專利名稱：金剛石盤型磨石和球面透鏡的磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在對(duì)用于數(shù)碼照相機(jī)等的光學(xué)球面透鏡進(jìn)行磨削加工時(shí)所采用的金剛石盤型磨石和采用該金剛石盤型磨石的球面透鏡的磨削方法。
背景技術(shù)：
作為光學(xué)球面透鏡的磨削方法，眾所周知有利用包括球面狀的磨削面的盤型磨石進(jìn)行的球面生成方法。例如，經(jīng)過粗磨削工序、精磨削工序和拋光工序這三個(gè)工序來加工透鏡球面。各工序的所需加工余量一般是，粗磨削中為0. 5 2mm、精磨削中為30 50 μ m、拋光中為10 20 μ m。表面粗糙度Rmax是，粗磨削中為6 10 μ m、精磨削中為0.5 4μπι、 拋光中為0.01 0.02 μ m。此外，對(duì)應(yīng)于各工序中的加工時(shí)間的分配，選擇最適合的金剛石盤型磨石的粒徑。特別是，以在作為最初的磨削工序、即粗磨削工序中的表面粗糙度為基準(zhǔn)，確定在此之后的工序的加工時(shí)間分配、金剛石盤型磨石的粒徑。為了減小表面粗糙度，只要減少金剛石盤型磨石所引起的切削痕跡即可，為此，只要使金剛石的磨粒粒徑細(xì)化即可。例如，在本申請(qǐng)人提出的專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所記載的透鏡磨削裝置中，當(dāng)采用粒度為#200 (JIS)的金剛石盤型磨石來進(jìn)行透鏡材料的粗磨削時(shí)，由于#200的磨粒的平均粒徑為74 88 μ m,因此切削痕跡的深度設(shè)定成大約70 μ m，這 70 μ m作為后續(xù)精磨削工序中的加工余量。若采用比#200細(xì)的磨粒粒徑的金剛石盤型磨石，則能減少后續(xù)精磨削工序中的加工余量。例如，可以采用#1200(平均粒徑為12μπι)或 #1500(平均粒徑為10 μ m)的磨粒。不過，#1200、#1500的磨粒的切削速度很慢，為5 μ m/ 秒，例如，為了對(duì)透鏡材料粗磨削700 μ m,需要花費(fèi)140秒左右的加工時(shí)間。這樣，若細(xì)化金剛石盤型磨石的磨粒粒徑，則加工時(shí)間自然變長。因此，在以往，考慮了精磨削工序中的表面粗糙度、加工余量和加工時(shí)間，將精磨削工序分成兩個(gè)工序。在第一工序中，采用金屬結(jié)合劑磨石作為金剛石盤型磨石來進(jìn)行例如50μπι的加工余量的磨削，在第二工序中，采用更細(xì)的磨粒粒徑的樹脂結(jié)合劑磨石作為金剛石盤型磨石來進(jìn)行剩下的20 μ m的加工余量的拋光，藉此，實(shí)現(xiàn)了加工余量為70 μ m、表面粗糙度為例如0. 5 μ m 的精磨削。在此，在球面透鏡的磨削加工中，若犧牲精磨削工序中的表面粗糙度，則能用單一工序進(jìn)行精磨削，還能縮短加工時(shí)間。不過，由于以前期工序的表面粗糙度為基準(zhǔn)來確定后續(xù)工序的加工余量，因此若犧牲了精磨削工序中的表面粗糙度，則會(huì)使作為后續(xù)工序的拋光工序中的加工余量增多，并使拋光加工時(shí)間大幅增長。因此，無法實(shí)現(xiàn)整體上加工時(shí)間的縮短。因此，本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)3中，提出了一種磨削方法，該磨削方法設(shè)定粗磨削條件以使精磨削能成為單一工序。根據(jù)這種方法，能實(shí)現(xiàn)球面透鏡的磨削加工的時(shí)間縮短和
