旋转加工由具有非脆性硬度的材料形成的光学工件、尤其
是塑料材料的眼镜镜片的设备
技术领域
[0001] 根据
专利权利要求1的前序部分，本
发明涉及一种用于旋转即
车削加工由具有非脆性硬度的材料形成的光学工件(尤其是塑料材料的眼镜镜片)的设备。 背景技术
[0002] 对塑料材料镜片的加工通常是在两个步骤进行，即使用多刃
铣刀的预加工步骤和使用旋转刀具的
抛光加工步骤。本发明是关于抛光加工步骤的性能的设备。该设备是最好用于安装到如在本
申请人的欧洲专利1 779 967所公开的快速工具结构中。在抛光加工的过程中，光学工件绕自己的轴旋转，以在工件和刀具之间产生一个相对速度(切削速度)。在同一时间，通过机器的轴产生径向推进，并且与工件的旋转相结合而在工件上生成螺旋加工线。通过割嘴的弧形切削刃和作为第三运动成分的旋转刀具的轴向推进一起产生塑料材料镜片的几何形状。
[0003] 在弯曲的镜片表面的旋转加工过程中，工件和刀具之间的
接触点不断地在切削刃的圆周上移动。在镜片区域的中心点中，与刀具切削刃的接触点通常也位于切削刃圆周的中心。根据镜片区域的各自
曲率以及所获得的张
角，在旋转加工过程中会或多或少地使用弧形的旋转切削刃圆周。因此，切削刃的磨损由在中心的预切削刃区域开始，这由切削深度决定，一般从那里在切削刃的圆周上在更大张角的方向即朝向镜片的边缘降低。预切削刃区域和切削刃圆周的中心从而被加载到最大程度，即经受逐渐增大的磨损。然而，在切削刃圆周中心的切削刃锐度是最重要的，因为镜片区域的中心是由该切削刃圆周区域加工的，其中在旋转加工方法中切削速度下降到0米/秒，从而是不利的加工条件，并导致了显著提高的表面粗糙度，这影响到随后对镜片的抛光。
[0004] 由于上述理由，具有
多晶金刚石(PCD)切削刃的刀具，特别是合成或天然的金刚石即单晶金刚石切削刃的工具，往往过早地磨光，虽然切削刃的大部分区域较 少被使用。 [0005] 虽然硬金属或PCD的切削刃可以具有几乎任何的切削刃形状，由天然或合成的金刚石生产的切削刃由于材料的成本而尺寸有限。例如，可用的金刚石割嘴的尺寸只有2 2
3×3mm 或4×4mm。在这种情况下，由于晶体的晶格结构即
各向异性，单晶金刚石切削刃的可用张角限于120°。
发明内容
[0006] 本发明的目的是设计一种具有以上结构的设备，其中割嘴上的切削刃具有多种用途而没有可观的花费且在镜片区域的中心不会发生
质量的损失。
[0007] 根据本发明，上述目的由本专利申请的权利要求1所述的特征实现。其优点和适当的改进由通过
从属权利要求限定的几个
实施例介绍，且由下文同等地详细描述。 [0008] 从本专利申请权利要求1的前序部分的特征开始，根据本发明的设备的特征在于在所述保持器和所述
支撑件之间提供一
定位装置，通过所述定位装置，所述支撑件可以固定在相对于所述保持器的至少两个不同的相对
位置上；其中所述割嘴的弧形切削刃的各个基本上不同的圆周部分被定位用于旋转加工。
[0009] 通过根据本发明的设备，上述弧形切削刃在其整个圆周长度上都被用于旋转加工，由此切削刃的使用寿命被非常显着地延长了。如果在这种结构中，在所述保持器和所述支撑件之间的两个不同的相对位置被所述定位装置提供了在切削刃上的约125°的总张角，获得了两个切削刃位置在每一边约50°的可用张角。用这个张角可以产生市场上通常镜片的最大部分。约25°的在中心处重叠的其余切削刃区域，可以用在两个切削刃位置以对镜片区域的中心进行预切削。
[0010] 在本发明的概念中，根据权利要求2，所述切削刃弧形的圆心点是所述支撑件在所述保持器上的虚拟
支点，用于使所述支撑件在所述支撑件和所述保持器之间从一个相对位置位移到另一个相对位置。在这种方式中，确保了分别位于在所述保持器和支撑件之间的不同相对位置中以进行旋转加工的切削刃的圆周部分总是正好位于一个圆弧上。 [0011] 有利的是，根据权利要求3构造在保持器和支撑件之间的定位装置，其中在所提供的两个相对位置的情况下，所述定位装置一方面包括两个邻接表面，它们形成在所述支撑件上且被安排为彼此成钝角；另一方面包括在所述保持器上的平的相 对表面，其中当所述支撑件被固定在所述保持器上时，所述相对表面靠在所述邻接表面中的一个相应的表面上。这样通过两个邻接表面和所述相对表面的结构确保了带有切削刃的割嘴总是经历一个相对于工件的确切的、可准确地重复的定位。
