JP2006198746A - Method for finishing cutting surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面仕上加工技術に関し、特に、光学素子自体や光学素子の成形型等の加工形成において好適な、切削加工された面の仕上加工の技術に関する。 The present invention relates to a surface finishing technique, and more particularly to a technique for finishing a machined surface, which is suitable for forming an optical element itself or a molding die of an optical element.
光学素子であるプラスチックレンズの成形に用いる成形型においては、従来、超精密切削が可能なNi(ニッケル)とP(燐)とからなる無電解ニッケルメッキの層を成形型に設け、この層を切削することによって光学鏡面を加工することが一般的に行われている。 Conventionally, in a mold used for molding a plastic lens which is an optical element, an electroless nickel plating layer made of Ni (nickel) and P (phosphorus) capable of ultra-precise cutting is provided on the mold, In general, an optical mirror surface is processed by cutting.
また、少量のプラスチックレンズを製造する場合には、プラスチック自体を直接超精密切削して光学鏡面とする加工も行われている。
これらの切削加工においては、刃先輪郭精度の良いダイヤモンドバイトを用い、切り込み量を数マイクロメートルとし、且つ送り速度を数ミリメートル毎分程度とする条件の下で行うことにより、粗さRaが数ナノメートル程度の光学鏡面を得ることができる(例えば、非特許文献1参照)。
In these cutting processes, using a diamond cutting tool with good edge contour accuracy, cutting depth is set to several micrometers, and the feed rate is set to several millimeters per minute, the roughness Ra is several nanometers. An optical mirror surface of about a meter can be obtained (see Non-Patent Document 1, for example).
前述した切削加工により形成された加工面には、切削工具によって創成される規則的な切削条痕が形成される。このような加工面に白色光が入射すると、規則的な切削条痕での光の干渉により、加工面からの反射光が虹色を呈することがある。 On the processed surface formed by the above-described cutting, regular cutting streaks created by the cutting tool are formed. When white light is incident on such a processed surface, the reflected light from the processed surface may exhibit a rainbow color due to interference of light at regular cutting streaks.
この虹色は、光学素子の用途によっては製品機能上問題になることがあるため、このような場合には切削加工後に研磨加工を行う等して、切削条痕を除去する必要がある。
しかし、この研磨加工には、超精密切削加工で創成した形状を維持しつつ、光学鏡面に研磨キズを付けないようにすることが求められるため、技能作業者の手作業による研磨加工が現状ではなされている。そのため、歩留まりが悪い、加工工数が大きくなる結果加工品がコスト高になる、手作業による加工により品質がばらつく、加工作業者が熟練技能者に限られる、等の問題を抱えている。
This iridescent color may cause a problem in product function depending on the use of the optical element. In such a case, it is necessary to remove the cutting streak by performing polishing after cutting.
However, this polishing process is required to maintain the shape created by ultra-precise cutting while preventing the optical mirror surface from being scratched. Has been made. For this reason, there are problems such as poor yield, high cost of processed products as a result of processing man-hours, variations in quality due to manual processing, and limited processing workers to skilled technicians.
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、切削加工により形成される加工面からの反射光が虹色を呈することを、手磨きによらずに無くすことである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a problem to be solved is to eliminate the fact that reflected light from a processed surface formed by cutting processing exhibits a rainbow color regardless of hand polishing. That is.
本発明の態様のひとつである切削面の仕上加工方法は、切削加工されて形成された被加工物の加工面に対して粒子を衝突させることによって、当該加工面上の切削条痕を、当該切削条痕の山部頂上から谷部底面の範囲内で除去若しくは変形することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。 A finishing method of a cutting surface which is one aspect of the present invention is to cause a particle to collide with a processing surface of a workpiece formed by cutting, so that the cutting streaks on the processing surface are It is characterized in that it is removed or deformed within the range from the top of the crest of the cutting streak to the bottom of the trough, and this feature solves the aforementioned problems.
なお、上述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該被加工物よりも硬い材質の素材を用いて当該切削条痕を除去するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該被加工物と同等若しくは軟らかい材質の素材を用いて当該切削条痕を変形するようにしてもよい。
In the above-described finishing method according to the present invention, the cutting streaks may be removed using a material harder than the workpiece as the particles.
Further, in the above-described finishing method according to the present invention, the cutting streak may be deformed by using a material having the same or soft material as the workpiece as the particle.
