JP2009220274A - Method and device for accurately machining resin product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂成型品を高精度に成型するために利用される、樹脂製品の精密加工装置と精密加工方法に関する。 The present invention relates to a precision processing apparatus and a precision processing method for resin products, which are used for molding a resin molded product with high accuracy.
樹脂成型品を作る方法には、切削加工と射出成型とが知られている。小型電子部品や光学部品のような精度の高い製品には切削加工が適する(特許文献1)。しかし、量産品については、コストの安い射出成型が採用される。また、射出成型でも高い精度が得られるような技術も各種開発されている(特許文献2)。
切削加工によれば、任意の形状の製品が高い精度で製造できる。しかしながら、切削前に材料を正確に位置決めしてクランプするという準備作業が必要になる。また、自動運転で精密加工ができる切削加工装置は設備コストが高い。従って、生産性向上のために多数の切削加工設備を揃えることは難しい。一方、射出成型は大量生産に適するが、例えば非常に薄い部分、極細の突起部、あるいは先鋭な溝などを有する樹脂成型品は、歩留まりが低下する。また、数ミクロン以下の微細構造を持つ樹脂製品は、射出成型自体が困難である。 According to the cutting process, a product having an arbitrary shape can be manufactured with high accuracy. However, preparatory work is required to accurately position and clamp the material before cutting. Moreover, the equipment cost of a cutting apparatus capable of precision machining by automatic operation is high. Therefore, it is difficult to arrange a large number of cutting facilities for improving productivity. On the other hand, although injection molding is suitable for mass production, for example, a resin molded product having a very thin portion, an extremely thin protrusion, or a sharp groove has a low yield. Moreover, injection molding itself is difficult for a resin product having a fine structure of several microns or less.
本発明は、上記の課題を解決するために、射出成型の利点と切削加工の利点とを併せ持ち、微細構造を持ち生産性の高い樹脂製品の精密加工装置と精密加工方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a precision processing apparatus and a precision processing method for a resin product that has both the advantages of injection molding and the advantages of cutting and has a fine structure and high productivity. And
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成1〉
接離自在に合体され、当接面間に樹脂成型品を射出成型するためのキャビティを有する固定金型及び可動金型と、上記固定金型と樹脂通路を通じて連結され、上記キャビティに樹脂を射出する射出機と、上記固定金型から離脱し上記可動金型に保持された樹脂成型品に対して、切削工具により切削加工を施して所定形状の樹脂製品に仕上げる切削装置とを備え、上記切削装置による切削加工の加工精度と、上記製品の切削対象面の仕上がり寸法精度と、上記可動金型と上記切削工具との相対位置制御の精度とを整合させたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
The following configurations are means for solving the above-described problems.
<Configuration 1>
The fixed mold and the movable mold, which are combined so as to come into contact with each other and have a cavity for injection molding of a resin molded product between the contact surfaces, are connected through the fixed mold and the resin passage, and the resin is injected into the cavity. And a cutting device for cutting the resin molded product separated from the fixed mold and held by the movable mold with a cutting tool to finish a resin product having a predetermined shape. Resin product precision characterized by matching the processing accuracy of the cutting process by the apparatus, the finished dimensional accuracy of the surface to be cut of the product, and the accuracy of relative position control between the movable mold and the cutting tool Processing equipment.
射出成型と切削加工を組み合わせて、微細形状を有する精密な樹脂製品を製造できる。射出成型後、そのまま可動金型に保持した樹脂成型品を切削加工するので、生産性を高めることができる。 By combining injection molding and cutting, a precise resin product with a fine shape can be manufactured. After the injection molding, since the resin molded product held in the movable mold is cut as it is, the productivity can be improved.
〈構成2〉
構成1に記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記切削装置による切削加工の加工精度を、上記キャビティの寸法精度より高くしたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 2>
In the precision processing apparatus for resin products according to Configuration 1, the precision processing apparatus for resin products is characterized in that the processing accuracy of the cutting by the cutting device is higher than the dimensional accuracy of the cavity.
射出成型では不可能な微細構造部分を、切削加工により実現することができる。 Fine structures that are impossible with injection molding can be realized by cutting.
