CN101142054B - 加工中心为角柱形的眼镜片表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工眼镜片(1)的一表面(3)的方法，其包括一主要加工阶段，在该阶段中，一加工工具(8)的位置与所述眼镜片(1)的角度位置同步——所述眼镜片(1)被带动围绕与所述表面(3)成横向的旋转轴线(4)转动，以便在所述表面上加工一相对于所述眼镜片(1)的旋转轴线(4)不对称的表面，该方法的特征在于，它包括一补充阶段：围绕所述眼镜片(1)的旋转轴线(4)加工一凹槽(22)。

Description

加工中心为角柱形的眼镜片表面的方法

技术领域

[01]本发明涉及用于插在眼镜框架中以矫正佩戴者的视力的眼镜片的制造领域。

[02]本发明更特别涉及一加工这种眼镜片的表面的方法。

背景技术

[03]眼镜片的制造一般包括一第一阶段和一第二阶段，在第一阶段，通过注模和/或加工生产毛坯，毛坯包括一由一前表面和一后表面形成的边缘，在第二阶段加工毛坯轮廓，即加工毛坯的边缘，使其过渡到适于***到给定眼镜框架中的形状。

[04]在第一阶段，通过前、后表面(后表面为朝向矫正眼镜佩戴者的眼睛的表面)的形状和相对位置使眼镜片具有与未来佩戴者的处方一致的矫正特性。

[05]某些眼镜片，特别是矫正老花眼的“渐变”式镜片具有一与未加工的镜片边缘形成的柱形的纵轴不对称的前表面或后表面。

[06]当镜片的一表面与该纵轴对称时，可以通过实施一种传统的车削加工方法在毛坯上加工该表面，毛坯被带动围绕所述轴转动，而一加工工具与镜片接触，以便加工该对称表面。

[07]相反，当应产生一不对称表面时，传统的车削加工方法不能使用，因为它们只能加工与零件旋转轴线对称的形状。

[08]一种用于加工不对称表面的方法在于使用一种铣削方法，在该方法的过程中，一相对毛坯活动的旋转铣削工具加工不对称表面。这些用于眼镜片领域的铣削方法的最终质量一般低于车削方法得到的质量。

[09]另一方法可以用一种车削方法在毛坯上加工不对称表面。在该方法的过程中，眼镜片被带动围绕穿过镜片表面的纵向轴线转动，而一加工工具与眼镜片的角度位置同步，以跟随它应该在镜片上加工的不对称形状。

[10]文件EP 1 449 616和GB 2 058 619描述了这种可以在一被一旋转装置带动旋转的镜片上加工不对称表面的方法。

发明内容

[11]本发明的目的是改进这类方法。

[12]因此，本发明的目的是加工眼镜片的一表面的方法，其包括一主要加工阶段，在该阶段中，一加工工具的位置与所述眼镜片的角度位置同步--所述眼镜片被带动围绕与所述表面成横向的旋转轴线转动，以便在所述表面上加工一相对于所述眼镜片的旋转轴线不对称的表面，该方法的特征在于，它包括一补充阶段：围绕所述眼镜片的旋转轴线加工一凹槽。

[13]该加工方法可以在被带动转动的镜片上建立一对中心的角柱形的表面，使导致倒行加工现象的残余材料体积(volume)最小，甚至消除该体积。

[14]实际上，当加工一中心角柱形的表面的加工作业时，在该加工作业中，加工工具的位置与被带动转动的眼镜片的角度位置同步，要加工的表面与镜片旋转轴线的边缘不对称，即该表面与镜片旋转轴线交点处的法线与所述旋转轴线形成一角度。当加工工具在其工作过程中靠近零件旋转轴线时，一部分要去掉的材料需要工具的一部分继续推进，超过零件的旋转轴线。

[15]因此通过迫使工具间歇倒行工作去掉这个叫做“凸头(téton)”的残余材料，即镜片与工具之间的相对移动方向与设定的工具工作方向相反。

[16]由于符合本发明的方法可以使产生的凸头最小，甚至消除该凸头，工具始终或几乎始终在正行(nominale)模式下使用。工具在工具制造者设定的情况下使用就叫做“正行”使用。因此在规范说明书设定的方向使用工具可以避免工具的过早磨损或突然损坏。

