刃稜１０２を面ｒ1の傾斜角度に合わせることができる（図４（ｂ）で２点鎖線で示す）。このとき、バイト１００の刃先ＡのＹ軸上の位置は、ΔＹだけレンズ溝の谷底頂点からずれることになる。したがって、図４（ｃ）で２点鎖線で示すように、Ｙ軸移動によりΔＹだけバイト１００を移動させれば、バイト１００の刃先ＡのＹ軸上の位置をレンズ溝の谷底頂点に合わせることができる。
【００３５】
次に、図４（ｃ）において、Ｚ軸移動によりバイトを降下させ、所定の位置に達したところでテーブル２２をＸ軸移動させて、バイト１００の切刃稜１０２をワークＷに転写して面ｒ1を創成することができる。
【００３６】
こうして一本のレンズ溝の加工が完了したら、Ｚ軸移動によりバイト１００をレンズ溝から逃がし、Ｙ軸移動によりバイト１００を隣の面ｆ2のレンズ溝の位置に移動させる。そして、バイト１００の刃先ＡのＹ軸上の位置をレンズ溝の谷底頂点に合わせてから、Ｂ軸旋回によりバイト１００の切刃稜１０１の角度を面ｆ2の傾斜角φ2に合わせ、以下、最初のレンズ溝の場合と同様の動作を繰り返すことにより、面ｆ2と面ｒ2を連続して加工することができる。ここでは、説明のし易さからバイト１００をＺ軸方向に逃がして説明したが、実加工においては、バイト１００をワークＷからＸ軸方向の位置で逃がしているので、Ｚ軸方向には逃がさなくてもよい。
【００３７】
以上のように、旋回軸４４の軸線５０に対してバイト１００の刃先Ａが偏位している構造をもつ斜軸ヘッド２０によれば、わずかなＹ軸の移動とＢ軸による旋回動作だけで、バイト１００の切刃の角度を面ｆと面ｒに合わせることができる。このうち、Ｙ軸移動について、図５に示した従来の刃物台旋回機構と比較してみると、通常の刃物台の場合、短いバイトでも旋回半径は１００mm程度にはなる。これに対して、本実施形態の斜軸ヘッド２０によれば、バイト１００の先端部に旋回中心を設定してあるから、旋回半径は旋回軸４４の軸線から出る先端部の長さ約２０mmにすぎない。これにより、図５の刃物台旋回機構に較べて、バイト１００が旋回したときに生じる刃先の位置の誤差が大きく効いてくるということがない。また、面ｆを加工後に面ｒに切刃の角度を合わせる際のＹ軸移動量を小さくできる。また、延長軸４６は、旋回軸４４から傾斜させ、高剛性の軸構造とすることができる。
【００３８】
なお、斜軸ヘッド２０では、傾斜する旋回軸４４を用いて旋回位置をバイト１００の先端部に設定しているので、旋回によりバイト１００のすくい角が変化することになるが、旋回軸４４の傾斜角度αが１０°程度であれば、バイト１００のすくい角の変化による不都合は問題にならない。
【００３９】
さらに、傾斜する旋回軸４４は空気軸受５８で支持されていること、およびサーボモータ５４で駆動する割出機構４８をＡ軸として数値制御によりバイト１００の旋回運動を実現するので、高精度の割出精度を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、導光板成形用金型にレンズ溝を徐変加工する場合に、バイトのわずかな刃先位置の移動により、バイトの角度を変えられるようにして、高精度の徐変加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による工作機械を示す正面図。
【図２】同実施形態による工作機械の側面図。
【図３】同実施形態による工作機械の備える斜軸ヘッドの側面図。
【図４】徐変溝の加工におけるバイトの刃先の動きを示す説明図。
【図５】従来の工作機械に設けられるバイト旋回台の例の説明図。
【図６】図５のＸ軸方向からみたバイト旋回台を示す図。
【図７】導光板成型用金型のレンズ溝の説明図。
【符号の説明】
１０ベッド
１２コラム
１６サドル
１８刃物台
２０斜軸ヘッド
２２テーブル
４４旋回軸
４６延長軸
５０旋回軸の軸線
５４サーボモータ
５８空気軸受け
１００バイト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool used for ultra-precise machining of, for example, a light guide plate molding die, and in particular, a machine suitable for gradually changing groove machining in which the groove inclination angle changes little by little. Related to machinery.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a diagram showing the shape of the lens groove of the light guide plate molding die as an example of the workpiece W subjected to this type of gradual groove processing. The angles of the lens grooves L1 to L4 extending in parallel are gradually increased toward the left lens groove in FIG.
