TWI807875B - 光學精密加工模具裝置、具有模具的成型機及使用該模具裝置的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一種光學精密加工模具裝置，包含一治具、多數鎖固件及一模具，該治具受一夾頭的多數夾爪夾持定位，並包括多數呈矩陣排列的定位孔，該等鎖固件分別穿設於預定位置的定位孔，該模具包括一定位面、一模面部及一環周面，該定位面具有多數呈矩陣排列的鎖孔，部分的鎖孔供對應的鎖固件螺鎖定位，該模面部具有一注料孔、一導料槽及多數呈矩陣排列的模座，該模具的定位面可相對於該治具的前側面調整。且一種光學精密加工模具裝置的加工方法，是將該模具受該治具帶動相對於該刀具產生旋轉，該等模座受該刀具加工可製成多數截面呈非球面的模穴。
Description
本發明是有關於一種光學鏡片，特別是指一種光學精密加工模具裝置、具有模具的成型機及使用該模具裝置的加工方法。
光學鏡片可區分為球面鏡片(Spherical lens) 及 非球面鏡片(Aspherical lens)，透過球面鏡片的中心及周邊所呈現的影像，因為中心與邊緣的光線不能將影像聚集在一個點上，令影像被折射和扭曲, 影響視野的清晰度。非球面鏡片的設計，則能改善上述的問題，也就是說。非球面鏡片可以改變鏡片的表面曲率，且使鏡片中心與邊緣的光線聚集在同一個點上，影像會更清晰。
另外，現有一種多模穴模具(台灣公開號TW201130628A專利申請案)，該模具包括一上模、固定於上模內的多個上模仁、一下模和固定於下模內的多個下模仁，每一上模仁和每一下模仁對正形成鑄造成型品用的模穴，該上模包括一主流道，以及多數設於該主流道周圍且供安裝該等上模仁的固定孔，該下模包括對應於該主流道的冷料孔、多數設於該冷料孔周圍且供安裝該等下模仁的固定孔、連通每一模穴和主流道的多個分流道。
雖然這種模具可以達到製作鏡片的目的，也可適用於製作非球面鏡片，但是因為該等上模仁分別製作後再組配於該上模內部，該等下模仁也分別製作後再組配於該下模內部，因此，在製造組配上的工序較多，也容易造成組配公差，鏡片的製作精度較難控制。尤其更重要的是， 這種模具的設計，是在主流道周圍設置成環狀排列的模穴，導致模具的面積利用率不佳，直接影響的是鏡片的產能。
另外，現有製作鏡片的成型模具，因為該上模的主流道的引流方向與該下模的分流道、模穴的引流方向呈垂直設置，以致於當原料自該主流道注入時，經過多次轉折、壓損大，也會影響流速，容易造成各模穴中的結晶程度不一致，鏡片結晶強度不均勻而產生不良品。
因此，本發明的一目的，即在提供一種結構簡單、製造容易的光學精密加工模具裝置。
本發明的另一目的，即在提供一種可解決現有缺失的具有模具的成型機。
本發明的又一目的，在提供一種製造步驟簡單且可降低製造成本的使用光學精密加工模具裝置的加工方法。
於是，本發明的光學精密加工模具裝置，適宜安裝於一超精密加工機的一夾頭，且受一刀具進行非球面加工，該夾頭具有多數圍繞一軸線呈等間隔設置的夾爪，該刀具對應於該軸線，該光學精密加工模具裝置包含一治具、多數鎖固件及一模具。該治具受該夾頭的夾爪夾持定位，並包括一前側面、一相反於該前側面的後側面，以及多數連通該前側面與該後側面且呈矩陣排列的定位孔，該等鎖固件分別穿設於該治具的預定位置的定位孔，該模具包括一抵靠於該前側面的定位面，以及一相反於該定位面的模面部，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，部分的鎖孔供對應的鎖固件螺鎖定位，該模具相對於該軸線呈偏心設置，該模具受該治具帶動相對於該軸線產生偏心旋轉，該模面部受該刀具加工可製成多數截面呈非球面的模穴。
本發明的具有模具的成型機，包含一機台、一送料單元、一線材送料回流防止裝置、一多模塊驅動裝置及一對模具，該送料單元安裝於該機台，用於掣送該線材，並包括數個沿一軸線呈間隔設置的掣送輪組，以及多數分別驅動該等掣送輪組的馬達，該線材送料回流防止裝置安裝於該機台且位於該送料單元一側，可防止線材送料時產生回流，該多模塊驅動裝置安裝於該機台且位於該線材送料回流防止裝置的出料端口一側，每一模具包括一定位面、一相反於該定位面的模面部，以及一連接於該定位面與該模面部的環周面，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，該模面部具有一連通至該環周面的注料孔、一連通於該注料孔的導料槽，以及多數凸設於該導料槽且呈矩陣排列的模座，每一模座具有多數連通於該導料槽的引料槽，該注料孔的入料方向平行於該導料槽的引流方向。
