JP4125856B2 - 溝加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝加工方法に関し、詳細には、切削加工により高精度にＶ溝を形成する溝加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学部品、光学部品用金型、プリズム及び精密部品の切削加工においては、Ｖ溝を精密に加工することが要求される。
【０００３】
このようなＶ溝加工においては、従来、一般に、作製したい溝と同じ角度の工具を用いて切削加工を行うことで、工具の形状を加工物に転写させて、加工物に必要とする溝形状を加工する方法が用いられている。
【０００４】
このような溝加工方法においては、形成される溝の角度誤差の要求水準が低い場合には、工具が加工面に作用する角度の調整を行う必要はないが、溝の角度誤差の要求精度が数分から数秒程度であると、工具が加工面に作用する角度の調整を行う必要がある。
【０００５】
このような工具が加工面に作用する角度の調整方法としては、本出願人が先に提案した溝加工方法がある（特開平１１−１０４２８号号公報参照）。この溝加工方法は、被加工物の加工溝の角度θに対応する刃先角α、横逃げ角β、すくい角γ、逃げ角δとを形成する加工具をＺ軸を回転軸とする回転体の外周に配設し、前記回転体を回転させながら前記被加工物の加工溝方向に走査して、前記加工具の工具形状を転写させる切削加工を行うことによって溝加工を行う溝加工方法であって、前記加工具が前記被加工物に作用する角度ψを前記加工溝角度θに一致させるべく、前記加工具をＸＹ面において傾斜又は移動させると共にＹＺ面において傾斜させて溝加工を行うことを特徴としている。また、請求項４には、前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすことを特徴とする溝加工方法が開示されている。
【０００６】
すなわち、この溝加工方法は、加工具の角度調整を加工具のすくい面高さを変えることで行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の溝加工方法は、加工具の角度調整を加工具のすくい面高さを変えることで行っているため、０．５分から数分レベルの角度調整は行うことができるが、数秒単位の角度調整を行うは困難であり、さらなる改良が必要であった。
【０００８】
そこで、請求項１記載の発明は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離である高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整することにより、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整し、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成する溝加工方法を提供することを目的としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離である高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の段階的な変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行うことにより、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整し、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成する溝加工方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の溝加工方法は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整することにより、上記目的を達成している。
【００１４】
上記構成によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整しているので、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明の溝加工方法は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離と、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｙ軸から前記工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、前記工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整するときに、前記すくい面高さの変化で前記刃先角度の調整された前記工具を用いて行う前記Ｖ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が前記刃先距離の段階的な変化による前記刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、前記刃先距離の変化で前記刃先角度の調整を行って、前記Ｖ溝の加工を行うことにより、上記目的を達成している。
【００１６】
上記構成によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の段階的な変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行っているので、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１〜図６は、本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を適用した切削装置１と加工物１０の要部斜視図、図２は、当該切削装置１と加工物１０の正面図、図３は、当該切削装置１と加工物１０の右側面図である。
【００２５】
図１及び図２において、切削装置１は、回転体２の外周部の一部に形成された工具取付部２ａに、工具３が高さ調整板４を介して工具取付治具５により取り付けられており、回転体２は、図示しない回転駆動部により、図１に円弧状の矢印で示す方向に、回転駆動される回転軸６の先端部に取り付けられている。
