JP2007161508A - Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component - Google Patents

Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component Download PDF

Info

Publication number
JP2007161508A
JP2007161508A JP2005357225A JP2005357225A JP2007161508A JP 2007161508 A JP2007161508 A JP 2007161508A JP 2005357225 A JP2005357225 A JP 2005357225A JP 2005357225 A JP2005357225 A JP 2005357225A JP 2007161508 A JP2007161508 A JP 2007161508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical component
mold
cutting
molding
cutting tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005357225A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Matsuo
真 松尾
Daisuke Azuma
大助 東
Satoshi Matsui
諭 松井
Hiroaki Fujiwara
博明 藤原
Kazuhiro Harada
和宏 原田
Hisayoshi Onishi
久喜 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Towa Corp
Original Assignee
Towa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Towa Corp filed Critical Towa Corp
Priority to JP2005357225A priority Critical patent/JP2007161508A/en
Publication of JP2007161508A publication Critical patent/JP2007161508A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently improve the productivity and working precision of molds 1, 2 for forming an optical component (molds for press-forming a glass lens) in machining the molds 1, 2. <P>SOLUTION: By elliptically vibrating and cutting a mold material 12 (e.g. hard metal, silicon carbide, cobalt-base super heat-resistant alloy, nickel-base super heat-resistant alloy, and tungsten-base super heat-resistant alloy) by a cutting tool 11 (namely, by forming a locus 13 of elliptic vibration at the cutting edge of the cutting tool 11), molds for press-forming (chase blocks 4, 7) having press-forming surfaces 3, 6 corresponding to the shape of a glass lens are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、ガラス製レンズ、プラスチック製レンズ等の光学部品を成形する光学部品の成形用金型、及び、その成形用金型を加工する光学部品の成形用金型の加工方法と、その金型で成形した光学部品に関する。   The present invention includes, for example, a molding die for an optical component that molds an optical component such as a glass lens and a plastic lens, and a processing method for a molding die for an optical component that processes the molding die, The present invention relates to an optical component molded with the mold.

従来から通常切削法にて金型材料を加工することにより、光学部品を成形する光学部品の成形用金型を加工することが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical component molding die for molding an optical component is processed by processing a mold material by a normal cutting method.

以下、従来例として、ガラス製レンズ(光学部品)をプレス成形(圧縮成形)する光学部品のプレス成形用金型(光学部品の成形用金型)を例に挙げて説明する。
即ち、通常切削法にて、黄銅材、鋼材等の金型材料(被削材)を切削工具で切削加工することにより、当該金型(上下両型)に前記したレンズの形状に対応する所要の形状を有するプレス成形面(上下両キャビティ凹部)を形成するようにしている。
なお、前記したガラス製レンズは、前記したプレス成形用金型の上下両プレス成形面間に加熱溶融化したガラス材料(ガラスコブ)を供給して型締めすることにより、前記した上下両プレス成形面で形成される上下両キャビティ凹部内で前記した溶融ガラス材料をプレス成形(加熱加圧成形)して形成される。
即ち、前記したガラス製レンズの形状は、前記した金型プレス成形面の所要の形状を転写して形成され、前記した金型にて、自由曲面レンズ、非球面レンズ、平面レンズ等の種々の形状を有するレンズが成形されている。
Hereinafter, as a conventional example, a press molding die (molding die for an optical component) of an optical component for press molding (compression molding) a glass lens (optical component) will be described as an example.
That is, a die material (work material) such as a brass material or steel material is cut with a cutting tool by a normal cutting method, so that the die (both upper and lower dies) needs to correspond to the shape of the lens described above. A press-molding surface (upper and lower cavity recesses) having the following shape is formed.
The above-mentioned glass lens is formed by supplying the glass material (glass bump) heated and melted between the upper and lower press-molding surfaces of the press-molding die and clamping the above-mentioned upper and lower press-molding surfaces. The above-mentioned molten glass material is formed by press molding (heat-press molding) in the upper and lower cavity recesses formed in (1).
That is, the shape of the glass lens described above is formed by transferring the required shape of the above-described mold press molding surface, and in the above-described mold, various shapes such as a free-form surface lens, an aspherical lens, a flat lens, etc. A lens having a shape is molded.

特開平10−166368号公報JP 10-166368 A

ところで、前述したガラス製レンズは、プラスチック材料を射出成形したプラスチック製レンズに較べて、屈折率及び耐候性が高く、複屈折率及び色収差が低いと云った光学特性が優れているので、近年、その需要が高まっている。
即ち、前述したように、レンズの光学的な高性能化を目指して、前記したガラス製レンズを形成するガラス材料として高融点のもの、例えば、400℃〜1000℃で加熱溶融化されるガラス材料が用いられるようになってきている。
従って、前述した加熱温度にて加熱溶融化したガラス材料をプレス成形するプレス成形用金型の金型材料として耐高融点特性のものが検討されている。
例えば、超硬合金、ステライト合金等の種々の金型材料が用いられるようになってきているが、当該金型材料の被切削加工面を微細形状に加工すると云う点においては、いずれも難削材である。
特に、前述したステライト合金の場合、その内部組織はマトリックスと金属成分が偏析した共晶炭化物となるデンドライト層状組織となっているため、通常切削したとき、当該表面が劣化し易く、所定の表面粗さや所定の形状粗さを効率良く得ることができない。
即ち、当該金型材料の被切削加工面を微細形状に加工すると云う点において、通常切削法では効率良く加工することができない。
従って、前述した種々の形状を有するレンズを成形する金型を加工する方法として、まず、研削加工(或いは、通常切削)を行い、次に、研磨加工(ラッピング加工)することが行われている(以下、研削研磨法と云う)。
By the way, the glass lens described above is superior in optical properties such as high refractive index and weather resistance, and low birefringence and chromatic aberration, compared to plastic lenses obtained by injection molding a plastic material. The demand is increasing.
That is, as described above, with the aim of improving the optical performance of the lens, the glass material for forming the glass lens described above has a high melting point, for example, a glass material heated and melted at 400 ° C. to 1000 ° C. Has come to be used.
Therefore, a high melting point resistant material has been studied as a mold material for a press molding die for press molding the glass material heated and melted at the heating temperature described above.
For example, various mold materials such as cemented carbide and stellite alloy have come to be used, but all of them are difficult to cut in that the work surface of the mold material is processed into a fine shape. It is a material.
In particular, in the case of the above-mentioned stellite alloy, the internal structure is a dendrite layered structure that is a eutectic carbide segregated from the matrix and metal components, so that the surface tends to deteriorate when normally cut, and a predetermined surface roughness is obtained. A predetermined shape roughness cannot be obtained efficiently.
That is, in the point that the work surface to be cut of the mold material is processed into a fine shape, it cannot be processed efficiently by the normal cutting method.
Therefore, as a method of processing the mold for molding the lens having the various shapes described above, first, grinding (or normal cutting) is performed, and then polishing (lapping) is performed. (Hereinafter referred to as grinding and polishing method).

