KR20130116820A - 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법 및 경면 가공 방법 - Google Patents

플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법 및 경면 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 플라이 커트용 바이트가 설치된 플라이 커트용 지그를 회전 주축에 설치하는 공정과, 회전 주축의 회전과 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치를 제어하는 공정을 구비한 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면 가공 방법이며, 플라이 커트용 바이트가 필름 형상 공작물의 측단부면에 경면을 형성하도록, 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치가 당해 경면에 평행하게 이동되어 가는 것을 특징으로 하는 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법이다.

Description

플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법 및 경면 가공 방법{METHOD OF MIRROR-LIKE FINISHING AND METHOD OF GROOVING FOR FILM-LIKE WORKPIECE BY FLY CUT}
본 발명은, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법 및 경면 가공 방법에 관한 것이다.
종래부터 플라이 커트라고 불리는 가공 방법이 알려져 있다. 이는, 고정밀도의 바이트(가공 공구)를 플랜지에 설치하고, 플랜지를 회전시킴으로써 바이트를 크게 회전시켜서, 1회전마다 공작물 가공면의 재료를 깎아 내도록(fly) 하여 공작물을 절삭하는 가공 방법이다. 이 가공 방법은, 주로, 볼록 렌즈의 가공에 이용되고 있다.
한편, 광의 도파로로서의 홈을 갖는 광통신용 부재가, 널리 이용되고 있다. 당해 부재의 성형에는, 「형」에 수지를 흘려 넣는 성형법이 일반적이다(일본 특허 공개 제2004-163914호 참조). 즉, 당해 부재의 「홈」을 고정밀도로 실현하는 절삭 가공법이 없었기 때문이다.
일반적으로 고정밀도라고 말하여지는 다이아몬드 블레이드를 사용한 절삭 가공법에서도, 「버어」의 생성이라는 문제가 있어, 광학 요소 부품에 요망되는 정밀도(경면과 같은 정밀도)까지는 실현할 수 없다.
본건 발명자는, 필름 형상 공작물에 대하여 플라이 커트라고 불리는 가공 방법을 적용함으로써, 매우 고정밀도로 「홈」을 형성할 수 있는 것을 알아냈다. 또한, 본건 발명자는, 플라이 커트에 의한 가공 후의 단부면이 경면으로서 이용 가능한 정도로 고정밀도인 것을 알아냈다.
본 발명은, 이상의 지식에 기초하여 창안된 것이다. 본 발명의 목적은, 플라이 커트에 의해 필름 형상 공작물에 홈을 가공하는 방법을 제공하는 것이다. 혹은, 본 발명의 목적은, 플라이 커트에 의해 필름 형상 공작물에 경면을 가공하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 플라이 커트용 바이트가 설치된 플라이 커트용 지그를 회전 주축에 설치하는 공정과, 회전 주축의 회전과 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치를 제어하는 공정을 구비한 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면의 가공 방법이며, 플라이 커트용 바이트가 필름 형상 공작물의 측단부면에 경면을 형성하도록, 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치가 당해 경면에 평행하게 이동되어 가는 것을 특징으로 하는 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법이다.
본건 발명자에 의한 실제의 검증에 의하면, 본 발명에 의해, 「버어」 생성의 문제가 발생하지 않고, 필름 형상 공작물의 측단부면에 지극히 고정밀도의 홈 형상이나 경면을 실현할 수 있다. 또한, 다이아몬드 블레이드 사용 시와 같이 블레이드 냉각이나 공작물 부스러기 제거를 위한 액체를 공급할 필요가 없기 때문에(건식으로 운전 가능하기 때문에), 운전 비용도 낮고, 환경에 대해서도 좋다.
필름 형상 공작물로서 효과가 실증된 것은, 금속박, 금속막, 수지이다. 예를 들어, 금속이란, 금, 은, 구리, 주석, 니켈 등이며, 수지란, 아크릴계, 폴리실란계, 에폭시계, 노르보르넨계, 폴리이미드계와 같은 합성 수지이다. 또한, 수지 기재 상에 금속박이나 금속막이 설치된 필름 형상 공작물에 대해서도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
바람직하게는, 플라이 커트용 바이트는, 단결정 다이아몬드 바이트와 금속 섕크를 갖는다. 또한, 바람직하게는, 단결정 다이아몬드 바이트의 선단은, 45도이다. 또한, 플라이 커트용 지그는, 일반적으로는, 플라이 커트용 플랜지이다.
또한, 바람직하게는, 본 방법은, 가공 영역에 공기를 공급하는 공정을 더 구비한다. 이에 의해, 플라이 커트용 바이트를 효과적으로 냉각하거나, 공작물 부스러기를 날려 제거할 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는, 본 방법은, 가공 영역의 공기를 흡인하는 공정을 더 구비한다. 이에 의해, 공작물 부스러기를 효과적으로 배제할 수 있다.
혹은, 본 발명은, 플라이 커트용 바이트가 설치된 플라이 커트용 지그를 회전 주축에 설치하는 공정과, 회전 주축의 회전과 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치를 제어하는 공정을 구비한 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법이며, 플라이 커트용 바이트가 필름 형상 공작물에 직선 형상의 오목 홈을 형성하도록, 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치가 당해 오목 홈이 연장되는 방향으로 이동되어 가는 것을 특징으로 하는 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법이다.
본건 발명자에 의한 실제의 검증에 의하면, 본 발명에 의해, 「버어」 생성의 문제가 발생하지 않고, 필름 형상 공작물에 지극히 고정밀도의 오목 홈을 실현할 수 있다. 또한, 다이아몬드 블레이드 사용 시와 같이 블레이드 냉각이나 공작물 부스러기 제거를 위한 액체를 공급할 필요가 없기 때문에(건식으로 운전 가능하기 때문에), 운전 비용도 낮고, 환경에 대해서도 좋다.
