JPS61197101A - Forming method of groove - Google Patents
Forming method of grooveInfo
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- JPS61197101A JPS61197101A JP3749685A JP3749685A JPS61197101A JP S61197101 A JPS61197101 A JP S61197101A JP 3749685 A JP3749685 A JP 3749685A JP 3749685 A JP3749685 A JP 3749685A JP S61197101 A JPS61197101 A JP S61197101A
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- cutting
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- work
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D1/00—Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は1面心立方晶系単結晶の被加工面に直線状の溝
を形成するための溝形成方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a groove forming method for forming linear grooves on a processed surface of a one-plane centered cubic single crystal.
近時、精密部品の製作を目的として、単結晶部材に例え
ば深さ数μm以下の直線状の微細溝を多段に刻設するこ
とが行われている。この場合の溝形成方法としては、工
具形状の加工物への転写性がすぐれたダイヤモンドエ臭
による切削加工が適している。BACKGROUND ART Recently, for the purpose of manufacturing precision parts, linear fine grooves with a depth of several micrometers or less, for example, are carved in multiple stages in a single crystal member. As a groove forming method in this case, cutting using diamond etching, which has excellent transferability of the tool shape to the workpiece, is suitable.
しかしながら、単結晶部材は、その単結晶特有の異方性
を有している。そのため、切削方向くよりては、第10
図に示すように、溝(A)の側縁部に盛シ上が9(B)
、 (B)を生じる。との盛り上がり CB)。However, single crystal members have anisotropy unique to the single crystal. Therefore, depending on the cutting direction, the 10th
As shown in the figure, the side edge of the groove (A) has a 9 (B) embossing.
, yields (B). CB).
(B)は、溝(人)の加工精度に悪影響を及はし、溝が
形成された精密部品の品質低下の一因とまっている。(B) has an adverse effect on the machining accuracy of the groove (man), and is one of the causes of deterioration in the quality of precision parts in which the groove is formed.
本発明は、上記事情を勘案してなされたもので。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances.
単結晶部材に高精度で直線状の溝を刻設することのでき
る溝形成方法を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a groove forming method capable of carving linear grooves with high precision in a single crystal member.
面心立方晶系の単結晶加工部材の(111)面をなす被
加工間の(110>方向に沿つて切削加工により直線状
の溝を形成するようKしたものである。A straight groove is formed by cutting along the (110> direction) between the (111)-faced workpieces of a face-centered cubic single-crystal workpiece.
以下1本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。 An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
第1図は、この実施例の溝形成方法における切削条件決
定を説明するための図である。こO1mKおいて円柱状
の試料(1)は、銅単結晶からなるものであって、その
一端面(2)が(111)面となるように設定されてい
る。この端面(2)は、ダイヤそンド切削工具を用いて
、平面度が0.1μm及び表面あらさが0.01μm
Fkmxとなるまで正面フライス削シされたものである
。そして、この試料(1)をCNC(Computer
Numerlcal Control )旋盤に取付け
る。そして、試料(1)の軸線(3)のまわ夛に矢印(
4)方向に2例えば毎分1000回転で回転させる。C
NC旋盤としては、0.1μmの分解能を有するものを
用いる。ついで、第2図に示すようなダイヤモンド切削
工具(5)による正間削1) (8urfacinp
)を行い1円形をなしかつ深さが例えば2.2μmの断
面V字状の微細溝(6)・・・を刻設する。ダイヤモン
ド切削工具(5)は、刃先角εが42度。FIG. 1 is a diagram for explaining the determination of cutting conditions in the groove forming method of this embodiment. The cylindrical sample (1) at O1mK is made of copper single crystal, and one end surface (2) thereof is set to be a (111) plane. This end face (2) was cut using a diamond cutting tool to have a flatness of 0.1 μm and a surface roughness of 0.01 μm.
It was face milled to Fkmx. Then, this sample (1) was processed using a CNC (Computer).
Numerical Control) Attach to the lathe. Then, mark the axis (3) of the sample (1) with an arrow (
4) Rotate in direction 2 at, for example, 1000 revolutions per minute. C
The NC lathe used has a resolution of 0.1 μm. Next, the diamond cutting tool (5) as shown in FIG.
