CN101925447A - 模具加工方法、注射成型用模具及光学元件 - Google Patents

Abstract

一种模具加工方法，在外周模(72)上安装固定加工用辅助部件(81)，同时切削及研磨外周模(72)和加工用辅助部件(81)，由此形成刻入部(72d)，所以，能够防止刻入部(72d)的边缘部分产生毛口和切削痕迹。并且，能够防止研磨时边缘部分产生下垂。由此，能够容易且低成本地制作降低了毛口和切削痕迹的尺寸精度高的注射成型用模具(40)。结果，能够容易且低成本地防止透镜OL上产生毛边。

Description

模具加工方法、注射成型用模具及光学元件

技术领域

本发明涉及注射成型等时使用的模具的加工方法、注射成型用模具，以及光学元件。

背景技术

作为用注射成型制造光学元件的制造方法，有采用模具构造的，这种模具构造在与光学元件外周的凸缘外周面(凸缘部侧面)对应的位置上具有分界线(参照例如专利文献1、2)。

专利文献1：特开平9-131802号公报

专利文献2：特开2007-196665号公报

发明内容

但是上述模具构造中，由于形成凸缘外周面的刻入部上因切削加工而产生的边缘部分的毛口和切削痕迹，光学元件脱模时凸缘外周面上产生伤痕，存在问题。

为了防止该伤痕，有进一步研磨加工刻入部边缘部分的毛口和切削痕迹的方法，但此时刻入部边缘部分下垂，成型的光学元件的凸缘外周面上发生毛边。另外，光学元件是被装入被称之为线圈架的镜框内的，但是装入时如果凸缘外周面上有毛边，则毛边碰到镜框内周部，光学元件容易被斜着装入，存在问题。

另外，切削加工中，需要刻入部边缘部分毛口和切削痕迹的抑制防止等工序，为了提高模具精度，成本和加工时间增加，存在问题。

本发明的目的在于，提供一种用来制造注射成型用模具的模具加工方法，其中，容易且低成本地防止成型品外周面上发生的毛边，能够成型尺寸精度高的成型品。

本发明的目的还在于，提供采用上述模具加工方法制作的注射成型用模具，以及采用上述注射成型用模具成型的光学元件。

本发明涉及的模具加工方法，是用来加工成型成型品外周面的模具的模具内周面的模具加工方法，其特征在于，备有下述工序：第1工序，在模具的先端面上安装固定加工用辅助部件；第2工序，在第1工序之后，同时切削模具及加工用辅助部件，在模具上形成模具内周面，在加工用辅助部件上形成为模具内周面之延长的辅助部件内周面；第3工序，在第2工序之后，同时研磨模具内周面及辅助部件内周面。

上述模具加工方法中，在模具上安装固定加工用辅助部件，通过同时切削及研磨模具和加工用辅助部件形成模具内周面，所以，能够防止模具内周面的边缘部分上出现毛口和切削痕迹。并且，能够防止研磨时在边缘部分出现下垂。由此，能够加工尺寸精度高的模具，能够容易且低成本地防止在成型品上发生毛边。

本发明的具体实施方式或观点的特征在于，加工用辅助部件通过螺丝固定在模具上。此时，能够使加工用辅助部件相对模具的固定安定，并且加工用辅助部件容易装拆。

本发明又一实施方式的特征在于，加工用辅助部件用与模具相同的材料形成。该情况下，切削加工时没有材料不同引起的加工效率和加热引起的手法变化或尺寸差，能够确切地防止产生毛口和切削痕迹。

本发明再一实施方式的特征在于，加工用辅助部件与模具的接触面被实施镜面加工。此时，模具与加工用辅助部件的接触面上没有间隙，能够防止出现毛口和下垂。

本发明再一实施方式的特征在于，接触面是平面。此时，模具与加工用辅助部件的接触面的形成简单，能够防止在两者之间出现间隙。

本发明再一实施方式的特征在于，模具内周面与光学元件的凸缘部侧面对应。此时，能够防止成型品、即成型的光学元件的凸缘部上出现毛边。

本发明涉及的注射成型用模具，其特征在于，采用上述模具加工方法制作。此时，通过采用上述模具加工方法制作，既容易且低成本地防止成型品毛边的发生，又能够实现尺寸精度高的模具。

本发明涉及的光学元件，其特征在于，采用上述注射成型用模具进行成型。此时，通过采用上述注射成型用模具成型，既容易且低成本地防止外周面毛边的发生，又能够实现尺寸精度高的光学元件。

附图说明

图1：本实施方式注射成型用模具的构造说明放大例剖面图。

图2：用图1注射成型用模具成型的透镜的侧剖面图。

图3：外周模及加工用辅助部件的构造说明立体图。

图4：(A)、(B)是外周模及加工用辅助部件的构造说明放大剖面图。

图5：(A)～(C)是外周模的加工方法说明图。

符号说明

31...刳刀

32...笔形雕刻机(Router)

