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JP2004338030A - Curved surface processing device and processing method - Google Patents

Curved surface processing device and processing method Download PDF

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Publication number
JP2004338030A
JP2004338030A JP2003136944A JP2003136944A JP2004338030A JP 2004338030 A JP2004338030 A JP 2004338030A JP 2003136944 A JP2003136944 A JP 2003136944A JP 2003136944 A JP2003136944 A JP 2003136944A JP 2004338030 A JP2004338030 A JP 2004338030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
processing
rotary tool
workpiece
circle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003136944A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohito Yokota
浩仁 横田
Shigeo Hayashi
茂夫 林
Tomoaki Nakasuji
智明 中筋
Mikio Yamashita
幹生 山下
Masaya Iizuka
雅也 飯塚
Yasuhiro Toyotome
保弘 豊留
Mitsuhisa Mitsuki
満久 光木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2003136944A priority Critical patent/JP2004338030A/en
Publication of JP2004338030A publication Critical patent/JP2004338030A/en
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Abstract

【課題】回転工具の使用回転数の制約をなくし、刃先高さを測定による調整ではなく実際の除去により揃えることにより、形状精度および面精度の高い3次元曲面形状のアンテナパネルの創成に適した加工装諏及び加工方法を得る。
【解決手段】工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具1を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させる制御手段を備え、加工物2に対する回転工具の相対的な運動により回転工具の形状を加工物の表面に転写していく加工装置であって、前記回転工具は、非接触のツルーイングにより工具回転軌跡の断面が円形の一部に形成され、その各刃部には、ダイヤモンド単結晶が結晶方位を制御して施されていることを特徴とする加工装置である。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to create a three-dimensional curved antenna panel with high shape accuracy and surface accuracy by eliminating restrictions on the number of rotations of a rotary tool and adjusting the height of the cutting edge by actual removal rather than adjustment by measurement. Obtain processing equipment and processing method.
A rotary tool having a tool rotation locus whose cross section forms a part of a circle is moved in a predetermined tool feed direction with its rotation axis inclined with respect to a normal of a processing surface at each processing point. A processing device for transferring the shape of the rotary tool to the surface of the workpiece by a relative movement of the rotary tool with respect to the workpiece 2, wherein the rotary tool rotates the tool by non-contact truing. The processing apparatus is characterized in that a cross section of the trajectory is formed in a part of a circle, and a diamond single crystal is applied to each blade portion while controlling the crystal orientation.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状精度および面精度の高い3次元曲面形状のアンテナパネルの創成に適した加工装置及び加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
曲面切削方法として、特に、3次元曲面形状を有する部品の製造工程には、製造効率の向上を図る有効な手段として、ボールエンドミルによる加工があげられる。
【0003】