また、昨今、ガラス製レンズに関し、レンズを通過する光が短波長化し、複雑な且つ微細な形状を有するレンズの需要が増加する傾向にあり、更に、レンズ関連の生産拠点が海外等へ移行されることにも相もって、レンズを製造するプレス成形用金型を加工する工程を自動化すること、前記した金型の低コスト化や短納期化に対応すること等、前記した金型の生産性を効率良く向上させることが求められている。
しかしながら、前述したレンズの形状が複雑な且つ微細な形状となり、前述した従来の研削研磨法では、小径化した砥石による精密な研削加工や研磨加工が必要になるため、前述したレンズの形状に対応した砥石を製作する時間が必要となって、前記した成形用金型の生産性を効率良く向上させることができないと云う弊害がある。
また、従来の研削研磨法では、熟練工の能力に、前記した金型におけるプレス成形面の表面粗さの精度と形状の精度とを依存しているため、前記した金型の加工精度に再現性がなく、例えば、前記した研削研磨加工の加工精度においては、前記した金型材料の被削面に不均一な研削のスクラッチ痕が発生し易い。
従って、前記した成形用金型の加工精度を効率良く向上させることができないと云う弊害がある。
In recent years, with respect to glass lenses, the light passing through the lenses has become shorter in wavelength, and there is a growing demand for lenses having complicated and fine shapes. Further, production bases related to lenses have been moved to overseas. In light of this, the productivity of the above-mentioned molds such as automating the process of processing the press-molding mold for manufacturing the lens, and reducing the cost and shortening the delivery time of the above-mentioned mold, etc. Is required to be improved efficiently.
However, the shape of the lens described above becomes complicated and fine, and the conventional grinding and polishing method described above requires precise grinding and polishing with a reduced-diameter grindstone. There is an adverse effect that it takes time to manufacture the grindstone, and the productivity of the molding die cannot be improved efficiently.
In addition, the conventional grinding and polishing method relies on the ability of skilled workers to depend on the accuracy of the surface roughness and shape of the press-molded surface of the above-mentioned mold, so the reproducibility of the above-mentioned mold machining accuracy is reproducible. For example, in the processing accuracy of the above-described grinding / polishing process, non-uniform grinding scratch marks are likely to occur on the surface of the mold material described above.
Therefore, there is an adverse effect that the processing accuracy of the molding die described above cannot be improved efficiently.

従って、本発明は、光学部品の成形用金型の生産性を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することを目的とする。
また、本発明は、光学部品の成形用金型の加工精度を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method of processing an optical component molding die capable of efficiently improving the productivity of the optical component molding die, the mold, and an optical component molded with the mold. The purpose is to do.
The present invention also provides a method of processing an optical component molding die capable of efficiently improving the processing accuracy of an optical component molding die, the mold, and an optical component molded with the mold. The purpose is to do.

前記技術的課題を解決するための本発明に係る光学部品の成形用金型の加工方法は、光学部品を成形する光学部品の成形用金型の加工方法であって、金型材料を楕円振動切削加工することによって前記した光学部品の形状に対応した成形面を有する光学部品の成形用金型を形成することを特徴とする。   An optical component molding die processing method according to the present invention for solving the technical problem is an optical component molding die processing method for molding an optical component, wherein the mold material is subjected to elliptical vibration. An optical component molding die having a molding surface corresponding to the shape of the optical component is formed by cutting.

また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係る光学部品の成形用金型は、光学部品を成形する光学部品の成形用金型であって、金型材料を楕円振動切削加工することによって前記した光学部品の形状に対応した成形面を有することを特徴とする。   In addition, an optical component molding die according to the present invention for solving the above technical problem is an optical component molding die for molding an optical component, and the mold material is subjected to elliptical vibration cutting. Thus, it has a molding surface corresponding to the shape of the optical component described above.

また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係る光学部品の成形用金型は、前記した金型材料を、超硬合金、炭化珪素、コバルト系超耐熱合金、ニッケル系超耐熱合金、タングステン系超耐熱合金の中から選択することを特徴とする。   In addition, the mold for molding an optical component according to the present invention for solving the technical problem described above includes a cemented carbide, silicon carbide, a cobalt-based superalloy, and a nickel-based superalloy as the mold material. And selected from tungsten-based superalloys.

