(57)【要約】【課題】  大きな手間やコストを掛けずに、切削加工精度の向上を図れるようにする。【解決手段】  切削工具本体５ａの外面に切削刃５ｂを備えた回転切削工具５を、その回転軸芯Ｘ周りに回転駆動させながら、切削刃５ｂが切削対象面１ａに当接する状態で切削対象面１ａに沿わせて移動して、切削対象面１ａの表面切削加工を行う切削加工方法において、切削対象面１ａに、多数の溝９を並べて切削し、その後、溝９側方にできた突条部１０を切削して切削対象面１ａを所定の表面形状に成形する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を、その回転軸芯周りに回転駆動させながら、前記切削刃が切削対象面に当接する状態で前記切削対象面に沿わせて移動して、前記切削対象面の表面切削加工を行う切削加工方法であって、
前記切削対象面に、多数の溝を並べて切削し、その後、前記溝側方にできた突条部を切削して前記切削対象面を所定の表面形状に成形する切削加工方法。
【請求項２】
前記溝は、Ｖ溝である請求項１に記載の切削加工方法。
【請求項３】
前記Ｖ溝を形成するのに、前記回転切削工具の回転軸芯を前記切削対象面に対して傾斜させて切削する請求項２に記載の切削加工方法。
【請求項４】
前記溝は、一定ピッチで形成する請求項１〜３の何れか一項に記載の切削加工方法。
【請求項５】
前記溝は、前記切削対象面上で互いに交差する少なくとも二方向の第一溝と第二溝として形成する請求項１〜４の何れか一項に記載の切削加工方法。
【請求項６】
切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を、その回転軸芯周りに回転駆動させながら、前記切削刃が板状切削対象物の切削対象面に当接する状態で前記切削対象面に沿わせて移動して、前記切削対象面の表面切削加工を行う切削加工方法であって、
前記切削対象面の裏面に、多数のＶ溝を所定ピッチで、且つ、少なくとも一部の隣接溝相互の計画切削断面どうしが重なる状態に並べて切削した後、その切削加工した前記裏面が支持基盤上に重なる状態に前記板状切削対象物を配置し、前記切削対象面に、多数の溝を並べて切削した後、各溝側方にできた突条部を切削して前記切削対象面を所定の表面形状に成形する切削加工方法。
【請求項７】
請求項１〜６の切削加工方法に使用する切削加工装置であって、
切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を設け、その回転切削工具を回転軸芯周りに回転駆動自在な回転駆動機構を設け、前記回転切削工具の回転軸芯と前記切削対象面との交差角度を変更自在な角度変更機構を設け、前記回転切削工具による前記切削対象面の切削加工時に、前記回転切削工具と前記切削対象面とを前記切削対象面に沿って相対移動自在な工具移動機構を設け、前記切削対象面に対して回転軸芯が傾斜する状態に回転切削工具を当接させて前記前記切削対象面に多数の溝を並べて切削した後、前記切削対象面に対して回転軸芯が直行する状態に回転切削工具を当接させて前記溝側方にできた突条部を切削して、前記切削対象面を所定の表面形状に成形するように、前記回転駆動機構と前記角度変更機構と前記工具移動機構とを制御する切削制御機構を設けてある切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、所謂「フライス盤」等の切削加工装置を使用して切削対象面を切削加工する切削加工技術に関し、更に詳しくは、切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を、その回転軸芯周りに回転駆動させながら、前記切削刃が切削対象面に当接する状態で前記切削対象面に沿わせて移動して、前記切削対象面の表面切削加工を行う切削加工方法、及び、その切削加工方法に使用する切削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の切削加工技術としては、切削対象面を平面状に切削加工するような場合、例えば、図９に示すように、回転切削工具５を回転駆動させながら、回転軸芯を切削対象面１ａに垂直にして、切削工具本体５ａの先端の平面切削用の切削刃５ｂを切削対象面１ａに沿うように押し当てた状態で、切削対象面１ａに沿って移動させて、切削対象面１ａ全面を平面状に切削加工する方法をとると共に、切削加工装置としても、そのような運転制御を行うように構成されたものであった。
尚、この様な従来技術に関しては、当業者の間で広く知られているものであるが、該当する「切削加工技術」に関して詳しく言及した特許文献などは見あたらないので、先行技術文献は示していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の切削は、切削対象面を切削刃で削り取りながら平面状に加工するわけであるから、切削加工に伴っては、被加工面が受けた押圧力やせん断力等の切削力による応力歪みが残されたままの状態になり易い。そして、上述した従来の切削加工技術によれば、切削刃を切削対象面に沿うように押し当てた状態で、切削対象面に沿って移動させながら切削加工していくため、切削された被加工面の表層部分には、順次、応力歪みが蓄積してゆき、やがては切削対象面全域にわたって応力歪みが蓄積した状態になり易い。
