(57)【要約】【課題】ワークの鏡面加工において生産性を向上させることができる鏡面加工方法を提供する。【解決手段】シャンク（１２）の先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先（１４）として取り付けられた鏡面加工用工具（１０）によって、ワーク（Ｗ）を鏡面加工する鏡面加工方法であって、シャンク（１２）を、ワーク（Ｗ）の加工面（Ｗａ）に対して傾斜させ、刃先（１４）の円錐側面を加工面（Ｗａ）に当接させて鏡面加工を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクの先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先として取り付けられた鏡面加工用工具によって、ワークを鏡面加工する鏡面加工方法であって、
前記シャンクを、前記ワークの加工面に対して傾斜させ、前記刃先の円錐側面を前記加工面に当接させて鏡面加工を行う鏡面加工方法。
【請求項２】
シャンクの先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先として取り付けられた鏡面加工用工具の製造方法であって、
前記刃先は、ワイヤ放電加工機によって、ワイヤ電極に対して前記刃先を回転させながら円錐形状に加工される、鏡面加工用工具の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の鏡面加工用工具の製造方法であって、
前記刃先は、前記ワイヤ放電加工機によって、前記ワイヤ電極に対して前記刃先を回転させながら円錐形状に加工される際に、前記刃先を１回転させる間に、前記ワイヤ電極と前記刃先との間の放電条件を変化させる、鏡面加工用工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを鏡面加工する鏡面加工方法、および、ワークを鏡面加工する際に用いられる鏡面加工用工具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、単結晶ダイヤモンドチップがインサートを介してシャンクの先端に取り付けられている鏡面加工用の工具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０６−０５３００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワークの材料が比較的硬度が低いアルミニウム等である場合には、上記特許文献１の単結晶ダイヤモンドチップにより鏡面加工を行うことができるが、ワークの材料がステンレスやチタンといった高硬度材である場合、単結晶ダイヤモンドチップでは、鏡面加工を行うことができなかった。単結晶ダイヤモンドに代えて、より高硬度の多結晶焼結ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素をチップとして用いるものがあるが、高硬度であるために、その加工形状に制約が大きく、刃先の幅を大きくできず、生産性が低かった。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ワークの鏡面加工において、生産性を向上させることができる鏡面加工方法、および、鏡面加工用工具の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、シャンクの先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先として取り付けられた鏡面加工用工具によって、ワークを鏡面加工する鏡面加工方法であって、前記シャンクを、前記ワークの加工面に対して傾斜させ、前記刃先の円錐側面を前記加工面に当接させて鏡面加工を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ワークの鏡面加工において、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】鏡面加工用工具の構成を示す模式図である。
【図２】鏡面加工用工具の製造方法を示す模式図である。
【図３】鏡面加工用工具によるワークの鏡面加工方法について説明する図である。
【図４】比較例の鏡面加工用工具の構成を示す模式図である。
【図５】比較例の鏡面加工用工具によるワークの鏡面加工方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
［鏡面加工用工具の構成］
図１は、本実施の形態の鏡面加工用工具１０の構成を示す模式図である。鏡面加工用工具１０は、図示しない工作機械の主軸に取り付けられ、ステンレスやチタンを材料とするワークＷ（図３）の表面を鏡面加工する際に用いられる。