ボールエンドミルの底刃に構成刃先がほとんど生じることがない加工条件を選択すれば、加工される仕上げ面の粗さRthは、ボールエンドミル先端形状により定まる。従って、仕上げ面の粗さRthは、一般的に、Rth≒f /8R(ここで、fはカッタパス間隔、Rは、ボールエンドミルのボールの半径)で近似できる。このカッタパス間隔は、ボールエンドミルの軌跡により生じたものである。このボールエンドミルを用いて、切削仕上げ面の粗さRthの改善を図るためには、カッタパス間隔を細かくするか、ボールエンドミルのボール径Rを大きくする2つの対策が考えられる。ところが、アンテナパネル加工に対しては、カッタパス間隔を小さくした場合、カッタパスの伸長によって、NCデータが膨大になると共に、加工時間が長くなる問題がある。また、ボールエンドミルのボール径Rを大きくした場合には、大口径のボールエンドミルが必要になり、工具の回転数に制約が発生して支障を生じることになる。
【0004】
こうしたボールエンドミルを用いた加工における問題を解決するものとして、3次元曲面形状の加工方法および加工装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に係る発明は切削工具に特徴がある。刃先を伴うスローアウェイチップが取付けられたクランプ工具である切削工具は、同時5軸制御方式NC工作機械に取り付けられ適当な姿勢で所定のカッタパスをトレースする。ただし、当該切削工具はクランプ工具であるために、遠心力による工具変形抑制から使用回転数に制約が生じる。また、接触式若しくは光学式の測定器によりスローアウェイチップの刃先高さが調整されるが、そのことが加工精度や個別の刃先への加工負荷の違いへ影響を与える。更に、加工機が認識している刃先位置と実際の刃先位置に違いがあるという問題も生じる。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−80817号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、回転工具の使用回転数の制約をなくし、刃先高さを測定による調整ではなく実際の除去により揃えることにより、形状精度および面精度の高い3次元曲面形状のアンテナパネルの創成に適した加工装諏及び加工方法を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するためになされたものである。本発明に係る請求項1に記載の加工装置は、
工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させる制御手段を備え、
加工物に対する回転工具の相対的な運動により回転工具の形状を加工物の表面に転写していく加工装置であって、
前記回転工具は、非接触のツルーイングにより工具回転軌跡の断面が円形の一部に形成され、その各刃部には、ダイヤモンド単結晶が結晶方位を制御して施されていることを特徴とする加工装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】
発明の概要
本発明に係る加工装置は、工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させて、加工物に対する回転工具の相対的な運動により回転工具の形状を加工物の表面に転写していくものである。回転工具の工具回転軌跡の断面を、非接触のツルーイングにより、円形の一部に成形させ、その各刃部には、ダイヤモンド単結晶の結晶方位を任意に制御して、その各刃部の間隔をも制御している。または、その各刃部に砥粒を用いて、非接触のツルーイングより各刃部にすくい面を創出している。また、この加工装置に、回転工具をスピンドルに取り付けた状態で非接触ツルーイングするための装置を備えている。また、工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた時に、その傾斜角度を、工具回転軌跡と加工物の形状が沿うように変化させる加工方法を用いている。
【0009】
本発明においては、回転工具はクランプ工具形態でなく、各刃部をシャンクに直接に取り付けている一体型工具形態なので、遠心力による工具破壊がなく使用回転数の制限がない。通常、一体型工具形態の回転工具は、刃部の高さ調整および刃部の間隔調整が容易にできないが、ここでは、非接触ツルーイングにより制御しているので、理想的な回転工具を得ることができる。また、刃部に砥粒を用いた場合でも、非接触ツルーイングにより刃部の高さ調整およびすくい面を創生するので、切れ味のいい回転工具を得ることができる。また、非接触ツルーイングにより、回転工具の外径および形状を制御できるので、加工物の形状に沿った加工が可能となる。
【0010】
実施の形態1.
以下、本発明の好適な実施の形態1に係る加工装置について、図1の斜視図を参照しつつ説明する。
【0011】
本加工装置は、5軸を同時に制御可能なNC工作機械である。本加工装置は、回転工具1が適切な姿勢で移動するように、加工物2に対する回転工具1の傾斜機構として、加工物2をXY平面内でZ軸周りに傾斜させる傾斜軸5と、加工物2をZY平面内でX軸周りに回転させるテーブル6とを備える。更に、加工装置本体7は、加工物2に対する回転工具1の送り機構として、加工機本体7に備えられたスピンドルテーブル8に沿つてスピンドル4を移動させるY軸とX軸、および、スピンドル4をZ方向に移動するZ軸を備える。これらの移動・傾斜・回転に係る各機構を駆動するサーボモータは、それぞれNC装置3によって制御されている。
【0012】
回転工具1は、非接触ツルーイングにより、工具回転軌跡の断面が円形の一部に成形されている。その回転工具1の刃部には、結晶方位を刃部の耐摩耗性が向上するように配置したダイヤモンド単結晶が用いられている。
【0013】
本実施の形態1では、片持ち式コラムを備えたNC工作機械を使用しているが、この種類に限定されるものではなく、同時5軸制御方式のNC工作機械であれば、他の形式のNC工作機械(例えば、門型コラムを備えたNC工作機械やパラレルリンク式NC工作機械)であっても構わない。
【0014】
上記のように構成された加工装置においては、非接触ツルーイングを利用することから、回転工具1の各刃部の高さのバラツキが生じない。更に、工具径もミクロンオーダーで与えられ得ることになる。したがって、NC装置3の数値制御に従って回転工具1が移動することで、高精度なアンテナパネルを得ることができる。
【0015】
実施の形態2.
