DE2651293A1

DE2651293A1 - METHOD FOR FINISHING OPTICAL SURFACES, TOOLS FOR CARRYING OUT THIS METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE MACHINING TOOL

Info

Publication number: DE2651293A1
Application number: DE19762651293
Authority: DE
Inventors: Robert Wardon Sinklier; Robert Carlysle Wiand
Original assignee: AIT IND Inc
Current assignee: AIT IND Inc
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-05-18
Also published as: JPS5284597A; IT1073563B; FR2330502A1; NL7612434A; SE7612462L

Description

Patentanwälte , fiee ιPatent attorneys, fiee ι

Dipl.-Ing. Dipr -Chem. Dipl.-Ing.Dipl.-Ing. Dipr -Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserE. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19Ernsbergerstrasse 19

8 München 608 Munich 60

10. November 1976November 10, 1976

A.I.T. INDUSTRIES, HTC.
8221 Forth Kiraball Avenue
Skolcie, Illinois 60076 /Y.St,A.AIT INDUSTRIES, HTC.
8221 Forth Kiraball Avenue
Skolcie, Illinois 60076 /Y.St , A.

Unser Zeichen: A 1778Our reference: A 1778

Verfahren zur Feinbearbeitung optischer Flächen, Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens sowie Verfahren zur Herstellung des Bearbeitungswerlczeugs.Process for fine processing of optical surfaces, tool for performing this process and process for Manufacture of the processing tool.

Die vorliegende Erfindung ^betrifft die Endbearbeitung optischer Oberflächen von Linsen oder dergleichen. Bisher werden Linsen-Rohlinge zur Ausbildung der annähernd gewünschten Ktümmung auf einer bestimmten Seite mit einer mit Diamanten imprägnierten Scheibe geschliffen. Im Anschluß daran wird die roh geschliffene Fläche auf die genaue erwünschte Krümmung fertigbearbeitet und abschließend poliert. Das Feinschleifen oder die Feinbearbeitung erfolgt bei den bekannten Bearbeitungsverfahren durch die Anlage der Linsenoberfläche anThe present invention relates to optical finishing Surfaces of lenses or the like. So far, lens blanks are used to form the approximately desired Curvature cut on one side with a diamond impregnated disc. Following this will the rough ground surface is finished to the exact desired curvature and then polished. The fine grinding or the fine machining takes place in the known machining processes by contacting the lens surface

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ein profiliertes Gußeisenwerkzeug, das genau die gewünschte Krümmung besitzt. Zwischen die Linse und das Werkzeug wird dabei ein Schmirgelbrei gebracht, der beispielsweise als Schleifmittel Aluminiumoxid aufweist, und dann das Werkzeug und die Linse bei einem geringen Kontaktdruck in relativ zueinander verlaufende Hin- und Herschwingungen oder Hin- und Herbewegungen versetzt. Die Relativbewegung führt zu einem Abtragen der Linsenoberfläche, die am Ende die Form des Werkzeugs erreicht.a profiled cast iron tool that has exactly the desired curvature. Between the lens and the tool will be brought an emery pulp, for example with aluminum oxide as an abrasive, and then the tool and when the contact pressure is low, the lens oscillates back and forth or backwards relative to one another. and floats. The relative movement leads to an erosion of the lens surface, which in the end takes the shape of the Tool reached.

Für die Oberflächenbearbeitungswerkzeuge wird sowohl Metallals auch Polymermaterial verwendet, da diese Materialien verhältnismäßig weich sind und leicht mit der genauen Krümmung versehen werden können. Unglücklicherweise verursacht der SchleifVorgang beim Feinschleifen aber auch einen schnellen Verschleiß, wodurch sich Fehler in der Linsenkrümmung ergeben können. Zur Vermeidung dieser Fehler muß das Werkzeug vor jeder Verwendung genau vermessen und, falls ein Fehler festgestellt wird, einer teuren und zeitaufwendigen Nachbearbeitung zur Wiederherstellung der exakten Krümmung unterworfen werden. Aus herkömmlichen Materialien hergestellte Werkzeuge neigen zu einem schnellen Verschleiß und müssen nach zwei- bis vierfachem Gebrauch nachgerichtet werden.Both metal and polymer material is also used as these materials are relatively soft and light with precise curvature can be provided. Unfortunately, however, the grinding process also makes fine grinding a quick one Wear, which can lead to errors in the curvature of the lens. To avoid this error, the tool must be in front of precisely measure each use and, if an error is detected will be subjected to expensive and time-consuming post-processing to restore the exact curvature. Tools made from conventional materials tend to wear out quickly and need two to four times more Use can be readjusted.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten ist vorgeschlagen worden, auf die Arbeitsfläche des Werkzeuges eine austauschbare Schutzschicht aufzubringen. Solche Uberzugmaterialien können Drahtgeflecht oder Drahtgitter, Streckmetall, Folie, vorgeschnittene oder gekerbte Metallbleche und dgl. einschließen, die durch ein Klebmittel fest auf die Arbeitsfläche aufgefügt sind, wodurch die Zwischenlage die Krümmung und Gestalt des Werkzeuges annimmt.To overcome these difficulties it has been proposed to place an interchangeable tool on the working surface of the tool Apply protective layer. Such coating materials can be wire mesh or wire mesh, expanded metal, foil, precut or notched metal sheets and the like that are firmly attached to the work surface by an adhesive are, whereby the intermediate layer takes on the curvature and shape of the tool.

Ein weiteres herkömmliches Werkzeug ist ein imprägniertes Werkzeug. Bei diesem ist eine Schicht aus Diamanten und Pulvermetall auf die Arbeitsfläche des Werkzeugs durch SinternAnother common tool is an impregnated tool. This is a layer of diamonds and powder metal onto the working surface of the tool by sintering

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aufgebracht, wodurch sich eine dreidimensionale Anordnung der Diamanten in einem Metalluntergrund ergibt. Zur Erzielung befriedigender Ergebnisse muß eine beträchtliche Dicke des Diamanten- und Metallgemischs auf die Arbeitsfläche aufgebracht und die Arbeitsfläche selbst sorgfältig auf die genaue erwünschte Krümmung zugeschliffen werden. Zwar besitzt dieses Werkzeug eine Arbeitsfläche mit einer sehr langen Lebensdauer, jedoch erfordert dieses Verfahren eine verhältnismäßig große Menge an Diamanten, so daß das Werkzeug aus diesem Grund sehr teuer ist.applied, resulting in a three-dimensional arrangement of the diamonds in a metal substrate. To achieve For satisfactory results, a considerable thickness of the diamond and metal mixture must be applied to the work surface and the work surface itself be carefully ground to the exact curvature desired. Though this tool has a work surface with a very long life, but this method requires one relatively large amount of diamonds, so that the tool is very expensive for this reason.

Der Poliervorgang wird auf Vorrichtungen der selben Art vorgenommen wie sie für das Feinschleifen benutzt werden, wobei lediglich anstatt des Schmirgelbreies ein Brei mit einem Poliermittel wie Ceroxid Verwendung findet und auf der Arbeitsfläche des Werkzeugs ein dünnes poröses Polster befestigt ist. Dadurch müssen zwei getrennte Maschinen für den Feinschleifvorgang und den Poliervorgang verwendet werden, damit eine Verunreinigung des Poliermittels durch das schwerere Feinschleifmittel vermieden wird. Andernfalls könnte die Linse nich't poliert werden, da sie während des Poliervorganges durch Schleifmittel verkratzt würde.The polishing process is carried out on devices of the same type how they are used for fine grinding, with only a pulp with a Polishing agents such as cerium oxide are used and applied to the work surface a thin porous pad is attached to the tool. This means that two separate machines are required for the fine grinding process and the polishing process can be used to prevent contamination of the polishing agent by the heavier fine abrasive is avoided. Otherwise, the lens could not be polished as it was during the polishing process would be scratched by abrasives.

