JP2000198001A - 切削工具及び切削加工方法 - Google Patents
切削工具及び切削加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、一定の加工面粗さを得て、高精度の
形状の加工面に加工する。 【解決手段】工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けたときに工具進行方向Ｐから見て円弧の刃先形状
を持つ切削工具１５を用い、この切削工具１５を、被加
工物８上の工具進行方向Ｐに対して上記角度傾けて工具
進行方向Ｐに進行させて被加工物８を切削加工する。
形状の加工面に加工する。 【解決手段】工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けたときに工具進行方向Ｐから見て円弧の刃先形状
を持つ切削工具１５を用い、この切削工具１５を、被加
工物８上の工具進行方向Ｐに対して上記角度傾けて工具
進行方向Ｐに進行させて被加工物８を切削加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自由曲面レ
ンズ金型やマイクロレンズアレイ及びその金型、又は金
型原盤、単一の回転対称曲面金型などの製造に適した切
削工具及び曲面切削加工方法に関する。
ンズ金型やマイクロレンズアレイ及びその金型、又は金
型原盤、単一の回転対称曲面金型などの製造に適した切
削工具及び曲面切削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軸非対称曲面形状を形成する被加工物と
しては、例えば図８に示すようなマイクロレンズアレイ
１がある。このマイクロレンズアレイ（被加工物）１
は、同図のＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図に示すよ
うに被加工面２上に曲率半径Ｒ１、Ｒ２の軸非対称曲面
形状となるマイクロレンズ３が複数配列されて形成され
ている。
しては、例えば図８に示すようなマイクロレンズアレイ
１がある。このマイクロレンズアレイ（被加工物）１
は、同図のＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図に示すよ
うに被加工面２上に曲率半径Ｒ１、Ｒ２の軸非対称曲面
形状となるマイクロレンズ３が複数配列されて形成され
ている。
【０００３】このような軸非対称曲面形状を被加工面に
任意の位置に複数配列して形成する方法には、切削工具
を連続回転させて切削加工するフライス方式と、切削工
具の連続回転動作を伴わない型削り方式とがある。
任意の位置に複数配列して形成する方法には、切削工具
を連続回転させて切削加工するフライス方式と、切削工
具の連続回転動作を伴わない型削り方式とがある。
【０００４】このうち切削工具を連続回転させて切削加
工するフライス方式は、例えばＮＣフライス盤などのＸ
ＹＺの互いに直交する３軸方向に駆動可能な３つの直線
軸を備えた加工装置を用いて切削工具を連続回転させて
切削加工するもので、切削工具として例えばボールエン
ドミルや一枚切れ刃のフライカット工具などの回転工具
を用いて、２．５次元又は３次元の切削加工で曲面を形
成する。
工するフライス方式は、例えばＮＣフライス盤などのＸ
ＹＺの互いに直交する３軸方向に駆動可能な３つの直線
軸を備えた加工装置を用いて切削工具を連続回転させて
切削加工するもので、切削工具として例えばボールエン
ドミルや一枚切れ刃のフライカット工具などの回転工具
を用いて、２．５次元又は３次元の切削加工で曲面を形
成する。
【０００５】一方、型削り方式は、姿勢が固定された一
枚切れ刃の工具を用いて、２．５次元又は３次元の切削
加工で曲面を形成する。図９(a)(b)はかかる型削り方式
を用いた加工装置の構成図であって、同図(a) は上方か
ら見た図、同図(b) は側面方向から見た図である。Ｘテ
ーブル４上にはＹテーブル５がＸ方向に移動自在に設け
られ、このＹテーブル５上に切削工具６が取り付けられ
ている。又、Ｚテーブル７には、被加工物８が取り付け
られ、この被加工物８と切削工具６とが対向配置されて
いる。このような加工装置を用いての切削加工は、ＸＹ
Ｚの各テーブル５〜７をそれぞれ運動させ、切削工具６
を図１０に示すように被加工物８に対して姿勢を固定し
た状態、すなわち切削工具６をａ、ｂ、…、ｅに運動さ
せて切削加工して例えばマイクロレンズを加工するが、
このときの切削工具６の切刃すくい面６ａの姿勢を固定
した状態で切削加工している。
枚切れ刃の工具を用いて、２．５次元又は３次元の切削
加工で曲面を形成する。図９(a)(b)はかかる型削り方式