) to carve a V-shaped fine groove (6) in cross section with a circular shape and a depth of, for example, 2.2 μm. The diamond cutting tool (5) has a cutting edge angle ε of 42 degrees.
すくい角rが0度、逃げ角αが10度に設定されている
ものを用いる。かくして、端面(2)に正面削シで溝加
工すると、第3図に示すように、その切削方向(7)は
、連続的に360度変化する。つまシ、切削方向は、
(112)、 Coo)、 (121)、 (110)
、 (211)、 (101)[112)、 (011
)、 (121)、 [110)、 (211)、 (
101)、 (112)と順次変化する。切削方向が、
銅のすべ多糸(111)<110>と特定の角度で交差
すると、形成された溝(6)・・・の側縁部に第4図に
示すような盛シ上がシ(8)。The rake angle r is set to 0 degrees and the relief angle α is set to 10 degrees. Thus, when a groove is formed on the end face (2) by face cutting, the cutting direction (7) changes continuously by 360 degrees, as shown in FIG. The cutting direction is as follows:
(112), Coo), (121), (110)
, (211), (101)[112), (011
), (121), [110), (211), (
101) and (112). The cutting direction is
When the copper threads (111) and <110> intersect at a specific angle, a raised groove (8) as shown in FIG. 4 is formed on the side edge of the formed groove (6).
(8)が生じる。そこで、この!l上がシ(8)の形状
を示す内側盛シ上がシ高さHa及び外側盛υ上がシ高さ
Hb並びに内側盛υ上がシ幅Wa及び外側盛p上がシ幅
wbを薄膜段差測定器にて切削角度10度ごとに測定し
たところ、第5図に示すような結果を得た。(8) occurs. So this! The upper part of the inner embankment has the shape of (8), the upper part is the height Ha, the outer embankment υ is the upper height Hb, the inner embankment υ is the width Wa, and the outer embankment P is the upper part of the width wb. When the cutting angle was measured every 10 degrees using a step measuring device, the results shown in FIG. 5 were obtained.
この第5図における切削角度θ(第3図参照)は。The cutting angle θ (see FIG. 3) in FIG. 5 is.
切削方向を示している。しかして、この第5図が示して
いるように、盛シ上がシの高さHa、Hb及び@Wa
、Wbは、ともに120度周期で変化している。Indicates the cutting direction. As shown in Fig. 5, the heights of the embankment are Ha, Hb and
, Wb both change at a period of 120 degrees.
また、盛シ上がシ高さHa、Hbは、溝(6)の内側と
外側で約60度のずれがある。他方、盛シ上がシ幅Wa
、 Wbは1両者ともほぼ同様の結果を示している。Furthermore, the heights Ha and Hb of the embankment have a difference of about 60 degrees between the inside and outside of the groove (6). On the other hand, the upper part of the embankment has a width Wa
, Wb 1 Both show almost the same results.
しかして、切削角度θ=90°(切削方向(110)
) 。Therefore, cutting angle θ = 90° (cutting direction (110)
).
切削角度θ=210°(切削方向(011) ) 、切
削角度θ;310°(切削方向(101) )では、盛
シ上がり高さHa 、 Hb及び盛シ上がシ幅Wa 、
Wbともに小さくな〕、ダイヤモンド切削工具(Φの工
具形状が比較的良好に転写されている。これは、切削方
向(Tlo)。When the cutting angle θ = 210° (cutting direction (011)) and the cutting angle θ; 310° (cutting direction (101)), the raised height Ha, Hb and the raised raised width Wa,
Both Wb and Wb are small], and the tool shape of the diamond cutting tool (Φ) is relatively well transferred. This is in the cutting direction (Tlo).
(OTI)、 (1oe)に切削した場合には、すベシ
が活発に生起しない念めであると考えられる。つまシ、
切削方向をすベシ系の方向と一致させると、塑性変形、
すなわち、すぺ)が容易に起こるためであると考えられ
る。(OTI), (1oe), this is considered to be a precaution to prevent active formation of scratches. Tsumashi,
When the cutting direction matches the direction of the bevel system, plastic deformation,
In other words, it is thought that this is because spe) occurs easily.