Nach Beendigung des Feinschleifvorganges auf einer Vorrichtung werden bei der herkömmlichen Verfahrensweise das Werkzeug und die Linse gereinigt, dann zu einer getrennten Poliervorrichtung gebracht und dann das Polier- oder Filzpolster zwischen Werkzeug und Linse eingelegt. Häufig tritt dabei das Problem auf, daß der Betätigungsmechanismus der Feinschleif- und Poliervorrichtungen nicht genau zueinander ausgerichtet sind. Das führt dazu, daß die vibrierende Poliermaschine das gepolsterte Werkzeug nicht gleichmäßig auf die Linsenoberfläche einwirken läßt und der Poliervorgang erheblich verlängert wird, bis zur Erreichung einer ausreichenden Glätte und Durchlässigkeit an den hohen Stellen genügend Glas wegpoliert ist.After finishing the fine grinding process on a device, the tool and the lens cleaned, then taken to a separate polishing fixture and then the polishing or felt pad in between Tool and lens inserted. Often the problem arises that the actuating mechanism of the fine grinding and Polishing fixtures are not precisely aligned with one another. As a result, the vibrating buffing machine is the padded one The tool does not work evenly on the lens surface and the polishing process is considerably prolonged until a sufficient smoothness and permeability is achieved enough glass has been polished away at the high points.

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Die vorliegende Erfindung schafft ein Werkzeug zur Bearbeitung optischer Oberflächen, das eine erhöhte Standzeit besitzt, ohne daß auswechselbare Polster, Zwischenlagen und dgl. verwendet werden müssen. Hinzu kommt, daß das erfindungsgemäße Werkzeug die Verwendung herkömmlicher Schleifpasten während des Feinschleifens nicht erfordert. Dadurch können der Feinschleifvorgang und der Poliervorgang auf der gleichen Maschine ausgeführt werden, wodurch sich der Zeitaufwand und die Ausrüstungskosten wesentlich verringern lassen, während zugleich die vorangehend beschriebene Möglichkeit eines Maschinenfehlers zwischen dem Feinschleifen und dom Polieren ausgeschlossen wird.The present invention provides a tool for processing optical surfaces that has an increased service life, without interchangeable pads, intermediate layers and the like. Having to be used. In addition, the inventive Tool does not require the use of conventional grinding pastes during fine grinding. This allows the Fine grinding process and the polishing process on the same Machine running, which can significantly reduce the time and equipment costs while at the same time the possibility of a machine error between fine grinding and dome polishing, as described above is excluded.

Das erfindungsgemäße Oberflächenbearbeitungswerkzeug besitzt eine konvexe oder konkave Arbeitsflä'che wie sie auch bei den herkömmlichen Werkzeugen vorhanden sind. Anders als bei herkömmlichen Werkzeugen ist jedoch die Arbeitsfläche bei der erfindungsgemäßen Lösung mit einer freiliegenden Schicht von Diamanten besetzt, deren Größe im Bereich von Io - loo Mikrometern liegt. Die Diamanten sind durch eine Metalleinbettung ihrer unteren Bereiche auf dem Werkzeug gehalten, wobei das Metall durch jedes geeignete Verfahren wie beispielsweise durch Galvanisierung auf das Werkzeug aufgebracht sein kann. Die Diamanten werden während des Ablagerungsvorgangs auf das Werkzeug aufgebracht, wobei ein Diamantenüberschuß nach einer anfänglichen Anheftperiode von dex- Oberfläche abgespült vrird, woraufhin dann ein weiterer Metallauftrag auf das Werkzeug vorgenommen wird. Die weitere Metallablagerung wird fortgesetzt, bis etwa Io - 9o%, vorzugsweise etwa 15 - 7o% der Höhe der Diamantschicht in die Metallschicht eingebettet ist. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Arbeitsfläche des Werkzeugs vor dem Aufbringen der Diamanten fein gerieft oder aufgerauht. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs.während des Feinschleifens wird herkömmliche Schleif» paste nicht benutzt; vielmehr findet eine Schmier- oder Kühl-The surface treatment tool according to the invention has a convex or concave work surface as is also the case with the conventional tools are available. In contrast to conventional tools, however, the work surface is different from that of conventional tools solution according to the invention with an exposed layer of Set with diamonds, their size in the range of Io- loo micrometers lies. The diamonds are held on the tool by a metal embedding of their lower areas, whereby the Metal can be applied to the tool by any suitable method such as electroplating. The diamonds are applied to the tool during the deposition process, with excess diamond after one initial tack period rinsed from the dex surface, whereupon another application of metal is made to the tool. The further metal deposition continues, to about Io - 90%, preferably about 15 - 70% of the height of the Diamond layer is embedded in the metal layer. In a further embodiment of the invention, the work surface is of the tool finely grooved or roughened before applying the diamonds. When using the invention Tools. During fine grinding, conventional grinding » paste not used; rather, there is a lubricating or cooling

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flüssigkeit oder -trübe Verwendung, die mit der beim Poliervorgang verwendeten Flüssigkeit identisch ist, während als Schleifkomponente die Diamenten dienen. Nach Beendigung des FeinschleifVorgangs ist eine Abnahme des Werkzeugs und des Linsoiirohlings von der Maschine nicht erforderlich. Es braucht lediglich ein Polierfilz zwischen die zusammenpassenden Linsen-und V/erkzeugflachen eingeführt werden, bevor der erwünschte Poliervorgang auf der gleichen Maschine vorgenommen werden kann, wobei die Möglichkeit fehlerhafter Abweichungen zwischen mehrerer Maschinen entfällt.liquid or cloudy use that is the same as in the polishing process The liquid used is identical, while the diamonds serve as the grinding component. After the Fine grinding process is an acceptance of the tool and the Lens blanks from the machine not required. It all that is needed is to insert a polishing pad between the mating lens and tool surfaces before the Desired polishing operation can be done on the same machine, with the possibility of incorrect deviations is not required between several machines.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Feinschleifen und Polieren optischer Flächen, bei dem die zwei Arbeitsvorgänge aufeinanderfolgend mit einem einzigen Werkzeug vorgenommen werden, das an einer einzigen Stelle in einer Linsenoberflächen-Bearbeitungsmaschine, beispielsweise einer Zylindermaschine oder einer Kugelmaschine angebracht ist, wobei als Zwischenschritt die Aufbringung eines Polierfilzes auf die Arbeitsfläche des Werkzeuges erfolgt.The invention also relates to a method for fine grinding and polishing of optical surfaces, in which the two work processes done successively with a single tool in a single location in a lens surface processing machine, For example, a cylinder machine or a ball machine is attached, with the application of a polishing felt to the working surface of the tool as an intermediate step.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der. in den Zeichnungen dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen. Es zeigen:Further details of the invention emerge from the following Description of. in the drawings shown advantageous embodiments. Show it:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugs zur Bearbeitung optischer Oberflächen,1 shows a diagrammatic representation of a tool designed according to the invention for processing optical Surfaces,

Fig«.2 ein detaillierter, schematischer vertikaler Teilschnitt durch die Arbeitsfläche des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs,Fig. 2 is a detailed, schematic vertical partial section through the work surface of the tool shown in Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Vertikalschnitt des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs mit einer in der Bearbeitungslage aufgebrachten Linse, FIG. 3 shows a schematic vertical section of the in FIG. 1 shown tool with a lens applied in the machining position,

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Fig. 4- einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsforra der Erfindung,Fig. 4- is a vertical section of a further embodiment the invention,

Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Bearbeitung optischer Oberflächen,5 shows a diagrammatic representation of a further embodiment the tool according to the invention for processing optical surfaces,

Fig. 6 einen detaillierten schematischen vertikalen Teilschnit" dux-ch die Arbeitsfläche des in Fig. 5 dargestellten Werkzeugs,Fig. 6 is a detailed schematic vertical partial section " dux-ch is the working surface of the one shown in FIG Tool,

Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt des in Fig. 5 dargestellten Werkzeugs zusammen mit einer in der Bearbeitungslage befindlichen Linse.FIG. 7 shows a schematic vertical section of the in FIG. 5 tool shown together with a lens located in the processing position.

