切削用振动体、振动切削单元、加工装置、成型模具及光学元件制造方法及图纸

第１紧固部件２７的抗拉强度大于第２紧固部件２５的抗拉强度。反复拆装切削工具２３时，抗拉强度较小的第２紧固部件２５有所劣化，但只要交换第２紧固部件２５就足够，能够防止第１紧固部件２７的破损降低振动体８２的交换频度。作为第１紧固部件２７的材料，可以使用高速钢、超硬合金、ＳＣＭ钢（铬钼钢）等。作为第２紧固部件２５的材料，可以使用超硬合金、ＳＣＭ钢等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及切削用振动体、振动切削单元及加工装置，它们适用 于形成光学元件用的模具等材料的切削加工，还涉及由此制作的成型 模具及光学元件。
技术介绍
通过使金刚石等切削工具的先端振动，对超硬或玻璃等难切削材 料进行切削加工的技术，被称为振动切削。这是由于振动而切削工具 刀刃作高速微小切入，并且通过振动的刀刃将此时产生的切屑掬出之 效果，由此实现对切削工具和被切削材料的应力都较小的切削加工(例如参照专利文献l、 2、 3、 4等)。通过这种振动切削加工，通常延 性方式切削所必需的临界切入量提高到几倍，能够高效率地切削加工 难切削材料。这种振动切削加工中，为了提高加工效率而提高振动频率的话上 述效果会增大，并且与频率几乎成比例地工具的进给速度也得到提高， 所以通常是使用2 0 kH z以上的高速振动。另外，该频率超过了人 可听见的范围，所以，具有振动子和被它激振的振动体不发出噪声之 优点。作为使切削工具刀刃产生这种高速振动的方法，已经实用化的有 用压电元件和超磁致伸缩元件等激振夹持工具的夹持部件，通过挠曲 振动和轴向振动等使夹持部件共振，由此使其作为驻波作安定振动。 该方法中，切削工具的尾部能够脱卸地固定在为振动体的夹持部件的 先端。上述夹持部件一般是采用铬钼钢，但是在振动切削中，切削工具 与夹持部件之间有摩擦发热的情况，此时，由于发热而振动子膨胀收缩引起工具刀刃位置发生变动致使不能进行高精度加工，存在问题。 在此，可以考虑采用例如像氮化硅那种低线膨胀系数且高硬度的陶资 材料或低线膨胀系数的合金材料作为夹持部件。但是，当企图在采用则出现以下问题，即夹持部件上出现裂缝和破损，不能形成螺紋，还 有即使形成了螺丝部，也不能将切削工具充分牢固地固定在夹持部件 上，或由于切削工具的反复拆装和交换，引起夹持部件上设有的螺丝 部变形和螺紋破损，致使不能将切削工具牢固地固定在夹持部件上， 必须交换夹持部件。在此，本专利技术以提供一种切削用振动体以及组装了该切削用振动 体的振动切削单元为目的，其中，即使反复拆装切削工具，螺丝等固 定具也不易破损，实现容易维持切削工具的牢固固定。本专利技术还以提供一种釆用上述振动切削单元高精度制作的成型模 具以及光学元件为目的。专利文献1:特开2000-52101号公报 专利文献2:特开2000-218401号7>才艮 专利文献3:特开平9 - 3 0 9 0 0 1号公报 专利文献4:特开2002-126901号公报
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术涉及的切削用振动体，备有支撑切削 工具的支撑部分，将被给予的振动传递给切削工具，其中，支撑部分 通过固定在所述支撑部件上的第1紧固部件和第2紧固部件拆装可能 地固定切削工具，第1紧固部件具有大于第2紧固部件的抗拉强度。本专利技术涉及的振动切削单元备有(a )上述切削用振动体；(b ) 由切削用振动体支撑的切削工具。本专利技术涉及的加工装置备有(a )上述振动切削单元；(b )通 过驱动使振动切削单元变位的驱动装置。本专利技术涉及的成型模具用上述振动切削单元加工制作，具有用来5形成光学元件光学面的转印光学面。此时，能够效率良好高精度地加 工具有凹面等各种光学面的模具。本专利技术涉及的光学元件用上述振动切削单元加工创制。此时，能 够得到具有凹面等各种光学面的高精度光学元件。附图说明图1:第1实施方式的振动切削单元的说明方框图。 图2: ( a )、 ( b )、 ( c )、 ( d )是工具部先端的平面图、端面图 及侧面图。图3: ( a )是说明工具部先端部状态的部分放大截面图，(b ) 是切削工具的放大侧面图。