を用いた加工装置の構成図であって、同図(a) は上方か
ら見た図、同図(b) は側面方向から見た図である。Ｘテ
ーブル４上にはＹテーブル５がＸ方向に移動自在に設け
られ、このＹテーブル５上に切削工具６が取り付けられ
ている。又、Ｚテーブル７には、被加工物８が取り付け
られ、この被加工物８と切削工具６とが対向配置されて
いる。このような加工装置を用いての切削加工は、ＸＹ
Ｚの各テーブル５〜７をそれぞれ運動させ、切削工具６
を図１０に示すように被加工物８に対して姿勢を固定し
た状態、すなわち切削工具６をａ、ｂ、…、ｅに運動さ
せて切削加工して例えばマイクロレンズを加工するが、
このときの切削工具６の切刃すくい面６ａの姿勢を固定
した状態で切削加工している。
【０００６】なお、単一の回転対称曲面を形成する方式
としては、旋盤を用いた切削加工方式がある。
としては、旋盤を用いた切削加工方式がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
軸非対称曲面形状を被加工面に形成する場合、フライス
方式では、形成する曲面形状が例えは口径０．１ｍｍ以
下でかつその曲面の曲率半径が０．１ｍｍ以下であれ
ば、工具の回転直径は０．１ｍｍ以下である必要がある
が、本寸法を満足するボールエンドミル等の回転工具を
製作することは困難である。
軸非対称曲面形状を被加工面に形成する場合、フライス
方式では、形成する曲面形状が例えは口径０．１ｍｍ以
下でかつその曲面の曲率半径が０．１ｍｍ以下であれ
ば、工具の回転直径は０．１ｍｍ以下である必要がある
が、本寸法を満足するボールエンドミル等の回転工具を
製作することは困難である。
【０００８】一方、型削り方式では、加工装置の互いに
直交する３軸に対し工具切刃の姿勢が常に固定させてい
るので、曲面の加工面上の加工点法線と切削工具６の切
刃のすくい角の幾何学的関係を一定に保つことが不可能
である。このため、工具作用系のすくい角が一定に保た
れず、加工面の表面粗さにばらつきが発生する。
直交する３軸に対し工具切刃の姿勢が常に固定させてい
るので、曲面の加工面上の加工点法線と切削工具６の切
刃のすくい角の幾何学的関係を一定に保つことが不可能
である。このため、工具作用系のすくい角が一定に保た
れず、加工面の表面粗さにばらつきが発生する。
【０００９】又、単一の回転対称曲面を旋盤を用いた切
削加工方式で形成する場合、切削工具には、切刃輪郭が
円弧形状のバイトが用いられる。例えば、高精度なレン
ズ金型を加工する場合には、切刃の円弧輪郭が加工面に
転写されるため、円弧輪郭精度が０．１μｍレベルの単
結晶ダイヤモンドバイトが用いられる。この場合、切刃
の円弧輪郭を加工面に転写するため、バイトのすくい面
が工具動作平面と平行となるように取り付けられる。こ
のため、切削時に連続的に発生する切屑の流れる方向が
制御できず、その結果としてバイト刃先への切屑の巻き
付きが発生し、加工面に切屑の接触による傷が発生す
る。
削加工方式で形成する場合、切削工具には、切刃輪郭が
円弧形状のバイトが用いられる。例えば、高精度なレン
ズ金型を加工する場合には、切刃の円弧輪郭が加工面に
転写されるため、円弧輪郭精度が０．１μｍレベルの単
結晶ダイヤモンドバイトが用いられる。この場合、切刃
の円弧輪郭を加工面に転写するため、バイトのすくい面
が工具動作平面と平行となるように取り付けられる。こ
のため、切削時に連続的に発生する切屑の流れる方向が
制御できず、その結果としてバイト刃先への切屑の巻き
付きが発生し、加工面に切屑の接触による傷が発生す
る。
【００１０】そこで本発明は、一定の加工面粗さを得
て、高精度の形状の加工面に加工できる切削工具及び曲
面切削加工方法を提供することを目的とする。
て、高精度の形状の加工面に加工できる切削工具及び曲
面切削加工方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、工具
進行方向に対して所定の角度傾けたときに、工具進行方
向から見て被加工物の表面形状と同じ刃先形状を持つ線
形の切削工具である。
進行方向に対して所定の角度傾けたときに、工具進行方
向から見て被加工物の表面形状と同じ刃先形状を持つ線
形の切削工具である。
【００１２】請求項２によれば、請求項１記載の切削工
具の刃先形状は、工具進行方向から見て円形状である。
具の刃先形状は、工具進行方向から見て円形状である。
【００１３】請求項３によれば、請求項１記載の切削工
具を、被加工物上の工具進行方向に対して所定の角度傾
けて工具進行方向に進行させ、被加工物を切削加工する
自由曲面の切削加工方法である。
具を、被加工物上の工具進行方向に対して所定の角度傾
けて工具進行方向に進行させ、被加工物を切削加工する
