JP4682436B2 - Fine uneven processing method and fine uneven processing apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、トロイダル式ＣＶＴの転動体の外周面に円周方向に沿って切り込み深さが１０μｍ以下の微細溝を形成するのに利用される微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの被加工面に微細凹凸(例えば、切り込み深さが１０μｍ以下の微細連続らせん溝)を形成するに際しては、まず、精密旋盤によってワークの被加工面に微細凹部分を形成した後、超仕上盤によりこの微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工(例えば、プラトー加工)を行うことによって、切り込み深さが１０μｍ以下の微細連続らせん溝を形成するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来にあっては、上記したように、微細凹部分の形成加工と微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを別工程で行っていたため、加工精度に限界があった。すなわち、精密旋盤にセットしたワークを超仕上盤にセットし直す際に、ワークの加工中心がずれることで、微細連続らせん溝の深さがばらつくなどといった不具合が生じる可能性があるという問題を有していた。
【０００４】
上記したように、微細凹部分の形成加工と微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを別工程で行ったとしても、ワークが単純な形状(例えば、単一な円柱形状)をなしている場合には、加工基準となる部分の前加工精度を高めることで、ある程度対応することはできるものの、加工コストが高くついてしまうという問題があった。
【０００５】
一方、トロイダル式ＣＶＴの転動体などのように、ワークが精度を確保し難い複雑な形状をなしている場合には、前加工精度の向上による対応そのものが困難なものとなっており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、ワークの掴み替えによる精度の悪化をなくすことができ、加えて、同じ工具保持部にてワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具とワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具とを保持することで、加工精度を確保することが可能であり、その結果、従来のように前加工精度を高めることなく簡単かつ安価に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成することができる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した微細凹凸加工方法は、ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、そのワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具とを同じ工具保持部にて保持し、回転する上記ワークの被加工面に対して凹部分加工工具を切り込みながら相対移動させて微細凹部分を形成する加工を行った後、上記ワークの保持状態を維持したまま、工具保持部をスライドもしくは旋回させて上記ワークとの相対位置を移動させることにより、凹部分加工工具が加工を行っていた位置と同じ位置に仕上げ加工工具を移動させて、凹部分加工工具が加工を行った回転する上記ワークの被加工面に対して切り込みながら相対移動させて仕上げ加工を行うことにより、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成する内容のものであり、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて前記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面への微細凹部分の形成と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを互いに独立して行なうことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の微細凹凸加工方法は、ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、そのワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具とを同じ工具保持部にて保持し、回転する上記ワークの被加工面に対して凹部分加工工具を切り込みながら相対移動させて微細凹部分を形成する加工を行った後、上記ワークの保持状態を維持したまま、工具保持部をスライドもしくは旋回させて上記ワークとの相対位置を移動させることにより、凹部分加工工具が加工を行っていた位置と異なる位置に仕上げ加工工具を移動させて、凹部分加工工具が加工を行った回転する上記ワークの被加工面に対して切り込みながら相対移動させて仕上げ加工を行うことにより、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成する内容のものであり、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面への微細凹部分の形成と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて前記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを互いに独立して行なうことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の微細凹凸加工装置は、ワークを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部と、そのワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具を備え、凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の加工時期に各々の所定の加工開始部位に移動可能に保持しかつ凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を回転する上記ワークの被加工面に対してそれぞれ切り込ませながら送り移動可能に保持して、上記ワークの被加工面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成するものであり、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて前記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構とを互いに独立して設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の微細凹凸加工装置は、ワークを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部と、そのワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具と、凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の加工時期に各々の所定の加工開始部位に移動させると共に回転する上記ワークの被加工面に対してそれぞれ切り込ませながら送り移動可能に保持する工具保持部とを備え、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成するものであり、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構とを互いに独立して設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３又は４に記載した凹部分加工工具及び仕上げ加工工具の各々の所定の加工開始部位を同じ位置に設定している。
請求項６に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３又は４に記載した凹部分加工工具仕上げ及び加工工具の各々の所定の加工開始部位を互いに異なる位置に設定している。
請求項７に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜６のいずれか１項に記載した工具保持部が、ワークの回転軸と平行な平面上で互いに直交する２つの軸方向に移動可能としている。
【００１２】
請求項８に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜６のいずれか１項に記載した工具保持部が、ワークの回転軸と平行な平面上で互いに直交する２つの軸方向及びワークの回転軸と平行な平面に垂直な回転軸回りに回転する方向のうちの少なくとも２つの方向に移動可能としている。
請求項９に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜８のいずれか１項に記載したワーク保持部が、複数のワークを保持しかつ凹部分加工工具による加工部位及び仕上げ加工工具による加工部位において各ワークの位置決めを順次行うべく作動するものである。
【００１３】
請求項１０に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜９のいずれか１項に記載した工具保持部が、ワークの被加工面に対する切り込み方向あるいは押し付け方向を同じ向きにして凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を保持している。
請求項１１に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜９のいずれか１項に記載した工具保持部が、ワークの回転軸と平行な平面で回動可能に支持されかつワークの被加工面に対する切り込み方向あるいは押し付け方向を異なる向きにして凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を保持していると共に割り出し位置決め回動により凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の所定の加工開始部位に移動させるようになっている。
【００１４】
請求項１２に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１１のいずれか１項に記載した凹部分加工工具が所定の加工部位に位置した状態において凹部分加工工具駆動機構が作動し、仕上げ加工工具が所定の加工部位に位置した状態において仕上げ加工工具駆動機構が切り替わって作動する。
請求項１３に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜１２のいずれか１項に記載した工具保持部には、保持部側係合部を設けると共に、凹部分加工工具駆動機構及び仕上げ加工工具駆動機構には駆動機構側係合部をそれぞれ設け、工具保持部の保持部側係合部と凹部分加工工具駆動機構の駆動機構側係合部とを係合した状態において凹部分加工工具駆動機構から工具保持部を介して凹部分加工工具に駆動力を伝達し、工具保持部の保持部側係合部と仕上げ加工工具駆動機構の駆動機構側係合部とを係合した状態において仕上げ加工工具駆動機構から工具保持部を介して仕上げ加工工具に駆動力を伝達するようになっている。
【００１５】
請求項１４に記載の微細凹凸加工装置は、請求項１３に記載した工具保持部の保持部側係合部をスプラインあるいはセレーションとすると共に、凹部分加工工具駆動機構および仕上げ加工工具駆動機構の各駆動機構側係合部をスプラインあるいはセレーションとし、工具保持部をスライドさせてその保持部側係合部を凹部分加工工具駆動機構の駆動機構側係合部及び仕上げ加工工具駆動機構の駆動機構側係合部のうちのいずれかの駆動機構側係合部に係合させることで駆動力の伝達系統が切り替わるようになっている。
【００１６】
請求項１５に記載の微細凹凸加工装置は、請求項４〜１４のいずれか１項に記載した凹部分加工工具の切り込み力付与手段あるいは押圧力付与手段と、仕上げ加工工具の切り込み力付与手段あるいは押圧力付与手段とを工具保持部上にそれぞれ独立して配置されている。
【００１７】
請求項１６に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１５のいずれか１項に記載した凹部分加工工具として、研削，切削，転造，超仕上，ラップ及びこれらに電気的作用あるいは化学的作用を付加した工具のいずれかを採用している。
【００１８】
請求項１７に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１６のいずれか１項に記載した仕上げ加工工具として、研削，切削，超仕上，ラップおよびこれらに電気的作用あるいは化学的作用を付加した工具のいずれかを採用している。
【００１９】
請求項１８に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１７のいずれか１項に記載した凹部分加工工具によりワークの被加工面に微細凹部分を形成する段階で用いるクーラントと、仕上げ加工工具によりワークの被加工面の微細凹部分以外の凸部分に仕上げ加工を行う段階で用いるクーラントとを違えてある。
【００２０】
請求項１９に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１８のいずれか１項に記載した凹部分加工工具として、研削，切削及び転造の工具を用いる場合に、ミスト状のクーラント供給がなされるようになっている。
【００２１】
請求項２０に記載の微細凹凸加工装置は、請求項３〜１９のいずれか１項に記載した凹部分加工工具による加工位置において被加工面に微細凹部分の形成加工が施されているワークと、仕上げ加工工具による加工位置において被加工面の微細凹部分以外の凸部分に仕上げ加工が施されているワークとの間に、相互に生じる切屑や加工に用いるクーラントが相手側に飛散するのを阻止する仕切り板を配置している。
【００２２】
【発明の作用】
請求項１及び２に記載の微細凹凸加工方法では、ワークの被加工面に微細凹部分を形成する加工からこのワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工に移る間において、一旦セットしたワークをセットし直す必要がないので、その分だけ精度の悪化が回避され、加えて、同じ工具保持部上の工具で加工することから、加工精度が加工装置の位置決め精度のみに依存することとなって、高い加工精度を確保し得ることとなり、したがって、前加工精度を高める必要がなくなって、高低差が１０μｍ以下の所望する微細凹凸の形成が簡単かつ安価になされることとなり、とくに、請求項２に係わる微細凹凸加工方法では、微細凹部分形成加工および仕上げ加工の違いやワークの形状による装置レイアウトの制約を受けることがないので、意図する微細凹凸の形状に応じた最適な加工を選択し得ることとなり、その結果、最もリーズナブルな微細凹凸加工がなされることとなる。
ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークの被加工面に、微細凹凸を精度良く形成し得ることとなり、加えて、ワークの被加工面への微細凹部分の形成と、ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを互いに独立させているので、微細凹部分形成加工及び仕上げ加工の各々に適した加工送りや作動がなされることとなり、従って、意図する微細凹凸形状に最適な加工を選択し得ることとなって、加工面品質が良好なものとなる。
【００２３】
請求項３〜６に記載の微細凹凸加工装置では、微細凹部分形成加工と仕上げ加工との間におけるワークの掴み替えによる精度の悪化が阻止されることとなるうえ、加工精度が装置自体の位置決め精度のみに依存することで高い加工精度が確保されて、前加工精度を高める必要がなくなり、その結果、簡単かつ安価に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸の形成がなされることとなり、とくに、請求項６に記載の微細凹凸加工装置では、加工の違いやワークの形状による装置レイアウトの制約を受けることがない分だけ、所望の微細凹凸の形状に最も適した微細凹凸加工がなされることとなる。
また、ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークの被加工面に、微細凹凸を精度良く形成し得ることとなり、加えて、ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構と、ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構とが互いに独立しているので、微細凹部分形成加工および仕上げ加工の各々に適した加工送りや作動がなされることとなり、従って、意図する微細凹凸形状に最適な加工を選択し得ることとなって、加工面品質が良好なものとなる。
【００２４】
本発明の請求項７に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、加工点がワークの回転軸を含む平面上に必ず位置することとなり、２軸を同時制御して工具保持部を動作させることで、複雑な形状のワークにも対応し得ることとなり、本発明の請求項８に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、ワークの球面形状をなす被加工面に対してより精度の高い加工がなされることとなる。
【００２５】
本発明の請求項９に係わる微細凹凸加工装置では、複数のワークを保持したワーク保持部を作動させると、凹部分加工工具による加工部位および仕上げ加工工具による加工部位において各ワークの位置決めがなされて、凹部分加工工具による微細凹部分の形成加工および仕上げ加工工具による仕上げ加工が順次行われることとなり、すなわち、複数個のワークの加工が一つの設備上においてなされることとなり、この際、一方で加工を行っているときに他方で加工を行わないようになせば、他方においてワークの交換を行い得ることとなって、ワークの交換に要する時間の短縮が図られることとなり、加えて、凹部分加工工具および仕上げ加工工具の配置の仕方によっては、一つの工具保持部の移動により同時加工をなし得ることとなり、生産性の向上が図られることとなる。
【００２６】
本発明の請求項１０に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、ワークの被加工面に微細凹凸を形成するにあたって、凹部分加工工具および仕上げ加工工具の被加工面への切り込み方向が同じになり、凹凸の高低差の精度が向上することとなり、本発明の請求項１１に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、請求項６および９と同様に、所望の微細凹凸の形状に最も適した微細凹凸加工がなされると共に、ワークの交換時間の短縮および生産性の向上が図られることとなる。
【００２８】
請求項１２に記載の微細凹凸加工装置では、上記した構成としたから、一度に凹部分加工工具駆動機構及び仕上げ加工工具駆動機構の２つの機構の切り替えが可能となって、時間の短縮が図られるうえ、例えば、凹部分加工工具駆動機構および仕上げ加工工具駆動機構が回転中心あるいは揺動中心を有している場合において、両駆動機構を同一軸上で切り替わるようになせば、各々の回転中心あるいは揺動中心の位置が微細凹部分形成加工および仕上げ加工の双方でずれることがなくなるので、良好な加工精度が得られることとなる。
【００２９】
請求項１３に記載の微細凹凸加工装置では、工具保持部の保持部側係合部を凹部分加工工具駆動機構の駆動機構側係合部あるいは仕上げ加工工具駆動機構の駆動機構側係合部に係合すると、いずれかの工具駆動機構から工具保持部を介して凹部分加工工具あるいは仕上げ加工工具に駆動力が伝達されることから、確実な動力伝達および位置合わせがなされることとなり、本発明の請求項１４に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としたため、駆動力の伝達系統の切り替えや、位置合わせが確実かつ簡単になされることとなる。
【００３０】
請求項１５に係わる微細凹凸加工装置では、工具の位置合わせが容易になると共に、工具の摩耗に対して適切に補正を行い得ることとなり、加えて、凹部分加工工具及び仕上げ加工工具の各々の加工部位における加工条件を緻密に補正できるので、最適な加工条件でそれぞれの加工がなされることとなる。
【００３１】
本発明の請求項１６及び１７に係わる微細凹凸加工装置では、意図する微細凹凸形状に合わせて工具を選択すれば、最適な加工条件での加工がなされることとなり、砥石や砥粒を固定した工具を用いる場合には、被加工面の凹凸の高低差によって微粒の砥粒を用いることになるが、この際、電気的作用あるいは化学的作用を付与して抑制すれば、目詰まりによる加工不良の発生が回避されることとなる。
【００３２】
本発明の請求項１８に記載の微細凹凸加工装置では、微細凹部分形成加工および仕上げ加工の各々の加工に適したクーラントを用いるようにすることで、良好に加工を行い得ることとなる。
【００３３】
本発明の請求項１９に記載の微細凹凸加工装置では、凹部分加工工具として、研削，切削および転造の工具を用いて加工を実施するのに適切なものとなる。
【００３４】
本発明の請求項２０に係わる微細凹凸加工装置は、凹部分加工工具による微細凹部分の形成加工で生じた切屑が、仕上げ加工工具による仕上げ加工が施されているワーク側に飛散するのを仕切り板が阻止することとなって、加工不良が発生することが回避され、とくに、両加工において異なるクーラントを用いている場合には、仕切り板によってクーラントの混入が阻まれるので、クーラント性能の低下が抑えられると共に、クーラント交換頻度の短期間化が抑制されることとなる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の微細凹凸加工方法では、ワークの被加工面に微細凹部分を形成する加工とこの微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工との間にワークをセットし直す必要がない分だけ、精度の悪化を阻止することができ、加えて、高い加工精度を確保することが可能であり、その結果、高低差が１０μｍ以下の所望する微細凹凸を簡単でしかも低コストで形成することができ、とくに、請求項２に係わる微細凹凸加工方法では、意図する微細凹凸の形状に応じた最適な加工を選択することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークの被加工面に対して、微細凹凸を精度良く形成することができるうえ、微細凹部分形成加工及び仕上げ加工の各々に適した加工送りや動作を行わせることが可能であり、その結果、意図する微細凹凸形状に最適な加工を選択して、良好な加工面品質を得ることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００３６】
請求項３〜６に記載の微細凹凸加工装置では、微細凹部分形成加工と仕上げ加工との間にワークを掴み替える必要がなくなって、その分だけ精度の悪化を阻止することが可能であり、加えて、高い加工精度を確保することができるようになって、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を簡単かつ安価に形成することが可能であり、とくに、請求項６に係わる微細凹凸加工装置では、所望の微細凹凸の形状に最も適した微細凹凸加工を行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークの被加工面に対して、微細凹凸を精度良く形成することができるうえ、微細凹部分形成加工および仕上げ加工の各々に適した加工送りや動作を行わせることが可能であり、その結果、意図する微細凹凸形状に最適な加工を選択して、良好な加工面品質を得ることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００３７】