即ち、切削加工を進めるに伴って歪みの領域が広がるわけであるから、切削対象物そのものの平坦性が出し難く、切削対象面の切削面精度が低くなり易い問題点があった。
尚、ここで言う切削面精度とは、例えば、精密性を要求される基盤表面の面精度等がそれに相当し、一例を言うならば、平面度＝０．２ｍｍ以下（例えば、定盤を基準として測定する方法による）程度の精度を指す。
また、精度向上のみを図るのであれば、切削そのものに時間を掛けて切削力が小さい状態で切削加工することで多少は解消できるが、その場合は、切削加工コストが高くなる問題点がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、大きな手間やコストを掛けずに、切削加工精度の向上を図ることが可能な切削加工技術を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴構成は、切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を、その回転軸芯周りに回転駆動させながら、前記切削刃が切削対象面に当接する状態で前記切削対象面に沿わせて移動して、前記切削対象面の表面切削加工を行う切削加工方法において、前記切削対象面に、多数の溝を並べて切削し、その後、前記溝側方にできた突条部を切削して前記切削対象面を所定の表面形状に成形するところにある。
【０００６】
本発明の第１の特徴構成によれば、多数の溝を切削した状態では、図５の右半分に示すように、溝９の内周面表層部９ａに残留応力歪みは発生するものの、その後、溝側方にできた突条部１０を切削することによってその残留応力歪み部分は削り取られ、歪みが残り難い。更には、突条部１０の切削時には、前述の従来技術のように切削対象面１ａに切削刃全域を押し当てて切削加工するのに比べて、切削対象範囲が溝９の分だけ減少しているから、小さい押圧力で切削加工を進めることができ、結果的に、切削対象面への残留応力歪みを抑制して、切削加工精度の向上を図ることができる。因みに、本発明の切削加工方法によれば、平面度０．０１ｍｍ以下の高精度を実現することが可能となる。
【０００７】
本発明の第２の特徴構成は、前記溝は、Ｖ溝であるところにある。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、他の溝形状に比べて、溝底部分を少なくし易いから、切削対象物への残留応力歪み部分を少なくでき、切削加工精度をより向上させることが可能となる。
【０００９】
本発明の第３の特徴構成は、前記Ｖ溝を形成するのに、前記回転切削工具の回転軸芯を前記切削対象面に対して傾斜させて切削するところにある。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、通常の回転切削工具を使用しながらも、残留応力歪み部分ができ難い状態で効率よく溝切削を行うことが可能となる。
【００１１】
本発明の第４の特徴構成は、前記溝は、一定ピッチで形成するところにある。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、切削対象物全体に、切削加工精度のバラツキが生じ難い状態に切削加工することが可能となる。
【００１３】
本発明の第５の特徴構成は、前記溝は、前記切削対象面上で互いに交差する少なくとも二方向の第一溝と第二溝として形成するところにある。
【００１４】
本発明の第５の特徴構成によれば、本発明の第１〜４の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、切削対象面全体として、より切削加工精度の向上を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明の第６の特徴構成は、切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を、その回転軸芯周りに回転駆動させながら、前記切削刃が板状切削対象物の切削対象面に当接する状態で前記切削対象面に沿わせて移動して、前記切削対象面の表面切削加工を行う切削加工方法において、前記切削対象面の裏面に、多数のＶ溝を所定ピッチで、且つ、少なくとも一部の隣接溝相互の計画切削断面どうしが重なる状態に並べて切削した後、その切削加工した前記裏面が支持基盤上に重なる状態に前記板状切削対象物を配置し、前記切削対象面に、多数の溝を並べて切削した後、各溝側方にできた突条部を切削して前記切削対象面を所定の表面形状に成形するところにある。
【００１６】
本発明の第６の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、例えば、加工前の板状切削対象物の板厚寸法のバラツキがある場合や、板そのものに撓みがある場合であっても、より高い平面精度が得られる状態に切削加工することが可能となる。