工序管理的合理化。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2003-340702號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2007-253279號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 日本專利特開2007-253^0號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案在于提出一種金剛石盤型磨石，該金剛石盤型磨石與現(xiàn)有技術(shù)相比能以短時(shí)間進(jìn)行規(guī)定量的磨削、且以規(guī)定的表面粗糙度進(jìn)行磨削以使后續(xù)的磨削工序中只需較少的加工余量即可。此外，本發(fā)明的技術(shù)方案在于提出一種通過采用上述新的金剛石盤型磨石，能縮短磨削時(shí)間的球面透鏡的磨削方法。為解決上述技術(shù)方案，本發(fā)明的球面透鏡加工用的金剛石盤型磨石的特征在于， 具有工具盤主體，該工具盤主體包括與加工對(duì)象的透鏡球面相輔的球狀表面；以及一定厚度的磨材層，該磨材層層疊于上述球狀表面，上述磨材層由在結(jié)合劑材料中分散、混合有金剛石磨粒的磨材構(gòu)成，從上述磨材層的表面突出有許多上述金剛石磨粒，對(duì)從上述磨材層的表面突出的上述金剛石磨石實(shí)施對(duì)研修正加工，使上述金剛石磨粒的最大突出量與最小突出量之差為規(guī)定值以下。例如，通過采用包括與加工對(duì)象的透鏡球面相同球面的對(duì)研面的修正盤，從而對(duì)該金剛石盤型磨石的球狀磨面實(shí)施對(duì)研修正加工，并能減小金剛石磨粒的最大突出量與最小突出量之差。藉此，不用使金剛石盤型磨石的切削速度降低，能減小因該金剛石盤型磨石所產(chǎn)生的磨削面的切削痕跡從而來提高切削面的面精度。在此，較為理想的是，上述金剛石磨粒的上述最大突出量與上述最小突出量之差為上述金剛石磨粒的粒徑的1/3 1/6的范圍內(nèi)。此外，當(dāng)用于球面透鏡的粗磨削時(shí)，將上述金剛石磨粒的平均粒徑控制為149 37 μ m(JIS 一般磨粒粒度:#100 #400)即可。而且，上述磨材層通過在上述工具盤主體的上述球狀表面上將一定厚度的金剛石顆粒以規(guī)定間隔粘接、固定來形成，其中，上述一定厚度的金剛石顆粒是由使金剛石磨粒在結(jié)合劑材料中分散、混合后的磨材構(gòu)成的。本發(fā)明的金剛石盤型磨石適用于對(duì)球面透鏡的透鏡球面進(jìn)行磨削。本發(fā)明的球面透鏡的磨削方法的特征在于，包括粗磨削工序，該粗磨削工序通過采用上述金剛石盤型磨石對(duì)加工對(duì)象的透鏡材料的透鏡面進(jìn)行粗磨削從而粗糙地生成透鏡球面；精磨削工序，該精磨削工序采用精磨削工具盤對(duì)生成后的粗磨削透鏡球面進(jìn)行精磨削；以及拋光工序，該拋光工序?qū)ハ骱蟮纳鲜鐾哥R球面進(jìn)行拋光，上述粗磨削工序中，使上述金剛石盤型磨石以穿過上述球狀表面的球心的旋轉(zhuǎn)中心線為中心旋轉(zhuǎn)，并且使上述金剛石盤型磨石以上述旋轉(zhuǎn)中心線描繪出以球心為頂點(diǎn)的圓錐面的形態(tài)進(jìn)行球心擺動(dòng)，一邊使上述透鏡材料朝與上述金剛石盤型磨石相同的方向旋轉(zhuǎn)，一邊將上述透鏡材料按壓于上述金剛石盤型磨石，一邊以這種狀態(tài)將該透鏡材料送出，一邊對(duì)該透鏡材料實(shí)施球面磨削加工。在此，若將上述金剛石磨粒的平均粒徑控制為149 37 μ m(JIS —般磨粒粒度 #100 #400)，則能將上述精磨削工序中的加工余量控制為20 μ m以下。其結(jié)果是，能使精磨削成為單一磨削工序，并能縮短磨削時(shí)間，從而使工序管理簡單。在本發(fā)明的金剛石盤型磨石中，對(duì)分散、混合有金剛石磨粒的磨材層的表面實(shí)施對(duì)研修正加工，從而減小金剛石磨粒的最大突出量與最小突出量之差。藉此，不用使金剛石盤型磨石的切削速度降低，能減小因該金剛石盤型磨石所產(chǎn)生的磨削面的切削痕跡從而來提高切削面的面精度。此外，根據(jù)本發(fā)明的球面透鏡的磨削方法，能使用在粗磨削中所采用的磨粒粒徑的金剛石盤型磨石以與以往相同的磨削速度進(jìn)行粗磨削，同時(shí)與以往相比能提高透鏡磨削面的面精度。因此，由于在后續(xù)的精磨削工序中只要較少的加工余量即可，因此通過采用小粒徑的金剛石盤型磨石的單一磨削工序，便能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行精磨削。其結(jié)果是，能在短時(shí)間內(nèi)高效地進(jìn)行由粗磨削、精磨削、拋光加工構(gòu)成的球面透鏡磨削加工。