本発明の請求項７に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、２軸を同時制御して工具保持部を動作させることで、複雑な形状のワークにも対応することが可能であり、本発明の請求項８に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているため、ワークの球面形状をなす被加工面に対してより精度の高い加工を行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００３８】
本発明の請求項９に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としたから、複数個のワークの加工を一つの設備上において行うことができ、一方で加工を行っているときに他方でワークの交換を行うようにすることで、ワークの交換時間の短縮を実現することが可能であり、加えて、一つの工具保持部の移動によって同時加工をなし得るように凹部分加工工具および仕上げ加工工具を配置することで、生産性を大幅に向上させることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００３９】
本発明の請求項１０に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、ワークの被加工面により一層精度の高い高低差を有する微細凹凸を形成することができ、本発明の請求項１１に係わる微細凹凸加工装置では、上記した構成としているので、請求項６および９と同様に、所望の微細凹凸の形状に最も適した微細凹凸加工を施すことができると共に、ワークの交換時間の短縮および生産性の向上をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４１】
請求項１２に記載の微細凹凸加工装置では、一度に凹部分加工工具駆動機構及び仕上げ加工工具駆動機構の２つの機構の切り替えが可能となって、加工時間の短縮を実現でき、例えば、凹部分加工工具駆動機構及び仕上げ加工工具駆動機構が回転中心あるいは揺動中心を有している場合において、両駆動機構を同一軸上で切り替わるようにすることで、各々の回転中心あるいは揺動中心の位置が微細凹部分形成加工および仕上げ加工の双方でずれてしまうのを防ぐことができ、従って、高い加工精度を確保することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４２】
請求項１３に記載の微細凹凸加工装置では、確実に動力を伝達することができると共に、精度の良い位置合わせを行うことが可能であり、請求項１４に記載した微細凹凸加工装置では、駆動力の伝達系統の切り替えや、位置合わせを確実かつ簡単に行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４３】
本発明の請求項１５に係わる微細凹凸加工装置では、工具の位置合わせを簡単に行うことができると共に、工具の摩耗に対して適切な補正を行うことができ、加えて、凹部分加工工具および仕上げ加工工具の各々の加工部位における加工条件を緻密に補正することで、常に最適な加工条件で加工することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４４】
請求項１６及び１７に記載の微細凹凸加工装置では、意図する微細凹凸形状に合わせた工具の選択により、常に最適な加工条件での加工を行うことができ、砥石や砥粒を固定した工具を用いたとしても、電気的作用あるいは化学的作用を付与して目詰まりを抑制することによって、この目詰まりによる加工不良の発生を防ぐことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４５】
請求項１８に記載の微細凹凸加工装置では、微細凹部分形成加工及び仕上げ加工をいずれも良好に行うことができるという非常に優れた効果がもたらされ、請求項１９に記載の微細凹凸加工装置では、上記した構成としたから、凹部分加工工具として、研削，切削および転造の工具を用いた場合に、微細凹部分形成加工をより一層良好に行うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４６】
請求項２０に記載の微細凹凸加工装置は、加工不良の発生を防止することができ、とくに、両加工において異なるクーラントを用いている場合であったとしても、クーラント性能の低下を少なく抑えることが可能であるとともに、クーラントの交換頻度を減らすことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００４７】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００４８】
［第１実施例］
図１(ａ)および図２は、本発明の一実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図であり、この実施例では、ＳＣＭ４２０Ｈを浸炭焼き入れ焼戻しして硬化させた円筒形状をなすワークの外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する場合を示す。
【００４９】
図１(ａ)に示すように、この微細凹凸加工装置１は、ワークＷを回転させつつ加工終了まで保持するチャック(ワーク保持部)２と、ワークＷの外周面(被加工面)ＷＳに微細凹部分を形成する凹部分加工工具としての切削工具３と、ワークＷの外周面ＷＳに形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具としての超仕上げ砥石４と、切削工具３および超仕上げ砥石４を保持する工具保持部１０を備えており、この実施例において、切削工具３に多結晶ＣＢＮ工具を用いていると共に、超仕上げ砥石４にＷＡセラミックボンド砥石を用いている(本発明に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置において、凹部分加工工具および仕上げ加工工具は、本実施例で示した工具に限定されるものではない)。
【００５０】
工具保持部１０は、ワークＷの回転軸ＷＬと平行な平面上に位置するＸ軸方向に沿うＸ軸テーブル１１と、前記平面上においてＸ軸テーブル１１と直交するＺ軸方向に沿うＺ軸テーブル１２と、これらのＸ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１２の各々に対してスライド可能に取付けられかつ回動可能とした工具台１３を具備しており、切削工具３および超仕上げ砥石４は、工具台１３の回動中心Ｐを間にして１８０°の間隔をおいて背面合わせに取り付けてある。
【００５１】
この場合、切削工具３および超仕上げ砥石４の各々の所定の加工開始部位を同じ位置に設定してあり、したがって、工具保持部１０では、切削工具３および超仕上げ砥石４の各々の加工時期に同じ所定の加工開始部位に移動させると共に、回転するワークＷの外周面ＷＳに対してそれぞれ切り込ませながら送り移動させることができるようになっている。
【００５２】
なお、この微細凹凸加工装置１は、油性のクーラントを加工点に供給する図示しないクーラント供給機構を備えている。
【００５３】
次に、上記微細凹凸加工装置１によって円筒形状をなすワークＷに高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する要領を説明する。
【００５４】
まず、工具保持部１０の工具台１３をＸ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１２の各々に対してスライドさせて、切削工具３を所定の加工開始部位に移動させる。
【００５５】
次いで、切削工具３をワークＷの外周面ＷＳに１０μｍの深さで切り込ませつつ工具保持部１０の工具台１３とともにＺ軸テーブル１２に対してスライドさせて、すなわち、切削工具３をワークＷの回転軸ＷＬに沿って平行に移動させて、乾式切削により加工を行う。
【００５６】
この間、工具保持部１０の工具台１３に適切な送りを与えれば、ネジ状の連続した微細らせん溝(微細凹凸)が、ワークＷの外周面ＷＳに創成されることとなる。
【００５７】
そして、上記切削工具３による微細凹部分の形成加工が終了した後、工具台１３をＸ軸テーブル１１に対してスライドさせて一旦ワークＷから遠ざけ、この工具台１３をワークＷに干渉しないようにして１８０°回動させて、超仕上げ砥石４を所定の加工開始部位に移動させる。
【００５８】
このとき、切削工具３および超仕上げ砥石４の各々の所定の加工開始部位を同じ位置に設定しているので、切削工具３が加工開始時にワークＷに対峙していた部位に超仕上げ砥石４が位置することとなり、加えて、超仕上げ砥石４は、あらかじめ工具台１３上で所定の押し付け力が得られるようにして取り付けてあるので、切削工具３があった部位に位置するのと同時に、適切な押し付け力が得られるようになっている。
【００５９】
この状態で、図外のクーラント供給機構から加工点に油性のクーラントを供給しながら、超仕上げ砥石４を工具保持部１０の工具台１３とともにＺ軸テーブル１２に対してスライドさせて、すなわち、超仕上げ砥石４をワークＷの外周面ＷＳに沿って移動させて、図２に示すように、外周面ＷＳに均一にプラトー加工を施すと、ワークＷの外周面ＷＳに切削工具３によって形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げがなされることとなり、したがって、ワークＷの外周面ＷＳに、高低差が１０μｍ以下の微細らせん溝ｄ１が形成されることとなる。
【００６０】
このように、上記実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置１では、切削工具３によってワークＷの外周面ＷＳに微細凹部分を形成する加工から、超仕上げ砥石４による微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工に移る間において、一旦チャック２にセットしたワークＷを掴み替える必要がないので、その分だけ精度の悪化が抑えられ、加えて、同じ工具保持部１０上に取り付けた切削工具３および超仕上げ砥石４で加工することから、加工精度が装置１自体の位置決め精度のみに依存することで高い加工精度が確保されて、前加工精度を高める必要がなくなり、その結果、簡単かつ安価に高低差が１０μｍ以下の微細らせん溝ｄ１の形成がなされることとなる。
【００６１】
上記した実施例では、円筒形状をなすワークＷの外周面ＷＳに高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、略椀形状をなすワークＷの湾曲状外周面ＷＳに高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成するのに本発明を採用してもよく、この際、上記実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置１では、加工点がワークＷの回転軸ＷＬを含む平面上に必ず位置するので、Ｘ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１２に対する工具台１３の動作を同時制御して、切削工具３および超仕上げ砥石４をそれぞれ円弧を描かせるようにして動作させれば、上記湾曲状外周面ＷＳのような複雑な形状の被加工面にも対応し得ることとなる。
【００６２】
また、第１実施例の他の形態を図１(ｂ)に示す。図１(ｂ)に示すように、回動中心Ｐがこのような位置であっても、上記実施例と同様の加工が可能であり、したがって、同様の効果が得られるものとなる。
【００６３】
［第２実施例］
図４は、本発明の他の実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図であり、この実施例では、略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する場合を示す。
【００６４】
図４に示すように、この微細凹凸加工装置２１は、ワークＷを回転させつつ加工終了まで保持するチャック(ワーク保持部)２２と、ワークＷの湾曲状外周面(被加工面)ＷＳａに微細溝を形成する凹部分加工工具としての微細溝研削砥石(この実施例ではＪＩＳメッシュサイズ＃３０００のＣＢＮ砥粒を金属のボンドで焼き固めた砥石)２３と、ワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに形成された微細溝以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具としてのプラトー面研削砥石(この実施例ではＪＩＳメッシュサイズ＃６０００のＣＢＮ砥粒を金属のボンドで焼き固めた砥石)２４と、微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４を保持する工具保持部３０を備えている(本発明に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置において、凹部分加工工具および仕上げ加工工具は、本実施例で示した工具に限定されるものではない)。
【００６５】
工具保持部３０は、ワークＷの回転軸ＷＬと平行な平面上に位置するＸ軸方向に沿うＸ軸テーブル３１と、前記平面上においてＸ軸テーブル３１と直交するＺ軸方向に沿うＺ軸テーブル３２と、これらのＸ軸テーブル３１およびＺ軸テーブル３２の各々に対してスライド可能に取付けられかつ回動して位置割出し可能とした工具台３３を具備しており、微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４は、工具台３３に互いに平行でかつ相反する方向を向いて配置した工具装置である微細溝研削スピンドル３４の回転軸３４ａおよび同じく工具装置であるプラトー面研削スピンドル３５の回転軸３５ａにそれぞれ取り付けてある。
【００６６】
この微細凹凸加工装置２１を用いてワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに高低差が１０μｍ以下の微細溝を形成する場合、微細溝研削砥石２３には、意図する微細溝の断面形状に合わせてあらかじめ成形された砥石(例えば、砥石外周先端をＶ字状としかつ先端に５０μｍの丸み(Ｒ)を付けた砥石)を用い、砥石外周先端形状の精度および切れ味を確保すると共に工具台３３での砥石先端位置を確保するために、装置上においてツルーイングおよびドレッシングを行った後、Ｘ軸テーブル３１およびＺ軸テーブル３２に対する工具台３３の移動を同時制御しながら、微細溝研削砥石２３を湾曲状外周面ＷＳａに沿って所定の切り込み量(例えば３μｍ)で移動させて、微細らせん溝(微細凹凸)を創成する。
【００６７】
そして、工具台３３を移動させて微細溝研削砥石２３を湾曲状外周面ＷＳａから離間させた後、この工具台３３を回動させてプラトー面研削砥石２４による仕上げ加工を行う。
【００６８】
この際、微細溝研削砥石２３と同様にプラトー面研削砥石２４も、あらかじめ成形された砥石(例えば、砥石外周面を湾曲状外周面ＷＳａの曲率に合わせた総型砥石)を用い、砥石外周先端形状の精度および切れ味を確保すると共に工具台３３での砥石先端位置を確保するために、装置上においてツルーイングおよびドレッシングを行った後に、例えば０．１μｍの切り込みを与えつつ所定の溝深さとなるように加工すると、ワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに微細溝研削砥石２３によって形成された微細溝以外の凸部分の仕上げがなされることとなって、ワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに、高低差が１０μｍ以下の微細溝が形成されることとなる。
【００６９】
このように、上記実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置２１では、微細溝研削砥石２３による微細溝形成加工およびプラトー面研削砥石２４によるプラトー加工をワークＷに対して同じ位置で行うため、本実施例に示すように、スピンドル３４,３５によって砥石２３,２４を回転させて加工する場合は、ワークＷと回転する砥石２３,２４との各々の回転方向を同じに設定し得る(例えば、いずれもアップカットに設定し得る)というメリットがある。
【００７０】
なお、この実施例では、微細溝形成加工およびプラトー加工の各加工に類似する砥石２３,２４を用いているため、いずれも水溶性のクーラント液を供給しながら加工を行う。
【００７１】
また、微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４の各々のスピンドル３４,３５と工具台３３との間に、砥石２３,２４を切り込む方向に、例えば、スピンドル３４,３５の回転軸３４ａ,３５ａに直交する方向に、砥石２３,２４の減耗補正機構としてのスライドテーブルを設けることがあるが、この実施例では、工具台３３のＸ軸テーブル３１およびＺ軸テーブル３２に対する移動量を変えることで補正するようにしている。
【００７２】
［第３実施例］
図５は、本発明のさらに他の実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図であり、この実施例においても、略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する場合を示す。
【００７３】
図５に示すように、この実施例に係わる微細凹凸加工装置４１が、先の第２実施例と相違するところは、先の第２実施例に係わる微細凹凸加工装置２１において、微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４を取り付けた微細溝研削スピンドル３４およびプラトー面研削スピンドル３５をいずれも工具台３３上に配置しているのに対して、この実施例に係わる微細凹凸加工装置４１では、微細溝研削スピンドル３４およびプラトー面研削スピンドル３５をいずれもＸ軸テーブル３１に直接取り付けている点にあり、他の構成は、先の第２実施例に係わる微細凹凸加工装置２１と同じである。
【００７４】
つまり、先の第２実施例に係わる微細凹凸加工装置２１では、工具台３３の回動により微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４を切り替えるようにしているのに対して、この実施例に係わる微細凹凸加工装置４１では、Ｘ軸テーブル３１のスライドによって微細溝研削砥石２３およびプラトー面研削砥石２４を切り替えて、ワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに対して回転軸ＷＬを挟んでそれぞれ反対側から加工するようにしており、これにより同じ位置で加工するようにした先の第２実施例と比較して構成がシンプルとなり、その分だけ、安価になるというメリットがある。
【００７５】
［第４実施例］
図６は、本発明のさらに他の実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図である。
【００７６】
図６に示すように、この実施例に係わる微細凹凸加工装置５１は、ワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌを曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに高低差が１０μｍ以下の微細凹部分を形成するものであって、この微細凹凸加工装置５１は、ワークＷを回転させつつ加工終了まで保持するチャック(ワーク保持部)５２と、凹部分加工工具としての切削工具５３と、仕上げ加工工具としての超仕上げ砥石５４と、切削工具５３および超仕上げ砥石５４を保持する工具保持部６０と、上記軸Ｌを回転中心軸として切削工具５３を動作させてワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構５５と、上記軸Ｌを揺動中心軸として超仕上げ砥石５４を動作させてワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構５６を備えており、両機構５５,５６は互いに独立して設けてある。
【００７７】
工具保持部６０は、ワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌに沿って移動可能でかつ軸Ｌ回りに回動可能に設けた工具台６１と、この工具台６１に設けられて切削工具５３および超仕上げ砥石５４を軸Ｌ方向に互いに平行をなすようにして並べて配置した工具ホルダ６２を具備している。このように、本実施例では、切削工具５３および超仕上げ砥石５４をいずれも同じ工具ホルダ６２に支持させているので、構造がシンプルで工具交換を容易に行うことができ、低コスト化を実現できるというメリットを有しているが、本実施例以外の方法を採用して加工を行う場合、例えば、より高精度の加工を行う場合には、切削工具５３および超仕上げ砥石５４を互いに別個の工具ホルダで支持することが望ましい。
【００７８】
凹部分加工工具駆動機構５５は、図６(ａ)に示すように、第１モータ５５ａと、この第１モータ５５ａの出力軸５５ｂに固定したウォームギア５５ｃと、上記軸Ｌ上に設けられてウォームギア５５ｃと噛み合う平歯車５５ｄを具備しており、一方、仕上げ加工工具駆動機構５６は、図６(ｃ)に示すように、第２モータ５６ａと、この第２モータ５６ａの出力軸５６ｂに固定した円板５６ｃと、上記軸Ｌ上に設けた揺動円板５６ｄと、一端を円板５６ｃの周縁部に枢着連結すると共に他端を揺動円板５６ｄの周縁部に枢着連結したロッド５６ｅを具備している。
【００７９】
この場合、工具保持部６０の工具台６１の両端外周面には、保持部側係合部としてのスプライン６１ａがそれぞれ設けてあると共に、凹部分加工工具駆動機構５５の平歯車５５ｄおよび仕上げ加工工具駆動機構５６の揺動円板５６ｄの各軸孔内周面には、駆動機構側係合部としてのスプライン５５ｆ,５６ｆがそれぞれ設けてある。
【００８０】
工具台６１,平歯車５５ｄおよび揺動円板５６ｄは、工具台６１の両端のスプライン６１ａ,６１ａのうちの一方のスプライン６１ａが駆動機構側のスプライン５５ｆ,５６ｆのいずれかと嵌合しているときには、他方のスプライン６１ａがフリーな状態となるように配置されており、平歯車５５ｄおよび揺動円板５６ｄにそれぞれ設けた加減圧供給口５５ｇ,５６ｇを通して供給される流体圧(例えば、油圧)により、工具保持部６０の工具台６１を軸Ｌに沿ってスライドさせてそのスプライン６１ａを凹部分加工工具駆動機構５５の平歯車５５ｄおよび仕上げ加工工具駆動機構５６の揺動円板５６ｄの各スプライン５５ｆ,５６ｆのうちのいずれかのスプライン５５ｆ(５６ｆ)に嵌合させることで、駆動力の伝達系統を切り替えるようにしている。
【００８１】
この際、図６(ｂ)に示すように、工具台６１の上方のスプライン６１ａが凹部分加工工具駆動機構５５側のスプライン５５ｆと嵌合している状態において、すなわち、凹部分加工工具駆動機構５５から工具台６１を介して切削工具５３に駆動力が伝達される状態において、切削工具５３の刃先がワークＷの回転軸ＷＬと同じ高さになるように設定し、工具台６１の下方のスプライン６１ａが仕上げ加工工具駆動機構５６側のスプライン５６ｆと嵌合している状態において、すなわち、仕上げ加工工具駆動機構５６から工具台６１を介して超仕上げ砥石５４に駆動力が伝達される状態において、超仕上げ砥石５４の中心がワークＷの回転軸ＷＬと同じ高さになるように設定してある。
【００８２】
また、工具ホルダ６２の背面には、砥石押付圧力供給口(押圧力付与手段)６２ａが設けてあり、超仕上げ加工を行う際に、この砥石押付圧力供給口６２ａから空気圧を供給して超仕上げ砥石５４をワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに押し付けることができるようになっている(砥石押付圧力供給口６２ａとは別に、工具ホルダ６２に凹部分加工工具の切り込み力付与手段あるいは押圧力付与手段を設けることも可能である)。
【００８３】
この微細凹凸加工装置５１を用いてワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌを曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに高低差が１０μｍ以下の微細溝を形成する場合、まず、工具台６１の上方のスプライン６１ａを凹部分加工工具駆動機構５５側のスプライン５５ｆに嵌合させた状態(図６(ｂ)に示す状態)にして加工を開始すると、凹部分加工工具駆動機構５５から駆動力が伝達された切削工具５３が工具台６１とともに軸Ｌ回りに回動して、すなわち、切削工具５３が回転するワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに沿って移動して、凹面状外周面ＷＳｂに微細溝を形成する。