〈構成3〉
構成1または2に記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記固定金型及び可動金型の当接面間に複数の上記キャビティが設けられ、かつ上記切削装置に1台の切削工具が設けられ、上記切削装置は、切削工具または上記可動金型を相対移動させて、上記複数の樹脂成型品を順次切削加工することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 3>
In the precision processing apparatus for resin products according to Configuration 1 or 2, a plurality of the cavities are provided between contact surfaces of the fixed mold and the movable mold, and one cutting tool is provided in the cutting apparatus. The cutting apparatus is a precision processing apparatus for resin products, in which a cutting tool or the movable mold is relatively moved to sequentially cut the plurality of resin molded products.
可動金型に複数のキャビティが設けられていて、切削工具を順次操作すれば、連続して複数の樹脂成型品を、高精度に切削加工することができる。 If the movable mold is provided with a plurality of cavities and the cutting tool is sequentially operated, a plurality of resin molded products can be continuously cut with high accuracy.
〈構成4〉
構成1または2に記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記固定金型及び可動金型の当接面間に複数の上記キャビティが設けられ、かつ上記切削装置に複数の切削工具が設けられており、各切削工具が同時に並行していずれかの樹脂成型品を切削加工することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 4>
In the precision processing apparatus for resin products according to Configuration 1 or 2, a plurality of the cavities are provided between contact surfaces of the fixed mold and the movable mold, and a plurality of cutting tools are provided in the cutting apparatus. A precision processing apparatus for resin products, wherein each cutting tool simultaneously cuts any resin molded product in parallel.
切削工具を複数設けて、切削加工の同時並行処理をし、生産性を高めることができる。 A plurality of cutting tools can be provided for simultaneous parallel processing of cutting, thereby improving productivity.
〈構成5〉
構成1乃至4のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記キャビティ内に射出された樹脂を、上記可動金型に保持させた状態で、上記切削加工前に、樹脂製品の仕上がり寸法精度から導かれた基準温度以下まで冷却する冷却機構を設けたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 5>
In the precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 4, the finished size of the resin product before the cutting process in a state where the resin injected into the cavity is held in the movable mold. A precision processing apparatus for resin products, which is provided with a cooling mechanism for cooling to a reference temperature or less derived from accuracy.
十分に冷却することにより、切削加工のときに、樹脂成型品や金型による支持寸法精度が確保できる。 By sufficiently cooling, the support dimensional accuracy by the resin molded product or the mold can be secured at the time of cutting.
〈構成6〉
構成1乃至5のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記切削装置は、上記可動金型に加工面が下向きになるように樹脂成型品を保持させた状態で、上記切削工具により上記切削加工を施すことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 6>
In the precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 5, the cutting apparatus is configured to hold the resin molded product on the movable mold so that the processing surface faces downward by the cutting tool. A precision processing apparatus for resin products, characterized by performing the above cutting.
加工面が下向きになるように樹脂成型品を保持させた状態で切削加工すると、樹脂成型品の切り屑が自然落下するので、効率よく切削加工ができる。 When cutting is performed with the resin molded product held so that the processed surface faces downward, the chips of the resin molded product naturally fall, so that cutting can be performed efficiently.
〈構成7〉
構成1乃至5のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記固定金型に上記可動金型を合体させて上記射出機から樹脂を射出する合***置から、上記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工位置と、上記排出装置により上記製品を上記可動金型から排出する排出位置とを経て、上記合***置に戻るように、上記可動金型を循環移動させる移動機構を備えることを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 7>
The precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 5, wherein a resin molded product is formed by the cutting apparatus from a combined position where the movable mold is combined with the fixed mold and the resin is injected from the injection machine. A moving mechanism that circulates and moves the movable mold so as to return to the combined position through a processing position for cutting the sheet and a discharge position for discharging the product from the movable mold by the discharge device. A precision processing equipment for resin products.
可動金型を複数の工程間で移動させて、射出工程と切削工程と排出工程とを順次自動的に実行させることができる。また、複数台の可動金型を用いれば、各工程を同時並行処理できる。 The movable mold can be moved between a plurality of processes, and the injection process, the cutting process, and the discharging process can be automatically executed sequentially. Further, if a plurality of movable molds are used, each process can be processed simultaneously in parallel.
〈構成8〉
構成1乃至7のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記切削装置により加工された上記樹脂製品は、幅あるいは高さが0.5μm 以上5μm以下の寸法の突起あるいは凹部を有することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 8>
The precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 7, wherein the resin product processed by the cutting apparatus has a protrusion or a recess having a width or height of 0.5 μm or more and 5 μm or less. Precision processing equipment for resin products.
射出成型では非常に難しかった微小な突起あるいは凹部を、切削工具により精度良く形成できる。 Fine projections or recesses, which were very difficult with injection molding, can be formed with high accuracy by a cutting tool.