圖1是表示本發(fā)明的球面玻璃透鏡的磨削加工工序的工序圖。圖2是表示適用于粗磨削的球心擺動(dòng)型磨床的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3(a)是表示作為粗磨削用的樹脂結(jié)合劑磨石的金剛石盤型磨石的剖視圖，圖 3(b)是該金剛石盤型磨石的局部放大剖視圖，圖3(c)是表示在實(shí)施對(duì)研修正加工前的金剛石盤型磨石的局部放大剖視圖。圖4(a) 圖4(e)是表示金剛石盤型磨石的制作方法的一例的說明圖。(符號(hào)說明)1球心擺動(dòng)型磨削裝置3透鏡保持件4工具盤4a球面磨削面4A工具盤的旋轉(zhuǎn)中心線5透鏡主軸5A透鏡旋轉(zhuǎn)中心軸20工件升降機(jī)構(gòu)21水平臂部31球心擺動(dòng)體33支承板33a圓環(huán)狀內(nèi)周面3 壓縮空氣吹出孔或槽35擺動(dòng)寬度調(diào)整單元36A旋轉(zhuǎn)中心線37擺動(dòng)角調(diào)整單元
W透鏡材料0 球心60金剛石盤型磨石61球狀表面62工具盤主體63磨材層64結(jié)合劑材料65金剛石磨粒66 金剛石顆粒(diamond pellet)71 定盤72 球面73對(duì)研粗修正盤74粘接劑75對(duì)研精修正盤Hl最大突出量H2最小突出量ΔΗ 差
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的球面透鏡的磨削方法和金剛石盤型磨石進(jìn)行說明。圖1是表示本例的光學(xué)球面透鏡的磨削加工方法的工序圖。如該圖所示，本例的磨削加工方法由粗磨削工序ST1、精磨削工序ST2和拋光工序ST3這三個(gè)工序構(gòu)成。粗磨削工序(CG工序)STl是采用金剛石盤型磨石(粗磨削工具盤)對(duì)加工對(duì)象的透鏡材料進(jìn)行磨削從而將透鏡球面粗糙地生成的工序。精磨削工序ST2是采用粒徑比粗磨削工具盤細(xì)的金剛石盤型磨石對(duì)生成后的透鏡球面進(jìn)行精磨削的工序，為單一的磨削工序。所使用的磨削加工機(jī)不限于球心擺動(dòng)型，能選用采用一般的杯型磨石的磨削加工機(jī)。此外，作為金剛石盤型磨石，也可以采用樹脂結(jié)合劑磨石。接著，拋光工序ST3是對(duì)精磨削后的透鏡球面進(jìn)行拋光的工序。在該工序中，例如利用聚氨酯片材，采用加入氧化鈰等的拋光液進(jìn)行球面的拋光。(粗磨削工序)在粗磨削工序STl中，按以下條件(1) ( 在透鏡材料上生成球面。(1)采用球心擺動(dòng)型磨削裝置來進(jìn)行透鏡材料的粗磨削。作為球心擺動(dòng)磨削裝置， 能采用如圖2所示結(jié)構(gòu)的裝置。(2)作為粗磨削工具盤，使用#100 #400 (JIS規(guī)格、平均粒徑149 37 μ m)的
粒徑的金剛石盤型磨石。(3)將粗磨削工具盤的轉(zhuǎn)速設(shè)為2500rpm 3500rpm，例如設(shè)為3000rpm。(球心擺動(dòng)型磨削裝置)球心擺動(dòng)型磨削裝置使磨削面為球面的粗磨削工具盤以穿過該球面的球心的旋轉(zhuǎn)中心線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且以上述旋轉(zhuǎn)中心線描繪出以球心為頂點(diǎn)的圓錐面的形態(tài)進(jìn)行球心擺動(dòng)。此外，一邊使透鏡材料以相同速度朝與粗磨削工具盤相同的方向旋轉(zhuǎn)，一邊將透鏡材料按壓于旋轉(zhuǎn)且球心擺動(dòng)著的粗磨削工具盤的磨削面，并一邊以這種狀態(tài)將該透鏡材料送出，一邊對(duì)該透鏡材料實(shí)施球面磨削加工。