また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係る光学部品は、光学部品の成形用金型にて成形した光学部品であって、金型材料を楕円振動切削加工して形成された成形面を有する光学部品の成形用金型にて成形したことを特徴とする。   An optical component according to the present invention for solving the above technical problem is an optical component molded by a molding die for optical components, and is formed by performing elliptical vibration cutting on a mold material. It is characterized by being molded by a molding die for optical parts having a molding surface.

即ち、本発明は、光学部品の成形用金型の生産性を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することができると云う優れた効果を奏する。   That is, the present invention provides a method of processing an optical component molding die capable of efficiently improving the productivity of the optical component molding die, the mold, and the optical component molded with the mold. It has an excellent effect that it can be performed.

また、本発明は、光学部品の成形用金型の加工精度を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することができると云う優れた効果を奏する。   The present invention also provides a method of processing an optical component molding die capable of efficiently improving the processing accuracy of an optical component molding die, the mold, and an optical component molded with the mold. It has an excellent effect that it can be performed.

図1は、ガラス製レンズ(光学部品)のプレス成形用金型(光学部品の成形用金型)である。
図2は、図1に示す金型(分割型)の加工方法を説明する図である。
図3は、図2に示す金型の加工方法に用いられる切削工具である。
図4は、図2に示す加工方法となる楕円振動切削法の原理を説明する図である。
図5(1)、図5(2)は、他の切削工具である。
FIG. 1 shows a glass mold (optical component) press molding die (optical component molding die).
FIG. 2 is a diagram for explaining a processing method of the mold (split mold) shown in FIG.
FIG. 3 shows a cutting tool used in the mold machining method shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the elliptical vibration cutting method which is the processing method shown in FIG.
Fig. 5 (1) and Fig. 5 (2) show other cutting tools.

(ガラス製レンズのプレス成形用金型とその金型によるプレス成形方法)
即ち、図1に示すプレス成形用金型は、上型1と、該上型1に対向配置した下型2とから構成されると共に、図示はしていないが、前記した金型には、前記した上下両型1・2を所定の温度にまで各別に加熱する加熱手段と、前記した両型1・2を所定の型締圧力にて型締めする型締手段(所定の加圧力にて加圧する加圧手段)とが設けられて構成されている。
また、前記した上型1には、当該上型面側に上プレス成形面3(上キャビティ凹部)を備えた上チェイスブロック4(分割型)と、前記した上チェイスブロック4を着脱自在に装設する上ホルダブロック5とが設けられて構成されると共に、前記した下型2には、当該下型面側に下プレス成形面6(下キャビティ凹部)を備えた下チェイスブロック7(分割型)と、前記した下チェイスブロック7を着脱自在に装設する下ホルダブロック8とが設けられて構成されている。
また、前記した両型1・2を型締めすることにより、前記した上下両成形面3・6にて加熱溶融化されたガラス材料9(ガラスコブ)を供給セットして加熱加圧成形するガラスレンズ成形用の上下キャビティ凹部(3・6)が形成されるように構成されている。
従って、前記した両型の成形面(上下両キャビティ凹部)3・6間に加熱溶融化されたガラス材料9を供給して加熱加圧成形することにより、前記した上下両キャビティ凹部(3・6)内で前記した上下両キャビティ凹部(3・6)の形状に対応したガラス製レンズを形成することができる。
なお、例えば、前記した上下両キャビティ凹部(3・6)の内面形状としては、前記したガラス製レンズ(凸曲面)の形状に対応して凹曲面にて形成されている。
(Glass for glass lens press molding and press molding method using the mold)
That is, the press-molding die shown in FIG. 1 is composed of an upper die 1 and a lower die 2 disposed opposite to the upper die 1 and not shown, Heating means for individually heating the upper and lower molds 1 and 2 to a predetermined temperature, and mold clamping means for clamping the both molds 1 and 2 with a predetermined clamping pressure (with a predetermined pressure) And a pressurizing means for pressurizing).
Further, the upper die 1 is provided with an upper chase block 4 (divided die) having an upper press molding surface 3 (upper cavity recess) on the upper die surface side and the upper chase block 4 detachably mounted. An upper holder block 5 is provided, and the lower die 2 is provided with a lower chase block 7 (divided die) having a lower press molding surface 6 (lower cavity recess) on the lower die surface side. ) And a lower holder block 8 for detachably mounting the lower chase block 7 described above.
Further, by clamping the above-described molds 1 and 2, the glass material 9 (glass bump) heated and melted on the above-described upper and lower molding surfaces 3 and 6 is supplied and set, and the glass lens is heated and pressed. The upper and lower cavity recesses (3, 6) for molding are formed.
Therefore, by supplying the glass material 9 heated and melted between the molding surfaces (upper and lower cavity recesses) 3 and 6 of both molds as described above, and heating and press-molding, the upper and lower cavity recesses (3.6 and 6) described above are formed. ), A glass lens corresponding to the shape of the upper and lower cavity cavities (3, 6) described above can be formed.
For example, the inner shape of the upper and lower cavity recesses (3, 6) is a concave curved surface corresponding to the shape of the glass lens (convex curved surface).