[0003]
In FIG. 7, reference numeral 100 indicates a byte. A conventional machine tool for performing such gradual groove processing includes a tool turning table for changing the angle of the cutting edge of the tool 100.
[0004]
5 and 6 show an example of a tool turning table of a conventional machine tool. For machine tools equipped with a tool turning table, the horizontal axis of the horizontal movement of the saddle is the Y axis, the horizontal axis of the horizontal movement of the table provided on the saddle is the X axis, and the tool post is moved up and down. The linear axis is the Z-axis, which is a common configuration.
[0005]
Referring to the tool swivel base in FIG. 5, the tool swivel base 110 is attached to the lower end portion of the tool rest 111 so that one tool 100 is attached. The pivot axis 114 is an A axis that is parallel to the X axis, and reference numeral 115 is a servo motor that drives the tool pivot table 110 around the pivot axis 114 as a rotation center.
[0006]
In the case where the lens grooves L1 to L4 are planarly processed in the work W to be a light guide plate molding die with the machine tool having the conventional tool turning table 110 shown in FIG. 5, as shown in FIG. The cutting edge ridge 101 is adjusted to the angle φ and tilted, the cutting tool 100 is lowered in the Z-axis direction, positioned at a predetermined position, and the surface f is machined by moving back and forth along the X-axis of the table.
[0007]
Next, in order to process the surface r following the processing of the surface f, the following operation is required.
[0008]
That is, the cutting edge 100 of the cutting tool 100 is adjusted to the inclination of the surface r by letting the cutting tool 100 escape from the work W and turning the cutting tool swivel 110 (shown by a broken line in FIG. 7). However, since the Y-axis position of the cutting edge A of the cutting tool 100 is greatly deviated from the top of the bottom of the lens groove by turning the cutting tool swivel 110, the cutting edge of the cutting tool 100 must be aligned with the top of the bottom of the lens groove by moving the Y axis. . Then, the cutting tool 100 is lowered in the Z-axis direction, positioned at a predetermined position, and the surface r is machined by the back-and-forth movement of the X-axis of the table.
[0009]
In addition, in the V-shaped groove-shaped gradual groove processing as described above, there has been proposed a cutting device in which a tool is devised to improve the cutting performance (see, for example, Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-346819
[Problems to be solved by the invention]
However, when changing the angle of the cutting tool 100, the cutting tool 100 is swung around the swivel axis 114. However, if the turning radius R of the cutting edge of the cutting tool 100 is large, it is greatly affected by the indexing accuracy, and the position error of the cutting edge A is large. And the position of the cutting edge of the cutting tool 100 is shifted from the apex of the valley bottom of the target lens groove, resulting in a defective groove pitch of the lens groove. There was a problem that the depth was poor.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and change the angle of the cutting tool by slight movement of the cutting edge position of the cutting tool when the lens groove is gradually changed in the light guide plate molding die. Therefore, it is desirable to provide a machine tool capable of high-precision gradual change machining.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a saddle that moves in the left-right direction on the bed, a table that is movably installed on the saddle in the front-rear direction, a work table, and a table that is placed on the bed. A column, a turret mounted on the column so as to be movable in the vertical direction, and a pivot shaft attached to the lower end of the turret and serving as a pivot center of the cutting tool, and with respect to the axis of the pivot shaft An oblique axis head having the same or lower blade tip position, the oblique axis head being rotatably supported by a bearing and having an axis inclined with respect to a horizontal plane; An extension shaft that is inclined from the axis and extends in the axial direction, a tool holder that is attached to the tip of the extension shaft and holds the tool, and a swivel index portion that rotates the swivel shaft to determine the swivel angle of the tool. Eteiru.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a machine tool according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front view showing an overall configuration of a machine tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a side surface of the machine tool. 1 and 2, reference numeral 10 indicates a bed, and a column 12 is installed on the upper surface of the bed 10.