[0012] 如权利要求4所述，在所述保持器和所述支撑件之间的两个相对位置优选地是通过螺丝固定的，所述螺丝穿过两个通道孔中的一个通道孔且拧入位于所述保持器中的一
螺纹孔中，所述两个通道孔形成在支撑件中且分别与所述相对位置之一相对应，其中所述两个通道孔的中
心轴位于一个弧线上，该弧线的圆心点是所述支撑件在保持器上的虚拟支点。在这种方式下，所述支撑件在所述保持器上的固定总是确切地在所需的相对位置上进行，其中相关的切削刃圆周部分相对于被加工的工件位于所需的位置。 [0013] 根据权利要求5，取代两个单独的通道孔，所述结构可以安排为：所述两个通道孔代表一个弧形槽的两端，其中两个弧线具有一个共同的圆心点，该共同的圆心点与所述支撑件在保持器上的虚拟支点相对应。
[0014] 在根据本发明的设备的另一个实施例中，根据权利要求6，在维持所述支撑件相对于所述保持器的角度位置固定的情况下，所述支撑件可与紧固到其上的割嘴一起从第一位置转到第二位置。在这种结构中，所述支撑件简单地绕其对称轴旋转180°，以在保持器上从一个相对位置上平移到另一个相对位置，其中，所述支撑件的上表面和支撑件的下表面交换它们的各自位置。在这种结构中所述支撑件有利地通过一个螺丝紧固在所述保持器上，所述螺丝穿过所述支撑件中的一个通道孔且拧入位于所述保持器中的一
螺纹孔中。 [0015] 在根据本发明的设备的又一个实施例中，根据权利要求8，在所述支撑件中形成分别与在所述保持器和所述支撑件之间的所述相对位置之一相对应的两个孔，且与所述两个孔之一
啮合的一个柱销被固定在所述保持器上，其中还提供一个夹紧爪用于将所述支撑件固定在保持器上。
[0016] 在这个方面，通过简单地将支撑件中所需的孔插在所述柱销上，就可以将所述支撑件固定在所述保持器的所需相对位置中，使得随后的在支撑件和保持器之间的相对位置可以通过用夹紧爪将所述保持器按压在支撑件上而固定。在这个方面，所述结构有利地采用根据权利要求9的结构，其中，所述夹紧爪与所述支撑件啮合且可通过一个螺丝固定到保持器上，所述螺丝穿过所述保持器的一个通道孔且与所述夹紧爪中的一个螺纹孔啮合。
附图说明
[0017] 下面以优选实施例并参照附图详细描述按照本发明的设备，所述附图以比实际产品放大的方式绘出。在附图中：
[0018] 图1显示该设备的第一种形式的实施例的前视透视图，其中所述支撑件在所述保持器和所述支撑件之间的两个可能的相对位置之一上固定在所述保持器上。 [0019] 图2显示图1的设备的后视透视图。
[0020] 图3显示与图1和2相对应的设备的平面图。
[0021] 图4显示沿图3的剖面线IV-IV的该设备的剖视图。
[0022] 图5类似于图1，显示该设备的前视透视图，但处于在保持器和支撑件之间两种可能的相对位置中的另一个位置上。
[0023] 图6显示图5所示的设备的后视透视图。
[0024] 图7显示与图5和6相对应的设备的平面图。
[0025] 图8显示该设备沿图7的剖面线VIII-VIII的剖视图。
[0026] 图9显示支撑件的平面图，其与合并形成一弧形槽的通道孔相隔离。 [0027] 图10显示该设备的第二种形式的实施例的前视透视图，其中所述支撑件在所述保持器和所述支撑件之间的两个可能的相对位置之一上固定在所述保持器上。 [0028] 图11显示图10所示的设备的后视透视图。
[0029] 图12显示与图10和11相对应的设备的平面图。
[0030] 图13显示沿图12的剖面线XIII-XIII的该设备的剖视图。
[0031] 图14类似于图10，显示该设备的前视透视图，但处于在保持器和支撑件之间两种可能的相对位置中的另一个位置上。
[0032] 图15显示图14所示的设备的后视透视图。
[0033] 图16显示与图14和15相对应的设备的平面图。
[0034] 图17显示沿图16的剖面线XVII-XVII的该设备的剖视图。