自由曲面の切削加工方法である。
【００１４】請求項４によれば、請求項１記載の切削工
具を、被加工物上の工具進行方向に対して所定の角度傾
けて工具進行方向に進行させ、かつ切削工具の切刃すく
い面と被加工物の加工点における法線とを常に一定の角
度関係に保持し、切削工具を加工する曲面形状に応じて
切削工具の姿勢を変化させて被加工物を切削加工する自
由曲面の切削加工方法である。
具を、被加工物上の工具進行方向に対して所定の角度傾
けて工具進行方向に進行させ、かつ切削工具の切刃すく
い面と被加工物の加工点における法線とを常に一定の角
度関係に保持し、切削工具を加工する曲面形状に応じて
切削工具の姿勢を変化させて被加工物を切削加工する自
由曲面の切削加工方法である。
【００１５】請求項５によれば、切削工具の切刃すくい
面と被加工物の加工点における法線とを常に所定の角度
関係に保持し、切削工具を加工する曲面形状に応じて切
削工具の姿勢を変化させて被加工物を切削加工する自由
曲面の切削加工方法である。
面と被加工物の加工点における法線とを常に所定の角度
関係に保持し、切削工具を加工する曲面形状に応じて切
削工具の姿勢を変化させて被加工物を切削加工する自由
曲面の切削加工方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。
形態について図面を参照して説明する。
【００１７】図１は加工装置の構成図であって、同図
(a) は正面図、同図(b) は側面図である。Ｘテーブル１
０には、Ｙテーブル１１がＸ方向に直線移動自在に設け
られている。このＹテーブル１１には、移動保持体１２
がＹ方向に直線移動自在に設けられ、かつこの移動保持
体１２に被加工物８が保持されている。又、Ｚテーブル
１３が設けられ、このＺテーブル１３にＣ軸テーブル１
４が設けられている。このＣ軸テーブル１４は、Ｚ軸周
りの回転角度割り出し動作によって旋回するもので、こ
のＣ軸テーブル１４の端面に切削工具１５が取り付けら
れている。
(a) は正面図、同図(b) は側面図である。Ｘテーブル１
０には、Ｙテーブル１１がＸ方向に直線移動自在に設け
られている。このＹテーブル１１には、移動保持体１２
がＹ方向に直線移動自在に設けられ、かつこの移動保持
体１２に被加工物８が保持されている。又、Ｚテーブル
１３が設けられ、このＺテーブル１３にＣ軸テーブル１
４が設けられている。このＣ軸テーブル１４は、Ｚ軸周
りの回転角度割り出し動作によって旋回するもので、こ
のＣ軸テーブル１４の端面に切削工具１５が取り付けら
れている。
【００１８】この切削工具１５は、Ｃ軸テーブル１４の
動作により連続回転動作すなわち旋回を伴わない型削り
方式によって被加工物８を切削加工する場合、図２に示
すように工具進行方向Ｐに対して所定の角度９０＋θ°
だけ傾けたときに、工具進行方向Ｐから見て所望の刃先
形状、すなわち図３に示すように切刃輪郭１６が加工点
軌跡に直交する断面（Ｃ軸回転角度０°の場合にＸＺ
面）に投影される輪郭形状が高精度な曲率半径Ｒの円弧
となる楕円形状に形成されている。従って、この切削工
具１５のすくい面は、工具進行方向Ｐに対して角度９０
＋θ°だけ傾けてＣ軸テーブル１４に取り付けられてい
る。この場合、θは正でも負でも構わないが、すくい面
が被加工物上の前に加工した方向に向いているように調
整する。すなわち、工具の切削方向と交わる方向に工具
を移動させる場合は、工具のすくい面が向いている方向
とは切削方向を挟んで逆の方向に運ぶことが望ましい。
動作により連続回転動作すなわち旋回を伴わない型削り
方式によって被加工物８を切削加工する場合、図２に示
すように工具進行方向Ｐに対して所定の角度９０＋θ°
だけ傾けたときに、工具進行方向Ｐから見て所望の刃先
形状、すなわち図３に示すように切刃輪郭１６が加工点
軌跡に直交する断面（Ｃ軸回転角度０°の場合にＸＺ
面）に投影される輪郭形状が高精度な曲率半径Ｒの円弧
となる楕円形状に形成されている。従って、この切削工
具１５のすくい面は、工具進行方向Ｐに対して角度９０
＋θ°だけ傾けてＣ軸テーブル１４に取り付けられてい
る。この場合、θは正でも負でも構わないが、すくい面
が被加工物上の前に加工した方向に向いているように調
整する。すなわち、工具の切削方向と交わる方向に工具
を移動させる場合は、工具のすくい面が向いている方向
とは切削方向を挟んで逆の方向に運ぶことが望ましい。
【００１９】ＮＣ制御装置１７は、Ｃ軸テーブル１４を
動作させずに切削工具１５の連続回転動作を伴わない型
削り方式を用いたもので、Ｘテーブル１０、Ｙテーブル
１１及び移動保持体１２を動作制御して、切削工具１５
を、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋
θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに進行させ、被加工物８
を切削加工する機能を有している。
動作させずに切削工具１５の連続回転動作を伴わない型
削り方式を用いたもので、Ｘテーブル１０、Ｙテーブル
１１及び移動保持体１２を動作制御して、切削工具１５
を、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋
θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに進行させ、被加工物８
を切削加工する機能を有している。
【００２０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２１】ＮＣ制御装置１７は、Ｃ軸テーブル１４の
連続回転動作を停止し、Ｘテーブル１０、Ｙテーブル１
１及び移動保持体１２を動作制御して、切削工具１５を
図２に示すように被加工物８上の工具進行方向Ｐに対し
て角度９０＋θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに直線的に
進行させ、被加工物８を切削加工する。
連続回転動作を停止し、Ｘテーブル１０、Ｙテーブル１
１及び移動保持体１２を動作制御して、切削工具１５を
図２に示すように被加工物８上の工具進行方向Ｐに対し
て角度９０＋θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに直線的に
進行させ、被加工物８を切削加工する。
【００２２】そして、ＮＣ制御装置１７は、Ｘテーブル
１０、Ｙテーブル１１又は移動保持体１２を動作制御し
て切削工具１５の位置を変更し、先に切削加工した隣り
に切削工具１５を位置決めして、再び切削工具１５を被
加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けて工具進行方向Ｐに直線的に進行させ、被加工物
８を切削加工する。
１０、Ｙテーブル１１又は移動保持体１２を動作制御し
て切削工具１５の位置を変更し、先に切削加工した隣り
に切削工具１５を位置決めして、再び切削工具１５を被
加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けて工具進行方向Ｐに直線的に進行させ、被加工物
８を切削加工する。
【００２３】これ以降、上記切削加工を繰り返して被加
工物８を切削加工する。
工物８を切削加工する。
【００２４】このように上記第１の実施の形態において
は、工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だけ傾けた
ときに工具進行方向Ｐから見て円弧の刃先形状を持つ切
削工具１５を用い、この切削工具１５を、被加工物８上
の工具進行方向Ｐに対して上記角度傾けて工具進行方向
Ｐに進行させて被加工物８を切削加工するので、切削加
工で発生する切屑の流れる方向を制御することができ、
切屑による加工面への傷の発生を防止することができ
る。
は、工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だけ傾けた
ときに工具進行方向Ｐから見て円弧の刃先形状を持つ切
削工具１５を用い、この切削工具１５を、被加工物８上
の工具進行方向Ｐに対して上記角度傾けて工具進行方向
Ｐに進行させて被加工物８を切削加工するので、切削加
工で発生する切屑の流れる方向を制御することができ、
切屑による加工面への傷の発生を防止することができ
る。
【００２５】又、切削工具切刃の工具進行方向Ｐに投影
される輪郭形状が高精度な円弧となる楕円形状の切刃を
持つ切削工具１５を用いるので、加工時に用いるＮＣデ
ータにおいて、工具切刃形状の取り扱いを円弧とするこ
とができ、ＮＣデータ作成又は工具径補正作業が簡単に
なる。従って、工具径補正作業を必要とせずに加工用Ｎ
Ｃデータを用いて容易に高精度な形状を加工できる。 (2) 次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
される輪郭形状が高精度な円弧となる楕円形状の切刃を
持つ切削工具１５を用いるので、加工時に用いるＮＣデ
ータにおいて、工具切刃形状の取り扱いを円弧とするこ
とができ、ＮＣデータ作成又は工具径補正作業が簡単に
なる。従って、工具径補正作業を必要とせずに加工用Ｎ
Ｃデータを用いて容易に高精度な形状を加工できる。 (2) 次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
【００２６】図４は加工装置の構成図である。
