专利名称：旋光性表面的精细机械加工工具的抛光圆盘及其生产方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求的第1条和第3条的前序部分所述的用于旋光性表面的
精细机械加工的工具的一种抛光圆盘。当前，这种抛光圆盘被大量地应用，特别是 用在处方眼镜片的制造中。本发明还涉及这种抛光圆盘的生产方法。
下面以具有旋光性表面的工件为例应用术语"眼镜片"时，应能理解，这意味 着眼镜片不仅可以用无机玻璃制造，而且也可以用所有其它常用材料制造，诸如聚
碳酸酯、CR39、 Hi—Index、等等，这些也被称之为塑料。
背景技术：
眼镜片的旋光性表面的机械加工可以粗略地分成为两个加工阶段，即首先是旋 光性表面的预加工以生产出处方的宏观几何形状，然后是旋光性表面的精细加工以 消除预加工之后留下的任何痕迹而得到符合要求的微观几何形状。尽管眼镜片的旋 光性表面预加工，特别是根据眼镜片的材料，可以用磨削、铣削和/或车削来进行， 但是在精细机械加工过程中，通常是对眼镜片的旋光性表面进行精细磨削、研磨和/ 或抛光。
对于这样的精细机械加工，现有技术(见例如同类专利文件DE-A-IO 2005 010 583)广泛地采用不同于刚性抛光圆盘的适应性抛光圆盘，这种抛光圆盘有包括至少 三层的结构；第一层是面向工具主轴的相对较硬的或称刚性的支承体；第二层较软， 例如是泡沫材料层，其固定于第一层；靠在第二层上的第三层是研磨或抛光薄膜， 其面对工件，作为工具的机械加工工作部分。由于泡沫材料层的可弹性变形性，抛 光薄膜可在一定范围内适应被加工表面的几何形状，不管从"静态"来说，也就是 从一个眼镜片到另一眼镜片，还是从"动态"来说，也就是在给定的眼镜片的机械 加工过程中，皆如此。其中，抛光圆盘和眼镜片之间有相对运动。泡沫材料层的弹 性还对抛光圆盘在抛光过程中的磨削性能有相当大的影响。在采用这种有终止于泡沫材料层的外边缘的抛光薄膜的抛光圆盘时，已经发 现，抛光薄膜的边缘或由边缘形成的边棱可能被加工进眼镜片的被加工表面。这可 能导致眼镜片的旋光性表面上出现肉眼可见的因而不符合需要的抛光薄膜边缘的 "印迹"，也就是出现非常细微的像划痕一样的微观结构。
为了消除这一问题，已经有人提出把抛光薄膜的尺寸确定为其超出泡沫材料层
的外周边(见DE-A-10 2005 010 583的图1和4)。超出泡沫材料层的外周边，就不 会再有任何明显的抛光压力作用在被机械加工的表面上。但是，由本申请人进行的 试验已经表明，仅仅采用那种措施在所有情况下都不能给出所期望的结果。
最后，专利文件EP-B-1 711 311揭示了一种有三层结构的抛光圆盘，其中，中 间的弹性层做成为沿着径向从内向外逐渐地变软，以便对具有不规则自由形态曲面 的眼镜片进行抛光，以期得到无需进行后机械加工的表面质量。这种从内向外逐渐 变软的设计是成功的，特别是在中间层沿着径向从内向外有逐渐增大的轴向厚度的 情况中，其支承体、中间层和抛光薄膜一起终止于抛光圆盘的圆柱形外圆周表面。 但是，现有技术的这种作法不能解决由抛光薄膜的边缘产生的抛光圆盘在被加工表 面上的"印迹"问题。
发明内容
从DE-A-10 2005 010 583所代表的现有技术出发，本发明要解决的问题是提供 一种设计结构最简单的抛光圆盘，其可用于对眼镜片的旋光性表面进行精细机械加 工的工具，其中，这种抛光圆盘的边缘不会被以微观结构的形式印在被加工表面上。
本发明要解决的问题还在于为这样的抛光圆盘提供一种简单的生产方法。
这个问题可用权利要求l、 3和15中所阐述的本发明的特征来解决。本发明的 有益的或有利的进一步扩展构成权利要求2、 4到14和16到18的主题。