〈構成9〉
構成1乃至8のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記切削装置として、3軸制御のNC加工機を用いたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 9>
The precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 8, wherein a three-axis controlled NC processing machine is used as the cutting device.
〈構成10〉
構成1乃至9のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工装置において、上記固定金型に上記可動金型を合体させて上記射出機から樹脂を射出する射出工程と、上記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工工程とにそれぞれ別の可動金型を配置して、上記射出工程と加工工程とが並列進行するように、上記複数の可動金型を循環移動させる移動機構を備えたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。
<Configuration 10>
The precision processing apparatus for resin products according to any one of Structures 1 to 9, wherein an injection step of injecting a resin from the injection machine by combining the movable mold with the fixed mold, and a resin molded product by the cutting apparatus A separate moving mold is arranged for each of the machining steps for cutting the workpiece, and a moving mechanism for circulating and moving the plurality of movable dies is provided so that the injection step and the machining step proceed in parallel. A precision processing equipment for resin products.
〈構成11〉
接離自在に合体され、当接面間に樹脂成型品を射出成型するためのキャビティを有する固定金型及び可動金型と、上記固定金型と樹脂通路を通じて連結され、上記キャビティに樹脂を射出する射出機とを用いて樹脂成型品を射出成型し、上記固定金型と上記可動金型とを分離した後、上記可動金型に保持された樹脂成型品の特定部分に対して、切削工具により、上記射出成型の寸法精度よりも高い加工精度で、切削加工を施して所定形状の樹脂製品に仕上げることを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。
<Configuration 11>
The fixed mold and the movable mold, which are combined so as to come into contact with each other and have a cavity for injection molding of a resin molded product between the contact surfaces, are connected through the fixed mold and the resin passage, and the resin is injected into the cavity. A resin molding product is injection-molded using an injection machine, the fixed mold and the movable mold are separated, and then a cutting tool is applied to a specific portion of the resin molded product held by the movable mold. Thus, a precision processing method for a resin product, characterized in that a resin product having a predetermined shape is finished by cutting with a processing accuracy higher than the dimensional accuracy of the injection molding.
〈構成12〉
構成11に記載の樹脂製品の精密加工方法において、上記固定金型に上記可動金型を合体させて上記射出機から樹脂を射出する射出工程と、上記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工工程とを設け、上記射出工程と上記加工工程とにそれぞれ別の可動金型を配置し、上記射出工程と加工工程とが並列進行するように、上記複数の可動金型を循環移動させることを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。
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In the precision processing method for a resin product according to Configuration 11, an injection process of injecting a resin from the injection machine by combining the movable mold with the fixed mold, and a process of cutting a resin molded product by the cutting device A plurality of movable molds are circulated and moved so that the injection process and the machining process proceed in parallel. A precision processing method for resin products.
〈構成13〉
構成11または12に記載の樹脂製品の精密加工方法において、上記固定金型と上記移動金型の接合面に対して垂直でない斜め孔または突起を、上記切削装置により形成することを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。
<
13. The precision machining method for a resin product according to
固定金型と移動金型の接合面に垂直でない斜め孔または突起は、射出成型では作れない。切削装置と組み合わせることにより、こうした複雑な孔を形成することを可能にした。 Oblique holes or protrusions that are not perpendicular to the joint surface between the fixed mold and the movable mold cannot be formed by injection molding. By combining with a cutting device, it was possible to form such complex holes.
〈構成14〉
構成11乃至12のいずれかに記載の樹脂製品の精密加工方法において、上記可動金型に設けた特定の標識を基準に、上記切削工具の基準位置を設定することを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。
<
The precision processing method for a resin product according to any one of Structures 11 to 12, wherein the reference position of the cutting tool is set based on a specific mark provided on the movable mold. Processing method.
可動金型に対する切削工具の位置決めのために、可動金型に特定の標識を設けた。 For positioning of the cutting tool with respect to the movable mold, a specific mark is provided on the movable mold.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
図1は実施例1の樹脂成型品の精密加工装置の概要を示す説明図である。図2は、図1に示した装置各部の斜視図である。
この図において、図1(a)は、射出機26と固定金型18と可動金型20の関係を示す側面図、図2(a)はこれらの斜視図である。各図に示すように、精密加工装置は、接離自在に合体される固定金型18及び可動金型20とを備える。図1(b)は、移動機構36により、可動金型20を固定金型18から離した状態の側面図である。射出機26は、固定金型18に樹脂通路22を通じて連結されている。可動金型20は移動機構36に支持されている。図2(a)に示すように、固定金型18及び可動金型20の当接面間には、キャビティ16が形成されている。射出機26は、このキャビティ16内に樹脂を射出する既知の機構の装置である。
1 is an explanatory view showing an outline of a precision processing apparatus for a resin molded product of Example 1. FIG. 2 is a perspective view of each part of the apparatus shown in FIG.