【００２７】ＮＣ制御装置２０は、Ｘテーブル１０、Ｙ
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
動作制御して、切削工具１５を、上記第１の実施の形態
と同様に、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して所定
の角度、すなわち角度９０＋θ°だけ傾けて工具進行方
向Ｐに進行させ、かつ図５に示すように切削工具１５の
切刃すくい面１５ａと被加工物８の加工点Ｑにおける法
線とを常に一定の角度関係、例えば工具切刃すくい面１
５ａと加工点Ｑの法線の角度が常に０°（工具作用系す
くい角が常に０°）となるように特にＣ軸テーブル１４
を回転運動させて、切削工具１５を加工する曲面形状に
応じて切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切
削加工制御する機能を有している。
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
動作制御して、切削工具１５を、上記第１の実施の形態
と同様に、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して所定
の角度、すなわち角度９０＋θ°だけ傾けて工具進行方
向Ｐに進行させ、かつ図５に示すように切削工具１５の
切刃すくい面１５ａと被加工物８の加工点Ｑにおける法
線とを常に一定の角度関係、例えば工具切刃すくい面１
５ａと加工点Ｑの法線の角度が常に０°（工具作用系す
くい角が常に０°）となるように特にＣ軸テーブル１４
を回転運動させて、切削工具１５を加工する曲面形状に
応じて切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切
削加工制御する機能を有している。
【００２８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２９】ＮＣ制御装置１７は、Ｘテーブル１０、Ｙ
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
動作制御して、切削工具１５を上記図２に示すように被
加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けて工具進行方向Ｐに直線的に進行させる。
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
動作制御して、切削工具１５を上記図２に示すように被
加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋θ°だ
け傾けて工具進行方向Ｐに直線的に進行させる。
【００３０】この切削工具１５の直線運動とともにＮＣ
制御装置１７は、Ｃ軸テーブル１４を回転運動させて、
図５に示すように切削工具１５の切刃すくい面１５ａと
被加工物８の加工点Ｑにおける法線とを常に一定の角度
関係、例えば工具切刃すくい面１５ａと加工点Ｑの法線
の角度が常に０°に動作制御して、切削工具１５を加工
する曲面形状、例えば軸非対称曲面形状である自由曲面
レンズ金型やマイクロレンズアレイ及びその金型、又は
金型原盤、単一の回転対称曲面金型などの曲面形状に応
じて切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削
加工制御する。
制御装置１７は、Ｃ軸テーブル１４を回転運動させて、
図５に示すように切削工具１５の切刃すくい面１５ａと
被加工物８の加工点Ｑにおける法線とを常に一定の角度
関係、例えば工具切刃すくい面１５ａと加工点Ｑの法線
の角度が常に０°に動作制御して、切削工具１５を加工
する曲面形状、例えば軸非対称曲面形状である自由曲面
レンズ金型やマイクロレンズアレイ及びその金型、又は
金型原盤、単一の回転対称曲面金型などの曲面形状に応
じて切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削
加工制御する。
【００３１】このように上記第２の実施の形態において
は、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋
θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに進行させ、かつ切削工
具１５の切刃すくい面１５ａと被加工物８の加工点Ｑに
おける法線とを常に一定の角度関係となるように制御し
て、切削工具１５を加工する曲面形状に応じて切削工具
１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削加工制御する