按照本发明的第一方面，提供一种用于对眼镜片的旋光性表面进行精细机械加 工的工具的抛光圆盘，它包括主体，该主体有一中心轴线并且中间层固定于其上， 该中间层比所述主体软并且抛光剂载体贴靠在其上，相对于中心轴线而言，中间层 有轴向厚度大致恒定的径向内部区域和与之邻接的有径向外部尺寸的径向外部区 域，该尺寸从主体向抛光剂载体逐渐增大，这使得中间层在其径向外部区域对抛光 剂载体的弹性支承向着抛光剂载体的外边缘逐渐减小。按照本发明的第二方面，提供一种用于对眼镜片的旋光性表面进行精细机械加 工的工具的抛光圆盘，它包括主体，该主体有一中心轴线并且中间层固定于其上， 该中间层比主体软并且抛光剂载体贴靠在其上，相对于中心轴线而言，中间层有轴 向厚度大致恒定的径向内部区域和与之邻接的径向外部区域，其中，在所述旋光性 表面的精细机械加工过程中，由中间层的径向外部区域将抛光剂载体的外边缘保持 为离开旋光性表面一距离。
因此，在这两种情况下，在本发明的抛光圆盘中，中间层在功能上分成为轴向 厚度大致恒定的径向内部区域和与之邻接的径向外部区域，这个径向外部区域被设 计成其能够防止抛光圆盘的边缘被以微观结构的形式印在被加工表面上。与
EP-B-1711 311的现有技术不同，由于这个径向内部区域有大致恒定的轴向厚度，抛 光圆盘的弹性或称柔性在其半径范围内不会有变化。结果，能够有利地做到工具和 工件之间的规定的恰当的相对运动，以达到均匀的抛光磨削。Preston的假说认为 抛光磨削正比于抛光压力与工具和工件之间的相对速度的乘积。因此工件可被在分 布状况高度恒定的情况下亦即以形状保持不变的方式进行抛光。只是在抛光圆盘的 边缘区域，在中间层的径向外部区域所在之处，抛光磨削减轻了，这是由于减小了 其处的抛光剂载体的弹性支承(权利要求l)，或者是由于在其处抛光剂载体被"保 持为离开了"被加工表面(权利要求3)，因此可降低抛光圆盘的边缘被"印在"被 加工表面上的可能性。
在抛光圆盘的边缘区域，在中间层的径向外部区域所在之处，在本发明的抛光 圆盘的第一方案中，中间层可附加地确保径向向外超出中间层的径向内部区域的 抛光剂载体外边缘的运动受到阻尼，因此在旋光性表面的精细机械加工过程中不能 自由振荡或抖摆，因而也不能敲击被加工表面而印在其上。在本发明的抛光圆盘的 第二方案中，中间层的径向外部区域甚至把抛光剂载体的径向超出中间层的径向内 部区域的外边缘"拉离"被加工表面，因而可避免所述"印迹"。
在本发明的抛光圆盘的第一方案中，由中间层的径向外部区域形成的外周轮廓 在原理上可以有任何所希望的几何形状，只要中间层的径向外部区域的径向外部尺 寸是从主体向抛光剂载体逐渐增大的(最好是连续地增大)，例如，中间层的径向外 部区域可以有复曲面的外圆周表面。但是，为了使抛光圆盘的生产简单，应该将中 间层的径向外部区域构形为有大致截头圆锥形状的外圆周表面。
在本发明的抛光圆盘的第二方案中，中间层可以在径向外部区域在面对抛光剂载体那一侧有圆周倒角或圆角边缘，其中，在倒角或圆角边缘的区域，抛光剂载体 也固定于，优选的是，牢固地粘合于中间层。此外或作为对此的一种替换，圆周倒 角或圆角边缘可以成形在主体的面对中间层的那一侧的外圆周表面上，而把中间层 以其径向外部区域固定在，优选的是，粘合在主体的倒角或圆角边缘上。中间层和/ 或主体上的这样的倒角或圆角边缘可以用简单的方式成形，例如在中间层是用某种 泡沫材料制成的情况中可以用喷射水流切割，或在主体是用塑料注塑模制的情况中 可以通过注塑模子的适当设计来成形。
在原理上，主体可以有面对中间层的端面，这个端面是按照被加工表面的宏观
几何形状预成形的，例如以复曲面的方式预成形，如DE-A-10 2005 010 583中所述 的那样。但是，本申请人进行的试验已经表明，对大多数机械加工情况来说，如果 主体有面对中间层的大致球面的端面，就可以了，可将中间层牢固地粘合于这样的 端面。 一方面，这可简化抛光圆盘的生产，另一方面，对于在处方制造中眼镜片的 精细机械加工，可减少必须要用的抛光圆盘的数目。
