CN101890507B - 模仁的制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种模仁的制作方法包括：提供一个具有成型面的模仁基板及一个第一治具，并将模仁基板安装于第一治具；将安装有模仁基板的第一治具安装于机台，所述机台具有主轴及加工刀具，并使第一治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合；使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并采用加工刀具在成型面上主轴的中心轴线对应的位置进行加工，形成第一成型凹槽；将所述模仁基板从第一治具取下并绕经过成型面中心且垂直于成型面的直线中心旋转180度后，重新安装于第一治具；使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并采用加工刀具在成型面上主轴的中心轴线对应的位置进行加工，形成第二成型凹槽。

Description

模仁的制作方法
技术领域
本发明涉及一种模仁的制作方法，尤其涉及一种采用车削方式制作模仁的方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，光纤在通讯等行业得到了广泛应用。在光纤进行相互连接时，通常采用光纤连接器。请参见文献：Analysis on the effectsof fiber end face scratches on return loss performance of optical fiberconnectors，Zuyuan He;Mahmood,W.;Sahinci,E.;Ahmad,N.;Pradieu,Y.;Lightwave Technology,Journal of Volume 22,Issue 12,Dec.2004 Page(s):2749-2754。光纤连接器的连接端通常设置有耦合透镜，使得连接器接收的光线发生会聚，会聚后的光线传递至与安装有耦合透镜的连接器相连的光纤内。这样通过耦合透镜的会聚作用可以使得光线集中，从而较少了通过光纤连接器连接过程中产生的传播信号的耗损。
由于光纤需要传递的信息量的增加，通常会在一个光纤连接器中设置有多个光纤传输通道，因此，对应需要多个耦合透镜形成的镜片阵列。并且，由于多个光纤传输通道之间的间距很小，多个耦合透镜之间的间距也非常小。
镜片阵列通常通过模仁模制而成。由于镜片阵列中多个耦合透镜之间的间距很小，每个耦合透镜的尺寸又需要非常精密，因此，相对应的制造镜片阵列的模仁也需要非常精密。然而，现有技术之中很难制造出具有精密尺寸和形状的、用于制造镜片阵列的模仁。
因此，有必要提供一种模仁的制作方法，能够制作具有精密尺寸和形状的、用于制造镜片阵列的模仁。
发明内容
下面将以实施例说明一种模仁的制作方法。
一种模仁的制作方法包括：提供一个第一治具及一个具有成型面的模仁基板，所述第一治具具有用于收容模仁基板的第一收容槽，所述第一收容槽的中心偏离所述第一治具的中心轴线；将模仁基板安装于第一治具的第一收容槽，并将第一治具安装于机台，所述机台具有同轴且相对设置的主轴和加工刀具，使第一治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合，并使加工刀具与模仁基板的成型面相对；使主轴旋转从而使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第一成型凹槽；将所述模仁基板从第一治具拆下，绕平行于主轴的中心轴线旋转180度后安装于第一治具的第一收容槽；再次使主轴旋转从而使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第二成型凹槽。
本技术方案提供的模仁的制作方法，采用治具辅助以加工多个不位于模仁基板成型面中心的成型凹槽，能够实现在同一模仁基板成型面上形成多个相互间隔的成型凹槽。
附图说明
图1是本技术方案的实施例制作的模仁的示意图。
图2是第一治具与模仁基板的示意图。
图3是模仁基板安装于第一治具后示意图。
图4是加工第一成型凹槽时的示意图。
图5是旋转模仁基板的示意图。
图6是模仁基板重新安装于第一治具后示意图。
图7是加工第二成型凹槽时的示意图。