而且，利用球心擺動(dòng)體以可自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)對(duì)粗磨削工具盤予以支承，將球心擺動(dòng)體的外周面作為球面，將上述外周面架在粗磨削工具盤的以磨削面的球心為中心的球面形狀的支承面上，對(duì)這些外周面與支承面之間供給壓縮空氣從而使上述球心擺動(dòng)體上浮，并在維持上浮狀態(tài)的同時(shí)使上述球心擺動(dòng)體球心擺動(dòng)。若參照?qǐng)D2進(jìn)行詳細(xì)說明，球心擺動(dòng)型磨削裝置1具有透鏡保持件3，該透鏡保持件3用于對(duì)加工對(duì)象的透鏡材料W予以保持；以及球面磨削面4a，該球面磨削面如對(duì)保持于透鏡保持件3的透鏡材料W進(jìn)行磨削加工。透鏡保持件3以使透鏡保持件3的保持面3a朝下保持成水平的狀態(tài)固定于垂直的透鏡主軸5的下端。在透鏡主軸5的中心形成有沿透鏡主軸5的軸線方向延伸的吸引通路5a，吸引通路fe的下端朝透鏡保持件3的保持面3a的中心開口，吸引通路fe的上端經(jīng)由旋轉(zhuǎn)接頭6和空氣過濾器7從而與真空發(fā)生器8的吸引側(cè)連通。通過利用真空發(fā)生器8 對(duì)吸引通路fe進(jìn)行真空吸引，從而使透鏡材料W吸附、保持于透鏡保持件3的保持面3a。透鏡主軸5以同軸狀態(tài)配置于上端封閉的圓筒狀的垂直保持筒9的內(nèi)部，通過上下一對(duì)軸承10、11以可自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被該垂直保持筒9支承。此外，透鏡主軸5被透鏡軸旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)成以透鏡主軸5的垂直中心線即透鏡旋轉(zhuǎn)中心線5A為中心旋轉(zhuǎn)。 垂直保持筒9的上端連結(jié)有汽缸13，該汽缸13固定于上端封閉的支承圓筒14的內(nèi)部。垂直保持筒9被汽缸13以規(guī)定的力朝下方按壓。透鏡主軸5通過工件升降機(jī)構(gòu)20升降。工件升降機(jī)構(gòu)20包括水平臂部21，在安裝于該水平臂部21的前端的垂直圓筒部22中以同軸狀態(tài)插入了垂直保持筒9，支承圓筒 14被水平臂部21固定于上表面。水平臂部21通過包括絲杠螺紋23、螺母M和伺服電動(dòng)機(jī)25的升降機(jī)構(gòu)沿垂直線性導(dǎo)向件沈升降。在此，在通過汽缸13對(duì)透鏡主軸5予以支承的支承圓筒14上安裝有非接觸式傳感器27，該非接觸式傳感器27用于檢測(cè)出安裝于支承圓筒14的內(nèi)側(cè)的垂直保持筒9的上端9a。一般，該非接觸式傳感器27處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)垂直保持筒9相對(duì)于支承圓筒14相對(duì)上升時(shí)，利用非接觸式傳感器27檢測(cè)出垂直保持筒9的上端9a，并將該傳感器輸出切換成開啟。接著，配置于透鏡保持件3的下方的工件盤4配置成工具盤4的球面磨削面如的球心0位于透鏡保持件3側(cè)的透鏡旋轉(zhuǎn)中心線5A的延長上。該工具盤4的背面一體形成有主軸4b，該主軸4b被球心擺動(dòng)體31以自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)加以支承。在此，以使工具盤4的旋轉(zhuǎn)中心線4A在球心0上與垂直延伸的透鏡旋轉(zhuǎn)中心線5A呈銳角θ相交的方式使主軸 4b被球心擺動(dòng)體31支承。球心擺動(dòng)體31包括半球狀的杯部分31a ；以及圓筒部分31b，該圓筒部分31b從該杯部分31a的底中心的外周面部分朝半徑方向的外側(cè)突出，在圓筒部分31b內(nèi)以同軸狀態(tài)安裝有可自由旋轉(zhuǎn)的主軸4b。此外，從圓筒部分31b的下端部朝橫方延伸有凸緣31c，并在此裝載有主軸驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)32。
