JPH08290303A - 超精密切削加工方法 - Google Patents

超精密切削加工方法

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JPH08290303A
JPH08290303A JP9102995A JP9102995A JPH08290303A JP H08290303 A JPH08290303 A JP H08290303A JP 9102995 A JP9102995 A JP 9102995A JP 9102995 A JP9102995 A JP 9102995A JP H08290303 A JPH08290303 A JP H08290303A
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JP
Japan
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axis
cutting
diamond
ultra
simultaneous
Prior art date
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Withdrawn
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JP9102995A
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English (en)
Inventor
Shunji Chiaki
俊司 千明
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 芯出し時間の削減および再研磨費用の削減を
する。また、半球形状の物でも容易に加工する。 【構成】 被加工物1の回転中心2に直交して直線送り
されるX軸3と、被加工物1の回転中心2方向に直線送
りされるZ軸4と、X軸3およびZ軸4の平面上で旋回
するB軸5との3つの制御軸を持つ図示省略した超精密
加工機を使用し、X・Z・B同時3軸制御方式で加工を
行う。ノーズRの切刃のダイヤモンドバイト6の切削点
7が常に一点となるようにB軸5が旋回されながら、ダ
イヤモンドバイト6がX軸3で、被加工物1がZ軸4で
送られる。B軸5の旋回中心5aとダイヤモンドバイト
6のノーズRの中心6aとが一致するように芯出しされ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鏡面を要する光学部品
等の超精密切削加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非球面を主とした光学部の鏡面切
削加工は、工具に完全Rなダイヤモンドバイトを用い、
超精密加工機によりX・Z同時2軸制御またはX・Z・
B同時3軸制御により行われている。上記加工法は、超
精密切削加工に関する文献などに(例えば、プラスチッ
ク光学レンズ用金型の設計製作技術と超精密光学レンズ
成形への対応―応用事例研究、CNC超精密非球面加工
機の特徴,機能と非球面レンズ金型加工への応用、p4
―4,1 ―1 非球面の創成)広く述べられており、一
般的な加工法となっている。
【0003】上記加工法においては、X・Z同時2軸制
御では加工する被加工物の形状によりダイヤモンドバイ
トのノーズRの切刃のある範囲が、またX・Z・B同時
3軸制御ではダイヤモンドバイトのノーズRの切刃の一
点が、それぞれ加工によって磨耗してしまう。加工が進
んで最終的に良好な加工面が得られなくなった場合に
は、前記ダイヤモンドバイトの加工範囲もしくは加工点
をずらして再度芯出しを行うか、または別のダイヤモン
ドバイトに交換して芯出しを行い、加工を継続してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術におけるダイヤモンドバイトの取り付け直しによ
る芯出しは、X・Z同時2軸制御加工の場合は比較的容
易であるが、X・Z・B同時3軸制御加工の場合は困難
で時間がかかる。
【0005】磨耗したダイヤモンドバイトは、実際には
ダイヤモンドバイトのノーズRの切刃全てが磨耗してい
るのではなく、図9に示すように、被加工物1に対して
B軸5の旋回中心5aとダイヤモンドバイト6の切削点
7とが一致するように芯出しされているため、その一部
分が磨耗する。特に、X・Z・B同時3軸制御加工では
磨耗していない切刃部分の範囲の方が広くなっている。
また、X・Z同時2軸制御加工においても同様である。
しかしながら、X・Z同時2軸制御加工では真円度の良
好な高精度ダイヤモンドバイトを用いるため、ダイヤモ
ンドバイト一本当たりのコストが高くなる。従って、ダ
イヤモンドバイトの切刃を有効的に使用することを考え
ると非常に効率が悪い。
【0006】図10に示すように、半球形状の凹面14
を加工する場合、X・Z・B同時3軸制御加工はB軸5
の0°方向11に対して90°方向12に旋回する。こ
の時、ダイヤモンドバイト6の刃物台13が被加工物1
4に干渉してしまい加工ができない。また、図11に示
すように、X・Z同時2軸制御ではダイヤモンドバイト
6のノーズRの切刃範囲15を180°保証できない。
さらに、図12に示すように、予め刃物台13を傾けて
おいても干渉を生じてしまう。以上のことから、半球形
状14のような部品はその加工が困難である。
【0007】請求項1および2の目的は、ダイヤモンド
バイトの切刃全面を効率的に使用できる超精密切削加工