Das in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeug zur Bearbeitung optischer Oberflächen umfaßt im wesentlichen einen massiven Grundkörper Io mit einer gekrümmten Arbeitsfläche 12, die genau die Krümmung aufweist, die das zu beschleifende optische Glas erhalten soll. Der Grundkörper besteht normalerweise aus einem Metall wie Gußeisen oder einem Polymer-Material und stimmt im wesentlichen mit den gebräuchlichen Schleifwerkzeugen überein. Zur Herstellung des Grundkörpers kann jedes feste anorganische oder organische Material verwendet werden, solange dieses formbar, gießbar oder spanabhebend bearbeitbar ist. So sind beispielsweise Gießgips oder Hartwachse für die vorliegende Erfindung geeignet. Wenn in der Zeichnung auch der Grundkörper mit einer konvexen Krümmung dargestellt ist, kann dieser doch auch eine konkave oder anderweitig gekrümmte Oberfläche besitzen. Zugleich können einzelne und zusammengesetzte Krümmungen vorgesehen sein. Dxe Fachleute, die mit der Herstellung geschliffener Linsen vertraut sind, werden normalerweise wenigstens ein Werkzeug für jeden erforderlichen Krümmungsgrad bereit halten, so daß für sämtliche verlangten Krümmungen mehrereThe tool shown in FIG. 1 designed according to the invention for processing optical surfaces comprises in the essentially a solid base body Io with a curved working surface 12 which has exactly the curvature that the optical glass to be ground is to receive. The main body is usually made of a metal such as cast iron or a polymer material and is essentially the same as conventional grinding tools. For the production Any solid inorganic or organic material can be used for the base body, as long as it is malleable, castable or can be machined. For example, plaster of paris or hard waxes are suitable for the present invention. If the base body is also shown with a convex curvature in the drawing, it can have a concave or otherwise curved surface. At the same time, individual and compound curvatures can be provided be. Dxe professionals involved in the manufacture of honed Familiar with lenses, there will usually be at least one tool ready for each degree of curvature required hold so that for all the required curvatures several

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Tausend solcher Werkzeuge vorhanden sein müssen. Es ist daher wünschenswert, ein Werkzeug zu schaffen, das einerseits preiswert ist und andererseits eine verlängerte Standzeit aufweist-.There must be a thousand such tools. It is therefore It is desirable to create a tool that is inexpensive on the one hand and has a longer service life on the other hand.

Erfindungsgemäß ist auf der Arbeitsfläche 12 des Grundkörpers Io eine einfache Schicht natürlicher oder synthetischer Diamanten lA einer bestimmten Korngröße gleichmäßig verteilt und eingebunden. Das Bindemittel ist vorzugsweise ein Metall, das mit den an Ort und Stelle befindlichen Diamanten auf die Arbeitsfläche aufgetragen wird. Zur Sicherstellung der gewünschten Endbearbeitung optischer Gläser ist die Verwendung von Diamanten eines bestimmten Größenbereiches wesentlich. Die Korngröße oder der mittlere Durchmesser kann sich dabei von etwa Io - loo Mikrometern erstrecken. Für den Feinschleif-Vorgang liegt die Teilchengröße im Bereich von etwa 2o bis etwa 60 Mikrometern mit einer optimalen Größe im Bereich von etwa 2o bis ^o Mikrometern. Die Verwendung größerer Diamanten führt zu einer Verteuerung des Werkzeugs, während die Verwendung von Diamanten mit einer unter dem vorangehend genannten Korngrößenbeieich liegenden Größe ein unzulängliches Werkzeug ergibt.According to the invention, a simple layer of natural or synthetic diamonds is on the working surface 12 of the base body Io lA a certain grain size evenly distributed and integrated. The binder is preferably a metal, which is applied to the work surface with the diamonds in place. To ensure the desired When finishing optical glasses, the use of diamonds of a certain size range is essential. The grain size or the mean diameter can range from about 10 to 100 micrometers. For the fine grinding process the particle size ranges from about 20 to about 60 micrometers with an optimal size in the range from about 20 to 10 micrometers. The use of larger ones Diamonds lead to an increase in the cost of the tool, while the use of diamonds with one below the preceding Grain sizes mentioned are inadequate Tool results.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Diamanten durch ein galvanisches Verfahren auf dem Werkzeug festgelegt, bei dem Metall bei in Berührung mit der Arbeitsfläche Io stehenden Diamanten galvanisch auf das Werkzeug aufgebracht wird. Hierbei wird das Auftragsmetall auf der Arbeitsfläche des Werkzeugs abgelagert und gebunden, wobei die einzelnen, sich auf dem Werkzeug befindlichen Diamanten teilweise umschlossen werden. Die Galvanisierung wird solange durchgeführt, bis etwa Io bis etwa 9o%, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 7o% der Höhe der Diamantschicht in das Auftragsmetall eingebettet ist. In the preferred embodiment of the invention, the Diamonds are set on the tool by an electroplating process, with the metal in contact with the work surface Io standing diamonds galvanically applied to the tool will. Here, the application metal is deposited and bound on the working surface of the tool, whereby the individual diamonds on the tool are partially enclosed. The electroplating will last as long performed to about Io to about 90%, preferably about 15 to about 7o% of the height of the diamond layer is embedded in the deposit metal.

Im Einzelnen wird der Grundkörper Io zunächst gründlich gereinigt, wobei die Reinigung auch eine Atzung einschließenIn detail, the base body Io is first thorough cleaned, the cleaning also including an etching

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kann, und dann in ein geeignetes galvanisches Bad eingeführt, das eine Metallanode besitzt, während die Oberfläche des Grundkörpers als Kathode dient. Anode und Kathode sind in der bei Galvanisierungsverfahren üblichen Weise elektrisch leitend mit einer Stromquelle verbunden. Die an die Arbeitsfläche angrenzenden Werkzeugränder sind dabei vorzugsweise abgerundet, damit scharfe Kanten, an denen eine übermäßige Metallablagerung eintreten kann, vermieden werden.can, and then introduced into a suitable electroplating bath having a metal anode while the surface of the Base body serves as a cathode. The anode and cathode are electrical in the usual way in electroplating processes conductively connected to a power source. The tool edges adjoining the work surface are preferred rounded to avoid sharp edges where excessive metal build-up can occur.

Die Arbeitsfläche 12 wird vorzugsweise horizontal in dem galvanischen Bad angeordnet und über einen kurzen Zeitabschnitt mit elektrischem Strom beschickt, bis eine dünne Schicht aus Überzugmetall auf der Fläche abgelagert ist. Die Art der für den Überzug verwendeten Metalle ist nicht entscheidend, es können geeignete Metalle wie Nickel, Kupfer, Chrom, Eisen, Cobalt sowie Rhodium und dgl. Verwendung finden.The work surface 12 is preferably horizontal in the galvanic Bath arranged and charged with electric current over a short period of time until a thin layer of coating metal is deposited on the surface. The type of metals used for the coating is not critical, suitable metals such as nickel, copper, chromium, iron, cobalt and rhodium and the like can be used.

