一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的製造設備的製作方法

2023-05-12 20:31:21 2

一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的製造設備的製作方法
【專利摘要】本發明是對一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的製造工藝及設備其製造設備的改進。該製造設備，包括一內設有熱彎通道的鋼模，所述熱彎通道為一橫截面為圓孔而其圓孔直徑比鈦鎳合金線料直徑稍大的、具有入口端和定型端且從入口端到定型端曲率由小至大漸進變化的曲線形通道，定型端的曲率等於或稍小於鏡架要求的中梁部件的曲率，而入口端的曲率較小接近直線；相比較在先申請，本發明由柔性推動栓以及設在鋼模的入口端一側的氣壓推動裝置通過高壓氣壓推進所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端，操作方便，生產效率提高；通過調節高壓氣壓可以控制推進速度和推進過程，提高了工藝的穩定性。
【專利說明】一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的製造設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及人們日常佩戴的眼鏡的製造工藝，尤其是涉及到一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的製造設備。
【背景技術】
[0002]本發明是本 申請人:就相同主題的在先申請201410044550.3的後續申請。
[0003]本發明與本 申請人:的在先申請201410044550.3 一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的製造工藝及設備，有相同的製造工藝而用於該工藝的設備有不同，是對在先申請的製造工藝其製造設備的改進。
[0004]作為新材料新技術的鈦鎳形狀記憶合金因具有極好的超彈性、眼鏡佩戴使用中可作大幅度彎曲變形而能恢復原形、以及優秀的耐蝕性及生物相溶性而與汗液不發生反應等優良的材料特性而在高檔眼鏡的消費領域有很大的研發和產業化需求。業界通常將鈦鎳(TiNi)形狀記憶合金線材用於製作高檔鈦合金眼鏡的眼鏡腿和中梁。
[0005]為了滿足消費者對鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的功能特異性追求，眼鏡業界經銷商比如Luxottica對廠家生產製造眼鏡架提出了例如圖1、圖2所示的鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架測試要求。圖1表示的測試要求包括:用手或測試裝置分別夾持兩鏡框，按照圖1中所示的箭頭的方向扭曲眼鏡架，至形成如圖所示的兩鏡框間90度的角度，讓鏡架自然恢復到原位，數次重複這樣的扭曲。圖2表示的測試要求包括:將眼鏡架如圖所示的彎曲，至形成如圖所示的兩鏡框間90度的角度，讓鏡架自然恢復到原位，數次重複這樣的彎曲。
[0006]這些的測試要求，對鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的中梁部件的超彈性和強度提出了較高的要求。所述的「中梁」通常包括指俗稱的「鼻梁」。
[0007]由於鈦鎳形狀記憶合金的材料特性，彎制工藝不同，則受力及應力響應不同，影響到鈦鎳合金段料內材料組織，即影響到成形後的中梁部件的超彈性性能表現。業界生產中通常採用的彎制工藝，將經過熱處理的中梁鈦鎳形狀記憶合金線段，呈兩端橋架於下模，上模從居中拍打下來後變形彎曲。這樣的工藝中，記憶合金段料內易形成局部應力集中和突變，造成晶體缺陷，影響段料內晶體組織的相變均勻性，成形後的中梁配件的不能有較佳的超彈性性能表現。
[0008]由此而造成的產品缺陷，在前述的測試中，鏡架不能自然恢復到原位，或者中梁容易折斷。

【發明內容】

[0009]針對現有的鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件彎制工藝的缺陷，本發明提供一種改進的鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的製造工藝的製造設備。