1A is a side view showing the relationship among the
キャビティ16は、射出成型する樹脂成型品と同一外形を有している。キャビティ16は、例えば、図2(a)に示すように複数設けられる。これらはすべて同一形状でもよく、それぞれ異なる形状のものでもよい。もちろん、1組の固定金型18及び可動金型20にキャビティ16を個だけ設けてもよい。
The
図1(c)は、移動機構36により可動金型20が移動された状態を示す側面図である。図2(b)は、切削装置32の斜視図である。可動金型20は、固定金型18から離れるときに、射出成型された樹脂成型品を固定金型18から離脱させて、そのまま保持する。移動機構36は、固定金型18を切削装置32の設置された位置まで移動させる。切削装置32は、可動金型20に保持された樹脂成型品を切削加工する。切削装置32には、例えば、3軸制御のNC加工機(Numerical Control machining)を使用する。図1(d)は、切削装置32を横置きした例を示す。この場合、移動機構36は、可動金型20を90度回転させて、樹脂成型品を切削装置32に対向させる。
FIG. 1C is a side view showing a state in which the
図1(c)や図2(b)に示す例では、切削装置32に1台の切削工具30が設けられている。切削装置32は、切削工具30を進退させて、可動金型20に保持された樹脂成型品を切削加工する。可動金型20に複数のキャビティ16が設けられていて、複数の樹脂成型品が保持されているときは、切削工具30または、可動金型20を移動させて、複数の樹脂成型品を順次切削加工する。可動金型20と切削工具30とを自由に相対移動させることにより、複雑な切削加工が可能になる。全ての樹脂成型品に対して同一の切削加工を施してもよいし、それぞれ別々の切削加工を施してもよい。後者の場合、基本形状は同じ樹脂成型品を材料にして、複数種類の樹脂製品を連続的に自動的に生産できる。
In the example shown in FIG. 1C and FIG. 2B, the cutting
図2(c)の例では、切削装置32に複数の切削工具30が設けられている。例えば、可動金型20に設けられた8個のキャビティ16と対向する位置に、8台の切削工具30を配置して、各切削工具30を同時に動作させると、同時に並行して全ての樹脂成型品を切削加工できる。もちろん、動作タイミングをずらせても構わない。また、それぞれ別々の切削加工をしても構わない。なお、図1(c)や図2(b)に示すように、可動金型20に加工面が下向きになるように樹脂成型品を保持させた状態で、切削工具30により切削加工を施すと、樹脂成型品の切り屑が自然落下するので、効率よく切削加工ができる。
In the example of FIG. 2C, the cutting
この精密加工装置は、例えば、射出成型と切削加工を全自動の流れ作業で行うことができる。このために、切削加工済みの樹脂成型品を排出する処理が必要になる。図1(e)は排出機構34の側面図で、図2(d)はその斜視図である。切削装置32により仕上げられた樹脂製品13は、排出機構34により、可動金型20から外部に排出される。例えば、この排出機構34は、ホッパー34Aとベルトコンベア34Bを有する。切削装置32により加工された樹脂製品13は、可動金型20からホッパー34Aを介してベルトコンベア34B上に落下する。ベルトコンベア34Bは、樹脂製品13を所定箇所に運搬する。
This precision processing apparatus can perform, for example, injection molding and cutting by a fully automatic flow operation. For this reason, the process which discharges | emits the resin molded product after cutting is needed. FIG. 1 (e) is a side view of the
上記のように、樹脂成型品を可動金型で保持すると、高い精度で樹脂成型品をクランプすることができる。複数の樹脂成型品を一括して高い位置精度で配列し、クランプすることができる。従って、可動金型を3軸制御のNC加工機にセットすると、可動金型と切削工具の相対位置や向きを高精度に制御して精密な切削加工ができる。多数の材料をNC加工機に一つずつセットする作業が不用になる。高精度の加工が必要な部分だけ切削加工すればよいから、全体を切削加工するよりも、生産性が高い。故に、全体として、コストの安い精密部品を製造することが可能になる。切削工具の加工寸法精度は、最新のもので0.005ミクロンというものもある。プラスマイナス数ミクロン以下の加工精度が要求される場合には、本発明の装置が適するということが言える。 As described above, when the resin molded product is held by the movable mold, the resin molded product can be clamped with high accuracy. A plurality of resin molded products can be arranged and clamped together with high positional accuracy. Therefore, when the movable mold is set on a three-axis controlled NC machine, the relative position and orientation of the movable mold and the cutting tool can be controlled with high accuracy to perform precise cutting. The work of setting a large number of materials one by one on the NC processing machine becomes unnecessary. Since it is only necessary to cut only a portion that requires high-precision machining, productivity is higher than cutting the whole. Therefore, as a whole, it is possible to manufacture precision parts with low cost. The cutting tool has the latest machining dimension accuracy of 0.005 microns. It can be said that the apparatus of the present invention is suitable when machining accuracy of plus or minus several microns or less is required.
