專(zhuān)利名稱(chēng)：切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種切削工具，特別是涉及一種適于模具的切削加工的切削工具。
背景技術(shù)：
以往，在光學(xué)透鏡的制造領(lǐng)域研究了如下技術(shù)通過(guò)將由固化性樹(shù)脂構(gòu)成的透鏡部設(shè)于玻璃基板，獲得耐熱性高的光學(xué)透鏡(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。作為應(yīng)用了該技術(shù)的光學(xué)透鏡的制造方法的一例，使用如下方法在玻璃基板的表面形成設(shè)有多個(gè)由固化性樹(shù)脂構(gòu)成的光學(xué)構(gòu)件的所謂的“晶圓透鏡”，隨后針對(duì)每個(gè)透鏡部切削玻璃基板。當(dāng)在晶圓透鏡的玻璃基板上制造樹(shù)脂制的透鏡部、或者制造樹(shù)脂制的轉(zhuǎn)印模的情況下，通常使用金屬制成形模(模具)。利用切削工具在模具上形成與透鏡形狀相對(duì)應(yīng)的凹部或凸部，使用立銑刀等作為切削工具。切削工具不僅用于加工凹部、凸部，還用于形成其他部位的平滑面等。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了采用立銑刀工具(4)的加工方法，想要通過(guò)調(diào)整立銑刀工具的旋轉(zhuǎn)軸線來(lái)實(shí)現(xiàn)平面精度優(yōu)異的槽加工?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特許第3926380號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2005 - 59155號(hào)公報(bào)(第0006段等)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在上述這種狀況下，在想要在除了模具的凸部、凹部以外的各種部位形成平滑面的情況下，可以考慮使用能應(yīng)對(duì)比較多樣的形狀的球頭立銑刀工具。在該情況下，為了加工平滑性(鏡面性)優(yōu)異的平滑面，可以考慮增大工具的半徑，或者縮小工具的掃描路徑的寬度。前者存在越增大工具半徑，能加工的形狀越受制約的問(wèn)題，后者存在加工時(shí)間增長(zhǎng)的問(wèn)題。因而，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種能夠抑制工具半徑的增大、加工時(shí)間的增多，并且能夠形成鏡面性?xún)?yōu)異的平滑面的切削工具。用于解決問(wèn)題的方案為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明，切削工具一邊旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)模具進(jìn)行切削加工，該切削工具的特征在于，該切削工具具有配置在旋轉(zhuǎn)軸線上的切削刃，上述切削刃的端刃(日文底刃)所對(duì)應(yīng)的部位與以上述旋轉(zhuǎn)軸線作為法線的面之間所成的角度Θ滿(mǎn)足式(I)的條件，- O. 9° ( Θ <+0.9。......(I)。
發(fā)明效果采用本發(fā)明，通過(guò)將切削刃的端刃所對(duì)應(yīng)的部位形成為與以旋轉(zhuǎn)軸線作為法線的面之間所成的角度Θ滿(mǎn)足式(I)的條件的形狀，能夠抑制工具半徑的增大、加工時(shí)間的增多，并且能夠形成鏡面性?xún)?yōu)異的平滑面。


圖I是表示凹狀模具的大概結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖2是圖I的I 一 I剖視圖。圖3A是表示切削裝置的大概結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3B是圖3A的切削裝置的局部放大圖。圖3C是表示圖3A的切削裝置的變形例的立體圖。圖3D是圖3C的切削裝置的局部放大圖。圖4A是表示球頭立銑刀的大概結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4B是圖4A的球頭立銑刀的側(cè)視圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的切削刃的大概結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖6A是表示圖4A和圖4B的切削刃的變形例的俯視圖。