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、弾性体からなる第一の粒子の周囲に、当該被加工物よりも硬い材質の素材からなる第二の粒子を保持させたものを当該粒子として用いるようにしてもよい。 Moreover, in the finishing method according to the present invention described above, a particle in which second particles made of a material harder than the workpiece are held around the first particles made of an elastic body as the particles. You may make it use.
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該切削条痕のピッチ以下の大きさのものを用いるようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該被加工物は、切削加工により成形面を形成した成形型、若しくは切削加工により光学鏡面を形成した光学素子であってもよい。
Moreover, in the finishing method according to the present invention described above, particles having a size equal to or smaller than the pitch of the cutting streaks may be used as the particles.
Further, in the above-described finishing method according to the present invention, the workpiece may be a molding die having a molding surface formed by cutting or an optical element having an optical mirror surface formed by cutting.
本発明によれば、以上のようにすることにより、切削加工により形成される加工面からの反射光が虹色を呈することを、手磨きによらずに無くすことができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to eliminate the fact that the reflected light from the processed surface formed by the cutting process exhibits a rainbow color without depending on hand polishing.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、研磨材等の粒子(以下、メディアと呼ぶ)を噴射させるための装置の構成の一例を概念的に示したものである。
メディアタンク1内には、メディアタンク1の底部に溜まったメディア2を、上方へ向かって運搬せしめるベルトコンベア3が配設されている。
FIG. 1 conceptually shows an example of the configuration of an apparatus for injecting particles such as abrasives (hereinafter referred to as media).
In the media tank 1, a belt conveyor 3 is provided for transporting the media 2 accumulated at the bottom of the media tank 1 upward.
ベルトコンベア3の上方付近には投射ユニット4が設置されている。投射ユニット4は、ホッパ5、羽根車6、及びノズル7と、羽根車6を回転せしめる不図示のモータとから構成されている。
A projection unit 4 is installed near the top of the belt conveyor 3. The projection unit 4 includes a
また、加工室8内の網目板10の上にはワーク(被加工物)9が載置されている。
以上のような構成を有するメディア噴出装置の動作を説明する。
メディアタンク1の底部に溜まっているメディア2は、ベルトコンベア3の回転に伴って、メディアタンク1内の上方に運搬される。ベルトコンベア3が頂点(最高点)を通過し、その進行方向が下方へと向かい始めた位置において、メディア2は、メディア2自身に作用する重力とベルトコンベア3の回転とにより、斜め下方へ落下する。
A workpiece (workpiece) 9 is placed on the
The operation of the media ejection device having the above configuration will be described.
The media 2 accumulated at the bottom of the media tank 1 is conveyed upward in the media tank 1 as the belt conveyor 3 rotates. At the position where the belt conveyor 3 has passed the apex (the highest point) and the traveling direction has started to move downward, the media 2 falls obliquely downward due to the gravity acting on the media 2 itself and the rotation of the belt conveyor 3. To do.
メディア2の落下位置にはホッパ5が配置されている。従って、落下するメディア2の殆どはホッパ5内に回収される。
ホッパ5内を下方向へ通過したメディア2は、高速で回転する羽根車6の遠心力により、ノズル7内を高速で通過してノズル7先端より投射される。このメディア2の投射方向にワーク9を配置することで、ワーク9の加工が行われる。
A
The medium 2 that has passed through the
なお、投射された後のメディア2は、網目板10の空隙を通過してメディアタンク1の底部に溜まる。従って、その後は、ベルトコンベア3の作用によってメディア2は装置内を循環する。
The projected media 2 passes through the gap of the
次に、このメディア噴出装置を用いて行われるワーク9に対する本実施例における加工の方法について、図2、図3、及び図4を参照しながら説明する。
ここで、ワーク9は光学素子を成形する成形型であるとして以下に説明する。ワーク9は、母材である鋼材にNi(ニッケル)とP(燐)とからなる無電解ニッケルメッキが施されて成形面が形成されたものであって、刃先輪郭精度の良いダイヤモンドバイトを用い、切り込み量を数マイクロメートル、且つ送り速度を数ミリメートル毎分の条件の下で超精密切削されたものである。
Next, the processing method in the present Example with respect to the workpiece | work 9 performed using this media ejection apparatus is demonstrated, referring FIG.2, FIG.3 and FIG.4.