Nachdem zunächst eine dünne Metallschicht aufgetragen worden ist, wird auf die gesamte Arbeitsfläche eine gleichmäßige überhöhte Diamantschicht lose aufgetragen. Die Dicke der losen Diamantschicht ist von Bedeutung und sollte in der Größenordnung von etwa dem Zweifachen bis etwa dem Zwanzigfachen des durchschnittlichen mittleren Durchmessers der verwendeten Diamanten sein. Optimale Ergebnisse werden bei einer Dicke der losen Diamantschicht von etwa dem Fünf- bis etwa dem Zehnfachen des (äurschnittlichen mittleren Diamantdurchmessers erzielt. Eine Schichtdicke, die mehr als das Zwanzigfache des mittleren Durchmessers beträgt, verzögert die nachfolgende Metallablagerung wesentlich, da diese nur schwach von dem Metall durchdrungen werden kann. Bei einer Dicke, die weniger als das Zweifache des mittleren Durchmessers beträgt, reichen die verfügbaren Diamanten nicht aus, um eine betriebswirksame ,gleichmäßig freiliegende Schicht zu schaffen.After a thin layer of metal has been applied, the entire work surface becomes even Excessive diamond layer applied loosely. The thickness of the loose Diamond coating is important and should be on the order of magnitude from about two to about twenty times the average mean diameter of those used Be diamonds. Optimal results are achieved with a loose diamond layer thickness of about five to about Ten times the (average mean diamond diameter achieved. A layer thickness that is more than twenty times the mean diameter delays the next one Metal deposition is essential, as this can only be weakly penetrated by the metal. With a thickness that is less than twice the mean diameter, there are not enough diamonds available to make an operational one to create evenly exposed layer.

Nach dem Aufbringen der Diamanten wird der Ablagerungsoder Galvanisiervorgang kurz fortgesetzt, um die unterste After the diamonds have been applied, the deposition or electroplating process is continued briefly around the bottom

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Diamantschicnt in den Metallgrund einzubinden. In diesem Stadium wird nur eine Metallmenge abgelagert, die zum Einschluß von etwa ο„5% bis etwa lo% der Höhe der untersten Diamanten ausreicht₃ doh. derjenigen Diamanten, die mit dem Grundüberzug in Berührung stehen» Vorzugsweise wird die gesamte lose Diamantschicht auf die Fläche aufgebracht, bevor genügend Metall zur Lagesicherung .eines jeden Diamanten abgelagert worden ist, um so örtliche Anhäufungen zu vermeiden οTo be embedded in the metal base. At this stage only an amount of metal is deposited which is sufficient to enclose about ο "5% to about lo% of the height of the lowest diamond ₃ doh. of those diamonds that are in contact with the base coat »Preferably, the entire loose diamond layer is applied to the surface before enough metal has been deposited to secure each diamond in position, in order to avoid local agglomerations ο

Im Anschluß daran wird der auf der Werkzeugoberfläche verbleibende lose Diamantenüberschuß entfernt, was durch einfache Reinigung der Oberfläche mit einem Elektrolytstrahl, mit Wasser oder durch ein kurzes Umdrehen des Werkzeuges erfolgen kann. Durch diesen Vorgang werden die sekundären Diamantschichten oder die Diamanten, die beim ersten Einbindungsschritt nicht festgehalten worden sind, entfernt. Je größer die verwendeten Diamanten sind, um so intensiver muß der Reinigungsvorgang sein. Daraus ergibt sich, daß im wesentlichen die Diamanten auf der Werkzeugoberfläche festgehalten werden, die von dem Metallüberzug umschlossen bzw. festgehalten sind, wodurch sich im wesentlichen eine Diamantschicht ergibt, bei der die benachbarten Diamanten im Abstand voneinander und in einer einzigen offenen Schicht liegen.Following this, the one remaining on the tool surface becomes Loose excess diamonds are removed by simply cleaning the surface with an electrolyte jet Water or by turning the tool briefly. This process creates the secondary diamond layers or remove the diamonds that were not held in the first bonding step. The bigger the diamonds used are, the more intensive the cleaning process must be. It follows that essentially the diamonds are held on the tool surface, which are enclosed or held in place by the metal coating, which essentially results in a diamond layer in which the adjacent diamonds are spaced apart and in a single open layer.

Nach dem Reinigen der Oberfläche wird auf der mit Diamanten besetzten Fläche um die Diamanten herum auf galvanischem Wege zusätzliches Metall niedergeschlagen. Der Metallauftrag wird vorzugsweise so lange fortgesetzt, bis etwa 15% bis etwa 7o% der Diamantschicht in dem Metall eingebettet ist, wobei die oberen Diamantflachen freiliegen und aus dem aufgetragenen Metallgrund vorstehen. Die Größe des die Diamanten umgebenden Metallauftrags ist wichtig, weil ein zu geringer Metallauftrag beim Gebrauch des Werkzeuges ein Herausfallen der Diamanten aus der Einbettung begünstigt, wodurch sich einAfter the surface has been cleaned, the diamond-studded area is electroplated around the diamonds additional metal knocked down. The metal application is preferably continued until about 15% to about 7o% the diamond layer is embedded in the metal, the the upper diamond surfaces are exposed and protrude from the applied metal base. The size of the diamond surrounding it Metal application is important because too little metal application will cause the tool to fall out when using the tool Diamonds are favored from the embedding, creating a

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vorzeitiger Verschleiß ergibt. Ein 7 ο % der Diamantenhöhe übersteigender Metallauftrag verringert demgegenüber die Leistungsfähigkeit bzw. die Abtragungseigenschaften des Werkzeugs wesentlich.premature wear results. A metal application that exceeds 7 ο % of the diamond height, on the other hand, significantly reduces the performance or the removal properties of the tool.

Falls erwünscht, ist es möglich und im Rahmen der Erfindung liegend, eine größere Dicke der Metallgrundlage aufzutragen, als erforderlich ist, und anschließend überschüssiges Metall durch eine chemische Behandlung zu beseitigen. Es ist auch möglich, einen Teil der Metallgrundlage nach einer Benutzungszeit des Werkzeugs zu entfernen, um einen unteren Teil der Diamantschicht freizulegen. Geeignete Entfernungsmittel umfassen beispielsweise Säuren und metallchelatisierende Wirkstoffe. Es ist auch die Bildung einer Abtraglösung möglich, die selektiv eine Nickel-oder Kupferschicht abträgt, ohne einen eisernen Basisteil anzugreifen, wie dies in der US-Patentschrift 3 717 52o beschrieben ist.If desired, it is possible and within the scope of the invention to apply a greater thickness of the metal base, than necessary, and then chemical treatment to remove excess metal. It is also possible to remove part of the metal base after a period of use of the tool to make a lower part of the To expose diamond layer. Suitable removal agents include, for example, acids and metal chelating agents. It is also possible to form an erosion solution, which selectively removes a nickel or copper layer without attacking an iron base as described in US Pat. No. 3,717,520.

Je nach dem, welches Verfahren zum Auftrag gewählt wird, können verschiedene Metalle in den verschiedenen Stadien des vorangehend beschriebenen dreistufigen Auftragsverfahrens verwendet werden, das die Bildung einer Anfangsschicht, die Festlegung der Diamanten und danach den Aufbau einer Metallumh.u4.lung für die Diamanten umfaßt. So ist beispielsweise Kupfer besonders für den galvanischen Auftrag auf Gußeisen bei den ersten beiden Schritten geeignet, da dieses ausgezeichnete Festhalteeigenschaften besitzt und nur zu einer geringen Gasbildung auf der Überzugflache führt. Danach kann ein verhältnismäßig hartes Metall wie Nickel verwendet werden. Es versteht sich, daß im Rahmen des Fachgebietes viele Änderungen möglich sind.Depending on which method is chosen for the application, different metals can be used in the different stages of the The three-stage application process described above can be used, which allows the formation of an initial layer, includes setting the diamonds and then building a metal casing for the diamonds. So is for example Copper is particularly suitable for the galvanic application on cast iron in the first two steps, as this has excellent retention properties and only leads to a low level of gas formation on the coating surface. A relatively hard metal such as nickel can then be used. It goes without saying that within the scope of the subject area many changes are possible.