圖6B是圖6A的切削刃的側(cè)視圖。圖7A是時(shí)間性地表示模具的制造方法的概略圖，是用于說(shuō)明該制造方法的最初的工序的圖。圖7B是用于說(shuō)明圖7A的后續(xù)的工序的圖。圖7C是用于說(shuō)明圖7B的后續(xù)的工序的圖。圖7D是用于說(shuō)明圖7C的后續(xù)的工序的圖。圖7E是用于說(shuō)明圖7D的后續(xù)的工序的圖。圖7F是用于說(shuō)明圖7E的后續(xù)的工序的圖。圖8是用于大概地說(shuō)明精加工的情況的圖。圖9A是用于大概地說(shuō)明對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的樣式等的俯視圖。圖9B是大概地表示在形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)的球頭立銑刀的移動(dòng)方向的圖。圖9C是用于大概地說(shuō)明用于將形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)的毛邊去除的操作的圖。圖IOA是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的顯微鏡照片，是表示毛邊去除前的圖。圖IOB是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的顯微鏡照片，是表示毛邊去除后的圖。圖IlA是用于大概地說(shuō)明大徑模具的結(jié)構(gòu)及其制造方法的圖，是用于說(shuō)明其制造方法的最初的工序的圖。圖IlB是用于說(shuō)明圖IlA的后續(xù)的工序的圖。圖IlC是用于說(shuō)明圖IlB的后續(xù)的工序的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。模具(母模)如圖I所示，模具100呈大致長(zhǎng)方體狀，模具100在表面以陣列狀形成有多個(gè)凹部102 (型腔)。模具100是陣列透鏡用模具的一例，特別適合用于成形晶圓透鏡的樹(shù)脂制透鏡部，或者在制造其樹(shù)脂制轉(zhuǎn)印模的情況下，也能使用該模具100。對(duì)形成有凹部102的I個(gè)區(qū)塊進(jìn)行詳細(xì)剖視，如圖2所示，在凹部102的周邊形成有平面部104、斜面部106、平面部108、斜面部110和平面部112，以凹部102為中心呈同心圓狀地依次形成這些部位。光軸(由模具100成形得到的光學(xué)系統(tǒng)的光軸)與凹部102的中心部正交。模具100的形狀不限定于大致長(zhǎng)方體，也可以呈大致圓柱狀、扇形狀。切削裝置如圖3A所示，切削裝置120A具有平臺(tái)122。在平臺(tái)122上設(shè)置有具有正交軸和回轉(zhuǎn)軸的工作臺(tái)124。工作臺(tái)124能夠沿X軸方向和Z軸方向移動(dòng)，并且能夠沿B軸方向轉(zhuǎn)·動(dòng)。在工作臺(tái)124上設(shè)置有心軸126。在平臺(tái)122上設(shè)置有用于固定切削對(duì)象物(工件)的固定用具128。心軸126和固定用具128相面對(duì)地配置在平臺(tái)122上。固定用具128能夠沿Y軸方向移動(dòng)，心軸126和切削對(duì)象物能夠相對(duì)移動(dòng)。心軸126內(nèi)置有心軸電動(dòng)機(jī)。如圖3B所示，在心軸電動(dòng)機(jī)的主軸130上設(shè)置有球頭立銑刀132。球頭立銑刀132是切削工具的一例。為了高精度地加工光學(xué)面，優(yōu)選設(shè)置有球頭立銑刀132的心軸126是具有空氣軸承的心軸。使心軸126旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力有內(nèi)置心軸電動(dòng)機(jī)的心軸電動(dòng)機(jī)方式、供給高壓空氣的空氣渦輪方式。為了實(shí)現(xiàn)高剛性化，優(yōu)選采用心軸電動(dòng)機(jī)方式作為該動(dòng)力。另外，也可以代替圖3A的切削裝置120A地使用圖3C的切削裝置120B。如圖3C所示，切削裝置120B的心軸126 (球頭立銑刀132)也能沿A軸方向和C軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)。A軸、B軸和C軸的各旋轉(zhuǎn)軸線彼此正交。