JP2005305590A - Method and apparatus for machining curved surface - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To machine an axis-asymmetric curved surface with high accuracy without being limited by the interference with a workpiece even when the axis-asymmetric curved surface has a large depth and a small curvature. <P>SOLUTION: In cutting a curved surface, the surface of the workpiece 3 is machined by means of a cutting tool 9 into the curved surface by moving the cutting tool 9 relative to the workpiece 3, the cutting tool 9 having a doughnut shape turning locus of the cutting edge. The surface of the workpiece 3 is machined in the state that a rotary spindle 7 for holding and turning the cutting tool 9 is tilted by a specified angle θ with respect to a workpiece holding surface 3a for holding the workpiece 3. In cutting the workpiece 3, the following two processes are repeated, a process for advancing and receding the workpiece 3 toward the cutting tool 9 so as to give a required shape while feeding the cutting tool 9 in the first direction along a holding surface 3a, and a process for feeding the cutting tool 9 in the second direction perpendicular to the first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、軸非対称曲面を有する光学素子の光学機能面または光学素子を成形する成形用金型の光学機能面等に対し切削により曲面を加工する曲面切削加工方法及び曲面切削加工装置に関する。   The present invention relates to a curved surface cutting method and a curved surface cutting apparatus for machining a curved surface by cutting an optical functional surface of an optical element having an axially asymmetric curved surface or an optical functional surface of a molding die for molding the optical element.

上述したワークに対して軸非対称曲面を加工する従来の方法が特許文献１に記載されている。この加工方法は、ワークを保持する保持面に平行な旋回軸の周りを旋回するバイトを保持面に沿って第１の方向に送り、かつワークをその表面形状に応じてバイトに向かって進退させることによってワークの所定の帯状部分を切削した上で、バイトを保持面に沿って第１の方向に対して直交する第２の方向に送る工程を繰り返すことにより、曲面切削加工を行うものである。
特許第３２３８８５９号公報 A conventional method for machining an axially asymmetric curved surface with respect to the above-described workpiece is described in Patent Document 1. In this processing method, a cutting tool rotating around a rotation axis parallel to a holding surface for holding a workpiece is sent in the first direction along the holding surface, and the workpiece is advanced and retracted toward the cutting tool according to the surface shape. By cutting the predetermined band-like portion of the workpiece, the cutting process of the curved surface is performed by repeating the process of sending the cutting tool in the second direction orthogonal to the first direction along the holding surface. .
Japanese Patent No. 3338858

しかしながら、上述した従来の方法では、回転軌跡が円盤状のバイトを用い、しかも旋回軸がワークの保持面と平行な状態で加工することから、ワークの所望の軸非対称曲面が半球になるほどバイトを保持するシャンクの外周面とワークの外縁部とが接触し易くなる。特に、加工される軸非対称の曲面が深く、且つ曲率が小さい凹形状の場合には、接触による制約を受けることとなる。   However, in the above-described conventional method, since the turning trajectory uses a disk-shaped tool and the turning axis is machined in a state parallel to the work holding surface, the tool is moved so that the desired axially asymmetric curved surface of the work becomes a hemisphere. The outer peripheral surface of the shank to be held and the outer edge portion of the workpiece are easily brought into contact with each other. In particular, when the processed axisymmetric curved surface is deep and the concave shape has a small curvature, the contact is restricted.

これを回避するために、バイトを保持するシャンクの径を小さくすると、シャンク部の剛性が小さくなるため、ワークの加工面における加工精度や面粗さの劣化の原因となる。このようなことから、上述した方法では、軸非対称の曲面が深くて小さい半球状に対しては加工が困難となる問題を有している。   In order to avoid this, if the diameter of the shank holding the cutting tool is reduced, the rigidity of the shank portion is reduced, which causes deterioration of the processing accuracy and surface roughness on the processing surface of the workpiece. For this reason, the above-described method has a problem that it is difficult to process a hemisphere having a deep axially asymmetric curved surface.