[0010]本發明一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的中梁部件的製造工藝，包括下料、清洗、滾筒、熱處理等工序，其特徵在於:將經過熱處理的鈦鎳合金線段，在300°c?400°C下推入一鋼模內的曲率由小至大漸進變化的曲線形熱彎通道的入口端，3?8秒推到所述熱彎通道的定形端，在鋼模定型端中冷卻至200°C以下出模；所述的熱彎通道是形成在一鋼模內的一橫截面為圓孔其圓孔直徑比鈦鎳合金線段直徑稍大的、具有入口端和定型端且從入口端到定型端曲率由小至大漸進變化的曲線形通道，入口端曲率較小而接近直線，而定型端曲率等於或稍小於鏡架要求的中梁部件的彎曲曲率；所述的鋼模模溫保持在100°C?150°C。從定形端分模而出定形後的中梁部件。
[0011]該中梁部件經連接可直接與鏡片框焊接的材料部件，比如絲通，或者經獲得鍍層後與眼鏡框焊接。
[0012]較佳的，設置所述的熱彎通道的曲率漸變近似一漸開線的曲率漸變，即:熱彎通道的中心曲線為一漸開線，所述的漸開線的基圓半徑等於或接近鏡架要求的中梁部件的彎曲半徑，且將該漸開線的起始段與所述定型端的中心曲線圓滑連接。
[0013]眾所周知的，針對不同Ti一Ni組分的記憶合金材料為獲得超彈性有不同的熱處理工藝，因而為實現上述製造工藝，不同T1-Ni組分的記憶合金材料在將合金線段推入熱彎通道前的熱處理工序有不同的熱處理工藝。
[0014]根據上述的製造工藝，本發明用於該工藝的設備，包括一內設有熱彎通道的鋼模，所述的熱彎通道為一橫截面為圓孔而其圓孔直徑比所要彎制的鈦鎳合金線料直徑稍大的、具有入口端和定型端且從入口端到定型端曲率由小至大漸進變化的曲線形通道；所述的定型端的曲率等於或稍小於鏡架要求的中梁部件的彎曲曲率，而入口端的曲率較小接近直線；定型端為曲線形通道的末端；所述的中梁部件能從定型端分模出。還包括一可柔性的彎曲的柔性推動栓以及一設在所述鋼模的入口端一側的氣壓推動裝置；所述的柔性推動栓主體為可柔性的彎曲的條狀圓柱體，可由超彈性的形狀記憶合金構成或者由耐熱的高分子材料構成，其上設有至少一個可在所述熱彎通道中阻擋氣流通過的凸起圈；所述的氣壓推動裝置具有一出口連通且對齊熱彎通道，且具有鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置、氣壓閥，鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置連接氣壓閥，氣壓閥連接高壓氣源；柔性推動栓在高壓氣壓作用下推動所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端。
[0015]如前所述，優選的，該設備，設置所述的熱彎通道的曲率漸變近似一漸開線的曲率漸變，即:熱彎通道的中心曲線為一漸開線，所述的漸開線的基圓半徑等於或接近鏡架要求的中梁部件的彎曲半徑，且將該漸開線的起始段與所述定型端的中心曲線圓滑連接。
[0016]較佳的，所述的鋼模分為上下兩半，在上下兩半各設有所述的熱彎通道的一半，SP上下兩半各設有半圓截面的曲線槽，上下兩半合模而形成所述的熱彎通道。
[0017]由上述的製造工藝，在鈦鎳合金線段彎曲成形的過程中，先進入接近直線的小曲率彎道，逐漸漸進的推進到大曲率彎道，鈦鎳合金線段呈從接近直線的小曲率漸進變形彎曲到大曲率，直到鏡架要求的中梁部件的彎度；鈦鎳合金線段的變形應力是逐漸漸進的產生，並逐漸漸進的分布到整個合金線段，漸進變化的應力引導合金基體變形位錯以及晶粒生長取向和分布也漸進有序產生並且均勻分布；有益於超彈性相變的均勻性，使得超彈性有更好的表現。同時避免了在合金線段二端或者中部產生由剪切應力引起的材料缺陷，避免該中梁部件容易折斷。
[0018]由上述本發明的製造設備，相比較於本 申請人:的在先申請，柔性推動栓以及設在所述鋼模的入口端一側的氣壓推動裝置，使得通過高壓氣氣壓推進所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端，相比較用柔性推針推進而操作方便很多，生產效率提高；通過調節高壓氣氣壓可以控制推進速度和推進過程，推進過程、推進速度的控制效果更好，提高了工藝的穩定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架一種測試要求示意圖；
[0020]圖2為鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架一種測試要求示意圖；
[0021]圖3是本發明製造設備實施例一的組件之一，一內設有熱彎通道的鋼模的上模的示意圖，其與圖4各為鋼模的上下兩半，其上設有半圓截面的曲線槽；
[0022]圖4是圖3所示的鋼模的下模的示意圖；
[0023]圖5是本發明製造設備實施例一的組合示意圖；
[0024]圖6是圖5中A-A截面放大示意圖；