切削裝置120B的除此以外的結(jié)構(gòu)與切削裝置120A相同(參照?qǐng)D3D)。采用切削裝置120B，可以將球頭立銑刀132的姿勢(shì)控制為使球頭立銑刀132的前端刀尖(后述的切削刃134等)的任意點(diǎn)處的與刀尖輪廓線的法線、和加工面的法線始終平行。結(jié)果，能夠在工具刀尖的I點(diǎn)進(jìn)行加工，能夠減小工具刀尖輪廓誤差對(duì)加工形狀的影響。如圖4A和圖4B所示，在球頭立銑刀132的前端部釬焊固定有切削刃134。如后所述，圖4A和圖4B所示的切削刃134用于加工與透鏡部相對(duì)應(yīng)的形狀的凹部102 (光學(xué)轉(zhuǎn)印面)。切削刃134是由單晶金剛石構(gòu)成的金剛石片。俯視切削刃134時(shí)，如圖4A所示，切削刃134包括圓弧部134a和直線部134b。側(cè)視切削刃134時(shí)，如圖4B所示，切削刃134包括直線部134c、134d、134e。圓弧部134a和直線部134b 134e相當(dāng)于構(gòu)成切削刃134的各平面相交的棱線。在心軸126上，當(dāng)心軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，切削刃134與該心軸電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)而描畫(huà)半球狀的軌跡地旋轉(zhuǎn)(參照?qǐng)D4A和圖4B中的雙點(diǎn)劃線)。在該情況下，圓弧部134a、直線部134b、134c、134d的接點(diǎn)是心軸126的旋轉(zhuǎn)中心部134f，旋轉(zhuǎn)中心部134f實(shí)質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)。如圖4A和圖4B所示，切削刃134配置在球頭立銑刀132的旋轉(zhuǎn)軸線250 (旋轉(zhuǎn)中心軸線)上。切削刃134中，旋轉(zhuǎn)中心部134f也配置在旋轉(zhuǎn)軸線250上。在對(duì)設(shè)于凹部102的周邊的平面部104、108、112進(jìn)行加工時(shí)，可以代替圖4A和圖4B的切削刃134地使用圖5的切削刃136。圖5是從與切削刃136的前刀面垂直的方向看時(shí)的切削刃136的放大圖。從側(cè)面看圖5的切削刃136時(shí)的形狀與圖4B所示的圖同樣。如圖5所示，切削刃136包括直線部136a、136b、圓弧部136c、直線部136d、136e。從直線部136a到直線部136b彎折，從直線部136b到直線部136d經(jīng)由圓弧部136c而彎曲。從直線部136d到直線部136e彎折，在與直線部136e交叉的位置上配置有旋轉(zhuǎn)軸線250。直線部136d是所謂的端刃所對(duì)應(yīng)的部位，利用該部位加工平面部104、108、112。特別是，與加工對(duì)象物的被加工面相接觸的圓弧部136c附近是主要的加工部位。作為該端刃所對(duì)應(yīng)的部位的直線部136d與以旋轉(zhuǎn)軸線250作為法線的面之間成恒定的角度Θ。將與以旋轉(zhuǎn)軸線250作為法線的面平行的角度設(shè)為0°，角度Θ滿(mǎn)足式(I)的條件。一 O. 9。( Θ <+0.9。...... (I)此目的在于，利用切削刃136進(jìn)行了切削加工的面的粗糙度Ry為50nm以下，且在現(xiàn)實(shí)中能穩(wěn)定地進(jìn)行高精度加工。S卩，利用切削速度F (mm/min (分))和心軸轉(zhuǎn)速S (rpm)以下述式(2)表示粗糙度Ry ( μ m),Ry<1000X (F/S) X | tan θ ...... (2)且作為在現(xiàn)實(shí)中穩(wěn)定地進(jìn)行高精度加工時(shí)所能設(shè)定的條件，根據(jù)由進(jìn)給速度F>15mm/min (分)和心軸轉(zhuǎn)速S>5000 (rpm)獲得的Θ〈O. 9548，作為工具制作方面的目標(biāo)而設(shè)定為適當(dāng)?shù)姆秶?。另外，根?jù)式(2)，切削速度F與心軸轉(zhuǎn)速S的關(guān)系需要滿(mǎn)足一定的條件，可以在滿(mǎn)足式(3)的范圍內(nèi)自由設(shè)定。S〉(F/0. 00005) X |tan Θ |...... (3)這里，在角度Θ取負(fù)值的情況下，如圖5所示，意味著作為端刃所對(duì)應(yīng)的部位的直線部136d傾斜為越自圓弧部136c接近旋轉(zhuǎn)軸線250，距加工對(duì)象物的被加工面越遠(yuǎn)。