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、軸非対称の曲面が深くしかも曲率が小さい場合であっても、ワークとの接触の制約を受けることなく、高精度に加工することが可能な曲面切削加工方法及び曲面切削加工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and even when the axially asymmetric curved surface is deep and the curvature is small, it is highly accurate without being restricted by contact with the workpiece. It is an object of the present invention to provide a curved surface cutting method and a curved surface cutting apparatus that can be processed into a curved surface.

請求項１記載の発明は、切刃の回転軌跡がドーナツ状である切削バイトとワークとを相対的に移動させることにより、ワーク表面を切削バイトによって曲面に加工する曲面切削加工方法において、前記ワークを保持する保持面に対して、前記切削バイトを保持して回転させる回転軸を所定の角度傾けた状態でワーク表面の加工を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a curved surface cutting method for machining a workpiece surface into a curved surface by a cutting bite by relatively moving a cutting bite having a doughnut-shaped cutting edge and a workpiece, wherein the workpiece is curved. The workpiece surface is machined in a state in which a rotating shaft that holds and rotates the cutting tool is inclined at a predetermined angle with respect to a holding surface that holds the cutting tool.

請求項１記載の発明では、ワークの保持面に対して回転軸を傾けるため、切削バイトが傾いた状態でドーナツ状の回転軌跡で移動する。このような切削では、切削バイトを保持するシャンクがワークと接触することがなく、軸非対称の曲面が深くしかも曲率が小さい場合であっても、ワークとの接触の制約を受けることなく、高精度に加工することができる。   In the first aspect of the present invention, the rotation axis is tilted with respect to the work holding surface, so that the cutting tool is moved along a donut-shaped rotation locus in a tilted state. In such cutting, the shank that holds the cutting tool does not come into contact with the workpiece, and even when the axially asymmetric curved surface is deep and the curvature is small, it is highly accurate without being restricted by contact with the workpiece. Can be processed.

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の曲面切削加工方法であって、前記切削バイトを前記保持面に沿って第１の方向に送りながらワークを所望の形状となるように切削バイトに向かって進退させる工程と、切削バイトを前記第１の方向と直交する第２の方向に送る工程と、を繰り返すことを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the curved surface cutting method according to the first aspect, wherein the workpiece is formed in a desired shape while feeding the cutting bit along the holding surface in a first direction. And a step of feeding the cutting tool in a second direction orthogonal to the first direction are repeated.

請求項２記載の発明では、切削バイトを第１の方向に送ると共に、第１の方向と直交する第２の方向に送って切削加工するため、軸非対称の曲面を迅速に加工することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the cutting tool is sent in the first direction and is sent in the second direction orthogonal to the first direction for cutting, the axially asymmetric curved surface can be processed quickly. .

請求項３記載の発明は、請求項１記載の曲面切削加工方法であって、前記切削バイトを前記保持面に沿って第１の方向に送りながらワークを所望の形状となるように切削バイトに向かって進退させながら切削バイトを第１の方向に対して直交する第２の方向に移動させてワーク表面を所定幅の帯状に切削除去する工程と、切削バイトを前記第１の方向と直交する第２の方向に送る工程と、を繰り返すことを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the curved surface cutting method according to the first aspect, wherein the workpiece is formed into a desired shape while feeding the cutting bite in the first direction along the holding surface. A step of moving the cutting tool in a second direction orthogonal to the first direction while advancing and retreating the workpiece, and cutting and removing the workpiece surface into a strip having a predetermined width; and the cutting tool orthogonal to the first direction And repeating the step of sending in the second direction.

請求項３記載の発明では、切削バイトを第１の方向に送る際に、切削バイトを第２の方向に移動させるため、帯状の切削除去を行うことができる。このため、切削回数が少ない効率の良い加工となり、加工時間を短くすることができる。   According to the third aspect of the present invention, when the cutting tool is sent in the first direction, the cutting tool is moved in the second direction, so that strip-shaped cutting and removal can be performed. For this reason, it becomes efficient processing with few frequency | counts of cutting, and processing time can be shortened.