[0035] 图18显示该设备的第三种形式的实施例的前视透视图，其中所述支撑件通过夹紧爪在所述保持器和所述支撑件之间的两个可能的相对位置之一上固定在所述保持器上。 [0036] 图19类似于图18，显示该设备的前视透视图，所述支撑件通过夹紧爪在所述保持器和所述支撑件之间的两个可能的相对位置的另一个位置上固定在所述保持器上。 [0037] 图20类似于图4、8、12和17中的剖面位置，显示与图19所示的支撑件位置相对应的该设备的剖视图。
[0038] 图21显示沿图20的剖面线XXI-XXI的该设备的剖视图。
具体实施方式
[0039] 首先参考图1至8所示的该设备的实施形式。该设备包括以下文描述的方式固定在一起的保持器1和支撑件2。保持器1具有一个圆形构造的安装板3和与之一体构造的托架4。安装板3具有两个紧固孔5和两个柱销6，它们位于背面，用于位置精确地将该设备紧固到一个用于往复运动的
驱动器(未示出)上，例如与本申请人的欧洲专利EP 1 77996781中描述的快速刀具结构相对应。
[0040] 支撑件2有一个自由端7，其伸出保持器1的托架4，并且其上通过
真空焊接或粘接而紧固一个单晶金刚石的割嘴8。割嘴8上提供有一个弧形切削刃9。
[0041] 在所述保持器1和所述支撑件2之间提供有一个定位装置，通过所述定位装置，在示范实施例中的所述支撑件2可以固定在相对于所述保持器1的两个不同的相对位置上，这将在下文详细描述。由此，所述弧形切削刃9的各个不同的圆周部分被定位用于旋转加工。在这种情况下，上述的安排是这样的：所述切削刃9的弧形的圆心点是支撑件2在保持器1的托架4上的虚拟支点10(图3和7)，以使所述支撑件2在所述支撑件2和保持器1之间从一个相对位置位移到另一个相对位置。因此在所述支撑件2和保持器1之间的两个相对位置中，所述切削刃9精确地位于对两个位置相同的一个弧线上。
[0042] 在这个实施方式中的定位装置一方面包括两个邻接表面11和12，它们形成在支撑件2上且被安排为彼此成约155°的钝角，且另一方面包括在保持器1的托架4上的平的相对表面13。当支撑件2固定到保持器1上时，所述相对表面13靠在所述邻接表面11、12中的一个相应的表面上。
[0043] 在保持器1和支撑件2之间的两个可能的相对位置(它们中的一个位置如图1-4所示出，而另一个位置如图5-8所示)通过一个螺丝14固定，所述螺丝14穿过在支撑件2中形成的两个通道孔15、16之一。在保持器1的托架4中提供有一个螺纹孔17(图4和8)，它是所述两个相对位置共用的，且其中拧入螺丝14以将支撑件2固定在保持器1上。两个通道孔15、16分别与在保持器1和支撑件2之间的两个位置之一相对应，并为此目的被布置为它们的中心轴18和19位于一个弧 线20(图3和7)上，其圆心点是支撑件2在保持器1上的虚拟支点10。
[0044] 前述支撑件2的变型如图9所示，其中两个通道孔15、16代表一个弧形槽21的两端。所述弧形槽21的两个弧线22和23具有一个共同的圆心点，其与支撑件2在保持器1上的虚拟支点10相对应。
[0045] 现在参考图10至17描述该设备的第二种实施形式。在这方面也提供了固定在一起的保持器1’和支撑件2’。保持器1’具有圆形构造的安装板3’和与之一体的托架4’。安装板3’也具有两个紧固孔5和一个柱销6。具有弧形切削刃9的单晶金刚石割嘴8被紧固在支撑件2’的凸出的自由端7’上，如已经参照该设备的第一种实施方式所描述的。 [0046] 与前述的第一种实施方式不同，定位装置被构造为在支撑件2’上仅提供一个邻接表面24，它与在保持器1’的托架4’上的一个相对表面25相关。在这个结构中，相对表面
25相对于安装板3’是倾斜了大约8°，由此在所述邻接表面24靠在所述相对表面25上时，所述割嘴8和所述支撑件2’的对称轴26相对于所述安装板3’的中心法线同样地转动约
8°。如果在保持这个角度位置的情况下，所述支撑件2’可以与紧固在其上的割嘴一起从图10-13所示的第一位置转动到图14至17所示的第二位置，则切削刃9的另一个圆周区域可供旋转加工所使用。
[0047] 在该第二种实施方式中在支撑件2’中只需要一个通道孔27(图13和17)以将支撑件2’固定在保持器1’的托架4’上，一个螺丝28可以穿过所述通道孔27和拧入到在保持器1’的托架4’中形成的螺纹孔29中。