また、前記した金型1.2(分割型4・7)は、後述する楕円振動切削法(図4を参照)にて加工されるように構成されている。
また、前述した楕円振動切削には、例えば、図3に示すバイト等の切削工具11が用いられると共に、その先端形状は尖形形状であって、先端角度θを有し、通常、ダイヤモンド工具が用いられている(尖形の切削工具)。
従って、例えば、図2に示すように、前記した切削工具11にて被削材12(金型材料)を楕円振動切削加工することにより、前記したプレス成形面3(6)を備えたチェイスブロック4(7)を形成することができるように構成されている。
なお、図2において、Aは切削方向を、Bは主分力方向を、Dは背分力方向を夫々示すものであり、13は前記した切削工具11の先端が描く楕円振動の軌跡である。
Further, the above-described mold 1.2 (divided molds 4 and 7) is configured to be processed by an elliptical vibration cutting method (see FIG. 4) described later.
Further, in the above-described elliptical vibration cutting, for example, the cutting tool 11 such as a cutting tool shown in FIG. 3 is used, and the tip shape thereof is a pointed shape having a tip angle θ, and usually a diamond tool is used. Used (pointed cutting tool).
Therefore, for example, as shown in FIG. 2, the chase block having the press-formed surface 3 (6) is obtained by performing the elliptical vibration cutting of the work material 12 (mold material) with the cutting tool 11. 4 (7) can be formed.
In FIG. 2, A indicates the cutting direction, B indicates the main component force direction, D indicates the back component force direction, and 13 indicates an elliptical vibration locus drawn by the tip of the cutting tool 11 described above. .

また、図2に示す金型材料(12)としては、超硬合金、炭化珪素、ステライト合金(超耐熱合金)等が挙げられ、前記した切削工具11で切削するには、いずれも難削材であるが、前述した楕円振動切削法によってこの欠点が解消されるものである。
なお、前述したステライト合金としては、コバルト系超耐熱合金、ニッケル系超耐熱合金、タングステン系超耐熱合金等がある。
In addition, examples of the mold material (12) shown in FIG. 2 include cemented carbide, silicon carbide, stellite alloy (super heat-resistant alloy), and the like. However, this defect is eliminated by the above-described elliptical vibration cutting method.
Examples of the stellite alloy described above include a cobalt-based superalloy, a nickel-based superalloy, and a tungsten-based superalloy.

(楕円振動切削法の原理)
次に、図4に示す例を用いて楕円振動切削加工について説明する。
即ち、図4に示す楕円振動切削加工の例は、前記した切削工具11で鋼材、難削材等の被削材12(金型材料)における所定の切取り厚さ14を切削する構成であって、前記した被削材12を楕円振動切削するには楕円振動切削装置が用いられている。
また、前記した楕円振動切削装置には、例えば、前記した切削工具11の刃先にX方向に或いはX方向に各別に振動を付与する圧電素子(図示なし)とが備えられると共に、前記XY二方向の振動発生用の圧電素子には、正弦波状電圧が、所定の電圧、所定の周波数(例えば、超音波領域)、所定の位相差(例えば、90度)で各別に入力することができるように構成されている。
従って、前記した楕円振動切削装置において、前記した各圧電素子に所定の正弦波状電圧を各別に入力することにより、前記したXYの二方向に発生する振動を機械的に共振合成して前記した切削工具11の刃先に所定の周期を備えた楕円振動の軌跡13を発生させることができるように構成されている。
なお、図4において、前記したX方向は、切削方向Aと主分力方向Bとに相当し、前記したY方向は、背分力方向Dに相当する。
(Principle of elliptical vibration cutting method)
Next, elliptical vibration cutting will be described using the example shown in FIG.
That is, the example of the elliptical vibration cutting shown in FIG. 4 is a configuration in which a predetermined cutting thickness 14 in a work material 12 (mold material) such as a steel material or a difficult-to-cut material is cut by the cutting tool 11 described above. An elliptical vibration cutting device is used to elliptically cut the workpiece 12 described above.
The elliptical vibration cutting apparatus includes, for example, a piezoelectric element (not shown) that applies vibration to the cutting edge of the cutting tool 11 in the X direction or in the X direction, and the XY two directions. In the piezoelectric element for generating vibration, a sinusoidal voltage can be input separately at a predetermined voltage, a predetermined frequency (for example, an ultrasonic region), and a predetermined phase difference (for example, 90 degrees). It is configured.
Therefore, in the above-described elliptical vibration cutting device, the above-described cutting is performed by mechanically resonating and synthesizing the vibrations generated in the two directions of XY described above by inputting predetermined sine wave voltages to the respective piezoelectric elements. An elliptical vibration locus 13 having a predetermined period can be generated at the cutting edge of the tool 11.
In FIG. 4, the aforementioned X direction corresponds to the cutting direction A and the main component force direction B, and the aforementioned Y direction corresponds to the back component force direction D.

