CN1214005A - 一对面对面的确定形状的模具零件的相互定位的方法和制造精密零件,特别是接触透镜的模具 - Google Patents

一对面对面的确定形状的模具零件的相互定位的方法和制造精密零件,特别是接触透镜的模具 Download PDF

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Abstract

采用一种模具来制造精密零件,特别是接触透镜,这种模具由两个构成型腔(50)的、带模具嵌件(18、38)的半模组成。这个模具由一种玻璃陶瓷制成,这种玻璃陶瓷在工作温度范围内具有可以忽略不计的热膨胀。在型腔(50)的每一侧设有一个确定待成形精密零件形状的、由玻璃陶瓷制成的模具嵌件(18、38),模具嵌件以外围上形状吻合地固定在一个同样由玻璃陶瓷制成的定位板(16,36)上。定位板(16,36)分别装在由玻璃陶瓷制成的支承板(14,34)上。

Description

一对面对面的确定形状的模具零件 的相互定位的方法和制造精密 零件，特别是接触透镜的模具
本发明涉及一种用于一对面对面的确定形状的模具零件的相互定位的方法，这一对模具零件相互配合形成一个制造精密零件，特别是接触透镜的型腔。
其次本发明涉及一种用来制造精密零件，特别是接触透镜的模具，它由两个具有确定形状的模具零件的、构成型腔的半模组成。
按照现有技术状况模具由在每个半模内的支承板组成，在半模内分别固定一个或几个模具嵌件。两个半模的模具嵌件相互对准，在闭合状态下模具在它自身之间形成一个型腔。在用来制造接触透镜的已知模具中支承板由铝制成。在支承板的孔内安装一个薄壁的圆柱形紧固套，并用一个法兰固定在支承板上。在紧固套内安装一个用于模具嵌件的套筒形支座。紧固套形成一个凹槽，凹槽内可以引入压力介质(夹紧油)。借此使紧固套的外壳产生变形，并夹紧支座。一个定位销用来使紧固套初定位。支承板内可以用所述方法固定多个模具嵌件或者具有多个用来同时制造许多接触透镜或类似物的型腔的模具嵌件。
已知模具需要大量高精度构件，所有构件必须进行昂贵的表面处理。相互面对面地装在两个半模中的模具嵌件相互之间的调整很困难和很费时间，从而也比较贵。构件的误差相互叠加，以致已知的模具的精度受到限制。由于这个原因模具的操作需要非常细心。
其次主要的是，已知模具不允许热工序。构件的热膨胀各不相同。因此在温度变化时调整受到很大的干扰。在受热时液压夹紧系统的油压也会改变。
在开模时出现问题。这样成形的精密零件不是被这一个就是被那一个半模卡住。这与偶然的、很难控制的因素有关。这种不确定性使精密零件的取出变得困难，特别是当它应该通过一个机构自动地进行时。
本发明的目的在于：方便地制造开头所述这种类型的模具，使调整简化并克服失调。
按照本发明这个任务通过这样的方法来解决，这种方法用来使一对相互面对面的确定形状的、并且共同作用形成型腔的模具零件相互定位，其特征是：
a)每个模具零件的位置通过一个附设的、由一种在其工作温度范围内热膨胀可以忽略不计的材料制成的物体来确定，和
b)这两个附设于模具零件的物体通过定位装置相互准确地固定在它的位置上。
这种材料是众所周知的。这里可以是一种玻璃陶瓷或者是一种确定的金属合金如“因瓦合星”(Invar)。石英玻璃的热膨胀也很小。在模具中通过应用这种材料用来使确定形状的模具零件定位达到，几何形状不随温度而改变。模具嵌件不需要液压夹紧。即使在温度变化时确定形状的模具零件也保持它相对于支承体的位置。支承体的相对位置同样直接通过高精度的定位装置固定。可以采用热工序。例如可以通过加热某个半模确保成形的精密零件在两个半模内完全不同的附着性，使得在开模以后成形零件始终处于一个半模之内。