次に、本発明の好適な実施の形態2に係る加工装置における回転工具1について、図2を参照しつつ説明する。
【0016】
図2において(1)は回転工具1の回転軸を通る縦断面図、(2)は回転工具1の正面図である。図2(1)によると、回転工具1は、シャンク10Aに回転軸(図示なし)の周りに任意の個数(図2(1)では、中心角90度、合計4個)のダイヤモンド単結晶9を取り付けた一体型工具である。ダイヤモンド単結晶9の取り付け方法は、ロウ付け又は接着などでよく、特に限定されるものではない。
【0017】
従来のクランプ工具では、取り付け治具の設置が必要であり、その設置スペースのため取り付けられる刃部の個数に制限があった。一方、一体型工具では、取り付け治具が不要なので、クランプ工具での取り付け治具の設置スペースに相当するところを刃部のスペースにあてることができる。よって、クランプ工具よりも多刃工具を得ることができることから、高能率加工を行なうことができる。
【0018】
ところで、従来の一体型工具では刃部を取り外すことが容易ではなく、効率よく刃部のすくい面を再研磨することが非常に困難であった。そのため一部の一体型工具は使い捨てされている。また、一部の一体型工具では最研磨されているが、クランプ工具と比較すると再研磨のコストが高い。
【0019】
本発明では、刃部を取り外さずに刃部のすくい面を非接触ツルーイングで再研磨を行なうので、一体型工具を効率よく使用することができる。
【0020】
実施の形態2の回転工具1には、非接触ツルーイングにより円形の一部の形状に形成された工具回転軌跡11と、工具磨耗後に再研磨による修正が必要な刃部のすくい面12とがある。刃部には、例えば、住友電気工業株式会社製であるスミクリスタルの合成ダイヤモンド単結晶の柱状結晶を用いて、刃部の耐摩耗向上に効果のある結晶方位を選択して、シャンク10に取り付けている。また、すくい面12の角度を、加工物の材種に適したものにしている。
【0021】
上記のように構成された加工装置においては、回転工具1に非接触ツルーイングを施しているために、NC装置3が認識している回転工具1の刃部位置と実際の刃部位置に相違が少ない。更に、一体型工具の多刃タイプを効率よく利用できるので、従来のクランプ工具よりも高精度に高送りが可能となる。よって、アンテナパネルの3次元形状を高能率で高精度に加工できることになる。
【0022】
実施の形態3.
次に、本発明の好適な実施の形態3に係る加工装置における回転工具1について、図3を参照しつつ説明する。
【0023】
図3において(1)は回転工具の回転軸を通る縦断面図、(2)はその回転工具の「A」から見た正面図である。図3の回転工具は、砥石工具用シャンク10Bに、例えば、Niメッキ層13により砥粒14を固定した電着砥石16である。該電着砥石16は、工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具になるように、砥粒14の先端が砥粒先端ライン15に沿わされて、非接触ツルーイングされている。
【0024】
砥粒14には、非接触ツルーイングによりすくい面17が施されている。図4は、砥粒14の拡大図((1)は側断面図、(2)は平面図)である。すくい面17は、電着砥石16の回転方向18に合わせて施されている。なお、図4では、すくい面17角度が垂直であるものを示したが、加工対象物に合わせてその角度を選択・調整できる。図4(2)は、図4(1)の矢視Bからの平面図であるが、砥粒14の両端に渡ってすくい面17が施されていることが示される。
【0025】
上記のように構成された加工装置においても、電着砥石16を非接触でツルーイングする。よって、NC装置3が認識している電着工具16の刃部位置と実際の刃部位置との相違が微小である。また、クランプ工具よりも高い使用回転数を採用でき、多刃工具による高送りが可能となる。
【0026】
本実施の形態3の電着砥石16は、硬脆材料など研削加工に適した加工材料に対して、図2に示される回転工具1よりも高精度に加工することができる。更に、本実施の形態3の電着砥石16は各刃部にすくい面17が施されているので、延性材料などからなるアンテナパネルの3次元形状を高能率で高精度に加工できる。
【0027】
実施の形態4.
図5は、本発明の好適な実施の形態4に係る加工装置の斜視図である。該図5を参照しつつ、実施の形態4に係る加工装置を説明する。
【0028】
図5の加工装置では、回転工具1若しくは電着工具16を加工装置のスピンドル4に装着した状態で、非接触ツルーイングが行なわれる。即ち、加工機ベース21にレーザ発振器19を施して、レーザ光20により、回転工具1もしくは電着工具16が非接触ツルーイングされる。非接触ツルーイングを施す位置は、加工装置のテーブル移動により制御されている。
【0029】
レーザ発振器19には、レーザ制御装置(図示せず。)、観察ユニット(図示せず。)が含まれている。この非接触ツルーイングには、例えば、電着磁石16に対してならば、YAGレーザ(発振波長:355nm、平均出力:3W、パルスエネルギー:0.6mJ、パルス幅:200ns、繰返し数:5KHz、ビーム径:10μm、平均パワー密度:5.5×10W/cm)を用いて行なうことができる。
【0030】
上記のように構成された加工装置においては、回転工具1および電着工具16をスピンドル4への装着する時に発生する位置ズレ量を、無くすことができる。したがって、NC装置3が認識している回転工具1もしくは電着工具16の刃部位置と実際の刃部位置とに相違が無い状態で、アンテナパネルの3次元形状を高能率且つ高精度に加工できることになる。
【0031】
実施の形態5.