図3(a)は自動化された精密加工装置の概念図で、(b)はその一例を示す斜視図である。
この装置は、例えば、図1に示した射出機26と固定金型18を1台備え、可動金型20を4台備える。図3(a)の合***置42に、射出機26と固定金型18を配置する。加工位置46に切削装置32を配置する。排出位置48に排出機構34を配置する。射出機26と切削装置32との間には、冷却機構を配置する。各可動金型20は、移動機構36により、合***置42から冷却位置44と排出位置48を経て合***置42に戻るように、それぞれ自動的に循環移動される。これにより、各工程が同時並行して進行する。
FIG. 3A is a conceptual diagram of an automated precision machining apparatus, and FIG. 3B is a perspective view showing an example thereof.
This apparatus includes, for example, one
上記の冷却機構は、キャビティ16内に射出された樹脂24を、可動金型20で保持した状態で冷却する。自然放冷でもよいし、ファン等を用いた強制冷却でも構わない。射出成型された樹脂成形品12が可動金型に保持された状態で、できるだけ常温に近づくように冷却する。樹脂成型品の切削加工時の寸法精度を保持するためである。例えば、空気あるいは水等の冷媒を用いて樹脂成形品12を摂氏50度以下まで冷却するとよい。
The cooling mechanism cools the resin 24 injected into the
また、移動機構36は、可動金型20の上面中央部に連結された支持部材のみ図示されているが、支持部材可動用のレール、稼動制御機構、電動機等を備えているとよい。図3(b)の例には、ターンテーブル状の移動機構37上に、4台の可動金型20を四角柱の側面に固定した機構を示した。各可動金型20は、アーム39により進退する。固定金型18に対向した可動金型20は、固定金型18と合体して射出成型に使用される。切削工具30に対向した可動金型20は、樹脂成型品の切削加工に使用される。なお、移動機構は、例えば、切削工具30が配置された場所で、可動金型20を図示しない加工用テーブルにセットする機構であってもよい。加工用テーブルは、自動的に可動金型20を位置決め固定して、切削工具30と相対移動し、加工精度を維持する。加工用テーブルは既知のNC加工機に使用されているものと同一でよい。可動金型20のいずれかの位置に、切削工具30に対する基準位置を設定するためのマークやピン等の標識を設けることが好ましい。
Moreover, although only the support member connected to the center part of the upper surface of the
図4は精密加工装置で使用される固定金型と可動金型を示す断面図、図5の(a)は精密加工装置により射出成型された樹脂成型品を示す縦断面図、(b)は樹脂成型品を精密加工した樹脂製品を示す縦断面図である。
以下のような方法により、上記の精密加工装置を使用して樹脂製品13を製造する。先ず、図4(a)に示すように固定金型18及び可動金型20を重ね合わせて合体した状態で、キャビティ16内に樹脂を射出する。これにより、複数の樹脂成型品12を成型する。
4 is a cross-sectional view showing a fixed mold and a movable mold used in the precision processing apparatus, FIG. 5A is a longitudinal cross-sectional view showing a resin molded product injection-molded by the precision processing apparatus, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the resin product which processed the resin molded product precisely.