【００２６】
切削装置１は、回転軸６を介して回転体２を回転させて、回転体２の外周部に取り付けられた工具３を図１の円弧状矢印方向に回転させるとともに、図１に直線矢印で示す方向に移動させて、加工物１０を切削して、Ｖ溝１１を加工物１０の加工面１０ａに形成する。
【００２７】
工具３は、図２に示すように、加工物１０に形成するＶ溝１１に対応する工具角度Ａを有している。
【００２８】
また、図３に示すように、工具取付治具５は、回転体２の回転中心Ｏから加工物１０の加工面１０ａ方向に向かう径方向をＹ軸とすると、当該Ｙ軸に対して平行な取付面５ａを有しており、工具３は、所定厚さを有する高さ調整板４が挿入された状態で、工具取付治具５の加工面１０ａに取り付けられている。すなわち、工具３は、工具取付治具５を介して、当該工具取付治具５の取付面５ａとの間に，高さ調整板４が挿入された状態で固定されている。そして、回転体２の回転中心Ｏを通りＹ軸と直交する線をＸ軸とすると、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの距離が刃先距離Ｌであり、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行となっているときにＹ軸と工具３の先端までの距離がすくい面高さｄである。
【００２９】
いま、工具３が、加工物１０の加工面１０ａに作用する切削角度ψは、工具角度Ａ、刃先距離Ｌ及びすくい面高さｄより、次式で与えられる。
【００３０】
【数１】
そして、上記工具取付治具５は、図２に示すように、ネジ７により回転体２に固定されるとともに、Ｙ軸に沿った方向に所定量移動調整可能に固定されており、工具取付治具５のＹ軸方向の固定位置を変化させることで、刃先距離Ｌが変化する。また、高さ調整板４は、その厚さ（Ｘ軸方向の厚さ）の異なる高さ調整板４に適宜交換可能に工具取付治具５に固定されており、この高さ調整板４の厚さを変えることで、すくい面高さｄが変化する。
【００３１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の切削装置１を用いた加工物１０へのＶ溝１１の加工においては、加工対象のＶ溝１１の形状に対応した工具角度Ａの工具３を工具取付治具５により回転体２の取付面５ａに取り付けて固定する。このとき、工具取付治具５と工具３との間に適宜の厚さを有する高さ調整板４を挿入固定し、すくい面高さｄを適宜な高さとする。
【００３２】
この状態で、切削装置１は、回転体２を回転中心を中心として回転駆動させるとともに、図１に示したように、加工物１０の加工面１０ａに対して移動させて、図４に示すように、溝加工を行い（ステップＳ１０１）、溝加工を行うと、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０２）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が３０秒以下であるかチェックする（ステップＳ１０３）。
【００３３】
ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が３０秒を越えていると、刃先距離Ｌを変化させることによる角度調整を行う前に、すくい面高さｄを変化させることにより角度調整（切削角度ψの調整）を行う（ステップＳ１０４）。このすくい面高さｄを変化させるには、工具取付治具５と工具３との間に挿入されている高さ調整板４の厚さを変えることにより、すなわち、厚さの異なる高さ調整板４と交換することにより行う。
【００３４】
すくい面高さｄの調整により工具３の刃先の角度調整を行うと、ステップＳ１０１に戻って、角度調整した工具３により再度溝加工を行った後（ステップＳ１０１）、角度測定を行って（ステップＳ１０２）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内であるか、例えば、３０秒以下であるかチェックする（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１が範囲外であると、例えば、３０秒を超えていると、再度、すくい面高さｄを調整して、上記同様に、Ｖ溝１１の加工を行い、形成されたＶ溝１１の角度の測定を行って、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内かの測定処理を、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内になるまで、繰り返し行う。
【００３５】
ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が、距離Ｌによる角度調整の範囲内になると、例えば、３０秒以下になると、当該形成された溝１１の角度に応じてネジ７により回転体２に対する工具取付治具５の位置、すなわち、工具３の位置をＹ軸に沿って移動させて、Ｘ軸との刃先距離Ｌを変化させて工具３の刃先の角度調整（切削角度ψの調整）を行い（ステップＳ１０５）、溝加工を行う（ステップＳ１０６）。
【００３６】
溝加工を行うと、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０７）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内か否かチェックし（ステップＳ１０８）、公差外であると、ステップＳ１０５に戻って、形成された溝１１の角度に応じて工具３の位置をＹ軸に沿って移動させて、Ｘ軸との刃先距離Ｌを変化させて工具３の刃先の角度調整を行う（ステップＳ１０５）。
【００３７】
刃先距離Ｌによる工具３の刃先の角度調整を行うと、溝加工を行い（ステップＳ１０６）、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０７）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内か否かチェックする（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差外であると、ステップＳ１０５に戻って、上記同様に、刃先距離Ｌの調整による刃先角度の調整を行って、溝加工を行い、形成したＶ溝１１の角度測定を行って、形成されたＶ溝１１の角度が公差内か否かチェックする（ステップＳ１０５〜Ｓ１０８）。