球心擺動(dòng)體31的杯部分31a被形成于支承板33的圓環(huán)狀內(nèi)周面33a以可球心擺動(dòng)的狀態(tài)加以支承。圓環(huán)狀內(nèi)周面33a是以球心0為球心的球面，架于該圓環(huán)狀內(nèi)周面33a 上的外周面31d為球面的杯部分31a能以球心0為中心擺動(dòng)。在本例中，圓環(huán)狀內(nèi)周面33a 形成有壓縮空氣吹出孔或槽33b，在此通過壓縮空氣供給路33c供給壓縮空氣。因此，杯部分31a被保持成從圓環(huán)狀內(nèi)周面33a上浮的狀態(tài)。因此，能使球心擺動(dòng)體31以球心0為中心光滑地?cái)[動(dòng)。球心擺動(dòng)體31的下端通過連結(jié)接頭34和擺動(dòng)寬度調(diào)整單元35從而與電動(dòng)機(jī)36 的輸出軸連結(jié)。球心擺動(dòng)體31和連結(jié)接頭34的連結(jié)點(diǎn)3 位于工具盤旋轉(zhuǎn)中心線4A的延長線上，電動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)中心線36A以始終朝向球心0的狀態(tài)保持。當(dāng)操作擺動(dòng)寬度調(diào)整單元35的調(diào)整捏手3 時(shí)，會(huì)使連結(jié)點(diǎn)3 與電動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)中心線36A的間隔變化。 因此，能調(diào)整球心擺動(dòng)體31的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)寬度。接著，電動(dòng)機(jī)36被擺動(dòng)角調(diào)整單元37支承。擺動(dòng)角調(diào)整單元37包括配置于固定的位置的弓形的凸輪38，該凸輪38為以球心0為中心的圓弧形狀。以可沿該凸輪38滑動(dòng)的狀態(tài)安裝支承構(gòu)件39，并在此安裝有電動(dòng)機(jī)36。支承構(gòu)件39固定有螺母40，螺母40內(nèi)旋入有絲杠螺紋41。絲杠螺紋41的端部與手柄42連結(jié)。若旋轉(zhuǎn)手柄42，則支承構(gòu)件39沿凸輪38移動(dòng)。S卩、被球心擺動(dòng)體31支承的工具盤主軸4b以球心0為中心擺動(dòng)規(guī)定量。因此，能根據(jù)擺動(dòng)角調(diào)整單元37來對(duì)工具盤4的旋轉(zhuǎn)中心線4A與垂直的透鏡旋轉(zhuǎn)中心線5A所成角度θ、即擺動(dòng)中心線角度進(jìn)行變更。在此，通過數(shù)值控制用的控制器50來進(jìn)行各部分的驅(qū)動(dòng)控制。此外，控制器50連接有輸入裝置51。通過輸入裝置51，能利用手動(dòng)操作進(jìn)行將透鏡材料送出的動(dòng)作，此外，還能進(jìn)行切削量的設(shè)定等。圖3(a)是表示作為粗磨削用的樹脂結(jié)合劑磨石的金剛石盤型磨石的剖視圖，圖 3(b)是表示該金剛石盤型磨石的局部放大剖視圖。圖3(c)是表示在實(shí)施對(duì)研修正前的金剛石盤型磨石的局部放大剖視圖。圖3(a)、圖3(b)所示的金剛石盤型磨石可用作采用先前說明的球心擺動(dòng)型磨床來進(jìn)行粗磨削時(shí)的工具盤4。金剛石盤型磨石60具有工具盤主體62，該工具盤主體62包括與加工對(duì)象的透鏡球面相輔的球狀表面61 ；以及一定厚度的磨材層63，該磨材層63層疊于球狀表面61。磨材層63由在結(jié)合劑材料64中以規(guī)定的集中度(濃度(concentration))分散、混合有金剛石磨粒65的磨材構(gòu)成。在本例中，一定大小的金剛石顆粒66為以規(guī)定間隔粘接、固定于球狀表面61的結(jié)構(gòu)。從磨材層63的表面63a使許多金剛石磨粒65以不同的突出量突出。如圖3(c) 所示，在對(duì)金剛石顆粒66粘接、固定的過程中，金剛石顆粒65的最大突出量與最小突出量之差ΔΗ大。在本例中，對(duì)從磨材層63的表面63a突出的金剛石磨粒65實(shí)施對(duì)研修正加工。藉此，對(duì)一部分金剛石磨粒65的突出側(cè)的前端部分進(jìn)行拋光，從而使金剛石磨粒65的最大突出量Hl與最小突出量H2之差Δ H為規(guī)定值以下。例如，使金剛石磨粒65的最大突出量Hl與最小突出量Η2之差Δ H為金剛石磨粒的平均粒徑的1/3 1/6的范圍內(nèi)。接著，圖4(a) 圖4(e)是表示金剛石盤型磨石的制作方法的一例的說明圖。金剛石盤型磨石的制作方法由磨材層形成工序(圖4(a)、圖4(b))和對(duì)研修正工序(圖4(c) 圖4(e))構(gòu)成。
