| 研究概要 |
現在の超精密切削の基本概念は,「極めて運動精度の優れた工作機械で,極めて切れ味のよい工具を用いて,極めて被削性のよい加工物表面に工具形状を転写する」という加工機械の運動転写原理に従っている.このため加工物の弾性変形量を無視できる範囲内で,非常に精度の高い加工機械により切削が行われれば,高精度の加工面が期待できる.しかし,現状の超精密工作機械の運動精度は非常に優れているものでも10nm程度であり,またこれらの運動の駆動源は特定の周波数が卓越する振動成分を持っているため,今後これを改善していくことが困難な状態にある.そこで,本研究では「加工機械の運動誤差や振動によらず,ダイヤモンド切削により超平面を製作する基本技術を確立すること」を目的としている.こうした加工機械の運動精度によらず高精度の加工面を得る方法としては,圧力転写原理を応用した研磨加工法が存在するが,本研究では運動転写原理と圧力転写原理を混合したハイブリッドな方法による加工を試みた.
すなわち,ダイヤモンド工具を取り付けたスライダを,磁気ディスクドライブ装置のように流体の動圧により加工物から微小量だけ浮上させ,スライダが加工物表面に倣いながら切削していく技術「前加工面基準の加工」を実現した.この方法は,(1)スライダ面は前加工面の粗さの基本波長の500倍程度の大きさを有しているために,そのスライダ面の平均化効果により仕上げ面粗さを向上できる,(2)加工面表面形状のうねり成分の周波数が高くなるほど,スライダの加工面に対する追従は悪くなる.この加工面に対するスライダの追従遅れを利用すれば,加工面のうねりを向上できるという二つの大きな特徴があることが明らかになった.
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