【００８４】
次いで、平歯車５５ｄおよび揺動円板５６ｄの各加減圧供給口５５ｇ,５６ｇを通して流体を供給排出することで、工具保持部６０の工具台６１を軸Ｌに沿ってスライドさせて、上方のスプライン６１ａを凹部分加工工具駆動機構５５側のスプライン５５ｆから離間させると共に、下方のスプライン６１ａを仕上げ加工工具駆動機構５６の揺動円板５６ｄのスプライン５６ｆに嵌合させて駆動力の伝達系統を仕上げ加工側に切り替える。
【００８５】
このとき、超仕上げ砥石５４の中心はワークＷの回転軸ＷＬと同じ高さになっており、この状態で油性のクーラントを供給しつつ仕上げ加工を開始すると、仕上げ加工工具駆動機構５６から駆動力が伝達された超仕上げ砥石５４が工具台６１とともに軸Ｌ回りに揺動して、すなわち、砥石押付圧力供給口６２ａから空気圧が付与されている超仕上げ砥石５４が回転するワークＷの凹面状外周面ＷＳｂを押圧しつつこの凹面状外周面ＷＳｂに沿って移動して、微細溝の凸部を除去するので、ワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに高低差が１０μｍ以下の微細溝が形成されることとなる。
【００８６】
上記した微細凹凸加工装置５１およびこの微細凹凸加工装置５１を用いた微細凹凸加工方法では、ワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌを曲率中心とする単一の曲率半径を有するワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに、微細溝を精度良く形成し得ることとなり、加えて、凹部分加工工具駆動機構５５と、仕上げ加工工具駆動機構５６とを独立させているので、微細凹部分形成加工および仕上げ加工の各々に適した加工送りや回動や揺動がなされることとなって、意図する微細溝に最適な加工を選択し得ることとなる。
【００８７】
また、上記微細凹凸加工装置５１では、工具保持部６０の工具台６１を軸Ｌに沿ってスライドさせてそのスプライン６１ａを凹部分加工工具駆動機構５５の平歯車５５ｄおよび仕上げ加工工具駆動機構５６の揺動円板５６ｄの各スプライン５５ｆ,５６ｆのうちのいずれかのスプライン５５ｆ(５６ｆ)に嵌合させることで、駆動力の伝達系統を切り替えるようにしていることから、一度に凹部分加工工具駆動機構５５および仕上げ加工工具駆動機構５６の２つの機構の切り替えが可能となって、時間の短縮が図られるうえ、両駆動機構５５,５６を同一軸上で切り替えるようにしているので、各々の回転中心および揺動中心の位置が微細凹部分形成加工および仕上げ加工の双方でずれることがなくなり、良好な加工精度が得られることとなる。
【００８８】
さらに、上記微細凹凸加工装置５１では、工具ホルダ６２の背面に砥石押付圧力供給口６２ａを設けることで、超仕上げ加工を行う際に、超仕上げ砥石５４をワークＷの凹面状外周面ＷＳｂに押し付けるようにしているので、超仕上げ砥石５４の摩耗に対して適切に補正を行い得ることとなり、加えて、超仕上げ砥石５４の加工部位における加工条件を緻密に補正できるので、最適な加工条件でそれぞれの加工がなされることとなる。
【００８９】
この実施例において、工具保持部６０の工具台６１がワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌに沿って移動しそしてこの軸Ｌ回りに回動する場合を示したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、工具台６１Ａに支持される工具ホルダ６２ＡがワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌに沿って移動し(図７(ａ)に示す状態から図７(ｂ)に示す状態に移動し)、そして、この軸Ｌ回りに回動するようにしてもよい。
【００９０】
［第５実施例］
図８は、本発明のさらに他の実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図であり、この実施例では、ワーク保持部が複数のワークを保持している場合を示す。
【００９１】
図８に示すように、この微細凹凸加工装置７１は、複数(この実施例では２個)の円筒形状をなすワークＷを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部としての主軸台７２と、ワークＷの外周面(被加工面)ＷＳに微細溝を形成する凹部分加工工具としての微細溝研削砥石７３と、ワークＷの外周面ＷＳに形成された微細溝以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具としてのプラトー面研削砥石７４と、微細溝研削砥石７３およびプラトー面研削砥石７４を保持する工具保持部８０を備えている。
【００９２】
主軸台７２は主軸７２ａ回りに回動可能となっており、この主軸台７２の図示上下端部に突出する回転軸ＷＬの両端部にワークＷを固定している。そして、この主軸台７２は、微細溝研削砥石７３による加工部位およびプラトー面研削砥石７４による加工部位において各ワークＷの位置決めを順次行うべく作動するようになっている、すなわち、主軸台７２は、１８０°の間隔で位置決め可能に回動するようになっている。この実施例では、２個のワークＷを主軸台７２の上下端部において同一の回転軸ＷＬ上で保持するようにしているが、これはワークＷが円筒形状をなしているためであり、ワークＷの形状によっては保持状態を変える必要がある。
【００９３】
工具保持部８０は、ベース８１と、このベース８１に支持された可動テーブル８２を具備しており、微細溝研削砥石７３およびプラトー面研削砥石７４は、ワークＷの回転軸ＷＬと平行をなしかつ互いに対向するようにして可動テーブル８２に固定した工具装置である微細溝研削スピンドル８４の回転軸８４ａおよび同じく工具装置であるプラトー面研削スピンドル８５の回転軸８５ａにそれぞれ取り付けてある。
【００９４】
この場合、可動テーブル８２は、ワークＷの回転軸ＷＬに対して平行移動可能でかつ接近離間可能としてあり、２つのスピンドル８４,８５の間隔は、可動テーブル８２を図示Ｚ軸方向へスライドさせて微細溝研削砥石７３およびプラトー面研削砥石７４のうちのいずれか一方の砥石７３(７４)で２個のワークＷ,Ｗのうちのいずれか一方のワークＷに対して加工を行う際に、いずれか他方のワークＷにいずれか他方の砥石７４(７３)が干渉しない距離に設定してある。
【００９５】
また、微細溝研削砥石７３およびプラトー面研削砥石７４の各切り込み量は、可動テーブル８２を図示Ｘ軸方向へスライドさせることによってセットするようにしてある。
【００９６】
この微細凹凸加工装置７１を用いてワークＷの外周面ＷＳに高低差が１０μｍ以下の微細溝を形成する場合、まず、回転する一方のワークＷ(図示上側のワークＷ)に対して、可動テーブル８２のＸ軸方向への移動による微細溝研削砥石７３の切り込みを与えつつ、可動テーブル８２をＺ軸方向に移動させて、ワークＷの外周面ＷＳの全面に微細らせん溝(微細凹凸)を創成する。
【００９７】
次に、可動テーブル８２をＸ軸方向に移動させて微細溝研削砥石７３をワークＷから離した後、主軸台７２を回動させて微細らせん溝が形成されたワークＷを微細溝研削砥石７３と対向しているプラトー面研削砥石７４側に移動させると共に、可動テーブル８２をＺ軸方向にスライドさせて、プラトー面研削砥石７４をワークＷの加工位置に移動させ、この状態で、微細溝研削の時と同様にしてプラトー面の仕上げ加工を行う。
【００９８】
そして、プラトー面の仕上げ研削を行った後、可動テーブル８２を上記とは逆方向(図示下方向)へスライドさせて、微細溝研削砥石７３を回転する他方のワークＷの加工位置に移動させる。
【００９９】
このとき、加工後のワークＷはプラトー面研削砥石７４によるプラトー面研削が行われる部位に位置していないことから、この状態で加工後のワークＷを未加工のワークＷと交換すると、次のワークＷに対する微細溝加工のセッティングが完了することとなる。
【０１００】
このように、上記した実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置７１では、２個のワークＷの加工が一つの設備上においてなされることとなり、また、一方で加工を行っているときに他方においてワークＷの交換を行い得ることから、ワークＷの交換に要する時間が大幅に短縮することとなり、加えて、微細溝研削砥石７３およびプラトー面研削砥石７４の配置の仕方によっては、可動テーブル８２のスライドによって同時加工をもなし得ることとなり、生産性の向上が図られることとなる。
【０１０１】
［第６実施例］
図９は、本発明のさらに他の実施例に係わる微細凹凸加工方法および微細凹凸加工装置を説明する図であり、この実施例においても、ワーク保持部が複数のワークを保持している場合を示す。
【０１０２】
図９に示すように、この微細凹凸加工装置９１は、複数(この実施例では２個)の略椀形状をなすワークＷを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部としての主軸テーブル９２と、ワークＷの湾曲状外周面(被加工面)ＷＳａに微細溝を形成する凹部分加工工具としての転造工具９３と、ワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに形成された微細溝以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具としてのラッピングフィルム９４と、転造工具９３およびラッピングフィルム９４を保持する工具保持部としての工具台１００を備えている。
【０１０３】
主軸テーブル９２は、主軸９２ａ回りに回動可能となっており、この主軸テーブル９２の主軸９２ａの両側対称部位に位置する互いに平行をなす２本の回転軸ＷＬにそれぞれワークＷを固定している。２個のワークＷの間には、ワークＷの軸心間を結ぶ線に垂直ではなくかついずれのワークＷにも干渉しないようにして仕切板９２ｂが取り付けてある。
【０１０４】
また、微細溝を形成する転造工具９３および仕上げ加工を行うラッピングフィルム９４を取り付けた工具台１００は、ワークＷの回転軸ＷＬと直交する方向の軸Ｌ回りに回動するようになっており、すなわち、湾曲状外周面ＷＳａの曲率中心回りに回動するようになっており、転造工具９３およびラッピングフィルム９４は、２個のワークＷに対してそれぞれ同時に加工可能に配置してある。
【０１０５】
この微細凹凸加工装置９１を用いてワークＷの湾曲状外周面ＷＳａに高低差が１０μｍ以下の微細溝を形成する場合、まず、回転する２個のワークＷ(ラッピングフィルム９４側に位置するワークＷは既に微細溝が形成されたもの)に転造工具９３およびラッピングフィルム９４を押し付けつつ工具台１００を回動させると、転造工具９３側では微細溝の形成加工が行われ、一方、ラッピングフィルム９４側では仕上げ加工が行われる。
【０１０６】
次いで、主軸テーブル９２を回動させてもワークＷが転造工具９３およびラッピングフィルム９４に干渉しないように工具台１００と主軸テーブル９２との距離を確保するのに続いて、ラッピングされた側のワークＷを微細溝が未形成の新たなワークＷと交換する。
【０１０７】
この状態において、主軸テーブル９２を１８０°回動させると、微細溝が形成されたワークＷがラッピングフィルム９４側に移動すると共に、新たにセットした未加工のワークＷが転造工具９３側に移動し、この後、回転させた２個のワークＷに対して、上記と同様にして転造工具９３およびラッピングフィルム９４を押し付けつつ工具台１００を回動させて、転造工具９３側およびラッピングフィルム９４側でそれぞれ微細溝の形成加工および仕上げ加工を施し、以降同様にして微細溝形成加工およびプラトー加工を同時に行う。
【０１０８】
この際、転造工具９３による転造加工では、油性のクーラントをミスト状に吹き付けながら行う。
【０１０９】
また、微細溝の形成加工および仕上げ加工の各々に用いるクーラントが異なる場合であったとしても、主軸テーブル９２には仕切板９２ｂが取り付けてあるので、この仕切板９２ｂによりクーラントの他方への飛散や混入が阻止されることとなり、加えて、加工中に切屑が飛散するような場合であったとしても、この仕切板９２ｂが切屑の他方へ飛散を阻止する。
【０１１０】
ここで、図１０に本発明の第５実施例に係わる微細凹凸加工装置を用いた微細凹凸加工方法により得られたトラクションドライブ転動体表面の断面曲線モデルを示す。
【０１１１】
図１０に示すように、本発明の第５実施例に係わる微細凹凸加工装置を用いた微細凹凸加工方法では、０．１〜１．７μｍの深さｄを有する微細凹部Ａと、超仕上げ加工面(プラトー面)ｓの表面粗さｆが０．０５μｍ程度に平坦化された微細凸部Ｂを有する外周面ＷＳを創成することができる、すなわち、優れたトラクション性能を発揮する転動体表面を得ることができる。
【０１１２】
したがって、上記外周面ＷＳに形成した微細凹凸(微細溝)をトロイダル式ＣＶＴの転動体に用いられる転動体表面に創成すれば、従来と同等のサイズの転動体で、従来以上の高トルクの伝達を行うことが可能となり、言い換えれば、転動体の小型化を実現し得ることとなる。
【０１１３】
なお、表面同士が相互に滑り合う摺動部材に対しても、その表面に上記微細溝と類似する微細溝を形成する加工を施すこと可能であり、この際、優れたフリクション性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ) 本発明の第１実施例による微細凹凸加工装置で円筒形状をなすワークに高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す正面方向からの動作説明図である。(ｂ) 第１実施例による微細凹凸加工装置の他の形態を示す正面方向からの動作説明図である。
【図２】図１における微細凹凸加工装置の超仕上げ砥石で仕上げ加工を行っている状況を示す部分断面説明図である。
【図３】図１における微細凹凸加工装置により略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す正面方向からの動作説明図である。
【図４】本発明の第２実施例による微細凹凸加工装置で略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す正面方向からの動作説明図である。
【図５】本発明の第３実施例による微細凹凸加工装置で略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す正面方向からの動作説明図である。
【図６】本発明の第４実施例による微細凹凸加工装置でワークの凹面状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹部分を形成する状況を示す平面方向からの動作説明図(ａ),正面方向からの動作説明図(ｂ)および底面方向からの動作説明図(ｃ)である。
【図７】図６における微細凹凸加工装置の他の構成例を示す動作説明図(ａ)および(ｂ)である。
【図８】本発明の第５実施例による微細凹凸加工装置で円筒形状をなすワークに高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す正面方向からの動作説明図である。
【図９】本発明の第６実施例による微細凹凸加工装置で略椀形状をなすワークの湾曲状外周面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する状況を示す平面方向からの動作説明図(ａ)および正面方向からの動作説明図(ｂ)である。
【図１０】第５実施例に係わる微細凹凸加工装置を用いた微細凹凸加工方法により得られたトラクションドライブ転動体表面の断面曲線モデル説明図である。
【符号の説明】
３,５３ 切削工具(凹部分加工工具)
４,５４ 超仕上げ砥石(仕上げ加工工具)
１０,３０,６０,８０,１００ 工具保持部
２３,７３ 微細溝研削砥石(凹部分加工工具)
２４,７４ プラトー面研削砥石(仕上げ加工工具)
９３ 転造工具(凹部分加工工具)
９４ ラッピングフィルム(仕上げ加工工具)
Ｗ ワーク
ＷＳ 外周面(被加工面)
ＷＳａ 湾曲状外周面
ＷＳｂ 凹面状外周面[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a fine concavo-convex processing method and a fine concavo-convex processing apparatus used for forming, for example, fine grooves having a cut depth of 10 μm or less along the circumferential direction on the outer peripheral surface of a toroidal CVT rolling element. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when forming fine irregularities (for example, a fine continuous spiral groove having a cutting depth of 10 μm or less) on a work surface of a work, first, after forming a fine concave portion on the work surface of the work by a precision lathe, A fine continuous spiral groove having a cut depth of 10 μm or less is formed by finishing the convex portion other than the fine concave portion (for example, plateau processing) by a super finishing board.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, as described above, since the forming process for the fine concave part and the finishing process for the convex part other than the fine concave part are performed in separate steps, there is a limit to the processing accuracy. In other words, when a work set on a precision lathe is re-set on the super finishing machine, there is a problem that the depth of fine continuous spiral grooves may vary due to a shift in the processing center of the work. Was.
[0004]
As described above, the work has a simple shape (for example, a single cylindrical shape) even if the forming process for the fine concave part and the finishing process for the convex part other than the fine concave part are performed in separate steps. In some cases, there is a problem that the processing cost is high, although it can be dealt with to some extent by increasing the pre-processing accuracy of the portion serving as the processing reference.
[0005]
On the other hand, when the workpiece has a complicated shape, such as a toroidal CVT rolling element, in which accuracy is difficult to ensure, it is difficult to respond by improving the pre-processing accuracy. Solving the problem has been a conventional problem.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and can eliminate deterioration in accuracy due to re-holding of the workpiece. It is possible to ensure the machining accuracy by holding the concave part machining tool and the finishing tool for finishing the convex part other than the fine concave part formed on the work surface of the workpiece, As a result, it is an object of the present invention to provide a fine concavo-convex processing method and a fine concavo-convex processing apparatus capable of forming fine concavo-convex having a height difference of 10 μm or less easily and inexpensively without increasing the pre-processing accuracy as in the prior art.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fine unevenness processing method according to claim 1 includes a concave portion machining tool for forming a fine concave portion on a work surface of a work, and a finish processing of a convex portion other than the fine concave portion formed on the work surface of the work. After holding the finishing tool to be performed in the same tool holding part and performing a process of forming a minute concave part by relatively moving while cutting the concave part machining tool with respect to the work surface of the rotating workpiece, While maintaining the holding state of the workpiece, slide or swivel the tool holding section to move the relative position with the workpiece, so that the finishing tool is moved to the same position as the machining tool for the concave portion. The height difference is 10 μm or less by moving and moving it relative to the workpiece surface of the rotating workpiece that has been processed by the concave portion. Rotation of the workpiece by operating a machining tool for the concave portion with an axis in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as a rotation center axis or a swing center axis. Forming a minute concave portion on the work surface of the workpiece having a single radius of curvature with the axis in the direction orthogonal to the axis as the center of curvature, and the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or A finishing tool is operated as a swinging central axis, and finishing of the convex portions other than the minute concave portions formed on the work surface of the workpiece is performed independently of each other.