JPH0152138B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は切削加工等の機械加工の工作物を工
作機械のチヤツクに取付ける場合に使用するアダ
プタ、特に金属鏡等の超精密加工を要する工作物
を超精密旋盤等の超精密工作機械のチヤツクに取
付けるためのアダプタに関するものである。

社会における各種製品の機能の多様化と高度化
にともなつて、その構成要素である部品の精度に
対する要求は今後更に厳しくなつていくことが予
測される。このような超精密化への傾向が進展
し、その応用分野が拡大していく中で、最近特に
単結晶ダイヤモンド工具による軟質金属及びプラ
スチツク類の超精密加工技術が、磁気デイスクや
レーザ光・赤外光用の光学系部品等の製品の仕上
げ加工として注目を集めている。それを実現する
ためのDTM（Diamond Turning Machine）と
呼ぶ高精度・高剛性の加工機械の開発も殴米を中
心に進められ大きな話題となつている。

極限技術とも言うべき、こうした超精密加工技
術及び、それを実現するための加工装置の設計技
術を確立するためには、単に工作機械の運動精度
や剛性を高めるだけではなく、工具・工作物・工
作物取付具等を含めた系全般の加工精度に与える
要因を総合的に検討しなければならない。特に、
銅・アルミニウム合金に代表される軟質金属の超
精密加工に際しては、最適な工作物の取付方法に
ついて検討することが、所期の目的を達成する上
で重要な課題のひとつであると考えられる。

しかし、超精密加工における工作物の取付方法
については、材質・形状・加工方法等加工精度に
与える種々の因子が複雑に絡み合い、統一的な取
扱が困難であることなどから、従来ほとんど検討
されていない。

（従来の技術） サブミクロン、あるいはそれ以上の高い加工精
度が要求される超精密加工においては、特にその
支持・クランプ方法が重要となり、加工後クラン
プをはずした時のスプリングバツクや残留ひずみ
解放による形状精度の低下は無視できない。その
ため金属鏡のような円板状工作物の取付具として
は、従来真空チヤツクや三点取付法などが採用さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） 真空チヤツクは工作物の取付けや取外しの容易
性や広い面積による一様なクランプが可能である
などの理由から磁気デイスクの加工等に広く用い
られている。一般に用いられている真空チヤツク
は、チヤツク面全面に同心円の溝が削られ、その
溝に吸気口が配置された構造であり、工作物はチ
ヤツク面に強制的に吸着される。そのために、た
とえチヤツク面の面精度が高くても、吸着される
工作物側の面精度が低ければクランプを外した時
のスプリングバツクによる形状精度の低下は無視
できない。特に金属鏡のような軟質金属の円板状
工作物の場合には、それが大きな問題となる。

すなわち、金属鏡の場合は、工作物は薄肉であ
るし、また、材質が軟質であるので、真空吸着に
よつて工作物が真空チヤツクの吸着面に圧接する
と工作物裏面の取付け面の凹凸が被切削面に弾性
歪として現れ、したがつてこの弾性歪が与えられ
た状態で被切削面を超精密切削を行なつた場合
は、工作物が工作機械に取付けられたままの状態
では被切削面が正しく切削されている場合でも、
切削後に工作物をチヤツクから取外したときに
は、チヤツクの拘束が解かれ、スプリングバツク
によつて被切削面の弾性歪が回復して原型に戻る
ので、その歪分が被切削面である鏡面に現れるこ
ととなり、結局、鏡面を所望の形状に正しく切削
することができないことになる。

この様なことから、工作機械のチヤツクの工作
物取付け面の凹凸が被切削面に影響を与えること
がない工作物取付け技術の開発が望まれている。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたもの
であつて、工作物取付け面の表面性状やチヤツク
の取付け面の表面性状が工作物の被切削面に影響
を与えることがない工作物の取付け技術を提供す
ることを目的とするものである。

(ロ) 発明の構成 （問題を解決するための手段） この目的に対応して、この発明のチヤツク用ア
ダプタは、工作機械のチヤツクに取付けられて工
作物を支持するチヤツク用アダプタであつて、表
面に工作物支持面を有し、表裏を貫通するねじ孔
を有し、前記工作物を前記工作物支持面に接着材
によつて接着して支持するように構成し、前記接
着剤は前記ねじ孔にかかる位置において前記工作
物支持面上に配置されていることを特徴としてい
る。

以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面に
ついて説明する。

第１図、第２図及び第３図において、１はアダ
プタであつて、工作物２を支持した状態でチヤツ
ク３に取付けられるものである。アダプタ１はほ
ぼ円盤状をなし、回転中心４方向の一方の面には
円弧状の複数のリブ５が形成されており、この複
数のリブ５で囲まれた円形の部分が工作物取付け
面６を構成する。アダプタ１の他方の面はチヤツ
ク３へ取付けるためのチヤツク取付け面７を構成
する。工作物取付け面６にはアダプタ１を回転軸
４方向に貫通する複数のねじ孔８が形成されてい
る。工作物取付け面６におけるねじ孔８の周囲に
は粘弾性体からなる接着材１１が配置される。接
着材１１は工作物２をアダプタ１の工作物取付け
面６に接着させるためのものである。この様な接
着材としては、アクリル樹脂系の市販の接着材を
使用することができ、そのような市販の接着材の
一例としては住友3M社製のVEM（商品名）をあ
げることができる。