請求項４記載の発明は、請求項２または３に記載の曲面切削加工方法であって、前記第１の方向は、前記回転軸を傾けた方向と同一方向であることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is the curved surface cutting method according to the second or third aspect, wherein the first direction is the same direction as the direction in which the rotation shaft is inclined.

請求項４記載の発明では、回転軸を傾けた方向と同一方向に切削バイトを移動させるため、切削加工を迅速に行うことができる。   In the invention according to claim 4, since the cutting tool is moved in the same direction as the direction in which the rotation axis is inclined, cutting can be performed quickly.

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の曲面切削加工方法であって、前記回転軸の角度は、その保持を行う回転可能な保持部の角度を割り出して設定することを特徴とする。   Invention of Claim 5 is the curved surface cutting method in any one of Claims 1-4, Comprising: The angle of the said rotating shaft calculates and sets the angle of the rotatable holding | maintenance part which hold | maintains it It is characterized by that.

請求項５記載の発明では、保持部の角度割り出しにより、回転軸の角度を変更することができるため、切削バイトの切刃におけるワークとの接触部分を変更することができ、切刃にチッピング等が発生していない部分での切削を行うことができる。このため、高精度な切削を行うことができる。   In the invention according to claim 5, since the angle of the rotating shaft can be changed by indexing the holding portion, the contact portion of the cutting tool with the workpiece can be changed, and the cutting blade can be chipped. It is possible to perform cutting at a portion where no occurrence occurs. For this reason, highly accurate cutting can be performed.

請求項６記載の発明は、切刃の回転軌跡がドーナツ状である切削バイトとワークとを相対的に移動させることにより、ワーク表面を切削バイトによって曲面に加工する曲面切削加工装置において、前記切削バイトを保持すると共に切削バイトによるワーク表面の加工の際に、ワークを保持する保持面に対して所定の角度傾けた軸の周りを回転する回転軸と、前記回転軸の角度を所定の角度に設定する角度設定手段と、を具備することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the curved surface cutting apparatus for processing the surface of the workpiece into a curved surface by the cutting bite by relatively moving the cutting bite having a doughnut-shaped cutting locus and the workpiece, the cutting A rotating shaft that rotates around an axis inclined at a predetermined angle with respect to a holding surface that holds the workpiece and holds the cutting tool at a predetermined angle when the workpiece surface is processed by the cutting tool. And an angle setting means for setting.

請求項６記載の発明では、角度設定手段が回転軸の角度を設定するため、設定された角度によって切削加工が行われる。このため、切削バイトが傾いた状態でドーナツ状の回転軌跡で移動し、シャンクがワークと接触することがなくなり、軸非対称の曲面が深くしかも曲率が小さい場合であっても、ワークとの接触の制約を受けることなく、高精度に加工することができる。   In the sixth aspect of the invention, since the angle setting means sets the angle of the rotating shaft, cutting is performed at the set angle. For this reason, even if the cutting tool moves along a donut-shaped rotation locus in a tilted state, the shank does not come into contact with the work, and even if the axially asymmetric curved surface is deep and the curvature is small, the contact with the work It can be processed with high accuracy without any restrictions.

本発明の曲面切削加工方法によれば、切削バイトが傾いた状態でドーナツ状の回転軌跡で移動して切削を行うため、軸非対称の曲面が深くしかも曲率が小さい場合であっても、ワークとの接触の制約を受けることなく、高精度に加工することができる。   According to the curved surface cutting method of the present invention, cutting is performed by moving along a donut-shaped rotational locus while the cutting tool is tilted. Therefore, even when the axially asymmetric curved surface is deep and the curvature is small, the workpiece and Can be processed with high accuracy without being restricted by contact.