Here, the workpiece 9 will be described below as a mold for molding an optical element. The workpiece 9 is formed by forming a molding surface by applying an electroless nickel plating made of Ni (nickel) and P (phosphorus) to a steel material as a base material, and uses a diamond cutting tool having a good cutting edge contour accuracy. In addition, ultra-precise cutting was performed under conditions of a cutting depth of several micrometers and a feed rate of several millimeters per minute.
図2及び図3に示すように、ワーク9の表面(ワーク表面11)には、ダイヤモンドバイトの先端形状が転写されたものである切削条痕12が、ピッチ13の間隔で周期的に存在している。このピッチ13は、切削加工時におけるワーク1回転当りの工具送り量に相当する。また、図3に示すように、切削条痕12の山部頂点から谷部底面までの高低差を切削条痕深さ14と定義する。
As shown in FIGS. 2 and 3, on the surface of the work 9 (work surface 11),
このようなワーク9を図1に示したメディア噴出装置の所定の位置に配置してメディア噴出装置を動作させ、ワーク9の材質よりも硬い材質からなる数マイクロメートル以下(すなわち、切削条痕12のピッチ13以下)のメディア2(例えば、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、酸化クロム等の研磨材粒子)をノズル7より噴射させてワーク表面11に衝突させる。
Such a workpiece 9 is arranged at a predetermined position of the media ejection device shown in FIG. 1, and the media ejection device is operated, so that the workpiece 9 is made of a material harder than the material of the workpiece 9 (ie, the cutting striation 12). The media 2 (for example, abrasive particles such as diamond, alumina, silicon carbide, chromium oxide, etc.) having a pitch of 13 or less is ejected from the nozzle 7 to collide with the
これにより、切削条痕12の山部が優先的に除去され、図4に示すように、ランダムな凸凹を有するワーク表面15になる。なお、このときの除去量は、切削条痕12の山部頂上から谷部底面の範囲内(すなわち、切削条痕深さ14)を超えない範囲になるように、メディア2の粒径,投射速度、投射時間を調節する。
Thereby, the peak part of the
以上のように、本実施例によれば、ワーク9の材質よりも硬い材質からなるメディア2をワーク表面11に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕12の山部が除去されてランダムな凸凹を有するワーク表面15となるので、加工後のワーク9の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。
As described above, according to the present embodiment, by projecting the medium 2 made of a material harder than the material of the workpiece 9 onto the
本実施例においても、図1に示したメディア噴出装置を用いてワーク9に対する加工を行う。但し、本実施例においては、ワーク9の材質より硬くない材質からなる数マイクロメートル以下(すなわち、切削条痕12のピッチ13以下)のメディア2(例えば、ナイロン、ポリカーボネート,ポリエステル等の粒子)を用いる。
Also in the present embodiment, the workpiece 9 is processed using the media ejection device shown in FIG. However, in the present embodiment, media 2 (for example, particles of nylon, polycarbonate, polyester, etc.) made of a material that is not harder than the material of the workpiece 9 and having a thickness of several micrometers or less (that is, the
図1に示したメディア噴出装置の所定の位置にワーク9を配置してメディア噴出装置を動作させると、ノズル7より噴射させたメディア2は、高速でワーク表面11に衝突する。すると、切削条痕12の山部が漬され、実施例1と同様、図4に示すような、ランダムな凸凹を有するワーク表面15になる。なお、このときの変形量は、切削条痕12の山部頂上から谷部底面の範囲内(すなわち、切削条痕深さ14)を超えない範囲になるように、メディア2の粒径,投射速度、投射時間を調節する。
When the workpiece 9 is arranged at a predetermined position of the media ejection device shown in FIG. 1 and the media ejection device is operated, the media 2 ejected from the nozzle 7 collides with the
以上のように、本実施例によれば、ワーク9の材質よりも硬くない材質からなるメディア2をワーク表面11に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕12の山部が変形してランダムな凸凹を有するワーク表面15となるので、加工後のワーク9の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。更にその上に、ワーク9の材質よりも硬くない材質からなるメディア2を用いることにより、ワーク9の表面にキズを付けることがないので、外観品質を損なうことがない。
As described above, according to the present embodiment, by projecting the media 2 made of a material that is not harder than the material of the workpiece 9 onto the
本実施例においても、図1に示したメディア噴出装置を用いてワーク9に対する加工を行う。但し、本実施例においては、図5に示すように、例えばゴム等の弾性体からなる数ミリメートル以下(すなわち、切削条痕12のピッチ13以下)の粒子(弾性体粒子16)の周囲に、ワーク9の材質よりも硬い材質(例えば、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、酸化クロム等)からなる数マイクロメートル以下(すなわち、切削条痕12のピッチ13以下)の粒子(研磨剤粒子17)を保持させたメディア2を用いる。
Also in the present embodiment, the workpiece 9 is processed using the media ejection device shown in FIG. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, around particles (elastic body particles 16) made of an elastic body such as rubber and having a size of several millimeters or less (that is, a
