(57)【要約】【課題】Ｒ刃先バイトの逃げ面加工をナノメートルオーダの精度で加工する。【解決手段】コラム２に傾斜可能にラップ盤固定台１０が取り付けられている。該ラップ盤固定台１０をＲ刃先バイトの逃げ角度に合わせて傾斜させる。ＸＹテーブル３上の回転テーブル４には、微動装置５を介してバイト取り付け固定台６が取り付けられている。バイト取り付け固定台６に取れ付けたバイトのすくい面を上面に配置する。マイクロスコープ３０を用い、微動装置５を駆動して、バイト刃先の中心が回転テーブル４の回転中心から、Ｒ刃先のＲ寸法（円弧半径）分ずらして位置付ける。バイト刃先をラップ盤１３に押圧し、ラップ盤１３を回転させながら、回転テーブルを往復回転させる。バイト刃先には、Ｒ刃先の所望逃げ角が形成された、円錐面の逃げ面が加工される。簡単な構成で、数値制御装置による加工ができ、容易にナノメートルオーダの高精度のＲ刃先加工ができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ刃先バイトの刃先形状の加工に適したバイト加工装置であって、ラップ盤又は砥石の面を傾斜させるチルト機構と、少なくとも所定範囲で往復動する回転テーブルと、該回転テーブルに取り付けられたバイト取り付け固定台と、該バイト取り付け固定台を微小移動させる微動装置とを備え、Ｒ刃先の円錐面の逃げ面を加工可能としたバイトの刃先加工装置。
【請求項２】
前記チルト機構は、ラップ盤又は砥石の面の傾斜角を調整する角度調整機構を備える請求項１に記載のバイトの刃先加工装置。
【請求項３】
前記角度調整機構は、ラップ盤又は砥石の面の傾斜角を０．１度以下の角度精度で傾斜角を調整できる機構とした請求項２に記載のバイトの刃先加工装置。
【請求項４】
前記ラップ盤又は砥石の回転機構に空気タービンを用いた請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のバイトの刃先加工装置。
【請求項５】
前記バイト取り付け固定台に設けられ、取り付けられたバイトを回転させる駆動源に静圧空気軸受電動モータを用いた請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のバイトの刃先加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイトの刃先を加工する刃先加工装置に関する。特にＲ刃先バイトの刃先形状の加工に適した刃先加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
球面形状や非球面形状の光学レンズや反射鏡等を加工する場合、ダイヤモンドＲ刃先バイトを用いて加工される。このＲ刃先バイトの刃先形状の加工は、回転テーブルの中心に工具刃先Ｒの中心を合わせるように工具を回転テーブル上に取り付け、回転テーブルを旋回させながら工具の刃先を対向回転ラップ盤又は回転砥石に当てることによって製作されていた。又は、熟練者の手作業により作成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
機械加工によりワークにナノメートルオーダの超精密加工を行う場合、この加工に使用する工具刃先の形状誤差もナノメートルオーダのものでなければならない。特に、ダイヤモンドＲ刃先バイトによる加工では、刃先の形状精度が加工面にそのまま転写されるためナノメートルオーダで高精度に形成されたＲ刃先バイトを作成する必要がある。
【０００４】
このＲ刃先形状を加工する場合、上述した従来の回転テーブルにバイトを取り付けて加工する方法では、バイトと回転テーブルが一体的に移動し刃先先端に加工を行うものであるから、バイトの刃先Ｒの形状精度は、回転テーブルの回転精度に依存することになる。そのため、回転テーブルの回転精度をナノメートルオーダの精度で作成する必要がある。又、バイト刃先Ｒの中心点をナノメートルオーダで回転テーブルの中心に一致させる必要もある。
【０００５】
