JP6846068B2 - 機械加工方法および機械加工装置 - Google Patents
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Description
ピックフィードf ≠ 切れ刃間隔p×S(Sは整数)
が成立するように、ピックフィードfを決定する。
ピックフィードf = m×Δp
ここでp=q×Δpであり、ピックフィードfは間隔pの整数倍ではない長さに設定されるため、mはqの整数倍ではない値となる。なお後述するが、刃数Nはm以上であることが好ましい。
刃数N=4
溝ピッチΔp=p/3 (q=3)
ピックフィードf=4×Δp (m=4)
と設定したときの加工手順について説明する。
図4(b)は、ピックフィードfだけ切削工具10を−Z方向に動かした後に、切れ刃A、Bが被削材6を加工した状態を示す。上記したように、ピックフィードfは4Δpであり、切れ刃先端の間隔pは3Δpである。仮にピックフィードfを間隔pの整数倍に設定すると、溝ピッチは間隔pと等しくなり、間隔pより狭いΔp(=p/3)を実現できない。そこで決定部32は、ピックフィードfを、切れ刃先端の間隔pの整数倍とは異なる長さに決定し、間隔pより狭い溝ピッチΔpを実現する。mとqの関係でいえば、mはqの整数倍ではない2以上の整数に設定される。
図4(d)は、さらにピックフィードfだけ切削工具10を−Z方向に動かした後に、切れ刃A、B、C、Dが被削材6を加工した状態を示す。この状態で、全ての切れ刃A〜Dが、被削材6の切削範囲を加工するようになる。
図4(e)〜(g)は、切れ刃A〜Dが被削材6を加工した状態を示す。図4(g)において、切れ刃Aが、切削範囲の左端となる位置LEを加工している。
図4(h)は、切れ刃C、Dが被削材6を加工した状態を示し、図4(i)は、切れ刃Dが被削材6を加工した状態を示す。
機械加工装置1は図4(a)〜(i)に示すように、所定のピックフィードfだけ切削工具10を移動させることで、溝ピッチΔpの微細周期構造を被削材6の表面に形成する。
ε=0.0034μm
と算出される。このずれは、サブミクロンオーダーの超微細溝形状に対して十分小さい。また、従来の単一切れ刃の加工方法(ピックフィードfがΔpに等しく250nm)に比べて、5.25μm/250nm=21倍の加工能率を実現し得る。
図5は、切削工具10が自由曲面上に微細溝を形成する様子を示す。この加工法では、無数の微細切れ刃が間隔pで円弧上に周期的に形成された切削工具10を用いる。移動制御部22は、切削工具10の回転角度(姿勢)を変化させず、ピックフィードfを上述したm×Δpとして、ピックフィード方向を仕上げ面生成領域の自由曲面接線方向に合わせる。これにより仕上げ面生成領域の加工が、図4に関して説明した加工と同様となり、ピッチΔpの超微細溝生成が実現される。この加工法では、Rt≦RwとなるようにRtを設計する。
Claims (8)
- 隣り合う切れ刃の先端の間隔が等しい複数の切れ刃を有する切削工具で被削材を加工して、送り方向に曲率を有する加工面を形成する方法であって、
複数の切れ刃により被削材表面を切削する切削工程と、切削工具を被削材に対して所定の送り量で相対移動させる送り工程を実施して、被削材表面に複数の溝を、切れ刃先端の間隔pの1/q倍(qは2以上の整数)である溝ピッチΔpで形成し、
所定の送り量は、溝ピッチΔpのm倍(mは2以上の整数)に設定され、mとqは、互いに素であり、
刃数Nがm以上であり、複数の切れ刃先端を結ぶ線が円弧状となる切削工具を使用する、
ことを特徴とする機械加工方法。 - 複数の切れ刃先端を結ぶ円弧の半径Rtが、被削材の加工位置の曲率半径Rw以下となる切削工具を使用する、
ことを特徴とする請求項1に記載の機械加工方法。 - 刃数Nはmである、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の機械加工方法。 - 所定の送り量は、間欠的に実施される切削工程の間の送り量である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の機械加工方法。 - 所定の送り量は、連続的に実施される切削工程における送り量である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の機械加工方法。 - 隣り合う切れ刃の先端の間隔が等しい複数の切れ刃を有する切削工具を被削材に対して相対的に送り、被削材を加工して、送り方向に曲率を有する加工面を形成する機械加工装置であって、
複数の切れ刃により被削材表面を切削する切削工程と、切削工具を被削材に対して所定の送り量で相対移動させる送り工程を実施して、被削材表面に複数の溝を、切れ刃先端の間隔pの1/q倍(qは2以上の整数)である溝ピッチΔpで形成し、
所定の送り量を、溝ピッチΔpのm倍(mは2以上の整数)に設定し、mとqは、互いに素であり、
切削工具は、m以上の刃数Nを有し、切削工具の複数の切れ刃先端を結ぶ線が円弧状となる、
ことを特徴とする機械加工装置。 - 切削工具の複数の切れ刃先端を結ぶ円弧の半径Rtが、被削材の加工位置の曲率半径Rw以下である、
ことを特徴とする請求項6に記載の機械加工装置。 - 刃数Nはmである、
ことを特徴とする請求項6または7に記載の機械加工装置。
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