ので、上記第１の実施の形態の効果と同様な効果を奏す
るとともに、切削工具１５の切刃すくい面１５ａと加工
点の法線とを常に一定の角度関係に保つことができ、加
工面と工具切刃の相対姿勢に掛かる加工条件すなわち作
用系すくい角を一定に保つことが可能となり、一定の加
工面表面粗さを得ることができる。
は、被加工物８上の工具進行方向Ｐに対して角度９０＋
θ°だけ傾けて工具進行方向Ｐに進行させ、かつ切削工
具１５の切刃すくい面１５ａと被加工物８の加工点Ｑに
おける法線とを常に一定の角度関係となるように制御し
て、切削工具１５を加工する曲面形状に応じて切削工具
１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削加工制御する
ので、上記第１の実施の形態の効果と同様な効果を奏す
るとともに、切削工具１５の切刃すくい面１５ａと加工
点の法線とを常に一定の角度関係に保つことができ、加
工面と工具切刃の相対姿勢に掛かる加工条件すなわち作
用系すくい角を一定に保つことが可能となり、一定の加
工面表面粗さを得ることができる。
【００３２】又、切削工具１５の刃先の第一逃げ角を小
さくすることができ、刃先強度を高めることができる。 (3) 次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
さくすることができ、刃先強度を高めることができる。 (3) 次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
【００３３】図６は加工装置の構成図である。
【００３４】切削工具２１は、図７に示すように工具進
行方向Ｐに対して切刃すくい面２１ａが垂直方向となる
ようにＣ軸テーブル１４に取り付けられている。
行方向Ｐに対して切刃すくい面２１ａが垂直方向となる
ようにＣ軸テーブル１４に取り付けられている。
【００３５】又、ＮＣ制御装置２２は、図７に示すよう
に切削工具２１の切刃すくい面２１ａと被加工物８の加
工点Ｑにおける法線とを常に一定の角度関係、例えば工
具切刃すくい面２１ａと加工点Ｑの法線の角度が常に０
°（工具作用系すくい角が常に０°）となるように特に
Ｃ軸テーブル１４を回転運動させて、切削工具２１を加
工する曲面形状に応じて切削工具２１の姿勢を変化させ
て被加工物８を切削加工制御する機能を有している。
に切削工具２１の切刃すくい面２１ａと被加工物８の加
工点Ｑにおける法線とを常に一定の角度関係、例えば工
具切刃すくい面２１ａと加工点Ｑの法線の角度が常に０
°（工具作用系すくい角が常に０°）となるように特に
Ｃ軸テーブル１４を回転運動させて、切削工具２１を加
工する曲面形状に応じて切削工具２１の姿勢を変化させ
て被加工物８を切削加工制御する機能を有している。
【００３６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３７】ＮＣ制御装置２２は、Ｘテーブル１０、Ｙ
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
運動させて、図７に示すように切削工具１５の切刃すく
い面２１ａと被加工物８の加工点Ｑにおける法線とを常
に一定の角度関係、例えば工具切刃すくい面２１ａと加
工点Ｑの法線の角度が常に０°に動作制御して、切削工
具２１を加工する曲面形状、例えば軸非対称曲面形状で
ある自由曲面レンズ金型やマイクロレンズアレイ及びそ
の金型、又は金型原盤、単一の回転対称曲面金型などの
曲面形状に応じて切削工具２１の姿勢を変化させて被加
工物８を切削加工制御する。
テーブル１１、移動保持体１２及びＣ軸テーブル１４を
運動させて、図７に示すように切削工具１５の切刃すく
い面２１ａと被加工物８の加工点Ｑにおける法線とを常
に一定の角度関係、例えば工具切刃すくい面２１ａと加
工点Ｑの法線の角度が常に０°に動作制御して、切削工
具２１を加工する曲面形状、例えば軸非対称曲面形状で
ある自由曲面レンズ金型やマイクロレンズアレイ及びそ
の金型、又は金型原盤、単一の回転対称曲面金型などの
曲面形状に応じて切削工具２１の姿勢を変化させて被加
工物８を切削加工制御する。
【００３８】このように上記第３の実施の形態において
は、切削工具１５の切刃すくい面１５ａと被加工物８の
加工点における法線とを常に一定の角度関係となるよう
に制御して、切削工具１５を加工する曲面形状に応じて
切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削加工
制御するので、切削工具２１の切刃すくい面２１ａと加
工点Ｑの法線とを常に一定の角度関係に保つことがで
き、加工面と工具切刃の相対姿勢に掛かる加工条件すな