特に、Ｒ刃先バイトの加工の場合、その交線によって切れ刃を構成するすくい面と逃げ面における逃げ面の加工が最大の問題となる。刃先が丸コーナに形成されたＲ刃先形状では、真平面で形成されたすくい面の先端の切れ刃は、円弧状に形成されているから、この切れ刃に続く逃げ面を所定逃げ角で加工するには、円錐面に加工しなければならない。すなわち、Ｒ刃先バイトの刃先形状では逃げ面は円錐面となり、この円錐面をナノメートルオーダで加工しなければならない。本発明の目的は、上述した問題に鑑み、Ｒ刃先バイトの逃げ面加工をナノメートルオーダの精度で加工可能にした刃先加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｒ刃先バイトの刃先形状の加工に適したバイト加工装置であって、ラップ盤又は砥石の面を傾斜させるチルト機構と、少なくとも所定範囲で往復動する回転テーブルと、該回転テーブルに取り付けられたバイト取り付け固定台と、該バイト取り付け固定台を微小移動させる微動装置とを備え、Ｒ刃先の円錐面の逃げ面を加工可能としたもので、前記微動装置により前記バイト取り付け固定台に取り付けられたバイトの刃先を前記回転テーブルの回転中心からずらし、前記回転テーブルを揺動させることによって、傾斜した前記ラップ盤でＲ刃先の逃げ面を加工するようにしたものである。又、前記チルト機構は、ラップ盤又は砥石の面の傾斜角を調整する角度調整機構を備え、任意の逃げ角の加工をもできるようにした。そして、この角度調整機構は、ラップ盤又は砥石の面の傾斜角を０．１度以下の角度精度で傾斜角を調整できる機構とすることによって、又、前記ラップ盤又は砥石の回転機構に空気タービンを用い、前記バイト取り付け固定台に設けられ、バイトを回転させる駆動源に静圧空気軸受電動モータを用いることによって、超精密なＲ刃先加工を可能にした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態におけるバイトの刃先加工装置の斜視図である。基台１にはコラム２とＸＹテーブル３が対向して設けられている。ＸＹテーブル３は、テーブル３ａを直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動させる、Ｘ軸スライド機構３ｘとＹ軸スライド機構３ｙで構成されている。なお、このＹ軸方向は、コラム２の方向である。
【０００８】
ＸＹテーブル３のテーブル３ａには、回転テーブル４が取り付けられている。この回転テーブル４は、その回転精度ナノメートルオーダになるように超精密の摩擦無し構造に作られている。又、回転範囲は１回転する必要はなく所定範囲で、往復動（揺動）できるものであればよい。
【０００９】
この回転テーブル４には、微動装置５を介してバイト取り付け固定台６が取り付けられ、該バイト取り付け固定台６は、この取り付け台６に取り付けられるバイト７の刃先がコラム２に設けられた後述するラップ盤１３に向くように配置されている。微動装置５はナノメートルオーダでバイト取り付け固定台６をＸ軸，Ｙ軸方向に移動させるものである。
【００１０】
そして、バイト取り付け固定台６にはチャック等によりバイト７を取り付ける回転軸を駆動する工具回転用モータ８が取り付けられている。本実施形態では、ナノメートルオーダの加工精度を得ることから、この工具回転用モータ８を静圧空気軸受電動モータで形成している。
【００１１】
又、コラム２の先端には、ラップ盤固定台１０が回転軸１１により回転可能に取り付けられ、このラップ盤固定台１０を傾斜可能にしている。ラップ盤固定台１０にはラップ盤１３を回転させるラップ盤回転装置１２が取り付けられ、このラップ盤回転装置１２は空気タービンや電動モータで構成されるが、この実施形態では空気タービンを用いている。なお、符号３０はマイクロスコープで、符号３１は工具刃先調整用治具であり、これらについては後述する。
【００１２】
又、コラム２には、ラップ盤を傾斜させるチルト機構が設けられている。すなわち、図２、図３に示すように、一端が回転軸１６でコラム２に軸支され、他端はラップ盤固定台１０に回転軸１７で軸支された押し出し機構１５が設けられている。該押し出し機構１５は、マイクロメータヘッド１８を回転させることによってシャフト１９を伸縮させて、該シャフト１９に取り付けられているロット２０を軸方向に移動させることにより、ラップ盤固定台１０を回転軸１１の回りに回動させて、ラップ盤１３を傾斜させるようにしたものである。この押し出し機構１５と回転軸１１によって、ラップ盤１３を傾斜させるチルト機構を構成している。
【００１３】
図２は、ラップ盤固定台１０をを傾斜させてない状態を示し、図３は、マイクロメータヘッド１８を回転させてマイクロメータヘッドのシャフト１９を伸ばし、ロッド２０を押し出し、ラップ盤固定台１０を所定角度θだけ傾斜させた状態を示している。