【００３８】
ステップＳ１０８で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内であると、Ｖ溝１１の形成処理を終了する（ステップＳ１０９）。
【００３９】
すなわち、図５は、工具角度Ａが９０度、すくい面高さが１ｍｍの条件で、刃先距離Ｌ（Ｘ軸から工具３の先端までの距離）を３０〜５０ｍｍまで変化させた場合、刃先距離Ｌが３５ｍｍのときを基準として、切削角度ψの変化量を示したものである。図５から分かるように、刃先距離Ｌを調整することにより、秒レベルの角度調整ψを行うことができる。
【００４０】
これに対して、図６は、工具角度Ａが９０度の工具３を用いて、０ｍｍから２ｍｍのすくい面高さｄに対して、刃先距離Ｌを３０ｍｍから５０ｍｍまで変化させた際に加工面に１０ａに作用する切削角度ψがどれだけ変化するかを示したものである。図６で、例えば、すくい面高さが０．５ｍｍの場合の角度変化量を見てみると、２０秒程度であるため、刃先距離Ｌの調整範囲が３０ｍｍから５０ｍｍまでの２０ｍｍである場合、刃先距離Ｌによる角度調整は、２０秒までしか行うことができない。すなわち、刃先距離Ｌによる角度調整は、角度の微調整には適しているが、すくい面高さが小さい場合は、角度誤差の調整範囲は極めて限られる。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、上記図４に示したように、すくい面高さｄによる切削角度ψの調整を行って、溝加工を行い、形成したＶ溝１１の角度誤差が刃先距離Ｌによる角度調整の範囲内になった後、刃先距離Ｌによる切削角度ψの調整を行って、Ｖ溝１１の加工を行い、Ｖ溝１１の角度誤差が公差内に入るようにしている。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、Ｙ軸に対して平行な取付面５ａを有する工具取付治具５を介して、当該工具取付治具５の取付面５ａとの間に所定厚さを有する高さ調整板４が挿入された状態で回転体２に所定の工具角度Ａを有する工具３が取り付けられ、回転体２とともに回転駆動される工具３で加工物１０の加工面１０ａにＶ溝１１を形成するに際して、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離Ｌを変化させて、当該工具３が加工面１０ａに作用する刃先角度である切削角度ψを調整している。
【００４３】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、刃先距離Ｌと、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さｄと、を組み合わせて変化させて、工具３が加工面１０ａに作用する切削角度ψを調整している。
【００４５】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する切削角度ψを広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態においては、すくい面高さｄの変化で切削角度ψの調整された工具３を用いて行うＶ溝１１の加工を、当該加工で形成されるＶ溝１１の角度誤差が刃先距離Ｌの変化による切削角度ψの調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離Ｌの変化で切削角度ψの調整を行って、Ｖ溝１１の加工を行っている。
【００４７】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する切削角度ψを広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４８】
また、上記加工物１０を、光学部品を成形するための金型とすることで、高精度なＶ溝１１を金型に形成することができ、高精度な光学部品を成形することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の溝加工方法によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整しているので、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００５１】
請求項２記載の発明の溝加工方法によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行っているので、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を適用した切削装置及び加工物の要部斜視図。
【図２】図１の切削装置及び加工物の正面図。
【図３】図１の切削装置及び加工物の左側面図。
【図４】図１の切削装置による加工処理を示すフローチャート。
【図５】図１の切削装置の刃先距離と工具の切削角度との関係を示す図。
【図６】図の切削装置のすくい面高さと切削角度との関係を示す図。
【符号の説明】
１ 切削装置
２ 回転体
２ａ 工具取付部
３ 工具
４ 高さ調整板
５ 工具取付治具
５ａ 取付面
６ 回転軸
７ ネジ
１０ 加工物
１０ａ 加工面
１１ Ｖ溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝加工方法に関し、詳細には、切削加工により高精度にＶ溝を形成する溝加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学部品、光学部品用金型、プリズム及び精密部品の切削加工においては、Ｖ溝を精密に加工することが要求される。
【０００３】
このようなＶ溝加工においては、従来、一般に、作製したい溝と同じ角度の工具を用いて切削加工を行うことで、工具の形状を加工物に転写させて、加工物に必要とする溝形状を加工する方法が用いられている。
【０００４】
このような溝加工方法においては、形成される溝の角度誤差の要求水準が低い場合には、工具が加工面に作用する角度の調整を行う必要はないが、溝の角度誤差の要求精度が数分から数秒程度であると、工具が加工面に作用する角度の調整を行う必要がある。
【０００５】