The
次に、図4(b)に示すように、可動金型20を持上げて固定金型18から切り離す。例えば、離型剤の調整により、各樹脂成型品12が固定金型18から離脱して、可動金型20に保持された状態になる。その後、複数の樹脂成型品12を保持した可動金型20を、移動機構36(図1)を用いて、図3に示す金型合***置42から冷却位置44に移動させる。そこで、樹脂成型品12を、例えば、摂氏40度程度まで冷却する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
樹脂成型品を冷却した後、図1(c)に示すように、樹脂成型品12を保持した可動金型20を加工位置46(図3)に移動する。ここで、切削装置32の切削工具30により樹脂成型品12の切削加工を行う。例えば、図5(a)に示す樹脂成型品12では、切削部分12A、12B、12Cについて、微細加工が求められている。突起部14A、14Bは、例えば、幅Wが数ミクロンで高さが数十ミクロンのものである。凹部14Cも同様の寸法の溝である。切削部分12A、12B、12Cを切削することにより、図5(b)に示すような樹脂製品を仕上げることができる。樹脂製品の一部について、射出成型の寸法精度よりも高い面の平坦度が要求されるときにも、切削加工で仕上げることができる。
After cooling the resin molded product, as shown in FIG. 1C, the
図6は本発明の装置の効果を説明する樹脂成型品の部分縦断面図である。
本発明の装置は、例えば、図の(a)に示すような、幅(W)が0.5μm 以上5μm以下の突起62A、62Bや、あるいは凹部62Cを有する樹脂製品の製造に特に威力を発揮する。例えば、数ミクロン以下の幅の突起や凹部は、射出成型では、図6の(b)に示すように、エッジの部分に空隙66が生じてしまう。樹脂の粘度等の関係で、これ以上の成型が困難である。図の一点鎖線70のように、切削加工すれば、これが実現する。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of a resin molded product for explaining the effect of the apparatus of the present invention.
The apparatus of the present invention is particularly effective in the manufacture of resin
また、図の斜め孔62Dは、金型を対向させて合体させたり引き離したりする構造の射出成型機では成型できない。従って、可動金型に樹脂成型品を保持させて切削装置で加工することで、初めてこのような樹脂製品を製造できる。即ち、切削装置によれば、固定金型と移動金型の接合面に対して垂直でない斜め孔または突起を、自由に形成することができる。 Further, the oblique hole 62D in the figure cannot be molded by an injection molding machine having a structure in which the molds are opposed to each other and are combined or separated. Therefore, such a resin product can be manufactured for the first time by holding the resin molded product on the movable mold and processing it with a cutting device. That is, according to the cutting device, it is possible to freely form oblique holes or protrusions that are not perpendicular to the joint surface between the fixed mold and the movable mold.
以上の方法により、例えば、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート等による樹脂成型品のミクロンオーダーの超精密加工が可能になる。得られた製品は、精密光学部品、電子部品、超小型機構部品等、精密加工を必要とする様々な分野に利用できる。 By the above method, it becomes possible to perform micron-order ultraprecision processing of a resin molded product made of, for example, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyarylate, or the like. The obtained products can be used in various fields that require precision machining, such as precision optical parts, electronic parts, and micromechanical parts.
以上説明した本発明の樹脂製品の精密加工装置によれば、以下のような効果が期待できる。
(1)射出成型により得た樹脂成型品を、切削装置を使用して切削加工し、微細加工が必要な部分だけを仕上げるので、生産性が良く、かつ、高精度の樹脂製品を製造できる。
(2)可動金型に多数の樹脂成型品を保持して位置決めし、切削加工をするので、切削加工前に材料をクランプしたり位置決めしたりする作業を大幅に削減できる。
(3)射出成型の金型を単純な構造にできる。即ち、部分的に細かい溝や突起を設けるための複雑な金型加工が不用で、金型を安価に製造できる。
(4)同一の形状の樹脂成型品を複数射出成型して、切削装置を使用してそれぞれ別々に切削加工すると、複数種類の樹脂製品を同じ生産ラインで生産することかできる。しかも、金型を共通化できるので、設備コストも低減できる。
(5)可動金型を複数台使用して、射出成型、冷却、切削加工、排出、といった工程を連続させ、並行処理をさせると、生産性をより向上させることができる。
(6)樹脂成型品に対して、幅が0.5μm 以上5μm以下の突起や凹部、あるいは、固定金型と移動金型の接合面に対して垂直でない斜め孔または突起を形成できる。これにより、射出成型では不可能だった樹脂製品の効率的な製造が可能になる。
According to the precision processing apparatus for resin products of the present invention described above, the following effects can be expected.
(1) Since a resin molded product obtained by injection molding is cut using a cutting device and only a portion requiring fine processing is finished, a product with high productivity and high accuracy can be manufactured.
