專利名稱：一對面對面的確定形狀的模具零件的相互定位的方法和制造精密零件,特別是接觸透鏡 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于一對面對面的確定形狀的模具零件的相互定位的方法，這一對模具零件相互配合形成一個制造精密零件，特別是接觸透鏡的型腔。
其次本發(fā)明涉及一種用來制造精密零件，特別是接觸透鏡的模具，它由兩個具有確定形狀的模具零件的、構(gòu)成型腔的半模組成。
按照現(xiàn)有技術(shù)狀況模具由在每個半模內(nèi)的支承板組成，在半模內(nèi)分別固定一個或幾個模具嵌件。兩個半模的模具嵌件相互對準，在閉合狀態(tài)下模具在它自身之間形成一個型腔。在用來制造接觸透鏡的已知模具中支承板由鋁制成。在支承板的孔內(nèi)安裝一個薄壁的圓柱形緊固套，并用一個法蘭固定在支承板上。在緊固套內(nèi)安裝一個用于模具嵌件的套筒形支座。緊固套形成一個凹槽，凹槽內(nèi)可以引入壓力介質(zhì)(夾緊油)。借此使緊固套的外殼產(chǎn)生變形，并夾緊支座。一個定位銷用來使緊固套初定位。支承板內(nèi)可以用所述方法固定多個模具嵌件或者具有多個用來同時制造許多接觸透鏡或類似物的型腔的模具嵌件。
已知模具需要大量高精度構(gòu)件，所有構(gòu)件必須進行昂貴的表面處理。相互面對面地裝在兩個半模中的模具嵌件相互之間的調(diào)整很困難和很費時間，從而也比較貴。構(gòu)件的誤差相互疊加，以致已知的模具的精度受到限制。由于這個原因模具的操作需要非常細心。
其次主要的是，已知模具不允許熱工序。構(gòu)件的熱膨脹各不相同。因此在溫度變化時調(diào)整受到很大的干擾。在受熱時液壓夾緊系統(tǒng)的油壓也會改變。
在開模時出現(xiàn)問題。這樣成形的精密零件不是被這一個就是被那一個半模卡住。這與偶然的、很難控制的因素有關(guān)。這種不確定性使精密零件的取出變得困難，特別是當它應(yīng)該通過一個機構(gòu)自動地進行時。
本發(fā)明的目的在于方便地制造開頭所述這種類型的模具，使調(diào)整簡化并克服失調(diào)。
按照本發(fā)明這個任務(wù)通過這樣的方法來解決，這種方法用來使一對相互面對面的確定形狀的、并且共同作用形成型腔的模具零件相互定位，其特征是a)每個模具零件的位置通過一個附設(shè)的、由一種在其工作溫度范圍內(nèi)熱膨脹可以忽略不計的材料制成的物體來確定，和b)這兩個附設(shè)于模具零件的物體通過定位裝置相互準確地固定在它的位置上。
這種材料是眾所周知的。這里可以是一種玻璃陶瓷或者是一種確定的金屬合金如“因瓦合星”(Invar)。石英玻璃的熱膨脹也很小。在模具中通過應(yīng)用這種材料用來使確定形狀的模具零件定位達到，幾何形狀不隨溫度而改變。模具嵌件不需要液壓夾緊。即使在溫度變化時確定形狀的模具零件也保持它相對于支承體的位置。支承體的相對位置同樣直接通過高精度的定位裝置固定?？梢圆捎脽峁ば颉＠缈梢酝ㄟ^加熱某個半模確保成形的精密零件在兩個半模內(nèi)完全不同的附著性，使得在開模以后成形零件始終處于一個半模之內(nèi)。
因此用來制造精密零件，特別是接觸透鏡的、由兩個構(gòu)成型腔的、帶有確定形狀的模具零件的半模組成的模具的特征在于a)每個半模內(nèi)確定形狀的模具零件的位置通過由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的支承體固定，和b)支承體的相對位置直接通過在兩個支承體之間的、高精度定位裝置固定。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的主題。
下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施例作較詳細的說明。


圖1兩個半模連同固定在它里面的模具嵌件的示意圖，圖2示意表示半模的相對定位，圖3一個示意圖，用來表示里面固定各制造一個接觸透鏡的各個模具嵌件的定位板，其中定位板以圖2中所示的方法相對于對面的定位板定位，圖4一個示意圖，用來表示里面固定許多模具嵌件的定位板，其中每個這種模具嵌件用來制造多個接觸透鏡等等，但是定位板以圖2中所示方法相互定位。
圖5是一個示意圖，表示兩個由玻璃陶瓷制成的模具嵌件，每個模具嵌件用來制造很多接觸透鏡，這些模具嵌件不用定位板直接裝在玻璃陶瓷制成的支承板上，其中模具嵌件本身設(shè)有用來相對于對應(yīng)件(未畫出)定位的定位裝置。
圖6表示一個模具，其中由玻璃陶瓷制成的每個板具有用來制造很多接觸透鏡的凹陷或突起，以及用來使板相對于相應(yīng)制成的對應(yīng)件定位的定位裝置，這里這些板同時滿足支承板、定位板和模具嵌件的功能。