本発明の曲面切削加工装置によれば、角度設定手段が回転軸の角度を設定するため、切削バイトが傾いた状態でドーナツ状の回転軌跡で移動して切削を行う。これにより、軸非対称の曲面が深くしかも曲率が小さい場合であっても、ワークとの接触の制約を受けることなく、高精度に加工することができる。   According to the curved surface cutting apparatus of the present invention, the angle setting means sets the angle of the rotating shaft, so that the cutting tool moves along a donut-shaped rotation locus while the cutting tool is tilted to perform cutting. As a result, even if the axially asymmetric curved surface is deep and the curvature is small, it can be processed with high accuracy without being restricted by contact with the workpiece.

以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to embodiments shown in the drawings. In each embodiment, the same members are assigned the same reference numerals.

（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１を示し、図１はこの実施の形態が適用される超精密加工機の正面図、図２は切削バイトの保持部分の拡大正面図、図３はワークへの加工状態を示す斜視図である。 (Embodiment 1)
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of an ultraprecision machine to which this embodiment is applied, and FIG. 2 is an enlarged front view of a holding part of a cutting tool, FIG. 3 is a perspective view showing a processed state of the workpiece.

超精密加工機は、相互に直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を有し、ＮＣ制御される構造となっている。この超精密加工機において、図１に示すように、ベース１の上にはＺ軸に沿って移動可能なＺステージ２が設けられ、Ｚステージ２上にはワーク３の保持部４が設けられている。   The ultra-precision machine has three axes of X, Y, and Z orthogonal to each other and has a structure controlled by NC. In this ultraprecision machine, as shown in FIG. 1, a Z stage 2 movable along the Z axis is provided on a base 1, and a holding part 4 for a work 3 is provided on the Z stage 2. ing.

また、ベース１上には、ベース１上には、Ｘ軸に沿って移動するＸステージ５がワーク３の保持部４に対向した位置に設けられている。Ｘステージ５上には、Ｙ軸に沿って移動するＹステージ６が設けられている。Ｙステージ６には、工具軸８が取り付けられており、工具軸８には、回転軸７が同軸となるように取り付けられている。これらの回転軸７及び工具軸８は、ワーク３を保持する保持部４のＸＹ平面（ワーク保持面３ａ）に対し、ＹＺ平面内で所定の角度θで傾いている。   On the base 1, an X stage 5 that moves along the X axis is provided on the base 1 at a position facing the holding portion 4 of the workpiece 3. A Y stage 6 that moves along the Y axis is provided on the X stage 5. A tool shaft 8 is attached to the Y stage 6, and a rotation shaft 7 is attached to the tool shaft 8 so as to be coaxial. The rotary shaft 7 and the tool shaft 8 are inclined at a predetermined angle θ in the YZ plane with respect to the XY plane (work holding surface 3 a) of the holding unit 4 that holds the work 3.

回転軸７には、切削工具が保持されている。切削工具は、回転軸７に取り付けられる円盤形状のシャンク１５と、ワーク３を切削加工する円盤形状の切削バイト９とから構成され、切削バイト９がシャンク１５に保持されている。切削バイト９は、半径の輪郭精度が０．１μｍ以下となるように作製されている。   A cutting tool is held on the rotary shaft 7. The cutting tool is composed of a disk-shaped shank 15 attached to the rotary shaft 7 and a disk-shaped cutting tool 9 for cutting the workpiece 3, and the cutting tool 9 is held by the shank 15. The cutting tool 9 is manufactured such that the contour accuracy of the radius is 0.1 μm or less.

図２に示すように、シャンク１５はその中心と回転軸７の中心軸Ａ（図１参照）とが一致するように、その上面１５ａが回転軸７の先端部分に取り付けられている。切削バイト９は、その中心がシャンク１５の側面１５ｂの接線と平行で、且つシャンク１５から一部を突出させた状態で、シャンク１５の側面１５ｂと下面１５ｃとの境界部分である角部に固定されている。   As shown in FIG. 2, the upper surface 15 a of the shank 15 is attached to the distal end portion of the rotating shaft 7 so that the center thereof coincides with the center axis A (see FIG. 1) of the rotating shaft 7. The cutting tool 9 is fixed to a corner which is a boundary portion between the side surface 15b and the lower surface 15c of the shank 15 in a state where the center is parallel to the tangent to the side surface 15b of the shank 15 and a part of the cutting tool 9 protrudes from the shank 15. Has been.