（作用） このアダプタを使用して工作物を工作機械のチ
ヤツクに取付ける場合には、アダプタ１の工作物
取付け面６のねじ孔８の周囲に接着材１１を塗布
または貼付して配設し、工作物１の裏側の取付け
面１３を接着材１１に押付ける。これによつて工
作物２のアダプタ１への取付けが完了する。次に
アダプタ１をチヤツク３に、例えば真空吸着によ
つて取付ける。工作物２への切削加工が終了し、
工作物２をチヤツクから取外す場合には、まず、
アダプタ１をチヤツク３から取外し、しかる後に
アダプタ１のねじ孔８にボルト１４をねじ込み、
ボルト１４の先端１５で接着材１１ごと工作物２
を押し上げ、工作物２とアダプタ１を分離させ
る。

（実施例） アルミニウム合金でアダプタを製作した。

工作物としては、直径198mm、厚さ26mmの金属
鏡を加工した。

・ 切削条件 回 転 数：1160rpm 切込み深さ：10〜20μm 送り速度 ：10〜20mm／min ・ 加工物材質 Mg系アルミニウム合金 ・ 工具 Ｒ刃ダイヤモンドバイト 実験に用いたアルミニウム合金の金属鏡素材は
普通旋盤で前加工を行つた後、その残留ひずみを
除去するため焼鈍を施した。

接着材としては厚さ50μmの粘弾性体を両面テ
ープ状にしたものを使用した。ここで用いた粘弾
性体の接着強度は、10MPa（100Kg／cm²）と非常
に高いが、ボルトの回転によりボルト先端部で接
着面が破断を生じ、アダプタの工作物取付け面か
ら工作物である金属鏡を容易に取外すことがで
き、しかも後処理は不要である。

切削した金属鏡の形状精度は、断面曲線と鏡面
凹凸により評価することにした。

第４図には切削した金属鏡の半径方向の断面曲
線を触針式粗さ計で測定した結果の一例を示す。
第４図ａには従来の全面吸着方式の真空チヤヤツ
クにそのまま工作物を取付けて加工した場合の結
果を示し、第４図ｂは本発明のアダプタを使用し
て工作物を取付けて加工した場合の結果を示す。
第４図ｂの断面曲線は、従来の真空チヤツクによ
る第４図ａの断面曲線に比べて平坦な鏡面が得ら
れていることを示している。

一方、鏡面の凹凸はテーブル回転形真円度測定
器に金属鏡を取付け、回転中の金属鏡とプローブ
の間の変位を非接触変位計を用いて検出した。そ
の結果は測定データをミニコンピユータで処理す
ることにより、第５図にその一例を示すような曲
座標で表示した。第５図ａは従来の全面吸着方式
の真空チヤツクにより加工した鏡面の中心から30
mmと60mmの鏡面凹凸を曲座標表示したものであ
る。第５図ｂは本発明のアダプタを使用して工作
物を取付けて加工した鏡面の中心から30mmと60mm
の位置の鏡面凹凸を曲座標表示したものである。
第５図ｂに示す本発明のものは第５図ａに示す従
来のものに比較してかなり高い形状精度が得られ
ていることがわかる。なお、図中のRMZCは最
小領域円半径差法による評価値を表している。

(ハ) 発明の効果 このようにこの発明の工作物の取付け方法によ
れば、工作物の取付け歪み分を接着剤が吸収し、
工作物取付け面の表面性状やチヤツクの取付け面
の表面性状が工作物の被切削面に影響を与えるこ
とがない工作物の取付け技術を得ることができ
る。また、ここで使用した接着材の減衰能も高い
ことから、びびり振動防止の観点からも本発明の
アダプタは有効な工作物取付け手段であることが
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はアダプタの縦断面部分図、第２図はア
ダプタの正面部分図、第３図は第１図におけるＡ
部拡大図、第４図は工作物の被切削面の断面曲線
図、及び第５図は工作物の被切削面の曲座標表示
図である。 １……アダプタ、２……工作物、３……チヤツ
ク、４……回転中心、５……リブ、６……工作物
取付け面、７……チヤツク取付け面、８……ねじ
孔、１１……接着材、、１３……取付け面、１４
……ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械のチヤツクに取付けられて工作物を
   支持するチヤツク用アダプタであつて、表面に工
   作物支持面を有し、表裏を貫通するねじ孔を有
   し、前記工作物を前記工作物支持面に接着材によ
   つて接着して支持するように構成し、前記接着剤
   は前記ねじ孔にかかる位置において前記工作物支
   持面上に配置されていることを特徴とするチヤツ
   ク用アダプタ。