圖7表示模具的另一個實施例，其中在模具處于閉合狀態(tài)時支承板相互定位。
圖1中用10表示“上”半模，用12表示“下”半模。上半模10由一個支承板14、一個定位板16和一個模具嵌件18組成。模具嵌件18通過光學附著在定位板的孔20內(nèi)定位。支承板14在模具嵌件18區(qū)域有一個孔22。在朝向模具嵌件18的表面上圍繞孔22形成一個具有拋光端面26的環(huán)形凸臺24。模具嵌件18的一個同樣拋光過的背面28貼合在端面26上。背面28和端面26通過光學附著連接在一起。模具嵌件18具有一個設(shè)有凹陷的前面30，這個凹陷圍成一個型腔32。定位板16與支承板14相連。
這里模具嵌件構(gòu)成“確定形狀的模具零件”。
下半模12和半模10的結(jié)構(gòu)相似。下半模由一個支承板34、一個定位板36和一個模具嵌件38組成。模具嵌件38通過粘附固定在定位板36的孔40內(nèi)。支承板34在模具嵌件38的區(qū)域有一個孔42。在朝向模具嵌件38的表面上圍繞孔42形成一個具有拋光端面46的環(huán)形凸臺44。模具嵌件38的同樣拋光過的背面48貼合在端面46上，背面48與端面46同樣通過光學粘著連接在一起。模具嵌件38有一個設(shè)有拱起的前面50，它在圖1中的下側(cè)圍成型腔32。定位板36與支承板34相連。
支承板14和34、定位板16和36以及模具嵌件18和38都由一種在模具的工作(溫度)范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成。
這種材料尤其是透明的玻璃陶瓷。但是也可以采用金屬合金，例如“因瓦合金”。最好模具嵌件由一種透明材料(或者一個模具嵌件由透明材料、另一個由吸收材料、也就是不透明材料)制成，使得成形的產(chǎn)品，例如接觸透鏡，可以在模具內(nèi)進行光處理。對此石英玻璃證明是合適的，它也顯示出非常小的熱膨脹。這里通過孔22或42的孔壁使光束邊界清晰地受到限制，因為支承板14或34和定位板16或36的材料是不透明的。由此可以制造邊緣非常準確的接觸透鏡。
支承板14和34與所屬的定位板16和36同樣通過光學粘著連接在一起。但是也可以采用其他固定方式。
圖2中表示定位裝置，它確保定位板16和36的準確對準。在定位板36上做一個孔52。在這個孔52內(nèi)以緊密的配合安裝一個定位銷54。在定位板16上做一個孔56。在孔56內(nèi)同樣以緊密的配合安裝一個定位套58。在模具閉合時定位銷54以很小的公差插入定位套58內(nèi)。定位銷54有一個逐漸縮小的末端60，使得它可以很舒適地插入定位套58內(nèi)。支承板14在定位銷54區(qū)域內(nèi)有一個孔61，在閉合狀態(tài)定位銷54的末端伸入這個孔內(nèi)。
模具的開合通過一種眾所周知的，沒有畫出來的機構(gòu)實現(xiàn)。主要是，這個機構(gòu)只允許支承板14和34以及定位板16和36相互之間有很小的側(cè)向間隙，使得定位板從而還有模具嵌件18和38相互之間的位置只能夠通過裝在定位板16和36上的定位裝置(圖2)來確定。
圖3中示意表示一個在圖1和2中所示這種類型的、具有許多模具嵌件38的模具的零件。這里模具嵌件38分別用來制造一個接觸透鏡(或其他精密零件)。這些模具嵌件38固定在定位板36的排成行和列的孔40(圖1)內(nèi)。在定位板36的角部安裝兩個按圖2類型的定位銷54。
圖4表示半模的一種變形結(jié)構(gòu)。定位板36具有許多例如矩形的孔62。在孔62內(nèi)安裝相應(yīng)的模具嵌件64，它們每一個具有許多用來制造許多接觸透鏡的凹陷或突起。這里也通過定位銷54保證定位板36相對于對應(yīng)件的定心。
這里所有零件也都由一種像玻璃陶瓷那樣的，在其工作溫度范圍內(nèi)熱膨脹可以忽略不計的材料制成。
圖5表示兩個由玻璃陶瓷制成的模具嵌件68和70直接裝在支承板66上的結(jié)構(gòu)。這兩種模具嵌件68和70中的每一個安排用來制造很多精密零件，如接觸透鏡，并具有相應(yīng)的凹陷或拱起72。模具嵌件68和70中的每一個可以通過一對定位銷或定位套74、76或78、80相對于它的對應(yīng)件，類似于圖2所說明的關(guān)系那樣定心。在這種方案中取消了定位板。
在按圖6的結(jié)構(gòu)中作為半模只設(shè)有一個由玻璃陶瓷之類制成的板82。板82具有成行和列排列的凹陷或拱起，以同時成形很多接觸透鏡。板82可以通過定位裝置86、88相對于對應(yīng)件精確地定心。這里既取消了單獨的支承板又取消了定位板。確切地說接觸透鏡的形狀通過構(gòu)成半模的板82上的凹陷或拱起84確定。