この実施の形態において、加工するワーク３は球面近似で曲率半径Ｒｗが５ｍｍ、深さ（図に示すＺ軸方向の深さ）が２ｍｍの凹面形状となっている。これに対し、使用する切削バイト９は、図２に示すように、ノーズ半径Ｒｎが２ｍｍ、回転半径Ｒｂが３．５ｍｍとなっており、シャンク１５は直径Ｄが６ｍｍとなっている。また、切削工具、回転軸７および工具軸８の中心軸Ａは、ワーク３の保持面３ａに対して４５°傾けられている。   In this embodiment, the workpiece 3 to be machined has a concave shape with a spherical approximation, a radius of curvature Rw of 5 mm, and a depth (depth in the Z-axis direction shown in the figure) of 2 mm. On the other hand, as shown in FIG. 2, the cutting tool 9 to be used has a nose radius Rn of 2 mm, a rotation radius Rb of 3.5 mm, and the shank 15 has a diameter D of 6 mm. Further, the central axis A of the cutting tool, the rotary shaft 7 and the tool shaft 8 is inclined by 45 ° with respect to the holding surface 3 a of the workpiece 3.

この実施の形態におけるワーク３表面への切削加工は、以下のようにして行われる。   Cutting on the surface of the workpiece 3 in this embodiment is performed as follows.

図３に示すように、工具軸８を所定の回転数で回転させながら、切削バイト９の切刃の回転軌跡がドーナツ状となるように、加工ラインＸ１のａポイントからワーク３表面に沿ってＹ方向（第１の方向）に沿うＹ１からＹ２に所定の速度で送る。一方、加工する曲面形状に沿うように、ワーク３をＺ軸に沿って切削バイト９に向かって進退させることにより、ワーク３表面を加工する。   As shown in FIG. 3, while rotating the tool shaft 8 at a predetermined number of revolutions, the rotation trajectory of the cutting edge of the cutting tool 9 becomes a donut shape from the point a of the machining line X1 along the surface of the workpiece 3. It sends at a predetermined speed from Y1 to Y2 along the Y direction (first direction). On the other hand, the surface of the workpiece 3 is processed by moving the workpiece 3 back and forth along the Z axis toward the cutting tool 9 along the curved surface shape to be processed.

このときのＹ軸およびＺ軸の制御は、曲面形状に基づいて作成されたＮＣデータにより制御される。Ｙ１からＹ２に送ってＸ１の１ライン加工が終わると、Ｙ方向と直交するＸ２方向（第２の方向）に、所定の幅だけ切削バイト９を送り、同様にして次のラインを加工する。   The control of the Y axis and the Z axis at this time is controlled by NC data created based on the curved surface shape. When the one-line processing of X1 is finished by sending from Y1 to Y2, the cutting tool 9 is sent by a predetermined width in the X2 direction (second direction) orthogonal to the Y direction, and the next line is processed in the same manner.

以上の加工工程を繰り返して、Ｘ１からＸｎまでのラインを加工することにより曲面全面の加工を行う。   By repeating the above processing steps and processing the lines from X1 to Xn, the entire curved surface is processed.

このような実施の形態では、切削バイト９を保持する回転軸７をワーク保持面３ａに対して傾けた状態で、切削バイト９をドーナツ状の回転軌跡で移動させるため、シャンク１５がワーク３と接触することがない。このため、ワーク３に形成する軸非対称の曲面が深くて小さい半球であっても、高精度に加工を行うことができる。   In such an embodiment, the shank 15 is moved with the workpiece 3 in order to move the cutting bit 9 along a donut-shaped rotation locus in a state where the rotary shaft 7 holding the cutting bit 9 is inclined with respect to the workpiece holding surface 3a. There is no contact. For this reason, even if the axially asymmetric curved surface formed on the workpiece 3 is a deep and small hemisphere, it can be processed with high accuracy.