[0016]
A tool post 18 is attached to the column 12 so as to be movable in the vertical direction. The tool post 18 is supported by a balance cylinder 19. The oblique axis head 20 is attached to the lower end portion of the tool post 18. A cutting tool 100 is held at the tip of the oblique axis head 20.
[0017]
A saddle 16 is attached to the upper surface of the bed 10 so as to be movable in the left-right direction. A table 22 is mounted on the saddle 16 so as to be movable in the front-rear direction. The table 22 includes a vacuum suction chuck 23 for fixing the workpiece W.
[0018]
Note that a rotating table driven by a servo motor can be installed on the table 22 depending on the type of machining so as to be able to cope with turning.
[0019]
In the case of the machine tool according to the present embodiment, the axis for moving the table 22 in the horizontal direction is the X axis, and the X axis servo motor 27 drives the ball screw feed mechanism of the X axis. The axis for moving the saddle 16 in the horizontal direction is the Y axis, and the Y axis servo motor 28 drives the Y axis ball screw feed mechanism. The axis for moving the tool post 18 in the vertical direction is the Z-axis, and the Z-axis servo motor 29 drives the Z-axis ball screw feed mechanism.
[0020]
Instead of the conventional tool swivel base 110 shown in FIG. 5, a slant axis head 20 having a tilting swivel shaft 44 as shown in FIG. 3 is attached to the lower end portion of the tool rest 18. By using it, the turning center is set near the cutting edge of the cutting tool 100, and the angle of the cutting edge of the cutting tool 100 can be changed by a slight movement of the cutting edge position.
[0021]
FIG. 3 shows the oblique axis head 20. In FIG. 3, reference numeral 50 is an axis line of the turning shaft 44. Reference numeral 52 indicates a horizontal plane (table surface). α is an inclination angle formed by the axis 50 of the turning shaft 44 and the table surface 52.
[0022]
The oblique axis head 20 is held by the bracket 42 so that the axis 50 of the turning shaft 44 forms an inclination angle α with respect to the table surface 52, and is firmly supported by the support member 43. In the oblique axis head 20 according to this embodiment, the inclination angle α of the axis 50 of the turning shaft 44 is set to 10 °. In order to reduce the change in the rake angle of the cutting tool 100, the inclination angle α of the turning shaft 44 is preferably as small as possible, but is preferably within 30 °.
[0023]
The oblique axis head 20 includes a head main body 45, a turning shaft 44, an extension shaft 46, a cutting tool holder 47 that holds the cutting tool 100, and a turning indexing portion 48 that determines the turning angle of the cutting tool 100. In the head main body 45, the portion that interferes with the table surface 52 is chamfered as much as possible to reduce the inclination angle α. Further, the table surface 52 side of the extension shaft 46 is chamfered so as not to interfere with the table surface 52 even when the cutting tool 100 is turned.
[0024]
A base end portion of an extension shaft 46 extending at an inclination with respect to the axis 50 is engaged with the tip end of the pivot shaft 44, and the extension shaft 46 extends substantially in parallel (horizontally) with the table surface 50 toward the tip end side. . A tool holder 47 is attached to the tip of the extension shaft 46. The tool holder 47 holds the tool 100 in a vertical posture. Since the extension shaft 46 can have rigidity, the oblique head 20 has a highly rigid structure. As shown in FIG. 3, the cutting edge A of the cutting tool 100 is not on the axis 50 of the turning shaft 44 in the present embodiment, but at a position further below the axis 50. That is, in this embodiment, the turning center of the cutting tool 100 is on the cutting tool holder 47 side from the cutting edge A, and the cutting edge A is set at a position that protrudes about 20 mm downward from the turning center. However, depending on the extension shaft 46, the cutting edge A of the cutting tool 100 can be the axis 50 of the pivot shaft 44. The length of the cutting edge of the cutting tool 100 from the axis 50 is preferably in the range of 0 to 30 mm in the case of gradual groove processing of the light guide plate forming mold.