圖7中表示模具的另一種結(jié)構(gòu)。模具的上半部以90表示。模具的下半部以92表示。上半部包括一個支承板94和一個模具嵌件96。圖7是一個斷開的視圖。通常一個支承板94上裝有很多模具嵌件96。下半部包括一個支承板98和一個模具嵌件100。這兩個模具嵌件96和100構(gòu)成“確定形狀的模具零件”，并以一個拱起的表面102或一個凹陷104圍成一個型腔106。支承板94和98由其熱膨脹可以忽略不計的玻璃陶瓷制成。支承板94和98相互面對面的表面是拋光的。
模具嵌件96和100各裝在一個定位板110或112的孔中。定位板同樣由玻璃陶瓷或者一種其熱膨脹可以忽略不計的其他材料制成。
定位銷114和定位套116,118及120形式的定位裝置不僅給定位板110和112，也給支承板94和98提供相互之間相對的準確定位。為此目的定位銷114裝在支承板98的孔122內(nèi)。定位套116裝在另一塊支承板94的孔124內(nèi)。其他定位套118和120裝在定位板110或112的孔126或128。所有定位套116、118和120都套在定位銷114上。
與模具嵌件96和100同心地在支承板94或98上做出孔130或132。
通過定位銷114和定位套116、118和120支承板94和98以及定位板110和112相互準確地對準。由此也保證固定在定位板110或112內(nèi)的模具嵌件96和100不管是相互之間還是相對于支承板94或98的準確的定位。這些位置與溫度完全無關(guān)。在這個位置上模具嵌件96或100以拋光的背面134或136光學粘著在支承板94或98的拋光的表面上。
在粘著以后，定位板110和112還可以重新取下，使得半模90和92僅僅由支承板94或98以及光學粘著在它上面的模具嵌件96或100構(gòu)成。因此圖7中定位板110和112用虛線表示。
但是當然也可以，將定位板110和112留在模具上，并且例如同樣通過光學粘著與支承板94或98連接。
權(quán)利要求
1．用來制造精密零件，特別是接觸透鏡的，一對相互配合形成一個型腔的，面對面的確定形狀的模具零件的相互定位的方法，其特征在于a)各個模具零件的位置通過一個附設(shè)的由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的物體來確定，b)兩個附設(shè)于模具零件的物體通過定位裝置相互準確地固定在它的位置上。
2．按權(quán)利要求1的方法，其特征在于a)這樣地保持在其位置上的模具零件固定在一個由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的支承體上，和b)接著拿去定位物體。
3．按權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于a)模具零件和必要情況下支承體設(shè)有拋光的平面，和b)模具零件通過光學粘著固定。
4．按權(quán)利要求1至3之任一項的方法，其特征在于采用玻璃陶瓷作為在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料。
5．按權(quán)利要求1至3之任一項的方法，其特征在于采用熱膨脹小的金屬合金、例如“因瓦合金”作為在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料。
6．按權(quán)利要求1至6之任一項的方法，其特征在于采用石英玻璃作為模具零件材料。
7．用來制造精密零件、特別是接觸透鏡的模具，它由兩個構(gòu)成型腔(32,106)的、具有確定形狀的模具零件(18、38；96、100)半模(10、12；90、92)組成，其特征在于a)確定形狀的模具零件(18、38；96、100)在每個半模(10、12；90、92)內(nèi)的位置通過由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的支承體(16、36；94、98)固定，和b)支承體(16、36；94、96)的相對位置直接通作用在兩個支承體(16、36；94、98)之間的高精度定位裝置確定。
8．按權(quán)利要求7的模具，其特征在于模具嵌件(18、38；96、100)各自裝在一塊由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的支承板(14、34；94、98)上。
9．按權(quán)利要求7或8的模具，其特征在于在型腔(32)的每一側(cè)設(shè)有一個確定待制造精密零件形狀的模具嵌件(18、38；96、98)，它在圓周上形狀吻合地固定在一塊由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的定位板(16、36；110、112)內(nèi)。