本發明的使用光學精密加工模具裝置的加工方法，包含下列步驟: (A)製備一具有一夾頭的加工機、一刀具、一治具、多數鎖固件及一模具，該夾頭具有多數圍繞一軸線呈等間隔設置的夾爪，該刀具對應於該軸線，該治具包括一前側面、一相反於該前側面的後側面，以及多數連通該前側面與該後側面且呈矩陣排列的定位孔，該等鎖固件分別穿設於該治具的預定位置的定位孔，該模具包括一抵靠於該前側面的定位面，以及一相反於該定位面的模面部，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，(B) 將該治具安裝於該夾頭且受該等夾爪夾持定位，(C)將該模具安裝於該治具，部分的鎖孔供對應的鎖固件螺鎖定位，且使該定位面抵靠於該前側面，該模具相對於該軸線呈偏心設置，該模面部的一預定加工部位對應於該刀具，(D)啟動該夾頭帶動該治具轉動，該模具相對於該軸線呈偏心轉動，該刀具對該模具的預定加工部位進行進刀加工後再退刀，(E)重複步驟(C)至步驟(D)，該模具的該等預定加工部位可被加工成多數截面呈非球面的模穴。
本發明的功效在於：利用上述的光學精密加工模具裝置、具有模具的成型機及使用光學精密加工模具裝置的加工方法，可在該模具的模面部連續加工該等截面呈非球面的模穴，可以簡化製造組配的工序，且可降低製造成本。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1至圖5及圖8，本發明的光學精密加工模具裝置的一實施例，適宜安裝於一超精密加工機(圖未示)的一夾頭1，且受一刀具2進行非球面加工，該夾頭1具有多數圍繞一軸線L呈等間隔設置的夾爪101，該刀具2對應於該軸線L，該夾頭1與該刀具2為現有技術且非本發明論究的範圍，其詳細結構及操作原理不多加贅述。該光學精密加工模具裝置包含一治具10、多數鎖固件20及一模具30。
一對模具30適宜安裝於一光學鏡片射出成型機3，該成型機3還包含一機台40、一送料單元50、一線材送料回流防止裝置60、多數多模塊驅動裝置70。
該治具10呈圓盤狀且受該夾頭1的夾爪101夾持定位，並包括一前側面11、一相反於該前側面11的後側面12，以及多數連通該前側面11與該後側面12且呈矩陣排列的定位孔13。
本發明的該等鎖固件20為螺絲，且分別穿設於該治具10的預定位置的定位孔13，每一個鎖固件20具有一定位於該後側面12的頭部21、一穿設於預定位置的定位孔13中的穿桿部22，以及一連接於該穿桿部22且凸出於該前側面11的螺紋部23。
該模具30包括一抵靠於該前側面11的定位面31、一相反於該定位面31的模面部32，以及一連接於該定位面31與該模面部32的環周面33，該定位面31具有多數朝該模面部32延伸且呈矩陣排列的鎖孔311，該等鎖孔311為螺孔，部分的鎖孔311供對應位置的鎖固件20螺鎖定位，該模面部32具有一垂直於該軸線L的模面320、一由該模面320凹設且垂直於該軸線L並連通至該環周面33的注料孔321、一連通於該注料孔321的導料槽322，以及多數凸設於該導料槽322且呈矩陣排列的模座323，每一模座323具有多數連通於該導料槽322的引料槽324，該注料孔321的入料方向平行於該導料槽322的引流方向。該模具30受該治具10帶動相對於該刀具2產生旋轉，每一模座323受該刀具2加工可分別成型出一連通於該等引料槽324且截面呈非球面的模穴325。
參圖8，該成型機3的送料單元50設置於該機台40上，並包括數個間隔設置的掣送輪組51，以及多數分別驅動該等掣送輪組51的馬達(圖8未揭示)，每一個掣送輪組51用於掣送一固態線材朝該線材送料回流防止裝置60內部移動。
該線材送料回流防止裝置60設置於該送料單元50一側，可防止線材送料時產生回流。該線材送料回流防止裝置60非本發明論究的範疇，細部結構、操作原理不多加贅述。
該等多模塊驅動裝置70帶動該等模具30進行鎖模或開模。
為供進一步瞭解本發明各元件配合所產生的作用、運用技術手段，以及所預期達成的功效，將再說明如下，相信當可由此而對本發明有更深入且具體的瞭解。