即ち、板状切削対象物を切削加工装置の載置台上にセットした状態においては、板状切削対象物の裏面（以後、単に「裏面」と言う）が前記載置台の被載置面に沿って安定した状態となることが、板状切削対象物の表面（以後、単に「切削対象面」と言う）の切削加工における平面精度向上のポイントとなり、この意味で、当該発明方法によれば、前記裏面を予めならしておく（厳密には、前記被載置面に当接する突出部分どうしの突出高さを揃わせる）ことができ、前記切削対象面の切削加工に先駆けて、平面精度が向上しやすい状態に板状切削対象物をセットすることが可能となる。その結果、切削対象面の平面精度を高く確保することができる。
この作用効果を、図を用いて説明すると、図８（イ）に示すように、切削加工前の板状切削対象物の板厚寸法のバラツキや、板そのものの撓みによって前記裏面１ｂの平坦性が低い場合でも、多数のＶ溝１１を所定ピッチＰで、且つ、少なくとも一部の隣接溝相互の計画切削断面１１ａどうしが重なる状態に並べて切削することで、各Ｖ溝１１に隣接する突条部１２の先端どうしの高さが揃い（図８（ロ）参照）、その前記裏面１ｂを切削加工装置Ｆの載置台２上に載置した際、より安定した状態にセットすることが可能となり（図８（ハ）参照）、それ以後の切削加工における前記切削対象面１ａの平面精度を高く確保することが可能となる。
【００１７】
本発明の第７の特徴構成は、請求項１〜６の切削加工方法に使用する切削加工装置において、切削工具本体の外面に切削刃を備えた回転切削工具を設け、その回転切削工具を回転軸芯周りに回転駆動自在な回転駆動機構を設け、前記回転切削工具の回転軸芯と前記切削対象面との交差角度を変更自在な角度変更機構を設け、前記回転切削工具による前記切削対象面の切削加工時に、前記回転切削工具と前記切削対象面とを前記切削対象面に沿って相対移動自在な工具移動機構を設け、前記切削対象面に対して回転軸芯が傾斜する状態に回転切削工具を当接させて前記前記切削対象面に多数の溝を並べて切削した後、前記切削対象面に対して回転軸芯が直行する状態に回転切削工具を当接させて前記溝側方にできた突条部を切削して、前記切削対象面を所定の表面形状に成形するように、前記回転駆動機構と前記角度変更機構と前記工具移動機構とを制御する切削制御機構を設けてあるところにある。
【００１８】
本発明の第７の特徴構成によれば、本発明の第１〜６の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えるにあたり、前記切削制御機構を備えていることによって、熟練した人でなくても、より効率よく安定的に精度の高い切削加工を実施することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００２０】
図１は、本発明の切削加工方法を実施するのに使用する切削加工装置Ｆを示している。
【００２１】
前記切削加工装置Ｆは、切削対象となる金属板（切削対象物の一例）１を載置する載置台２と、設置台２上に設置した金属板１を切削加工する切削加工部３と、前記切削加工部３による切削加工の駆動制御を行う切削制御機構４とを設けて構成してある。
【００２２】
前記設置台２は、その表面は、極めて高い精度で平滑で且つ平坦な状態に形成されている。
【００２３】
前記切削加工部３は、切削工具本体５ａの外面に切削刃５ｂを備えた回転切削工具５、及び、回転切削工具５を回転軸芯Ｘ周りに回転駆動自在な回転駆動機構６、及び、切削対象面１ａに対する前記回転切削工具５の回転軸芯Ｘの交差角度を変更自在な角度変更機構７、及び、前記回転切削工具５による前記切削対象面１ａの切削加工時に前記回転切削工具５と前記切削対象面１ａとを前記切削対象面１ａに沿って相対移動自在な工具移動機構８を設けて構成してある。
【００２４】
前記切削制御機構４は、前記切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが傾斜する状態に回転切削工具５を当接させて前記前記切削対象面１ａに多数の溝９を並べて切削した後、前記切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが直行する状態に回転切削工具５を当接させた状態で溝に沿って移動させながら前記溝９側方にできた突条部１０を切削して、前記切削対象面１ａを所定の表面形状に成形するように、前記切削加工部３を駆動制御するように構成されている。
【００２５】
因みに、本実施例では、前記回転切削工具５は、図２に示すように、円柱状の切削工具本体５ａの先端側角部分に、先端面と外周面とにわたって切削刃５ｂが露出する状態に取り付けられたものを例に挙げている。そして、切削刃５ｂは、切削工具本体５ａの周方向に間隔をあけて複数設けられている。
従って、図３（ロ）に示すように、切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが直行する状態で回転切削工具５を当接させることで平面上に切削加工することができる一方、図３（イ）に示すように、切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが傾斜する状態で回転切削工具５を当接させることでＶ溝を切削することができる。