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a concave / convex processing tool for forming a fine concave portion on a work surface of a work, and a finishing process for a convex portion other than the fine concave portion formed on the work surface of the work. After holding the finishing tool to be performed in the same tool holding part and performing a process of forming a minute concave part by relatively moving while cutting the concave part machining tool with respect to the work surface of the rotating workpiece, While maintaining the holding state of the workpiece, slide or swivel the tool holding unit to move the relative position with the workpiece, so that the finishing tool is moved to a position different from the position where the machining tool for the concave portion was machining. The height difference is 10 μm or less by moving and moving it relative to the workpiece surface of the rotating workpiece that has been processed by the concave portion. Rotation of the workpiece by operating the concave portion machining tool with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis. Forming a minute concave portion on the work surface of the workpiece having a single radius of curvature with the axis in the direction orthogonal to the axis as the center of curvature, and the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or A finishing tool is operated as the pivot center axis, and the finishing of the convex portions other than the minute concave portions formed on the work surface of the workpiece is performed independently of each other.
[0009]
The fine unevenness processing apparatus according to claim 3 is a work holding portion for holding a work until the end of processing while rotating the work, a concave portion machining tool for forming a fine concave portion on a work surface of the work, and the work of the work It is equipped with a finishing tool that finishes convex parts other than the minute concave part formed on the surface, and holds the concave part machining tool and the finishing tool movably to each predetermined machining start site at each machining time. In addition, the concave portion processing tool and the finishing processing tool are held so as to be able to move while being cut with respect to the work surface of the workpiece rotating, and fine unevenness with a height difference of 10 μm or less is formed on the work surface of the work. An axis in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece by operating the concave portion machining tool with the axis in the direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis. A concave part machining tool drive mechanism for forming a fine concave part on the work surface of the workpiece having a single radius of curvature with the center of curvature, and an axis perpendicular to the rotational axis of the workpiece as a rotation center axis or swinging A finishing tool driving mechanism is provided independently of each other for finishing a convex part other than the minute concave part formed on the work surface of the workpiece by operating a finishing tool as a central axis. .
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fine concavo-convex machining apparatus, a work holding portion that holds a work until the machining is completed while rotating the work, a concave portion machining tool that forms a fine concave portion on a work surface of the work, A finishing tool for finishing a convex portion other than a minute concave portion formed on the machining surface, and a concave portion machining tool and a finishing tool are moved to each predetermined machining start portion and rotated at each machining time. A tool holding portion that holds the workpiece so as to be able to move while being cut with respect to the workpiece surface of the workpiece, and has a height difference of 10 μm or less formed on the workpiece surface of the workpiece, The concave cutting tool is operated with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis, and a single axis with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the center of curvature. A concave part machining tool drive mechanism for forming a fine concave part on the work surface of the workpiece having a radius of curvature, and a finishing tool with an axis in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as a rotation center axis or a swing center axis. A finishing tool drive mechanism that is operated to finish the convex portions other than the minute concave portions formed on the work surface of the workpiece is provided independently of each other.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fine unevenness processing apparatus in which the predetermined processing start portions of the concave portion machining tool and the finishing tool are set at the same position.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the fine unevenness processing apparatus, wherein the predetermined processing start portions of the recessed portion machining tool finishing and the machining tool according to the third or fourth aspect are set at different positions.
According to a seventh aspect of the present invention, in the fine unevenness processing apparatus, the tool holding portion according to any one of the fourth to sixth aspects is movable in two axial directions perpendicular to each other on a plane parallel to the rotation axis of the workpiece. It is said.
[0012]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the fine concavo-convex machining apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, in which the tool holding unit has two axial directions orthogonal to each other on a plane parallel to the rotation axis of the workpiece and the workpiece. It is movable in at least two directions among directions rotating around a rotation axis perpendicular to a plane parallel to the rotation axis.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fine concavo-convex processing apparatus, in which the work holding portion described in any one of the fourth to eighth aspects holds a plurality of workpieces and is processed by the processing portion by the concave portion processing tool and the finishing processing tool. It operates to position each workpiece sequentially at the site.
[0013]
The fine unevenness processing apparatus according to claim 10 is the concave part processing tool in which the tool holding part according to any one of claims 4 to 9 has the same cutting direction or pressing direction with respect to the work surface of the workpiece. And holding finishing tools.
The fine concavo-convex machining apparatus according to claim 11 is such that the tool holding portion according to any one of claims 4 to 9 is rotatably supported on a plane parallel to the rotation axis of the workpiece and the workpiece is processed. The concave part machining tool and the finishing tool are held with different cutting directions or pressing directions with respect to the surface, and the concave part machining tool and the finishing tool are moved to respective predetermined machining start sites by indexing and positioning rotation. It is like that.
[0014]
The fine uneven processing apparatus according to claim 12 is configured such that the recess processing tool drive mechanism operates in a state where the recess processing tool according to any one of claims 3 to 11 is located at a predetermined processing site, and finishes. In a state where the processing tool is positioned at a predetermined processing site, the finishing tool driving mechanism is switched and operated.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the fine unevenness processing apparatus, the tool holding portion according to any one of the fourth to twelfth aspects is provided with a holding portion side engaging portion, and a concave portion machining tool driving mechanism and a finishing process. The tool drive mechanism is provided with a drive mechanism side engaging portion, and the recess portion machining tool is engaged with the holding portion side engagement portion of the tool holding portion and the drive mechanism side engagement portion of the recess portion machining tool drive mechanism. In a state where the driving force is transmitted from the drive mechanism to the machining tool for the concave portion through the tool holding portion, and the holding portion side engaging portion of the tool holding portion and the driving mechanism side engaging portion of the finishing tool driving mechanism are engaged. A driving force is transmitted from the finishing tool driving mechanism to the finishing tool via the tool holding portion.
[0015]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a fine concavo-convex machining apparatus, wherein the holding portion side engaging portion of the tool holding portion according to the thirteenth aspect is a spline or a serration, and each of the concave portion machining tool driving mechanism and the finishing tool driving mechanism. The drive mechanism side engaging part is a spline or serration, the tool holding part is slid, and the holding part side engaging part is a concave part for the driving mechanism side engaging part of the machining tool driving mechanism and the finishing tool driving mechanism driving mechanism side. The driving force transmission system is switched by engaging with any one of the engaging portions on the driving mechanism side engaging portion.
[0016]
The fine unevenness processing apparatus according to claim 15 is provided with a cutting force applying means or a pressing force applying means for the concave portion machining tool according to any one of claims 4 to 14, and a cutting force applying means for the finishing tool. The pressing force applying means is arranged independently on the tool holding part.
[0017]
The fine unevenness processing apparatus according to claim 16 is a grinding, cutting, rolling, superfinishing, lapping, and electric action or chemistry as a concave portion processing tool according to any one of claims 3 to 15. One of the tools with a special action is adopted.