このような工具が加工面に作用する角度の調整方法としては、本出願人が先に提案した溝加工方法がある（特開平１１−１０４２８号号公報参照）。この溝加工方法は、被加工物の加工溝の角度θに対応する刃先角α、横逃げ角β、すくい角γ、逃げ角δとを形成する加工具をＺ軸を回転軸とする回転体の外周に配設し、前記回転体を回転させながら前記被加工物の加工溝方向に走査して、前記加工具の工具形状を転写させる切削加工を行うことによって溝加工を行う溝加工方法であって、前記加工具が前記被加工物に作用する角度ψを前記加工溝角度θに一致させるべく、前記加工具をＸＹ面において傾斜又は移動させると共にＹＺ面において傾斜させて溝加工を行うことを特徴としている。また、請求項４には、前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすことを特徴とする溝加工方法が開示されている。
【０００６】
すなわち、この溝加工方法は、加工具の角度調整を加工具のすくい面高さを変えることで行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の溝加工方法は、加工具の角度調整を加工具のすくい面高さを変えることで行っているため、０．５分から数分レベルの角度調整は行うことができるが、数秒単位の角度調整を行うは困難であり、さらなる改良が必要であった。
【０００８】
そこで、請求項１記載の発明は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離である高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整することにより、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整し、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成する溝加工方法を提供することを目的としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離である高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の段階的な変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行うことにより、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整し、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成する溝加工方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の溝加工方法は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整することにより、上記目的を達成している。
【００１４】
上記構成によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整しているので、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明の溝加工方法は、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離と、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｙ軸から前記工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、前記工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整するときに、前記すくい面高さの変化で前記刃先角度の調整された前記工具を用いて行う前記Ｖ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が前記刃先距離の段階的な変化による前記刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、前記刃先距離の変化で前記刃先角度の調整を行って、前記Ｖ溝の加工を行うことにより、上記目的を達成している。
【００１６】
上記構成によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の段階的な変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行っているので、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１〜図６は、本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を適用した切削装置１と加工物１０の要部斜視図、図２は、当該切削装置１と加工物１０の正面図、図３は、当該切削装置１と加工物１０の右側面図である。
【００２５】
図１及び図２において、切削装置１は、回転体２の外周部の一部に形成された工具取付部２ａに、工具３が高さ調整板４を介して工具取付治具５により取り付けられており、回転体２は、図示しない回転駆動部により、図１に円弧状の矢印で示す方向に、回転駆動される回転軸６の先端部に取り付けられている。
【００２６】
切削装置１は、回転軸６を介して回転体２を回転させて、回転体２の外周部に取り付けられた工具３を図１の円弧状矢印方向に回転させるとともに、図１に直線矢印で示す方向に移動させて、加工物１０を切削して、Ｖ溝１１を加工物１０の加工面１０ａに形成する。
【００２７】
工具３は、図２に示すように、加工物１０に形成するＶ溝１１に対応する工具角度Ａを有している。
【００２８】
また、図３に示すように、工具取付治具５は、回転体２の回転中心Ｏから加工物１０の加工面１０ａ方向に向かう径方向をＹ軸とすると、当該Ｙ軸に対して平行な取付面５ａを有しており、工具３は、所定厚さを有する高さ調整板４が挿入された状態で、工具取付治具５の加工面１０ａに取り付けられている。すなわち、工具３は、工具取付治具５を介して、当該工具取付治具５の取付面５ａとの間に，高さ調整板４が挿入された状態で固定されている。そして、回転体２の回転中心Ｏを通りＹ軸と直交する線をＸ軸とすると、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの距離が刃先距離Ｌであり、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行となっているときにＹ軸と工具３の先端までの距離がすくい面高さｄである。
