JPH0425301A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス、ガラス等の硬脆材料の切削装
置に関するものである。

（従来の技術） 近年、光学部品や機械部品には、セラミックス。

ガラス等の硬脆材料が採用されている。これらの材料に
高精度、高品位な仕上げ面を創成するには、型等を用い
て成形した後、さらに、研削やラッピング加工が不可欠
であった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の製造方法では、工程が多く、一つ
の部品を完成させるのに長い加工時間を必要とし、且つ
、機種の切替が難しく、多品種少量生産には適さないと
いう問題があった。

本発明は上記の問題を解決するもので、セラミックス、
ガラス等の硬脆材料に高精度、高品位な曲面を短時間で
創成できる切削装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明は、被加工物の回転
軸に対して、ＮＣ制御装置によって直角、平行に移動す
る往復台上の刃物台に、刃先に微小振動を与える機構を
設けた切削工具を取り付けるものである。

（作　用） 上記の構成により、遅い切削速度と微小切込みの切削条
件で、刃先に微小振動を与えると、硬脆材料の臨界破壊
応力以下での加工が実現できる。

このような加工条件では、セラミックス、ガラス等の硬
脆材料も塑性流動することが知られており、良好な仕上
げ面精度が得られる。

また、ＮＣ制御装置により往復台を動かすことで複雑な
曲面形状も容易に得ることができる。

（実施例） 本発明の実施例２例について、旋削加工を例として第１
図ないし第３図により説明する。

第１図および第２図は、本発明の第１の実施例における
被加工物と工具を示す平面概念図および旋盤の斜視図で
ある。

第１図において、セラミックス等からなる棒状の被加工
物ｌは、矢印Ａに示すように手前方向に回転するチャッ
ク２と、センタ３の間に支持されている。超硬合金等の
チップ４ａを固着したバイト４の末端に密着するように
駆動制御装置５に接続された、ピエゾ素子を用いた微小
振動発生装置６が設置されている。

このように構成された旋削装置は、被加工物１を回転し
ながら、破線で示す位置まで微小切込みを与えた状態で
、微小振動発生装置６により矢印Ｂ方向に微小振動を与
えながら矢印Ｃの方向に送ると、加工面１ａが得られる
。

第２図に移って、加工用の旋盤は、剛性の高いベツド７
の両端に、高精度で剛性のある回転主軸および心押し軸
（共に図示せず）を内蔵した主軸台８および心押し台９
と、ベツド７の案内装置により矢印Ｙで示す横方向に自
在に摺動する往復台１０と、往復台１０の上面に重ねて
搭載され、案内装置により矢印Ｘで示す前後方向に自在
に摺動するＸテーブル１１およびその上で自在に旋回す
る旋回テーブル１２と、ＮＣ制御装置（図示せず）に接
続され、上記の往復台１０およびＸテーブル１１を駆動
する２台のサーボモータ１３および１４から構成されて
いる。

被加工物１は、上記の回転主軸（図示せず）の先端に固
定されたチャック２で左端を把持され、心押し軸に装着
されたセンタ（共に図示せず）で右端を支持されて回転
する。また、バイト４は、上記の旋回テーブル１２の上
面に固定された刃物台１５に、微小振動発生装置６を共
に取り付けられる。なお、本実施例では、閉ループ制御
方式のＮＣ制御装置を用いた。

以上のように構成された切削装置の動作を説明する。

まず、旋盤に被加工物１を取り付けた後、バイト４の刃
先が加工開始点で、被加工物１とが接触しない点まで、
往復台１０およびＸテーブル１１をそれぞれサーボモー
タ１３および１４により移動する。

次に、回転主軸を駆動して、被加工物１に所定の回転を
与え、微小振動発生装［６によりバイト４を微動させて
切込む。次に予め入力した動作制御データに基づき、バ
イト４を動かして、被加工物１を所定の形状に切削する
。この時往復台１０およびＸテーブル１１の動きは、Ｎ
Ｃ制御装置にフィードバックされる。

なお、本実施例では、棒状の被加工物１の外周面を加工
するように、回転軸に沿ってバイト４を移動させたが、
旋回テーブル１２を９０＠旋回させれば、円板状の被加
工物１の端面を加工するように、前後方向にバイト４を
移動させることで、被加工物１の端面を加工することも
できる。

次に、第２の実施例について、第３図により説明する。

第３図は、第２の実施例を示す要部側面断面図で、第２
図に示した第１の実施例と異なる点は、刃物台１５の取
付は溝の底面とバイト４の下面との間に、ピエゾ素子等
からなるＺ方向微小振動発生装置１６を挿入し、駆動制
御装置１７と接続した点である。その他は第１の実施例
と変わらないので、同じ構成部品には同一符号を付して
、その説明を省略した。

このように構成された切削装置の動作を説明する。２台
の駆動制御装置５および１７を単独又は連動して運転す
ることによって、バイト４の刃先は、矢印り、Ｆ、Ｅ、
ＧおよびＨのようにＸ方向、Ｚ方向、円彊、ジクザグに
、約５ｋＨｚ以上で振動させることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、セラミックス、
ガラス等の硬脆材料を切削加工によって。

高精度、高品位な仕上げ面を創成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における被加工物と工具を
示す構成図、第２図は同旋盤の斜視図、第３図は第２の
実施例を示す構成図である。 １　・・・被加工物、　１ａ・・・加工面、　２・・・
チャック、　３　・・・センタ、　４　・・・バイト、
　４ａ・・・チップ、　５，１７・・・駆動制御装置、
　６・・・微小振動発生装置、７・・・ベツド、　８・
・・主軸台、　９　・・・心押し台、ＩＯ・・・往復台
、１１・・・Ｘテーブル、１２・・・旋回テーブル、１
３．１４・・サーボモータ、１５・・・刃物台、１６・
・・２方向微小振動発生装置。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第 図 第 区 ８主軸台 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 刃物台を被加工物の回転軸に対して直角および平行に動
   かす移動機構と、上記の刃物台に取付けた工具の刃先を
   微小振動させる機構と、工具の刃先が所定の軌跡を描く
   ように、刃物台を輪郭制御するＮＣ制御装置とからなる
   切削装置。