わち作用系すくい角を一定に保つことが可能となり、一
定の加工面表面粗さを得ることができる。
は、切削工具１５の切刃すくい面１５ａと被加工物８の
加工点における法線とを常に一定の角度関係となるよう
に制御して、切削工具１５を加工する曲面形状に応じて
切削工具１５の姿勢を変化させて被加工物８を切削加工
制御するので、切削工具２１の切刃すくい面２１ａと加
工点Ｑの法線とを常に一定の角度関係に保つことがで
き、加工面と工具切刃の相対姿勢に掛かる加工条件すな
わち作用系すくい角を一定に保つことが可能となり、一
定の加工面表面粗さを得ることができる。
【００３９】なお、本発明は、上記第１乃至第３の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。
【００４０】例えば、加工形状が自由曲面であっても本
発明方法を適用することにより同様の効果を奏すること
ができる。すなわち、切削工具の姿勢を変化させるＣ軸
に加えてＸ軸周りの回転動作を行うためのＡ軸又はＹ軸
周りの回転動作を行うためのＢ軸を付加して被加工物の
姿勢を変化させることによって、加工面と工具切刃の相
対姿勢に係わる加工条件（作用系すくい角）を一定に保
つことが可能となり、一定の加工面表面粗さを得ること
ができる。
発明方法を適用することにより同様の効果を奏すること
ができる。すなわち、切削工具の姿勢を変化させるＣ軸
に加えてＸ軸周りの回転動作を行うためのＡ軸又はＹ軸
周りの回転動作を行うためのＢ軸を付加して被加工物の
姿勢を変化させることによって、加工面と工具切刃の相
対姿勢に係わる加工条件（作用系すくい角）を一定に保
つことが可能となり、一定の加工面表面粗さを得ること
ができる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、一
定の加工面粗さを得て、高精度の形状の加工面に加工で
きる切削工具及び曲面切削加工方法を提供できる。
定の加工面粗さを得て、高精度の形状の加工面に加工で
きる切削工具及び曲面切削加工方法を提供できる。
【図１】本発明に係わる切削工具を用いた曲面切削加工
方法を適用した加工装置の第１の実施の形態を示す構成
図。
方法を適用した加工装置の第１の実施の形態を示す構成
図。
【図２】同装置に用いる切削工具の取り付け角度を示す
図。
図。
【図３】同装置に用いる切削工具の切刃形状を説明する
ための図。
ための図。
【図４】本発明に係わる切削工具を用いた曲面切削加工
方法を適用した加工装置の第２の実施の形態を示す構成
図。
方法を適用した加工装置の第２の実施の形態を示す構成
図。
【図５】同装置による曲面切削加工方法を示す図。
【図６】本発明に係わる切削工具を用いた曲面切削加工
方法を適用した加工装置の第３の実施の形態を示す構成
図。
方法を適用した加工装置の第３の実施の形態を示す構成
図。
【図７】同装置による曲面切削加工方法を示す図。
【図８】軸非対称曲面形状となるマイクロレンズが複数
配列されて形成された被加工物を示す図。
配列されて形成された被加工物を示す図。
【図９】従来の型削り方式を用いた加工装置の構成図。
【図１０】同型削り方式のよる加工方法を示す図。
８：被加工物、 １０：Ｘテーブル、 １１：Ｙテーブル、 １２：移動保持体、 １３：Ｚテーブル、 １４：Ｃ軸テーブル、 １５：切削工具、 １６：切刃輪郭、 １７，２０，２２：ＮＣ制御装置、 ２１：切削工具。
Claims (5)
- 【請求項１】 工具進行方向に対して所定の角度傾けた
ときに、前記工具進行方向から見て被加工物の表面形状
と同じ刃先形状を持つことを特徴とする線形の切削工
具。 - 【請求項２】 請求項１記載の切削工具の刃先形状は、
前記工具進行方向から見て円形状であることを特徴とす
る切削工具。 - 【請求項３】 請求項１記載の切削工具を、被加工物上
の工具進行方向に対して所定の角度傾けて前記工具進行
方向に進行させ、前記被加工物を切削加工することを特
徴とする自由曲面の切削加工方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の切削工具を、被加工物上
の工具進行方向に対して所定の角度傾けて前記工具進行
方向に進行させ、かつ前記切削工具の切刃すくい面と被
加工物の加工点における法線とを常に一定の角度関係に
保持し、前記切削工具を加工する曲面形状に応じて前記
切削工具の姿勢を変化させて前記被加工物を切削加工す
ることを特徴とする自由曲面の切削加工方法。 - 【請求項５】 切削工具の切刃すくい面と被加工物の加
工点における法線とを常に所定の角度関係に保持し、前
記切削工具を加工する曲面形状に応じて前記切削工具の
姿勢を変化させて前記被加工物を切削加工することを特