次に、本発明の好適な実施の形態5に係る加工装置について説明する。
【0032】
図6において、放物曲線23と円弧24よりなるアンテナパネル22を示している。このアンテナパネル22を回転工具1もしくは電着工具16を用いて加工する一つの方法として、図1のY軸、Z軸および傾斜軸5をNC装置3により同時に制御しながら、放物曲線23に沿って加工していく。そのとき、回転工具1もしくは電着工具16の回転軸線(図示せず。)の傾きが、弧24に沿うように制御される。
【0033】
図7において、回転工具1もしくは電着工具16の工具回転軌跡26を示している。回転工具1もしくは電着工具16の回転軸線(図示せず。)を傾けることにより、工具回転軌跡26は、傾斜工具回転軌跡25のようになり、アンテナパネル22との接線部分が大きくなる。この傾斜工具回転軌跡25をアンテナパネル22の円弧24に沿わせるように、NC装置3が連続的に制御する。
【0034】
また、必要な形状精度に応じて、加工ピッチ(図示せず。)を選定する。例えば、回転工具1もしくは電着工具16の外径がΦ80mmのものを選択して、600mm×800mmアンテナパネルの表面を加工する場合では、形状精度5μmを得るのに、加工ピッチ20mmを選定している。
【0035】
上記のように構成された加工方法においては、必要な加工精度に応じて、効率よく回転工具1もしくは電着工具16の刃部をアンテナパネルに転写できるので、アンテナパネルの3次元形状を高能率で高精度に加工できることになる。なお、上述の実施の形態5では、同時3軸制御による加工方法を示したが、同時5軸制御による加工でも可能である。
【0036】
【発明の効果】
本発明による加工装置および加工方法によれば、従来の3次元曲面形状の加工方法および加工装置に比して、工具回転軌跡がNC制御位置と一致すると共に、一体型多刃工具が使用できるため、アンテナパネルなどの各種曲面の機械加工を高精度で高能率に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る加工装置の基本構成を示す斜視図である。
【図2】(1)本発明の実施の形態2に係る加工装置の回転工具の縦断面図と、(2)同回転工具の正面図である。
【図3】(1)本発明の実施の形態3に係る加工装置の電着工具の縦断面図と、(2)同電着工具を正面図である。
【図4】(1)本発明の実施の形態3に係る加工装置の電着工具の砥粒断面を示した拡大断面図と、(2)同砥粒の拡大平面図である。
【図5】本発明の実施の形態4に係る加工装置の基本構成を示す斜視図である。
【図6】アンテナパネルの基本形状を模式的に示す図である。
【図7】本発明の実施の形態5に係る加工法の基本構成を示す図である。
【符号の説明】
1 回転工具、 2 加工物、 3 NC装置、 4 スピンドル、 5 傾斜軸、 6 テーブル、 7 加工機本体、 8 スピンドルテーブル、 9 ダイヤモンド単結晶、 10A シャンク、 10B 砥石工具用シャンク、 11 工具回転軌跡、 12 すくい面、 13 Niメッキ層、 14 砥粒、 15 砥粒先端ライン、 16 電着砥石、 17 砥粒すくい面、 18回転方向、 19 レーザ発信器、 20 レーザ光、 21 加工機ベース、 22 アンテナパネル、 23 放物曲線、 24 円弧、 25 傾斜工具回転軌跡、 26工具回転軌跡。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus and a processing method suitable for creating a three-dimensionally curved antenna panel having high shape accuracy and surface accuracy.
[0002]
[Prior art]
As a method for cutting a curved surface, in particular, in a manufacturing process of a part having a three-dimensional curved surface shape, a ball end mill is an effective means for improving manufacturing efficiency.
