JPS61197101A - 溝形成方法 - 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】 〔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。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

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。

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）。

（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。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を勘案してなされたもので。

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。

〔発明の概要〕

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。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

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。

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）。

（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。

この第５図における切削角度θ（第３図参照）は。

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。

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。

しかして、切削角度θ＝９０°（切削方向（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）。

（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。

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。

よって、高精度で直線溝α荀・・・を加工することがで
きる。

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。

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。

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　）。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 面心立方晶系の単結晶部材からなる加工物に｛１１１｝
   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。