專利名稱：旋轉加工由具有非脆性硬度的材料形成的光學工件、尤其是塑料材料的眼鏡鏡片的設備的制作方法
技術領域：
根據(jù)專利權利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種用于旋轉即車削加工由具有 非脆性硬度的材料形成的光學工件(尤其是塑料材料的眼鏡鏡片)的設備。
背景技術：
對塑料材料鏡片的加工通常是在兩個步驟進行，即使用多刃銑刀的預加工步驟 和使用旋轉刀具的拋光加工步驟。本發(fā)明是關于拋光加工步驟的性能的設備。該設備是 最好用于安裝到如在本申請人的歐洲專利1 779 967所公開的快速工具結構中。在拋光加 工的過程中，光學工件繞自己的軸旋轉，以在工件和刀具之間產生一個相對速度(切削 速度)。在同一時間，通過機器的軸產生徑向推進，并且與工件的旋轉相結合而在工件上 生成螺旋加工線。通過割嘴的弧形切削刃和作為第三運動成分的旋轉刀具的軸向推進一 起產生塑料材料鏡片的幾何形狀。在彎曲的鏡片表面的旋轉加工過程中，工件和刀具之間的接觸點不斷地在切削 刃的圓周上移動。在鏡片區(qū)域的中心點中，與刀具切削刃的接觸點通常也位于切削刃圓 周的中心。根據(jù)鏡片區(qū)域的各自曲率以及所獲得的張角，在旋轉加工過程中會或多或少 地使用弧形的旋轉切削刃圓周。因此，切削刃的磨損由在中心的預切削刃區(qū)域開始，這 由切削深度決定，一般從那里在切削刃的圓周上在更大張角的方向即朝向鏡片的邊緣降 低。預切削刃區(qū)域和切削刃圓周的中心從而被加載到最大程度，即經受逐漸增大的磨 損。然而，在切削刃圓周中心的切削刃銳度是最重要的，因為鏡片區(qū)域的中心是由該切 削刃圓周區(qū)域加工的，其中在旋轉加工方法中切削速度下降到0米/秒，從而是不利的加 工條件，并導致了顯著提高的表面粗糙度，這影響到隨后對鏡片的拋光。由于上述理由，具有多晶金剛石(PCD)切削刃的刀具，特別是合成或天然的金 剛石即單晶金剛石切削刃的工具，往往過早地磨光，雖然切削刃的大部分區(qū)域較少被使 用。雖然硬金屬或PCD的切削刃可以具有幾乎任何的切削刃形狀，由天然或合成的 金剛石生產的切削刃由于材料的成本而尺寸有限。例如，可用的金剛石割嘴的尺寸只有 3X3mm2或4X4mm2。在這種情況下，由于晶體的晶格結構即各向異性，單晶金剛石切 削刃的可用張角限于120°。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是設計一種具有以上結構的設備，其中割嘴上的切削刃具有多種 用途而沒有可觀的花費且在鏡片區(qū)域的中心不會發(fā)生質量的損失。根據(jù)本發(fā)明，上述目的由本專利申請的權利要求1所述的特征實現(xiàn)。其優(yōu)點和 適當?shù)母倪M由通過從屬權利要求限定的幾個實施例介紹，且由下文同等地詳細描述。從本專利申請權利要求1的前序部分的特征開始，根據(jù)本發(fā)明的設備的特征在于在所述保持器和所述支撐件之間提供一定位裝置，通過所述定位裝置，所述支撐件可 以固定在相對于所述保持器的至少兩個不同的相對位置上；其中所述割嘴的弧形切削刃 的各個基本上不同的圓周部分被定位用于旋轉加工。通過根據(jù)本發(fā)明的設備，上述弧形切削刃在其整個圓周長度上都被用于旋轉加 工，由此切削刃的使用壽命被非常顯著地延長了。