在角度Θ取正值的情況下，意味著作為端刃所對(duì)應(yīng)的部位的直線部136d傾斜為越自圓弧部136c接近旋轉(zhuǎn)軸線250，距加工對(duì)象物的被加工面越近。在能夠使加工痕跡不易顯眼的方面、因銳角的部分減少而結(jié)果使切削刃136的壽命延長(zhǎng)的方面，優(yōu)選角度Θ取負(fù)值。角度Θ優(yōu)選為一O. 9° 一 0.1°，更優(yōu)選為一 O. 5° 一 O. 1°，進(jìn)一步優(yōu)選為一O. 3。 一O. I。。直線部136d的寬度Wl與旋轉(zhuǎn)半徑(從旋轉(zhuǎn)軸線250到直線部136d的末端的距離)的寬度W2的關(guān)系滿(mǎn)足式(4)的條件。W2 — Wl ^ I μ m...... (4)W2 — Wl的值優(yōu)選為500 μ m I μ m，更優(yōu)選為500 μ m 5 μ m。采用切削刃136，通過(guò)設(shè)置自直線部136a彎折的直線部136b等與切削刃136的端刃所對(duì)應(yīng)的部位相鄰而比旋轉(zhuǎn)軸線250向外側(cè)傾斜的刃(部位)，能夠容易地進(jìn)行在光學(xué)轉(zhuǎn)印面的周邊形成與光學(xué)轉(zhuǎn)印面不同的凹部的加工等。通過(guò)像圓弧部136c那樣設(shè)置凸?fàn)畹膹澢?，能夠延長(zhǎng)切削刃136的壽命。
此外，采用切削刃136，由于切削刃136的端刃所對(duì)應(yīng)的部位與加工對(duì)象物的被加工面相接觸的接觸位置位于比旋轉(zhuǎn)軸線250靠外側(cè)的位置，所以與旋轉(zhuǎn)相應(yīng)產(chǎn)生的慣性力增大，對(duì)加工有利。另外，切削刃136也可以形成為不設(shè)置直線部136a的形狀。也可以代替圖4A和圖4B的切削刃134地使用圖6A和圖6B的切削刃138。俯視切削刃138時(shí)，如圖6A所示，切削刃138包括直線部138a、圓弧部138b和直線部138c。在與直線部138c交叉的位置配置有旋轉(zhuǎn)軸線250。側(cè)視切削刃138時(shí)，如圖6B所示，切削刃138包括直線部138d、138e、138f、圓弧部138g和直線部138h。另外，切削刃134、136、138的材質(zhì)可以適當(dāng)?shù)厥褂脝尉Ы饎偸?。模具的制造方?如圖7A 圖7F所示，大致經(jīng)(a) (g)的工序制造模具100。圖7A 圖7F所示的內(nèi)容與(a) (f)的工序的處理內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。(a)準(zhǔn)備切削對(duì)象物140并對(duì)規(guī)定區(qū)域?qū)嵤┡髁霞庸?。作為切削?duì)象物140 (模具100)的材質(zhì)，從機(jī)械加工的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使
用金屬或金屬玻璃。作為金屬，可以使用鉻 鑰鋼、不銹鋼、預(yù)硬鋼等鐵系材料、鐵系合金、鋼合金、鋁合金、鋅合金等非鐵系合金等。作為金屬玻璃，可以使用PdCuSi、PdCuSiNi等。切削對(duì)象物140也可以利用非電解或電解的鍍鎳磷等非晶態(tài)合金覆蓋成為光學(xué)轉(zhuǎn)印面的表面。(b)對(duì)切削對(duì)象物140的規(guī)定區(qū)域?qū)嵤┓请娊忮冩嚵滋幚恚纬慑儗?42。(C)使用通用的加工中心對(duì)切削對(duì)象物140的表面(鍍層142)進(jìn)行粗加工，形成凹部102等的原形(凹凸形狀)。(d)對(duì)粗加工后的切削對(duì)象物140的表面進(jìn)行研磨而使其平滑。(e)使用金剛石切削刃對(duì)凹部102等進(jìn)行精加工。(f)對(duì)切削對(duì)象物140的表面進(jìn)行平面加工而形成基準(zhǔn)面，在該基準(zhǔn)面上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144。基準(zhǔn)面是和其他構(gòu)件之間調(diào)整高度位置時(shí)成為基準(zhǔn)的面。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144用于與其他構(gòu)件的對(duì)位、模具100的成形物與其他構(gòu)件的對(duì)位等。根據(jù)加工面(基準(zhǔn)面)的表面狀態(tài)的不同，在(e)和(f)的工序后進(jìn)行使表面平滑的研磨。