在本发明的抛光圆盘的第一和第二方案中，抛光剂载体可以在其中心区域设置 至少一个开孔。抛光剂载体中的这个开孔可确保中间层的内部区域和抛光剂载体的 外表面之间的流体连通，中间层通常是用泡沫材料制成的并在机械加工作业中像海 绵那样浸饱了液体抛光剂，而抛光剂载体机械加工地接触被加工工件的表面。这样， 液体抛光剂可更容易流动并且还可流过抛光圆盘内部而达到抛光剂载体和被加工工 件的表面之间的接触区域，这可确保这些接触区域因抛光剂载体的湿润增强以及抛 光剂载体上有更均匀的抛光剂膜而得到更好的冲洗和冷却。因此，不存在抛光剂载 体的将会有害于工件表面质量的任何局部硬化。而且，抛光剂载体中的开孔可有利 地确保中间层内由于其变形而可能建立起来的液压压力的释放，否则，中间层内的 压力升高可能导致中间层的例如局部毁坏，以及还可确保抛光圆盘的"内部冷却"。
如果在主体的方向抛光剂载体中的这个至少一个开孔邻接于中间层中的切孔， 那将会更好。中间层中的那个切孔可以有利地用作液体抛光剂储池。
如果中间层中设置切孔，可将它延伸到主体。这样连续的切孔不仅特别容易加 工，而且还可有利地使由切孔形成的液体抛光剂储池的容量最大化。如果再在主体 中设置邻接于中间层中的切孔的切孔，则抛光剂储池的尺寸可进一步增大。
还有，如果中间层中的切孔的直径是从抛光剂载体的开孔向着主体逐渐增大 (最好是连续地增大)，例如形成由中间层的圆锥形内圆周表面限定的切孔，那将是优选的。结果，以类似于中间层的径向外部区域的径向外部尺寸从主体向抛光剂载 体逐渐增大的方式，中间层的径向内部区域对抛光剂载体的弹性支承是从接近抛光 剂载体中的开孔的区域向着该开孔逐渐减小，甚至在相当高的抛光压力下也能消除 抛光剂载体的开孔边缘被印在被加工表面上的危险。
本申请人进行的试验已经表明，在抛光圆盘的非变形状态，中间层的径向外部
区域的最大径向宽度应该是在中间层的最大总宽度的3%到10%之间，以便将抛光
剂载体以大致恒定的方式弹性地支承在尽可能大的表面上，而不会有使抛光圆盘的 边缘印在被加工表面上的任何危险。
本发明的抛光圆盘可以有利地用在对特别是眼镜片上的旋光性表面进行精细
机械加工的工具上，这种抛光圆盘包括可附连于机械加工机床的工具主轴的主体； 有保持部分的铰接部件，该保持部分被引导而能够相对于主体作倾斜和纵向运动， 该保持部分在主体方向邻接于波纹管部分，铰接部件通过波纹管部分固定于主体并 可随之转动；以及压力介质室，其由主体和铰接部件限定，并且其可选择性地承受 液体或气体压力介质的作用，其中这种抛光圆盘是以一种可互换的方式被保持在铰
接部件的保持部分上。
为了确保这种抛光圆盘能够尽可能容易地被更换，优选的是通过一种快速紧配 连接把抛光圆盘保持在铰接部件的保持部分上
还提供一种用于生产本发明的第一方案的抛光圆盘的特别简单的方法，作为本 发明的进一步延续，这种方法包括以下步骤
(a) 成形主体，例如通过机械加工来成形，或特别是用塑料通过注塑模制来成 形，后一种方式是特别成本有效的；
(b) 提供用于中间层的平展的厚度大致恒定的原材料，例如泡沫材料板，其 很容易从市场上廉价购买；
(c) 把中间层的原材料拉绷在冲制装置的冲制垫块的凸形球面上，并用有环形 切刀的冲头冲制出中间层，这里，中间层亦即冲下来的那块原材料的外圆周表面是 以一种特别简单的方式产生的，因为它实际上是"自动"形成的，并且它在冲下来 的那块材料的非变形的平展状态已经有大致的截头圆锥形状；
(d) 任选地切割抛光剂载体，使之匹配于非变形的中间层亦即非变形的材料 冲块的较大端面。如果抛光剂载体已经通过例如在泡沫材料零件上的所谓"铸造皮"
(用于脱离铸模的脱模层)与中间层成形为一体，那么这样单独的切割工序可省略，它是作为这种制造技术的结果而产生的，并且通常是从市场上可买到的泡沫材料板 上切下来的；以及
(e)把主体、中间层和抛光剂载体(如果单独提供)粘合起来，以形成上述的 类似夹层饼的组件。