图8是第二治具与模仁基板的示意图。
图9是模仁基板安装于第二治具后示意图。
图10是加工第三成型凹槽时的示意图。
图11是旋转模仁基板的示意图。
图12是模仁基板重新安装于第二治具后示意图。
图13是加工第四成型凹槽时的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例，对本技术方案的模仁的制作方法作进一步的详细说明。
请参阅图1，本实施例以成型模仁10为例说明一种模仁的制作方法。模仁10为长方体形，其具有长方形的成型面110，在成型面110上依次开设有第三成型穴14、第一成型凹槽12、第二成型凹槽13及第四成型凹槽15用于成型透镜。第一成行凹槽12和第二成型凹槽13、第三成型凹槽14及第四成型凹槽15的开口形状与待成型的透镜的形状相对应，第一成行凹槽12和第二成型凹槽13、第三成型凹槽14及第四成型凹槽15的开口的直径小于1毫米。第一成行凹槽12、第二成型凹槽13、第三成型凹槽14及第四成型凹槽15形成的表面可为球形曲面或非球形曲面。第一成型凹槽12、第二成型凹槽13、第三成型凹槽14及第四成型凹槽15的中心位于同一直线上，第一成型凹槽12与第二成型凹槽13关于成型面110的中心对称设置，第三成型凹槽14与第四成型凹槽15关于成型面110的中心对称。其中，第一成型凹槽12的中心与第三成型凹槽14的中心间距小于1毫米，第二成型凹槽13的中心与第四成型凹槽15的中心的间距小于1毫米。所述模仁的制作方法包括如下步骤:
请一并参阅图2，第一步，提供一个第一治具200及一个具有成型面110的模仁基板100，所述第一治具200具有用于收容模仁基板110的第一收容槽202，所述第一收容槽202的中心偏离所述第一治具200的中心轴线。
模仁基板100的形状可以根据实际成型镜片阵列的形状进行设定，其可以为长方体、正方体、多棱柱体或椭圆柱体等。本实施例中，模仁基板100为长方体形，其具有成型面110。模仁基板100的材质为不锈钢、碳化钨、碳化硅等。
第一治具200为圆柱形，其具有一圆形的第一安装面201，第一安装面201为圆柱形的第一治具200的一个底面。自第一安装面201向第一治具200内开设有第一收容槽202，第一收容槽202横截面的形状与成型面110的形状相同。第一收容槽202用于收容模仁基板100。第一收容槽202的横截面为长方形，第一收容槽202的中心与第一治具200的中心轴线的距离与第一成型凹槽12的中心与模仁基板100的成型面110的中心的距离相等。
请参阅图3及图4，第二步，将模仁基板100安装于第一治具200的第一收容槽202，并将第一治具100安装于机台，所述机台具有同轴且相对设置的主轴10和加工刀具30，使第一治具200的中心轴线与主轴10的中心轴线重合，并使加工刀具30与模仁基板100的成型面110相对。
将模仁基板100收容于第一收容槽202，成型面110从第一收容槽202露出并与第一安装面201平行，且待形成第一成型凹槽10的区域的中心位于第一治具200的中心轴线上。
本实施例中，采用车削加工的方式进行超精密加工。车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。所述加工机台包括床身（图未示）、主轴10、卡盘20及加工刀具30等。主轴10与卡盘20相互连接，并带动卡盘20转动，卡盘20的中心轴线与主轴10的中心轴线重合。将安装有模仁基板100的第一治具200固定于加工机台的卡盘20，使得第一治具200的中心轴线与卡盘20的中心轴线重合。加工刀具30设置于卡盘20的中心轴线上，加工刀具31的加工面与模仁基板100的成型面110相对，第一治具200的中心轴线与主轴10的中心轴线重合，待形成第一成型凹槽12的区域的中心位于主轴10的中心轴线上。
请参阅图4，第三步，使主轴10旋转从而使第一治具200绕主轴10的中心轴线旋转，并使加工刀具30与模仁基板100相接触从而在成型面110上加工形成第一成型凹槽12。
使主轴10转动，从而卡盘20带动第一治具200旋转时，第一治具200和模仁基板100均绕着主轴10的中心轴线旋转。在模仁基板100旋转过程中，车削刀具30对与中心轴线对应成型面110进行加工，从而形成第一成型凹槽12。
请一并参阅图5及图6，第四步，将所述模仁基板100从第一治具200拆下，绕平行于主轴10的中心轴线旋转180度后安装于第一治具200的第一收容槽202。