(g)清洗切削對(duì)象物140而去除加工屑等，在切削對(duì)象物140的表面形成SiO2膜并涂敷脫模劑。SiO2膜作為涂敷脫模劑時(shí)的基底而發(fā)揮功能。利用蒸鍍、CVD、濺射中的任一種處理形成SiO2膜。為了在切削對(duì)象物140的表面以均勻的膜厚形成SiO2膜，優(yōu)選進(jìn)行CVD處理。脫模劑使成形物容易地自模具100脫模。在(e)的工序中，基本上使用切削裝置120A。如圖3B所示，使心軸126的心軸電動(dòng)機(jī)工作，使球頭立銑刀132高速旋轉(zhuǎn)。并且，使工作臺(tái)124的X軸方向、Z軸方向的移動(dòng)與固定用具128的Y軸方向的移動(dòng)協(xié)同作用，使球頭立銑刀132相對(duì)于切削對(duì)象物140回轉(zhuǎn)。即，使球頭立銑刀132 —邊旋轉(zhuǎn)一邊呈漩渦狀回轉(zhuǎn)，對(duì)凹部102的表面進(jìn)行精加工。在該情況下，如圖8所示，從最外側(cè)的區(qū)域154經(jīng)過(guò)區(qū)域152到中央的區(qū)域150，在將球頭立銑刀132保持為與光軸平行的狀態(tài)下，使球頭立銑刀132 —邊旋轉(zhuǎn)一邊呈漩渦狀回轉(zhuǎn)，與凹部102和平面部104的表面抵接，對(duì)凹部102和平面部104的一部分或全部進(jìn)行加工。區(qū)域150是凹部102的中央部，包含與光軸正交的區(qū)域。區(qū)域152是凹部102的周邊部，是與區(qū)域150相鄰的區(qū)域。區(qū)域154是平面部104的一部分或全部，是與區(qū)域152相鄰的區(qū)域?！?br> 另外，在(e)的工序中，也可以使用切削裝置120B。在使用了切削裝置120B的情況下，與使用了切削裝置120A的情況相同，如圖3D所示，也使心軸126的心軸電動(dòng)機(jī)工作，使球頭立銑刀132高速旋轉(zhuǎn)。并且，使工作臺(tái)124的X軸方向、Z軸方向的移動(dòng)與固定用具128的Y軸方向的移動(dòng)協(xié)同作用，使球頭立銑刀132相對(duì)于切削對(duì)象物140回轉(zhuǎn)。此時(shí)，使球頭立銑刀132也沿A軸和C軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且以始終利用工具刀尖(切削刃134、136)的一點(diǎn)進(jìn)行加工的方式呈漩渦狀回轉(zhuǎn)，對(duì)凹部102、平面部104、108、112的表面進(jìn)行精加工。在(f)的工序中，也使用切削裝置120A、120B。在該情況下，代替圖5的切削刃136地使用切削刃134，使球頭立銑刀132 —邊旋轉(zhuǎn)一邊回轉(zhuǎn)，對(duì)平面部104 (除精加工后的區(qū)域以外的其余區(qū)域)、108、112的表面進(jìn)行平面(平滑)加工。采用以上的切削刃136，由于具有特殊的形狀，所以能夠抑制工具半徑的增大、力口工時(shí)間的增多，并且能夠形成鏡面性?xún)?yōu)異的平滑面。即，理論上能夠?qū)a(chǎn)生的凹凸抑制為50nm以下，能夠高精度且高效率地加工平面部104、108、112。結(jié)果，能夠使由凹狀模具100形成的透鏡、鏡面零件等的鏡面部分高精度化，或減少平面部104、108、112上的污垢、樹(shù)脂(自凹狀模具100轉(zhuǎn)印的樹(shù)脂等)的附著。隨后，如圖9A所示，在平面部112上形成具有一定線寬的十字狀的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144(槽)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的縱線寬的中心線與橫線寬的中心線的交點(diǎn)用于對(duì)位。在形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的情況下，代替圖6A和圖6B的切削刃138地使用切削刃136，使球頭立銑刀132 —邊旋轉(zhuǎn)一邊沿圖9B的正方向146 (實(shí)線部)直線移動(dòng)。隨后，使球頭立銑刀132—邊不改變旋轉(zhuǎn)方向地旋轉(zhuǎn)，一邊順著正方向146的移動(dòng)軌跡地沿與正方向146相反的反方向148 (虛線部)移動(dòng)。在沿著正方向146的移動(dòng)中進(jìn)行順銑，在沿著反方向148的移動(dòng)中進(jìn)行逆銑。在使球頭立銑刀132只沿正方向146移動(dòng)時(shí)，如圖9C所示，在利用球頭立銑刀132沿正方向146的移動(dòng)而形成的加工面160上，形成微小的凹凸(所謂的毛邊162)，因此這里也使球頭立銑刀132沿反方向148移動(dòng)，去除毛邊162。在該情況下，使球頭立銑刀132以在切削刃138的前端部與加工面160之間空出間隔164的狀態(tài)(使切削刃138少許浮起的狀態(tài))進(jìn)行移動(dòng)。優(yōu)選確保20nm左右的間隔164。
