专利名称：制造眼镜用弹性铰链的滑动件的方法及由此制造的滑动件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造用于弹性铰链的滑动件的方法，该弹性铰链能够 将侧部连接到镜框的凸缘，并涉及由此制造的滑动件。
背景技术：
用于眼镜的弹性铰链是已知的，它们在侧部和镜框的凸缘之间4^接， 从而允许在使用者的鬓角产生适当的压力，以提高可戴性。
传统的弹性铰链一般由两个铰接元件构成，这两个铰接元件彼此枢 接，并且分别一个安装在侧部上，另一个安装在凸缘上。
具体地，公知的弹性铰链为所谓的"柔性"机构；它们包括与侧部相 联的壳式盒状体部，并且在该体部内第一铰接元件与弹簧配合，以限定铰 链的弹性滑动件。
通过使用去除材料的方法来制造滑动件是已知的。
在此情形下，滑动件包括两个单独的元件，即凸形元件，其适当地 支承铰接部件，其作为用于外壳内部的柔性^I的滑动引导件；以及圆柱 销，弹性元件相对于该圆柱销运动。凸形元件和销借助于已知的^Mt—— 螺紋联接操作或填缝操作而结合在一起，因而存在销可能会在联接区域附 近断裂的危险。
一种变型利用去除材料的方法来制造滑动件，但是仅制成一个元件 在此情形下，限制了将两个元件联接到一起所产生的问题，但是加工成本 有所上升。而且，所需的复杂性和大量的工序极大地限制了能够获得的形 状。
为了解决销断裂的问题，从金属条或金属片开始借助于逐步模制加工 方法将滑动件制成单个元件的方法是已知的。该方法的优点在于其在降低 成本的前提下保证了良好的机械特性。然而，该已知方法具有的缺点在于 其并不总是保证这种应用所需要的严格尺寸公差得到满足，但W格尺寸 公差可以由其它加工方法来保证，例如去除材料。而且，利用该方法，对模制件或剪切件的边缘进行倒圆，从而具有在盒状体部和滑动件之间耦联 的功能件中形成游隙的危险。
而且，该方法使得滑动件厚度变形的可能性受限制，因而4吏得获得复 杂且精细形状的可能性受限制。
此外，必须强调的是，在制造用于眼镜的部件和小零件时，必须开发 越来越具有创新性并且越来越小的弹性4^链，因此也必须开发越来越具有 创新性并且越来越小的滑动件。这不仅需要良好的机械性能，而且与迄今 为止所可能获得的形状相比，需要能够获得更为复杂且精细的形状，同时
严格满;uc寸/^差。
本发明的目的是完善一种以简便经济的方式制造用于眼镜用弹性铰 链的滑动件的方法，该滑动件具有复杂且精细的形状，同时还严格满;uc 寸公差、具有良好的机械性能和结构性能。
申请人已经设计、试验和实施了本发明，以克服现有技术的缺点并获 得这些或者其它目的和优点。
发明内容
在独立权利要求中描述了本发明并记载了本发明的特征，而从属权利 要求描述了本发明的其它特征或者本发明主要创新思想的变型。
依据上述目的，本发明的第一方案是一种制造用于弹性铰链的单体滑 动件的方法，该弹性铰链能够将侧部连接到镜框的凸缘，该方法的特征在 于包括一个模制步骤，在该模制步骤中滑动件借助于^^通过至少使用金 属粉末来成型。
有利地，该方法还包括对在模制步骤中成型的滑动件进行烧结的步。
本发明的一个优点在于其将滑动件制成单体，该滑动件不仅具有复杂 且精细的形状、良好的机械性能和结构性能，而且还严格满AA寸^^差。 从而还能够以极高的精度制造滑动件，所述滑动件具有多个底切、凹部、 基座以及脊形元件。
根据本发明的有利变型，模制步骤和烧结步骤是使用粉末注射技术一
一PIM或MIM来制造单体滑动件的方法的一部分。
在此情形下，可获得的形状甚至更为复杂且精细，因为模制步骤贯穿 对混有有机粘合剂的金属粉末进行注射模制的过程始终。
依据本发明的另一方案，制造单体滑动件的方法的特征在于包括模制
锆基非晶态金属^r以制造滑动件的步骤。
该另一方案还允许将滑动件制成具有复杂且精细的形状、良好的机械 性能和结构性能、而且还严格满足尺寸公差的单体。
通过下面作为非限制性实施例并参照附图给出的优选实施方式的描 述，本发明的这些和其它特征将变得明显，其中
图1是实施根据本发明的第一种方法的框图2是实施根据本发明的第二种方法的框图3是实施根据本发明的第三种方法的框图4是与将侧部连接到一副眼镜的凸缘的铰^目联的滑动件的立体