[0003]
By selecting a processing condition that hardly causes a component edge on the bottom blade of the ball end mill, the roughness Rth of the finished surface to be processed is determined by the shape of the tip of the ball end mill. Accordingly, the roughness R th of the finished surface is generally (where, f p is cutter path distance, R represents the radius of the ball of the ball end mill) R th ≒ f p 2 / 8R can be approximated by. This cutter path interval is generated by the trajectory of the ball end mill. With this ball end mill, in order to improve the roughness R th of the machined surface, either finely cutter path interval, the two measures are conceivable to increase the ball diameter R of the ball end mill. However, in the case of antenna panel processing, when the cutter path interval is reduced, there is a problem that the NC data becomes enormous and the processing time becomes longer due to the extension of the cutter path. In addition, when the ball diameter R of the ball end mill is increased, a large-diameter ball end mill is required, and the rotational speed of the tool is restricted, which causes a trouble.
[0004]
As a solution to the problem in the processing using such a ball end mill, a processing method and a processing apparatus for a three-dimensional curved surface have been proposed (see Patent Document 1). The invention according to Patent Document 1 is characterized by a cutting tool. A cutting tool, which is a clamp tool to which a throw-away tip with a cutting edge is attached, is attached to a simultaneous 5-axis control type NC machine tool and traces a predetermined cutter path in an appropriate posture. However, since the cutting tool is a clamp tool, there is a restriction on the number of rotations used due to the suppression of tool deformation due to centrifugal force. In addition, the height of the cutting edge of the throw-away tip is adjusted by a contact or optical measuring device, which affects the processing accuracy and the difference in the processing load on individual cutting edges. Further, there is also a problem that there is a difference between the cutting edge position recognized by the processing machine and the actual cutting edge position.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-80817 A
[Problems to be solved by the invention]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for creating a three-dimensional curved antenna panel with high shape accuracy and surface accuracy by eliminating the restriction on the number of rotations of the rotary tool and adjusting the cutting edge height by actual removal rather than adjustment by measurement. It is an object of the present invention to obtain a processing equipment and a processing method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object. The processing device according to claim 1 according to the present invention,
A control means is provided for moving a rotary tool having a circular cross section of a tool rotation locus which forms a part of a circle in a predetermined tool feed direction with its rotation axis inclined with respect to a normal of a processing surface at each processing point. ,
A processing device that transfers the shape of the rotary tool to the surface of the workpiece by a relative motion of the rotary tool with respect to the workpiece,
The rotary tool is characterized in that a cross section of a tool rotation locus is formed in a part of a circle by non-contact truing, and a diamond single crystal is applied to each of its blade portions while controlling the crystal orientation. It is a processing device.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION A processing device according to the present invention is configured such that a rotary tool having a circular cross section of a tool rotation trajectory forms a part of a circle is tilted with respect to a normal of a processing surface at each processing point. , And the shape of the rotary tool is transferred to the surface of the workpiece by the relative movement of the rotary tool with respect to the workpiece. The cross section of the tool rotation trajectory of the rotary tool is formed into a part of a circle by non-contact truing, and the crystal orientation of the diamond single crystal is arbitrarily controlled at each blade, and the spacing between each blade is Is also controlling. Alternatively, a rake face is created on each blade portion by non-contact truing using abrasive grains for each blade portion. In addition, this processing apparatus is provided with a device for non-contact truing while the rotating tool is mounted on the spindle. Also, when a rotating tool whose cross section of the tool rotation trajectory forms a part of a circle is inclined with respect to the normal of the processing surface at each processing point, the inclination angle is determined by the tool rotation trajectory and the workpiece. Is used to change the shape of the workpiece so as to follow it.
[0009]
In the present invention, since the rotary tool is not a clamp tool but an integrated tool in which each blade is directly attached to the shank, there is no tool breakage due to centrifugal force and there is no limitation on the number of rotations used. Normally, in the case of a rotary tool in the form of an integrated tool, it is not easy to adjust the height of the blades and adjust the spacing between the blades, but here, since it is controlled by non-contact truing, an ideal rotary tool is obtained. Can be. In addition, even when abrasive grains are used for the blade portion, the height of the blade portion is adjusted and a rake face is created by non-contact truing, so that a sharp rotating tool can be obtained. In addition, since the outer diameter and the shape of the rotary tool can be controlled by the non-contact truing, machining along the shape of the workpiece can be performed.
[0010]
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a processing apparatus according to a preferred embodiment 1 of the present invention will be described with reference to a perspective view of FIG.