(2) Since a large number of resin molded products are held and positioned in the movable mold for cutting, the work of clamping and positioning the material before cutting can be greatly reduced.
(3) The injection mold can have a simple structure. In other words, complicated mold processing for partially providing fine grooves and protrusions is unnecessary, and the mold can be manufactured at low cost.
(4) When a plurality of resin molded products having the same shape are injection-molded and individually cut using a cutting device, a plurality of types of resin products can be produced on the same production line. In addition, since the mold can be shared, the equipment cost can be reduced.
(5) If a plurality of movable molds are used and the processes such as injection molding, cooling, cutting, and discharging are continued and processed in parallel, productivity can be further improved.
(6) A protrusion or recess having a width of 0.5 μm or more and 5 μm or less, or an oblique hole or protrusion that is not perpendicular to the joint surface between the fixed mold and the movable mold can be formed on the resin molded product. This makes it possible to efficiently manufacture resin products that were impossible with injection molding.
1 樹脂成型品
12A、12B 切削部分
2 樹脂製品
14A 極薄部
14B 極細の突起部
14C 極細の凹部
3 キャビティ
4 固定金型
5 可動金型
6 連結部材
7 樹脂
8 射出機
2 冷却機構
3 切削工具
2 切削装置
3 排出機構
34A ホッパー
34B ベルトコンベア
2 移動機構
3 移動機構
4 合***置
5 冷却位置
2 加工位置
3 排出位置
4 樹脂成型品
5 切削装置
2 押え金具
3 切削工具
2 金型
2 樹脂成型品
62A 突起
62B 突起
62C 凹部
62B 斜め孔
2 空隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin molded
Claims (14)
前記固定金型と樹脂通路を通じて連結され、前記キャビティに樹脂を射出する射出機と、
前記固定金型から離脱し前記可動金型に保持された樹脂成型品に対して、切削工具により切削加工を施して所定形状の樹脂製品に仕上げる切削装置とを備え、
前記切削装置による切削加工の加工精度と、前記製品の切削対象面の仕上がり寸法精度と、前記可動金型と前記切削工具との相対位置制御の精度とを整合させたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 A fixed mold and a movable mold having a cavity for injection molding of a resin molded product between the contact surfaces;
An injection machine that is connected to the fixed mold through a resin passage and injects resin into the cavity;
A cutting device that detaches from the fixed mold and is held by the movable mold, and performs a cutting process with a cutting tool to finish a resin product having a predetermined shape;
Resin product characterized by matching processing accuracy of cutting by the cutting device, finish dimensional accuracy of a surface to be cut of the product, and accuracy of relative position control between the movable mold and the cutting tool Precision processing equipment.
前記切削装置による切削加工の加工精度を、前記キャビティの寸法精度より高くしたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus for resin products according to claim 1,
A precision processing apparatus for resin products, wherein the processing accuracy of the cutting processing by the cutting device is higher than the dimensional accuracy of the cavity.
前記固定金型及び可動金型の当接面間に複数の前記キャビティが設けられ、かつ前記切削装置に1台の切削工具が設けられ、前記切削装置は、切削工具または前記可動金型を相対移動させて、前記複数の樹脂成型品を順次切削加工することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product of Claim 1 or 2,
A plurality of the cavities are provided between the contact surfaces of the fixed mold and the movable mold, and one cutting tool is provided in the cutting apparatus, and the cutting apparatus has a relative relationship between the cutting tool and the movable mold. A precision processing apparatus for resin products, wherein the apparatus is moved to sequentially cut the plurality of resin molded products.
前記固定金型及び可動金型の当接面間に複数の前記キャビティが設けられ、かつ前記切削装置に複数の切削工具が設けられており、各切削工具が同時に並行していずれかの樹脂成型品を切削加工することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product of Claim 1 or 2,
A plurality of the cavities are provided between the contact surfaces of the fixed mold and the movable mold, and a plurality of cutting tools are provided in the cutting device. Precision processing equipment for resin products, characterized by cutting products.
前記キャビティ内に射出された樹脂を、前記可動金型に保持させた状態で、前記切削加工前に、樹脂製品の仕上がり寸法精度から導かれた基準温度以下まで冷却する冷却機構を設けたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 4,
A cooling mechanism is provided that cools the resin injected into the cavity to a reference temperature or less derived from the finished dimensional accuracy of the resin product before the cutting process while the resin is held in the movable mold. A precision processing equipment for resin products.