还有，抛光剂载体的切割可以采用用于冲制中间层的冲头和冲制垫块来进行， 这样就无需为此采用单独的工具，并且切割操作可以快速地进行。最后，如果中间 层和抛光剂载体分别采用各自的原材料，那么前者的冲制和后者的切割可在同一操 作步骤中进行。这也有助于实现抛光圆盘的快速、精确生产。
下面将通过几个优选实施例并参照附图更详细地说明本发明，其中相同的附图 标记标示相同的或对应的部分。各附图中
图1是用于眼镜片的旋光性表面的精细机械加工的工具的比实物有所放大的纵 向剖视图，其上可拆装地装有本发明的第一实施例的抛光圆盘，该抛光圆盘是在加
工接触于被加工表面；
图2是图1的工具从前上方向观看的立体图，其中，抛光圆盘已被从工具上拆
下，以显露出工具和抛光圆盘之间的界面的工具那一侧；
图3是图1的抛光圆盘从左下方向观看的立体图，其中，抛光圆盘已被从工具
上拆下，以显露出工具和抛光圆盘之间的界面的抛光圆盘那一侧；
图4是图3的从工具上拆下来的抛光圆盘的从图1的下方观看的下视图5是图3的抛光圆盘沿着图4中的剖切线V-V的剖视图6是图3的抛光圆盘沿着图4中的剖切线VI-VI的剖视图7是用于冲制本发明的第一实施例的抛光圆盘的中间层的装置的示意性纵向
剖视图，用这一装置可以在中间层的径向外部区域成形出大致截头圆锥形状的外圆
周表面；
图8是用图7所示的装置冲制而成的中间层的示意性剖视图，该中间层可被粘 合于主体和抛光剂载体，而形成本发明的第一实施例的抛光圆盘；
图9是本发明的第二实施例的抛光圆盘的剖视图，其对应于图5的剖视图，比 例较之图5更放大了，抛光剂载体上有中心开孔
图10是本发明的第三实施例的抛光圆盘的剖视图，其对应于图5的剖视图，比例较之图5更放大了，中间层的外圆周上有圆周倒角，抛光剂载体固定于其上； 图11是本发明的第四实施例的抛光圆盘的剖视图，其对应于图5的剖视图，比
例较之图5更放大了，主体的外圆周上有圆周倒角，中间层固定于其上；以及
图12是本发明的第五实施例的抛光圆盘的剖视图，其对应于图5的剖视图，
该实施例类似于图IO的第三实施例，比例较之图5更放大了，其中，图12中的上
图表示出怎样在中间层的朝向抛光剂载体那一侧将外周边缘弄圆，其作法是在中间 层的下侧做出圆周倒角，该中间层尚未固定于主体，通过使中间层变形并牢固地粘 合于主体，并且倒角区域也粘合于主体，最终就形成抛光圆盘成品。
具体实施例方式
参照图l、 5、 6和9一12，用于对特别是眼镜片L上的旋光性表面F进行精细 机械加工的工具12的抛光圆盘10包括主体14，其有一中心轴线M并且中间层16 固定在其上，中间层16比主体14软并且抛光剂载体18贴靠在其上。重要的是，相 对于中心轴线M，中间层16有一轴向厚度D大致恒定的径向内部区域20和与之邻 接的径向外部区域22，这个径向外部区域22是特殊设计的并以特殊方式固定，而 能够防止抛光圆盘10的边缘被以非常细微的像划痕一样的微观结构的形式印在眼 镜片L的被加工表面旋光性表面F上，这将在下文作更详细的说明。在图l、 5、 6 和9一12中，虚线表示中间层16的径向内部区域20和径向外部区域22之间的边界。
如图1和2中所示，工具12包括主体24，而主体24可连接于机械加工机床(未 详示)的工具主轴26 (图l中以虚线表示)。工具12还包括总的以附图标记28表 示的铰接部件，它有保持部分34，该保持部分通过球头连接30和引导件32被引导 而能够相对于主体24倾斜和纵向运动，抛光圆盘10以可更换的方式被保持在那个 保持部分上，这将在下文详细说明。保持部分34通过波纹管部分36连接于主体24， 铰接部件28通过波纹管部分36固定于主体24，并且铰接部件28可随主体24转动。 主体24和铰接部件28限定压力介质室38，介质室38可以选择性地承受适当的液 体或气体压力介质(例如油或压縮空气)经由引导件32内的通道40的作用，以便 在加工眼镜片L的旋光性表面F过程中经由保持部分34和靠在其上的抛光圆盘10 施加机械加工压力。可以在本申请人的专利文件DE-A-10 2005 010 583 Al和EP-A-1 473 116中看到工具12的更详细的结构，在这一方面这里引用之，以避免重复。