[0011]
This processing apparatus is an NC machine tool capable of controlling five axes simultaneously. The present processing apparatus includes, as a tilting mechanism of the rotary tool 1 with respect to the workpiece 2 so that the rotary tool 1 moves in an appropriate posture, a tilt axis 5 for tilting the workpiece 2 around the Z axis in the XY plane; A table 6 for rotating the object 2 about the X axis in the ZY plane. Further, the processing device main body 7 includes a Y-axis and an X-axis for moving the spindle 4 along a spindle table 8 provided on the processing machine main body 7 and a spindle 4 as a feed mechanism of the rotary tool 1 to the workpiece 2. It has a Z axis that moves in the Z direction. Servo motors for driving these mechanisms relating to movement, tilting and rotation are controlled by the NC device 3, respectively.
[0012]
In the rotary tool 1, the cross section of the tool rotation locus is formed into a part of a circle by non-contact truing. For the blade portion of the rotary tool 1, a diamond single crystal whose crystal orientation is arranged so as to improve the wear resistance of the blade portion is used.
[0013]
In the first embodiment, an NC machine tool having a cantilever type column is used. However, the present invention is not limited to this type. (For example, an NC machine tool having a portal column or a parallel link NC machine tool).
[0014]
In the processing device configured as described above, since the non-contact truing is used, there is no variation in the height of each blade portion of the rotary tool 1. Furthermore, the tool diameter can also be given on the order of microns. Therefore, a highly accurate antenna panel can be obtained by moving the rotary tool 1 according to the numerical control of the NC device 3.
[0015]
Embodiment 2 FIG.
Next, a rotary tool 1 in a processing apparatus according to a preferred embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0016]
In FIG. 2, (1) is a vertical cross-sectional view passing through the rotation axis of the rotary tool 1, and (2) is a front view of the rotary tool 1. According to FIG. 2 (1), the rotating tool 1 includes an arbitrary number (in FIG. 2 (1), a central angle of 90 degrees, a total of four) of diamond single crystals 9 around a rotation axis (not shown) on a shank 10A. This is an integrated tool with. The method of attaching the diamond single crystal 9 may be brazing or bonding, and is not particularly limited.
[0017]
In the conventional clamping tool, it is necessary to install a mounting jig, and the number of blades to be mounted is limited due to the installation space. On the other hand, in the case of the integrated tool, since a mounting jig is unnecessary, a space corresponding to the installation space of the mounting jig with the clamp tool can be allocated to the space of the blade portion. Therefore, since a multi-blade tool can be obtained rather than a clamp tool, high-efficiency machining can be performed.
[0018]
By the way, it is not easy to remove the blade portion with the conventional integrated tool, and it has been very difficult to efficiently regrind the rake face of the blade portion. Therefore, some integrated tools are disposable. Also, some of the integrated tools are re-ground, but the re-polishing cost is higher than the clamp tools.
[0019]
In the present invention, since the rake face of the blade portion is reground by non-contact truing without removing the blade portion, the integrated tool can be used efficiently.
[0020]
The rotary tool 1 according to the second embodiment has a tool rotation trajectory 11 formed in a part of a circular shape by non-contact truing, and a rake face 12 of a blade portion that needs to be corrected by re-polishing after tool wear. . For the blade portion, for example, using a columnar crystal of Sumicrystal's synthetic diamond single crystal manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd., a crystal orientation effective for improving the wear resistance of the blade portion is selected and attached to the shank 10. ing. Further, the angle of the rake face 12 is set to be suitable for the type of the workpiece.
[0021]
In the processing device configured as described above, since the non-contact truing is performed on the rotary tool 1, there is a difference between the blade position of the rotary tool 1 recognized by the NC device 3 and the actual blade position. Few. Further, since the multi-blade type of the integrated tool can be used efficiently, high feed rate can be achieved with higher precision than the conventional clamp tool. Therefore, the three-dimensional shape of the antenna panel can be processed with high efficiency and high accuracy.
[0022]
Embodiment 3 FIG.
Next, a rotary tool 1 in a processing apparatus according to a preferred third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0023]
In FIG. 3, (1) is a longitudinal sectional view passing through the rotation axis of the rotary tool, and (2) is a front view of the rotary tool as viewed from “A”. The rotating tool in FIG. 3 is an electrodeposited grindstone 16 in which abrasive grains 14 are fixed to a shank 10B for a grindstone tool, for example, by a Ni plating layer 13. The electrodeposited grindstone 16 is non-contact truing with the tip of the abrasive grain 14 along the abrasive grain tip line 15 so that the rotating tool has a circular cross section of the tool rotation locus.