In der Fig. 2 ist eine fertige Werkzeugoberfläche schematisch dargestellt. Das Werkzeug 2o besitzt eine profilierte Arbeitsfläche 22,auf der die Diamanten 24 in einer einzigen freiliegenden Schicht in einer aufgetragenen Metallschicht 26 fest-A finished tool surface is shown schematically in FIG. 2. The tool 2o has a profiled working surface 22, on which the diamonds 24 are exposed in a single Layer fixed in an applied metal layer 26

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gehalten sind, wobei die Metallschicht unter den Kopfseiten der Diamanten endet und diese freiläßt*are held, with the metal layer under the head sides of the Diamonds ends and releases them *

Ein wichtiger Vorteil des vorangehenden Verfahrens besteht darin, daß die Menge der auf der Arbeitsfläche des Werkzeuges verbleibenden Diamanten, und deren Gestalt durch das Auftragsverfahren selbsttätig eingestellt wird, wodurch eine Felilermöglichkeit durch menschliche Irrtümer im wesentlichen entfällt. Nur diejenigen Diamanten, die nach dem kurzen Anhaftmngszeitraum festgehalten werden, verbleiben auf der Arbeitsfläche und werden durch die zusätzliche Metallablagerung dauerhaft festgelegt« Der Auftragsvorgang erfolgt vorzugsweise kontinuierlich und ununterbrochen, um örtliche Abweichungen oder die Bildung einer passiven Schicht zwischen aufeinanderfolgenden Stufen zu vermeiden.An important advantage of the foregoing method is that the amount of on the work surface of the tool remaining diamonds, and their shape due to the application process is set automatically, creating a possibility for Felilers is essentially eliminated by human error. Only those diamonds after the short period of adhesion are retained, remain on the work surface and are caused by the additional metal deposition permanently fixed «The application process is preferably carried out continuously and uninterrupted to avoid local deviations or avoid the formation of a passive layer between successive stages.

Das vorangehend beschriebene Verfahren führt zugleich zu einem Auftrag und einer Festlegung der Diamanten in einem im wesentlichen gleichmäßigen Profil, so daß die spitzen Enden der Diamanten 24t im wesentlichen senkrecht zur Werkzeugfläche liegen. Der einleitende Festlegungsschritt führt dazu, daß das abgelagerte Metall spitze Enden enger umschließt als abgerundete Flächen, so daß die vertikal orientierten Diamanten besser haften als die anderen. Es kommt hinzu, daß die Art des Anströmeas und die Packungseigenschaften der losen Diamanten ebenfalls dazu führen, daß die untersten Diamanten eine solche senkrechte Orientierung erhalten.The method described above leads at the same time to an order and a definition of the diamonds in one essentially uniform profile so that the pointed ends of the diamonds 24t are substantially perpendicular to the tool surface lie. The preliminary setting step results in the deposited metal enclosing pointed ends more closely than rounded surfaces so that the vertically oriented diamonds adhere better than the others. There is also that the type of inflow and the packing properties of the loose diamonds also lead to the lowest Diamonds get such a perpendicular orientation.

Als spezielles Beispiel für das vorangehend beschriebene Beschichtungsverfahren sei ein Gußeisen-Werkzeug gewählt, das bei einem Strom von o,o2 Ampere pro cm (2o amp/sq.ft.) für zwei bis drei Minuten einer Nickelabscheidung ausgesetzt wurde, wodurch sich eine feine Nickelschicht auf der Arbeitsfläche absetzte. Danach wurden Diamanten im Überschuß gleichmäßig über die Arbeitsfläche verteilt aufgetragen, wobei dieA cast iron tool is chosen as a special example for the coating process described above. subjected to nickel deposition for two to three minutes at a current of 0.02 amps per cm (2o amp / sq.ft.) which caused a fine layer of nickel to deposit on the work surface. After that, diamonds in excess became uniform Applied distributed over the work surface, the

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Diamanten eine Teilchengröße von 3o - 4o Mikrometern hatten. Danach wurde der Abscheidungsprozess bei einer Stromzuführung iron ο₄öl Ampere pro cm (Io amp/sqof t <,) über etwa zehn zusätzliche Minuten fortgesetzt und dann die Oberfläche zur Beseitigung überschüssiger Diamanten mit Elektrolytlösung abgespült. Der Abscheidungsstrom wurde dann auf o,o2 Ampere pro cm (2o amp/sq.ft.) erhöht und etwa eine Stunde aufrecht erhalten. Es wurde festgestellt, daß das damit hergestellte Werkzeug eine einzige Diamaiitoberschicht mit einer Dichte von etwa o,ol5 Karat pro cm (o_sl ct/sq»i_e) besaß.Diamonds had a particle size of 30 to 40 micrometers. Thereafter, the deposition process was _{continued for about ten additional minutes with an iron ο 4} oil amps per cm (Io amp / sqof t <,) power supply and then the surface was rinsed with electrolyte solution to remove excess diamonds. The deposition current was then increased to 0.02 amps per cm (2o amps / sq.ft.) And maintained for about an hour. It has been found that the tool thus produced had a single Diamaiitoberschicht having a density of from about o, OL5 carats per cm (o l _s ct / sq 'i _e).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Exrfindung liegt in der Erhaltung der für jedes Werkzeug benötigten Diamantmenge. Bei der Korngrößenordnung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nämlich lo-loo Mikrometer, liegt die Menge der auf dem Werkzeug festgehaltenen Diamanten in der Größen-Another advantage of the present invention is that Preservation of the amount of diamond required for each tool. In the grain size order used in the present invention is used, namely lo-loo micrometers, the amount is of the diamonds held on the tool in the size

o Ordnung von etwa o,oo3 bis 0,08 ct./cm der Arbeitsfläche des Werkzeugs (o,o2-o,5 ct/sq.i.) Dies bedeutet eine beträchtliche Einsparung gegenüber den mit Diamanten besetzten Werkzeugen, die mehrere in die Oberfläche eingeformte Diamant· schichten besitzen und die vielleicht zehnmal so teuer sind wie das erfindungsgemäße Werkzeug.o Order from about 0.03 to 0.08 ct./cm of the work surface of the tool (o, o2-o, 5 ct / sq.i.) This means a considerable Savings compared to tools set with diamonds, which have several diamonds molded into the surface have layers and are perhaps ten times as expensive as the tool according to the invention.

Aus den vorangehenden Ausführungen ergibt sich, daß im Rahmen der vorangehenden Verfahrensschritte auch andere Arten des Auftrags des Einbindungsmetalls auf das Werkzeug Verwendung finden können. Geeignete Alternatiwerfahren für den Metallauftrag umfassen beispielsweise einen Vakuumauftrag, Flammspritzen und stromlose sowie elektrolytische Verfahren. Ein weiteres, besonders geeignetes Verfahren ist die Elektroformung, bei der eine Diamantschicht auf einen Dorn aufgetragen wird und eine Grundschicht über die Diamantschicht aufgetragen wird. Die Diamant- und Metallsubstanz wird dann von dem Dorn abgenommen, umgedreht und auf ein Werkzeug mit einer passenden Krümmung aufgesetzt. Zusätzlich können auch Abdeck- oder Siebtechniken zum Aufbringen der DiamantenFrom the foregoing it follows that other types of the Application of the binding metal on the tool can be used. Suitable alternative processes for metal application include, for example, a vacuum application, flame spraying and electroless and electrolytic processes. Another particularly suitable process is electroforming, in which a diamond layer is applied to a mandrel and a basecoat is applied over the diamond layer. The diamond and metal substance will then removed from the mandrel, turned over and placed on a tool with a suitable curvature. In addition, you can also covering or sieving techniques for applying the diamonds

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auf* das Werkzeug in einer besonderen begrenzten Art verwendet werden.on * the tool in a special limited way be used.