可以看出，铰接部件28的保持部分34在相对于工具12的主体24的横向是由引导件32支承着。同时，在压力介质室38承受压力介质经由通道40的作用以及在 保持部分34被外力(在图1中是从上向下)向主体24方向推动时，引导件32将在 轴向跟随保持部分34运动，反之亦然。而且，铰接部件28的保持部分34可以依靠 球头连接30在引导件32上向引导件43倾斜，这时，铰接部件28的波纹管部分36 相应地变形。
为了确保抛光圆盘10的稳固保持以及确保抛光圆盘10可随工具12的保持部 分34转动，铰接部件28的保持部分34和抛光圆盘10的主体14的互相面对的表面 上，也就是在图1中的保持部分34的上端表面42上以及在主体14的下侧面44上， 成形有互相啮合的特别是形状相配的互补形状的结构。在图2 (工具12)和图3 (抛 光圆盘10)中可以清楚地看到这些结构。
因此，优选地用塑料注塑模制的铰接部件28的保持部分34是设置在其端面42 上，并带有可传递转动的中心突起46，在俯视图中可以看见，突起46大致呈六角 星的形状(像Torx⑧那样的外廓)。在转动传递突起46的相对两侧在保持部分34 的端面42上各设有大致蘑菇形的定位突起48，其上成形有环槽50。还有，保持部 分34的端面42上设有总共四个大致圆柱形的定向突起52，它们在转动传递突起46 的两侧布置成对并围绕中心轴线M相对于定位凸起48错开90° 。
另一方面，同样优选地用塑料诸如ABS(丙烯腈一丁二烯一苯乙烯)，例如BASF 公司的Terluran GP 35，注塑模制而成的抛光圆盘10的主体14的下侧44是成形 为像蜂巢，带有对中地布置的与工具12上的转动传递突起46相配的轮廓54，各加 强筋56从蜂巢以星形的方式延伸到主体14的外边缘，还有两个基本上空心的圆柱 形定位部分58，它们布置在配对轮廓54的相对两侧，在加强筋56之间，与工具12 上的定位凸起48协作，而可将抛光圆盘10以快速紧配连接的方式保持在铰接部件 28的保持部分34上。为此目的，在图4的俯视图上可以看出，各定位部分58上开 有十字形的缝口而使每个定位部分上形成四个弹性臂60，每个弹性臂60的自由端 有碰锁舌62 (见图3)，其径向向内地朝向各自所在的定位部分58的对称轴线并且 其尺寸和布置使得其可碰锁进工具12上的各对应的定位凸起48。
所以，对熟悉本技术领域的人来说，很明显，转动传递突起46和配对轮廓54 的形状相配啮合可确保抛光圆盘10基本上无游隙地随工具12运动特别是转动，同 时以一种功能上与此分离的方式，定位凸起48与定位部分58协作，而借助轴线方 向的碰锁把抛光圆盘10保持在工具12上。这里，与加强筋56协作的定向突起52可确保抛光圆盘10不会被角度错位的方式附连在工具12上，而如果放错位了，抛 光圆盘10就会以其下侧44平面接触工具12的端面42，定位凸起48和定位部分58 之间也不会形成碰锁。由于给定了抛光圆盘IO和工具12之间的正确的相对角度位 置，以及抛光圆盘IO被安装在工具12上，加强筋56就延伸于一对定向突起52之 间，也就是这些加强筋56是相对于主体14的定位部分58围绕中心轴线M布置成 错开90度的角度。
从图1和3 — 6可以看出，主体14的下侧44通过径向地向外超出主体14的圆 柱形外圆周表面64并有如图1、5和6中所示的钩形断面的环形突肩66邻接于外圆 周侧面。这个环形突肩66可用作供自动化抛光圆盘更换装置(未示)的抓手(也未 示)抓取的手柄。