[0048] 现在在下面描述图18至21所示的该设备的第三种实施方式。在这个方面，类似于第一种实施方式，在支撑件2”中提供了两个孔30和31，它们分别与在保持器1”和支撑件2”之间的两个相对位置之一相关。如图所示，孔30、31可以形成为通道孔，也可以是
盲孔，因为紧固螺丝没有穿过它们，如以下更详细地解释的。
[0049] 如在前面的两个实施方式中已经描述的，保持器1”具有圆形的安装板3”和与之一体连接的托架4”。柱销32紧固在保持器1”的托架4”上，且根据将被设置的在保持器1”和支撑件2”之间的相应的相对位置，与所述孔30、31之一啮合，即如图18和19所示的两个相对位置。
[0050] 夹紧爪33被提供用于将支撑件2”固定在保持器1”的托架4”上，其在柱销32与孔30、31之一啮合的位置啮合在支撑件2”上。借助于夹紧爪33将支撑件2”固定在保持器1”上是由一个螺丝34实现的，所述螺丝34穿过在保持器1”的托架4” 中的一个通道孔35且为此目的与在夹紧爪33中的一个螺纹孔36啮合。
[0051] 一个引导孔37与通道孔35相连接且与之同心，但具有更大的直径，其中夹紧爪33的圆柱形引导突起38具有
基座接合(seating engagement)，如图20和21所示。螺纹孔36同轴地贯穿圆柱形引导突起38。此外，夹紧爪33由分别在托架4”的互补引导面41和
42处的侧面39和40引导，如图18和19所示。图20所示的在安装板3”中的螺纹孔43用于接收一个
螺栓(未显示)，以确保如果螺丝34松动的话，螺丝34也不会掉下来。 [0052] 与该设备的第一种实施方式的情况相同，所述支撑件2”具有两个邻接表面11和
12，它们与在保持器1”的托架4”上的相对表面13相关，以实现两个固定的相对位置，特别是从图21中明显可见。支撑件2”的自由端7也固定地连接到割嘴8，弧形切削刃9位于所述割嘴8上。
[0053] 本文以三个实施例提供了一种用于加工由具有非脆性硬度的材料形成的光学工件尤其是塑料材料的眼镜镜片的设备。该设备包括一个保持器和一个支撑件，所述保持器可操作地连接到用于往复运动的驱动器，所述支撑件固定到所述保持器上，且其上紧固一单晶金刚石的割嘴，所述割嘴具有一弧形切削刃。为了能够在旋转加工的过程中在其曲线长度上使用切削刃以避免过早磨损，本发明提供了在所述保持器和所述支撑件之间的定位装置，通过所述定位装置，所述支撑件可以相对于所述保持器固定在至少两个不同的相对位置上。在这种情况下，切削刃的基本上不同的圆周部分被定位用于旋转加工。 [0054] 附图标号列表：
[0055] 1，1’，1” 保持器
[0056] 2，2’，2” 支撑件
[0057] 3，3’，3” 安装板
[0058] 4，4’，4” 保持器
[0059] 5 紧固孔
[0060] 6 柱销
[0061] 7，7’，7” 自由端
[0062] 8 割嘴
[0063] 9 切削刃
[0064] 10 虚拟支点
[0065] 11 邻接表面
[0066] 12 邻接表面
[0067] 13 相对表面
[0068] 14 螺丝
[0069] 15 通道孔
[0070] 16 通道孔
[0071] 17 螺纹孔
[0072] 18 中心轴
[0073] 19 中心轴
[0074] 20 弧线
[0075] 21 槽
[0076] 22 弧线
[0077] 23 弧线
[0078] 24 邻接表面
[0079] 25 相对表面
[0080] 26 对称轴
[0081] 27 通道孔
[0082] 28 螺丝
[0083] 29 螺纹孔
[0084] 30 孔
[0085] 31 孔
[0086] 32 柱销
[0087] 33 夹紧爪
[0088] 34 螺丝
[0089] 35 通道孔
[0090] 36 螺纹孔
[0091] 37 引导孔
[0092] 38 引导突起
[0093] 39 侧面
[0094] 40 侧面
[0095] 41 引导面
[0096] 42 引导面
[0097] 43 螺纹通道孔