如果在這種結構中，在所述保持器和 所述支撐件之間的兩個不同的相對位置被所述定位裝置提供了在切削刃上的約125°的總 張角，獲得了兩個切削刃位置在每一邊約50°的可用張角。用這個張角可以產生市場上 通常鏡片的最大部分。約25°的在中心處重疊的其余切削刃區(qū)域，可以用在兩個切削刃 位置以對鏡片區(qū)域的中心進行預切削。在本發(fā)明的概念中，根據(jù)權利要求2，所述切削刃弧形的圓心點是所述支撐件在 所述保持器上的虛擬支點，用于使所述支撐件在所述支撐件和所述保持器之間從一個相 對位置位移到另一個相對位置。在這種方式中，確保了分別位于在所述保持器和支撐件 之間的不同相對位置中以進行旋轉加工的切削刃的圓周部分總是正好位于一個圓弧上。有利的是，根據(jù)權利要求3構造在保持器和支撐件之間的定位裝置，其中在所 提供的兩個相對位置的情況下，所述定位裝置一方面包括兩個鄰接表面，它們形成在所 述支撐件上且被安排為彼此成鈍角；另一方面包括在所述保持器上的平的相對表面，其 中當所述支撐件被固定在所述保持器上時，所述相對表面靠在所述鄰接表面中的一個相 應的表面上。這樣通過兩個鄰接表面和所述相對表面的結構確保了帶有切削刃的割嘴總 是經歷一個相對于工件的確切的、可準確地重復的定位。如權利要求4所述，在所述保持器和所述支撐件之間的兩個相對位置優(yōu)選地是 通過螺絲固定的，所述螺絲穿過兩個通道孔中的一個通道孔且擰入位于所述保持器中的 一螺紋孔中，所述兩個通道孔形成在支撐件中且分別與所述相對位置之一相對應，其中 所述兩個通道孔的中心軸位于一個弧線上，該弧線的圓心點是所述支撐件在保持器上的 虛擬支點。在這種方式下，所述支撐件在所述保持器上的固定總是確切地在所需的相對 位置上進行，其中相關的切削刃圓周部分相對于被加工的工件位于所需的位置。根據(jù)權利要求5，取代兩個單獨的通道孔，所述結構可以安排為所述兩個通 道孔代表一個弧形槽的兩端，其中兩個弧線具有一個共同的圓心點，該共同的圓心點與 所述支撐件在保持器上的虛擬支點相對應。在根據(jù)本發(fā)明的設備的另一個實施例中，根據(jù)權利要求6，在維持所述支撐件相 對于所述保持器的角度位置固定的情況下，所述支撐件可與緊固到其上的割嘴一起從第 一位置轉到第二位置。在這種結構中，所述支撐件簡單地繞其對稱軸旋轉180°，以在保 持器上從一個相對位置上平移到另一個相對位置，其中，所述支撐件的上表面和支撐件 的下表面交換它們的各自位置。在這種結構中所述支撐件有利地通過一個螺絲緊固在所 述保持器上，所述螺絲穿過所述支撐件中的一個通道孔且擰入位于所述保持器中的一螺 紋孔中。在根據(jù)本發(fā)明的設備的又一個實施例中，根據(jù)權利要求8，在所述支撐件中形成 分別與在所述保持器和所述支撐件之間的所述相對位置之一相對應的兩個孔，且與所述 兩個孔之一嚙合的一個柱銷被固定在所述保持器上，其中還提供一個夾緊爪用于將所述 支撐件固定在保持器上。
在這個方面，通過簡單地將支撐件中所需的孔插在所述柱銷上，就可以將所述 支撐件固定在所述保持器的所需相對位置中，使得隨后的在支撐件和保持器之間的相對 位置可以通過用夾緊爪將所述保持器按壓在支撐件上而固定。在這個方面，所述結構有 利地采用根據(jù)權利要求9的結構，其中，所述夾緊爪與所述支撐件嚙合且可通過一個螺 絲固定到保持器上，所述螺絲穿過所述保持器的一個通道孔且與所述夾緊爪中的一個螺 紋孔嚙合。


