JPH0146247B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0146247B2 JPH0146247B2 JP3749685A JP3749685A JPH0146247B2 JP H0146247 B2 JPH0146247 B2 JP H0146247B2 JP 3749685 A JP3749685 A JP 3749685A JP 3749685 A JP3749685 A JP 3749685A JP H0146247 B2 JPH0146247 B2 JP H0146247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- groove
- bulge
- single crystal
- angle
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D1/00—Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、面心立方晶系単結晶の｛111｝面を
なす被加工面に直線状の溝を形成するための溝形
成方法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、精密部品の製作を目的として、単結晶部
材に例えば深さ数μm以下の直線状の微細溝を多
段に刻設することが行われている。この場合の溝
形成方法としては、工具形状の加工物への転写性
がすぐれたダイヤモンド工具による切削加工が適
している。 しかしながら、単結晶部材は、その単結晶特有
の異方性を有している。そのため、切削方向によ
つては、第１０図に示すように、溝Ａの側縁部に
過大な盛り上がりＢ，Ｂを生じる。この盛り上が
りＢ，Ｂは、溝Ａの加工精度に悪影響を及ぼし、
溝が形成された精密部品の品質低下の一因となつ
ている。逆に、切削方向によつては、盛り上がり
Ｂ，Ｂを最小限に阻止できることが知られている
が、具体的にどの方向が最良なのかについての系
統的知見は、存在していなかつた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、単結晶部材に高精度で直線状の溝を刻設する
ことのできる溝形成方法を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 面心立方晶系の単結晶加工部材の｛111｝面を
なす被加工面の＜110＞方向に沿つて切削加工す
ることにより直線状の溝を高精度で形成するよう
にしたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。 第１図は、この実施例の溝形成方法における切
削条件決定を説明するための図である。この図に
おいて円柱状の試料１は、銅単結晶からなるもの
であつて、その一端面２が１１１面となるように
設定されている。この端面２は、ダイヤモンド切
削工具を用いて、平面度が0.1μm及び表面あらさ
が0.01μmRmaxとなるまで正面フライス削りさ
れたものである。そして、この試料１をCNC
（Computer Numerical Control）旋盤に取付け
る。そして、試料１の軸線３のまわりに矢印４方
向に、例えば毎分1000回転で回転させる。CNC
旋盤としては、0.1μmの分解能を有するものを用
いる。ついで、第２図に示すダイヤモンド切削工
具５により、第３図矢印７方向に正面削り
（Surfacing）を行い、円形をなしかつ深さが例え
ば2.2μmの断面Ｖ字状の微細溝６…を刻設する。
ダイヤモンド切削工具５は、刃先角εが42度、す
くい角γが０度、逃げ角αが10度に設定されてい
るものを用いる。かくして、端面２に正面削りで
溝加工すると、第３図に示すように、その切削方
向７は、円周上の接線方向であるので、連続的に
360度変化する。つまり、切削方向は、〔11２〕、
〔01１〕、〔１２１〕、〔１10〕、〔２11〕、〔１01〕
、
〔１１２〕、〔０１１〕、〔１２１〕、〔１１０〕、〔
２
１１〕、〔10１〕、〔11２〕と順次変化する。切削方
向が、銅のすべり系｛111｝＜110＞と特定の角度
で交差すると、形成された溝６…の側縁部に第４
図に示ような盛り上がり８，８が生じる。こで、
この盛り上がり８の形状を示す内側盛り上がり高
さHa及び外側盛り上がり高さHb並びに内側盛り
上がり幅Wa及び外側盛り上がり幅Wbを薄膜段
差測定器にて切削角度10度ごとに測定したとこ
ろ、第５図に示すような結果を得た。この第５図
における切削角度θ（第３図参照）は、切削方向
を結晶方位に対応させて示している。なお、この
場合、切削角度θは、切削方向が〔11２〕となる
点を原点として、矢印７方向とは反対方向に計測
する。しかして、この第５図が示しているよう
に、盛り上がりの高さHa，Hb及び幅Wa，Wb
は、ともに120度周期で変化している。また、盛
り上がり高さHa，Hbは、溝６の内側と外側で約
60度のずれがある。他方、盛り上がり幅Wa，
Wbは、両者ともほぼ同様の結果を示している。
しかして、切削角度θ＝90゜（切削方向〔１10〕）、
切削角度θ＝210゜（切削方向〔０１１〕）、切削角
度θ＝310゜（切削方向〔10１〕）では、盛り上がり
高さHa，Hb及び盛り上がり幅Wa，Wbともに小
さくなり、ダイヤモンド切削工具５の工具形状が
比較的良好に転写されている。これは、切削方向
〔１10〕、〔０１１〕、〔10１〕に切削した場合には、
すべりが活発に生起しないためであると考えられ
る。つまり、切削方向をすべり系の方向と一致さ
せると、塑性変形、すなわち、すべりが容易に起
こるためであると考えられる。 そこで、上述の試験結果に基づき、銅単結晶か