10．按權(quán)利要求7至9之任一項的模具，其特征在于定位裝置包含定位銷(54；114)。
11．按權(quán)利要求9的模具，其特征在于定位板(16,36)通過定位裝置(54,56)相互固定在一個精確確定的位置上。
12．按權(quán)利要求10的模具，其特征在于a)在一塊定位板(36)上裝有定位銷(54)，和b)另一塊定位板(16)分別具有一個與定位銷(54)同心的、帶一個定位套(58)的孔(56)，其中當定位銷(54)插入定位套(58)時，相互面對面的模具嵌件相互準確地對準。
13．按權(quán)利要求10的模具，其特征在于a)在一塊支承板(98)上裝有定位銷(114)，和b)另一塊支承塊(94)各自具有一個與定位銷(114)同心的，帶一個定位套(116)的孔(124)，其中當定位銷(114)插入定位套(116)時，相互對面對的模具嵌件(96,100)相互準確地對準。
14．按權(quán)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)的孔內(nèi)，b)定位板(110,112)用定位套(118,120)套在使支承板(94,98)相互定位的定位銷(114)上，從而相互并相對于支承板(94,98)定位，和c)定位板(110,112)與支承板(94,98)通過光學粘著連接在一起。
15．按權(quán)利要求8至14之任一項的模具，其特征在于支承板(14,34；94,98)各自形成一個凸臺(24,44)，模具嵌件(18,38；96,100)沿垂直于支承板(14,34,94,98)的方向貼合在凸臺上。
16．按權(quán)利要求15的模具，其特征在于模具嵌件(18,38,96,100)與支承板(14,34；94,98)通過光學粘著連接在一起。
17．按權(quán)利要求7至16之任一項的模具，其特征在于用于引導半模進入閉合位置的導向裝置只允許半模作很小的橫向運動，使得僅僅根據(jù)定位裝置(54,58)就能使支承體(16,36)定位。
18．按權(quán)利要求8的模具，其特征在于每個模具嵌件(62)具有很多圍成型腔的表面，用以同時制造很多待成形的精密零件。
19．按權(quán)利要求7的模具，其特征在于在每個半模中a)在一塊支承板(66)上裝有很多由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的模具嵌件(68、70)，和b)每個模具嵌件(68、70)通過定位裝置(74、76；78、80)相對于另一個半模的它的相對件單獨定位。
20．按權(quán)利要求19的模具，其特征在于每個模具嵌件(68、70)具有很多圍成型腔的表面，以同時制造很多待成形的精密零件。
21．按權(quán)利要求7的模具，其特征在于a)每個半模具有一塊唯一的，由一種在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料制成的板(82)、在這塊板上形成很多圍成型腔的表面(84)，以同時制造很多待成形的精密零件，和b)這塊板(82)通過定心裝置(86,88)相對于另一個半模上的它的對應(yīng)件定位。
22．按權(quán)利要求7至20之任一項的模具，其特征在于采用玻璃陶瓷作為在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料。
23．按權(quán)利要求7至20之任一項的模具，其特征在于采用石英玻璃作為在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料。
24．按權(quán)利要求23的模具，其特征在于用作確定形狀的模具零件的模具嵌件由石英玻璃制成。
25．按權(quán)利要求7至20之任一項的模具，其特征在于采用一種熱膨脹很小的金屬合金，例如“因瓦合金”作為在工作溫度范圍內(nèi)其熱膨脹可以忽略不計的材料。
全文摘要
采用一種模具來制造精密零件,特別是接觸透鏡,這種模具由兩個構(gòu)成型腔(50)的、帶模具嵌件(18、38)的半模組成。這個模具由一種玻璃陶瓷制成,這種玻璃陶瓷在工作溫度范圍內(nèi)具有可以忽略不計的熱膨脹。在型腔(50)的每一側(cè)設(shè)有一個確定待成形精密零件形狀的、由玻璃陶瓷制成的模具嵌件(18、38),模具嵌件以外圍上形狀吻合地固定在一個同樣由玻璃陶瓷制成的定位板(16,36)上。定位板(16,36)分別裝在由玻璃陶瓷制成的支承板(14,34)上。
文檔編號B29L11/00GK1214005SQ97193183
公開日1999年4月14日 申請日期1997年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者卡爾－阿爾伯特·保爾, 斯蒂芬·比可特, 胡伯特·瑞尼施 申請人:諾瓦提斯公司