【００１１】
鏡面加工用工具１０は、主軸の図示しないチャックにクランプされるシャンク１２の先端に、刃先１４がロウ付け部１６を介して取り付けられている。刃先１４は、多結晶焼結ダイヤモンド（Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｄｉａｍｏｎｄ：以下、ＰＣＤと記載する。）または立方晶窒化ホウ素（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ：以下、ｃＢＮと記載する。）を材料とし、円錐形状に形成されている。
【００１２】
［鏡面加工用工具の製造方法］
図２は、鏡面加工用工具１０の製造方法を示す模式図である。鏡面加工用工具１０は、シャンク１２の先端に、刃先１４がロウ付け部１６を介して取り付けられた後に、刃先１４がワイヤ放電加工機２０によって円錐形状に加工される。ワイヤ放電加工機２０は、上ワイヤガイド２２と下ワイヤガイド２４との間に張られたワイヤ電極２６を、水平面に直交する直線に対して傾けさせた状態で、鏡面加工用工具１０を軸周りに回転させながら、刃先１４を円錐状に放電加工する。鏡面加工用工具１０を軸周りに１回転させる際に、ワイヤ電極２６と刃先１４との間の放電条件を複数回変化させるようにする。放電条件は、周期的に変化させるようにしてもよいし、不規則な周期で変化させるようにしてもよい。刃先１４を放電加工し、さらに放電加工中の放電条件を変化させることにより、刃先１４の表面を等方性を持たない不均一な面とすることができる。なお、ワイヤ電極２６を水平面に直交する方向に延びるように張った状態で、鏡面加工用工具１０の軸を水平面に対して傾けた状態で、刃先１４を放電加工するようにしてもよい。
【００１３】
［鏡面加工用工具による加工方法］
図３は、鏡面加工用工具１０によるワークＷの鏡面加工方法について説明する図である。鏡面加工用工具１０によってワークＷを鏡面加工する際には、図３に示すように、鏡面加工用工具１０（シャンク１２）の軸を、ワークＷの加工面Ｗａの垂線方向に対して傾斜させて、刃先１４の円錐側面を加工面Ｗａに当接させた状態で、鏡面加工用工具１０をワークＷに対して加工方向に移動させる。これにより、刃先１４を加工面Ｗａに押し付けたときのワークＷから刃先１４に作用する反力（加工負荷）は、鏡面加工用工具１０の軸方向（スラスト方向）と径方向（ラジアル方向）とに分解されてロウ付け部１６に伝達する。
【００１４】
［作用効果］
従来から、単結晶ダイヤモンド（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉａｍｏｎｄ：以下、ＳＣＤと記載する。）を刃先として用いた鏡面加工用工具によりアルミニウム等を材料とするワークの鏡面加工が行われている。しかし、ＳＣＤの刃先では、アルミニウム等よりも高硬度であるステンレスやチタン等を材料とするワークＷに対しては、鏡面加工を行うことが難しいため、現在では、ＳＣＤよりも高硬度であるＰＣＤやｃＢＮを刃先として用いた鏡面加工用工具が登場している。現在のＰＣＤやｃＢＮを刃先として用いた鏡面加工用工具は、刃先が球面であるため、切削幅が小さい。切削幅を大きくするためには、刃先の幅を大きくする必要があるが、ＰＣＤやｃＢＮは、次のような理由により、ＳＣＤと比べて刃先の幅を大きくすることが困難である。
【００１５】
第１の理由は、ＰＣＤやｃＢＮは、ＳＣＤと同様、人工的に合成されるが、ＳＣＤと比べて大型化が困難であることである。第２の理由は、ＰＣＤやｃＢＮは、ＳＣＤよりも高硬度であり、さらにＳＣＤと異なり硬度の方位依存性がないため、刃先の加工が困難であり、加工できる刃先の形状の自由度が少ないことである。
【００１６】
上記のような制約がある中で、ＰＣＤやｃＢＮを用いた刃先の幅を大きくする形状として、刃先を円柱形状にすることが考えられる。図４は比較例の鏡面加工用工具３０の構成を示す模式図である。比較例の鏡面加工用工具３０は、刃先３２が円柱形状である点が、本実施の形態の鏡面加工用工具１０と相違する。図５は、比較例の鏡面加工用工具３０によるワークＷの鏡面加工方法について説明する図である。
【００１７】
鏡面加工用工具３０では、円柱状の刃先３２の側面を加工面Ｗａに当接させた状態で、鏡面加工用工具１０をワークＷに対して加工方向に移動させる。刃先３２を加工面Ｗａに押し付けたときのワークＷから刃先３２に作用する反力（加工負荷）は、刃先３２の径方向（ラジアル方向）に入力し、ロウ付け部１６にも径方向（ラジアル方向）の力が作用する。ロウ付け部１６は、軸方向（スラスト方向）の力に対する強度に比べて、径方向（ラジアル方向）の力に対する強度が低い。そのため、比較例の鏡面加工用工具３０では、ワークＷの加工中に、刃先３２が脱落するおそれがある。なお、円柱状の刃先３２の底面部分をワークＷの加工面Ｗａに当接させることにより、刃先３２の脱落を抑制することもできるが、加工面Ｗａが円弧状の内周面の場合には、刃先３２の底面部では加工面Ｗａを加工することができない。