【００２６】
本発明に係わる切削加工方法について説明する。
［１］  設置台２上に上面が切削対象面１ａとなるように金属板１をセットする。
［２］  回転切削工具５を回転駆動させながら、前記切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが傾斜する姿勢で当接させ、切削工具本体５ａの側方側へ相対的に移動させることで、その移動方向に沿った溝９を切削する。溝９は、所定ピッチで平行となるように切削対象面１ａの全域に形成する（図３（イ）参照）。
［３］  次に、図３（ロ）に示すように、回転切削工具５を、前記切削対象面１ａに対して回転軸芯Ｘが直行するように姿勢変更して、回転切削工具５の先端面を切削対象面１ａに当接させながら溝９長手方向に沿って移動させ、図４に示すように、前記溝９側方にできた突条部１０を切削し、前記切削対象面１ａの全域にわたって所定の表面形状に切削加工を行う。
【００２７】
本実施形態の切削加工方法によれば、多数の溝を切削した状態では、図５に示すように、溝９の切削に伴って一時的に金属板１表面（特に、溝９側方にできた突条部１０部分）に残留応力歪みは発生するものの、その突条部１０を切削することによって残留応力歪み部分は削り取られ、歪みが残り難い。従って、金属板１の歪みの少ない状態で全域の切削加工を実施でき、切削加工精度の向上を図ることができる。従来の切削加工によれば、切削加工面の平面度は０．２ｍｍ程度しか得られないのに対して、当該切削加工によれば、平面度は、０．０１ｍｍ以下の値が得られ、非常に高精度な切削加工が可能となる。
【００２８】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２９】
〈１〉  前記溝９は、先の実施形態で説明したＶ溝に限るものではなく、回転切削工具５の形状や種類や切削の仕方を変えることでＶ溝以外の形状とすることが可能である。
例えば、図６に示すように、Ｕ溝や角溝等であってもよい。
〈２〉  前記溝９は、先の実施形態で説明したように、切削対象面の平面視で一方向に沿って複数の溝９を形成した後、溝側方にできた突条部１０を切削加工することに限らず、例えば、図７に示すように、前記切削対象面１ａ上で互いに交差する少なくとも二方向の第一溝９Ａと第二溝９Ｂとを形成した後、溝側方にできた突条部１０を切削加工するものであってもよい。この場合、両溝の交差角度は、９０°に限るものではない。
また、二方向の溝に替えて、二を超える複数方向の溝を形成するものであってもよい。
〈３〉  また、先の実施形態で説明した切削加工の下準備として、次に説明する工程を組み合わせれば、より精度良く切削加工することが可能となる。
即ち、図８に示すように、切削対象面１ａの裏面１ｂを上にして載置台２上にセットした状態で、そこに多数のＶ溝１１を所定ピッチで、且つ、少なくとも一部の隣接溝相互の計画切削断面１１ａどうしが重なる状態に並べて切削し、その後、表面（切削対象面１ａ）が上になるように置き直して、上述の切削加工を行うものである。
このように前処理を行うことで、板状切削対象物１の撓みや厚み誤差を補正することができ、設置台２上に、板状切削対象物１をセットしたときに、その上面の平坦性が向上し、切削面精度の向上を図ることが可能となる。
更には、切削対象物１の表裏面共に、上述の下準備工程を繰り返し行った後、切削対象面の平面切削加工を行えば、より面精度が向上する。
【００３０】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】切削加工装置を示す模式図
【図２】回転切削工具の回転軸芯方向視の表面図
【図３】切削状況を示す溝長手方向視の断面図
【図４】切削状況を示す平面図
【図５】切削状況を示す溝長手方向視の断面図
【図６】別実施形態の溝を示す断面図
【図７】別実施形態の溝を示す要部斜視図
【図８】板状切削対象物の裏面加工を示す断面図
【図９】従来の切削加工方法を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１      切削対象物
１ａ    切削対象面
１ｂ    裏面
４      切削制御機構
５      回転切削工具
５ａ    切削工具本体
５ｂ    切削刃
６      回転駆動機構
７      角度変更機構
８      工具移動機構
９      溝
９Ａ    第一溝
９Ｂ    第二溝
１０    突条部
１１    Ｖ溝
１１ａ  計画切削断面
Ｐ      所定ピッチ
Ｘ      回転軸芯
【図１】
2006346838.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006346838.tif 000009
【図８】
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【図９】
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