图5是根据本发明的方法制成的第一种滑动件的立体图6是与图5中的滑动件相联并与弹簧相联的铰链的一部分的部分截 面图7是根据本发明的方法制成的第二种滑动件的立体图；并且
图8是与图7中的滑动件相联并与弹簧相联的铰链的一部分的部分截 面图。
具体实施例方式
参照图4和7,根据本发明的方法用来制造用于弹性铰链11的单体滑 动件IO、 20，该弹性铰链能够将侧部12连接到镜框的凸缘13。
具体地，滑动件10能够与盒状体部18 (图4 )配合，该盒状体部18 例如借助于铜焊方法与侧部12相联，并且如图6和8所示具有外壳基座 15、 25。
实施根据本发明制造滑动件10、 20的第一种方法在图1的框图中示 出，并包括模制步骤110或放置在模具中的步骤，其中将由箭头MP表示 的适量的金属粉末或含金属粉末的材料放置在模具中，以使滑动件IO、 20 成型为所需形状和尺寸。该模具制备为具有合适的几何形状和尺寸，以确 定滑动件10、 20的所需形状。以此方式，使金属粉末具有所需的几何形状、 均匀的密度以及特定的尺寸。在该模制步骤最后，获得由具有足够致密度 的金属粉末构成的部件，从而在该方法接下来的步骤中使用。
模制步骤110例如通过使用刚性模具以约100Mpa到1000MPa之间 的压力单轴挤压所述粉末而完成，这是一种普遍且经济的操作。
接下来，由箭头CMP表示的在模制步骤110中压实的部件经历烧结 或焙烧步骤111,在步骤110中具有金属颗粒的压实过程，并且获得所需 的^性能和结构性能。
烧结步骤lll在专门的烘炉中进行，所述烘炉在真空或受保护的大气 压下操作，并且温度和持续时间预定为随着所使用的金属粉末的类型而变 化。例如，如果滑动件IO、 20由不锈钢粉末制成，则烧结步骤期间的温度 介于约1100"C到1300匸之间，而持续时间介于约30到60分钟之间。
根据所使用的挤压工艺，压实步骤110和烧结步骤111可以如在热等 静压过程中一样同时进行，也可以如在冷等静压过程或单轴挤压过程中一 样在不同时间发生。
在烧结步骤最后，获得单体滑动件10,由箭头S表示的滑动件被送 到下一工序中并最终组M眼镜上。
依据在图2中示出的实施本发明的第二种方法，通过使用已知的金属 粉末注射模制的工艺来制造滑动件IO、 20，该工艺被称为PIM(粉末注射 模制)或MIM (金属注射模制)。
在此情形下所使用的并由图2中箭头MP所表示的金属粉末具有约20 微米的晶粒。
第二实施形式基于上述第一实施形式的模制步骤110和烧结步骤111。 此外，为方便起见在图2中由附图标记211表示的模制步骤的上游，该方 法包括步骤210，在步骤210中将金属粉末与有机粘合剂混合，其中有机 粘合剂由箭头B表示并以适当比例添加。
所使用的有机粘合剂通常是聚合体或塑料类型，例如酚类树脂或丙烯
诣；石蜡或蜡类型，通常为源自植物或动物的脂肪酸和单价高级醇的 酯。
混合步骤210的结果是得到均匀的混合物或原料，所述混合物或原料 结合了基本上由有机粘合剂给定的塑料通常具有的高模制性能与用以制 造金属粉末的金属的机械性能。从而，均匀混合物具有与可注射塑料类似 的可加工特性，因而可以使用已知类型的相同注射模制工艺。
此后，均匀的混合物或原料在模制步骤211中经历注射模制。这能够 使得滑动件10、 20获得还可通，制塑料而获得的复杂且精细的形状，并 且还具有比塑M得多的机械特性和结构特性，能够与金属粉末的金属的 机械特性和结构特性相比拟。具体地，烧结零件的密度约为金属自身密度 的卯％。
在模制步骤211最后，获得"生坯"，即由已模制的均匀混合物构成 的料坯，所M坯具有滑动件IO、 20所需的形状和尺寸比例，但实际尺寸 增大约15-20%,并且其机械阻力和结构强度仅归因于有机粘合剂的存 在。
对于模制步骤211，需要修改并控制以及由此确定高质量最终产品的 的>|*1:冷却温度、主要是注射温度；模具温度；注射次数和冷却次数； 注射压力；注射速度以及注射构件的运动速度。
在模制步骤2U后，该方法还包括从已模制的生坯中至少部分地去除