下面以優(yōu)選實施例并參照附圖詳細描述按照本發(fā)明的設備，所述附圖以比實際 產品放大的方式繪出。在附圖中圖1顯示該設備的第一種形式的實施例的前視透視圖，其中所述支撐件在所述 保持器和所述支撐件之間的兩個可能的相對位置之一上固定在所述保持器上。圖2顯示圖1的設備的后視透視圖。圖3顯示與圖1和2相對應的設備的平面圖。圖4顯示沿圖3的剖面線IV-IV的該設備的剖視圖。圖5類似于圖1，顯示該設備的前視透視圖，但處于在保持器和支撐件之間兩種 可能的相對位置中的另一個位置上。圖6顯示圖5所示的設備的后視透視圖。圖7顯示與圖5和6相對應的設備的平面圖。圖8顯示該設備沿圖7的剖面線VIII-VIII的剖視圖。圖9顯示支撐件的平面圖，其與合并形成一弧形槽的通道孔相隔離。圖10顯示該設備的第二種形式的實施例的前視透視圖，其中所述支撐件在所述 保持器和所述支撐件之間的兩個可能的相對位置之一上固定在所述保持器上。圖11顯示圖10所示的設備的后視透視圖。圖12顯示與圖10和11相對應的設備的平面圖。圖13顯示沿圖12的剖面線XIII-XIII的該設備的剖視圖。圖14類似于圖10，顯示該設備的前視透視圖，但處于在保持器和支撐件之間兩 種可能的相對位置中的另一個位置上。圖15顯示圖14所示的設備的后視透視圖。圖16顯示與圖14和15相對應的設備的平面圖。圖17顯示沿圖16的剖面線XVII-XVII的該設備的剖視圖。圖18顯示該設備的第三種形式的實施例的前視透視圖，其中所述支撐件通過 夾緊爪在所述保持器和所述支撐件之間的兩個可能的相對位置之一上固定在所述保持器 上。圖19類似于圖18，顯示該設備的前視透視圖，所述支撐件通過夾緊爪在所述保 持器和所述支撐件之間的兩個可能的相對位置的另一個位置上固定在所述保持器上。圖20類似于圖4、8、12和17中的剖面位置，顯示與圖19所示的支撐件位置相 對應的該設備的剖視圖。圖21顯示沿圖20的剖面線XXI-XXI的該設備的剖視圖。
具體實施例方式首先參考圖1至8所示的該設備的實施形式。該設備包括以下文描述的方式固 定在一起的保持器1和支撐件2。保持器1具有一個圓形構造的安裝板3和與之一體構造 的托架4。安裝板3具有兩個緊固孔5和兩個柱銷6，它們位于背面，用于位置精確地將 該設備緊固到一個用于往復運動的驅動器(未示出)上，例如與本申請人的歐洲專利EP 1 779 96781中描述的快速刀具結構相對應。支撐件2有一個自由端7，其伸出保持器1的托架4，并且其上通過真空焊接或 粘接而緊固一個單晶金剛石的割嘴8。割嘴8上提供有一個弧形切削刃9。在所述保持器1和所述支撐件2之間提供有一個定位裝置，通過所述定位裝置， 在示范實施例中的所述支撐件2可以固定在相對于所述保持器1的兩個不同的相對位置 上，這將在下文詳細描述。由此，所述弧形切削刃9的各個不同的圓周部分被定位用于 旋轉加工。在這種情況下，上述的安排是這樣的所述切削刃9的弧形的圓心點是支撐 件2在保持器1的托架4上的虛擬支點10 (圖3和7)，以使所述支撐件2在所述支撐件2 和保持器1之間從一個相對位置位移到另一個相對位置。因此在所述支撐件2和保持器 1之間的兩個相對位置中，所述切削刃9精確地位于對兩個位置相同的一個弧線上。在這個實施方式中的定位裝置一方面包括兩個鄰接表面11和12，它們形成在支 撐件2上且被安排為彼此成約155°的鈍角，且另一方面包括在保持器1的托架4上的平 的相對表面13。