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在磨材層形成工序中，在包括與加工對(duì)象的透鏡球面相輔的球狀表面的工具盤主體的球狀表面上形成有磨材層，該磨材層將在結(jié)合劑材料中分散、混合有金剛石磨粒的磨材以一定厚度層疊而成。例如，制作包括相對(duì)于加工對(duì)象的透鏡球面的球面精度(Ah)為 0. 002 μ m 0. 005 μ m的球面的定盤71 (圖4 (a))。接著，在定盤71的球面72上通過漿糊等粘貼一定厚度的金剛石顆粒66，該金剛石顆粒66在結(jié)合劑材料中使金剛石磨粒分散、混合而成。對(duì)粘貼后的金剛石顆粒66的各個(gè)表面涂布粘接劑74。接著，將粘貼于球面72的金剛石顆粒66分別通過粘接劑74按壓于工具盤主體62的球狀表面61，并維持該按壓狀態(tài)至粘接劑固化。在粘接劑固化后，通過拆下定盤71，從而能得到工具盤主體62，該工具盤主體62在球狀表面61上形成由金剛石顆粒66構(gòu)成的磨材層63(圖4(b))。圖3 (c)是將所形成的磨材層63放大后表示的圖。在接下的對(duì)研修正工序中，采用包括對(duì)應(yīng)于加工對(duì)象的透鏡球面的球狀對(duì)研面的對(duì)研修正盤來對(duì)工具盤主體的磨材層的表面實(shí)施對(duì)研修正加工，從而將從磨材層表面突出的金剛石磨粒的最大突出量與最小突出量控制為規(guī)定值以下。例如，對(duì)研修正工序由粗修正工序和精修正工序構(gòu)成。在粗修正工序中，采用對(duì)研粗修正盤73將規(guī)定粒徑的磨粒抵接研材層63的表面實(shí)施對(duì)研修正(圖4 (c))。例如，一邊抵接GC#240的磨粒(硅質(zhì)類磨削材料)一邊進(jìn)行對(duì)研修正。在精修正工序中，一邊采用對(duì)研精修正盤75只加入水一邊對(duì)粗修正后的磨材層 63的表面實(shí)施對(duì)研精修正(圖4(d)、圖4(e))。例如，采用S45C等可進(jìn)行淬火加工的材料來制作對(duì)研精修正盤75從而進(jìn)行淬火。由于進(jìn)行淬火后會(huì)發(fā)生變形，因此將淬火后的對(duì)研精修正盤75相對(duì)于加工對(duì)象的透鏡球面實(shí)施修正以使得球狀對(duì)研面的球面精度(At1)為 0. 002 μ m 0. 005 μ m。采用由此所得到的對(duì)研精修正盤75。圖3 (b)是將修正后的磨材層 63放大后表示的圖。(作用効果)采用如上所述制作的金剛石盤型磨石60，采用圖2所示擺動(dòng)磨削裝置1來進(jìn)行球面透鏡的粗磨削。其結(jié)果是，即便使用#100 #400的金剛石盤型磨石60，透鏡磨削面的切削痕跡為10 μ m附近。此外，由硼硅玻璃構(gòu)成的透鏡材料(BK7、Φ 30)的切削速度為20 μ m/ 秒，能以35秒左右加工700 μ m切削量。此外，能確認(rèn)由于粒徑大，會(huì)使磨損減小，也會(huì)使磨削面的面精度的降低減少。而且，在后續(xù)的精磨削工序中，確認(rèn)能將加工余量控制為大約10 μ m左右，并只需采用樹脂結(jié)合劑磨石等單一的精磨削工序即可。因此，與現(xiàn)有的球面透鏡磨削方法相比，確認(rèn)從整體而言，能以短的磨削時(shí)間、高效地對(duì)球面透鏡進(jìn)行磨削。
權(quán)利要求