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Festlegung einer gleichmäßigen Diamantgröße wie auch die Festlegung eines gleichmäßigen Schlankheitsverhältnisses der Diamantpartikel, das als "Verhältnis der Höhe zur Breite eines jeden Diamanten definiert ist. Das zuvor beschriebene Aufbringungsverfahren führt dazu, daß die mit der Werkzeugoberfläche in Berührung .stehende Diamantschicht der Werkzeugform genau folgt. Bei Verwendung des elektrischen Beschichtungsverfahrens beispielsweise haften nur die Diamanten an der vorbeschichteten Oberfläche, die mit dieser in Berührung stehen, so daß die beschichtete Oberfläche auf diese Weise eine gemeinsame Grenze für a4.1e anhaftende Diamanten bildet. Wenn die Erreichung eines freiliegenden Diamantumfangs angestrebt wird, durch den der Werkzeugumfang verdoppelt wird ,müssen eine große Asymmetrie der Diamanten oder zwischen den Diamanten sowie große Ungleichheiten in der Diamantgröße vermieden werden. Aus diesem Grund sollte das Schlankheitsverhältnis der Diamantpartikel in der Größenordnung von 1:1 bis etwa 2,5*1 liegen, mit einem Maximum vorzugsweise unterhalb 2:1· Zusätzlich sollte die Teilchengröße bzw. der mittlere Durchmesser der Diamanten so gleich wie möglich ausgewählt werden und die Unterschiede vorzugsweise nicht mehr als 25 Mikrometer betragen.Another important aspect of the present invention is the definition of a uniform diamond size as well the establishment of a uniform aspect ratio of the diamond particles, which is called the "ratio of the height to Width of each diamond is defined. The application method described above leads to the fact that the Diamond layer in contact with the tool surface exactly follows the shape of the tool. When using the electric Coating processes, for example, only adhere the diamonds on the precoated surface in contact with it, so that the coated surface is on this Way a common limit for a4.1e adhering diamonds forms. When the aim is to achieve an exposed diamond circumference that doubles the tool circumference will have a large asymmetry of diamonds or between the diamonds as well as large inequalities in diamond size are avoided. Because of this, it should Aspect ratio of the diamond particles are on the order of 1: 1 to about 2.5 * 1, with a maximum preferably below 2: 1 · In addition, the particle size or the mean diameter of the diamonds should be the same be selected as possible and the differences are preferably no more than 25 microns.

Die vorangehenden Darlegungen betonen die Wichtigkeit der Schaffung einer gleichmäßigen, gleich großen, in die Grundlage einzubettenden Diamantschicht. Wenn die freiliegenden Diamanten nicht in einer einzigen Schicht angeordnet sind oder wenn einige Diamanten größer sind als andere, wird die optische Fläche bei der Bearbeitung vorzugsweise von den vorstehenden Diamanten berührt, wodurch sich Oberflächenkratzer ergeben.The preceding discussion emphasizes the importance of creating an even, equal-sized, in the foundation diamond layer to be embedded. When the exposed Diamonds are not arranged in a single layer or if some diamonds are larger than others, that will The optical surface is preferably touched by the protruding diamonds during processing, which causes surface scratches result.

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Das in dieser Weise vorbereitete, mit Diamanten beschichtete Werkzeug ist besonders nützlich beim Feinschleifen und Polieren von grob vorgeschliffenen Augenlinsen-Rohlingen. Die Fig. 3 zeigt ein Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung 3o mit einer eingebettete Diamanten aufweisenden Arbeitsfläche 32, die der roh bearbeiteten Grundfläche 34 eines Linsenrohlings anliegt, wobei die andere Fläche 38 des Rohlings zeitweilig an einem konventionellen Halter oder Linsenblock 4o festgelegt und gehalten ist.The diamond-coated tool prepared in this way is particularly useful for fine grinding and polishing of roughly pre-ground eye lens blanks. Fig. 3 shows a tool for surface treatment 3o with a working surface 32 having embedded diamonds, which is the rough machined base surface 34 of a lens blank abuts, with the other surface 38 of the blank temporarily is fixed and held on a conventional holder or lens block 4o.

Das Werkzeug 30 sitzt auf dem Träger einer nicht dargestellten Schleifmaschine, genauer gesagt einer Maschine, die auf dem Fachgebiet allgemein als Zylindermaschine bekannt ist. Der Linsenblock 4o wird durch die Bewegungsfinger 42 der Maschine erfaßt, die die Linse 36 in der bekannten herkömmlichen Verfahrensweise zugleich in Anlage an das Werkzeug 3o drücken. Die Finger 42 bewegen die Linse in einer oszilierenden oder in einer umkehrenden W-Linie, wie dies durch die Pfeile gezeigt ist, wodurch die Linsenoberfläche 34 auf der Werkzeugfläche 32 gerieben wird. Während des Schleifvorgangs wird über eine Düse 44 eine Kühlflüssigkeit auf die Arbeitsflächen gebracht, die einen milden Polierwirkstoff oder ein Schmiermittel wie eine wässrige Trübe aus pulverförmigen Ceroxid enthalten kann. Der FeinschleifVorgang wird solange fortgesetzt, bis die Linsenoberfläche 34 eine gleichmäßige, trübe, mit der Werkzeuggestalt übereinstimmende Form erhalten hat.The tool 30 sits on the carrier of a not shown Grinding machine, more specifically a machine commonly known in the art as a cylinder machine. The lens block 4o is gripped by the moving fingers 42 of the machine which the lens 36 in the known conventional Procedure at the same time press in contact with the tool 3o. The fingers 42 move the lens in an oscillating manner or in an inverted W-line as shown by the arrows, creating the lens surface 34 is rubbed on the tool surface 32. During the grinding process a cooling liquid, which has a mild polishing agent, is applied to the work surfaces via a nozzle 44 or a lubricant such as an aqueous slurry of powdered ceria. The fine grinding process is continued until the lens surface 34 a has received a uniform, cloudy shape that corresponds to the shape of the tool.

Nach Beendigung des Fexnschlexfvorgangs wird die Maschine kurz angehalten und ein dünnes Polster aus porösem Material wie Filz zwischen das Bearbeitungswerkzeug und die Linsenoberfläche eingefügt. Das Polierpolster wird mit einem geeigneten Haftmittel direkt auf der Werkzeugoberfläche festgelegt, wobei es nicht erforderlich ist, das Werkzeug aus der Maschine herauszunehmen und anschließend wieder einzusetzen.After finishing the flexing process, the machine is briefly stopped and a thin cushion made of porous material like felt inserted between the processing tool and the lens surface. The polishing pad comes with a suitable Adhesive is set directly on the tool surface, it is not necessary to remove the tool from the Take out the machine and then put it back in again.

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Die Maschine wird dann zum Polieren der Linsenoberfläche 3^t wieder in Betrieb gesetzt, bis eine gleichmäßig durchsichtige und klare Linsenoberfläche erreicht ist. Da das Feinschleifen und Polieren auf der gleichen Maschine anstatt, wie beim herkömmlichen Verfahren,auf getrennten Maschinen erfolgt, entfallen die eingangs erwähnten Ungleichmäßigkeiten aufgrund von Unterschieden zwischen mehreren Maschinen. Auch entfallen Unregelmäßigkeiten aufgrund einer ungenauen Werkzeuganordnung zwischen dem Feinschleifen und dem Polieren.The machine is then put back into operation to polish the lens surface 3 ^ t until a uniformly transparent and clear lens surface is achieved. Since the fine grinding and polishing are carried out on the same machine instead of on separate machines as in the conventional process, the irregularities mentioned at the beginning due to differences between several machines do not apply. There are also no irregularities due to an imprecise tool arrangement between fine grinding and polishing.