方法の提供にある。請求項3の目的は、半球形状のよう
な部品でも加工が行える超精密切削加工方法の提供にあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、鏡面
を要する光学部品等を製作するにあたり、被加工物回転
中心と直交して直線送りされるX軸と、被加工物回転中
心方向に直線送りされるZ軸と、X・Z軸の平面上で旋
回するB軸とを持ち、X・Z・B同時3軸制御可能な超
精密加工機および真円度の良好なノーズRの切刃のダイ
ヤモンドバイトを用い、前記超精密加工機のB軸の旋回
中心と前記ダイヤモンドバイトのノーズRの中心とが一
致するように芯出しすることを特徴とするX・Z同時2
軸制御またはX・Z・B同時3軸制御を用いた超精密切
削加工方法である。
【0009】請求項2の発明は、前記超精密切削加工
は、ダイヤモンドバイトの切刃が磨耗した際にB軸を旋
回させてダイヤモンドバイトの切削点をずらしつつ加工
を継続することを特徴とする請求項1記載の超精密切削
加工方法である。請求項3の発明は、前記超精密切削加
工は、被加工物の所望形状を加工する際にX・Z同時2
軸制御とX・Z・B同時3軸制御とを複合して加工する
ことを特徴とする請求項1記載の超精密切削加工方法で
ある。
【0010】
【作用】請求項1および2の作用は、被加工物へ当接す
るダイヤモンドバイトの切刃の切削点をずらしても再度
芯出しを行う必要が無く、1回の芯出しでダイヤモンド
バイトの切刃全面を使用できる。請求項3の作用は、半
球形状のような部品でも加工が行える
【0011】
【実施例1】図1〜図4は本実施例を示し、図1〜図3
は加工方法を示す工程図、図4はダイヤモンドバイトの
切削点の説明図である。本実施例は、X・Z・B同時3
軸制御による加工法である。
【0012】被加工物1の回転中心2に直交して直線送
りされる軸3(以下、X軸という)と、被加工物1の回
転中心2方向に直線送りされる軸4(以下、Z軸とい
う)と、X軸3およびZ軸4の平面上で旋回する軸5
(以下、B軸という)との3つの制御軸を持つ図示省略
した超精密加工機を使用し、X・Z・B同時3軸制御方
式で加工を行う。
【0013】ノーズRの切刃のダイヤモンドバイト6の
切削点7が常に一点となるようにB軸5が旋回されなが
ら、ダイヤモンドバイト6がX軸3で、被加工物1がZ
軸4で送られる。本実施例では真円度の良好なノーズR
の切刃のダイヤモンドバイト6を用い、B軸5の旋回中
心5aとダイヤモンドバイト6のノーズRの中心6aと
が一致するように芯出しされている。
【0014】加工手順は、図2に示した任意の位置に置
いてB軸5座標値を加工基準値0とし、従来通りX・Z
・B同時3軸制御により加工を行う。この時、NCプロ
グラムは被加工物1の所要形状8に対して、ダイヤモン
ドバイト6のノーズR分9オフセットした軌跡8aをダ
イヤモンドバイト6のノーズRの中心6aが通るように
設定する。以上により、被加工物1とダイヤモンドバイ
ト6との切削点7は常に一点で当接することになり、従
来の方法と同様な加工が行える。
【0015】加工が進み、ダイヤモンドバイト6の切削
点7が磨耗して加工ができなくなったと判断した場合、
図3に示すように、B軸5を旋回させて切削点7をずら
す。そこをB軸5座標値が加工基準値0となるように再
度設定する。この状態で、新たな切削点7aは磨耗して
いない切刃部となり、再度加工を開始できる。図4に示
すように、切削点7の切刃が磨耗するごとにB軸5を旋
回させて新たな切削点を設定し、加工を継続して行う。
【0016】以上にように、ダイヤモンドバイトの切削
点の切刃が磨耗して加工ができなくなっても、再度芯出
しをすることなく、同じダイヤモンドバイトにて新たな
切削点の切刃で加工することができる。これにより、一
本のダイヤモンドバイトのノーズRの切刃全域を使用す
ることができる。
【0017】本実施例によれば、ダイヤモンドバイトの
芯出し時間が削減できるとともに、ダイヤモンドバイト
の切刃全域を効率的に使用することができ、再研磨費用
を削減することができる。また、常に新しい切刃にて仕
上げ加工が行えることにより、加工精度を維持すること
ができる。さらに、その他の加工方法として、一本のダ
イヤモンドバイトにて切削点を変えることにより、粗加
工と仕上げ加工とに分けて加工することができる。
【0018】
【実施例2】図5および図6は本実施例の加工方法を示
す工程図である。本実施例は、X・Z同時2軸制御によ
る加工法である。本実施例における精密加工機の構成お
よびダイヤモンドバイトの芯出しは前記実施例1と同様
であり、説明を省略する。
【0019】加工手順は、図5に示した任意の位置に置
いて、B軸5を固定し、X・Z同時2軸制御により加工
を行う(加工中にB軸5は使用しないため、B軸座標を
0にする必要はない)。この時、前記実施例1のNCプ
ログラムからB軸制御数値をのぞいたNCプログラムを
使用する。
【0020】X・Z同時2軸制御加工では、ダイヤモン
ドバイト6のノーズRの切刃の或る範囲10が切削点と
なる。切削点の或る範囲10は被加工物1の所要形状8
により、特に近軸Rの大小で決まる。加工が進み、ダイ
ヤモンドバイト6の切削点の範囲10が磨耗により加工
できなくなったと判断した場合、切削点の範囲10以外
の切削点範囲外10aで次の加工が行えるようにB軸5
を旋回させる。そこで、図6に示すように、再度B軸5
を固定して加工を開始する。
【0021】以上のことを繰り返しながら加工を進め