[0024]
The abrasive grains 14 are provided with a rake face 17 by non-contact truing. FIG. 4 is an enlarged view of the abrasive grains 14 ((1) is a side sectional view, and (2) is a plan view). The rake face 17 is provided in accordance with the rotation direction 18 of the electrodeposition grindstone 16. Although FIG. 4 shows the case where the rake face 17 has a vertical angle, the angle can be selected and adjusted in accordance with the workpiece. FIG. 4 (2) is a plan view from the arrow B in FIG. 4 (1), and shows that the rake faces 17 are provided over both ends of the abrasive grains 14.
[0025]
In the processing apparatus configured as described above, the electrodeposited grindstone 16 is trued in a non-contact manner. Therefore, the difference between the blade position of the electrodeposition tool 16 recognized by the NC device 3 and the actual blade position is very small. In addition, a higher number of rotations can be adopted than that of the clamp tool, and high feed with a multi-blade tool is possible.
[0026]
The electrodeposition grindstone 16 of the third embodiment can process a processing material suitable for grinding such as a hard and brittle material with higher precision than the rotary tool 1 shown in FIG. Furthermore, since the rake face 17 is provided on each blade portion of the electrodeposition grindstone 16 of the third embodiment, the three-dimensional shape of the antenna panel made of a ductile material or the like can be processed with high efficiency and high accuracy.
[0027]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a processing apparatus according to a preferred embodiment 4 of the present invention. The processing apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
[0028]
In the processing apparatus of FIG. 5, non-contact truing is performed in a state where the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 is mounted on the spindle 4 of the processing apparatus. That is, the laser oscillator 19 is applied to the processing machine base 21, and the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 is non-contact truing by the laser beam 20. The position where the non-contact truing is performed is controlled by moving the table of the processing apparatus.
[0029]
The laser oscillator 19 includes a laser control device (not shown) and an observation unit (not shown). The non-contact truing includes, for example, a YAG laser (oscillation wavelength: 355 nm, average output: 3 W, pulse energy: 0.6 mJ, pulse width: 200 ns, repetition rate: 5 KHz, (Diameter: 10 μm, average power density: 5.5 × 10 6 W / cm 2 ).
[0030]
In the processing apparatus configured as described above, the amount of positional deviation that occurs when the rotary tool 1 and the electrodeposition tool 16 are mounted on the spindle 4 can be eliminated. Therefore, the three-dimensional shape of the antenna panel is processed with high efficiency and high precision in the state where there is no difference between the blade position of the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 recognized by the NC device 3 and the actual blade position. You can do it.
[0031]
Embodiment 5 FIG.
Next, a processing apparatus according to a preferred embodiment 5 of the present invention will be described.
[0032]
FIG. 6 shows an antenna panel 22 including a parabolic curve 23 and an arc 24. One method of processing the antenna panel 22 using the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 is to control the Y axis, the Z axis and the tilt axis 5 of FIG. Processing along. At this time, the inclination of the rotation axis (not shown) of the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 is controlled so as to follow the arc 24.
[0033]
FIG. 7 shows a tool rotation locus 26 of the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16. By inclining the rotation axis (not shown) of the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16, the tool rotation locus 26 becomes like the inclined tool rotation locus 25, and the tangential portion with the antenna panel 22 increases. The NC device 3 continuously controls the inclined tool rotation locus 25 to follow the arc 24 of the antenna panel 22.
[0034]
Further, a processing pitch (not shown) is selected according to a required shape accuracy. For example, when the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 has an outer diameter of Φ80 mm and is processed on the surface of an antenna panel of 600 mm × 800 mm, a processing pitch of 20 mm is selected to obtain a shape accuracy of 5 μm. I have.
[0035]
In the machining method configured as described above, the blade portion of the rotary tool 1 or the electrodeposition tool 16 can be efficiently transferred to the antenna panel according to the required machining accuracy. Can be processed with high precision. In the above-described fifth embodiment, a processing method based on simultaneous three-axis control has been described. However, processing based on simultaneous five-axis control is also possible.
[0036]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the processing apparatus and the processing method of this invention, since a tool rotation locus matches an NC control position and an integrated multi-blade tool can be used compared with the conventional three-dimensional curved surface processing method and processing apparatus. In addition, machining of various curved surfaces such as an antenna panel can be performed with high accuracy and high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is (1) a vertical sectional view of a rotary tool of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, and (2) a front view of the rotary tool.