Nach dem Polieren der Linse kann das Werkzeug für weitere Feinschleif- und Polierarbeiten verwendet werden, wozu das Polierpolster zunächst abgenommen und später wieder aufgebracht wird. Es wurde festgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug, ohne daß dieses verschleißt, mehr als fünfundsiebzig verschiedene Arbeitszyklen ausgeführt werden können, was erheblich über dem Maximum von vier Arbeitszyklen liegt, die bei einem Gußeisenwerkzeug erwartet werden können.After polishing the lens, the tool can be used for further fine grinding and polishing work, including Polishing pad is removed first and reapplied later. It was found that with the invention Tool can be carried out more than seventy-five different work cycles without it being worn can, which is well above the maximum of four work cycles expected in a cast iron tool can.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine freiliegende Diamantschicht auf eine Fläche einer ebenen Platte oder Folie 5° unter Anwendung des vorangehend beschriebenen Verfahrens aufgebracht ist. Die Platte oder Folie 5o kann durchgehend ausgebildet oder mit Perforationen bzw. Schlitzen versehen sein. Die andere Seite der Platte oder Folie 5o wird dann fest auf die Arbeitsfläche 53 des Werkzeugs 54 aufgebracht, was zu der gleichen freiliegenden Diamantanordnung führt, wie sie die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen besitzen.Fig. 4 shows a further embodiment in which a exposed diamond layer on a surface of a flat Plate or foil 5 ° using what has been described above Procedure is applied. The plate or Foil 5o can be continuous or with perforations or slots. The other side of the plate or foil 5o is then firmly attached to the work surface 53 of the Tool 54 applied, resulting in the same exposed Diamond assembly leads like those previously described Own embodiments.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die gekrümmte Werkzeugoberfläche durch die Diamantschicht geschützt und dadurch im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren unter Verwendung von Schleifpasten keinerlei Verschleiß ausgesetzt ist. Sofern das Werkzeug eineA particular advantage of the present invention is that the curved tool surface through the diamond layer protected and therefore absolutely no compared to the conventional method using abrasive pastes Is exposed to wear and tear. If the tool has a

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bestimmte Anzahl von Arbeitsgängen ausgeführt hat, durch die die Diamantschicht im wesentlichen verschlissen ist, kann eine Wiederherstellung ohne weiteres nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren vorgenommen werden.has carried out a certain number of operations by which the diamond layer is essentially worn out a restoration can easily be carried out according to the method described above.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen war die Arbeitsfläche des Grundwerkzeugs im wesentlichen gleichmäßig und frei von Unregelmäßigkeiten, so daß sie dem zu bearbeitenden Körper angepaßt und im wesentlichen eben war. Es wurde jedoch ermittelt, daß sich die Arbeitsergebnisse noch verbessern lassen, wenn die Werkzeugoberfläche vor dem Aufbringen der Diamanten scharf aufgerauht oder gerillt wird. Zum Aufrauhen kann jedes geeignete Verfahren verwendet werden, wenn auch die Aufrauhung vorzugsweise so gleichmäßig wie möglich über die Werkzeugoberfläche erfolgen soll, um eine Veränderung der ausgebildeten Krümmung oder des Profils der Arbeitsfläche auszuschalten. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung einer aufgerauhten Fläche gewichtsmäßig weniger Diamanten pro Flächeneinheit benötigt werden als bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsforme: ohne daß die Standzeit nachteilig beeinflußt wird, vielmehr die Standzeit des fertigen Erzeugnisses generell wesentlich verbessert werden kann.Another embodiment of the invention is shown in Figs. 5 to 7 shown. In the embodiments described above the working surface of the basic tool was essentially uniform and free of irregularities, so that they are adapted to the body to be machined and essentially just was. However, it has been found that the results can be improved if the tool surface is sharply roughened or grooved prior to application of the diamonds. Any suitable method can be used for roughening should be used, although the roughening is preferably as uniform as possible over the tool surface should take place in order to eliminate a change in the formed curvature or the profile of the work surface. It was found that when using a roughened surface fewer diamonds by weight per unit area are required than in the previously described embodiments: without adversely affecting the service life, rather the service life of the finished product is generally significant can be improved.

Wie die Fig. 5 zeigt, besitzt das Schleifwerkzeug 6o eine gekrümmte bzw. profilierte Arbeitsoberfläche 62, die gleichmäßig aufgerauht ist. Zur Herstellung des Werkzeugs können herkömmliche Materialien verwendet werden, die Metalle wie Gußeisen oder harte Polymermaterialien umfassen·As shown in FIG. 5, the grinding tool 6o has a curved or profiled working surface 62, which is roughened evenly. To manufacture the tool you can conventional materials are used, which include metals such as cast iron or hard polymer materials

Das Werkzeug 6o wird vorzugsweise durch die Schneidrillen 6k in der Werkzeugoberfläche 62 aufgerauht, die sehr bequem durch herkömmliche Maschinen wie Läppschneider oder Läppschleifer während der Herstellung des Grundwerkzeugs herstellbar sind. Bei Verwendung eines Schneidwerkzeugs "The tool 6o is preferably roughened by the cutting grooves 6k in the tool surface 62, which can be very easily produced by conventional machines such as lapping cutters or lapping grinders during the manufacture of the basic tool. When using a cutting tool "

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mit einem einbeschriebenen Winkel von etwa 60 Grad bis etwa 9o Grad ist es sehr einfach, eine regelmäßige oder gleichmäßige Rillenanordnung auf der Arbeitsfläche herzustellen, wie sie dargestellt ist.with an inscribed angle of about 60 degrees to about 9o degrees it is very easy to make a regular or even Produce groove arrangement on the work surface as shown.

Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Werkzeug 60 verlaufen die Rillen 6k parallel zueinander und parallel zu der längeren Ausdehnungsrichtung des Werkzeuges, was gleichbedeutend mit einer Parallelität zur dargestellten Grundkrümmung des Werkzeuges ist. Alternativ können die Rillen auch senkrecht zur Grundkrümmung oder in einem Winkel zur Grundkrümmung verlaufen, es kann auch ein Gitterwerk mit sich schneidenden Rillen ausgebildet werden. Vorzugsweise verlaufen die benachbarten Rillen über die gesamte Arbeitsfläche in gleichmäßigem Abstand zueinander.In the tool 60 shown in the drawings, the grooves 6k run parallel to one another and parallel to the longer extension direction of the tool, which is synonymous with parallelism to the basic curvature of the tool shown. Alternatively, the grooves can also run perpendicular to the basic curvature or at an angle to the basic curvature; a latticework with intersecting grooves can also be formed. Preferably, the adjacent grooves run over the entire work surface at a uniform distance from one another.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Rillen Sk so ausgebildet, daß sie auf der Arbeitsfläche spitze oder V-förmige Rippen vermitteln, wie sie schematisch in Fig. dargestellt sind, wenn auch ebene oder abgerundete Rippen Verwendung finden können. Der Winkel der Rippen kann in weiten Grenzen schwanken, ist jedoch vorzugsweise so groß, daß die Spitze beim Auftreten des normalen Arbeitsdruckes nicht verbogen oder zusammengedrückt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wurde beispielsweise ermittelt, daß die Rillen vorzugsweise mit einer Tiefe in der Größenordnung von o,25 mm bis o,5 mm (o,ol-o,o2 Zoll) ausgebildet sind, während dör Abstand zwischen den Spitzen in der Größenordnung von o,o25 mm bis o,25 mm (ο,οοί-ο,οΐ Zoll) liegt, wenn auch in Abhängigkeit von dem für das Werkzeug verwendete Material, der Größe der verwendeten Diamanten und anderer Faktoren abweichende Werte verwendet werden können.In the preferred embodiment, the grooves Sk are designed so that they provide pointed or V-shaped ribs on the work surface, as shown schematically in Fig., Even though flat or rounded ribs can be used. The angle of the ribs can vary within wide limits, but is preferably so large that the tip is not bent or compressed when the normal working pressure occurs. For example, in the illustrated embodiment, it has been determined that the grooves are preferably formed to a depth on the order of 0.25 mm to 0.5 mm (0.2 to 0.2 inches) while the spacing between the peaks is on the order of magnitude from 0.025 mm to 0.25 mm (ο, οοί-ο, οΐ inches), although different values may be used depending on the material used for the tool, the size of the diamonds used and other factors.