使用光學精密加工模具裝置的加工方法，包含下列步驟:
步驟一: 製備具有該夾頭1的加工機、該刀具2、該治具10、該等鎖固件20及一模具30。
步驟二:如圖3及圖5所示，將該治具10安裝於該夾頭1且受該等夾爪101夾持定位，該治具10與該夾頭1準確對心。
步驟三: 將該模具30安裝於該治具10，部分的鎖孔311供對應位置的鎖固件20螺鎖定位，且使該定位面31抵靠於該前側面11，該模具30相對於該治具10穩固定位，該模面部32的其中一模座323對應於該刀具2。
步驟四: 啟動該夾頭1帶動該治具10轉動，該模具30相對於該刀具2轉動，該刀具2對該模具30的模座323進行進刀加工後再退刀(該刀具2進刀時呈角度偏擺)，該模座323可被加工成一截面呈非球面的模穴325。
步驟五: 如圖4及圖7所示，重複步驟三至步驟四，該模具30的定位面31可沿該前側面11產生調整、平移，且使不同位置的模座323可分別被加工成多數截面呈非球面的模穴325，所製成的模具30的該等模穴325呈矩陣排列。且每一次要調整該模具30的不同預定加工部位對應於該刀具2時，要將該等鎖固件20旋鬆，且使該等螺紋部23自該模具30的鎖孔311旋出，且自該治具10的定位孔13退出，在調整該模具30相對於該治具10的位置後，再將該等鎖固件20穿設於該治具10預定位置的定位孔13，且使該等螺紋部23鎖緊於該模具30的鎖孔311中，其中一鎖固件20對應於該軸線L，其餘的鎖固件20相對於該軸線L呈等距配置，可使該模具30穩固地固定於該治具10。且如圖6假想線顯示，調整後的模具30的另一模座323對應於該刀具2，該模具30相對於該軸線L呈偏心設置。
因此，藉由上述的連續步驟，且配合預定程式控制，即可在該模具30的模面部32上依序車削加工成型該等截面呈非球面的模穴325，該模具30的該等模穴325呈矩陣排列，透過射出成形可一次製造多數非球面鏡片，可以簡化製造組配的工序，可避免組配公差，鏡片的製作精度較容易控制。尤其更重要的是， 本發明的模具30設計，是在該模面部32設有連通至該環周面33的注料孔321，該注料孔321透過該導料槽322、該等引料槽324而連通於該等模穴325，該等模穴325成矩陣排列，使得模具30的面積利用率佳，可提升鏡片的產能。
在要進行鏡片設出成型作業時，利用該等多模塊驅動裝置70對該等模具30進行鎖模後，透過該送料單元50可掣送該固態線材朝該線材送料回流防止裝置60移動，固態線材又利用該線材送料回流防止裝置60變態為流動性原料，最後流動性原料會擠出至該等模具30而完成光學鏡片射出的作業。
再者，在上述的設出成型過程中，利用該注料孔321的入料方向平行於該導料槽322的引流方向，則當原料自注料孔321注入時，不需經過轉折就可導入於該等模穴325中，壓損小、不影響流速，各模穴325中的結晶程度會較一致，鏡片結晶強度均勻而可降低不良率。
綜上所述，本發明光學精密加工模具裝置、具有模具的成型機及使用該模具的加工方法，整體結構簡單、製造安裝容易，且可降低製造成本，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:夾頭
101:夾爪
2:刀具
3:光學鏡片射出成型機
10:治具
11:前側面
12:後側面
13:定位孔
20:鎖固件
21:頭部
22:穿桿部
23:螺紋部
30:模具
31:定位面
311:鎖孔
32:模面部
320:模面
321:注料孔
322:導料槽
323:模座
324:引料槽
325:模穴
33:環周面
40:機台
50:送料單元
51:掣送輪組
60:線材送料回流防止裝置
70:多模塊驅動裝置
L:軸線
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是本發明光學精密加工模具裝置及使用該模具裝置的加工方法一實施例的一立體安裝圖；
圖2是該實施例的一立體分解圖；
圖3是該實施例的一模具的局部放大示意圖；
圖4是該實施例的一剖視示意圖；
圖5是沿圖4中之線Ⅴ-Ⅴ的一剖面圖；
圖6是該實施例的一平面加工示意圖；
圖7是該實施例的另一平面加工示意圖；及
圖8是本發明具有模具的成型機一實施例的組合剖視圖。
1:夾頭