即ち、図4に示すように、まず、前記した楕円振動の軌跡13にしたがって、前記切削工具11で前記被削材12を前記主分力方向B(図例では左方向)に切削すると共に、前記切削工具11を前記被削材12から前記背分力方向D(図例では上方向)に離すことになる。
このとき、前記した被削材12から切削されて切屑15を前記切削工具11で前記背分力方向D(図例では上方向)に引き上げることによって、前記した切屑15が切屑流出方向Eに流出することになるので、通常切削法に較べて、前記した楕円振動切削に対する摩擦抵抗力は減少或いは反転(負の摩擦抵抗力)することになる。
即ち、前記して切削工具11に対する前記被削材12の切削抵抗性が低減すると共に、前記切削工具11の切削加工力を低減し得て被削性が良好になる。
また、次に、前記切削工具11を前記切屑15から前記主分力方向B(図例では右方向)に離すと共に、前記切削工具11を前記背分力方向D(図例では下方向)に、即ち、前記被削材12側へ移動させる。
従って、前記して切削工具11を前記楕円振動の軌跡13にしたがって周期的に振動させることにより、前記被削材12を楕円振動切削して自動的に加工することができるように構成されている。
また、前述した楕円振動による切削は、通常切削法に較べて、前記切屑15の厚さが低減されること、切削抵抗性の低減、鏡面加工が可能であること、更に、前記切削工具11の寿命が延命されること、加工形状の精度が向上すること、ばりが抑制されること、びびり振動が防止されること、切削熱が低減されること等の利点がある。
また、従来の通常切削法では、切削工具11で被削材12を圧縮した状態で切削することになるので、切削抵抗性が大きく、且つ、当該切屑は圧縮された粉末状となって、被削材の切削面には、ばりが発生することになる。
しかしながら、楕円振動切削による切削法では、前記した切屑15を前記した切削工具11で上方向に引き上げることができる構成であるので、切削抵抗性が低減され、前記した切屑15を連続形(例えば、細長い形状)に構成して排出することができ(連続延性モードと呼ばれる)、ばりの発生を抑制し得て、前記被削材12の切削面を鏡面に加工することができる。
従って、前述した楕円振動切削法は、従来例に示す研磨工程を必要とせず、前記した被削材12(金型材料)の切削面を鏡面に(一回の加工にて)効率良く加工することができるように構成されると共に、従来の通常切削法を含む研削研磨法に較べて、前記プレス成形用金型1・2を加工する工程を自動的且つ短時間で行うことができるように構成されている。
なお、16はせん断角度を示し、前記せん断角度が大きくなると、前記被削材12の被削性が良くなる。
That is, as shown in FIG. 4, first, according to the elliptical vibration locus 13, the cutting material 11 is used to cut the work material 12 in the main component force direction B (left direction in the example), The cutting tool 11 is separated from the work material 12 in the back component force direction D (upward in the illustrated example).
At this time, the above-described chip 15 flows out in the chip outflow direction E by cutting from the workpiece 12 and pulling up the chip 15 in the back component force direction D (upward in the illustrated example) with the cutting tool 11. Therefore, compared with the normal cutting method, the frictional resistance against the above-described elliptical vibration cutting is reduced or reversed (negative frictional resistance).
That is, the cutting resistance of the work material 12 with respect to the cutting tool 11 is reduced, and the cutting force of the cutting tool 11 can be reduced, so that the machinability is improved.
Next, the cutting tool 11 is separated from the chips 15 in the main component force direction B (rightward in the example), and the cutting tool 11 is moved in the back component force direction D (downward in the example). That is, it is moved to the work material 12 side.
Therefore, the workpiece 12 can be automatically processed by elliptical vibration cutting by periodically vibrating the cutting tool 11 according to the locus 13 of the elliptical vibration. .
Further, the above-described cutting by the elliptical vibration can reduce the thickness of the chip 15, reduce the cutting resistance, and can perform mirror finishing as compared with the normal cutting method. There are advantages such as prolonging the life, improving the accuracy of the machining shape, suppressing flash, preventing chatter vibration, and reducing cutting heat.
Further, in the conventional normal cutting method, the workpiece 12 is cut in a compressed state with the cutting tool 11, so that the cutting resistance is high and the chips become compressed powder, Burrs are generated on the cut surface of the cutting material.
However, in the cutting method using elliptical vibration cutting, since the above-described chip 15 can be pulled upward with the above-described cutting tool 11, the cutting resistance is reduced, and the above-described chip 15 is continuously formed (for example, (Elongated shape) can be discharged (referred to as a continuous ductility mode), generation of flash can be suppressed, and the cutting surface of the workpiece 12 can be processed into a mirror surface.
Therefore, the above-described elliptical vibration cutting method does not require the polishing step shown in the conventional example, and the cutting surface of the workpiece 12 (mold material) is efficiently processed into a mirror surface (by one processing). In addition to the conventional grinding and polishing method including the normal cutting method, the process for processing the press molding dies 1 and 2 can be performed automatically and in a short time. It is configured.
Reference numeral 16 denotes a shear angle. When the shear angle is increased, the machinability of the work material 12 is improved.

即ち、前述したように、前述した楕円振動切削法においては、前記したプレス成形用金型1・2を加工する工程を自動的且つ短時間で行って当該金型材料(被削材)12の切削面を鏡面に効率良く加工することができるように構成されているため、前記した金型1・2の低コスト化や短納期化に対応することができるので、従来例に較べて、当該金型1・2(分割型4・7)の生産性を効率良く向上させることができる。
また、前述した楕円振動切削法においては、従来例に較べて、前記した楕円振動切削装置にて自動的且つ短時間で当該金型材料12の切削面を鏡面に効率良く加工することができるように構成されているため、熟練工を必要とせず、前記したプレス成形用金型1・2の加工精度の再現性を有し得て、前記したプレス成形用金型1・2の加工精度を効率良く向上させることができる。
また、前述した楕円振動切削装置による楕円振動切削法を用いて一回の加工にて切削面を所定の表面粗さや所定の形状粗さに加工することができるので、例えば、補正加工等の設計変更に対して効率良く迅速に対応することができ、その点においても、前記したプレス成形用金型1・2の生産性を効率良く向上させることができる。
That is, as described above, in the above-described elliptical vibration cutting method, the process of processing the press molds 1 and 2 is performed automatically and in a short time, and the mold material (work material) 12 is processed. Since it is configured so that the cutting surface can be efficiently processed into a mirror surface, it is possible to cope with the cost reduction and short delivery time of the molds 1 and 2 described above. The productivity of the molds 1 and 2 (split molds 4 and 7) can be improved efficiently.
Further, in the above-described elliptical vibration cutting method, the cutting surface of the mold material 12 can be efficiently processed into a mirror surface automatically and in a short time by the above-described elliptical vibration cutting device as compared with the conventional example. Therefore, it is possible to have the reproducibility of the processing accuracy of the above-mentioned press molding dies 1 and 2 without requiring a skilled worker, and the processing accuracy of the above-mentioned press molding dies 1 and 2 is efficient. It can be improved well.
In addition, since the cutting surface can be processed into a predetermined surface roughness or a predetermined shape roughness by a single processing using the above-described elliptical vibration cutting method by the elliptical vibration cutting device, for example, design such as correction processing The change can be dealt with efficiently and promptly, and also in this respect, the productivity of the press molds 1 and 2 can be improved efficiently.