そこで、上述の試験結果に基づき、銅単結晶からまる加
工物(9)の被加工面部を第6図に示すようK (11
1)面となるように前加工して、保持台aυ上に固設す
る。ついで、ダイヤモンド切削工具a3を加工物(9)
に例えば5μm程度切込ませて、矢印(13方向に相対
的、に送シ、切削加工する。この矢印αC方向は、方向
(110)、 (011)、 (101)のうちのいず
れか一つの方向となるように設定する。その結果、第7
図に示すような断面V字状の直線溝aく・・・が形成さ
れる。この直線溝Q4)・・・の一対の側縁部は、第8
図に示すようVC,はとんど盛シ上がシが生じまい。Therefore, based on the above test results, the surface to be processed of the workpiece (9) made of single crystal copper is shown in FIG.
1) Pre-process it so that it becomes a flat surface and fix it on a holding table aυ. Next, cut the diamond cutting tool a3 into the workpiece (9)
For example, make a cut of about 5 μm, and feed and cut it relative to the arrow direction (13 direction. This arrow αC direction is one of the directions (110), (011), and (101). As a result, the seventh
A straight groove a having a V-shaped cross section as shown in the figure is formed. The pair of side edges of this straight groove Q4)...
As shown in the figure, when the VC is used, there is no overflow.
よって、高精度で直線溝α荀・・・を加工することがで
きる。Therefore, it is possible to process the straight grooves α with high precision.
なお、上記実施例においては、 (111)面におけ
る直線溝加工に関する切削方向を例示しているが。In addition, in the above embodiment, the cutting direction regarding straight groove machining on the (111) plane is exemplified.
下表に示すように、減面(planes of a f
csrm) (111)を構成する他の面についても、
各面において型方向(directlons of a
form ) (110>を満足する方向に切削する
ととkよシ、高精度の溝加工が可能と壜る。As shown in the table below, planes of a f
csrm) Regarding other aspects that constitute (111),
Directons of a mold on each surface
Form) (110>) When cutting in a direction that satisfies (110), highly accurate groove machining becomes possible.
表
さらに、上記実施例は、直線溝の形成に関するものであ
るが、第9図に示すように、正面フライスによる溝形成
忙も適用できる。すなわち、この場合の加工物qりは、
鋼重結晶製であって、その被加工面α0は、 (11
1)面となっている。そして、この加工面αe上におけ
る点(L7)を中心とする円弧状の切削軌跡(18がほ
ぼ直線状になるように設定し、かつ切削軌跡α印の方向
がほぼ<tio>となるように設定すれば、上記5実施
例と同様に、直線状溝を高精度だ加工することができる
。さらに、加工物の材質は1面心立方晶(fcc :
face centered cube )系のもの(
た、とえばアルミニウム〔ルリ、ニッケル(Ni )。Furthermore, although the above embodiments relate to the formation of straight grooves, groove formation using a face milling cutter can also be applied, as shown in FIG. In other words, the workpiece q in this case is
It is made of steel heavy crystal, and its processed surface α0 is (11
1) It is a side. Then, the arc-shaped cutting locus (18) centered on the point (L7) on the machined surface αe is set to be approximately straight, and the direction of the cutting locus α mark is approximately <tio>. If set, it is possible to machine a straight groove with high precision as in the fifth embodiment.Furthermore, the material of the workpiece is one-face centered cubic crystal (FCC:
face centered cube) type (
For example, aluminum [Luri, nickel (Ni).
金(Au)、銀(Aj))であれば、どのようなものに
も適用できる。さらに1本発明における直線状溝の深さ
及び幅は、任意に設定してよい。まえ、溝の断面形状も
半円形、U字状、逆台形状等、任意でよい。さらに、切
削工具につbても、ダイヤモンド工具に限ることな(、
CBN(Cubic Boron N1tride)工
具、超硬工具等、どのようなものでもよい。It can be applied to any material as long as it is gold (Au) or silver (Aj). Furthermore, the depth and width of the linear groove in the present invention may be set arbitrarily. The cross-sectional shape of the groove may also be arbitrary, such as semicircular, U-shaped, or inverted trapezoidal. Furthermore, cutting tools are not limited to diamond tools.