因此用来制造精密零件，特别是接触透镜的、由两个构成型腔的、带有确定形状的模具零件的半模组成的模具的特征在于：
a)每个半模内确定形状的模具零件的位置通过由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的支承体固定，和
b)支承体的相对位置直接通过在两个支承体之间的、高精度定位装置固定。
本发明的结构是从属权利要求的主题。
下面参照附图对本发明的一个实施例作较详细的说明。
图1两个半模连同固定在它里面的模具嵌件的示意图，
图2示意表示半模的相对定位，
图3一个示意图，用来表示里面固定各制造一个接触透镜的各个模具嵌件的定位板，其中定位板以图2中所示的方法相对于对面的定位板定位，
图4一个示意图，用来表示里面固定许多模具嵌件的定位板，其中每个这种模具嵌件用来制造多个接触透镜等等，但是定位板以图2中所示方法相互定位。
图5是一个示意图，表示两个由玻璃陶瓷制成的模具嵌件，每个模具嵌件用来制造很多接触透镜，这些模具嵌件不用定位板直接装在玻璃陶瓷制成的支承板上，其中模具嵌件本身设有用来相对于对应件(未画出)定位的定位装置。
图6表示一个模具，其中由玻璃陶瓷制成的每个板具有用来制造很多接触透镜的凹陷或突起，以及用来使板相对于相应制成的对应件定位的定位装置，这里这些板同时满足支承板、定位板和模具嵌件的功能。
图7表示模具的另一个实施例，其中在模具处于闭合状态时支承板相互定位。
图1中用10表示“上”半模，用12表示“下”半模。上半模10由一个支承板14、一个定位板16和一个模具嵌件18组成。模具嵌件18通过光学附着在定位板的孔20内定位。支承板14在模具嵌件18区域有一个孔22。在朝向模具嵌件18的表面上围绕孔22形成一个具有抛光端面26的环形凸台24。模具嵌件18的一个同样抛光过的背面28贴合在端面26上。背面28和端面26通过光学附着连接在一起。模具嵌件18具有一个设有凹陷的前面30，这个凹陷围成一个型腔32。定位板16与支承板14相连。
这里模具嵌件构成“确定形状的模具零件”。
下半模12和半模10的结构相似。下半模由一个支承板34、一个定位板36和一个模具嵌件38组成。模具嵌件38通过粘附固定在定位板36的孔40内。支承板34在模具嵌件38的区域有一个孔42。在朝向模具嵌件38的表面上围绕孔42形成一个具有抛光端面46的环形凸台44。模具嵌件38的同样抛光过的背面48贴合在端面46上，背面48与端面46同样通过光学粘着连接在一起。模具嵌件38有一个设有拱起的前面50，它在图1中的下侧围成型腔32。定位板36与支承板34相连。
支承板14和34、定位板16和36以及模具嵌件18和38都由一种在模具的工作(温度)范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成。
这种材料尤其是透明的玻璃陶瓷。但是也可以采用金属合金，例如“因瓦合金”。最好模具嵌件由一种透明材料(或者一个模具嵌件由透明材料、另一个由吸收材料、也就是不透明材料)制成，使得成形的产品，例如接触透镜，可以在模具内进行光处理。对此石英玻璃证明是合适的，它也显示出非常小的热膨胀。这里通过孔22或42的孔壁使光束边界清晰地受到限制，因为支承板14或34和定位板16或36的材料是不透明的。由此可以制造边缘非常准确的接触透镜。
支承板14和34与所属的定位板16和36同样通过光学粘着连接在一起。但是也可以采用其他固定方式。
图2中表示定位装置，它确保定位板16和36的准确对准。在定位板36上做一个孔52。在这个孔52内以紧密的配合安装一个定位销54。在定位板16上做一个孔56。在孔56内同样以紧密的配合安装一个定位套58。在模具闭合时定位销54以很小的公差插入定位套58内。定位销54有一个逐渐缩小的末端60，使得它可以很舒适地插入定位套58内。支承板14在定位销54区域内有一个孔61，在闭合状态定位销54的末端伸入这个孔内。