(ガラス製レンズのプレス成形用金型の加工方法)
即ち、前記した楕円振動切削装置を用いて、前記した切削工具11で前記した金型材料12(の被削面)を楕円振動切削して自動的且つ短時間で加工することにより、前記したプレス成形面3・6を備えたチェイスブロック4・7を形成することができると共に、従来例に較べて、前記した楕円振動切削加工による利点により、当該プレス成形面3・6を鏡面に効率良く加工することができる。
従って、前記上下ホルダブロック5・8の夫々に前記したプレス成形面3・6を備えた上下チェイスブロック4・6を各別に着脱自在に装設して前記金型1・2を形成することができる。
なお、前記金型1・2のキャビティ凹部(3・6)で前記したガラス製レンズを加熱加圧成形することにより、前記プレス成形面3・6(鏡面)を前記金型1・2で成形されるレンズの面に転写することができるので、前記したレンズ面を鏡面に形成することができると共に、屈折率及び耐候性が高く、複屈折率及び色収差が低いと云った光学性能を効率良く向上させることができるガラス製レンズを得ることができる。
(Glass lens press mold processing method)
That is, by using the above-described elliptical vibration cutting device, the above-described press molding is performed by automatically and short-time machining the above-described mold material 12 (the surface to be cut) with the above-described cutting tool 11. The chase blocks 4 and 7 having the surfaces 3 and 6 can be formed, and the press molding surfaces 3 and 6 are efficiently processed into mirror surfaces by the advantage of the above-described elliptical vibration cutting as compared with the conventional example. be able to.
Therefore, the upper and lower chase blocks 4 and 6 having the press-molding surfaces 3 and 6 are detachably mounted on the upper and lower holder blocks 5 and 8 respectively to form the molds 1 and 2. it can.
In addition, the above-mentioned glass molding lens 3 and 6 (mirror surface) is shape | molded by the said metal mold | die 1 and 2 by heat-press-molding the above-mentioned glass lens in the cavity recessed part (3 * 6) of the metal mold | die 1 * 2. The above lens surface can be formed into a mirror surface, and the optical performance of high refractive index and weather resistance, low birefringence and chromatic aberration can be efficiently achieved. A glass lens that can be improved can be obtained.

即ち、前述したように、光学部品の成形用金型(ガラス製レンズのプレス成形用金型)の生産性を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することができる。
また、光学部品の成形用金型(ガラス製レンズのプレス成形用金型)の加工精度を効率良く向上させることができる光学部品の成形用金型の加工方法とその金型及びその金型で成形された光学部品を提供することができる。
また、前述した楕円振動切削加工する場合、一回の加工にて切削加工面に所定の表面粗さや所定の形状粗さを得ることができるので、補正加工等の設計変更に対して効率良く迅速に対応することができると共に、前記した光学部品の成形用金型(ガラス製レンズのプレス成形用金型)の生産性を効率良く向上させることができる。
なお、前述した補正加工等については、特に、前記したステライト合金にその効果が顕著である。
That is, as described above, a method of processing an optical component molding die capable of efficiently improving the productivity of an optical component molding die (glass lens press molding die) and the die In addition, an optical component molded with the mold can be provided.
In addition, a processing method of an optical component molding die that can efficiently improve the processing accuracy of an optical component molding die (glass lens press molding die), its mold, and its mold A molded optical component can be provided.
In addition, when the above-described elliptical vibration cutting is performed, a predetermined surface roughness and a predetermined shape roughness can be obtained on the cutting surface by one processing, so that the design change such as correction processing can be performed quickly and efficiently. In addition, it is possible to efficiently improve the productivity of the optical component molding die (glass lens molding die for glass) described above.
Note that the above-described correction processing is particularly effective for the above-described stellite alloy.

(他の切削工具)
また、前記した実施例においては、図3に示す先端形状が尖形形状の切削工具11を用いる構成を例示したが、図5(1)に示す先端形状が半球形状の切削工具21(Rバイト)、或いは、図5(2)に示す先端形状が平面形状の切削工具31(フラットバイト)を用いる構成を採用しても良い。
(Other cutting tools)
Further, in the above-described embodiment, the configuration using the cutting tool 11 having a pointed tip shape illustrated in FIG. 3 is exemplified, but the cutting tool 21 having a hemispherical tip shape illustrated in FIG. Alternatively, a configuration using a cutting tool 31 (flat tool) having a flat tip shape as shown in FIG.