なお、この実施の形態では、切削バイト９を円盤形状としているが、切刃の回転軌跡がドーナツ形状となり、加工時にワーク３と点接触するような形状であれば、球状や棒状であっても良い。   In this embodiment, the cutting tool 9 has a disk shape. However, if the rotation trajectory of the cutting edge has a donut shape and is in point contact with the workpiece 3 during processing, it may be spherical or rod-shaped. good.

（実施の形態２）
この実施の形態では、図１〜図３に示す実施の形態１と同様な構造を用いてワーク３への加工を行うものであり、このため実施の形態１と異なる部分について説明する。 (Embodiment 2)
In this embodiment, the workpiece 3 is processed using the same structure as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and therefore, different portions from the first embodiment will be described.

工具軸８を所定の回転数で回転させながら、切削バイト９の切刃の回転軌跡がドーナツ状となるように、加工ラインＸ１のａポイントからワーク３表面に沿ってＹ方向（第１の方向）に沿うＹ１からＹ２に所定の速度で送る。これに対し、加工する曲面形状に沿うように、ワーク３をＺ軸に沿って切削バイト９に向かって進退させる。これと同時に、ワーク表面に対する切削幅が一定となるようにワーク３をＸ軸に沿って移動させる。このときのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の制御は、曲面形状に基づいて作成されたＮＣデータにより制御される。Ｙ１からＹ２に送ってＸ１の１ライン加工が終わると、Ｙ方向と直交するＸ２方向（第２の方向）に、所定の幅だけ切削バイト９を送り、同様にして次のラインを加工する。   While rotating the tool shaft 8 at a predetermined rotational speed, the Y direction (first direction) from the point a of the machining line X1 along the surface of the work 3 so that the rotation trajectory of the cutting edge of the cutting tool 9 has a donut shape. ) Along Y) from Y1 to Y2 at a predetermined speed. On the other hand, the workpiece 3 is advanced and retracted along the Z axis toward the cutting tool 9 along the curved surface shape to be processed. At the same time, the workpiece 3 is moved along the X axis so that the cutting width with respect to the workpiece surface is constant. Control of the X axis, the Y axis, and the Z axis at this time is controlled by NC data created based on the curved surface shape. When the one-line processing of X1 is finished by sending from Y1 to Y2, the cutting tool 9 is sent by a predetermined width in the X2 direction (second direction) orthogonal to the Y direction, and the next line is processed in the same manner.

以上の加工工程を繰り返して、Ｘ１からＸｎまでのラインを加工することにより曲面全面の加工を行う。   By repeating the above processing steps and processing the lines from X1 to Xn, the entire curved surface is processed.

このような実施の形態では、Ｘ方向に移動する加工と同時に、ワーク３表面を所定幅の帯状に切削除去することができる。このため、実施の形態１よりも切削バイトのＹ軸方向の走査を少なくすることができ、効率の良い加工となり、加工時間を短くすることができる。   In such an embodiment, the surface of the workpiece 3 can be cut and removed into a belt shape having a predetermined width simultaneously with the processing that moves in the X direction. For this reason, the scanning of the cutting tool in the Y-axis direction can be reduced as compared with the first embodiment, and the machining can be performed efficiently and the machining time can be shortened.

（実施の形態３）
この実施の形態では、工具軸８を角度割り出し機能を有した軸構造とするものである。 (Embodiment 3)
In this embodiment, the tool shaft 8 has a shaft structure having an angle indexing function.

図４は、この具体的な構造を示し、工具軸８を保持回転軸１０に取り付け、この保持回転軸１０をＹステージ６に取り付けている。保持回転軸１０は、工具軸８の角度設定手段となるものであり、このため、保持回転軸１０は、角度割り出し機能を有しており、回転することにより回転軸７の角度θ（図１参照）を所望の角度に設定することが可能となっている。   FIG. 4 shows this specific structure, in which the tool shaft 8 is attached to the holding rotary shaft 10 and the holding rotary shaft 10 is attached to the Y stage 6. The holding rotary shaft 10 serves as an angle setting means for the tool shaft 8. For this reason, the holding rotary shaft 10 has an angle indexing function and rotates to rotate the angle θ of the rotary shaft 7 (FIG. 1). Can be set to a desired angle.