[17]根据一推荐特征，所述凹槽形成所述不对称表面的一部分。

[18]另外，所述补充加工阶段可以通过加工工具实现，或者通过一与加工工具不同的工具实现。

[19]根据另一推荐特征，所述补充加工阶段被实施，而无需使所述的用于加工所述凹槽的工具的位置与所述的被带动转动的眼镜片的角度位置同步。

[20]在这种情况下，仅在所述眼镜片转动的一角度部分的过程中，所述的用于加工所述凹槽的工具才与所述眼镜片接触。

[21]另外，通过按所述眼镜片的旋转轴线方向移动一工具的方式，实现所述凹槽的加工。当所述工具的中心位于所述眼镜片的旋转轴线上时，所述工具停止前进。

[22]所述凹槽包括一被所述眼镜片的旋转轴线穿过的边缘。

[23]根据一推荐特征，在主要加工阶段，一残余材料体积适合通过所述加工工具被倒行加工，该残余体积相对于所述眼镜片的旋转轴线基本对中。在主要加工阶段，加工所述残余体积，或者相反，在加工所述残余体积之前，主要加工阶段停止。

附图说明

[24]通过下面对作为非限定实例给出的推荐实施例的描述，本发明的其它特征和优点将更加清楚，描述参照以下附图进行：

[25]-图1和2分别表示可以通过符合本发明的方法得到的渐变眼镜片的侧面图和俯视图；

[26]-图3是示意性表示适于与一被带动转动的角柱形零件旋转配合的加工工具的透视图；

[27]-图4和5分别表示图3加工工具的侧面图和正面图；

[28]-图6和7示意性表示图4和5工具的二个工作模式，分别为正行模式和倒行模式；

[29]-图8示意性表示图3加工工具和角柱形的表面；

[30]-图9表示一通过工具加工角柱形的表面的加工阶段；

[31]-图10表示在角柱形的表面转动180°后与图9相同的加工阶段；

[32]-图11示意性同时表示图9和10的视图；

[33]-图12-17依次表示根据本发明的加工方法加工一凹槽的补充阶段；

[34]-图18-22依次表示图12-17的所述补充阶段之后符合本发明的加工阶段；

[35]-图23表示用倒行工作的工具加工的残余材料体积；

[36]-图24-27依次表示通过工具加工角柱形的表面而不预先加工一凹槽的加工作业；

[37]-图28表示在图24-27的加工作业的情况下用倒行运行的工具加工残余材料体积的方法。

具体实施方式

[38]图1和2表示一渐变眼镜片1的形状。图2的俯视图表示该镜片1的轮廓为圆形。该圆形轮廓随后将被加工，以符合选定眼镜框架的轮廓。

[39]图1表示这种渐变镜片1的典型剖面。该镜片1包括一均匀曲率的后表面2和一曲率在镜片1的一特殊区域剧增的前表面3。

[40]因此，镜片1相对于由镜片1的圆形轮廓的中心穿过的纵轴4没有转动对称性。

[41]为了得到这样的镜片1，常常从一柱形原料出发，该柱形原料的后表面2有可能已经预先模制成型，并从图1虚线表示的毛坯零件5开始加工前表面3。

[42]由于镜片1的前表面3与轴4不对称，该表面3只能以这种方式车削(tournage)得到：使一工具的位置与所述的被带动围绕轴线4转动的眼镜片的角度位置同步。

[43]为了简化本发明所述方法的展示，将参照图3所示的实例描述车削作业，并且该作业在于，在具有一角柱形(prismée)表面6的毛坯零件5′(下面叫做“毛坯5′”)上进行加工。

[44]更准确地说，下面将作为实例描述的作业的目的是，在使用一与工具架9连接的工具8进行车削作业的过程中，通过加工从毛坯5′的角柱形的表面6开始去掉一厚度恒定的材料层7。

[45]毛坯5′被带动围绕一轴线4′按方向10转动，而所述工具8在与轴线4′平行的方向11以及与轴线4′成横向的方向12活动。

[46]一未出示的旋转装置能够带动毛坯5′按方向10转动，并且如下所述，使所述工具8在方向11中的位置与该转动同步。

[47]角柱形的表面6的法线13没有沿轴线4′延伸，这就导致该表面6相对于轴线4′不对称。

[48]尽管由于使展示清楚的原因，下面将要描述的作业的目的是，去掉图3构型中毛坯5′的一厚度恒定层7，这些作业可以用于中心处的法线不同于零件的纵轴线的任何表面，特别是用于图1和2的渐变眼镜片。

[49]图4和5分别以侧面图和正面图详细表示图3所示的工具8。

[50]工具8的整体形状为圆形，并且具有一工作表面14，该工作表面14与一侧斜面15形成一切割刃，所述侧斜面15连接所述工作表面14和一直径小于所述工作表面14的后表面16。