将形成有第一成型凹槽12的模仁基板100从第一治具200的第一收容槽202拆下，并将模仁基板110绕平行于主轴10的中心轴线旋转180度，再将模仁基板100安装于第一偏心治具200。当再次模仁基板100安装于第一收容槽202后，使得待形成第二成型凹槽13的区域的中心在第一治具200的中心轴线上。
请参见图7，第五步，再次使主轴10旋转从而使第一治具200绕主轴10的中心轴线旋转，并使加工刀具30与模仁基板100相接触从而在成型面110上加工形成第二成型凹槽13。
驱动主轴10转动，从而使得安装有模仁基板100的第一治具200旋转，待形成第二成型凹槽13的区域的中心位于主轴10的中心轴线上。当卡盘20带动第一治具200旋转时，第一治具200和模仁基板100均绕着主轴10的中心轴线旋转。在模仁基板100旋转过程中，车削刀具30对与中心轴线对应成型面110的位置即待形成第二成型凹槽13的区域进行加工，从而形成第二成型凹槽13。当制作的模仁包括有两个成型凹槽时，此时便可得到成型模仁。
请一并参阅图8及图9，第六步，提供第二治具300，并将模仁基板100安装于第二治具300。
第二治具300的结构与第一治具200的结构相近，第二治具300也为圆柱形，其具有一个圆形的第二安装面301，第二安装面301为圆柱形的第二治具300的一个底面。自安装面301向第二治具300内开设有第二收容槽302，第二收容槽302横截面的形状与成型面110的形状相同。第二收容槽302的中心和第二治具300的中心轴线相互偏离的距离大于或者小于第一收容槽202的中心和第一治具200的中心轴线相互偏离的距离。第二收容槽302的中心与第二治具300的中心轴线的偏离距离和第一收容槽202的中心与第一治具200的中心轴线的偏离距离的差值小于1毫米。第二收容槽302用于收容模仁基板100。第二收容槽302的中心与第二治具300的中心轴线的距离与第三成型凹槽14的中心与模仁基板100的成型面110的中心的距离相等。当模仁基板100恰好收容于第二收容槽302后，成型面110从第二收容槽302露出并与第二安装面301平行，欲形成第三成型凹槽14的区域的中心位于第二治具300的中心轴线上。
请参阅图10，第七步，将安装有模仁基板100的第二治具300安装于加工机台进行加工，以形成第三成型凹槽14。
将安装有模仁基板100的第二治具300固定于加工机台的卡盘20使得第二治具300的中心轴线与主轴10的中心轴线重合，加工刀具30设置于主轴10的中心轴线上，加工刀具30的加工面与模仁基板100的成型面110相对，第二治具300的中心轴线与主轴10的中心轴线重合，待形成第三成型凹槽14的中心位于主轴10的中心轴线上。当卡盘20带动第二治具300旋转时，第二治具300和模仁基板100均绕着主轴10的中心轴线旋转。在模仁基板100旋转过程中，车削刀具30对与中心轴线对应的成型面110进行加工，从而形成第三成型凹槽14。
请一并参阅图11至图13，第六步，安装模仁基板100于第二治具300的第二收容槽302，形成第四成型凹槽15，形成模仁10。
将形成有第一成型凹槽12、第二成型凹槽13及第三成型凹槽14的模仁基板100从第二偏心治具300的第二收容槽302取出，并将模仁基板100绕经过成型面110的中心且垂直于成型面110的直线旋转180度，，再将模仁基板100安装于第二治具300。当再次模仁基板100安装于第二收容槽302后，模仁基板100的成型面110预形成第四成型凹槽15的中心位于第二治具300的中心轴线上。
驱动主轴10带动安装有模仁基板100的第二治具300旋转，第四成型凹槽15的中心轴线与主轴10的中心轴线重合。当卡盘20带动第二治具300旋转时，第二治具300和模仁基板100均绕着主轴10的中心轴线旋转。在模仁基板100旋转过程中，车削刀具30对与中心轴线对应成型面110进行加工，从而形成第四成型凹槽15。
当然，本技术方案提供的模仁的制作方法，也可以继续采用更多的治具，所述的治具上开设的收容槽位置不同，从而可以在模仁基板上形成有更多的成型凹槽。另外，本技术方案提供的模仁的制作方法，也可以在进行第一步和第二步加工后，然后进行第四步的加工，从而可得到不关于成型面中心对称的多个成型凹槽。