らなる加工物９の被加工面１０を、第６図に示す
ように、保持台１１上に固設する。このとき、被
加工面１０は、１１１面となるようあらかじめ前
加工されている。ついで、ダイヤモンド切削工具
１２を加工物９に例えば5μm程度切込ませて、矢
印１３方向に相対的に送り、切削加工する。この
矢印１３方向は、前述したように、切削中に、塑
性変形つまりすべりが容易に生じる方向〔１10〕、
〔０１１〕、〔10１〕のうちのいずれか一つの方向
となるように設定する。その結果、第７図に示す
ような断面Ｖ字状の直線溝１４…が形成される。
この直線溝１４…の一対の側縁部は、第８図に示
すように、ほとんど盛り上がりが生じない。よつ
て、高精度で直線溝１４…を加工することができ
る。 なお、上記実施例においては、１１１面におけ
る直線溝加工に関する切削方向を例示している
が、下表に示すように、型面（planes of ａ
form）｛111｝を構成する他の面についても、各
面において型方向（directions of ａ form）＜
110＞を満足する方向に切削することにより、高
精度の溝加工が可能となる。
なす被加工面に直線状の溝を形成するための溝形
成方法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、精密部品の製作を目的として、単結晶部
材に例えば深さ数μm以下の直線状の微細溝を多
段に刻設することが行われている。この場合の溝
形成方法としては、工具形状の加工物への転写性
がすぐれたダイヤモンド工具による切削加工が適
している。 しかしながら、単結晶部材は、その単結晶特有
の異方性を有している。そのため、切削方向によ
つては、第１０図に示すように、溝Ａの側縁部に
過大な盛り上がりＢ，Ｂを生じる。この盛り上が
りＢ，Ｂは、溝Ａの加工精度に悪影響を及ぼし、
溝が形成された精密部品の品質低下の一因となつ
ている。逆に、切削方向によつては、盛り上がり
Ｂ，Ｂを最小限に阻止できることが知られている
が、具体的にどの方向が最良なのかについての系
統的知見は、存在していなかつた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、単結晶部材に高精度で直線状の溝を刻設する
ことのできる溝形成方法を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 面心立方晶系の単結晶加工部材の｛111｝面を
なす被加工面の＜110＞方向に沿つて切削加工す
ることにより直線状の溝を高精度で形成するよう
にしたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。 第１図は、この実施例の溝形成方法における切
削条件決定を説明するための図である。この図に
おいて円柱状の試料１は、銅単結晶からなるもの
であつて、その一端面２が１１１面となるように
設定されている。この端面２は、ダイヤモンド切
削工具を用いて、平面度が0.1μm及び表面あらさ
が0.01μmRmaxとなるまで正面フライス削りさ
れたものである。そして、この試料１をCNC
（Computer Numerical Control）旋盤に取付け
る。そして、試料１の軸線３のまわりに矢印４方
向に、例えば毎分1000回転で回転させる。CNC
旋盤としては、0.1μmの分解能を有するものを用
いる。ついで、第２図に示すダイヤモンド切削工
具５により、第３図矢印７方向に正面削り
（Surfacing）を行い、円形をなしかつ深さが例え
ば2.2μmの断面Ｖ字状の微細溝６…を刻設する。
ダイヤモンド切削工具５は、刃先角εが42度、す
くい角γが０度、逃げ角αが10度に設定されてい
るものを用いる。かくして、端面２に正面削りで
溝加工すると、第３図に示すように、その切削方
向７は、円周上の接線方向であるので、連続的に
360度変化する。つまり、切削方向は、〔11２〕、
〔01１〕、〔１２１〕、〔１10〕、〔２11〕、〔１01〕
、
〔１１２〕、〔０１１〕、〔１２１〕、〔１１０〕、〔
２
１１〕、〔10１〕、〔11２〕と順次変化する。切削方
向が、銅のすべり系｛111｝＜110＞と特定の角度
で交差すると、形成された溝６…の側縁部に第４
図に示ような盛り上がり８，８が生じる。こで、
この盛り上がり８の形状を示す内側盛り上がり高
さHa及び外側盛り上がり高さHb並びに内側盛り
上がり幅Wa及び外側盛り上がり幅Wbを薄膜段
差測定器にて切削角度10度ごとに測定したとこ
ろ、第５図に示すような結果を得た。この第５図
における切削角度θ（第３図参照）は、切削方向
を結晶方位に対応させて示している。なお、この
場合、切削角度θは、切削方向が〔11２〕となる
点を原点として、矢印７方向とは反対方向に計測
する。しかして、この第５図が示しているよう
に、盛り上がりの高さHa，Hb及び幅Wa，Wb
は、ともに120度周期で変化している。また、盛
り上がり高さHa，Hbは、溝６の内側と外側で約
60度のずれがある。他方、盛り上がり幅Wa，
Wbは、両者ともほぼ同様の結果を示している。
しかして、切削角度θ＝90゜（切削方向〔１10〕）、
切削角度θ＝210゜（切削方向〔０１１〕）、切削角
度θ＝310゜（切削方向〔10１〕）では、盛り上がり
高さHa，Hb及び盛り上がり幅Wa，Wbともに小
さくなり、ダイヤモンド切削工具５の工具形状が
比較的良好に転写されている。これは、切削方向
〔１10〕、〔０１１〕、〔10１〕に切削した場合には、
すべりが活発に生起しないためであると考えられ
る。つまり、切削方向をすべり系の方向と一致さ
せると、塑性変形、すなわち、すべりが容易に起
こるためであると考えられる。 そこで、上述の試験結果に基づき、銅単結晶か
