Development of micro tool by ELID micro fabrication system : 3^ report : High efficiency machining of micro-tools

Abstract

1.緒言 近年,微細形状を有する超小型部品の製作技術におい て,小径ツールを用いた高速回転・高速送り切削による高 精度・高品位加工の研究は,めざましい進歩を遂げている. また,それらの加工技術に対応した工作機械の開発も急速 に行われている.しかし,精密切削や精密研削などの微細 加工において必要不可欠な微細工具(マイクロツール)を 入手するのに概して多大な時間と費用を要する場合が多く, 作業効率向上の妨げとなっている.また,現在,一般的に 入手できるマイクロツールは,微細ドリルでは直径0.08mm, 刃長 0.8mm,微細エンドミルでは直径 0.1mm,刃長 0.2mm, 微細ボールエンドミルでは先端半径 0.05mm(直径 0.1mm), 刃長 0.2mm である.特殊なものでは,それ以下の寸法のも のもあると思われるが,カタログなどで掲載されているもの では上記のものが一般的である.この寸法以下のマイクロ ツー ルとなると,ベースとなる微細ピンの加工時に折れ や曲がりが発生することや,微細ピンの形状を小さくするこ とができても,粗い表面粗さのものができてしまうと,そのス クラッチから折れやすくなるなどの理由から製作が困難であ る.また,微細ピンの形状が小さくなると機上における直径 などの測定が難しくなることから,寸法精度の高いマイクロ ツールの入手が非常に難しくなる.マイクロツールを開発す るためには,最初にベースとなる微細ピン加工技術の構築 を行い,その微細ピンの精度測定や強度試験などを行う. これについては,ELID 研削法を適用することで,微細ピン の表面にできるスクラッチを減少させることができ,強度向 上に効果があると推測している.次に,切れ刃となる形状の 検討や加工技術の構築,また,コーティング技術を利用し た切れ刃の創成技術の構築などを行う.切れ刃形状につ いては,ベース加工の際に,角柱形状について検討を行い, ツールとしての適用性を調査する計画である.また,ダイヤ モンド砥粒などのコーティング技術を利用するなどの検討 を行うことも考えている.そして,完成したマイクロツールを 実際に使用し,加工特性の調査を行う.これらがマイクロツ ールの開発計画である.そこでこれらの要求に応えるため に,旋回電極式 ELID 研削システムを搭載した小型縦型円 筒研削加工機を考案した.本報告では,考案したシステム の特徴および性能について報告し,そして,開発したマイク ロツール加工システムにより角柱形状のマイクロツールを製 作し,加工試験を行ったので報告する.