模具的开合通过一种众所周知的，没有画出来的机构实现。主要是，这个机构只允许支承板14和34以及定位板16和36相互之间有很小的侧向间隙，使得定位板从而还有模具嵌件18和38相互之间的位置只能够通过装在定位板16和36上的定位装置(图2)来确定。
图3中示意表示一个在图1和2中所示这种类型的、具有许多模具嵌件38的模具的零件。这里模具嵌件38分别用来制造一个接触透镜(或其他精密零件)。这些模具嵌件38固定在定位板36的排成行和列的孔40(图1)内。在定位板36的角部安装两个按图2类型的定位销54。
图4表示半模的一种变形结构。定位板36具有许多例如矩形的孔62。在孔62内安装相应的模具嵌件64，它们每一个具有许多用来制造许多接触透镜的凹陷或突起。这里也通过定位销54保证定位板36相对于对应件的定心。
这里所有零件也都由一种像玻璃陶瓷那样的，在其工作温度范围内热膨胀可以忽略不计的材料制成。
图5表示两个由玻璃陶瓷制成的模具嵌件68和70直接装在支承板66上的结构。这两种模具嵌件68和70中的每一个安排用来制造很多精密零件，如接触透镜，并具有相应的凹陷或拱起72。模具嵌件68和70中的每一个可以通过一对定位销或定位套74、76或78、80相对于它的对应件，类似于图2所说明的关系那样定心。在这种方案中取消了定位板。
在按图6的结构中作为半模只设有一个由玻璃陶瓷之类制成的板82。板82具有成行和列排列的凹陷或拱起，以同时成形很多接触透镜。板82可以通过定位装置86、88相对于对应件精确地定心。这里既取消了单独的支承板又取消了定位板。确切地说接触透镜的形状通过构成半模的板82上的凹陷或拱起84确定。
图7中表示模具的另一种结构。模具的上半部以90表示。模具的下半部以92表示。上半部包括一个支承板94和一个模具嵌件96。图7是一个断开的视图。通常一个支承板94上装有很多模具嵌件96。下半部包括一个支承板98和一个模具嵌件100。这两个模具嵌件96和100构成“确定形状的模具零件”，并以一个拱起的表面102或一个凹陷104围成一个型腔106。支承板94和98由其热膨胀可以忽略不计的玻璃陶瓷制成。支承板94和98相互面对面的表面是抛光的。
模具嵌件96和100各装在一个定位板110或112的孔中。定位板同样由玻璃陶瓷或者一种其热膨胀可以忽略不计的其他材料制成。
定位销114和定位套116,118及120形式的定位装置不仅给定位板110和112，也给支承板94和98提供相互之间相对的准确定位。为此目的定位销114装在支承板98的孔122内。定位套116装在另一块支承板94的孔124内。其他定位套118和120装在定位板110或112的孔126或128。所有定位套116、118和120都套在定位销114上。
与模具嵌件96和100同心地在支承板94或98上做出孔130或132。
通过定位销114和定位套116、118和120支承板94和98以及定位板110和112相互准确地对准。由此也保证固定在定位板110或112内的模具嵌件96和100不管是相互之间还是相对于支承板94或98的准确的定位。这些位置与温度完全无关。在这个位置上模具嵌件96或100以抛光的背面134或136光学粘着在支承板94或98的抛光的表面上。
在粘着以后，定位板110和112还可以重新取下，使得半模90和92仅仅由支承板94或98以及光学粘着在它上面的模具嵌件96或100构成。因此图7中定位板110和112用虚线表示。
但是当然也可以，将定位板110和112留在模具上，并且例如同样通过光学粘着与支承板94或98连接。