[0018]
The fine concavo-convex processing apparatus according to claim 17 adds grinding, cutting, superfinishing, lapping, and an electric action or a chemical action to the finishing tool according to any one of claims 3 to 16. Adopt one of the tools.
[0019]
The fine uneven | corrugated processing apparatus of Claim 18 is the coolant used in the step which forms a fine recessed part in the to-be-processed surface of a workpiece | work with the recessed part processing tool described in any one of Claims 3-17, and finish processing The coolant is different from the coolant used in the stage of finishing the convex portion other than the minute concave portion of the work surface of the workpiece with a tool.
[0020]
The fine concavo-convex processing apparatus according to claim 19 is configured such that when a grinding, cutting and rolling tool is used as the concave portion processing tool according to any one of claims 3 to 18, mist-like coolant is supplied. It has been made.
[0021]
The fine concavo-convex machining apparatus according to claim 20 is a workpiece in which a fine concave portion is formed on the surface to be processed at a processing position by the concave portion machining tool according to any one of claims 3 to 19. , Chips that occur between the workpiece and the workpiece that is finished on the convex part other than the minute concave part of the work surface at the machining position by the finishing tool and the coolant used for machining are scattered to the other side. The partition plate which prevents is arranged.
[0022]
[Effects of the Invention]
In the fine uneven | corrugated processing method of Claim 1 and 2, the finishing process of convex parts other than the minute recessed part formed in the to-be-processed surface of this workpiece | work is performed from the process which forms a minute recessed part in the to-be-processed surface of a workpiece | work. Since it is not necessary to reset the workpiece once set, it is possible to avoid the deterioration of accuracy by that much, and in addition, machining with the tool on the same tool holding part, machining accuracy is processed. Since it depends only on the positioning accuracy of the apparatus, it is possible to ensure high processing accuracy. Therefore, it is not necessary to increase the pre-processing accuracy, and it is easy to form desired fine unevenness with a height difference of 10 μm or less. In particular, in the fine unevenness processing method according to claim 2, the apparatus layout depends on the difference between the formation of fine recesses and the finishing process, and the shape of the workpiece. Since no restricted, it will be capable of selecting the optimum processing corresponding to the shape of fine irregularities intended, and as a result, the most reasonable fine uneven processing is performed.
Fine irregularities can be accurately formed on the work surface of the work having a single radius of curvature centered on the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the work, and in addition to the work surface of the work Since the formation of the fine concave portion and the finishing of the convex portion other than the fine concave portion formed on the work surface of the workpiece are made independent of each other, processing feed suitable for each of the fine concave portion forming processing and finishing processing Therefore, the optimum machining can be selected for the intended fine uneven shape, and the machined surface quality is improved.
[0023]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 3, deterioration of accuracy due to re-holding of the workpiece between the fine concave portion forming process and the finishing process is prevented, and the processing accuracy is determined by the positioning of the apparatus itself. By relying only on accuracy, high processing accuracy is ensured and there is no need to increase pre-processing accuracy, resulting in the formation of fine irregularities with a height difference of 10 μm or less easily and inexpensively. In the fine concavo-convex processing apparatus according to Item 6, the fine concavo-convex processing most suitable for the desired fine concavo-convex shape is performed as long as the apparatus layout is not limited by the difference in processing or the shape of the workpiece. .
In addition, fine irregularities can be accurately formed on the work surface of the work having a single radius of curvature centered on the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the work, and in addition, the work surface of the work Since the concave part machining tool drive mechanism for forming the fine concave part and the finishing tool drive mechanism for finishing the convex part other than the fine concave part formed on the work surface of the workpiece are independent of each other, Process feed and operation suitable for each of the fine recess formation processing and finishing processing will be performed, so that the optimum processing can be selected for the intended fine uneven shape, and the surface quality is good It becomes.
[0024]
Since the fine concavo-convex machining apparatus according to claim 7 of the present invention has the above-described configuration, the machining point is surely located on a plane including the rotation axis of the workpiece, and the two axes are simultaneously controlled so that the tool holding unit is controlled. By operating it, it is possible to cope with a workpiece having a complicated shape, and the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 8 of the present invention has the above-described configuration. Therefore, processing with higher accuracy will be performed.
[0025]
In the fine concavo-convex machining apparatus according to claim 9 of the present invention, when the work holding portion holding a plurality of works is operated, each work is positioned at the machining part by the concave part machining tool and the machining part by the finishing tool. In this case, the formation processing of the fine concave portion by the concave portion processing tool and the finishing processing by the finishing processing tool are sequentially performed, that is, a plurality of workpieces are processed on one facility. If machining is not performed on the other side during machining, the workpiece can be exchanged on the other side, and the time required for workpiece exchange can be shortened. Depending on the arrangement of the machining tool and the finishing tool, simultaneous machining can be performed by moving one tool holding part. So that the sex improve is achieved.
[0026]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 10 of the present invention, since it has the above-described configuration, when forming the fine concavo-convex on the work surface of the workpiece, the cutting direction of the concave portion machining tool and the finishing tool into the work surface As a result, the fine unevenness processing apparatus according to the eleventh aspect of the present invention has the above-described configuration. Therefore, as in the sixth and ninth aspects, the desired fineness is improved. Fine unevenness processing most suitable for the unevenness shape is performed, and the work replacement time is shortened and the productivity is improved.
[0028]
In the fine concavo-convex machining apparatus according to claim 12, since it has the above-described configuration, it is possible to switch between the two mechanisms of the concave part machining tool drive mechanism and the finishing tool drive mechanism at a time, thereby shortening the time. In addition, for example, when the concave part machining tool drive mechanism and the finishing tool drive mechanism have a rotation center or a swing center, if both drive mechanisms are switched on the same axis, the respective rotation centers Alternatively, since the position of the swing center is not shifted in both the minute concave portion forming process and the finishing process, a good processing accuracy can be obtained.
[0029]
In the fine unevenness processing apparatus according to claim 13, the holding portion side engaging portion of the tool holding portion is used as a driving mechanism side engaging portion of the machining tool driving mechanism or a driving mechanism side engaging portion of the finishing tool driving mechanism. When engaged, a driving force is transmitted from one of the tool driving mechanisms to the recessed portion machining tool or the finishing machining tool via the tool holding portion, so that reliable power transmission and alignment are achieved. Since the fine concavo-convex processing apparatus according to the fourteenth aspect has the above-described configuration, switching and alignment of the driving force transmission system can be reliably and easily performed.
[0030]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 15, the tool can be easily aligned and the tool can be appropriately corrected with respect to the wear of the tool. Since the machining conditions at the machining site can be precisely corrected, each machining is performed under the optimum machining conditions.
[0031]
In the fine unevenness processing apparatus according to claims 16 and 17 of the present invention, if a tool is selected in accordance with the intended fine unevenness shape, the processing is performed under optimum processing conditions, and the grindstone and the abrasive grains are fixed. When using a tool, fine abrasive grains will be used depending on the unevenness of the surface to be machined, but if this is suppressed by applying an electrical or chemical action, processing defects due to clogging will occur. The occurrence of this will be avoided.
[0032]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 18 of the present invention, it is possible to perform good processing by using a coolant suitable for each of the fine concave portion forming processing and finishing processing.
[0033]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to the nineteenth aspect of the present invention, it is appropriate to perform processing using a grinding, cutting and rolling tool as the concave portion processing tool.
[0034]
The fine concavo-convex processing apparatus according to claim 20 of the present invention partitions the chips generated by the forming processing of the fine concave portions by the concave portion machining tool from being scattered on the workpiece side which has been finished by the finishing tool. This prevents the plate from becoming defective and prevents machining defects. In particular, when different coolants are used in both processes, mixing of the coolant is prevented by the partition plate, which reduces the coolant performance. In addition to being suppressed, shortening of the coolant replacement frequency is suppressed.
[0035]
【The invention's effect】
In the fine uneven | corrugated processing method of Claim 1 and 2, a workpiece | work is set between the process which forms a fine recessed part in the to-be-processed surface of a workpiece | work, and the finishing process which finishes convex parts other than this fine recessed part. It is possible to prevent the deterioration of accuracy as much as it is not necessary to rework, and in addition, it is possible to ensure high processing accuracy, and as a result, desired fine irregularities with a height difference of 10 μm or less can be easily achieved. In particular, the fine unevenness processing method according to claim 2 has an excellent effect that it is possible to select an optimum process according to the shape of the intended fine unevenness. It is.
Fine irregularities can be accurately formed on the work surface of a workpiece having a single radius of curvature with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the center of curvature. It is possible to perform processing feed and operation suitable for each processing, and as a result, it is very excellent that it can obtain the excellent surface quality by selecting the optimal processing for the intended fine uneven shape Effect.
[0036]
In the fine concavo-convex processing device according to claims 3 to 6, it is not necessary to hold the work between the fine concave portion forming process and the finishing process, and it is possible to prevent the deterioration of accuracy by that much, In addition, it is possible to ensure high processing accuracy, and it is possible to easily and inexpensively form fine irregularities having a height difference of 10 μm or less. Thus, it is possible to obtain a very excellent effect that it is possible to perform fine unevenness processing most suitable for the shape of the desired fine unevenness.
Fine irregularities can be accurately formed on the work surface of a workpiece having a single radius of curvature with the axis in the direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as the center of curvature. It is possible to perform processing feed and operation suitable for each processing, and as a result, it is very excellent that it can obtain the excellent surface quality by selecting the optimal processing for the intended fine uneven shape Effect.
[0037]
Since the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 7 of the present invention has the above-described configuration, it is possible to cope with a workpiece having a complicated shape by simultaneously controlling two axes and operating the tool holding unit. In the fine unevenness processing apparatus according to claim 8 of the present invention, since it has the above-described configuration, it is extremely excellent in that it is possible to perform processing with higher accuracy on the processing surface forming the spherical shape of the workpiece. The effect is brought about.
[0038]
In the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 9 of the present invention, since it has the above-described configuration, a plurality of workpieces can be processed on one facility, while the workpiece is processed on the other side. It is possible to reduce the work exchange time by exchanging the tool, and in addition, the concave part machining tool and finish machining so that simultaneous machining can be done by moving one tool holding part Arranging the tools provides a very good effect that productivity can be greatly improved.
[0039]
Since the fine concavo-convex processing apparatus according to claim 10 of the present invention has the above-described configuration, it is possible to form fine concavo-convex having a higher level of precision on the work surface of the workpiece, and according to claim 11 of the present invention. Since the fine concavo-convex processing apparatus according to the present invention has the above-described configuration, the fine concavo-convex processing most suitable for the desired fine concavo-convex shape can be performed and the workpiece replacement time can be shortened, as in the sixth and ninth aspects. In addition, it is possible to achieve a very excellent effect that it is possible to realize an improvement in productivity.
[0041]
In the fine concavo-convex machining apparatus according to claim 12, it is possible to switch between the two mechanisms of the concave part machining tool drive mechanism and the finish machining tool drive mechanism at a time, so that the machining time can be shortened. When the machining tool drive mechanism and the finishing tool drive mechanism have a rotation center or a swing center, the positions of the respective rotation centers or swing centers can be changed by switching both drive mechanisms on the same axis. Can be prevented from shifting in both the fine recess forming process and the finishing process, and therefore, it is possible to obtain a very excellent effect that high processing accuracy can be ensured.
[0042]
In the fine unevenness processing apparatus according to the thirteenth aspect, power can be reliably transmitted and accurate alignment can be performed. In the fine unevenness processing apparatus according to the fourteenth aspect, the driving force The transmission system can be switched and the positioning can be performed reliably and easily.
[0043]
In the fine unevenness processing apparatus according to the fifteenth aspect of the present invention, the tool can be easily aligned, and appropriate correction can be made to the wear of the tool. By precisely correcting the processing conditions at each processing site of the finishing tool, it is possible to obtain a very excellent effect that it is always possible to perform processing under optimal processing conditions.
[0044]
In the micro uneven | corrugated processing apparatus of Claim 16 and 17, by the selection of the tool match | combined with the intended fine uneven | corrugated shape, the process on an optimal process condition can always be performed, and the tool which fixed the grindstone or the abrasive grain is used. Even if it is used, by providing an electrical action or a chemical action to suppress clogging, a very excellent effect is obtained that it is possible to prevent the occurrence of processing defects due to clogging.
[0045]
In the fine unevenness processing apparatus according to claim 18, a very excellent effect that both the fine recessed portion forming process and the finishing process can be performed satisfactorily is brought about, and the fine unevenness processing apparatus according to claim 19. Then, since it was set as the above-mentioned structure, when the tool of grinding, cutting, and rolling was used as a concave part processing tool, it was very excellent that it was possible to perform fine concave part formation processing still more satisfactorily. The effect is brought about.
[0046]
The fine concavo-convex processing apparatus according to claim 20 can prevent the occurrence of processing defects, and particularly suppresses a decrease in coolant performance even when different coolants are used in both processes. It is possible and has a very good effect that the frequency of coolant replacement can be reduced.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0048]
[First embodiment]
FIG. 1A and FIG. 2 are diagrams for explaining a fine unevenness processing method and a fine unevenness processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, SCM420H was carburized, quenched, and tempered and cured. The case where the fine unevenness | corrugation whose height difference is 10 micrometers or less is formed in the outer peripheral surface of the workpiece | work which makes a cylindrical shape is shown.
[0049]
As shown in FIG. 1 (a), this fine unevenness processing apparatus 1 includes a chuck (work holding portion) 2 that holds a work W while rotating it, and an outer peripheral surface (work surface) WS of the work W. A cutting tool 3 as a concave part machining tool for forming a fine concave part, and a superfinishing grindstone 4 as a finishing tool for finishing a convex part other than the fine concave part formed on the outer peripheral surface WS of the workpiece W; A tool holding unit 10 for holding the cutting tool 3 and the superfinishing grindstone 4 is provided. In this embodiment, a polycrystalline CBN tool is used as the cutting tool 3 and a WA ceramic bond grindstone is used as the superfinishing grindstone 4. (In the fine unevenness processing method and the fine unevenness processing apparatus according to the present invention, the recessed portion machining tool and the finishing tool are not limited to the tools shown in this embodiment).
[0050]
The tool holding unit 10 includes an X-axis table 11 along the X-axis direction located on a plane parallel to the rotation axis WL of the workpiece W, and a Z-axis table along the Z-axis direction orthogonal to the X-axis table 11 on the plane. 12 and a tool table 13 that is slidably attached to each of the X-axis table 11 and the Z-axis table 12 and is rotatable. The cutting tool 3 and the superfinishing grindstone 4 are The base 13 is mounted on the back side with an interval of 180 ° with the rotation center P in between.
[0051]
In this case, the predetermined processing start sites of the cutting tool 3 and the superfinishing grindstone 4 are set at the same position. Therefore, the tool holding unit 10 performs the processing of the cutting tool 3 and the superfinishing grindstone 4 at the respective processing times. While being moved to the same predetermined processing start site, it is possible to feed and move while cutting each of the outer peripheral surface WS of the rotating workpiece W.
[0052]
In addition, this fine uneven | corrugated processing apparatus 1 is provided with the coolant supply mechanism which is not shown in figure which supplies oil-based coolant to a process point.