[0025]圖7是圖5中A-A截面另一狀態放大示意圖；
[0026]圖8是實施例一中的柔性推動栓的放大示意圖；
[0027]圖9是實施例二中的柔性推動栓的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0028]實施例一:
[0029]將直徑為0l.30mm，含Ti的原子比為43.7%的鈦-鎳形狀記憶合金線材，下料成長度為30mm的線段，清洗，滾筒，在420°C熱處理25分鐘，在300°C將合金線段推入如後面所述的鋼模⑴內的曲率由小至大逐漸變化的熱彎通道⑵入口端，3?4秒推至所述熱彎通道定形端，在鋼模定形端中冷卻至150°C以下分模出模。鋼模模溫保持在100°C。
[0030]該出模後的中梁部件經連接可與鏡片框直接焊接的材料製成的絲通後再與眼鏡框焊接，製成的眼鏡架可順利通過如前所述的圖1、圖2所示的測試，並且可作超出所述測試要求的變形更大的彎曲和扭曲，超彈性表現更佳。對於有多個不同空間方向的彎弧的眼鏡架中梁，可選擇本工藝製作出的彎弧作為所述測試中變形量最大的彎弧，在此基礎上再作另一彎弧的變形。
[0031]在本實施例，為實現所述製造工藝，採用如下所述的設備:
[0032]如圖3至圖9所示。在這裡，鋼模(I)分為上下兩半，在上模(3)和下模(4)各設有所述的熱彎通道的一半，即上下兩半各設有半圓截面的曲線槽，上下兩半合模而形成所述的熱彎通道(2)。
[0033]在本實施例，設置上下兩半鋼模合模後，兩半圓截面的曲線槽合併成一其中心曲線為一漸開線的曲線形通道。該漸開線的基圓(12)半徑等於或接近鏡架要求的中梁部件的彎曲半徑，且將該漸開線的起始段與所述定型端的中心曲線圓滑連接。該曲線形通道的橫截面為直徑01.35 mm的圓孔，比鈦鎳合金線料直徑稍大。入口端(5)的入口設在鋼模一立側面，從入口端到定型端(6)曲率由小至大漸進變化。定型端的曲率等於或稍小於鏡架要求的中梁部件的彎曲曲率。在這裡鏡架要求的中梁部件的圓弧半徑為10_。為使得入口端(5)曲率較小，較接近直線，但又不致於鈦鎳合金線段在熱彎通道中的推進行程太長，在本實施例所述的漸開線的展開角設為360度。設置所述的熱彎通道的曲率漸變近似一漸開線的曲率漸變，有益於進一步減弱鈦鎳合金線段在產生形變時在垂直於應變方向的突變應力。圖示中的剛模上設有定位的導柱(9)和定位孔(10)用於合模定位。當上下模分開，中梁部件從定型端分模取出。
[0034]如圖5至圖9所示，用於前述製造工藝的設備還包括一可柔性的彎曲的柔性推動栓(11)以及一設在所述鋼模的入口端一側的氣壓推動裝置。
[0035]所述的柔性推動栓(11)主體為可柔性的彎曲的條狀圓柱體，在本實施例，其由耐熱橡膠材料構成，在其上設有2個在熱彎通道中阻擋氣流通過的凸起圈(13)，如圖8所示；可以在其接觸鈦鎳合金線段的前端(14)噴塗有可耐熱300°C高溫的塗料。這裡，條狀圓柱體設為總長12mm，凸起圈(13)的直徑設為0l.35mm，條狀圓柱體的直徑設為
00.90mm。
[0036]所述的氣壓推動裝置具有一出口(23)連通且對齊熱彎通道(2)，其包括有鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置(7)、氣壓閥(8)，鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置(7)連接氣壓閥，氣壓閥由氣管(11)連接高壓氣源。
[0037]本實施例的鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置(7)，具有一設置在一外套(20)內的設有第一裝入槽(18)的轉動栓(17)，以及一設有第二裝入槽(21)且在兩端設有偏心通孔(23，25)的外套(20)。所述的第一裝入槽(18)是在轉動栓(17)其圓柱體的側表面往內開設的一從圓柱體一端到另一端的通槽(18)，該通槽橫截面的下半部相同於熱彎通道
(2)橫截面的下半部，上半部設為熱彎通道橫截面的圓孔直徑寬度，槽的高度也等於熱彎通道截面的圓孔直徑，以便可以進出且正好可容置下鈦鎳合金線段，這如圖6、圖7所示。轉動栓(17)上設有手柄(19)以轉動轉動栓，外套(20)上設有周向上的手柄轉動槽(22)，可供轉動角度定位。設置手柄在手柄轉動槽中的一定位位置是第一裝入槽(18)與第二裝入槽
(21)對齊的位置，這時呈現出一裝入口，如圖6所示，鈦鎳合金線段以及柔性推動栓皆從這一裝入口裝入到轉動栓(17)中。設置轉動手柄至手柄轉動槽的另一側時，轉動栓轉過的角度正好使得第一裝入槽(18)對齊外套兩端的偏心通孔(23，25)，且由外套完全關閉了所述第一裝入槽的上表面，如圖7及圖5所示。