[0025]
Next, the turning index unit 48 is driven by the servo motor 54. The rotary encoder 56 takes position feedback and controls the rotation of the servo motor 54 so that the turning angle of the turning shaft 44 can be determined with an accuracy of 1 / 100,000 degrees. The control axis of the turning index portion 48 is the A axis.
[0026]
An air bearing 58 is incorporated in the head main body 45 as a bearing that rotatably supports the turning shaft 44 in order to correspond to the indexing accuracy of the A axis.
[0027]
The machine tool according to the present embodiment is configured as described above. Next, as a processing example by the machine tool configured as described above, a gradual change in which a lens groove is cut into a light guide plate molding die. A description will be given by taking an example of groove processing.
[0028]
FIG. 4A to FIG. 4C are diagrams showing the movement of the cutting tool 100 in order in the gradual groove processing. The angles of the lens grooves arranged in parallel in the workpiece W are gradually increased toward the left lens groove. In each lens groove, the inclination angles of the inclined surfaces on both sides are equal. In this embodiment, such a lens groove is processed as follows.
[0029]
As preparation before processing, in the oblique axis head 20, the cutting edge 100 attached to the cutting tool holder 47 was determined so that the cutting edge A protrudes about 20 mm from the axis 50 of the turning shaft 44 as shown in FIG. 3. Fit exactly to the length.
[0030]
In FIG. 1, a workpiece W to be cut into a lens groove is fixed to a table 22 by a vacuum chuck 23.
[0031]
First, the slant axis head 20 is moved to the machining position by the Y axis movement of the saddle 16. As shown by a two-dot chain line in FIG. 4A, the Y-axis position of the cutting tool 100 is matched with the valley bottom vertex position of the surface f1 of the lens groove. Then, the turning index portion 48 is driven by the B-axis servomotor 54 to turn the turning shaft 44 so that the angle of the cutting edge ridge 101 of the cutting tool 100 coincides with the inclination angle φ1 of the surface f1.
[0032]
In this way, after adjusting the angle of the cutting edge ridge 101 of the cutting tool 100 to the inclination angle φ1 of the surface f1, the cutting tool 100 is lowered by moving the Z axis, and when reaching a predetermined position, the table 22 is moved in the X axis to move the cutting tool 100. A surface f1 is created by transferring the cutting edge ridge 101 to the workpiece W.
[0033]
When the surface f1 is created, the cutting edge A of the cutting tool 100 is at the top of the bottom of the lens groove. On the other hand, in the oblique axis head 20, the turning center of the cutting tool 100 is the B point at the tip of the cutting tool 100 in FIG. Therefore, since the cutting tool 100 cannot be turned with the cutting edge A aligned with the top of the valley of the lens groove, the cutting edge of the cutting tool 100 is once moved by the Z-axis movement as shown by the broken line in FIG. Escape from the groove.
[0034]
Then, in order to machine the surface r1 following the surface f1, the cutting tool 100 is turned about the turning center B counterclockwise in FIG. It can be adjusted to the inclination angle of r1 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 4B). At this time, the position of the cutting edge A of the cutting tool 100 on the Y axis is shifted from the top of the valley of the lens groove by ΔY. Therefore, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4C, if the cutting tool 100 is moved by ΔY by the Y-axis movement, the position of the cutting edge A of the cutting tool 100 on the Y-axis is adjusted to the apex of the valley of the lens groove. Can do.
[0035]
Next, in FIG. 4C, the cutting tool is lowered by moving the Z-axis, and when reaching a predetermined position, the table 22 is moved in the X-axis, and the cutting edge ridge 102 of the cutting tool 100 is transferred to the workpiece W to be r1 can be created.
[0036]
When the processing of one lens groove is completed in this way, the cutting tool 100 is released from the lens groove by Z-axis movement, and the cutting tool 100 is moved to the position of the lens groove on the adjacent surface f2 by Y-axis movement. Then, after the position of the cutting edge A of the cutting tool 100 on the Y axis is aligned with the apex of the valley bottom of the lens groove, the angle of the cutting edge ridge 101 of the cutting tool 100 is adjusted to the inclination angle φ2 of the surface f2 by turning the B axis. By repeating the same operation as in the case of the lens groove, the surface f2 and the surface r2 can be processed continuously. Here, for ease of explanation, the cutting tool 100 has been released in the Z-axis direction. However, in actual machining, the cutting tool 100 is released from the workpiece W at the position in the X-axis direction. It does not have to be.