次に、このバイトの刃先加工装置を用いて、Ｒ刃先バイトの逃げ面加工について説明する。
【００１４】
まず、押し出し機構１５のマイクロメータヘッド１８を操作して、図３に示すように、加工しようとするバイト刃先の逃げ角度に合わせて、ラップ盤固定台１０を傾斜させる。次に、バイト取り付け固定台６の回転軸に加工しようとするバイト７を取り付け、工具回転用モータ８を駆動して、バイト刃先のすくい面が上方に向く（すくい面が基台の上面と平行な面となる位置）ように調整し、バイト刃先が回転テーブル４の回転中心からＲ寸法分ずれるように調整する。この場合、図１に示すように、回転テーブルの中心に工具刃先調整用治具３１を取り付け、固定部材に取り付けられた高倍率のマイクロスコープ３０を工具刃先調整用治具３１に対向して配置する。このマイクロスコープ３０と微動装置５を用いて、バイト刃先の中心を回転テーブル４の回転中心よりＲ刃先バイトの丸コーナのＲ寸法（円弧半径）だけずらす。すなわちＲ刃先バイトの中心線が回転テーブルの中心を通り、該中心線に沿って、Ｒ刃先バイトの中心をＲ寸法だけずらす。
【００１５】
マイクロスコープ３０、工具刃先調整治具３１を取り外し、ＸＹテーブル３を駆動し、バイト７の刃先をラップ盤１３面に所定圧力で当接させる。
図３が、このときの状態を示す図である。又、図４は、バイト７の刃先をラップ盤１３面に当接させたときの状態を示す拡大正面図である。又、図５（ａ）は、バイト取り付け固定台６にバイト７を取り付けたときの平面図、図５（ｂ）はその正面図を示すものである。バイト７は、シャンク２１の先端に取り付けられ、該シャンク２１がバイト取り付け固定台６の回転軸にチャックで取り付けられている。
【００１６】
バイト７の刃先のすくい面を上方に向け、その先端をラップ盤１３面に当接させたとき、図４に示すように、ラップ盤１３は傾斜しているから、バイト７の先端は、このラップ盤１３によって、傾斜して加工されることになる。
【００１７】
ラップ盤回転装置１２を駆動させてラップ盤１３を回転させるとともに、回転テーブル４を所定範囲で往復回転（揺動）させる。これによって、ラップ盤１３は逃げ角度だけ傾斜していることから、バイト刃先にはすくい面に対して逃げ角度だけ傾斜した逃げ面が加工されることになる。しかも、回転テーブル４が所定範囲で往復回転することから、バイト刃先は円弧上に加工されることになり、Ｒ刃先に形成される。これにより、Ｒ刃先バイトの加工がなされる。
【００１８】
なお、上述した実施形態において、ラップ盤１３の代わりに砥石を用いてバイト刃先を加工してもよい。又、この刃先加工装置によって、Ｒ刃先以外の刃先の加工も当然加工可能である。
又、この刃先加工装置を数値制御装置で駆動制御することによって、刃先を自動加工することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明を簡単な構成によって、従来加工が困難であったＲ刃先のナノメートルオーダの超精密な加工が容易となり、寸法精度の向上だけで無く、加工時間も短縮されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の斜視図である。
【図２】同実施形態におけるラップ盤を傾斜させていないときの正面図である。
【図３】同実施形態におけるラップ盤を傾斜させたときの正面図である。
【図４】同実施形態において、バイト７の刃先をラップ盤１３面に当接させたときの状態を示す拡大正面図である。
【図５】同実施形態において、バイト取り付け固定台６にバイト７を取り付けたときの部分図である。
【符号の説明】
１  基台
２  コラム
３  ＸＹテーブル
４  回転テーブル
５  微動装置
６  バイト取り付け固定台
７  バイト
８  工具回転用モータ
１０  ラップ盤固定台
１１  回転軸
１２  ラップ盤回転装置
１３  ラップ盤
１５  押し出し機構
１６，１７  回転軸
１８  マイクロメータヘッド
１９  シャフト
２０  ロッド
３０  マイクロスコープ
３１  工具刃先調整用治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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