[51]根据图3，该工具8被保持在工具架9上，其方式是：通过一螺钉(未出示)--其将所述工具8的中心17固定在所述工具架9上，或者通过任何可以使所述工具8与工具架9刚性连接的方式，从而，至少在所述工具8的一部分圆周上具备切割刃，以便加工毛坯5′。

[52]所述工具8可以由多晶金刚石、单晶金刚石或其它任何适于形成车削工具的材料形成。

[53]图6和7分别表示所谓“正行”(nominale)的切割构型和所谓“倒行”(àrebours)的切割构型中的车削工具8。

[54]图6表示，在正行切割构型中，要加工的毛坯5′被带动按方向18转动，并且所述工具8被定位成使得它的切割刃切割要去掉的材料层7，并通过它的工作面14产生碎屑19。这种构型是：一这样的工具8被为此设定。

[55]相反，图7表示工具8处于与图6相同的位置，而毛坯5′被带动按与图6的方向18相反的方向18′转动。这里工具8倒行工作，即要去掉的材料层7被斜面15切割，而不是被工作面14切割。在这种构型下，仍产生碎屑19′，并且有效地去掉材料层7，但涉及工具8的不正确使用，这种使用可能导致工具8的切割刃过早磨损，甚至立即损坏。

[56]因此，加工过程中，应最大程度地在它的正行构型而不是在它的倒行构型使用工具8。

[57]图8是表示图3的零件，即工具8(这里为了使图简化，去掉它的工具架9)、毛坯5′的表面6、以及在实线与虚线之间的要加工的材料层7的示意图。

[58]角柱形的表面(surface prismée)6被带动围绕轴线4′转动。

[59]这里使用的通过工具8(如图9所示)加工毛坯5′的材料层7的车削技术可以使工具8靠近被带动转动的毛坯5′，以便在加工线20处加工材料层7，并从此处产生碎屑。

[60]图10也表示通过工具8加工材料层7，而毛坯5′在被带动连续转动的过程中相对它在图9中的位置转动180°。从图10可以看到，为了继续在加工线20处加工材料层7，工具8与旋转轴线4′平行移动一取决于表面6不对称性的距离。

[61]该加工技术可以通过工具8的位置与毛坯5′的角度位置同步使工具8始终与被带动转动的要加工的材料层7接触(尽管该要加工的材料层是不对称的)。

[62]下面参照图11所示，描述根据该加工技术进行的作业，图11中，观察者处于毛坯5′的参照系中，因此毛坯5′被看作是不运动的，而工具8被看作是围绕轴线4′按方向21转动。尽管这种表示在工具8相对毛坯5′相对运动的意义上与图9和10的表示是等效的，这种表示可以使用如图11所示的图例，在该图例中通常示出两个工具，其中每个工具与用于毛坯5′的每半圈的工具位置相对应。图中，对于工具8的每个位置中出现的零件，在轴线4′左边的位置用后缀A表示，对轴线4′右边的位置用后缀B表示。

[63]因此，根据所述表示，图11结合了图9和图10。

[64]在所有图中，当工具8以正行模式工作时，加工线用粗线表示(例如图11)，当工具8以倒行模式工作时，加工线用阴影线表示(例如图21)。

[65]现在利用图11的表示参照图12-23描述本发明的方法。

[66]参照图12，第一步在于，在毛坯5′的旋转轴线4′的周围加工一凹槽。为此，首先用工具8进行传统的车削加工，即无需使工具8的位置与毛坯5′的角度位置同步。

[67]因此使工具8沿轴线4′靠近表面6。

[68]参照图13，工具8进入到毛坯5′的材料中，而工具8的中心17距轴线4′的距离基本等于工具8的半径。工具8以要去掉的材料层7厚度的高度深入到毛坯5′的材料中(见工具8的位置8B)，该厚度即为需要的加工深度。

[69]工具8以用于角柱形的表面6的传统车削作业深入到材料中，工具8时而实现加工作业(位置8B)，时而离开表面6(位置8A)。

[70]参照图14，然后使工具8按旋转轴线4′的方向移动，同时保持适于材料层7厚度的加工高度，以便随着工具的移动形成凹槽22。

[71]然后凹槽22继续随工具8到达中心位置，即它的中心17位于轴线4′上(见图15和16)。

[72]图17表示图12-16的作业形成的凹槽22。

[73]一旦凹槽22形成，则实施图18-22所示的加工作业。现在根据前面描述的车削技术实现这些加工作业，在该过程中，工具8的位置与毛坯5′的角度位置同步。

[74]图18表示工具8跟随要加工的材料层7深入到毛坯5′的材料中。

[75]图19表示工具8在轴线4′的方向前进。

[76]从图20起，工具8在它的位置8A深入到一倒行加工区域。实际上，工具在它的位置8A以正行模式沿加工线23加工材料层7，还沿位于轴线4′另一侧的加工线24倒行加工材料层7。