【００２９】
いま、工具３が、加工物１０の加工面１０ａに作用する切削角度ψは、工具角度Ａ、刃先距離Ｌ及びすくい面高さｄより、次式で与えられる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の切削装置１を用いた加工物１０へのＶ溝１１の加工においては、加工対象のＶ溝１１の形状に対応した工具角度Ａの工具３を工具取付治具５により回転体２の取付面５ａに取り付けて固定する。このとき、工具取付治具５と工具３との間に適宜の厚さを有する高さ調整板４を挿入固定し、すくい面高さｄを適宜な高さとする。
【００３２】
この状態で、切削装置１は、回転体２を回転中心を中心として回転駆動させるとともに、図１に示したように、加工物１０の加工面１０ａに対して移動させて、図４に示すように、溝加工を行い（ステップＳ１０１）、溝加工を行うと、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０２）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が３０秒以下であるかチェックする（ステップＳ１０３）。
【００３３】
ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が３０秒を越えていると、刃先距離Ｌを変化させることによる角度調整を行う前に、すくい面高さｄを変化させることにより角度調整（切削角度ψの調整）を行う（ステップＳ１０４）。このすくい面高さｄを変化させるには、工具取付治具５と工具３との間に挿入されている高さ調整板４の厚さを変えることにより、すなわち、厚さの異なる高さ調整板４と交換することにより行う。
【００３４】
すくい面高さｄの調整により工具３の刃先の角度調整を行うと、ステップＳ１０１に戻って、角度調整した工具３により再度溝加工を行った後（ステップＳ１０１）、角度測定を行って（ステップＳ１０２）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内であるか、例えば、３０秒以下であるかチェックする（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１が範囲外であると、例えば、３０秒を超えていると、再度、すくい面高さｄを調整して、上記同様に、Ｖ溝１１の加工を行い、形成されたＶ溝１１の角度の測定を行って、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内かの測定処理を、形成されたＶ溝１１の角度誤差が距離Ｌによる角度調整の範囲内になるまで、繰り返し行う。
【００３５】
ステップＳ１０３で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が、距離Ｌによる角度調整の範囲内になると、例えば、３０秒以下になると、当該形成された溝１１の角度に応じてネジ７により回転体２に対する工具取付治具５の位置、すなわち、工具３の位置をＹ軸に沿って移動させて、Ｘ軸との刃先距離Ｌを変化させて工具３の刃先の角度調整（切削角度ψの調整）を行い（ステップＳ１０５）、溝加工を行う（ステップＳ１０６）。
【００３６】
溝加工を行うと、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０７）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内か否かチェックし（ステップＳ１０８）、公差外であると、ステップＳ１０５に戻って、形成された溝１１の角度に応じて工具３の位置をＹ軸に沿って移動させて、Ｘ軸との刃先距離Ｌを変化させて工具３の刃先の角度調整を行う（ステップＳ１０５）。
【００３７】
刃先距離Ｌによる工具３の刃先の角度調整を行うと、溝加工を行い（ステップＳ１０６）、加工したＶ溝１１の角度測定を行って（ステップＳ１０７）、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内か否かチェックする（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差外であると、ステップＳ１０５に戻って、上記同様に、刃先距離Ｌの調整による刃先角度の調整を行って、溝加工を行い、形成したＶ溝１１の角度測定を行って、形成されたＶ溝１１の角度が公差内か否かチェックする（ステップＳ１０５〜Ｓ１０８）。
【００３８】
ステップＳ１０８で、形成されたＶ溝１１の角度誤差が公差内であると、Ｖ溝１１の形成処理を終了する（ステップＳ１０９）。
【００３９】
すなわち、図５は、工具角度Ａが９０度、すくい面高さが１ｍｍの条件で、刃先距離Ｌ（Ｘ軸から工具３の先端までの距離）を３０〜５０ｍｍまで変化させた場合、刃先距離Ｌが３５ｍｍのときを基準として、切削角度ψの変化量を示したものである。図５から分かるように、刃先距離Ｌを調整することにより、秒レベルの角度調整ψを行うことができる。
【００４０】
これに対して、図６は、工具角度Ａが９０度の工具３を用いて、０ｍｍから２ｍｍのすくい面高さｄに対して、刃先距離Ｌを３０ｍｍから５０ｍｍまで変化させた際に加工面に１０ａに作用する切削角度ψがどれだけ変化するかを示したものである。図６で、例えば、すくい面高さが０．５ｍｍの場合の角度変化量を見てみると、２０秒程度であるため、刃先距離Ｌの調整範囲が３０ｍｍから５０ｍｍまでの２０ｍｍである場合、刃先距離Ｌによる角度調整は、２０秒までしか行うことができない。すなわち、刃先距離Ｌによる角度調整は、角度の微調整には適しているが、すくい面高さが小さい場合は、角度誤差の調整範囲は極めて限られる。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、上記図４に示したように、すくい面高さｄによる切削角度ψの調整を行って、溝加工を行い、形成したＶ溝１１の角度誤差が刃先距離Ｌによる角度調整の範囲内になった後、刃先距離Ｌによる切削角度ψの調整を行って、Ｖ溝１１の加工を行い、Ｖ溝１１の角度誤差が公差内に入るようにしている。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、Ｙ軸に対して平行な取付面５ａを有する工具取付治具５を介して、当該工具取付治具５の取付面５ａとの間に所定厚さを有する高さ調整板４が挿入された状態で回転体２に所定の工具角度Ａを有する工具３が取り付けられ、回転体２とともに回転駆動される工具３で加工物１０の加工面１０ａにＶ溝１１を形成するに際して、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離Ｌを変化させて、当該工具３が加工面１０ａに作用する刃先角度である切削角度ψを調整している。