Any tool such as a CBN (Cubic Boron N1tride) tool or a carbide tool may be used.
本発明の溝形成方法は、材質が面心立方晶系の加工物へ
の直線状溝の形成を高精度に行う仁とができる。したが
って、直線状溝が刻設された加工物の精密部品としての
品質を向上させることができる。The groove forming method of the present invention enables highly accurate formation of linear grooves in a workpiece made of a face-centered cubic system material. Therefore, it is possible to improve the quality of a workpiece having a linear groove carved therein as a precision part.
第1図は本発明の一実施例における切削方向を決定する
ための説明図、第2図は第1図におけるダイヤモンド切
削工具の要部拡大斜視図、第3図は被加工面と切削方向
との関係を示す説明図、第4図は直線溝に生じた盛り上
がシを示す断面図。
第5図は切削角度と盛シ上がシとの関係を示すグラフ、
第6図は本発明の一実施例における直線溝の1117I
l!11を示す図、第7図は形成された直線溝の斜視図
、第8図は第7図に示されている直線溝の拡大断面図、
第9図は本発明の他の実施例の溝形成方法の説明図、第
10図は従来法くよる溝形成の欠点を説明する丸めの図
である。
(9):加工物、 αI:被加工面。
(Ll:ダイヤモンド切削工具。
代理人 弁理士 則近憲佑 (ほか1名)第1図
第3図 第2wJ
集4図 第6図
第5図
切削qIlo<度ン
第7図 第8閃FIG. 1 is an explanatory diagram for determining the cutting direction in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of the main part of the diamond cutting tool in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a protrusion generated in a straight groove. Figure 5 is a graph showing the relationship between cutting angle and embossing height.
Figure 6 shows a straight groove 1117I in an embodiment of the present invention.
l! 11, FIG. 7 is a perspective view of the formed straight groove, and FIG. 8 is an enlarged sectional view of the straight groove shown in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a groove forming method according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a rounded diagram illustrating the drawbacks of groove forming according to the conventional method. (9): Workpiece, αI: Processed surface. (Ll: Diamond cutting tool. Agent: Patent attorney Kensuke Norichika (and 1 other person) Figure 1 Figure 3 Figure 2 wJ Collection 4 Figure 6 Figure 5 Cutting qIlo<Den Figure 7 Figure 8 Flash
Claims (1)
面をなす被加工面を形成する工程と、上記被加工面上に
おける〈110〉方向に沿って切削加工により直線状の
溝を形成する工程とを具備することを特徴とする溝形成
方法。{111} for workpieces made of face-centered cubic single crystal members
A method for forming a groove, comprising the steps of: forming a surface to be machined in the form of a plane; and forming a linear groove by cutting along the <110> direction on the surface to be machined.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3749685A JPS61197101A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Forming method of groove |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3749685A JPS61197101A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Forming method of groove |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197101A true JPS61197101A (en) | 1986-09-01 |
| JPH0146247B2 JPH0146247B2 (en) | 1989-10-06 |
Family
ID=12499132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3749685A Granted JPS61197101A (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Forming method of groove |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197101A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03500861A (en) * | 1987-03-20 | 1991-02-28 | ケルンフオルシユングスツエントルム、カールスルーエ、ゲゼルシヤフト、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | Manufacturing method of microstructure |
| JP2008302616A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Tefuko Aomori Kk | Minute metal pattern and its manufacturing method |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP3749685A patent/JPS61197101A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03500861A (en) * | 1987-03-20 | 1991-02-28 | ケルンフオルシユングスツエントルム、カールスルーエ、ゲゼルシヤフト、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | Manufacturing method of microstructure |
| JP2008302616A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Tefuko Aomori Kk | Minute metal pattern and its manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0146247B2 (en) | 1989-10-06 |
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