101:夾爪
2:刀具
10:治具
11:前側面
12:後側面
13:定位孔
20:鎖固件
21:頭部
22:穿桿部
23:螺紋部
30:模具
31:定位面
32:模面部
320:模面
321:注料孔
322:導料槽
323:模座
324:引料槽
325:模穴
33:環周面
L:軸線
Claims (3)
- 一種光學精密加工模具裝置，適宜安裝於一超精密加工機的一夾頭，且受一刀具進行非球面加工，該夾頭具有多數圍繞一軸線呈等間隔設置的夾爪，該刀具對應於該軸線，該光學精密加工模具裝置包含：一治具，受該夾頭的夾爪夾持定位，並包括一前側面、一相反於該前側面的後側面，以及多數連通該前側面與該後側面且呈矩陣排列的定位孔；多數鎖固件，分別穿設於該治具的預定位置的定位孔；及一模具，包括一抵靠於該前側面的定位面、一相反於該定位面的模面部，以及一連接於該定位面與該模面部的環周面，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，部分的鎖孔供對應的鎖固件螺鎖定位，該模面部具有一連通至該環周面的注料孔、一連通於該注料孔的導料槽，以及多數凸設於該導料槽且呈矩陣排列的模座，每一模座具有多數連通於該導料槽的引料槽，該注料孔的入料方向平行於該導料槽的引流方向，該模具的定位面可相對於該治具的前側面調整，且該模具受該治具帶動相對於該刀具產生旋轉，每一模座受該刀具加工可分別成型出一連通於該等引料槽且截面呈非球面的模穴。
- 一種具有模具的成型機，包含：一機台；一送料單元，安裝於該機台，用於掣送一線材，並包 括數個沿一軸線呈間隔設置的掣送輪組，以及多數分別驅動該等掣送輪組的馬達；一線材送料回流防止裝置，安裝於該機台且位於該送料單元一側，可防止線材送料時產生回流；一多模塊驅動裝置，安裝於該機台且位於該線材送料回流防止裝置的出料端口一側；及一對模具，每一模具包括一定位面、一相反於該定位面的模面部，以及一連接於該定位面與該模面部的環周面，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，該模面部具有一連通至該環周面的注料孔、一連通於該注料孔的導料槽，以及多數凸設於該導料槽且呈矩陣排列的模座，每一模座具有多數連通於該導料槽的引料槽，該注料孔的入料方向平行於該導料槽的引流方向。
- 一種使用光學精密加工模具裝置的加工方法，包含下列步驟：(A)製備一具有一夾頭的加工機、一刀具、一治具、多數鎖固件及一模具，該夾頭具有多數圍繞一軸線呈等間隔設置的夾爪，該刀具對應於該軸線，該治具包括一前側面、一相反於該前側面的後側面，以及多數連通該前側面與該後側面且呈矩陣排列的定位孔，該等鎖固件分別穿設於該治具的預定位置的定位孔，該模具包括一抵靠於該前側面的定位面、一相反於該定位面的模面部，以及一連接於該定位面與該模面部的環周面，該定位面具有多數朝該模面部延伸且呈矩陣排列的鎖孔，該模面部具有一連通至 該環周面的注料孔、一連通於該注料孔的導料槽，以及多數凸設於該導料槽且呈矩陣排列的模座，每一模座具有多數連通於該導料槽的引料槽，該注料孔的入料方向平行於該導料槽的引流方向；(B)將該治具安裝於該夾頭且受該等夾爪夾持定位；(C)將該模具安裝於該治具，部分的鎖孔供對應的鎖固件螺鎖定位，且使該定位面抵靠於該前側面，該模面部的其中一模座對應於該刀具；(D)啟動該夾頭帶動該治具及該模具轉動，該刀具對該模具的預定加工部位進行進刀加工後再退刀，對應於該刀具的模座可被加工成連通於該等引料槽且截面呈非球面的模穴；及(E)重複步驟(C)至步驟(D)，該模具的不同預定加工部位可被加工成多數截面呈非球面的模穴。
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- 2023-06-13 US US18/333,713 patent/US20230405880A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI752691B (zh) * | 2020-10-26 | 2022-01-11 | 台灣特宏光電股份有限公司 | 注料模造方法 |
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