步骤212。粘合剂的去除步骤212在由箭头GB示出的生坯上进行，该步 骤在模制步骤211的下游并在相关烧结步骤的上游，为方便起见该烧结步 骤在图2中以附图标记213表示。去除步骤212在合适的烘炉中例如以约 IOO匸到150C之间的温度进行约1到2小时的时间范围。
在如箭头DB所示地已经去除有机粘合剂后，在去除步骤212最后， 我们得到"褐色坯料"，即有机粘合剂的残留物的重量百分比为约2%到5 %的零件，这对于后续步骤保持其一致性是必需的。
由箭头BB表示的仍然非常疏松的褐色坯料随后经历与上述烧结步骤 类似的烧结步骤213，以便于改变其机械性能和结构性能并确定滑动件10、 20所需的尺寸特性。我们还实现消除残留的有机粘合剂，并且该零件的最 小密度达到制造该金属粉末的金属的密度的约96到98% 。
从而，与本发明第一形式的实施方式制成的零件相比，使用PIM或 MIM工艺制造的滑动件10、 20的机械性能更类似于并接近于金属自身的 性能。
将所获得的滑动件10、 20从模具上取下，如图2中箭头S所示，经 历下面的精加工工艺并安^4铰链11上。
因此，根据获得单体滑动件IO、 20的形状的复杂程度的高低的需要， 可以分别选择仅借助于对粉末进行烧结而制造滑动件或通过使用PIM或 MIM工艺来制造滑动件，其中所述复杂程度不能通过已知的模制方法由 金属条获得。
在上述两种实施形式中，可用的金属粉末包括从下列组中选取的一种 或多种金属，所述组包括不锈钢、低^lr钢、钛、镍、^^r、镍基 合金、铜以及铜^r，它们都能够被合适地研磨成粉。
解决获得单体滑动件10、 20的复杂且精细形状的问题的另一方案构 成根据本发明的方法的第三实施形式，如图3中所示。该方法包括模制由 箭头AMA表示的锆基非晶态金属^r以获得单体滑动件10、 20的步骤 310，随后将该滑动件M具上取下，如箭头S所示。
除了锆之外，可用的锆基非晶态金属合金包括一种或多种下列金属 绿柱石、钛、铜、镍、铝以及铌。
可用的金属^ir是已知类型的并具有不定型的原子结构，与传统金属 的晶体原子结构及合金的晶体原子结构不一样。这些金属^^金包括尺寸大 不一样的原子，并且这确定了不受限制的体积，从而在熔化期间具有高粘 性。高粘性是有利的，因为这防止原子形成规则的晶格型结构。因而，所具有良好的机械特性和弹性特性以及良好的抗腐蚀性和抗磨损性。
而且，如果与这些合金的单个组分的熔点相比，这些^ir具有较低的 熔点，它们能够在例如约400'C的低温m,并能够类似于热塑性聚合体 而容易地进行模制。
能够使用的一种^lr是已知商品名为LIQUIDMETAL⑧的合金，其屈 服点为高于1723MPa，远高于传统的铸造合金，这允许具有非常精细的成 型表面；其在晶粒边缘具有良好的抗腐蚀性并且在晶粒边缘很少出现裂
缝；而且具有良好的弹性。
该合金在这些应用中是可靠的，像铰链一样，其需要抗重复应力状况 的抵抗性、i殳计灵活性、极高的尺寸精度、高的抗屈Ji良性和現复、高的抗 腐蚀性和高弹性。
根据本发明的实施方式的第一形式，能够根据本发明的方法获得的滑 动件10包括销14,销14在外壳基座15中保持滑动并支撑外壳基座15内 的螺旋弹簧16，从而实现侧部12和凸缘13的弹性运动(图5和6 )。
滑动件10还包括通常相对于外壳基座15保持滑动的凸部17。凸部 17形成为类似于棱柱体或圆柱体， 一端具有小孔19,用于枢接凸缘13, 销14从凸部17的另一端21延伸。
能够才艮据本发明的方法制成的滑动件的一个变型在图7和8中由附图 标记20表示。在此变型中，滑动件20包括凸形元件27,凸形元件27形 成为平行六面体并设置有两个侧部翼片23a、 23b以及具有底部24的基座 22 (图7 )。凸形元件27能够相对于外壳基座25滑动，并且其基座22能 够与外壳基座25配合以限定一个小室，音柱型弹簧26能够容纳在该小室 内，从而实现侧部12和凸缘13的弹性运动(图8)。侧部翼片23a、 23b 以M座22的底部24形成一个大得足以容纳音柱型弹簧26的表面。凸形 元件27还设置有小孔型端部29，用于枢接至凸缘13。
如图4、 5、 6、 7和8清晰可见且如上所述的，单体滑动件IO、 20具 有多个底切、凹部、基座以及脊形元件，它们能够借助才艮据本发明的其中 一个实施形式以极高的精度获得，甚至对于例如用于眼镜用铰链的滑动件 之类的小物体也是如此。