Im Anschluß an den Aufrauhungs- oder Riffelungsvorgang wird unter Anwendung des vorangehend beschriebenen Verfahrens eine Diamantschicht, auf die Arbeitsfläche aufgebracht.Following the roughening or corrugating process, using the method described above a diamond layer, applied to the work surface.

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Die sich ergebende geriffelte Oberfläche, wie sie in Fig. gezeigt ist, besitzt eine Vielzahl von Diamanten 66, die in eine an der geriffelten Oberfläche festsitzenden Grundlage 68 eingebettet sind· Es ist festzustellen, daß der Einbettungsgrund 68 und die Diamanten 66 so in die Rillen hineinragen, daß eine Mehrzahl der Diamanten innerhalb der Rillen liegen.The resulting fluted surface, as shown in FIG. 1, has a plurality of diamonds 66 which into a base that is firmly attached to the corrugated surface 68 are embedded · It should be noted that the embedment base 68 and the diamonds 66 are so in the grooves protrude so that a majority of the diamonds are within the grooves.

Generell werden hierbei zum Auftrag geringere Mengen an Diamanten benötigt als bei der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, wobei die Diamantmenge zudem noch leicht durch eine Reduzierung des anfänglichen Haftzeitraums einstell bar ist. Zur Vermeidung eines Verschlusses der Rillen durch das Grundmaterial wird auch eine weniger dicke Grundschicht 68 verwendet, deren Maximum beispielsweise bei 25 oder 3o% des mittleren Diamantdurchmessers liegt. Aufgrund der mit der vorliegenden Erfindung erzielten Verbesserungen ist es auch möglich, hartes Schleifmaterial wie Karbidschleifmaterial an Stelle von oder zusätzlich zu Diamanten zu benutzen.In general, smaller quantities of diamonds are required for the application than with the one described above Embodiment in which the amount of diamond is also slightly by reducing the initial detention period is cash. A less thick base layer is also used to prevent the grooves from being blocked by the base material 68 is used, the maximum of which is, for example, 25 or 3o% of the mean diamond diameter. Because of the improvements made with the present invention, it is also possible to use hard abrasive materials such as To use carbide abrasive material in place of or in addition to diamonds.

In Fig. 7 ist schematisch eine Linse 8o dargesta.lt, die dem erfindungsgemäßen Arbeitswerkzeug arbeitsmäßig anliegt. Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen war die Diamantschicht im wesentlichen gleichmäßig der Linsenoberfläche zugewandt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist der Flächenbereich, der mit der Linse wirklich in Kontakt steht, wesentlich verringert, wodurch das Maß des Werkzeugverschleißes merklich reduziert wird. Es kommt hinzu, daß nach dem Verschleiß der oberen Flächen, der Rippen oder Spitzen nachfolgend zusätzliches Schleifmittel frei wird, das in der Rille gehalten wird.In Fig. 7, a lens 8o is shown schematically, which the working tool according to the invention is applied in terms of work. In the embodiments described above, the diamond layer was substantially uniform over the lens surface facing. In the embodiment shown here, the surface area with the lens is real is in contact, significantly reduced, whereby the amount of tool wear is noticeably reduced. In addition, that after wear of the upper surfaces, the ribs or points, additional abrasive is subsequently released, that is held in the groove.

Ergänzend zu den vorangehend genannten Vorzügen ist auszuführen, daß die zuletzt beschriebene Ausführungsform in der gleichen Weise und mit den gleichen Vorteilen benutzbarIn addition to the advantages mentioned above, it should be noted that the last-described embodiment in usable in the same way and with the same advantages

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ist, wie die vorangehend beschriebenen Ausführungsforraen des Werkzeuges.is like the previously described embodiments of the tool.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsfortnen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, in deren Rahmen noch vielerlei Änderungen und abweichende Ausführungen möglich sind.As already mentioned, the illustrated embodiments are only exemplary implementations of the invention in which Many changes and different designs are still possible.

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Claims

Expectations :

Method, optical for fine grinding and polishing surfaces with a work surface having tool, characterized in that attached to the tool at one station of a lens surfacing machine, and then the optical surface is abraded by relative movement of the work surface, to the fine grinding process is finished, then a polishing pad is applied to the work surface on the same machine with the tool remaining in place and finally the pad held by the tool is moved against the finely ground optical surface until this surface is finished. is lated.

2. Method according to claim 1, characterized in that a working tool is used, whose working surface has an abrasive medium layer, the abrasive particles with a grain size of about 2o to about loo micrometers are evenly distributed over the tool and held on the tool.

3 · The method according to claim 1 or 2, characterized in that until the end of the fine-casting a liquid polishing agent slurry is introduced between the optical surface and the working surface and then place the same abrasive slurry between the abrasive pad and the optical surface is introduced until it is completely polished.

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4. Tool for performing the method according to claim 1, characterized by a solid body with a curved work surface, further by a layer of fixed on the work surface Abrasive particles that form a profile corresponding to the work surface profile, the abrasive particles essentially evenly and at the same distance from one another over the tool text area are distributed and have a substantially equal grain size in the range of about 10 to about 100 micrometers. and wherein the abrasive parts are firmly attached to the Tool work surface seated metal layer are held and with a partial area free from the metal layer protrude.

5. Tool according to claim 4, characterized in that that the abrasive particles are diamonds.

6. Tool according to claim 5 »characterized in that the diamonds have a grain size of about. 2o have to about 6o microns, and are arranged in a surface density on the work surface of about _f o OL5 carats per cm (o, i carat per square inch).

7 · Tool according to claim 5j, characterized in that the surface density of the diamonds is between about o, oo3 and about o, o!
per square inch) is

as o, o _t oo3 and about o8 carats per cm (o, o-o2, 5 carat.

8. Tool according to claim 4, characterized in that net that the work surface is relative to training low lying and raised areas is roughened.

9. Tool according to claim 4, characterized in that the work surface is grooved.

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10. Tool according to claim 9 »characterized in that the grooves as spaced parallel grooves are trained

11. A method for producing a machining tool for optical surfaces according to claim 4, characterized in that characterized in that a first metal layer is first deposited on the work surface, then a multiple diet layer is applied to the work surface, then the metal application for a period of time is continued until diamonds are held in place and an additional layer of metal around the diamond is built up, then the diamond-covered area from the non-adherent excess Diamond is freed, leaving an exposed diamond layer remains on the work surface.

12. The method according to claim 11, characterized in that the metal deposition is continued will be until about 15% t> is 7o% of the amount of exposed Diamond layer is surrounded by metal.

13 · Method according to claim 11, characterized , dass.die diamonds are applied to the working surface of the tool that gives an areal density of about 0.03 to about 0.08 carats per cm (0.02-0.5 carat / square inch).

l4. Method according to claim 11, characterized in that the working surface of the tool is roughened or fluted prior to the application of the metal and diamonds.

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