필름 형상 공작물로서 효과가 실증된 것은, 금속박, 금속막, 수지이다. 예를 들어, 금속이란, 금, 은, 구리, 주석, 니켈 등이며, 수지란, 아크릴계, 폴리실란계, 에폭시계, 노르보르넨계, 폴리이미드계와 같은 합성 수지이다. 또한, 수지 기재 상에 금속박이나 금속막이 설치된 필름 형상 공작물에 대해서도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
바람직하게는, 플라이 커트용 바이트는, 단결정 다이아몬드 바이트와 금속 섕크를 갖는다. 또한, 바람직하게는, 단결정 다이아몬드 바이트의 선단은, 45도이다. 또한, 플라이 커트용 지그는, 일반적으로는, 플라이 커트용 플랜지이다.
또한, 바람직하게는, 본 방법은, 가공 영역에 공기를 공급하는 공정을 더 구비한다. 이에 의해, 플라이 커트용 바이트를 효과적으로 냉각하거나, 공작물 부스러기를 날려 제거할 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는, 본 방법은, 가공 영역의 공기를 흡인하는 공정을 더 구비한다. 이에 의해, 공작물 부스러기를 효과적으로 배제할 수 있다.
또한, 이상의 각 방법에 의해 실현된 경면 또는 고정밀도의 홈을 갖는 광학 요소 부품도, 본원에 의한 보호 대상이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법을 실현하기 위한, 플라이 커트용 바이트와 플라이 커트용 플랜지를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태의 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면 가공 방법을 설명하기 위한 개략도.
이하에, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태의 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법을 실현하기 위한, 플라이 커트용 바이트와 플라이 커트용 플랜지를 도시하는 개략도이다. 도 2는, 당해 홈 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 회전 주축에 설치되는 플라이 커트용 지그로서, 플라이 커트용 플랜지(10)가 채용되어 있으며, 당해 플라이 커트용 플랜지(10)에, 플라이 커트용 바이트(20)가 설치되어 있다. 플라이 커트용 바이트(20)는, 「각도있는 칼날」이라고도 칭하여지며, 본 실시 형태에서는 단결정 다이아몬드 바이트(21)와 금속 섕크(22)로 이루어져 있다. 단결정 다이아몬드 바이트(21)와 금속 섕크(22)는, 납땜에 의해 서로 고착되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 단결정 다이아몬드 바이트(21)는, 선단의 각도가 45도인 삼각형 타입의 것으로 구성되어 있지만, 둔각 삼각형 타입의 것이나 직사각형 타입의 것이어도 좋다. 또한, 단결정 다이아몬드 바이트(21)의 선단은, 엄밀하게는 라운드가 마련되어 있다. 또한, 단결정 다이아몬드 바이트(21) 대신에 다결정 다이아몬드 바이트가 사용되어도 좋고, 초경공구, CBN 공구 등이 사용되어도 좋다.
그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 필름 형상 공작물(40)이 공작물용 테이블(50)에 적재되는 한편, 플라이 커트용 플랜지(10)가 예를 들어 USM(Ultra Slicing Machine)의 회전 주축(30)에 고정되고, 당해 회전 주축(30)이 회전됨으로써, 단결정 다이아몬드 바이트(21)의 선단이 크게 회전 궤도를 그리면서, 1회전마다 필름 형상 공작물(40)의 가공면을 깎아낸다.
회전 주축(30)의 회전과, 당해 회전 주축(30)에 대한 공작물용 테이블(50)의 상대 위치는, 제어부(60)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 단결정 다이아몬드 바이트(21)가 필름 형상 공작물(40)에 직선 형상의 오목 홈(41)을 형성하도록, 회전 주축(30)에 대한 공작물용 테이블(50)의 상대 위치가 당해 오목 홈(41)이 연장되는 방향으로 이동되어 간다.
이상과 같은 본 실시 형태의 가공 방법에 의하면, 「버어」 생성의 문제가 발생하지 않고, 필름 형상 공작물(40)에 지극히 고정밀도의 오목 홈(41)을 실현할 수 있었다. 구체적으로는, 선단이 45도인 삼각형 타입의 단결정 다이아몬드 바이트(21)를 사용했기 때문에, 단면이 삼각형인 V자 홈을 고정밀도로 실현할 수 있었다. 특히 수평 방향에 대하여 45도인 오목 홈(21)의 경사면은, 수평 방향의 광을 연직 방향으로 반사시키는 반사면(경면)으로서 기능할 수 있기 때문에, 당해 필름 형상 공작물(40)을 각종 광학 요소 부품으로서 전개할 수 있다. 예를 들어, 오목 홈(21)의 당해 면은, VCSEL(면 발광 레이저)이나 VECSEL(외부 공진기형 수직면 발광 레이저)의 반사면으로서 적용 가능하다.
또한, 다이아몬드 블레이드 사용 시와 같이 블레이드 냉각이나 공작물 부스러기 제거를 위한 액체를 공급할 필요가 없기 때문에(건식으로 운전 가능하기 때문에), 운전 비용도 낮고, 환경에 대해서도 좋다.
이어서, 도 3은, 본 발명의 일 실시 형태의 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 본 방법에서도, 도 1에 도시한 플라이 커트용 바이트(20)와 플라이 커트용 플랜지(10)가 사용되지만, 본 방법에서는, 가공 대상이 필름 형상 공작물(40)의 상면에서의 홈이 아니라, 필름 형상 공작물의 측단부면에서의 경면이다.
본 방법에서도, 도 3에 도시하는 바와 같이, 필름 형상 공작물(40)이 공작물용 테이블(50)에 적재되는 한편, 플라이 커트용 플랜지(10)가 회전 주축(30)에 고정되어, 당해 회전 주축(30)이 회전됨으로써, 단결정 다이아몬드 바이트(21)의 선단이 크게 회전 궤도를 그리면서, 1회전마다 필름 형상 공작물(40)의 가공면을 깎아낸다.
회전 주축(30)의 회전과, 당해 회전 주축(30)에 대한 공작물용 테이블(50)의 상대 위치는, 역시 제어부(60)에 의해 제어되지만, 단결정 다이아몬드 바이트(21)가 필름 형상 공작물(40)의 단부면에 경면(43)을 형성하도록, 회전 주축(30)에 대한 공작물용 테이블(50)의 상대 위치가 당해 단부면(경면)에 평행하게 이동되어 간다.
이상과 같은 본 실시 형태의 가공 방법에 의하면, 「버어」 생성의 문제가 발생하지 않고, 필름 형상 공작물(40)에 지극히 고정밀도의 경면(43)을 실현할 수 있었다. 당해 경면(43)은, 그에 수직한 입사광을 지극히 저손실로 입사시킬 수 있기 때문에(출사에 대해서도 마찬가지), 당해 필름 형상 공작물(40)을 각종 광학 요소 부품으로서 전개할 수 있다.
또한, 다이아몬드 블레이드 사용 시와 같이 블레이드 냉각이나 공작물 부스러기 제거를 위한 액체를 공급할 필요가 없기 때문에(건식으로 운전 가능하기 때문에), 운전 비용도 낮고, 환경에 대해서도 좋다.
10 플라이 커트용 플랜지
20 플라이 커트용 바이트
21 단결정 다이아몬드 바이트
22 금속 섕크
30 회전 주축
40 필름 형상 공작물
41 오목 홈
43 경면
50 공작물용 테이블
60 제어부