1.一種球面透鏡加工用的金剛石盤型磨石，其特征在于，具有工具盤主體，該工具盤主體具有與加工對(duì)象的透鏡球面相輔的球狀表面；以及一定厚度的磨材層，該磨材層層疊于所述球狀表面， 所述磨材層由在結(jié)合劑材料中分散、混合有金剛石磨粒的磨材構(gòu)成， 從所述磨材層的表面突出有許多所述金剛石磨粒，對(duì)從所述磨材層的表面突出的所述金剛石磨石實(shí)施對(duì)研修正加工，使所述金剛石磨粒的最大突出量與最小突出量之差為規(guī)定值以下。
2.如權(quán)利要求1所述的金剛石盤型磨石，其特征在于，所述金剛石磨粒的所述最大突出量與所述最小突出量之差處在所述金剛石磨粒的粒徑的1/3 1/6的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的金剛石盤型磨石，其特征在于，所述金剛石磨粒的平均粒徑為 149 37 μ m(JIS 一般磨粒粒度:#100 #400)。
4.如權(quán)利要求3所述的金剛石盤型磨石，其特征在于，所述磨材層通過在所述工具盤主體的所述球狀表面上將一定厚度的金剛石顆粒以規(guī)定間隔粘接、固定來形成，其中，所述一定厚度的金剛石顆粒是由使金剛石磨粒在結(jié)合劑材料中分散、混合后的磨材構(gòu)成的。
5.一種球面透鏡的磨削方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的金剛石盤型磨石對(duì)球面透鏡的透鏡球面進(jìn)行磨削。
6.如權(quán)利要求5所述的球面透鏡的磨削方法，其特征在于，包括粗磨削工序，該粗磨削工序通過采用所述金剛石盤型磨石對(duì)加工對(duì)象的透鏡材料的透鏡面進(jìn)行粗磨削從而粗糙地生成透鏡球面；精磨削工序，該精磨削工序采用精磨削工具盤對(duì)生成后的粗磨削透鏡球面進(jìn)行精磨削；以及拋光工序，該拋光工序?qū)ハ骱蟮乃鐾哥R球面進(jìn)行拋光， 所述粗磨削工序中，使所述金剛石盤型磨石以穿過所述球狀表面的球心的旋轉(zhuǎn)中心線為中心旋轉(zhuǎn)，并且使所述金剛石盤型磨石以所述旋轉(zhuǎn)中心線描繪出以所述球心為頂點(diǎn)的圓錐面的形態(tài)進(jìn)行球心擺動(dòng)，一邊使所述透鏡材料朝與所述金剛石盤型磨石相同的方向旋轉(zhuǎn)，一邊將所述透鏡材料按壓于所述金剛石盤型磨石，一邊以這種狀態(tài)將所述透鏡材料送出，一邊對(duì)該透鏡材料實(shí)施球面磨削加工。
7.如權(quán)利要求6所述的球面透鏡的磨削方法，其特征在于，將所述金剛石磨粒的平均粒徑控制為149 37 μ m(JIS —般磨粒粒度#100 #400)， 將所述精磨削工序中的加工余量控制為20 μ m以下， 使所述精磨削工序成為單一磨削工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金剛石盤型磨石和球面透鏡的磨削方法。本發(fā)明的金剛石盤型磨石，該金剛石盤型磨石能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行規(guī)定量的磨削加工，并以規(guī)定的表面粗糙度進(jìn)行磨削以使后續(xù)的磨削工序中只需較少的加工余量即可。球面透鏡加工用的金剛石盤型磨石(60)具有工具盤主體(62)，該工具盤主體(62)包括與加工對(duì)象的透鏡球面相輔的球狀表面(61)；以及一定厚度的磨材層(63)，該磨材層(63)層疊于球狀表面(61)。對(duì)從磨材層(63)的表面(63a)突出的金剛石磨粒(65)實(shí)施對(duì)研修正加工，使所述金剛石磨粒(65)的最大突出量(H1)與最小突出量(H2)之差為規(guī)定值(ΔH)以下。藉此，不用降低金剛石盤型磨石(60)的切削速度，能減小因所述金剛石盤型磨石(60)引起的磨削面的切削痕跡從而提高切削面的面精度。
文檔編號(hào)B24D7/18GK102240989SQ20101023403
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者春日洋一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社春近精密