當支撐件2固定到保持器1上時，所述相對表面13靠在所述鄰接表面 11、12中的一個相應的表面上。在保持器1和支撐件2之間的兩個可能的相對位置(它們中的一個位置如圖1-4 所示出，而另一個位置如圖5-8所示)通過一個螺絲14固定，所述螺絲14穿過在支撐件 2中形成的兩個通道孔15、16之一。在保持器1的托架4中提供有一個螺紋孔17(圖4 和8)，它是所述兩個相對位置共用的，且其中擰入螺絲14以將支撐件2固定在保持器1 上。兩個通道孔15、16分別與在保持器1和支撐件2之間的兩個位置之一相對應，并為 此目的被布置為它們的中心軸18和19位于一個弧線20(圖3和7)上，其圓心點是支撐 件2在保持器1上的虛擬支點10。前述支撐件2的變型如圖9所示，其中兩個通道孔15、16代表一個弧形槽21的 兩端。所述弧形槽21的兩個弧線22和23具有一個共同的圓心點，其與支撐件2在保持 器1上的虛擬支點10相對應。現(xiàn)在參考圖10至17描述該設備的第二種實施形式。在這方面也提供了固定在 一起的保持器1’和支撐件2’。保持器1’具有圓形構造的安裝板3’和與之一體的托 架4’。安裝板3’也具有兩個緊固孔5和一個柱銷6。具有弧形切削刃9的單晶金剛 石割嘴8被緊固在支撐件2’的凸出的自由端7’上，如已經參照該設備的第一種實施方 式所描述的。與前述的第一種實施方式不同，定位裝置被構造為在支撐件2’上僅提供一個鄰 接表面24，它與在保持器1’的托架4’上的一個相對表面25相關。在這個結構中，相 對表面25相對于安裝板3’是傾斜了大約8°，由此在所述鄰接表面24靠在所述相對表 面25上時，所述割嘴8和所述支撐件2’的對稱軸26相對于所述安裝板3’的中心法線同樣地轉動約8°。如果在保持這個角度位置的情況下，所述支撐件2’可以與緊固在其 上的割嘴一起從圖10-13所示的第一位置轉動到圖14至17所示的第二位置，則切削刃9 的另一個圓周區(qū)域可供旋轉加工所使用。在該第二種實施方式中在支撐件2’中只需要一個通道孔27 (圖13和17)以將 支撐件2’固定在保持器1’的托架4’上，一個螺絲28可以穿過所述通道孔27和擰入 到在保持器1’的托架4’中形成的螺紋孔29中。現(xiàn)在在下面描述圖18至21所示的該設備的第三種實施方式。在這個方面，類 似于第一種實施方式，在支撐件2”中提供了兩個孔30和31，它們分別與在保持器1” 和支撐件2”之間的兩個相對位置之一相關。如圖所示，孔30、31可以形成為通道孔， 也可以是盲孔，因為緊固螺絲沒有穿過它們，如以下更詳細地解釋的。如在前面的兩個實施方式中已經描述的，保持器1”具有圓形的安裝板3”和與 之一體連接的托架4”。柱銷32緊固在保持器1”的托架4”上，且根據(jù)將被設置的在 保持器1”和支撐件2”之間的相應的相對位置，與所述孔30、31之一嚙合，即如圖18 和19所示的兩個相對位置。夾緊爪33被提供用于將支撐件2”固定在保持器1”的托架4”上，其在柱銷 32與孔30、31之一嚙合的位置嚙合在支撐件2”上。借助于夾緊爪33將支撐件2”固 定在保持器1”上是由一個螺絲34實現(xiàn)的，所述螺絲34穿過在保持器1”的托架4”中 的一個通道孔35且為此目的與在夾緊爪33中的一個螺紋孔36嚙合。一個引導孔37與通道孔35相連接且與之同心，但具有更大的直徑，其中夾緊爪 33的圓柱形引導突起38具有基座接合(seating engagement)，如圖20和21所示。