[0053]
Next, a description will be given of how to form fine unevenness having a height difference of 10 μm or less on the cylindrical workpiece W by the fine unevenness processing apparatus 1.
[0054]
First, the tool base 13 of the tool holding part 10 is slid with respect to each of the X-axis table 11 and the Z-axis table 12, and the cutting tool 3 is moved to a predetermined process start site.
[0055]
Next, the cutting tool 3 is slid with respect to the Z-axis table 12 together with the tool table 13 of the tool holding unit 10 while being cut into the outer peripheral surface WS of the workpiece W at a depth of 10 μm. The workpiece is moved in parallel along the rotation axis WL and processed by dry cutting.
[0056]
During this time, if an appropriate feed is applied to the tool table 13 of the tool holding unit 10, screw-like continuous fine spiral grooves (fine irregularities) are created on the outer peripheral surface WS of the workpiece W.
[0057]
Then, after the forming process of the minute concave portion by the cutting tool 3 is finished, the tool base 13 is slid with respect to the X-axis table 11 to once move away from the work W so that the tool base 13 does not interfere with the work W. Then, the superfinishing grindstone 4 is moved to a predetermined processing start site.
[0058]
At this time, since the predetermined processing start portions of the cutting tool 3 and the superfinishing grindstone 4 are set at the same position, the superfinishing grindstone 4 is located at the portion where the cutting tool 3 is facing the workpiece W at the start of processing. In addition, since the super-finishing grindstone 4 is attached in advance so as to obtain a predetermined pressing force on the tool table 13, the super-finishing grindstone 4 is appropriately located at the same time as the cutting tool 3 is located. A pressing force can be obtained.
[0059]
In this state, the superfinishing grindstone 4 is slid with respect to the Z-axis table 12 together with the tool table 13 of the tool holding unit 10 while supplying oil-based coolant from a coolant supply mechanism (not shown) to the machining point. When the finishing grindstone 4 is moved along the outer peripheral surface WS of the workpiece W and the plateau is uniformly applied to the outer peripheral surface WS as shown in FIG. 2, the cutting tool 3 forms the outer peripheral surface WS of the workpiece W. The convex portions other than the minute concave portions are finished, and accordingly, a fine spiral groove d1 having a height difference of 10 μm or less is formed on the outer peripheral surface WS of the workpiece W.
[0060]
Thus, in the fine unevenness processing method and the fine unevenness processing apparatus 1 according to the above-described embodiment, from the process of forming the fine recessed portion on the outer peripheral surface WS of the workpiece W by the cutting tool 3, other than the fine recessed portion by the superfinishing grindstone 4 Since the workpiece W once set on the chuck 2 does not need to be re-gripped during the process of finishing the convex portion, the deterioration of accuracy is suppressed by that amount, and in addition, the cutting attached on the same tool holder 10 is performed. Since machining is performed with the tool 3 and the superfinishing grindstone 4, high machining accuracy is ensured because the machining accuracy depends only on the positioning accuracy of the apparatus 1 itself, and it is not necessary to increase the pre-machining accuracy. The fine spiral groove d1 having a height difference of 10 μm or less is formed at low cost.
[0061]
In the above-described embodiment, the case where the fine unevenness having a height difference of 10 μm or less is formed on the outer peripheral surface WS of the cylindrical workpiece W is not limited to this. For example, as shown in FIG. In addition, the present invention may be adopted to form fine irregularities having a height difference of 10 μm or less on the curved outer peripheral surface WS of the workpiece W having a substantially bowl shape. In the fine concavo-convex processing apparatus 1, since the processing point is always located on the plane including the rotation axis WL of the workpiece W, the operation of the tool base 13 with respect to the X-axis table 11 and the Z-axis table 12 is simultaneously controlled, and the cutting tool If the 3 and the superfinishing grindstone 4 are operated so as to draw an arc, respectively, it is possible to deal with a complicated surface to be processed such as the curved outer peripheral surface WS.
[0062]
Another form of the first embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 1B, even if the rotation center P is in such a position, the same processing as in the above embodiment can be performed, and therefore the same effect can be obtained.
[0063]
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram for explaining a fine unevenness processing method and a fine unevenness processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the height difference is 10 μm on the curved outer peripheral surface of a substantially bowl-shaped workpiece. The case where the following fine unevenness | corrugations are formed is shown.
[0064]
As shown in FIG. 4, this fine unevenness processing device 21 has a chuck (work holding portion) 22 that holds the work W while rotating it until the end of processing, and a curved outer peripheral surface (work surface) WSa of the work W. A fine groove grinding wheel (a grindstone in which CBN abrasive grains of JIS mesh size # 3000 are baked and hardened with a metal bond) 23 as a concave portion forming tool for forming grooves and a curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W A plateau surface grinding wheel (finishing tool in this embodiment, a CBN abrasive grain of JIS mesh size # 6000 is baked and hardened with a metal bond) 24 as a finishing tool for finishing a convex portion other than the formed fine grooves, A tool holder 30 is provided for holding the fine groove grinding wheel 23 and the plateau surface grinding wheel 24 (in the fine unevenness processing method and the fine unevenness processing apparatus according to the present invention, Engineering tools and finishing tools, not limited to the tool shown in the present embodiment).
[0065]
The tool holding unit 30 includes an X-axis table 31 along the X-axis direction located on a plane parallel to the rotation axis WL of the workpiece W, and a Z-axis table along the Z-axis direction orthogonal to the X-axis table 31 on the plane. 32 and a tool base 33 that is slidably attached to each of the X-axis table 31 and the Z-axis table 32 and that can be rotated to be indexed. The plateau surface grinding wheel 24 has a rotation axis 34a of a fine groove grinding spindle 34 which is a tool device arranged on the tool table 33 in parallel and opposite directions, and a rotation axis of a plateau surface grinding spindle 35 which is also a tool device. Each is attached to 35a.
[0066]
When a fine groove having a height difference of 10 μm or less is formed on the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W using the fine unevenness processing device 21, the fine groove grinding wheel 23 is preliminarily matched with the cross-sectional shape of the intended fine groove. Using a molded whetstone (for example, a whetstone having a V-shaped tip at the outer periphery of the grindstone and a round (R) of 50 μm at the tip), the accuracy and sharpness of the tip shape of the outer periphery of the grindstone are ensured and the grindstone at the tool stand 33 After performing truing and dressing on the apparatus to secure the tip position, the fine groove grinding wheel 23 is moved to the curved outer peripheral surface while simultaneously controlling the movement of the tool table 33 with respect to the X-axis table 31 and the Z-axis table 32. It moves along WSa with a predetermined cut amount (for example, 3 μm) to create a fine spiral groove (fine irregularities).
[0067]
Then, after the tool table 33 is moved to separate the fine groove grinding wheel 23 from the curved outer peripheral surface WSa, the tool table 33 is rotated to perform a finishing process using the plateau surface grinding wheel 24.
[0068]
At this time, similarly to the fine groove grinding wheel 23, the plateau grinding wheel 24 also uses a pre-formed grinding wheel (for example, a total type grinding wheel having a grinding wheel outer circumferential surface matched to the curvature of the curved outer circumferential surface WSa), In order to ensure the accuracy and sharpness of the shape and secure the tip position of the grindstone on the tool base 33, after performing truing and dressing on the apparatus, for example, a predetermined groove depth is obtained while giving a notch of 0.1 μm. Then, the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W is finished with a convex portion other than the fine grooves formed by the fine groove grinding wheel 23, and the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W has a height difference. As a result, a fine groove of 10 μm or less is formed.
[0069]
Thus, in the fine unevenness processing method and the fine unevenness processing apparatus 21 according to the above embodiment, the fine groove forming process by the fine groove grinding wheel 23 and the plateau process by the plateau surface grinding wheel 24 are performed at the same position with respect to the workpiece W. Therefore, as shown in the present embodiment, when the grindstones 23, 24 are rotated by the spindles 34, 35, the rotation directions of the workpiece W and the rotating grindstones 23, 24 can be set to be the same ( For example, there is an advantage that both can be set to up-cut).
[0070]
In this embodiment, since the grindstones 23 and 24 similar to the fine groove forming process and the plateau process are used, the processing is performed while supplying a water-soluble coolant.
[0071]
Further, in the direction of cutting the grindstones 23 and 24 between the spindles 34 and 35 of the fine groove grinding wheel 23 and the plateau surface grinding grindstone 24 and the tool table 33, for example, the rotation shafts 34a and 35a of the spindles 34 and 35 are provided. A slide table as a wear correction mechanism for the grindstones 23 and 24 may be provided in a direction perpendicular to the wheel. In this embodiment, the amount of movement of the tool base 33 relative to the X-axis table 31 and the Z-axis table 32 is changed. I am trying to correct it.
[0072]
[Third embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining a fine unevenness processing method and a fine unevenness processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment as well, there is a difference in height on the curved outer peripheral surface of a work having a substantially bowl shape. Shows the case of forming fine irregularities of 10 μm or less.
[0073]
As shown in FIG. 5, the fine unevenness processing apparatus 41 according to this embodiment is different from the previous second embodiment in that the fine grooving grindstone in the fine unevenness processing apparatus 21 according to the second embodiment is used. In contrast to the fine groove grinding spindle 34 and the plateau surface grinding spindle 35 to which the platen grinding wheel 24 and the plateau surface grinding wheel 24 are attached, both are arranged on the tool table 33. In the fine unevenness processing apparatus 41 according to this embodiment, The fine groove grinding spindle 34 and the plateau surface grinding spindle 35 are both directly attached to the X-axis table 31, and other configurations are the same as those of the fine concavo-convex processing apparatus 21 according to the second embodiment.
[0074]
In other words, in the fine unevenness processing apparatus 21 according to the second embodiment, the fine groove grinding wheel 23 and the plateau surface grinding wheel 24 are switched by the rotation of the tool table 33, whereas in this embodiment, In the fine concavo-convex processing apparatus 41, the fine groove grinding wheel 23 and the plateau surface grinding wheel 24 are switched by sliding the X-axis table 31, and are opposite to the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W with the rotation axis WL interposed therebetween. Therefore, there is an advantage that the configuration becomes simpler than that of the second embodiment, which is processed at the same position, and the cost is reduced accordingly.
[0075]
[Fourth embodiment]
FIG. 6 is a diagram for explaining a fine unevenness processing method and a fine unevenness processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
[0076]
As shown in FIG. 6, the fine unevenness processing apparatus 51 according to this embodiment includes a concave outer periphery of a workpiece W having a single radius of curvature centered on an axis L in a direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W. A fine concave portion having a height difference of 10 μm or less is formed on the surface WSb. The fine concave and convex processing apparatus 51 includes a chuck (work holding portion) 52 that holds the workpiece W while rotating it, and a concave portion. A cutting tool 53 as a processing tool, a superfinishing grindstone 54 as a finishing tool, a tool holding unit 60 that holds the cutting tool 53 and the superfinishing grindstone 54, and the cutting tool 53 that operates with the axis L as a rotation center axis. The concave portion machining tool drive mechanism 55 for forming a minute concave portion on the concave outer peripheral surface WSb of the workpiece W and the superfinishing grindstone 54 are operated with the axis L as the oscillation center axis, and the concave outer portion of the workpiece W is operated. A finishing tool drive mechanism 56 is provided for finishing a convex portion other than the minute concave portion formed on the peripheral surface WSb. Both mechanisms 55 and 56 are provided independently of each other.
[0077]
The tool holding unit 60 is movable along an axis L in a direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W, and is provided so as to be rotatable around the axis L. A tool holder 62 is provided in which a tool 53 and a superfinishing grindstone 54 are arranged side by side so as to be parallel to each other in the axis L direction. In this way, in this embodiment, since the cutting tool 53 and the superfinishing grindstone 54 are both supported by the same tool holder 62, the structure is simple and the tool can be easily replaced, and the cost can be reduced. However, when machining is performed by using a method other than the present embodiment, for example, when machining with higher accuracy is performed, the cutting tool 53 and the superfinishing grindstone 54 are separated from each other. It is desirable to support it with a tool holder.
[0078]
As shown in FIG. 6A, the concave portion machining tool drive mechanism 55 is provided on the shaft L with a first motor 55a, a worm gear 55c fixed to the output shaft 55b of the first motor 55a, and the worm gear. The finishing tool drive mechanism 56 is fixed to a second motor 56a and an output shaft 56b of the second motor 56a as shown in FIG. 6C. A disc 56c, a swinging disc 56d provided on the axis L, and a rod having one end pivotally connected to the peripheral portion of the disc 56c and the other end pivotally connected to the peripheral portion of the swinging disc 56d. 56e.
[0079]
In this case, the spline 61a as the holding portion side engaging portion is provided on the outer peripheral surfaces of both ends of the tool base 61 of the tool holding portion 60, and the spur gear 55d of the concave portion machining tool drive mechanism 55 and the finishing tool. Splines 55f and 56f as drive mechanism side engaging portions are provided on the inner peripheral surfaces of the shaft holes of the swing disk 56d of the drive mechanism 56, respectively.
[0080]
When the tool base 61, the spur gear 55d, and the swinging disk 56d are fitted to one of the splines 55f and 56f on the drive mechanism side, one of the splines 61a and 61a at both ends of the tool base 61 is fitted. The other spline 61a is arranged in a free state, and is caused by fluid pressure (for example, hydraulic pressure) supplied through pressure increase / decrease supply ports 55g and 56g provided in the spur gear 55d and the swing disk 56d, respectively. Then, the tool base 61 of the tool holding unit 60 is slid along the axis L, and the spline 61a is moved into the concave portion by the spur gear 55d of the machining tool drive mechanism 55 and the splines 55f of the swinging disk 56d of the finishing tool drive mechanism 56. , 56f, the transmission system of the driving force is switched by being fitted to one of the splines 55f (56f).
[0081]
At this time, as shown in FIG. 6B, in a state where the spline 61a above the tool base 61 is engaged with the spline 55f on the concave portion machining tool drive mechanism 55 side, that is, the concave portion machining tool drive mechanism. In a state where the driving force is transmitted from 55 to the cutting tool 53 via the tool table 61, the cutting edge of the cutting tool 53 is set to have the same height as the rotation axis WL of the workpiece W, In a state where the spline 61a is engaged with the spline 56f on the finishing tool driving mechanism 56 side, that is, in a state where driving force is transmitted from the finishing tool driving mechanism 56 to the superfinishing grindstone 54 via the tool table 61. The center of the superfinishing grindstone 54 is set to be the same height as the rotation axis WL of the workpiece W.
[0082]
Further, a grindstone pressing pressure supply port (pressing force applying means) 62a is provided on the back surface of the tool holder 62. When performing superfinishing, air pressure is supplied from the grindstone pressing pressure supply port 62a to perform superfinishing. The grindstone 54 can be pressed against the concave outer peripheral surface WSb of the workpiece W (separately from the grindstone pressing pressure supply port 62a, the tool holder 62 is provided with a cutting tool applying force or pressing force applying means. Can also be provided).