徴とする自由曲面の曲面切削加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49299A JP2000198001A (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | 切削工具及び切削加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49299A JP2000198001A (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | 切削工具及び切削加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000198001A true JP2000198001A (ja) | 2000-07-18 |
| JP2000198001A5 JP2000198001A5 (ja) | 2006-02-09 |
Family
ID=11475267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49299A Pending JP2000198001A (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | 切削工具及び切削加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000198001A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021692A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Makino Milling Mach Co Ltd | 切削加工方法及び装置 |
| JP2012156552A (ja) * | 2006-02-17 | 2012-08-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明システム用の光結合器 |
| JP2013148886A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-08-01 | Canon Inc | マイクロレンズアレイを有する拡散板の製造方法 |
| JP2014104563A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toshiba Mach Co Ltd | レンズ用曲面アレイの加工方法 |
| CN119457155A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-02-18 | 沂普光电(天津)有限公司 | 一种单点金刚石超精密车床切削的加工轨迹及加工方法 |
-
1999
- 1999-01-05 JP JP49299A patent/JP2000198001A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021692A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Makino Milling Mach Co Ltd | 切削加工方法及び装置 |
| JP2012156552A (ja) * | 2006-02-17 | 2012-08-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明システム用の光結合器 |
| JP2013148886A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-08-01 | Canon Inc | マイクロレンズアレイを有する拡散板の製造方法 |
| JP2014104563A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toshiba Mach Co Ltd | レンズ用曲面アレイの加工方法 |
| CN119457155A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-02-18 | 沂普光电(天津)有限公司 | 一种单点金刚石超精密车床切削的加工轨迹及加工方法 |
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|---|---|---|---|
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