複数のワーク３を加工する場合、まず所定の角度θ１＝４０°に設定して、実施の形態１及び２と同様に加工を行う。加工するワーク３の個数が増えるにつれて、切削バイト９の切刃にチッピング等が発生するため、切削面の面粗さが低下する。このような場合に、この実施の形態では、工具軸８を保持している保持回転軸１０を回転させることにより、例えば、ワーク取り付け面との角度θ（θ２）を５０°に変えて加工を行う。   When machining a plurality of workpieces 3, first, a predetermined angle θ1 = 40 ° is set, and machining is performed in the same manner as in the first and second embodiments. As the number of workpieces 3 to be processed increases, chipping or the like occurs at the cutting edge of the cutting tool 9, so that the surface roughness of the cutting surface decreases. In such a case, in this embodiment, by rotating the holding rotary shaft 10 holding the tool shaft 8, for example, the angle θ (θ2) with respect to the workpiece mounting surface is changed to 50 ° for machining. Do.

このような実施の形態では、複数のワーク３を同一の切削バイト９を用いて加工する場合、加工点を少しずらすことにより使用していないバイトの切刃で加工を行うことができる。このため、チッピングによる切削面の粗さが悪くなることを防止することができる。   In such an embodiment, when a plurality of workpieces 3 are machined using the same cutting tool 9, the machining can be performed with an unused cutting edge by slightly shifting the machining point. For this reason, it can prevent that the roughness of the cutting surface by chipping worsens.

（実施の形態４）
図５及び図６は、本発明の実施の形態４を示す。この実施の形態では、ベース１上のＸステージ５に回転テーブル１１が取り付けられ、この回転テーブル１１にＹテーブル８が取り付けられている。回転軸７を保持する工具軸８は、Ｙテーブル８に取り付けられるが、ＸＺ平面と平行となっている。 (Embodiment 4)
5 and 6 show Embodiment 4 of the present invention. In this embodiment, a rotary table 11 is attached to the X stage 5 on the base 1, and a Y table 8 is attached to the rotary table 11. The tool shaft 8 that holds the rotating shaft 7 is attached to the Y table 8, but is parallel to the XZ plane.

回転テーブル１１は、角度割り出し機能を有しており、ＸＺ平面内で回転することにより回転軸７及び工具軸８をワーク３の保持部４におけるワーク保持面３ａに対して所定の角度φに設定する角度設定手段となっている。このような角度φで回転軸７をＸＺ平面内で傾けて加工を行っても、実施の形態１及び２と同様な加工を行うことが可能となる。   The rotary table 11 has an angle indexing function, and the rotary shaft 7 and the tool shaft 8 are set to a predetermined angle φ with respect to the work holding surface 3a in the holding part 4 of the work 3 by rotating in the XZ plane. Angle setting means. Even if machining is performed with the rotation axis 7 tilted in the XZ plane at such an angle φ, the same machining as in the first and second embodiments can be performed.

本発明が適用される超精密加工機の正面図である。1 is a front view of an ultraprecision machine to which the present invention is applied. 切削加工における切削バイトの傾き状態を示す正面図である。It is a front view which shows the inclination state of the cutting bite in cutting. ワークへの切削加工を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the cutting process to a workpiece | work. 実施の形態２の正面図である。6 is a front view of a second embodiment. FIG. 実施の形態４の正面図である。FIG. 10 is a front view of a fourth embodiment. 実施の形態４の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２ Ｚステージ
３ ワーク
３ａ ワーク保持面
４ 保持部
５ Ｘステージ
６ Ｙステージ
７ 回転軸
８ 工具軸
９ 切削バイト 2 Z stage 3 Workpiece 3a Workpiece holding surface 4 Holding section 5 X stage 6 Y stage 7 Rotating shaft 8 Tool shaft 9 Cutting tool

Claims (6)