らなる加工物９の被加工面１０を、第６図に示す
ように、保持台１１上に固設する。このとき、被
加工面１０は、１１１面となるようあらかじめ前
加工されている。ついで、ダイヤモンド切削工具
１２を加工物９に例えば5μm程度切込ませて、矢
印１３方向に相対的に送り、切削加工する。この
矢印１３方向は、前述したように、切削中に、塑
性変形つまりすべりが容易に生じる方向〔１10〕、
〔０１１〕、〔10１〕のうちのいずれか一つの方向
となるように設定する。その結果、第７図に示す
ような断面Ｖ字状の直線溝１４…が形成される。
この直線溝１４…の一対の側縁部は、第８図に示
すように、ほとんど盛り上がりが生じない。よつ
て、高精度で直線溝１４…を加工することができ
る。 なお、上記実施例においては、１１１面におけ
る直線溝加工に関する切削方向を例示している
が、下表に示すように、型面（planes of ａ
form）｛111｝を構成する他の面についても、各
面において型方向（directions of ａ form）＜
110＞を満足する方向に切削することにより、高
精度の溝加工が可能となる。
【表】
本発明の溝形成方法は、材質が面心立方晶系の
加工物の｛111｝面をなす被加工面上への直線状
溝の形成を高精度に行うことができる。したがつ
て、直線状溝が刻設された加工面の精密部品とし
ての品質を向上させることができる。
加工物の｛111｝面をなす被加工面上への直線状
溝の形成を高精度に行うことができる。したがつ
て、直線状溝が刻設された加工面の精密部品とし
ての品質を向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例における切削方向を
決定するための説明図、第２図は第１図における
ダイヤモンド切削工具の要部拡大斜視図、第３図
は被加工面と切削方向との関係を示す説明図、第
４図は直線溝に生じた盛り上がりを示す断面図、
第５図は切削角度と盛り上がりとの関係を示すグ
ラフ、第６図は本発明の一実施例における直線溝
の切削を示す図、第７図は形成された直線溝の斜
視図、第８図は第７図に示されている直線溝の拡
大断面図、第９図は本発明の他の実施例の溝形成
方法の説明図、第１０図は従来法による溝形成の
欠点を説明するための図である。 ９：加工物、１０：被加工面、１２：ダイヤモ
ンド切削工具。
決定するための説明図、第２図は第１図における
ダイヤモンド切削工具の要部拡大斜視図、第３図
は被加工面と切削方向との関係を示す説明図、第
４図は直線溝に生じた盛り上がりを示す断面図、
第５図は切削角度と盛り上がりとの関係を示すグ
ラフ、第６図は本発明の一実施例における直線溝
の切削を示す図、第７図は形成された直線溝の斜
視図、第８図は第７図に示されている直線溝の拡
大断面図、第９図は本発明の他の実施例の溝形成
方法の説明図、第１０図は従来法による溝形成の
欠点を説明するための図である。 ９：加工物、１０：被加工面、１２：ダイヤモ
ンド切削工具。
Claims (1)
- １ 面心立方晶系の単結晶部材の｛111｝面をな
す被加工面上に直線状溝を形成する溝形成方法に
おいて、上記被加工面上における＜110＞方向に
沿つて上記直線状溝を切削加工することにより形
成することを特徴とする溝形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3749685A JPS61197101A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 溝形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3749685A JPS61197101A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 溝形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197101A JPS61197101A (ja) | 1986-09-01 |
| JPH0146247B2 true JPH0146247B2 (ja) | 1989-10-06 |
Family
ID=12499132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3749685A Granted JPS61197101A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 溝形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197101A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3709278A1 (de) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von feinstrukturkoerpern |
| JP2008302616A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Tefuko Aomori Kk | 微小金属パターンおよびその製造方法 |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP3749685A patent/JPS61197101A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61197101A (ja) | 1986-09-01 |
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