[发明专利]菲涅尔透镜模具制造方法、加工装置和切削工具

说明书

提供一种用切削工具对被加工材料进行切削加工而制造透镜面和直立面交替配置的菲涅尔透镜的模具的方法。切削工具具有半径r1的圆弧形状的第一切削刃和与第一切削刃相连续的第二切削刃。加工装置反复实施使用第一切削刃而形成成为菲涅尔透镜的透镜面的模具的透镜模具面的第一工序(S1)和使用第二切削刃而形成成为菲涅尔透镜的直立面的模具的直立模具面的第二工序(S2)，从而制造菲涅尔透镜的模具。

技术领域

本公开涉及制造菲涅尔透镜的模具的技术。

背景技术

图1示出菲涅尔透镜(Fresnel lens)的截面。菲涅尔透镜20具有透镜面21和直立面(也被称为“上升面”)22以同心圆状交替配置的表面形状。使用模具并将亚克力(acrylic)、聚碳酸酯(polycarbonate)等的塑料树脂材料注射成型(Injection molding)而量产菲涅尔透镜20。菲涅尔透镜20的模具具有旋转轴对称形状，因此大多通过车削加工来制造。

图2为用于说明菲涅尔透镜模具的现有的精加工工序的图。菲涅尔透镜的模具30具有透镜模具面31和直立模具面32以同心圆状交替配置的表面形状，所述透镜模具面31成为菲涅尔透镜20的透镜面21的模具，所述直立模具面32成为菲涅尔透镜20的直立面22的模具。在模具30的现有的精加工工序中，对于旋转的被加工材料，以圆鼻(nose)中心27距成为目标的截面形状为r的轨迹进给圆鼻切削刃(nose cutting edge)26而交替精加工透镜模具面31和直立模具面32，其中，所述圆鼻切削刃26具有切削工具25的前端的微小圆弧形状(圆鼻半径(nose radius)r)(例如参照专利文献1)。图2所示的单点划线表示圆鼻中心27的进给轨迹。

根据上述精加工，在成为透明模具面31和直立模具面32的分界的角部33会留下圆鼻切削刃26的半径r的圆弧形状。转印有该角部33的圆角的透镜面21的区域对于透镜来说是无效的区域，因此角部33的圆弧半径r小为好。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2011-121146号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

已知通过下述式(1)在理论上可预测成为菲涅尔透镜面的模具的透镜模具面31的精加工面粗糙度Rth。

[数1]

其中，“r”为圆鼻切削刃26的圆鼻半径，“f”为在被加工材料每一转的期间切削工具25沿工具轨迹(图2中的“圆鼻中心的轨迹”)进给的进给量。参照式(1)，可知通过增大圆鼻半径r和/或者减小进给量f，可以降低精加工面粗糙度Rth，提高透镜性能的情况。

然而，如上所述，圆鼻半径r成为角部33的圆弧半径，因此为了减小菲涅尔透镜20的透镜面21中的无效区域，无法增大圆鼻半径r。此外，若减小进给量f，则可以降低精加工面粗糙度Rth，但另一方面加工效率下降，因此从成本方面来看不优选。此外，若减小进给量f，则还会存在切削工具25的切削距离变长，工具易磨损等的问题。

例如，在圆鼻半径r＝5μm时，通过将每一转的进给量f设定为1μm，由此实现镜面级别的精加工面粗糙度Rth(约0.025μm)。然而，以每一转时的1μm的进给量f无法实现高的加工效率。

本公开是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种以高的加工效率制造菲涅尔透镜的模具的技术。

(解决问题所采用的措施)