Claims (25)

1．用来制造精密零件，特别是接触透镜的，一对相互配合形成一个型腔的，面对面的确定形状的模具零件的相互定位的方法，其特征在于：
a)各个模具零件的位置通过一个附设的由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的物体来确定，
b)两个附设于模具零件的物体通过定位装置相互准确地固定在它的位置上。
2．按权利要求1的方法，其特征在于：
a)这样地保持在其位置上的模具零件固定在一个由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的支承体上，和
b)接着拿去定位物体。
3．按权利要求1或2的方法，其特征在于：
a)模具零件和必要情况下支承体设有抛光的平面，和
b)模具零件通过光学粘着固定。
4．按权利要求1至3之任一项的方法，其特征在于：采用玻璃陶瓷作为在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料。
5．按权利要求1至3之任一项的方法，其特征在于：采用热膨胀小的金属合金、例如“因瓦合金”作为在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料。
6．按权利要求1至6之任一项的方法，其特征在于：采用石英玻璃作为模具零件材料。
7．用来制造精密零件、特别是接触透镜的模具，它由两个构成型腔(32,106)的、具有确定形状的模具零件(18、38；96、100)半模(10、12；90、92)组成，
其特征在于：
a)确定形状的模具零件(18、38；96、100)在每个半模(10、12；90、92)内的位置通过由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的支承体(16、36；94、98)固定，和
b)支承体(16、36；94、96)的相对位置直接通作用在两个支承体(16、36；94、98)之间的高精度定位装置确定。
8．按权利要求7的模具，其特征在于：模具嵌件(18、38；96、100)各自装在一块由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的支承板(14、34；94、98)上。
9．按权利要求7或8的模具，其特征在于：在型腔(32)的每一侧设有一个确定待制造精密零件形状的模具嵌件(18、38；96、98)，它在圆周上形状吻合地固定在一块由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的定位板(16、36；110、112)内。
10．按权利要求7至9之任一项的模具，其特征在于：定位装置包含定位销(54；114)。
11．按权利要求9的模具，其特征在于：定位板(16,36)通过定位装置(54,56)相互固定在一个精确确定的位置上。
12．按权利要求10的模具，其特征在于：
a)在一块定位板(36)上装有定位销(54)，和
b)另一块定位板(16)分别具有一个与定位销(54)同心的、带一个定位套(58)的孔(56)，其中当定位销(54)插入定位套(58)时，相互面对面的模具嵌件相互准确地对准。
13．按权利要求10的模具，其特征在于：
a)在一块支承板(98)上装有定位销(114)，和
b)另一块支承块(94)各自具有一个与定位销(114)同心的，带一个定位套(116)的孔(124)，其中当定位销(114)插入定位套(116)时，相互对面对的模具嵌件(96,100)相互准确地对准。
14．按权利要求13的模具，其特征在于：
a)模具嵌件(96,100)固定在定位板(110,112)的孔内，
b)定位板(110,112)用定位套(118,120)套在使支承板(94,98)相互定位的定位销(114)上，从而相互并相对于支承板(94,98)定位，和
c)定位板(110,112)与支承板(94,98)通过光学粘着连接在一起。
15．按权利要求8至14之任一项的模具，其特征在于：支承板(14,34；94,98)各自形成一个凸台(24,44)，模具嵌件(18,38；96,100)沿垂直于支承板(14,34,94,98)的方向贴合在凸台上。
16．按权利要求15的模具，其特征在于：模具嵌件(18,38,96,100)与支承板(14,34；94,98)通过光学粘着连接在一起。
17．按权利要求7至16之任一项的模具，其特征在于：用于引导半模进入闭合位置的导向装置只允许半模作很小的横向运动，使得仅仅根据定位装置(54,58)就能使支承体(16,36)定位。
18．按权利要求8的模具，其特征在于：每个模具嵌件(62)具有很多围成型腔的表面，用以同时制造很多待成形的精密零件。
19．按权利要求7的模具，其特征在于：在每个半模中：
a)在一块支承板(66)上装有很多由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的模具嵌件(68、70)，和
b)每个模具嵌件(68、70)通过定位装置(74、76；78、80)相对于另一个半模的它的相对件单独定位。
20．按权利要求19的模具，其特征在于：每个模具嵌件(68、70)具有很多围成型腔的表面，以同时制造很多待成形的精密零件。
21．按权利要求7的模具，其特征在于：
a)每个半模具有一块唯一的，由一种在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料制成的板(82)、在这块板上形成很多围成型腔的表面(84)，以同时制造很多待成形的精密零件，和
b)这块板(82)通过定心装置(86,88)相对于另一个半模上的它的对应件定位。
22．按权利要求7至20之任一项的模具，其特征在于：采用玻璃陶瓷作为在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料。
23．按权利要求7至20之任一项的模具，其特征在于：采用石英玻璃作为在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料。
24．按权利要求23的模具，其特征在于：用作确定形状的模具零件的模具嵌件由石英玻璃制成。
25．按权利要求7至20之任一项的模具，其特征在于：采用一种热膨胀很小的金属合金，例如“因瓦合金”作为在工作温度范围内其热膨胀可以忽略不计的材料。
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