る。本実施例では、前記実施例1と同様な作用が得られ
る。また、ダイヤモンドバイト6の真円度の良くない部
分で粗加工を行い、真円度の良い部分で仕上げ加工をす
ることができる。
【0022】本実施例によれば、前記実施例1と同様な
効果が得られるとともに、X・Z・B同時3軸制御加工
に比べてX・Z同時2軸制御加工では制御軸が一つ少な
いため、精密加工機の誤差要因が減る。また、ダイヤモ
ンドバイトの真円度の良好な部分を仕上げ加工に使用す
ることで、より高精度な光学部品が得られる。
【0023】
【実施例3】図7および図8は本実施例を示し、図7は
加工法の説明図、図8は変形例の説明図である。本実施
例は、前記実施例1のX・Z・B同時3軸制御加工およ
び前記実施例2のX・Z同時2軸制御加工を複合させた
加工法である。
【0024】図7に示すように、B軸5を刃物台13が
凹面の半球形状14aをした被加工物14に干渉しない
範囲で傾ける。その傾ける範囲の角度をθとする。次
に、NCプログラムは前記実施例1と同様な軌跡を設定
するが、B軸5制御の数値は加工開始ポイント15の角
度θから加工終了ポイント16で0°となるよう徐々に
旋回するように設定する。
【0025】加工状態は、X・Z・B同時3軸制御で動
きながら、X・Z同時2軸制御加工のようにダイヤモン
ドバイト6のノーズRの切刃の或る範囲で切削点が徐々
に変化しながら加工する。
【0026】本実施例によれば、凹面の半球形状をした
被加工物においても支障無く加工することができる。
【0027】尚、本実施例では凹面の半球形状14aの
被加工物14を加工したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、図8に示すように、凸面14bにおいて
も同様な加工が行える。
【0028】
【発明の効果】請求項1および2の効果は、ダイヤモン
ドバイトのノーズRの切刃が磨耗して切削点や切削範囲
を変えても再度芯出しをする必要が無い。また、一回の
芯出しでダイヤモンドバイトのノーズRの切刃全域を使
用でき、ダイヤモンドバイトを効率的に使用できる。因
って、芯出し時間の削減および再研磨費用の削減をする
ことができる。請求項3の効果は、請求項1および2の
効果に加え、半球形状の物でも容易に加工することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す工程図である。
【図2】実施例1を示す工程図である。
【図3】実施例1を示す工程図である。
【図4】実施例1を示す説明図である。
【図5】実施例2を示す工程図である。
【図6】実施例2を示す工程図である。
【図7】実施例3を示す説明図である。
【図8】実施例3を示す説明図である。
【図9】従来例を示す説明図である。
【図10】従来例を示す説明図である。
【図11】従来例を示す説明図である。
【図12】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 被加工物 2 回転中心 3 X軸 4 Z軸 5 B軸 6 ダイヤモンドバイト 7 切削点 8 所要形状 9 ノーズR分

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鏡面を要する光学部品等を製作するにあ
    たり、被加工物回転中心と直交して直線送りされるX軸
    と、被加工物回転中心方向に直線送りされるZ軸と、X
    ・Z軸の平面上で旋回するB軸とを持ち、X・Z・B同
    時3軸制御可能な超精密加工機および真円度の良好なノ
    ーズRの切刃のダイヤモンドバイトを用い、前記超精密
    加工機のB軸の旋回中心と前記ダイヤモンドバイトのノ
    ーズRの中心とが一致するように芯出しすることを特徴
    とするX・Z同時2軸制御またはX・Z・B同時3軸制
    御を用いた超精密切削加工方法。
  2. 【請求項2】 前記超精密切削加工は、ダイヤモンドバ
    イトの切刃が磨耗した際にB軸を旋回させてダイヤモン
    ドバイトの切削点をずらしつつ加工を継続することを特
    徴とする請求項1記載の超精密切削加工方法。
  3. 【請求項3】 前記超精密切削加工は、被加工物の所望
    形状を加工する際にX・Z同時2軸制御とX・Z・B同
    時3軸制御とを複合して加工することを特徴とする請求
    項1記載の超精密切削加工方法。
JP9102995A 1995-04-17 1995-04-17 超精密切削加工方法 Withdrawn JPH08290303A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007307680A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Olympus Corp 切削加工方法、光学素子及び金型
CN104607658A (zh) * 2013-11-05 2015-05-13 丹阳华恩光学镜片有限公司 一种硒化锌镜片的超精密车削工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007307680A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Olympus Corp 切削加工方法、光学素子及び金型
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Effective date: 20020702