FIG. 3 is (1) a longitudinal sectional view of an electrodeposition tool of a processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and (2) a front view of the electrodeposition tool.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing (1) an abrasive grain cross section of an electrodeposition tool of a processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and (2) an enlarged plan view of the same abrasive grain.
FIG. 5 is a perspective view showing a basic configuration of a processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a basic shape of an antenna panel.
FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of a processing method according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 rotary tool, 2 workpiece, 3 NC device, 4 spindle, 5 tilt axis, 6 table, 7 processing machine body, 8 spindle table, 9 diamond single crystal, 10A shank, 10B shank for grinding wheel tool, 11 tool rotation locus, 12 rake face, 13 Ni plating layer, 14 abrasive grains, 15 abrasive grain tip line, 16 electrodeposition whetstone, 17 abrasive rake face, 18 rotation direction, 19 laser transmitter, 20 laser beam, 21 processing machine base, 22 antenna Panel, 23 parabolic curve, 24 arc, 25 inclined tool rotation path, 26 tool rotation path.

Claims (5)

工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させる制御手段を備え、
加工物に対する回転工具の相対的な運動により回転工具の形状を加工物の表面に転写していく加工装置であって、
前記回転工具は、非接触のツルーイングにより工具回転軌跡の断面が円形の一部に形成され、その各刃部には、ダイヤモンド単結晶が結晶方位を制御して施されていることを特徴とする加工装置。
A control means is provided for moving a rotary tool having a circular cross section of a tool rotation locus which forms a part of a circle in a predetermined tool feed direction with its rotation axis inclined with respect to a normal of a processing surface at each processing point. ,
A processing device that transfers the shape of the rotary tool to the surface of the workpiece by a relative motion of the rotary tool with respect to the workpiece,
The rotary tool is characterized in that a cross section of a tool rotation locus is formed in a part of a circle by non-contact truing, and a diamond single crystal is applied to each of its blade portions while controlling the crystal orientation. Processing equipment.
工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、所定の工具送り方向に移動させる制御手段を備え、
加工物に対する回転工具の相対的な運動により回転工具の形状を加工物の表面に転写していく加工装置であって、
前記回転工具の各刃部に砥粒を用いて、非接触のツルーイングにより工具回転軌跡の断面が円形の一部に形成され、各刃部にすくい面を創出したことを特徴とする加工装置。
A control means is provided for moving a rotary tool having a circular cross section of a tool rotation locus which forms a part of a circle in a predetermined tool feed direction with its rotation axis inclined with respect to a normal of a processing surface at each processing point. ,
A processing device that transfers the shape of the rotary tool to the surface of the workpiece by a relative motion of the rotary tool with respect to the workpiece,
A processing apparatus, wherein a cross section of a tool rotation locus is formed in a part of a circle by non-contact truing using abrasive grains for each blade portion of the rotary tool, and a rake face is created for each blade portion.
前記回転工具を非接触ツルーイングするためのレーザ発信器と、このレーザ発信器を制御するレーザ制御装置とを備え、
前期回転工具を加工装置のスピンドルに取り付けた状態で、非接触ツルーイングすることを可能としたことを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の加工装置。
A laser transmitter for non-contact truing of the rotating tool, and a laser controller for controlling the laser transmitter,
It is possible to perform non-contact truing with the rotating tool attached to the spindle of the processing device in the previous period,
The processing apparatus according to claim 1.
請求項1乃至請求項3のうちのいずれか一つに記載の加工装置において、
工具回転軌跡の断面が円形の一部をなす回転工具を、その回転軸線を各加工点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で加工する際に、その傾斜角度を工具軌跡と加工物の形状とが沿うように変化させることを特徴とする加工方法。
In the processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
When processing a rotary tool whose tool rotation trajectory forms a part of a circle with its rotation axis inclined with respect to the normal of the machining surface at each machining point, the inclination angle is used as the tool trajectory and machining A processing method characterized by changing the shape of an object so as to follow it.
請求項1乃至請求項3のうちのいずれか一つに記載の加工装置、または、請求項4に記載の加工方法により、加工されたことを特徴とするアンテナパネル。An antenna panel processed by the processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, or a processing method according to claim 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015126017A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 주식회사 도우인시스 Grinder for outside diameter of curved window glass of mobile device

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