图1和5中，主体14的邻接于中间层16的上端面68在图示的各实施例中成 形为大致球面的并且其与中间层16的弯曲程度一致。但是，根据被加工表面F的 微观几何形状，端面68也可以有不同的形状，例如复曲面的。
关于主体14的结构形状，最后还应说说，图3和4中所示的环形突肩66在其 外圆周设置有两个缺口70，在俯视图中观看，它们是半圆形的。这两个缺口用于标 记抛光圆盘IO，两个缺口 70之间围绕中心轴线M的角度间隔(图4中以附图标记 72标示)可用于端面68的弯曲程度(以屈光度表示)的编码指示。
可以用例如适当的粘结剂把中间层16牢固地固定于主体14的端面68。中间层 16的材料可以是例如开胞的聚氨酯泡沫材料，其可向例如德国柏林的Getzner Werkstoffe GmbH以商标名称Sylomer R购买。其硬度约为肖氏硬度指标A60。中 间层16的面对抛光剂载体18的上侧面可以设有但也不必设有最终的"铸造皮"(用 于脱离铸模的脱模层)，它是作为制造技术的产物而产生的并可使中间层16有附加 的刚性。这样的"铸造皮"可以作为选项形成抛光剂载体本身。中间层16在其径向 内部区域20内的厚度D，根据不同的机械加工要求，可以是在例如2到10mm之 间。前已提到，中间层16的在径向内部区域20内的这个厚度D是大致恒定的，因 此，在这个径向内部区域20内中间层16对抛光剂载体18的弹性支承同样是大致恒 定的。
在第一实施例中，中间层16的径向外部区域22的径向外部尺寸r从主体14向 抛光剂载体18连续地增大，就是其增大的方式使中间层16的径向外部区域22有大 致截头圆锥形的外圆周表面74，这个表面相对于中心轴线M的倾斜度大于主体14的端面68上的任何法向表面相对于中心轴线M的倾斜度，因此中间层16在其径向 外部区域22内对抛光剂载体18的弹性支承向着抛光剂载体18的外边缘76连续地 减小。前面已经提到，与DE-A-10 2005 010 583中的已知的抛光剂载体的自由的无 支承的外边缘相比，这意味着可减小抛光圆盘10的边缘区域的抛光压力以及由其产 生的抛光磨削力度，同时，抛光剂载体18的外边缘76的轴向运动受到阻尼。结果， 这可防止外边缘76，特别是由这个边缘形成的图1和5中的抛光剂载体18的上凸 缘被不希望地"印在"眼镜片L的被加工表面F上。
在这里还应说说(见图5)，在抛光圆盘10的非变形状态，亦即在抛光圆盘IO 不被压靠在被加工的眼镜片L的表面F上时，中间层16的径向外部区域22的最大 径向厚度b约在中间层16的最大总宽度B的3X到10X之间。最后还应指出，主 体14的外圆周表面64和中间层16的外圆周表面74之间的过渡不必是平滑的。具 体地说，主体可以相对于中间层径向地向外突出，如DE-A-10 2005 010 583中所揭 示的那样。
图1中形成工具的机械加工工作部分的抛光剂载体18，也称为"抛光薄膜"或 "抛光垫"，是一种市场上可买到的弹性的并耐磨损的精细研磨剂载体或抛光剂载 体，诸如聚氨酯薄膜，其厚度为0.5到1.4mm，硬度在肖氏硬度指标D12和D45之 间。如果是用抛光圆盘10进行预抛光加工，可将抛光剂载体18设计为较厚一些， 而另一方面，在精细抛光加工的情况中，可将其设计得较薄一些。
从以上给出的说明已经可以看出，抛光剂载体18的径向尺寸是选择为使其(在 这一实施例中在图1和5的俯视图中观看它是圆的)以其外边缘76终止于位于其下 面的中间层16的外圆周表面74。
最后，在图示的实施例中，抛光剂载体18是用适当的粘结剂固定于中间层16。 但是，也可以用某种其它方法或多或少可靠地连接至中间层16，例如可将其硫化到 中间层16上或用尼龙毛刺搭扣进行连接。无论采用何种方法，抛光剂载体18和中 间层16之间的连接必须足够牢固，在机械加工过程中的任何时刻，抛光剂载体18 都应能随中间层16运动特别是随之转动。