觀查實(shí)際形成了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的情況下的顯微鏡照片，得知在使球頭立銑刀132只沿正方向146移動(dòng)的情況下，如圖IOA所示，在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的側(cè)緣部形成有毛邊162。相對(duì)于此，在使球頭立銑刀132也沿反方向148移動(dòng)的情況下，如圖IOB所示，能確認(rèn)到毛邊162被充分去除。采用以上的用于形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的切削加工方法，在使球頭立銑刀132沿正方向146移動(dòng)后，使球頭立銑刀132順著上述正方向146的移動(dòng)軌跡地沿反方向148移動(dòng)，所以如圖IOB所示，能夠?qū)⒚?62充分地去除(抑制為與間隔164相對(duì)應(yīng)的20nm以下)，能夠高精度地加工對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的形成面(加工面)。結(jié)果，能夠減少在使用了模具100的樹(shù)脂的轉(zhuǎn)印工序中成為問(wèn)題的樹(shù)脂的附著。大徑模具如圖IlA所示，俯視情況下的模具200比模具100 (參照?qǐng)DI)大徑，呈晶圓狀。模具200形成有多個(gè)凹部102，模具200的凹部102的數(shù)量比模具100多。另外，與模具100相同，在凹部102間以同心圓狀形成有平面部104、斜面部106、平面部108、斜面部110和平面部112。在模具200的中央部有未形成凹部102的4個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域各形成有I個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144。模具200與模具100同樣利用切削裝置120AU20B進(jìn)行加工，但模具200的加工范圍210比模具200的平面面積窄，是模具200的1/4左右。大徑模具的制造方法模具200的制造方法與模具100的制造方法基本相同，在下述方面不同。
由于切削裝置120A、120B的加工范圍210是模具200的1/4左右，所以如圖IlA所示，將模具200分成4個(gè)區(qū)域202、204、206、208，將圖7C 圖7F的(c) (f)的工序的處理分4次反復(fù)在每個(gè)區(qū)域202、204、206、208中進(jìn)行。第I次如圖IlA所示，進(jìn)行加工范圍210所包含的區(qū)域202和該區(qū)域202周邊的凹部102等的加工，并且在各區(qū)域202、204、206、208上分別形成I個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144。第2次如圖IlB所示，使模具200相對(duì)于加工范圍210旋轉(zhuǎn)1/4，進(jìn)行加工范圍210所包含的區(qū)域204的凹部102等的加工。在該情況下，使區(qū)域204的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144與區(qū)域202的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的位置對(duì)齊，進(jìn)行從第I次切換到第2次時(shí)的模具200的定位。第3次如圖IlC所示，使模具200再旋轉(zhuǎn)1/4，進(jìn)行加工范圍210所包含的區(qū)域206的凹部102等的加工。在該情況下，也使區(qū)域206的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144與區(qū)域202的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的位置對(duì)齊，進(jìn)行從第2次切換到第3次時(shí)的模具200的定位。