Claims (14)

  1. 플라이 커트용 바이트가 설치된 플라이 커트용 지그를 회전 주축에 설치하는 공정과,
    회전 주축의 회전과 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치를 제어하는 공정을 구비한 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면의 가공 방법이며,
    플라이 커트용 바이트가 필름 형상 공작물의 측단부면에 경면을 형성하도록,
    회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치가 당해 경면에 평행하게 이동되어 가는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 필름 형상 공작물은, 금속박 또는 금속막을 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 필름 형상 공작물은, 수지를 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플라이 커트용 바이트는, 단결정 다이아몬드 바이트를 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가공 영역에 공기를 공급하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가공 영역의 공기를 흡인하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 경면 가공 방법.
  7. 플라이 커트용 바이트가 설치된 플라이 커트용 지그를 회전 주축에 설치하는 공정과,
    회전 주축의 회전과 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치를 제어하는 공정을 구비한 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법이며,
    플라이 커트용 바이트가 필름 형상 공작물에 직선 형상의 오목 홈을 형성하도록, 회전 주축에 대한 필름 형상 공작물의 상대 위치가 당해 오목 홈이 연장되는 방향으로 이동되어 가는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  8. 제7항에 있어서, 필름 형상 공작물은, 금속박 또는 금속막을 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  9. 제7항에 있어서, 필름 형상 공작물은, 수지를 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  10. 제7항 내지 제9항에 있어서, 플라이 커트용 바이트는, 단결정 다이아몬드 바이트를 갖는 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 가공 영역에 공기를 공급하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 가공 영역의 공기를 흡인하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물의 홈 가공 방법.
  13. 제1항에 기재된 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 경면 가공 방법에 의해 형성된 경면을 갖는, 광학 요소 부품.
  14. 제7항에 기재된 플라이 커트에 의한 필름 형상 공작물에 대한 홈 가공 방법에 의해 형성된 홈을 갖는, 광학 요소 부품.
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