図1に示したメディア噴出装置の所定の位置にワーク9を配置してメディア噴出装置を動作させると、ノズル7より噴射させたメディア2がワーク表面11に衝突することにより、切削条痕12の山部が優先的に除去され、実施例1や実施例2と同様、図4に示すような、ランダムな凸凹を有するワーク表面15になる。なお、このときの除去量は、切削条痕12の山部頂上から谷部底面の範囲内(すなわち、切削条痕深さ14)を超えない範囲になるように、粒子16の粒径、粒子17の粒径、投射速度、投射時間を調節する。
When the workpiece 9 is arranged at a predetermined position of the media ejection device shown in FIG. 1 and the media ejection device is operated, the media 2 ejected from the nozzle 7 collides with the
以上のように、本実施例によれば、弾性体粒子16の周囲に、ワーク9の材質よりも硬い材質からなる研磨剤粒子17を保持したメディア2をワーク表面11に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕12の山部が除去されてランダムな凸凹を有するワーク表面15となるので、加工後のワーク9の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。また、メディア2がワーク9の表面に衝突した際に、弾性体粒子16の弾性力によりメディア2の衝突速度が急激に低下するので、ワーク9の表面に深いキズを付けることがなく、結果として外観品質を損なうことがない。
As described above, according to the present embodiment, the media 2 holding the
このように、上述した各実施例によれば、切削条痕12の除去量又は変形量が、切削条痕深さ14を超えない範囲で加工されるので、超精密切削加工で創成した形状を維持しつつ、虹色を除去することができる。即ち、従来は必要とされていた手磨きによる作業と比較して、品質及び良品率が向上し、加工工数が大幅に削減され、技能が未熟な作業者でも容易に加工を行うことができるようになることで、低コストで高品質な光学素子を提供することができる。
As described above, according to each of the above-described embodiments, since the removal amount or deformation amount of the
なお、上述した各実施例では、光学素子成形用の成形型をワーク9としていたが、プラスチック等の光学素材自体を直接超精密切削して光学鏡面とした光学素子をワーク9とし、上述した各実施例に係る加工方法で当該光学素子の光学鏡面の仕上げ加工を行って光学素子を製造することも勿論可能である。 In each of the above-described embodiments, the mold for forming an optical element is the workpiece 9. However, an optical element having an optical mirror surface obtained by directly ultra-precise cutting an optical material itself such as plastic is defined as the workpiece 9, and each of the above-described components. Of course, it is also possible to manufacture the optical element by finishing the optical mirror surface of the optical element by the processing method according to the embodiment.
その他、本発明は、上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 メディアタンク
2 メディア
3 ベルトコンベア
4 投射ユニット
5 ホッパ
6 羽根車
7 ノズル
8 加工室
9 ワーク
10 網目板
11 ワーク表面
12 切削条痕
13 ピッチ
14 切削条痕深さ
15 加工後ワーク表面
16 弾性体粒子
17 研磨剤粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Media tank 2 Media 3 Belt conveyor 4
Claims (6)
The said workpiece is a shaping | molding die which formed the shaping | molding surface by cutting, or the optical element which formed the optical mirror surface by cutting, The one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Finishing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014628A JP2006198746A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Method for finishing cutting surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014628A JP2006198746A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Method for finishing cutting surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=36957173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014628A Withdrawn JP2006198746A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Method for finishing cutting surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006198746A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009078106A (en) * | 2006-10-10 | 2009-04-16 | Akiyama Seisakusho:Kk | Suture needle, and method for manufacturing suture needle |
JP2010214576A (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Konica Minolta Opto Inc | Polishing method, manufacturing method of optical element and re-machining method of die |
JP2011110826A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Koito Mfg Co Ltd | Mold for injection molding of parts for vehicle, parts for vehicle, and method for molding parts for vehicle |
US9168791B2 (en) | 2008-08-11 | 2015-10-27 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Heavy duty tire |
CN112658993A (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-16 | 株式会社不二制作所 | Polishing method for optical member or mold for optical member molding |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014628A patent/JP2006198746A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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