需要清楚的是，对于制造用于眼镜用弹性铰链的滑动件10、 20的方 法以及由此而制造并如上所述的滑动件10、 20，在不偏离本发明的领域和 范围的情况下，可对步骤和/或零件做出修改和/或增加。
权利要求
1.一种制造用于弹性铰链(11)的滑动件(10、20)的方法，该弹性铰链(11)能够将侧部(12)连接到镜框的凸缘(13)，其特征在于，该方法包括模制步骤(110，211)，在该模制步骤中所述滑动件(10、20)借助于模具通过至少使用金属粉末来成型。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，该方法还包括对在所iltt 制步骤(IIO, 211)中成型的所述滑动件(10、 20)实施的烧结步骤(lll， 213 )。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供模 具的步骤，该^具具有能够成型所述滑动件(10、 20)的几何形状并被用 于所述模制步骤(110， 211)。
4. 如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述模制步 骤(110, 211)在约100到lOOOMPa的压力下借助于单轴挤压方法实施。
5. 如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在所g制 步骤(211)上游，该方法还包括将所述金属粉末与有机粘合剂混合以获得均匀混合物的步骤(210); 其中借助于注射模制方法对所述均匀混合物实施所述模制步骤(211);以 及从成型的均匀混合物中至少部分地去除所述有机粘合剂的步骤(212 )， 所述步骤在所,制步骤(211)的下游和所述烧结步骤(213)的上游实 施。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，模制的所述均匀混合物具 有与单体的所述滑动件(io、 20)相同的尺寸比例。
7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，去除所述有机粘合剂 的所述步骤(212)在约100"C到150X:之间的温度下实施约1小时到2小 时的时间范围。
8. 如权利要求5到7中任一项所述的方法，其特征在于，去除所述有 机粘合剂的所述步骤(212 )使得能够实现在所述均匀混合物中残留的有机 粘合剂的重量百分比为约2%到5%之间。
9. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属粉末 包括从下组中选取的一种或多种金属，所述组包括不锈钢、低合金钢、 钬、镍、絲合金、镍基^r、铜以及铜合金。
10. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属粉 末包括不锈钢，并且其中所述烧结步骤(111， 213)在约IIOO匸到1300 r之间的温度下实施约30分钟到60分钟的时间范围。
11. 一种制造用于弹性铰链(11)的单体滑动件(10、 20)的方法， 该弹性铰链(11)能够将侧部(12 )连接到镜框的凸缘(13 )，其特征在于， 该方法包括模制锆基非晶态金属合金以制造所述单体滑动件(10、 20)的 模制步骤(310)。
12. —种借助于前述任一项权利要求所述的方法获得的用于眼镜用弹 性铰链的单体滑动件。
全文摘要
本发明公开了一种制造用于弹性铰链(11)的滑动件(10、20)的方法，该弹性铰链(11)能够将侧部(12)连接到镜框的凸缘(13)，该方法包括模制步骤，在该模制步骤中所述滑动件(10、20)借助于模具通过至少使用金属粉末来成型。
文档编号B22F3/12GK101195165SQ20071019524
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月4日
发明者里纳尔多·蒙塔尔班 申请人:维索蒂加工业科学研究实验室