41...定模

42...动模

61，71...镜面型芯

62，72...外周模

81...加工用辅助部件

72a...型芯插入孔

81a...刻入孔

72d，81d...刻入部

CV...型腔

GP...浇口部分

OL...透镜

具体实施方式

下面参照附图，说明本发明实施方式的注射成型用模具、光学元件及模具加工方法。

图1是由定模41和动模42构成的注射成型用模具40的结构说明剖面图。图2是用图1所示注射成型用模具40成型的透镜OL的剖面图。

本实施方式的注射成型用模具40备有定模41和动模42。定模41和动模42以分界线PL为界线能够开闭。通过没有图示的成型装置使定模41和动模42合模进行关模，形成用来成型图2所示光学元件透镜OL的型腔CV，同时形成用来向型腔CV供给树脂的浇口部分GP。

型腔CV包括由后述一对光学转印面S1、S2挟着的本体空间CV1和被一对周缘转印面S3、S4围着的凸缘空间CV2。周缘转印面S3、S4构成周边部分，用来形成透镜OL外周部分设有的环状凸缘部FL。周缘转印面S3与凸缘下面的面FL1对应，该面FL1在将完成成型加工的透镜OL装到没有图示的被称之为线圈架的镜框内时为基准面。周缘转印面S4中，垂直于模开闭方向的环带状周缘转印面S4a，与透镜OL凸缘部FL的凸缘上面的面FL2对应，平行于模开闭方向的圆筒面状周缘转印面S4b与凸缘部FL的凸缘侧面FL3对应。透镜OL被用作为例如光拾取装置用的物镜。

如图1所示，定模41备有作为定模41型芯部分的圆柱状镜面型芯61和作为周边部分的筒状外周模62。镜面型芯61被插入在外周模62内部形成的型芯插通孔62a中，镜面型芯61和外周模62从背后由没有图示的安装板支撑，相互定位。镜面型芯61的端面、即对着动模42的模面上备有圆形的光学转印面S1，该面S1是与透镜OL光学面OS1对应的部分。外周模62是与透镜OL凸缘下面的面FL1对应的部分，备有围着光学转印面S1外周的上述周缘转印面S3。

动模42与定模41情况相同，备有圆柱状的镜面型芯71和筒状的外周模72。镜面型芯71被插入在外周模72内部形成的型芯插通孔72a中，镜面型芯71和外周模72从背后由没有图示的顶出板支撑，相互定位。通过使该顶出板移动，镜面型芯71和没有图示的顶出销等顶出，使包括透镜OL的成型品脱模。

镜面型芯71的端面、即对着定模41的模面上备有圆形的光学转印面S2，该面S2是与透镜OL光学面OS2对应的部分。外周模72是与透镜OL凸缘上面的面FL2对应的部分，备有围着光学转印面S2外周的上述周缘转印面S4和与浇口部分GP对应的部分的浇口凹部S6。动模42上设有没有图示的主流道部分，用来向型腔CV内流入树脂。

下面，对模具加工方法、其中尤其动模42的外周模72的加工方法作说明。图3是外周模72及加工用辅助部件81的结构说明立体图。

动模42的外周模72上，预先用切削刀和钻孔器等组装成的切削机床，形成型芯插通孔72a及用来在外周模72上固定加工用辅助部件81的螺孔72b。型芯插通孔72a延伸在轴AX方向上，螺孔72b也延伸在轴AX方向上。型芯插通孔72a中，在外周模72的端面72c一侧，与透镜OL凸缘上面的面FL2及凸缘侧面FL3对应，形成了外侧直径略小于凸缘侧面FL3的环状段部72e。环状段部72e是必须成为周缘转印面S4的部分。螺孔72b中形成了固定用螺母。

加工用辅助部件81上与外周模72相同，预先用切削刀和钻孔器等组装成的切削机床，形成刻入孔81a和螺孔81b。刻入孔81a是在与外周模72的型芯插通孔72a对应的位置上，被形成为与环状段部72e的外侧内径d2略相同大小的孔。螺孔81b被设在与外周模72的螺孔72b对应的位置上。螺孔81b中没有形成螺母。螺丝91通过螺孔81b拧入外周模72的螺孔72b中。也可以采用只在先端形成了螺纹的螺丝91。

加工用辅助部件81的端面81c与外周模72的端面72c接触，外周模72和加工用辅助部件81通过螺孔72b、81b用螺丝91固定。端面72c和端面81c是在被加工成平面之后，通过研磨实施镜面加工的精加工，形成接触面A的双方，它们的平面度及面粗糙度很高。这里的外周模72一侧的端面72c是形成图1所示分界线PL的面。

并且，上述外周模72和加工用辅助部件81用相同的材料形成。作为材料，可以采用例如为不锈钢之一种的HPM和STAVAX(超镜面模具钢)等。

图4是外周模72和加工用辅助部件81的接触面A上的型芯插通孔72a及刻入孔81a周边的剖面图。图4(A)是模具加工前的剖面图，图4(B)是模具加工后的剖面图。其中，虚线表示定模41和动模42关模时形成的型腔CV。