图4:第2实施方式的加工装置说明方框图。图5:采用了图4所示加工装置的工件的加工说明放大平面图。图6: ( a )、 ( b )是第3实施方式涉及的成型用模具的侧向截面图。图7:用图6(a)、6(b)的成型用模具形成的透镜的侧向截面图。图8:对图3 ( a )、 3(b)所示的振动切削单元进行变形的第 3实施方式的振动切削单元的部分放大截面图。专利技术的最佳实施方式上述切削用振动体中，因为用来能够拆装地固定切削工具的一个 第1紧固部件具有大于另一个第2紧固部件的抗拉强度，所以，能够 几乎不劣化破损第1紧固部件地反复进行切削工具的拆装。优选第1 紧固部件具有的抗拉强度大于第2紧固部件1.2倍以上，更优选2.5 倍以上。此时，为了牢固固定切削工具，抗拉强度相对较小的第2紧 固部件用必需的力进行紧固，所以多少伴随螺丝部的变形。反复进行 切削工具的拆装等以后，最终第2紧固部件的螺丝部有破损的可能性， 但是，能够通过第2紧固部件来防止为固定紧固部件的第1紧固部件产生劣化和破损。因此，即使对切削用振动体反复进行切削工具的拆 装，螺母等第1紧固部件和支撑部分也不易破损，能够延长切削用振 动体的耐久性和寿命。本专利技术具体实施方式的上述切削用振动体，其中，第l紧固部件是螺母，第2紧固部件是螺合在螺母中的螺杆。此时，能够防止螺母的螺紋剪切断裂，能够延长螺母的寿命。至于螺合在螺母中的螺杆，其螺紋的剪切断裂有进展的可能，但只要通过交换螺杆便可以解决。本专利技术的另一实施方式，其中，螺杆穿在切削工具上设有的固定用的孔中，切削工具被夹持、固定在支撑部分的支撑面与螺杆头之间。此时，即使支撑部分与第2紧固部件之间的抗拉强度都较小，也能够在其间确切地固定切削工具。本专利技术的另一实施方式，其中，螺母被固定在支撑部分上。此时， 螺母与支撑部分之间不易产生起因于高速振动的摩擦发热。并且，因为将寿命比较长的螺母固定在支撑部分上，所以能够延长作为切削用 振动体的寿命。本专利技术的另一实施方式，其中，螺母是用焊接固定在支撑部分上。 此时，能够将螺母安定确切地固定在支撑部分上。本专利技术的另一实施方式，其中，切削用振动体用低线膨胀材料形 成。此时，因为能够大大降低包括切削工具支撑部分的本体部分的膨 胀，所以能够降低切削工具先端的变位，提高切削加工的精度。"低线 膨胀材料"意味线膨胀系数在-2x10 — 6以上、2x10 "以下的材 料(又称"低线膨胀系数的材料")。作为低线膨胀材料，可以采用因 钢、超因钢、不锈钢因钢等。本专利技术的另一实施方式，其中，第1紧固部件用包括高速度工具 钢、超硬合金、马氏体类不锈钢、析出硬化类不锈钢及S CM钢之群 类的至少1种材料形成。此时，容易相对第2紧固部件加大抗拉强度， 能够确保螺紋等的加工性。作为本专利技术涉及的第2紧固部件，可以采用包括各种不锈钢、S CM钢等合金等各种金属材料。此时，容易相对第1紧固部件减小抗7拉强度，能够确保螺紋等的加工性。本专利技术的另一实施方式，其中，第1紧固部件的抗拉强度为9 0 ON/ mm2 ~ 3 0 0 0 N / mm2,第2紧固部件的抗拉强度为7 0 0 N / mm2 ~ 1 9 0 0 N / mm2。通过满足上述关系，能够防止第 1紧固部件和支撑部分的破损，同时更确切地实现切削工具向切削用 振动体的牢固固定。本专利技术的另一实施方式，其中，在上述切削用振动体中，第l紧 固部件是螺杆，第2紧固部件是螺合在螺杆上的螺母。此时，能够防 止螺杆螺紋的剪切断裂，能够延长螺杆寿命。至于螺合在螺杆上的螺 母，其螺紋的剪切断裂有进展的可能，但只要通过交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削用振动体，备有：支撑切削工具的支撑部分；固定在所述支撑部分上的第１紧固部件；与所述第１紧固部件一起，将所述切削工具拆装可能地固定在所述支撑部分上的第２紧固部件；其中，所述第１紧固部件具有大于所述第２紧固部件的抗拉强度，切削用振动体将被给予的振动传递给所述切削工具。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井利幸，细江秀，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]