螺紋 孔36同軸地貫穿圓柱形引導突起38。此外，夾緊爪33由分別在托架4”的互補引導面 41和42處的側面39和40引導，如圖18和19所示。圖20所示的在安裝板3”中的螺 紋孔43用于接收一個螺栓(未顯示)，以確保如果螺絲34松動的話，螺絲34也不會掉下 來。與該設備的第一種實施方式的情況相同，所述支撐件2”具有兩個鄰接表面11 和12，它們與在保持器1”的托架4”上的相對表面13相關，以實現(xiàn)兩個固定的相對位 置，特別是從圖21中明顯可見。支撐件2”的自由端7也固定地連接到割嘴8，弧形切 削刃9位于所述割嘴8上。本文以三個實施例提供了一種用于加工由具有非脆性硬度的材料形成的光學工 件尤其是塑料材料的眼鏡鏡片的設備。該設備包括一個保持器和一個支撐件，所述保持 器可操作地連接到用于往復運動的驅動器，所述支撐件固定到所述保持器上，且其上緊 固一單晶金剛石的割嘴，所述割嘴具有一弧形切削刃。為了能夠在旋轉加工的過程中在 其曲線長度上使用切削刃以避免過早磨損，本發(fā)明提供了在所述保持器和所述支撐件之 間的定位裝置，通過所述定位裝置，所述支撐件可以相對于所述保持器固定在至少兩個 不同的相對位置上。在這種情況下，切削刃的基本上不同的圓周部分被定位用于旋轉加 工。附圖標號列表1，1，，1” 保持器2，2，，2” 支撐件
3，3’，3” 安裝板
4，4’，4” 保持器
5緊固孔
6柱銷
7，7’，7” 自由端
8割嘴
9 切削刃
10 虛擬支點
11 鄰接表面
12鄰接表面
13相對表面
14螺絲
15通道孔
16通道孔
17 螺紋孔
18 中心軸
19 中心軸
20 弧線
2l 槽
22 弧線
23 弧線
24鄰接表面
25相對表面I0080] 26 對稱軸
27 通道孔
28 螺絲
29螺紋孔
30 孔10085] 3l 孔
32 柱銷
33夾緊爪
34螺絲
35通道孔
36螺紋孔
37 引導孔
38 引導突起
39 側面
40 側面
41 引導面
42 引導面43螺紋通道孔
權利要求
1.一種旋轉加工由具有非脆性硬度的材料形成的光學工件尤其是塑料材料的眼鏡鏡 片的設備，包括保持器(1; 1’ ； 1”)，構造為可操作地連接到用于往復運動的驅動器；支撐件(2; 2’ ； 2”)，其可固定到所述保持器(1; 1’ ； 1”)且具有從所述保持 器(1; 1，，1” )突出的一個自由端(7; 7，，7” )；合成或天然的單晶金剛石割嘴(8)，其緊固到所述支撐件(2; 2’，2”)的突出的自 由端(7 ； 7’ ； 7” )且具有弧形切削刃(9)；其特征在于在所述保持器(1，1，； 1” )和所述支撐件(2 ； 2，，2” )之間提供的定位裝置， 通過所述定位裝置，所述支撐件(2; 2’，2”)可以相對于所述保持器(1 ； 1’ ； 1” ) 固定在至少兩個不同的相對位置上；其中所述割嘴(8)的弧形切削刃(9)的各個基本上不 同的圓周部分被定位用于旋轉加工。
2.根據(jù)權利要求1的設備，特征在于所述切削刃(9)的弧形的圓心點是所述支撐件 (2 ； 2’ )在所述保持器(1，1’ )上的虛擬支點(10)，用于使所述支撐件(2 ； 2’)在 所述支撐件(2; 2’)和所述保持器(1，1’)之間從一個相對位置位移到另一個相對位 置。