前記切削装置は、前記可動金型に加工面が下向きになるように樹脂成型品を保持させた状態で、前記切削工具により前記切削加工を施すことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 5,
The said cutting device performs the said cutting with the said cutting tool in the state which hold | maintained the resin molded product so that the process surface may face downward at the said movable mold, The precision processing apparatus of the resin product characterized by the above-mentioned.
前記固定金型に前記可動金型を合体させて前記射出機から樹脂を射出する合***置から、前記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工位置と、前記排出装置により前記製品を前記可動金型から排出する排出位置とを経て、前記合***置に戻るように、前記可動金型を循環移動させる移動機構を備えることを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 5,
From the combined position where the movable mold is combined with the fixed mold and the resin is injected from the injection machine, a processing position where the resin molded product is cut by the cutting device, and the product is transferred to the movable mold by the discharge device. A precision processing apparatus for resin products, comprising: a moving mechanism that circulates and moves the movable mold so as to return to the combined position through a discharge position for discharging from the mold.
前記切削装置により加工された前記樹脂製品は、幅あるいは高さが0.5μm 以上5μm以下の寸法の突起あるいは凹部を有することを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 7,
The resin product processed by the cutting device has a projection or recess having a width or height of 0.5 μm or more and 5 μm or less.
前記切削装置として、3軸制御のNC加工機を用いたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 8,
A precision processing apparatus for resin products, wherein a three-axis controlled NC processing machine is used as the cutting apparatus.
前記固定金型に前記可動金型を合体させて前記射出機から樹脂を射出する射出工程と、前記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工工程とにそれぞれ別の可動金型を配置して、前記射出工程と加工工程とが並列進行するように、前記複数の可動金型を循環移動させる移動機構を備えたことを特徴とする樹脂製品の精密加工装置。 In the precision processing apparatus of the resin product in any one of Claims 1 thru | or 9,
Separate movable molds are arranged in an injection process in which the movable mold is united with the fixed mold and the resin is injected from the injection machine, and a processing process in which a resin molded product is cut by the cutting device. A precision processing apparatus for resin products, comprising a moving mechanism that circulates and moves the plurality of movable molds so that the injection process and the processing process proceed in parallel.
前記固定金型と前記可動金型とを分離した後、前記可動金型に保持された樹脂成型品の特定部分に対して、切削工具により、前記射出成型の寸法精度よりも高い加工精度で、切削加工を施して所定形状の樹脂製品に仕上げることを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。 A fixed mold and a movable mold, which are combined so as to come into contact with each other and have a cavity for injection molding of a resin molded product between the contact surfaces, are connected to the fixed mold through a resin passage, and resin is injected into the cavity. Injection molding of resin molded products using an injection machine
After separating the fixed mold and the movable mold, with respect to a specific part of the resin molded product held in the movable mold, with a cutting tool, with a processing accuracy higher than the dimensional accuracy of the injection molding, A precision processing method for a resin product, characterized by cutting into a resin product having a predetermined shape.
前記固定金型に前記可動金型を合体させて前記射出機から樹脂を射出する射出工程と、前記切削装置により樹脂成型品を切削加工させる加工工程とを設け、
前記射出工程と前記加工工程とにそれぞれ別の可動金型を配置し、
前記射出工程と加工工程とが並列進行するように、前記複数の可動金型を循環移動させることを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。 In the precision processing method of the resin product of Claim 11,
Providing an injection process of injecting a resin from the injection machine by combining the movable mold with the fixed mold, and a processing process of cutting a resin molded product by the cutting device;
Separate movable molds are arranged for the injection process and the processing process,
A precision processing method for a resin product, wherein the plurality of movable molds are circulated and moved so that the injection process and the processing process proceed in parallel.
前記固定金型と前記移動金型の接合面に対して垂直でない斜め孔または突起を、前記切削装置により形成することを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。 In the precision processing method of the resin product of Claim 11 or 12,
A precision processing method for a resin product, wherein oblique holes or protrusions that are not perpendicular to a joint surface between the stationary mold and the movable mold are formed by the cutting device.
前記可動金型に設けた特定の標識を基準に、前記切削工具の基準位置を設定することを特徴とする樹脂製品の精密加工方法。 In the precision processing method of the resin product in any one of Claims 11 thru | or 12,
A precision processing method for a resin product, wherein a reference position of the cutting tool is set with reference to a specific mark provided on the movable mold.
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