如上所述，为了通过模具加工形成周缘转印面S4b，为模具加工前的环状段部72e内周面(模具内周面)的刻入部72d被加工成小于型腔CV外径地留有切削值。为加工用辅助部件81上设有的刻入孔81a内周面(辅助部件内周面)的刻入部81d被切削成略在刻入部72d的延长线上。也就是说，模具加工前的外周模72的刻入部72d和加工用辅助部件81的刻入部81d，被加工成小于外周模72最终形状的周缘转印面S4b内径d1的内径d2。

图5是外周模72加工方法的说明图。图5(A)是固定工序说明图，图5(B)是切削工序说明图，图5(C)是研磨工序说明图。

如图5(A)所示，使外周模72的端面72c和加工用辅助部件81的端面81c紧贴，用一对螺丝91拧紧，固定外周模72和加工用辅助部件81(第1工序，参照图3)。此时，因为构成接触面A的两端面72c、81c被精加工成镜平面，所以是处于密贴状态。

将固定后的外周模72及加工用辅助部件81装到切削机床上，用刳刀31进行切削加工(第2工序)。此时，通过螺丝91能够将外周模72及加工用辅助部件81维持在密贴状态，在防止两者位置偏离的同时，将刻入部72d和刻入部81d切削到所希望的内径尺寸(内径d1)。切削方向垂直于接触面A(与图2的轴AX平行)，可以从外周模72一侧开始切削，也可以从加工用辅助部件81一侧开始切削。

切削后，用装在笔形雕刻机32先端的砥32a研磨除去切削时出现在刻入部72d、81d上的毛口和切削痕迹(第3工序)。由此，能够将刻入部72d、81d精加工到没有不要的突起和坑洼的所望平面度及面粗糙度。研磨后，从外周模72拆下加工用辅助部件81。加工后的外周模72环状段部72e上形成了与透镜OL的凸缘侧面FL3对应的周缘转印面S4b。

根据以上说明的模具加工方法，因为在外周模72上安装固定加工用辅助部件81，同时切削研磨外周模72和加工用辅助部件81，形成刻入部72d、即周缘转印面S4b，所以，能够防止在周缘转印面S4b的边缘部分产生毛口和切削痕迹。并且，能够防止研磨时边缘部分下垂。由此，能够容易且低成本地制作降低了毛口和切削痕迹及下垂的尺寸精度高的注射成型用模具40。其结果能够容易且低成本地防止凸缘侧面FL3发生毛边，得到尺寸精度高的透镜OL。

另外，通过螺丝拧紧固定外周模72和加工用辅助部件81，可以使外周模72和加工用辅助部件81的装拆来得容易。另外，通过使外周模72和加工用辅助部件81为相同的材料，这样切削加工中没有因材料不同引起的差，所以，能够防止切削替换时刀刃抖动在刻入部72d上产生毛口和切削痕迹。另外，通过将外周模72的端面72c和加工用辅助部件81的端面81c精加工为镜平面，这样接触面A上没有间隙，能够防止刻入部72d、即周缘转印面S4b上出现毛口和下垂。

以上根据实施方式对本发明作了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，可以作各种变形。例如，固定外周模72和加工用辅助部件81是采用螺丝91，但只要能够使外周模72和加工用辅助部件81密贴不动，也可以采用例如夹具等。

另外，上述实施方式中，动模42是由镜面型芯71和外周模72构成的，但也可以使镜面型芯71和外周模72成为一体。

另外，上述实施方式中是切削圆筒状刻入部72d、81d，但四方形的情况时也同样能够切削。

另外，上述实施方式中是加工动模42的外周模72，但也可以是加工定模41的外周模62。

另外，上述实施方式中，由定模41和动模42构成的注射成型用模具40中设有的型腔CV的形状，不局限于图示的形状，可以是各种形状。也就是说，型腔CV的形状只不过是例示，可以根据透镜OL的用途等作适当变更。

Claims (8)

1.一种模具加工方法，用来加工成型成型品外周面的模具的模具内周面，模具加工方法的特征在于，备有下述工序：

第1工序，在所述模具的先端面上安装固定加工用辅助部件；

第2工序，在所述第1工序之后，同时切削所述模具及所述加工用辅助部件，在所述模具上形成所述模具内周面，在所述加工用辅助部件上形成为所述模具内周面之延长的辅助部件内周面；

第3工序，在所述第2工序之后，同时研磨所述模具内周面及所述辅助部件内周面。

2.如权利要求1中记载的模具加工方法，其特征在于，所述加工用辅助部件通过螺丝固定在所述模具上。

3.如权利要求1或2中记载的模具加工方法，其特征在于，所述加工用辅助部件用与所述模具相同的材料形成。

4.如权利要求1至3的任何一项中记载的模具加工方法，其特征在于，所述加工用辅助部件与所述模具的接触面被镜面加工。

5.如权利要求4中记载的模具加工方法，其特征在于，所述接触面是平面。

6.如权利要求1至5的任何一项中记载的模具加工方法，其特征在于，所述模具内周面与光学元件的凸缘部侧面对应。

7.一种注射成型用模具，其特征在于，采用权利要求1至6的任何一项中记载的模具加工方法制作。

8.一种光学元件，其特征在于，采用权利要求7中记载的注射成型用模具进行成型。

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