[0037]
As described above, according to the oblique axis head 20 having the structure in which the cutting edge A of the cutting tool 100 is displaced with respect to the axis 50 of the turning axis 44, only a slight movement of the Y axis and a turning operation by the B axis are required. The angle of the cutting edge of the cutting tool 100 can be matched with the surface f and the surface r. Among these, when comparing the Y-axis movement with the conventional tool post turning mechanism shown in FIG. 5, in the case of a normal tool post, the turning radius is about 100 mm even with a short tool. On the other hand, according to the oblique axis head 20 of the present embodiment, since the turning center is set at the tip of the cutting tool 100, the turning radius is about 20 mm at the length of the tip extending from the axis of the turning shaft 44. Only. As a result, as compared with the tool post turning mechanism of FIG. 5, the error in the position of the cutting edge that occurs when the cutting tool 100 turns does not have a significant effect. Further, the amount of Y-axis movement when the angle of the cutting edge is adjusted to the surface r after the surface f is processed can be reduced. Further, the extension shaft 46 can be inclined from the turning shaft 44 to have a highly rigid shaft structure.
[0038]
In the oblique axis head 20, since the turning position is set at the tip of the cutting tool 100 using the inclined turning shaft 44, the rake angle of the turning tool 100 is changed by turning. If the inclination angle α is about 10 °, inconvenience due to a change in the rake angle of the cutting tool 100 does not become a problem.
[0039]
Further, since the turning shaft 44 that is inclined is supported by the air bearing 58 and the turning mechanism of the cutting tool 100 is realized by numerical control with the indexing mechanism 48 that is driven by the servo motor 54 as the A axis, a highly accurate splitting motion is realized. Output accuracy can be obtained.
[0040]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the lens groove is gradually changed in the light guide plate molding die, the bite angle can be changed by slightly moving the cutting edge position of the bite. Thus, highly accurate gradual change processing can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the machine tool according to the embodiment.
FIG. 3 is a side view of an oblique axis head included in the machine tool according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing the movement of the cutting edge of a cutting tool in processing a gradually changing groove.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a tool turning table provided in a conventional machine tool.
6 is a view showing a tool turning table as seen from the X-axis direction of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory view of a lens groove of a light guide plate molding die.
[Explanation of symbols]
10 Bed 12 Column 16 Saddle 18 Tool post 20 Oblique axis head 22 Table 44 Revolving shaft 46 Extension shaft 50 Revolving shaft axis 54 Servo motor 58 Air bearing 100 Byte

Claims

A saddle that moves left and right on the bed,
A table placed on the saddle so as to be movable in the front-rear direction, and on which a workpiece is placed;
A column installed on the bed;
A tool post installed on the column so as to be movable in a vertical direction;
Attached to the lower end portion of the tool rest, has a pivot axis which is a turning center of bytes, anda oblique head position of the cutting edge of the byte in the same or lower with respect to the axis of the pivot shaft ,
The oblique axis head is
A pivot that is rotatably supported by a bearing and whose axis is inclined with respect to a horizontal plane;
An extension shaft that is inclined from the axis of the pivot axis and extends in the axial direction;
A bite holder attached to the tip of the extension shaft and holding the bite;
A swivel indexing unit for rotating the swivel shaft to determine the swivel angle of the cutting tool;
Machine tool, characterized in that it comprises a.

2. The machine tool according to claim 1 , wherein the axis of the swivel axis forms an angle within 30 ° with a horizontal plane, and the cutting edge of the cutting tool is offset downward by about 0 to 30 mm from the axis.

The machine tool according to claim 1 , wherein the bearing is an air bearing.

The machine tool according to claim 1 , wherein the turning index unit includes a servo motor that drives the turning shaft and an encoder that detects a turning angle of the turning shaft.