在被机械加工的眼镜片L的旋光性表面F的精细机械加工过程中，这种加工是 用由某种适当的液体供给到抛光圆盘10和眼镜片L之间的接触表面的自由微粒(主 要是通过可以从外面进行调整的柔性管子(未示)进行供给)以实际上已知的方式 进行，工具12和眼镜片L是被以实际上已知的方式基本上同步地驱动，亦即被向同一方向并以基本上相同的速度驱动。同时，在这一过程中，工具12和眼镜片L 被互相相对枢转，这可使抛光圆盘10和眼镜片L之间的接触点不断地改变。熟悉 本技术领域的人早已熟悉这些精细机械加工方法，例如在用这些方法机械加工自由 成形表面的情况中，是以围绕"最好的配合半径"的中心点亦即被加工的眼镜片L 的表面F的近似中心点的某一固定的设定值进行枢转运动，或者，工具12和眼镜 片L之间的相对运动是在两个CNC (计算机数字控制)线性坐标轴和任选的CNC 回转坐标轴上以一种路径控制方法来产生，所以，这里不必对这些加工方法作任何 更详细的描述。
用于生产上述抛光圆盘10的一种特别简单的方法包括以下步骤，下面参照图7 和8说明这些步骤
(a) 成形特别是用塑料通过注塑模制来成形主体14，其中，主体14的包括配 对轮廓54、加强筋56和定位部分58 (带有受迫变形的碰锁舌62)的整个几何形状 同时地成形在下侧44、外周上的环形突肩66和大致球面的端面68上，并且无需后 机械加工，也就是"直接可用的工具"。
(b) 提供用于中间层16的平展的厚度D为大致恒定的原材料，其可从市场上购买。
(c) 把中间层16的原材料拉绷在冲制装置82的冲制垫块80的凸形球面78 上，如图7中所示意的那样，并用冲制装置82的有环形切刀84的冲头86冲制出中 间层16，还可任选地把中间层16保持在冲垫表面78上。这样可制成如图8所示的 中间层16，此时其处于非变形的平展状态，有第一端面88、第二端面90和外圆周 表面74，其中，依靠上述的冲制方法，外圆周表面已经具有了大致的截头圆锥形状。
(d) 切割抛光剂载体18，使之匹配于中间层16的较大(第二)端面90。这 最好是借用用于冲制中间层16的冲头86和冲制垫块80来进行，甚至可以在同一操 作步骤即上一操作步骤中进行。
(e) 把主体14、中间层16和抛光剂载体18粘合起来，以形成类似夹层饼的 组件，如图1、 5和6中所示，其中抛光剂载体18是粘合在中间层16的第二端面 90上，而中间层16是以其第一端面88粘合在主体14上。在这一过程中，由于主 体14的端面68的向前弯曲，中间层16可进一步"扩展"，也就是，与处于非变形 状态的中间层16相比(见图8)，在成品抛光圆盘10上(见图1和3到6)，中间层 16的大致截头圆锥形状的外圆周表面74的相对于中心轴线M的倾斜度将进一步增大。
至此，还应说说，在非变形的平展状态有圆柱形外圆周表面的中间层往主体的 前端曲面上的粘合也能使中间层"扩展"，以致可使中间层的外圆周表面也有大致(轻 微的)截头圆锥形状。但是，与上述本发明的抛光圆盘的设计不同，那种作法不能 导致这样的状况，就是，中间层对抛光剂载体的可认为是垂直于主体端面的弹性支 承向着抛光剂载体的外边缘逐渐减小。
为了避免重复，对下面的几个实施例，仅说明它们与上面参照附图1到8所述 的第一实施例的不同之处。
在图9所示的第二实施例中，抛光剂载体18在其中心区域附加地设有(至少) 一个连续的开孔92，在图示的这一例子中，这个开孔是圆形的并可通过切割或冲制 来成形。优选的是，抛光剂载体18上的开孔92占有抛光剂载体18的面对被加工的 眼镜片L的表面F的总端面面积的0.25~2%。在机械加工过程中，开孔92可确保 压力均衡并提供来自中间层16的内部的液体抛光剂，这将对抛光圆盘10的这一原 本不利的区域有较好的清洗和冷却作用。在抛光圆盘10以相当高的速度转动因而离 心力"迫使"抛光剂径向地向外移动时，这样的抛光剂"中心"供给方式特别有利。
