作者：杜漸 編譯 來源：《工具展望》 jeuNTDjeL
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加工光盤拾波鏡片模具的UPC刀具 .N><yQ-j3'
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用UPC刀具對模具進行超精密切削加工正朝著高精度和更加微的加工方向發(fā)展。從CD到CD-ROM、MD、DVD，不斷發(fā)展的光盤種類所需要的拾波鏡片模具也不斷精密化，因此，加工此類模具的UPC刀具也在不斷改進。 AQNx%
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隨著拾波用非球面鏡片塑料化和高精度化的進展，要求加工模具(非電解鍍鎳材料)的刀具切削刃的輪廓精度(不圓度)必須具有非常高的精度�，F(xiàn)在已開始出一種UPC-R刀具，其圓弧切削刃的輪廓精度為50nm(0.05μm，工作范圍90°)。這種車刀是為超精密切削加工開發(fā)的專用刀具，配用于CNC多軸超精密車床。 Qs[EA_
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隨著光盤制品不斷向小形化發(fā)展，鏡片也日趨小型化，曲率也日益減小。UPC刀具的刀尖圓弧半徑也由R1.0mm減小至R0.1mm，為獲得鋒利的切削刃，刀尖角也降至40°以下。 =/'*(\C2
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刀尖圓弧半徑為R5μm的UPC-R車刀 7Hlh
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隨著DVD的問世，為了生產(chǎn)DVD和CD可共用的零件，光學(xué)系統(tǒng)更加復(fù)雜，鏡片也更加微小，包含鏡片在內(nèi)的光學(xué)元件數(shù)量隨之減少。為了將復(fù)雜的光學(xué)元件功能集中在1個光學(xué)元件上，便產(chǎn)生了利用衍射效應(yīng)的全息元件。 VKf HN_m*
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DVD和CD(含CD-ROM)盤面信號的位置各不相同，因此，用來讀出信號的激光的焦點聚焦位置也不同，通過鏡片將不同位置的兩個焦點聚集在一起。具有此種功能的鏡片叫做雙焦點全息鏡片，其中，在非球面鏡片位置聚焦一個焦點，通過該非球面鏡片上刻制的衍射柵所生成的衍射光，聚焦另一個焦點。加工這種鏡片模具的刀具必須具有高精度圓弧切削刃，以便在使用該模具加工非球面鏡片時，能夠保持極高的輪廓精度。加工微細全息衍射柵時，要求刀具必須具有非常鋒利的切削刃�，F(xiàn)在已開發(fā)出能夠滿足此種要求的UPC-R刀具，其刀尖圓弧半徑為R5μm。當UPC-R刀具刀尖圓弧半徑較大，在加工微米級衍射柵時，衍射柵溝槽部位呈現(xiàn)出圓弧形，其光學(xué)性能將大為減弱；當?shù)都鈭A弧半徑減小至5μm時，加工出的衍射柵溝槽便非常精密，其光學(xué)性能大為提高。另外，R5μm的圓弧切削刃輪廓精度達到50nm，這種高精度切削刃通過超高精度機床，可加工出精度極高的非球面形狀，其光學(xué)性能完全能夠達到標準所要求的水平。如要進一步提高雙焦鏡片的光學(xué)性能，則應(yīng)開發(fā)出刀尖圓弧更小(如R1μm)的刀具。 /Ta0}Y(y
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加工5μm溝槽的UPC-T車刀 Jz8#88cY
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DVD這類產(chǎn)品不僅要求雙焦點，而且要求圖象、信息高密度化和高精度化，正向著小型化、多功能化發(fā)展，因此，其光學(xué)系統(tǒng)也更加復(fù)雜。此種將復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)集成化的元件稱為HOE(Holographic Optical Element)。 o>rlrqr?_
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在HOE上刻制有許多微米級間隔的細槽，利用光衍射現(xiàn)象，將10余個鏡片等光學(xué)元件的功能集成在一個HOE上。變更間距和深度，便可自由進行光的分度、偏轉(zhuǎn)和形狀的變換。 oW1olmpp=
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這些光學(xué)元件的加工，過去大都用半導(dǎo)體加工時所采用的光刻蝕技術(shù)，但光刻技術(shù)所加工出的溝槽底部為圓形，深槽則要分數(shù)次刻蝕，因此，常常出現(xiàn)刻蝕不均勻情況，這將降低光的利用率。為解決這一難題，現(xiàn)已開發(fā)出一種UPC-T車刀，這種刀具可進行微米級超細溝槽的精密切削加工。 w]YyU5rhS
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刃尖寬度為5μm的UPC-T車刀，其矩形部位的切深可達10μm。用這種刀具可加工間距為5μm的平行槽。加工時刀具固定，規(guī)定切深，工件沿單一方向作直線運動即可完成加工。加工條件為：被加工材料：非電解鍍鎳模具；機床：超精密CNC車床；刀具：長度8～35L，刃寬5μm；工藝參數(shù)：進給速度：1m/min，切削深度：1μm，切削液：電加工用潤滑油(霧狀冷卻)。在這樣的條件下，采用UPC刀具加工矩形槽，可獲得刻蝕加工無法達到的矩形槽精度。另外，利用UPC刀具加工的模具所生產(chǎn)的塑料光學(xué)元件，具有優(yōu)異的光學(xué)性能。