【００４３】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、刃先距離Ｌと、工具取付治具５の取付面５ａがＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さｄと、を組み合わせて変化させて、工具３が加工面１０ａに作用する切削角度ψを調整している。
【００４５】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する切削角度ψを広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態においては、すくい面高さｄの変化で切削角度ψの調整された工具３を用いて行うＶ溝１１の加工を、当該加工で形成されるＶ溝１１の角度誤差が刃先距離Ｌの変化による切削角度ψの調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離Ｌの変化で切削角度ψの調整を行って、Ｖ溝１１の加工を行っている。
【００４７】
したがって、工具３の加工面１０ａに作用する切削角度ψを広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝１１を形成することができる。
【００４８】
また、上記加工物１０を、光学部品を成形するための金型とすることで、高精度なＶ溝１１を金型に形成することができ、高精度な光学部品を成形することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の溝加工方法によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が加工面に作用する刃先角度を調整しているので、工具の加工面に作用する刃先角度を数秒レベルまで調整することができ、数秒レベルの角度精度のＶ溝を形成することができる。
【００５１】
請求項２記載の発明の溝加工方法によれば、回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、回転体とともに回転駆動される工具で加工物の加工面にＶ溝形状を形成するに際して、回転体の回転中心を通りＹ軸と直交する線をＸ軸として、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＸ軸から工具先端までの刃先距離と、工具取付治具の取付面がＹ軸と平行な状態のときのＹ軸から工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、工具が加工面に作用する刃先角度を調整するときに、すくい面高さの変化で刃先角度の調整された工具を用いて行うＶ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が刃先距離の変化による刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、刃先距離の変化で刃先角度の調整を行って、Ｖ溝の加工を行っているので、工具の加工面に作用する刃先角度を広範囲にわたって、かつ、数秒レベルまで効率的に調整することができ、より一層効率的にかつ高い角度精度のＶ溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溝加工方法、Ｖ溝形状品及び光学部品の一実施の形態を適用した切削装置及び加工物の要部斜視図。
【図２】図１の切削装置及び加工物の正面図。
【図３】図１の切削装置及び加工物の左側面図。
【図４】図１の切削装置による加工処理を示すフローチャート。
【図５】図１の切削装置の刃先距離と工具の切削角度との関係を示す図。
【図６】図の切削装置のすくい面高さと切削角度との関係を示す図。
【符号の説明】
１ 切削装置
２ 回転体
２ａ 工具取付部
３ 工具
４ 高さ調整板
５ 工具取付治具
５ａ 取付面
６ 回転軸
７ ネジ
１０ 加工物
１０ａ 加工面
１１ Ｖ溝
Claims (2)
- 回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離を段階的に変化させて、当該工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整することを特徴とする溝加工方法。
- 回転体の回転中心から加工物の加工面方向に向かう径方向をＹ軸として、当該Ｙ軸に対して平行な取付面を有する工具取付治具を介して、当該工具取付治具の前記取付面との間に所定厚さを有するＹ軸と工具先端までの距離であるすくい面の高さ調整板が挿入された状態で前記回転体に所定の工具角度を有する工具が取り付けられ、前記回転体とともに回転駆動される前記工具で前記加工物の前記加工面にＶ溝形状を形成する溝加工方法であって、前記回転体の前記回転中心を通り前記Ｙ軸と直交する線をＸ軸として、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｘ軸から前記工具先端までの刃先距離と、前記工具取付治具の前記取付面が前記Ｙ軸と平行な状態のときの前記Ｙ軸から前記工具先端までのすくい面高さと、を組み合わせて変化させて、前記工具が前記加工面に作用する刃先角度を調整するときに、前記すくい面高さの変化で前記刃先角度の調整された前記工具を用いて行う前記Ｖ溝の加工を、当該加工で形成されるＶ溝の角度誤差が前記刃先距離の段階的な変化による前記刃先角度の調整の範囲内となるまで行い、その後、前記刃先距離の変化で前記刃先角度の調整を行って、前記Ｖ溝の加工を行うことを特徴とする溝加工方法。
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