[0083]
Using this fine concavo-convex processing device 51, the concave and outer peripheral surface WSb of the workpiece W having a single curvature radius centered on the axis L in the direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W is fine with a height difference of 10 μm or less. When forming the groove, first, when machining is started with the spline 61a above the tool base 61 fitted to the spline 55f on the machining tool drive mechanism 55 side (the state shown in FIG. 6B). Then, the cutting tool 53 to which the driving force is transmitted from the concave portion machining tool driving mechanism 55 rotates around the axis L together with the tool base 61, that is, along the concave outer peripheral surface WSb of the workpiece W on which the cutting tool 53 rotates. To form fine grooves on the concave outer peripheral surface WSb.
[0084]
Next, by supplying and discharging the fluid through the pressurizing and depressurizing supply ports 55g and 56g of the spur gear 55d and the swinging disc 56d, the tool base 61 of the tool holding unit 60 is slid along the axis L, and the upper spline 61a is separated from the spline 55f on the machining tool drive mechanism 55 side of the concave portion, and the lower spline 61a is fitted to the spline 56f of the oscillating disk 56d of the finishing tool drive mechanism 56 to finish the drive force transmission system. Switch to the processing side.
[0085]
At this time, the center of the superfinishing grindstone 54 is at the same height as the rotation axis WL of the workpiece W. When finishing processing is started while supplying oil-based coolant in this state, the driving force from the finishing tool driving mechanism 56 is increased. The superfinishing grindstone 54 to which is transmitted is swung around the axis L together with the tool table 61, that is, the concave outer periphery of the work W on which the superfinishing grindstone 54 to which air pressure is applied from the grindstone pressing pressure supply port 62a rotates. Since the convex portion of the fine groove is removed while moving along the concave outer peripheral surface WSb while pressing the surface WSb, a fine groove having a height difference of 10 μm or less is formed on the concave outer peripheral surface WSb of the workpiece W. It will be.
[0086]
In the fine concavo-convex processing device 51 and the fine concavo-convex processing method using the fine concavo-convex processing device 51, the workpiece W having a single radius of curvature with the axis L in the direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W as the center of curvature. In addition, the fine groove can be formed with high accuracy in the concave outer peripheral surface WSb, and in addition, since the concave portion machining tool drive mechanism 55 and the finishing tool drive mechanism 56 are made independent, the fine concave portion formation processing is performed. In addition, machining feed, rotation, and swinging suitable for each finishing process are performed, and an optimum machining can be selected for the intended fine groove.
[0087]
Further, in the fine unevenness processing device 51, the tool table 61 of the tool holding unit 60 is slid along the axis L, and the spline 61a of the concave portion machining tool drive mechanism 55 and the finishing tool drive mechanism 56 are moved. Since the driving force transmission system is switched by fitting to one of the splines 55f (56f) of each of the splines 55f, 56f of the oscillating disk 56d, the machining tool is driven at the same time for the concave portion. The two mechanisms of the mechanism 55 and the finishing tool drive mechanism 56 can be switched to reduce the time, and both the drive mechanisms 55 and 56 are switched on the same axis. The positions of the center and the swing center are not shifted in both the fine recessed portion forming process and the finishing process, and a good processing accuracy can be obtained.
[0088]
Furthermore, in the fine unevenness processing device 51, by providing the grindstone pressing pressure supply port 62a on the back surface of the tool holder 62, the superfinishing grindstone 54 is pressed against the concave outer peripheral surface WSb of the workpiece W when performing superfinishing. Therefore, it is possible to appropriately correct the wear of the superfinishing wheel 54, and in addition, the processing conditions in the processing portion of the superfinishing wheel 54 can be precisely corrected. Will be processed.
[0089]
In this embodiment, the tool base 61 of the tool holding unit 60 moves along the axis L in the direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W and rotates around the axis L. However, the present invention is not limited to this. Instead, as shown in FIG. 7, the tool holder 62A supported by the tool base 61A moves along the axis L in the direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W (shown in FIG. 7A). It is also possible to move from the state to the state shown in FIG.
[0090]
[Fifth embodiment]
FIG. 8 is a diagram for explaining a fine concavo-convex processing method and a fine concavo-convex processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the work holding unit holds a plurality of works. .
[0091]
As shown in FIG. 8, the micro uneven processing apparatus 71 includes a headstock 72 as a work holding unit that holds a plurality of (in this embodiment, two) cylindrical workpieces W while rotating them until the end of processing. Fine groove grinding wheel 73 as a concave portion forming tool for forming fine grooves on the outer peripheral surface (work surface) WS of the workpiece W and finishing processing of convex portions other than the fine grooves formed on the outer peripheral surface WS of the workpiece W A plateau surface grinding wheel 74 as a finishing tool to be performed, a fine groove grinding wheel 73 and a tool holder 80 for holding the plateau surface grinding wheel 74 are provided.
[0092]
The headstock 72 is rotatable around the main spindle 72a, and the workpiece W is fixed to both ends of the rotation shaft WL protruding from the upper and lower ends of the mainstock 72 in the figure. The headstock 72 operates so as to sequentially position the workpieces W at the processing site by the fine groove grinding wheel 73 and the processing site by the plateau surface grinding wheel 74. That is, the headstock 72 is It rotates so that it can be positioned at intervals of 180 °. In this embodiment, the two workpieces W are held on the same rotation axis WL at the upper and lower ends of the headstock 72 because the workpiece W has a cylindrical shape. Depending on the shape of W, it is necessary to change the holding state.
[0093]
The tool holding unit 80 includes a base 81 and a movable table 82 supported by the base 81, and the fine groove grinding wheel 73 and the plateau surface grinding wheel 74 are parallel to the rotation axis WL of the workpiece W and The rotary shaft 84a of the fine groove grinding spindle 84, which is a tool device fixed to the movable table 82 so as to face each other, and the rotary shaft 85a of a plateau surface grinding spindle 85, which is also a tool device, are respectively attached.
[0094]
In this case, the movable table 82 can be moved in parallel with the rotation axis WL of the workpiece W, and can be moved close to and away from the rotation axis WL. When processing is performed on either one of the two workpieces W, W with either one of the fine groove grinding wheel 73 and the plateau surface grinding wheel 74 (74), The distance is set such that the other whetstone 74 (73) does not interfere with the other work W.
[0095]
Further, the cutting depths of the fine groove grinding stone 73 and the plateau surface grinding stone 74 are set by sliding the movable table 82 in the X-axis direction in the drawing.
[0096]
When a fine groove having a height difference of 10 μm or less is formed on the outer peripheral surface WS of the workpiece W using the fine unevenness processing device 71, first, a movable table is applied to one rotating workpiece W (the workpiece W on the upper side in the drawing). While moving the movable table 82 in the Z-axis direction while giving the incision of the fine groove grinding wheel 73 by moving the 82 in the X-axis direction, a fine spiral groove (fine irregularities) is created on the entire outer surface WS of the workpiece W. To do.
[0097]
Next, after moving the movable table 82 in the X-axis direction to separate the fine groove grinding wheel 73 from the work W, the spindle head 72 is rotated to turn the work W on which the fine spiral groove is formed into the fine groove grinding wheel 73. And the movable table 82 is slid in the Z-axis direction to move the plateau grinding wheel 74 to the processing position of the workpiece W. In this state, fine groove grinding is performed. Finish the plateau surface in the same way as in.
[0098]
Then, after finish grinding of the plateau surface, the movable table 82 is slid in the opposite direction (downward in the figure) to move the fine groove grinding wheel 73 to the processing position of the other workpiece W that rotates.
[0099]
At this time, since the workpiece W after processing is not located at a portion where plateau surface grinding by the plateau surface grinding wheel 74 is performed, when the workpiece W after processing is replaced with an unprocessed workpiece W in this state, The setting of the fine groove processing for the workpiece W is completed.
[0100]
As described above, in the fine unevenness processing method and the fine unevenness processing apparatus 71 according to the above-described embodiment, the processing of two workpieces W is performed on one facility, and on the other hand, when processing is performed. Since the workpiece W can be exchanged on the other side, the time required for exchanging the workpiece W is greatly shortened. In addition, depending on the arrangement of the fine groove grinding stone 73 and the plateau surface grinding stone 74, it is movable. Simultaneous processing can be achieved by sliding the table 82, and productivity can be improved.
[0101]
[Sixth embodiment]
FIG. 9 is a diagram for explaining a fine concavo-convex processing method and a fine concavo-convex processing apparatus according to still another embodiment of the present invention, and also in this embodiment, a case where the work holding unit holds a plurality of works. Show.
[0102]
As shown in FIG. 9, the micro uneven processing apparatus 91 includes a spindle table 92 as a work holding unit that holds a plurality of (in this embodiment, two) substantially W-shaped work W and holds the work W until the end of processing. , A rolling tool 93 as a concave portion forming tool for forming a fine groove on the curved outer peripheral surface (work surface) WSa of the workpiece W, and a convex portion other than the fine groove formed on the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W A lapping film 94 as a finishing tool for performing the finishing process, and a tool table 100 as a tool holder for holding the rolling tool 93 and the lapping film 94 are provided.
[0103]
The main spindle table 92 is rotatable around the main spindle 92a, and the workpiece W is fixed to two mutually parallel rotating shafts WL located at opposite sides of the main spindle 92a of the main spindle table 92. . A partition plate 92b is attached between the two workpieces W so as not to be perpendicular to a line connecting the axes of the workpieces W and to interfere with any workpiece W.
[0104]
Further, the tool table 100 to which the rolling tool 93 for forming the fine groove and the wrapping film 94 for performing the finishing process are attached rotates about the axis L in the direction orthogonal to the rotation axis WL of the workpiece W. That is, it is configured to rotate around the center of curvature of the curved outer peripheral surface WSa, and the rolling tool 93 and the wrapping film 94 are disposed so that they can be simultaneously processed on the two workpieces W, respectively.
[0105]
When a fine groove having a height difference of 10 μm or less is formed on the curved outer peripheral surface WSa of the workpiece W using the fine unevenness processing device 91, first, two rotating workpieces W (the workpiece W positioned on the wrapping film 94 side) When the tool base 100 is rotated while pressing the rolling tool 93 and the wrapping film 94 against the one having the fine grooves already formed), the forming process of the fine grooves is performed on the rolling tool 93 side. Finishing is performed on the 94 side.
[0106]
Next, after securing the distance between the tool table 100 and the spindle table 92 so that the workpiece W does not interfere with the rolling tool 93 and the wrapping film 94 even if the spindle table 92 is rotated, the lapping side is secured. The workpiece W is replaced with a new workpiece W in which no fine groove is formed.
[0107]
In this state, when the spindle table 92 is rotated 180 °, the workpiece W in which the fine groove is formed moves to the wrapping film 94 side, and the newly set unprocessed workpiece W moves to the rolling tool 93 side. Thereafter, the tool table 100 is rotated while pressing the rolling tool 93 and the wrapping film 94 against the two rotated workpieces W in the same manner as described above, so that the rolling tool 93 side and the wrapping film are rotated. The fine groove forming process and finishing process are performed on the 94 side, respectively, and thereafter the fine groove forming process and the plateau process are simultaneously performed in the same manner.
[0108]
At this time, the rolling process by the rolling tool 93 is performed while spraying oil-based coolant in a mist form.
[0109]
Further, even when the coolant used for forming and finishing the fine grooves is different, the partition plate 92b is attached to the spindle table 92, so that the partition plate 92b prevents the coolant from being scattered to the other side. In addition, even if the chips are scattered during processing, the partition plate 92b prevents the chips from scattering to the other.
[0110]
Here, FIG. 10 shows a cross-sectional curve model of the surface of the traction drive rolling element obtained by the fine unevenness processing method using the fine unevenness processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
[0111]
As shown in FIG. 10, in the fine unevenness processing method using the fine unevenness processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, a fine recess A having a depth d of 0.1 to 1.7 μm and superfinishing processing are performed. It is possible to create an outer peripheral surface WS having fine convex portions B whose surface roughness f of the surface (plateau surface) s is flattened to about 0.05 μm, that is, a rolling element surface exhibiting excellent traction performance. Obtainable.
[0112]
Therefore, if the fine irregularities (fine grooves) formed on the outer peripheral surface WS are created on the surface of the rolling element used for the toroidal CVT rolling element, the rolling element of the same size as the conventional one can transmit higher torque than before. In other words, the rolling element can be downsized.
[0113]
In addition, it is possible to perform a process for forming fine grooves similar to the fine grooves on the surfaces of the sliding members whose surfaces slide with each other, and in this case, excellent friction performance can be obtained. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an operation explanatory view from the front direction showing a situation in which fine unevenness having a height difference of 10 μm or less is formed on a cylindrical workpiece by the fine unevenness processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. (b) It is operation | movement explanatory drawing from the front direction which shows the other form of the fine unevenness | corrugation processing apparatus by 1st Example.
FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view showing a situation in which finishing is performed with a superfinishing grindstone of the fine unevenness processing apparatus in FIG. 1;
FIG. 3 is an operation explanatory view from the front direction showing a state in which fine unevenness having a height difference of 10 μm or less is formed on the curved outer peripheral surface of a substantially bowl-shaped workpiece by the fine unevenness processing apparatus in FIG. 1;
FIG. 4 is an operation explanatory view from the front direction showing a situation in which fine irregularities having a height difference of 10 μm or less are formed on the curved outer peripheral surface of a substantially bowl-shaped workpiece by the fine irregularity processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. It is.
FIG. 5 is an operation explanatory view from the front direction showing a state in which fine irregularities having a height difference of 10 μm or less are formed on the curved outer peripheral surface of a substantially bowl-shaped workpiece by the fine irregularity processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. It is.
FIG. 6 is an operation explanatory view from the plane direction showing a situation in which a fine concave portion having a height difference of 10 μm or less is formed on the concave outer peripheral surface of the workpiece in the fine unevenness processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention (a), It is operation | movement explanatory drawing (b) from a front direction, and operation | movement explanatory drawing (c) from a bottom face direction.