在最后的第4次，也與第2次和第3次同樣，使模具200再旋轉(zhuǎn)1/4 (使區(qū)域208的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144與區(qū)域202的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的位置對(duì)齊),進(jìn)行加工范圍210所包含的區(qū)域208的凹部102等的加工即可。采用以上的模具200的制造方法，由于將模具200分成4個(gè)區(qū)域202、204、206、208而在每個(gè)區(qū)域202、204、206、208中一邊進(jìn)行對(duì)位一邊加工模具200，所以即使切削裝置120AU20B的加工范圍210比模具200的面積窄，也能利用通用的切削裝置120AU20B加工大徑尺寸的模具200。結(jié)果，也不必導(dǎo)入大型的切削裝置，不必考慮切削裝置的導(dǎo)入成本、其設(shè)置空間的確保。另外，模具200的加工如上所述分成4次進(jìn)行，其加工時(shí)間較長(zhǎng)，可能受到環(huán)境溫度的變化的影響而使加工精度下降，所以模具200的原料優(yōu)選使用低膨脹系數(shù)的材料。當(dāng)在切換區(qū)域202、204、206、208時(shí)發(fā)生了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144的偏離(錯(cuò)位)的情況下，可以檢測(cè)該偏離量，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果，在凹部102等的加工中實(shí)施由軟 件控制進(jìn)行的誤差修正。模具200的加工區(qū)域不限定于區(qū)域202、204、206、208這4個(gè)，也可以分成與加工
范圍210相對(duì)應(yīng)的區(qū)域數(shù)量。在該情況下，除了在第2次之后的處理中使用的定位用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144以外，也可以形成在從第I次到最后I次的期間內(nèi)成形用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記144。實(shí)施例使用圖5所示的形狀的切削刃對(duì)由無(wú)氧銅構(gòu)成的工件(切削對(duì)象物)進(jìn)行了加工，上述切削刃是由單晶金剛石構(gòu)成的切削刃，且端刃部的旋轉(zhuǎn)直徑為Φ IOOym0切削工具的端刃的角度Θ為(I)— 1.2°、⑵一O. 9。、⑶一O. 5。、⑷+0. 5。。加工對(duì)象為Imm2范圍的平面。加工條件為心軸轉(zhuǎn)速是8000rpm,進(jìn)給速度是20mm/min,行間距(日文行送>9 幻是30 μ m，切削深度是5 μ m。使用精制煤油霧作為切削液，將該切削液噴射到工件上地進(jìn)行了切削。利用白光干涉儀確認(rèn)了加工后的粗糙度，分別獲得(I) 61· 3nm、( 2 ) 50. 4nm、( 3 )
33.4nm、(4) 34. 9nm 的結(jié)果。并且，使用具有上述(1)、(3)、(4)的角度Θ的切削刃，對(duì)具有非電解鍍鎳層的工件(切削對(duì)象物)延長(zhǎng)切削距離地進(jìn)行了加工，上述非電解鍍鎳層具有厚度。詳細(xì)而言，對(duì)Imm2范圍的平面連續(xù)加工200次。每次的加工條件為心軸轉(zhuǎn)速是8000rpm,進(jìn)給速度是20mm/min,行間距是30 μ m,切削深度是5 μ m。使用精制煤油霧作為切削液，將該切削液噴射到工件上地進(jìn)行了切削。每當(dāng)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的加工，利用白光干涉儀確認(rèn)加工面的粗糙度，得到如下結(jié)果在(I)的情況下，無(wú)論切削距離為多少，粗糙度為60nm 68nm的范圍的值，在(3)的情況下，無(wú)論切削距離為多少，粗糙度為30nm 37nm的范圍的值，在(4)的情況下，當(dāng)切削距離為3500mm以下時(shí)粗糙度大約為40nm附近的值，當(dāng)切削距離大于3500mm時(shí)，粗糙度上升，為50nm 60nm的范圍的值。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)乩糜谀＞叩那邢骷庸?。