【００１８】
そこで、本実施の形態では、刃先１４を円錐形状に形成し、ワークＷの加工時には、鏡面加工用工具１０（シャンク１２）の軸を、ワークＷの加工面Ｗａの垂線方向に対して傾斜させて、刃先１４の円錐側面を加工面Ｗａに当接させた状態で、鏡面加工用工具１０をワークＷに対して加工方向に移動させる。これにより、刃先１４を加工面Ｗａに押し付けたときのワークＷから刃先１４に作用する反力（加工負荷）は、鏡面加工用工具１０の軸方向（スラスト方向）と径方向（ラジアル方向）とに分解されてロウ付け部１６に伝達する。したがって、ロウ付け部１６に作用する力は、ロウ付け部１６の径方向（ラジアル方向）に比べて、強度が高い軸方向（スラスト方向）の力に分散され、刃先１４の脱落を抑制することができる。また、刃先１４を円錐形状に形成するため、刃先１４の幅を大きくすることができ、鏡面加工用工具１０による切削幅を確保することが可能となり、生産性を向上できる。
【００１９】
さらに、本実施の形態では、放電加工によって刃先１４を円錐形状に形成する。さらに、鏡面加工用工具１０を軸周りに１回転させる際に、ワイヤ電極２６と刃先１４との間の放電条件を複数回変化させる。これにより、ワークＷの加工面Ｗａと当接する刃先１４の表面を、等方性を持たない不均一な面とすることができる。したがって、鏡面加工用工具１０による鏡面加工後のワークＷの加工面Ｗａを、加工筋のない面に加工することができる。
【００２０】
〔他の実施の形態〕
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００２１】
〔実施の形態から得られる技術的思想〕
上記実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
【００２２】
シャンク（１２）の先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先（１４）として取り付けられた鏡面加工用工具（１０）によって、ワーク（Ｗ）を鏡面加工する鏡面加工方法であって、シャンク（１２）を、ワーク（Ｗ）の加工面（Ｗａ）に対して傾斜させ、刃先（１４）の円錐側面を加工面（Ｗａ）に当接させて鏡面加工を行う。これにより、刃先（１４）をワーク（Ｗ）に押し付けたときの、ワーク（Ｗ）から刃先（１４）に作用する反力（加工負荷）が、鏡面加工用工具（１０）の軸方向（スラスト方向）と径方向（ラジアル方向）とに分解されるため、刃先（１４）の脱落を抑制することができる。
【００２３】
シャンク（１２）の先端に、円錐状に形成された多結晶ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を刃先（１４）として取り付けられた鏡面加工用工具（１０）の製造方法であって、刃先（１４）は、ワイヤ放電加工機（２０）によって、ワイヤ電極（２６）に対して刃先（１４）を回転させながら円錐形状に加工される。これにより、ワーク（Ｗ）と当接する刃先（１４）の表面を、等方性を持たない不均一な面とすることができ、鏡面加工用工具（１０）による鏡面加工後のワーク（Ｗ）の加工面（Ｗａ）を、加工筋のない面に加工することができる。
【００２４】
上記鏡面加工用工具（１０）の製造方法において、刃先（１４）は、ワイヤ放電加工機（２０）によって、ワイヤ電極（２６）に対して刃先（１４）を回転させながら円錐形状に加工される際に、刃先（１４）を１回転させる間に、ワイヤ電極（２６）と刃先（１４）との間の放電条件を変化させてもよい。これにより、ワーク（Ｗ）と当接する刃先（１４）の表面を、等方性を持たない不均一な面とすることができ、鏡面加工用工具（１０）による鏡面加工後のワーク（Ｗ）の加工面（Ｗａ）を、加工筋のない面に加工することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０、３０…鏡面加工用工具              １２…シャンク
１４、３２…刃先                        １６…ロウ付け部
２０…ワイヤ放電加工機                  ２２…上ワイヤガイド
２４…下ワイヤガイド                    ２６…ワイヤ電極
Ｗ…ワーク                              Ｗａ…加工面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018192561.tif 000006
【図５】
2018192561.tif 000007