[77]图21表示工具8随后的前进，工具8只在倒行结束加工材料层7，直到工具8到达图22的位置，在该位置，材料层7的加工结束。

[78]图23表示在工具8开始倒行加工前，即正好在图19的位置后，材料层7剩余的要加工的残余体积25。

[79]因此图23所示的残余体积25是将要被工具8倒行加工的体积。

[80]该残余体积25的高度f为：

[81] $f=R-\sqrt{R^2-r^2}$

[82]其中，R等于工具8的半径，r等于该残余体积的顶部到它的其中一边缘的距离(见图23)。

[83]作为变型，可以在图19的位置停止加工，然后例如通过抛光去掉残余体积25。因此工具8永远不会倒行运行。

[84]需要指出的是，即使不使用该变型，并且根据图20-22加工残余体积25，工具8的倒行工作局限为远远小于要加工的材料层7总体积的残余体积25。

[85]作为比较，现在描述在类似条件下但不预先形成一凹槽的加工作业。

[86]图24-27表示该作业。

[87]图24表示通过工具26在一毛坯28上加工要加工的材料层27。通过使工具26的位置与毛坯28的角度位置同步实现该加工。

[88]图24是工具26在倒行工作开始前的最后位置，因为在它的位置26A，加工线26的一部分将过渡到毛坯28的旋转轴线29的另一侧。

[89]实际上，图25表示工具26在它的位置26B沿一加工线30正行工作，而在它的位置26A，一方面沿轴线29一侧的加工线31正行加工，另一方面沿轴线29另一侧的加工线32倒行加工。

[90]因此根据图26和27继续加工，直到完全去掉材料层27。

[91]图28表示材料层27的残余体积33，从图24的位置起，用倒行工作的工具26加工该残余体积33。

[92]残余体积33的加工高度f′相当于材料层7的加工深度，并且远远大于符合本发明的方法的残余体积25的高度f(见图23)。

[93]因此本发明的方法可以大大减少使用这种工具位置与要加工的毛坯的角度位置同步的车削加工技术时倒行加工的体积。

[94]本发明方法的残余体积25与残余体积33之间的差别为，通过本发明的方法，加工工具的倒行工作非常少。

[95]残余体积25大大小于残余体积33，作为变型，残余体积25可以留下，或补充作业时抛光。因此根据该变型，加工工具可以完全没有倒行作业。

[96]可以考虑该方法的一些实施变型，而不超过本发明的范围。尤其是，尽管已经参照在一角柱形的平面6上加工厚度均匀的要加工材料层7描述了图3-22的作业，当然本发明的方法也适用于通过去掉毛坯5的一厚度不均匀的材料层生产符合图1和2的眼镜片。

Claims (11)

1.加工眼镜片(1)的一表面(3)的方法，其包括一主要加工阶段，在该主要加工阶段中，一第一加工工具(8)的位置与所述眼镜片(1)的角度位置同步——所述眼镜片(1)围绕与所述表面(3)成横向的旋转轴线(4)被带动转动，以便在所述表面上加工一相对于所述眼镜片(1)的旋转轴线(4)不对称的表面，

该方法的特征在于，所述方法包括一补充加工阶段：围绕所述眼镜片(1)的旋转轴线(4)加工一凹槽(22)；

仅在所述眼镜片(1)转动的一角度部分的过程中，用于加工所述凹槽(22)的一第二加工工具才与所述眼镜片(1)接触；

并且，所述补充加工阶段在所述主要加工阶段之前进行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽(22)形成所述不对称表面的一部分。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二加工工具是所述第一加工工具(8)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二加工工具是一与所述第一加工工具(8)不同的工具。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述补充加工阶段被实施，而无需使所述的用于加工所述凹槽(22)的第二加工工具的位置与所述的被带动转动的眼镜片(1)的角度位置同步。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过按所述眼镜片(1)的旋转轴线方向移动所述第二加工工具的方式，实现所述凹槽(22)的加工。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述第二加工工具的中心位于所述眼镜片(1)的旋转轴线上时，所述第二加工工具停止前进。

8.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述凹槽(22)包括一被所述眼镜片(1)的旋转轴线穿过的边缘。

9.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述主要加工阶段，一残余材料体积适合于通过所述第一加工工具(8)被倒行加工，该残余材料体积相对于所述眼镜片(1)的旋转轴线基本对中。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述主要加工阶段，加工所述残余材料体积。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在加工所述残余材料体积之前，所述主要加工阶段停止。

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