本技术方案提供的模仁的制作方法，采用治具辅助以加工多个不位于模仁基板中心的成型凹槽，能够实现在同一模仁基板上形成多个相互间隔的成型凹槽。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种模仁的制作方法，包括：
提供一个第一治具及一个具有成型面的模仁基板，所述第一治具具有用于收容模仁基板的第一收容槽，所述第一收容槽的中心偏离所述第一治具的中心轴线；
将模仁基板安装于第一治具的第一收容槽，并将第一治具安装于机台，所述机台具有同轴且相对设置的主轴和加工刀具，使第一治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合，并使加工刀具与模仁基板的成型面相对；
使主轴旋转从而使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第一成型凹槽；
将所述模仁基板从第一治具拆下，绕平行于主轴的中心轴线旋转180度后再安装于第一治具的第一收容槽；
再次使主轴旋转从而使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第二成型凹槽。
2.如权利要求1所述的模仁的制作方法，其特征在于，在形成第二成型凹槽之后还包括步骤：
提供一个第二治具，所述第二治具具有用于收容模仁基板的第二收容槽，所述第二收容槽的中心偏离所述第二治具的中心轴线；
将模仁基板安装于第二收容槽，将第二治具安装于所述机台的主轴，并使第二治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合；
使第二治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第三成型凹槽。
3.如权利要求2所述的模仁的制作方法，其特征在于，在形成第三成型凹槽之后，还包括步骤：
将所述模仁基板从第二治具拆下，绕平行于主轴的中心轴线旋转180度后安装于第二治具的第二收容槽；
再次使主轴旋转从而使第二治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成第四成型凹槽。
4.如权利要求2所述的模仁的制作方法，其特征在于，所述第二收容槽的中心与第二治具的中心轴线偏离的距离大于或者小于所述第一收容槽的中心与第一治具的中心轴线偏离的距离。
5.如权利要求2所述的模仁的制作方法，其特征在于，所述第二收容槽的中心与第二治具的中心轴线的偏离距离和所述第一收容槽的中心与第一治具的中心轴线的偏离距离的差值小于1毫米。
6.如权利要求1所述的模仁的制作方法，其特征在于，所述第一成型凹槽和第二成型凹槽的直径均小于1毫米。
7.一种模仁的制作方法，包括：
提供一个第一治具及一个具有成型面的模仁基板，所述第一治具具有用于收容模仁基板的第一收容槽，所述第一收容槽的中心偏离所述第一治具的中心轴线；
将模仁基板安装于第一治具的第一收容槽，并将第一治具安装于机台，所述机台具有同轴且相对设置的主轴和加工刀具，使第一治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合，并使加工刀具与模仁基板的成型面相对；
使主轴旋转从而使第一治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上加工形成一个成型凹槽；
提供一个第二治具，所述第二治具具有用于收容模仁基板的第二收容槽，所述第二收容槽的中心偏离所述第二治具的中心轴线；
将模仁基板安装于所述第二收容槽，将第二治具安装于所述机台的主轴，并使第二治具的中心轴线与主轴的中心轴线重合；
使第二治具绕主轴的中心轴线旋转，并使加工刀具与模仁基板相接触从而在成型面上与主轴的中心轴线对应的位置上加工形成另一个成型凹槽。
8.如权利要求7所述的模仁的制作方法，其特征在于，所述第二收容槽的中心和第二治具的中心轴线偏离的距离大于或者小于第一收容槽的中心和第一治具的中心轴线相互偏离的距离。
9.如权利要求7所述的模仁的制作方法，其特征在于，所述第二收容槽的中心与第二治具的中心轴线的偏离距离和所述第一收容槽的中心与第一治具的中心轴线的偏离距离的差值小于1毫米。
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