即ち、図5(1)に示す半球形状の切削工具21を用いた場合、当該被削材22(金型材料)の被切削面に塑性流動が見られず、当該被削面に均一な鏡面を効率良く加工できると云う結果を得た。
また、前記した半球形状の切削工具21を用いた場合、前記した切削工具21に取付誤差や振動誤差が発生したとしても、切屑の断面形状(或いは、前記した切削工具21と被削材22との接触断面の形状)は大きく変化することはなく、スクラッチ痕等も発生しがたい。
従って、前記した半球形状の切削工具21による被削面を効率良く鏡面に形成し、当該被削面の形状についても加工精度を効率良く向上させることができる。
なお、図5(1)において、楕円振動切削に取付誤差がない場合における半球形状の切削工具21の位置を実線で示し、且つ、楕円振動切削に取付誤差(振動誤差を含む)が発生した場合における半球形状の切削工具21の位置を二点鎖線で示すと共に、23は当該両者との間の誤差角度を示している。
また、前記した切削工具21と被削材22との接触断面について、24は取付誤差がない場合の接触断面を、25は取付誤差の発生した場合の接触断面を示している。
従って、前述したように、図5(1)に示す両接触断面24・25の形状は大きく変化することはない。
That is, when the hemispherical cutting tool 21 shown in FIG. 5A is used, no plastic flow is seen on the cut surface of the work material 22 (mold material), and a uniform mirror surface is formed on the work surface. The result that it can process efficiently was obtained.
Further, when the above-described hemispherical cutting tool 21 is used, even if an attachment error or a vibration error occurs in the cutting tool 21 described above, the cross-sectional shape of the chips (or the cutting tool 21 and the work material 22 described above) The shape of the contact cross section) does not change greatly, and scratch marks or the like hardly occur.
Therefore, the work surface by the hemispherical cutting tool 21 described above can be efficiently formed into a mirror surface, and the processing accuracy of the shape of the work surface can be improved efficiently.
In FIG. 5 (1), the position of the hemispherical cutting tool 21 when there is no mounting error in elliptical vibration cutting is indicated by a solid line, and the mounting error (including vibration error) occurs in elliptical vibration cutting. The position of the hemispherical cutting tool 21 is indicated by a two-dot chain line, and 23 indicates an error angle between the two.
Further, regarding the contact cross section between the cutting tool 21 and the work material 22, the reference numeral 24 indicates a contact cross section when there is no attachment error, and 25 indicates the contact cross section when the attachment error occurs.
Therefore, as described above, the shapes of the contact cross sections 24 and 25 shown in FIG. 5A do not change significantly.

また、図5(2)に示す平面形状の切削工具31を用いた場合、前記した半球形状の切削工具21に較べて、前記した切削工具の僅かな取付誤差や振動誤差にて被削材32の切削断面が大きく異なる傾向にあるが、前記した平面形状の切削工具31に取付誤差がない場合は、前記した切削工具31の送り量を大きくすることができるので、前記した半球形状の切削工具21に較べて、前記した平面形状の切削工具31の切削効率を効率良く向上させることができる。
なお、図5(2)において、楕円振動切削に取付誤差がない場合における平面形状の切削工具31の位置を実線で示し、且つ、楕円振動切削に取付誤差(振動誤差を含む)が発生した場合における平面形状の切削工具31の位置を二点鎖線で示すと共に、33は当該両者との間の誤差角度を示している。
また、前記した切削工具31と被削材32との接触断面について、34は取付誤差がない場合の接触断面を、35は取付誤差が発生した場合の接触断面を示している。
従って、図5(1)に示す両接触断面34・35の形状は大きく異なるものとなる。
In addition, when the planar cutting tool 31 shown in FIG. 5 (2) is used, the work material 32 is caused by a slight mounting error and vibration error of the cutting tool as compared with the hemispherical cutting tool 21 described above. However, if there is no mounting error in the planar cutting tool 31, the feeding amount of the cutting tool 31 can be increased. Therefore, the above-described hemispherical cutting tool is used. Compared to 21, the cutting efficiency of the above-described planar cutting tool 31 can be improved efficiently.
In FIG. 5B, the position of the planar cutting tool 31 when there is no attachment error in elliptical vibration cutting is indicated by a solid line, and an attachment error (including vibration error) occurs in elliptical vibration cutting. The position of the planar cutting tool 31 is indicated by a two-dot chain line, and 33 indicates an error angle between the two.
Further, regarding the contact cross section between the cutting tool 31 and the work material 32, 34 indicates a contact cross section when there is no mounting error, and 35 indicates a contact cross section when the mounting error occurs.
Therefore, the shapes of the contact cross sections 34 and 35 shown in FIG.

本発明は、前述した実施例のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意に且つ適宜に変更・選択して採用することができるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be arbitrarily changed and selected as needed within a range not departing from the gist of the present invention. It is.

また、前記した実施例において、図1に示すガラス製レンズのプレス成形用金型を例に挙げて説明したが、光学部品がガラス製レンズ以外のものにも適用でき、例えば、プラスチック製レンズの射出成形用金型、発光ダイオードの樹脂封止成形用金型等に適用することができる。   In the above-described embodiment, the glass lens press mold shown in FIG. 1 has been described as an example, but the optical component can be applied to other than glass lenses, for example, plastic lenses. The present invention can be applied to injection molding dies, resin sealing molding dies for light emitting diodes, and the like.

図1は、本発明に係る光学部品の成形用金型(ガラス製レンズのプレス成形用金型)を概略的に示す概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing a mold for molding an optical component (a mold for press molding of a glass lens) according to the present invention. 図2は、図1に示す成形用金型を拡大して概略的に示すと共に、当該成形用金型を加工する方法を説明する概略拡大断面図である。FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view for explaining a method of processing the molding die while schematically showing the molding die shown in FIG. 1 in an enlarged manner. 図3は、図2に示す成形用金型を加工する加工方法に用いられる切削工具を拡大して概略的に示す概略拡大斜視図である。FIG. 3 is a schematic enlarged perspective view schematically showing an enlarged cutting tool used in the processing method for processing the molding die shown in FIG. 2. 図4は、本発明に係る成形用金型の加工方法を概略的に説明する概略正面図である。FIG. 4 is a schematic front view for schematically explaining the processing method of the molding die according to the present invention. 図5(1)及び図5(2)は、他の切削工具を概略的に示す概略断面図である。FIG. 5 (1) and FIG. 5 (2) are schematic sectional views schematically showing other cutting tools.