FIGS. 7A and 7B are operation explanatory views (a) and (b) showing another configuration example of the fine unevenness processing apparatus in FIG. 6;
FIG. 8 is an operation explanatory view from the front direction showing a situation in which fine unevenness having a height difference of 10 μm or less is formed on a cylindrical workpiece by the fine unevenness processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an operation explanatory view from the plane direction showing a state in which fine irregularities having a height difference of 10 μm or less are formed on the curved outer peripheral surface of a substantially bowl-shaped workpiece by the fine irregularity processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. It is (a) and operation | movement explanatory drawing (b) from a front direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a cross-sectional curve model of the surface of a traction drive rolling element obtained by a fine unevenness processing method using a fine unevenness processing apparatus according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
3,53 Cutting tool (recessed part machining tool)
4,54 Super-finishing wheel (finishing tool)
10, 30, 60, 80, 100 Tool holder
23,73 Fine groove grinding wheel (recessed portion machining tool)
24,74 Plateau grinding wheel (finishing tool)
93 Rolling tools (recessed portion machining tools)
94 Wrapping film (finishing tool)
W Work
WS Peripheral surface (machined surface)
WSa curved outer peripheral surface
WSb Concave outer peripheral surface

Claims (20)

ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、そのワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具とを同じ工具保持部にて保持し、回転する上記ワークの被加工面に対して凹部分加工工具を切り込みながら相対移動させて微細凹部分を形成する加工を行った後、上記ワークの保持状態を維持したまま、工具保持部をスライドもしくは旋回させて上記ワークとの相対位置を移動させることにより、
凹部分加工工具が加工を行っていた位置と同じ位置に仕上げ加工工具を移動させて、凹部分加工工具が加工を行った回転する上記ワークの被加工面に対して切り込みながら相対移動させて仕上げ加工を行うことにより、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成する微細凹凸加工方法において、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて前記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面への微細凹部分の形成と、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを互いに独立して行なうことを特徴とする微細凹凸加工方法。The same tool holder is used for the concave part machining tool that forms the fine concave part on the work surface of the work and the finishing tool that finishes the convex part other than the fine concave part formed on the work surface of the work. holding Te, after machining to form fine concave portion is relatively moved while cuts the concave portion machining tool relative to the work surface of the workpiece to be rotated, while maintaining the holding state of the workpiece, the tool holding parts slide or pivot in by moving the relative position between the workpiece,
Moving the machining tool finishing in the same position as the position where the concave portion machining tool is performing processing, it is relatively moved while cuts against the work surface of the workpiece to rotate concave portion machining tool is performed finishing In the fine unevenness processing method of forming fine unevenness with a height difference of 10 μm or less on the work surface of the workpiece by performing processing,
A single curvature radius with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as a center of curvature by operating the machining tool for the concave portion with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis Forming a minute recess on the work surface of the workpiece having
The finishing tool is operated with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis to finish the convex portions other than the minute concave portions formed on the work surface of the workpiece. A method for processing fine irregularities, which is performed independently of each other . ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、そのワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具とを同じ工具保持部にて保持し、回転する上記ワークの被加工面に対して凹部分加工工具を切り込みながら相対移動させて微細凹部分を形成する加工を行った後、上記ワークの保持状態を維持したまま、工具保持部をスライドもしくは旋回させて上記ワークとの相対位置を移動させることにより、
凹部分加工工具が加工を行っていた位置と異なる位置に仕上げ加工工具を移動させて、凹部分加工工具が加工を行った回転する上記ワークの被加工面に対して切り込みながら相対移動させて仕上げ加工を行うことにより、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成する微細凹凸加工方法において、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面への微細凹部分の形成と、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて前記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工とを互いに独立して行なうことを特徴とする微細凹凸加工方法。The same tool holder is used for the concave part machining tool that forms the fine concave part on the work surface of the work and the finishing tool that finishes the convex part other than the fine concave part formed on the work surface of the work. holding Te, after machining to form fine concave portion is relatively moved while cuts the concave portion machining tool relative to the work surface of the workpiece to be rotated, while maintaining the holding state of the workpiece, the tool holding parts slide or pivot in by moving the relative position between the workpiece,
Concave portion machining tool moves the machining tool finish at a position different from the position which has been subjected to machining, it is relatively moved while cuts against the work surface of the workpiece to rotate concave portion machining tool is performed finishing In the fine unevenness processing method of forming fine unevenness with a height difference of 10 μm or less on the work surface of the workpiece by performing processing,
A single radius of curvature centered on the axis of curvature in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece by operating the concave portion machining tool with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or oscillation center axis Forming a minute recess on the work surface of the workpiece having
Finishing the convex portion other than the minute concave portion formed on the work surface of the workpiece by operating the finishing tool with the axis in the direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or the oscillation center axis. A method for processing fine irregularities, which is performed independently of each other . ワークを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部と、そのワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具を備え、凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の加工時期に各々の所定の加工開始部位に移動可能に保持しかつ凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を回転する上記ワークの被加工面に対してそれぞれ切り込ませながら送り移動可能に保持して、上記ワークの被加工面に高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を形成する微細凹凸加工装置において、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて前記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構とを互いに独立して設けたことを特徴とする微細凹凸加工装置。A workpiece holding portion for holding up the processing end while rotating the workpiece, and the concave portion machining tool for forming a fine concave portion on the work surface of the work, convex non-fine concave portions formed on the processed surface of the workpiece A finishing tool for finishing the part is provided, and the concave part machining tool and the finishing tool are held movably at each predetermined processing start position at each machining time, and the concave part machining tool and the finishing tool are rotated. holds movable feed while cut respectively the processed surface of the workpiece to be, in fine uneven processing apparatus height difference form the following fine irregularities 10μm on the processed surface of the workpiece,
A single radius of curvature centered on the axis of curvature in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece by operating the concave portion machining tool with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or oscillation center axis A concave part machining tool drive mechanism for forming a fine concave part on the work surface of the workpiece, and a finishing tool to be operated with an axis in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as a rotation center axis or a swing center axis. A fine concavo-convex machining apparatus, comprising: a finishing tool driving mechanism for finishing a convex portion other than the fine concave portion formed on the work surface of the workpiece independently of each other . ワークを回転させつつ加工終了まで保持するワーク保持部と、そのワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具と、上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具と、凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の加工時期に各々の所定の加工開始部位に移動させると共に回転する上記ワークの被加工面に対してそれぞれ切り込ませながら送り移動可能に保持する工具保持部とを備え、高低差が１０μｍ以下の微細凹凸を上記ワークの被加工面に形成する微細凹凸加工装置において、
上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として凹部分加工工具を動作させて上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を曲率中心とする単一の曲率半径を有する上記ワークの被加工面に微細凹部分を形成する凹部分加工工具駆動機構と、上記ワークの回転軸と直交する方向の軸を回転中心軸あるいは揺動中心軸として仕上げ加工工具を動作させて上記ワークの被加工面に形成された微細凹部分以外の凸部分の仕上げ加工を行う仕上げ加工工具駆動機構とを互いに独立して設けたことを特徴とする微細凹凸加工装置。A workpiece holding portion for holding up the processing end while rotating the workpiece, and the concave portion machining tool for forming a fine concave portion on the work surface of the work, convex non-fine concave portions formed on the processed surface of the workpiece a finishing tool for performing finishing parts, each cutting write against the work surface of the workpiece to be rotated is moved to each of the predetermined machining start site concave portion machining tool and the finishing tool in each machining period However, in a fine unevenness processing apparatus that includes a tool holding part that holds the feed so as to be movable, and that forms fine unevenness with a height difference of 10 μm or less on the work surface of the workpiece,
A single radius of curvature centered on the axis of curvature in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece by operating the concave portion machining tool with the axis in the direction orthogonal to the rotation axis of the workpiece as the rotation center axis or oscillation center axis A concave part machining tool drive mechanism for forming a fine concave part on the work surface of the workpiece, and a finishing tool to be operated with an axis in a direction perpendicular to the rotation axis of the workpiece as a rotation center axis or a swing center axis. A fine concavo-convex machining apparatus, characterized in that a finishing tool drive mechanism for finishing a convex portion other than the fine concave portion formed on the work surface of the workpiece is provided independently of each other . 凹部分加工工具及び仕上げ加工工具の各々の所定の加工開始部位を同じ位置に設定した請求項３又は４に記載の微細凹凸加工装置。The fine uneven | corrugated processing apparatus of Claim 3 or 4 which set the predetermined process start site | part of each of the recessed part part processing tool and each finishing process tool to the same position. 凹部分加工工具仕上げ及び加工工具の各々の所定の加工開始部位を互いに異なる位置に設定した請求項３又は４に記載の微細凹凸加工装置。The fine uneven | corrugated processing apparatus of Claim 3 or 4 which set the predetermined process start site | part of each of a recessed part part processing tool finishing and a processing tool in a mutually different position. 工具保持部は、ワークの回転軸と平行な平面上で互いに直交する２つの軸方向に移動可能としてある請求項４〜６のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The tool holder is finely roughened apparatus according to any one of claims 4-6, which on rotation axis parallel to the plane of the workpiece are then movable in two axes directions orthogonal to each other. 工具保持部は、ワークの回転軸と平行な平面上で互いに直交する２つの軸方向及びワークの回転軸と平行な平面に垂直な回転軸回りに回転する方向のうちの少なくとも２つの方向に移動可能としてある請求項４〜６のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The tool holder moves in at least two directions of two axial directions orthogonal to each other on a plane parallel to the rotation axis of the workpiece and a direction rotating around a rotation axis perpendicular to the plane parallel to the rotation axis of the workpiece. possible and finely roughened apparatus according to any one of claims 4-6 are. ワーク保持部は、複数のワークを保持しかつ凹部分加工工具による加工部位及び仕上げ加工工具による加工部位において各ワークの位置決めを順次行うべく作動する請求項４〜８のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。Workpiece holding portion, according to any one of claims 4-8, which operates to perform the machining area by the processing site and finishing tool according to holding a plurality of workpieces and the concave portion machining tool sequentially positioning each work Micro uneven processing equipment. 工具保持部は、ワークの被加工面に対する切り込み方向あるいは押し付け方向を同じ向きにして凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を保持している請求項４〜９のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The tool holder is finely roughened according to any one of claims 4-9 which retain the infeed direction or pressing to the direction in the same direction concave portion machining tool and the finishing tool with respect to the processed surface of the workpiece apparatus. 工具保持部は、ワークの回転軸と平行な平面で回動可能に支持されかつワークの被加工面に対する切り込み方向あるいは押し付け方向を異なる向きにして凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を保持していると共に割り出し位置決め回動により凹部分加工工具及び仕上げ加工工具を各々の所定の加工開始部位に移動させる請求項４〜９のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The tool holding unit is supported rotatably on a plane parallel to the rotation axis of the workpiece, and holds the concave portion machining tool and the finishing machining tool with different cutting directions or pressing directions with respect to the workpiece surface to be machined. fine uneven processing apparatus according to any one of claims 4-9 for moving the concave portion machining tool and the finishing tool to each of the predetermined machining start site by positioning rotation indexing with. 凹部分加工工具が所定の加工部位に位置した状態において凹部分加工工具駆動機構が作動し、仕上げ加工工具が所定の加工部位に位置した状態において仕上げ加工工具駆動機構が切り替わって作動する請求項３〜１１のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。 4. The recessed portion machining tool drive mechanism operates in a state where the recessed portion machining tool is positioned at a predetermined machining site, and the finishing tool drive mechanism switches and operates in a state where the finish machining tool is positioned at a predetermined machining site. fine uneven processing apparatus according to any one of 1-11. 工具保持部には保持部側係合部を設けると共に、凹部分加工工具駆動機構及び仕上げ加工工具駆動機構には駆動機構側係合部をそれぞれ設け、工具保持部の保持部側係合部と凹部分加工工具駆動機構の駆動機構側係合部とを係合した状態において凹部分加工工具駆動機構から工具保持部を介して凹部分加工工具に駆動力を伝達し、工具保持部の保持部側係合部と仕上げ加工工具駆動機構の駆動機構側係合部とを係合した状態において仕上げ加工工具駆動機構から工具保持部を介して仕上げ加工工具に駆動力を伝達する請求項４〜１２のいずれか１項に微細凹凸加工装置。 A holding part side engaging part is provided in the tool holding part, and a driving mechanism side engaging part is provided in each of the concave part machining tool driving mechanism and the finishing tool driving mechanism, and a holding part side engaging part of the tool holding part is provided. In the state in which the engaging portion of the concave portion machining tool drive mechanism is engaged, the driving force is transmitted from the concave portion machining tool drive mechanism to the concave portion machining tool via the tool holding portion, and the holding portion of the tool holding portion The driving force is transmitted from the finishing tool driving mechanism to the finishing tool via the tool holding portion in a state where the side engaging portion and the driving mechanism side engaging portion of the finishing tool driving mechanism are engaged. any fine uneven processing device to one of. 工具保持部の保持部側係合部をスプラインあるいはセレーションとすると共に、凹部分加工工具駆動機構および仕上げ加工工具駆動機構の各駆動機構側係合部をスプラインあるいはセレーションとし、工具保持部をスライドさせてその保持部側係合部を凹部分加工工具駆動機構の駆動機構側係合部および仕上げ加工工具駆動機構の駆動機構側係合部のうちのいずれかの駆動機構側係合部に係合させることで駆動力の伝達系統が切り替わる請求項１３に記載の微細凹凸加工装置。 The holding part side engaging part of the tool holding part is a spline or serration, and each driving mechanism side engaging part of the machining tool driving mechanism and the finishing tool driving mechanism is formed as a spline or serration, and the tool holding part is slid. The holding portion side engaging portion is engaged with the driving mechanism side engaging portion of the machining tool driving mechanism of the recess and the driving mechanism side engaging portion of the finishing tool driving mechanism. The fine unevenness processing apparatus according to claim 13, wherein the transmission system of the driving force is switched . 凹部分加工工具の切り込み力付与手段あるいは押圧力付与手段と、仕上げ加工工具の切り込み力付与手段あるいは押圧力付与手段とを工具保持部上にそれぞれ独立して配置した請求項４〜１４のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。 The cutting force applying means or pressing force applying means of the recessed portion machining tool, and the cutting force applying means or pressing force applying means of the finishing tool are arranged independently on the tool holding portion, respectively . The fine unevenness processing apparatus according to Item 1 . 凹部分加工工具として、研削，切削，転造，超仕上，ラップ及びこれらに電気的作用あるいは化学的作用を付加した工具のいずれかを採用した請求項３〜１５のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。 16. The concave portion machining tool according to any one of claims 3 to 15, wherein any one of grinding, cutting, rolling, superfinishing, lapping and a tool added with an electrical action or a chemical action is adopted . Micro uneven processing equipment. 仕上げ加工工具として、研削，切削，超仕上，ラップおよびこれらに電気的作用あるいは化学的作用を付加した工具のいずれかを採用した請求項３〜１６のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The fine unevenness processing apparatus according to any one of claims 3 to 16, wherein any one of grinding, cutting, superfinishing, lapping, and a tool to which an electric action or a chemical action is added is adopted as a finishing tool. . 凹部分加工工具によりワークの被加工面に微細凹部分を形成する段階で用いるクーラントと、仕上げ加工工具によりワークの被加工面の微細凹部分以外の凸部分に仕上げ加工を行う段階で用いるクーラントとを違えてある請求項３〜１７のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。 Coolant used at the stage of forming the fine concave portion on the work surface of the workpiece with the concave portion machining tool, and coolant used at the step of finishing the convex portion other than the fine concave portion of the work surface of the work with the finishing tool fine uneven processing apparatus according to any one of claims 3 to 17, are Chigae a. 凹部分加工工具として、研削，切削及び転造の工具を用いる場合に、ミスト状のクーラント供給がなされる請求項３〜１８のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。The fine unevenness processing apparatus according to any one of claims 3 to 18 , wherein a mist-like coolant is supplied when a grinding, cutting, and rolling tool is used as the concave portion processing tool . 凹部分加工工具による加工位置において被加工面に微細凹部分の形成加工が施されているワークと、仕上げ加工工具による加工位置において被加工面の微細凹部分以外の凸部分に仕上げ加工が施されているワークとの間に、相互に生じる切屑や加工に用いるクーラントが相手側に飛散するのを阻止する仕切り板を配置した請求項３〜１９のいずれか１項に記載の微細凹凸加工装置。 Finishing is performed on the workpiece where the surface of the workpiece has been processed with fine recesses at the processing position with the recess processing tool, and with the convex portion of the processing surface other than the minute recesses at the processing position with the finishing tool. The fine uneven | corrugated processing apparatus of any one of Claims 3-19 which has arrange | positioned the partition plate which prevents the chip | tip which mutually produces and the coolant used for a process to disperse | spatter to the other party .
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