[0038]在本實施例，由外套(20)的前端(15)進入到熱彎通道入口端(5)的鋼模中，其前端(15)的偏心通孔(23)直接提供為所述的氣壓推動裝置的出口(23)，連通且對齊熱彎通道⑵；外套(20)的後端設有一連通了其後端的偏心通孔(25)的連接頭(24)用以連接連接管(16)，連接管(16)連接氣壓閥。
[0039]打開氣壓閥，柔性推動栓在高壓氣壓作用下推動所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端。
[0040]實施例二:
[0041]與實施例一不同之處在於，所述的柔性推動栓(11)由超彈性的形狀記憶合金構成，這裡選擇由柔性較好的銅基形狀記憶合金材料構成，如圖9所示，在條狀圓柱體的末端設有一直徑較條狀圓柱體直徑大的凸起圈(13)，且具有一個直徑稍大於條狀圓柱體直徑的前端，本實施例這裡:凸起圈(13)的直徑設為0l.3Omm，頭部直徑設為00.90mm，條狀圓柱體的直徑設為00.70mm，柔性推動栓總長13mm。該柔性推動栓可由一段銅基形狀記憶合金線材研磨出。
【權利要求】
1.一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的製造設備， 包括一內設有熱彎通道的鋼模，所述的熱彎通道為一橫截面為圓孔而其圓孔直徑比所要彎制的鈦鎳合金線料直徑稍大的、具有入口端和定型端且從入口端到定型端曲率由小至大漸進變化的曲線形通道；定型端的曲率等於或稍小於鏡架要求的中梁部件的彎曲曲率，而入口端的曲率較小接近直線；定型端為曲線形通道的末端；中梁部件從定型端分模出；其特徵在於: 還包括一可柔性的彎曲的柔性推動栓以及一設在所述鋼模的入口端一側的氣壓推動裝置；所述的柔性推動栓主體為可柔性的彎曲的條狀圓柱體，可由超彈性的形狀記憶合金構成或者由耐熱的高分子材料構成，其上設有至少一個可在所述熱彎通道中阻擋氣流通過的凸起圈；所述的氣壓推動裝置具有一出口連通且對齊熱彎通道，其包括有鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置、氣壓閥，鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置連接氣壓閥，氣壓閥連接高壓氣源；柔性推動栓在高壓氣壓作用下推動所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的鈦鎳合金線段及柔性推動栓裝入裝置，具有一設置在一外套內的設有第一裝入槽的轉動栓，以及一設有第二裝入槽且在兩端設有偏心通孔的外套；所述的第一裝入槽是在轉動栓其圓柱體的側表面往內開設的一從圓柱體一端到另一端的通槽，該通槽橫截面的下半部相同於熱彎通道橫截面的下半部，上半部設為熱彎通道橫截面的圓孔直徑寬度，槽的高度等於熱彎通道截面的圓孔直徑；轉動栓上設有手柄以轉動轉動栓，外套上設有周向上的手柄轉動槽；設置手柄在手柄轉動槽中的一定位位置是第一裝入槽與第二裝入槽對齊的位置，其呈現出一裝入口，可供鈦鎳合金線段以及柔性推動栓裝入到轉動栓中；設置轉動手柄至手柄轉動槽的另一側時，轉動栓轉過的角度正好使得第一裝入槽對齊外套兩端的偏心通孔，且由外套完全關閉了所述第一裝入槽的上表面。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於:所述外套的前端進入到熱彎通道入口端的鋼模中，其前端的偏心通孔直接提供為所述的氣壓推動裝置的出口，連通且對齊熱彎通道；外套的後端設有一連通了其後端的偏心通孔的連接頭。
4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:設置所述的熱彎通道的曲率漸變近似一漸開線的曲率漸變，即:熱彎通道的中心曲線為一漸開線，所述的漸開線的基圓半徑等於或接近鏡架要求的中梁部件的彎曲半徑，且將該漸開線的起始段與所述定型端的中心曲線圓滑連接。
5.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的柔性推動栓由耐熱橡膠材料構成，在其接觸鈦鎳合金線段的前端噴塗有可耐高溫的塗料。
6.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的柔性推動栓由超彈性的銅基形狀記憶合金材料構成，在條狀圓柱體的末端設有一直徑較條狀圓柱體直徑大的凸起圈，且具有一個直徑稍大於條狀圓柱體直徑的前端。
【文檔編號】B21F45/00GK103878273SQ201410077466
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】蔣新東, 張國宏, 俞河 申請人:深圳市歐蒂姆光學有限公司