符号の説明Explanation of symbols

1 上型
2 下型
3 上プレス成形面
4 上チェイスブロック
5 上ホルダブロック
6 下プレス成形面
7 下チェイスブロック
8 下ホルダブロック
9 ガラス材料
11 切削工具(尖形の切削工具)
12 被削材(金型材料)
13 楕円振動の軌跡
14 切取り厚さ
15 切屑
16 せん断角度
21 半球形状の切削工具(Rバイト)
22 被削材
23 誤差角度
24 接触断面
25 接触断面
31 平面形状の切削工具
32 被削材
33 誤差角度
34 接触断面
35 接触断面
A 切削方向
B 主分力方向
D 背分力
E 切屑流出方向
θ 先端角度

1 Upper mold 2 Lower mold 3 Upper press forming surface 4 Upper chase block 5 Upper holder block 6 Lower press forming surface 7 Lower chase block 8 Lower holder block 9 Glass material 11 Cutting tool (pointed cutting tool)
12 Work material (mold material)
13 Trajectory of elliptical vibration 14 Cutting thickness 15 Chip 16 Shear angle 21 Hemispherical cutting tool (R bite)
22 Work material 23 Error angle 24 Contact cross section 25 Contact cross section 31 Plane-shaped cutting tool 32 Work material 33 Error angle 34 Contact cross section 35 Contact cross section A Cutting direction B Main component force direction D Back component force E Chip discharge direction θ Tip angle

Claims (4)

光学部品を成形する光学部品の成形用金型の加工方法であって、金型材料を楕円振動切削加工することによって前記した光学部品の形状に対応した成形面を有する光学部品の成形用金型を形成することを特徴とする光学部品の成形用金型の加工方法。   An optical component molding die for molding an optical component, which has a molding surface corresponding to the shape of the optical component by performing elliptical vibration cutting of the mold material. A method for processing a mold for molding an optical component, characterized in that: 光学部品を成形する光学部品の成形用金型であって、金型材料を楕円振動切削加工することによって前記した光学部品の形状に対応した成形面を有することを特徴とする光学部品の成形用金型。   An optical component molding die for molding an optical component, wherein the mold material has a molding surface corresponding to the shape of the optical component by performing elliptical vibration cutting of the mold material. Mold. 金型材料を、超硬合金、炭化珪素、コバルト系超耐熱合金、ニッケル系超耐熱合金、タングステン系超耐熱合金の中から選択することを特徴とする請求項2に記載の光学部品の成形用金型。   The mold material is selected from cemented carbide, silicon carbide, cobalt-based superalloy, nickel-based superalloy, and tungsten-based superalloy for molding optical components according to claim 2 Mold. 光学部品の成形用金型にて成形した光学部品であって、金型材料を楕円振動切削加工して形成された成形面を有する光学部品の成形用金型にて成形したことを特徴とする光学部品。

An optical component molded with an optical component molding die, wherein the optical component is molded with an optical component molding die having a molding surface formed by elliptical vibration cutting of a mold material. Optical component.

JP2005357225A 2005-12-12 2005-12-12 Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component Pending JP2007161508A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005357225A JP2007161508A (en) 2005-12-12 2005-12-12 Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005357225A JP2007161508A (en) 2005-12-12 2005-12-12 Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007161508A true JP2007161508A (en) 2007-06-28

Family

ID=38244827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005357225A Pending JP2007161508A (en) 2005-12-12 2005-12-12 Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007161508A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010228984A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Nippon Electric Glass Co Ltd Airflow levitation type production apparatus for glass body and airflow levitation type production method for glass body
WO2017212902A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 オリンパス株式会社 Method for manufacturing lens-molding die and method for manufacturing lens

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010228984A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Nippon Electric Glass Co Ltd Airflow levitation type production apparatus for glass body and airflow levitation type production method for glass body
WO2017212902A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 オリンパス株式会社 Method for manufacturing lens-molding die and method for manufacturing lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4829790B2 (en) Method for producing an ophthalmic lens from a circular blank
TWI343852B (en) Method and apparatus for working structure
US20140008340A1 (en) Hybrid ultraprecision machining device and hybrid ultraprecision machining method
CN1430544A (en) Method for manufacturing near net-shape mold
US20080110869A1 (en) Method of machining mold surface using laser
US20080019782A1 (en) Vibration body for cutting, vibration cutting unit, processing apparatus, molding die, and optical element
JP2004223700A (en) Processing method of transfer optical surface, processing machine, die for optical element molding and diamond tool
JP4466956B2 (en) Diamond tool manufacturing method
CN103962643A (en) Blade structure of metal cutting circular sawing machine and machining technology
JPWO2009031348A1 (en) Cutting blade, method for forming cutting blade, and manufacturing method thereof
JP2007161508A (en) Method for machining mold for forming optical component, mold, and optical component
WO2010058740A1 (en) Aspheric lens manufacturing method
JP2013220503A (en) Groove machining method and mirror finishing method on film-like workpiece by flycutting
US20220226945A1 (en) Method for producing a cutting tool with a recess
Kim et al. Experimental study of the diamond turning characteristics of tungsten carbide (Co 0.5%) when using a chamfered diamond bite
JP2008150225A (en) Press mold for molding glass optical device and manufacturing method and manufacturing apparatus therefor
JP2004001222A (en) Micropattern working method and micropattern processing device
JP4627192B2 (en) Method and apparatus for processing seal member
JP2007044785A (en) Cutting tool, machining device, molding die, optical element, and cutting machining method
JPH10235553A (en) Diamond lapping surface plate and manufacture therefor
Lauwers et al. Hybrid Manufacturing based on the combination of Mechanical and Electro Physical–Chemical Processes
JPH11114967A (en) Manufacture of mold, method and apparatus for processing fine pattern
JP2004001535A (en) Method for manufacturing mold
SUZUKI et al. Ultraprecision cutting of silicon carbide using micro milling tool of single crystalline diamond
JP2579036B2 (en) Manufacturing method of glass optical parts