附圖標(biāo)記說(shuō)明100、模具；102、凹部(型腔)；104、平面部；106、斜面部；108、平面部；110、斜面部；112、平面部;120A、120B、切削裝置;122、平臺(tái)；124、工作臺(tái)；126、心軸；128、固定用具；130、(心軸電動(dòng)機(jī)的)主軸；132、球頭立銑刀；134、切削刃；134a、圓弧部；134b、直線部；134c、134d、134e、直線部；134f、旋轉(zhuǎn)中心部；136、切削刃；136a、136b、直線部；136c、圓弧部；136d、136e、直線部；138、切削刃；138a、直線部；138b、圓弧部；138c、直線部；138d、138e、138f、直線部；138g、圓弧部；138h、直線部；140、切削對(duì)象物；142、鍍層；144、對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；146、正方向；148、反方向;150、152、154、區(qū)域;160、加工面;162、毛邊；164、間隔；200、模具;202、204、206、208、 區(qū)域;210、加工范圍。
權(quán)利要求
1.一種切削工具，該切削工具一邊旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)模具進(jìn)行切削加工，其特征在于， 該切削工具具有配置在旋轉(zhuǎn)軸線上的切削刃， 所述切削刃的端刃所對(duì)應(yīng)的部位與以所述旋轉(zhuǎn)軸線作為法線的面之間所成的角度Θ滿(mǎn)足式(I)的條件， 一 O. 9。( Θ O. 9。......(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切削工具，其中， 所述切削刃的切削速度F (mm/min (分))與所述切削刃的轉(zhuǎn)速S (rpm)的關(guān)系滿(mǎn)足式(3)的條件， S〉(F/0. 00005) X |tan Θ |...... (3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的切削工具，其特征在于， 所述端刃的寬度Wl與旋轉(zhuǎn)半徑的寬度W2的關(guān)系滿(mǎn)足式(4)的條件， W2 - Wl ^ I μ m ...... (4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)所述的切削工具，其特征在于， 所述角度Θ滿(mǎn)足式(5)的條件， —O. 9。彡 Θ 彡一O. I。......(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的切削工具，其特征在于， 所述切削刃的端刃所對(duì)應(yīng)的部位與加工對(duì)象物的被加工面的接觸位置，位于比所述旋轉(zhuǎn)軸線靠外側(cè)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意一項(xiàng)所述的切削工具，其特征在于， 所述切削刃設(shè)有與該切削刃的端刃所對(duì)應(yīng)的部位相鄰而比所述旋轉(zhuǎn)軸線向外側(cè)傾斜的部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削工具，其特征在于， 在所述切削刃的端刃所對(duì)應(yīng)的部位與所述傾斜的部位之間設(shè)有凸?fàn)畹膹澢俊?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種切削工具。切削工具一邊旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)模具進(jìn)行切削加工，該切削工具具有配置在旋轉(zhuǎn)軸線(250)上的切削刃(136)，切削刃(136)的端刃所對(duì)應(yīng)的部位(136d)與以旋轉(zhuǎn)軸線(250)作為法線的面之間所成的角度θ滿(mǎn)足式(1)的條件，－0.9°≤θ≤＋0.9°……(1)。
文檔編號(hào)B23C5/10GK102947034SQ20118002375
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者高木信 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)先進(jìn)多層薄膜株式會(huì)社