切刃の回転軌跡がドーナツ状である切削バイトとワークとを相対的に移動させることにより、ワーク表面を切削バイトによって曲面に加工する曲面切削加工方法において、
前記ワークを保持する保持面に対して、前記切削バイトを保持して回転させる回転軸を所定の角度傾けた状態でワーク表面の加工を行うことを特徴とする曲面切削加工方法。 In the curved surface cutting method of processing the workpiece surface into a curved surface with the cutting bite by relatively moving the cutting bite and the workpiece whose rotation trajectory of the cutting edge is a donut shape,
A curved surface cutting method comprising: machining a workpiece surface in a state in which a rotation axis for holding and rotating the cutting tool is inclined at a predetermined angle with respect to a holding surface holding the workpiece. 前記切削バイトを前記保持面に沿って第１の方向に送りながらワークを所望の形状となるように切削バイトに向かって進退させる工程と、切削バイトを前記第１の方向と直交する第２の方向に送る工程と、を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の曲面切削加工方法。   A step of advancing and retreating the workpiece toward the cutting bite so that the workpiece has a desired shape while feeding the cutting bite in the first direction along the holding surface; and a second direction orthogonal to the first direction of the cutting bite The curved surface cutting method according to claim 1, wherein the step of feeding in a direction is repeated. 前記切削バイトを前記保持面に沿って第１の方向に送りながらワークを所望の形状となるように切削バイトに向かって進退させながら切削バイトを第１の方向に対して直交する第２の方向に移動させてワーク表面を所定幅の帯状に切削除去する工程と、切削バイトを前記第１の方向と直交する第２の方向に送る工程と、を繰り返すことを特徴とする請求項１記載の曲面切削加工方法。   A second direction orthogonal to the first direction while advancing and retracting the workpiece toward the cutting bite so that the workpiece has a desired shape while feeding the cutting bite in the first direction along the holding surface The step of cutting and removing the workpiece surface into a strip shape having a predetermined width and the step of feeding a cutting bite in a second direction orthogonal to the first direction are repeated. Curved cutting method. 前記第１の方向は、前記回転軸を傾けた方向と同一方向であることを特徴とする請求項２または３に記載の曲面切削加工方法。   4. The curved surface cutting method according to claim 2, wherein the first direction is the same direction as a direction in which the rotation axis is inclined. 前記回転軸の角度は、その保持を行う回転可能な保持部の角度を割り出して設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の曲面切削加工方法。   The curved surface cutting method according to any one of claims 1 to 4, wherein the angle of the rotating shaft is determined by determining an angle of a rotatable holding portion that holds the rotating shaft. 切刃の回転軌跡がドーナツ状である切削バイトとワークとを相対的に移動させることにより、ワーク表面を切削バイトによって曲面に加工する曲面切削加工装置において、
前記切削バイトを保持すると共に切削バイトによるワーク表面の加工の際に、ワークを保持する保持面に対して所定の角度傾けた軸の周りを回転する回転軸と、
前記回転軸の角度を所定の角度に設定する角度設定手段と、
を具備することを特徴とする曲面切削加工装置。 In a curved cutting device that processes the workpiece surface into a curved surface with a cutting bite by relatively moving the cutting bite and the workpiece with a rotating locus of the cutting edge being a donut shape,
A rotating shaft that rotates around an axis that is inclined at a predetermined angle with respect to a holding surface that holds the workpiece while holding the cutting bit and processing the workpiece surface with the cutting bit;
Angle setting means for setting the angle of the rotation axis to a predetermined angle;
A curved surface cutting apparatus characterized by comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100730783B1 (en) 2006-08-29 2007-06-20 동양피스톤 주식회사 Finishing machine for pinhole of piston
JP2008049426A (en) * 2006-08-23 2008-03-06 Toshiba Corp Cutting method, and pressure vessel manufactured by cutting method
CN114393219A (en) * 2021-12-27 2022-04-26 贵阳万江航空机电有限公司 Method for machining semicircular cavity of rubber mold core and universal cutter

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