3.根據(jù)根據(jù)權利要求1或2的設備，特征在于在所提供的兩個相對位置的情況下，所 述定位裝置一方面包括兩個鄰接表面(11，12)，它們形成在所述支撐件(2 ； 2”)上且被 安排為彼此成鈍角；另一方面包括在所述保持器(1 ； 1’)上的平的相對表面，其中當所 述支撐件(2 ； 2” )被固定在所述保持器(1 ； 1”)上時，所述相對表面靠在所述鄰接表 面中相應的一個上。
4.根據(jù)權利要求3的設備，特征在于在所述保持器(1)和所述支撐件(2)之間的兩 個相對位置是通過螺絲(14)固定的，所述螺絲穿過兩個通道孔(15，16)中的一個通道孔 且擰入位于所述保持器(1)中的一螺紋孔(17)中，所述兩個通道孔形成在支撐件(2)中 且分別與所述相對位置之一相對應，其中所述兩個通道孔(15，16)的中心軸(18，19)位 于一個弧線(20)上，該弧線(20)的圓心點是所述支撐件(2)在保持器(1)上的虛擬支點 (10)。
5.根據(jù)權利要求4的設備，特征在于所述兩個通道孔(15，16)代表一個弧形槽(21) 的兩端，其中的兩個弧線(22，23)具有一個共同的圓心點，該共同的圓心點與所述支撐 件⑵在保持器⑴上的虛擬支點(10)相對應。
6.根據(jù)權利要求1的設備，特征在于在維持所述支撐件(2’)相對于所述保持器 (1’ )的角度位置固定的情況下，所述支撐件(2’)可與緊固到其上的割嘴(8) —起從第 一位置轉到第二位置。
7.根據(jù)權利要求6的設備，特征在于所述支撐件(2’)通過一個螺絲(28)緊固在所 述保持器(1’ )上，所述螺絲(28)穿過所述支撐件(2’)中的一個通道孔(27)且擰入 位于所述保持器(1’ )中的一螺紋孔(29)中。
8.根據(jù)權利要求3的設備，特征在于所述分別與在所述保持器(1”)和所述支撐件 (2” )之間的所述相對位置之一相對應的兩個孔(30，31)都形成在所述支撐件(2”)中， 且與所述兩個孔(30，31)之一嚙合的一個柱銷(32)被緊固在所述保持器(1’)上，其中還提供一個夾緊爪(33)用于將所述支撐件(2” )固定在保持器(1” )上。
9.根據(jù)權利要求8的設備，特征在于所述夾緊爪(33)與所述支撐件(2”)嚙合且可 通過一個螺絲(34)固定到保持器(1” )上，所述螺絲(34)穿過所述保持器(1” )的一 個通道孔(35)且與所述夾緊爪(33)中的一個螺紋孔(36)嚙合。
全文摘要
本發(fā)明以三個示范實施例提出了一種用于旋轉加工具有非脆性硬度的材料的光學工件尤其是塑料材料的眼鏡鏡片的設備。該設備包括一個保持器(例1)和一個支撐件(例2)，所述保持器可操作地連接到用于往復運動的驅動器，所述支撐件固定到所述保持器(例1)上，且其上緊固一單晶金剛石的割嘴(8)，所述割嘴具有一弧形切削刃(9)。為了能夠在旋轉加工的過程中在其曲線長度上使用切削刃以避免過早磨損，本發(fā)明提供了在所述保持器(例1)和所述支撐件(例2)之間的定位裝置，通過所述定位裝置，所述支撐件(例2)可以相對于所述保持器(例1)固定在至少兩個不同的相對位置上。在這種情況下，切削刃(9)的基本上不同的圓周部分被定位用于旋轉加工。
文檔編號B23B5/36GK102009190SQ20101027646
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權日2009年9月4日
發(fā)明者T·梅普斯, U·費德勒 申請人:薩特隆有限公司