在图9所示的实施例中，抛光剂载体18上的开孔92在主体14的方向邻接中 间层16上的切孔94，该切孔延伸至主体14。中间层16上的这个切孔94还平滑地 邻接于主体14上的切孔96。中间层16上的切孔94和主体14上的切孔96在机械 加工过程中都用作(延伸的)液体抛光剂储池。
尽管主体14上的切孔96是圆柱形的，但中间层16上的切孔94的直径是从抛 光剂载体18上的开孔92向主体14连续地逐渐增大。可以用与冲制中间层16的大 致截头圆锥形外圆周表面74相同的方法来产生切孔94的这一形状，其中，适当的 冲制装置的冲头上自然应该有直径较小的环形切刀，以及冲制垫块的表面应该有利 地有大于图7中所示的曲率。
中间层16的大致截头圆锥形的并限定了中间层16上的外通切孔94的内周表 面在原理上具有与中间层16的大致截头圆锥形外圆周表面相同的作用，就是说，它 也能导致这样的状况中间层16的径向内部区域20对抛光剂载体18的弹性支承从 接近抛光剂载体18上的开孔92的区域向开孔92逐渐减小，这使得甚至在相当高的 抛光压力下也能确保抛光剂载体18上的开孔92的边缘不会被印在被加工表面F上。
这样的中心开孔92、切孔94和切孔96也用在图10到12所示的另几个实施例中。
图10到12所示的几个实施例的共同特点是，在旋光性表面F的精细机械加工
过程中，由中间层16的径向外部区域22将抛光剂载体18的外边缘76保持为离开 旋光性表面F—距离。在图10到12中这个距离表示在每个图的左边。
为此目的，在图IO所示的第三实施例中，中间层16在径向外部区域22在面 对抛光剂载体18的那一侧设有圆周倒角98或圆角边缘，其中，抛光剂载体18在倒 角98或圆角区域也固定于即粘合于中间层16，使得在加工旋光性表面F的过程中 抛光剂载体18的外边缘76实际上被拉离旋光性表面F，以防止外边缘76被印在被 加工表面F上。
在图11和12所示的另两个实施例中也可达到相应的效果。例如，在图11所示 的第四实施例中，在主体14的外圆周表面64上在其面对中间层16的那一侧成形出 圆周倒角100或圆角边缘，中间层16以其径向外部区域22固定在即粘合在这个倒 角或圆角边缘上，这样做，在机械加工旋光性表面F的过程中，也可由中间层16， 更具体地说，是它的径向外部区域22，将抛光剂载体18的外边缘76保持为离开旋 光性表面F。
图12表示出如何利用中间层16的背对抛光剂载体18的那一侧上的圆周倒角 104 (见图12中的上图)在抛光圆盘IO成品上形成在中间层16的面对抛光剂载体 18的那一侧上的圆周圆角边缘102 (图12中的下图)，这个中间层尚未被固定于主 体14，这个圆周圆角边缘102在原理上类似于图10所示的第三实施例，但它最终 形成中间层16的径向内部区域20和径向外部区域22之间的"较软"的过渡。对熟 悉本技术领域的人来说，很明显，只有在中间层16上的倒角104被拉平而粘合于主 体14并且中间层16因此而变形或弯曲时，中间层16上的圆角边缘102才会产生， 抛光圆盘成品10上的抛光剂载体18的形状也随之产生。
最后，可以把上述各个措施组合起来。例如也可把中间层16和主体14上的倒 角(或圆角边缘)98、 100和/或104用在图1、 5和6具体地表示的第一实施例中， 根据不同的机械加工要求，可将它们互相组合(图10与图11和/或图12组合；图 11与图12组合)。对应的各个措施(中间层16的顶面和/或底面上的倒角，和/或主 体14上的倒角)也可应用在中间层16上的切孔94的区域(图9所示的第二实施例)， 这样可把开孔92的边缘(任选地附加地)拉离被加工表面F，以避免产生任何印迹。 中间层16的限定切孔94的內圆周表面也可以有不同的基本形状，例如可以是圆柱形的。
至此，已经揭示了一种可用于对作为工件的眼镜片的旋光性表面进行机械加工 的工具的抛光圆盘，这种抛光圆盘包括主体，其有一中心轴线并且其上固定有比主 体软的中间层，抛光剂载体贴合在中间层上。相对于中心轴线而言，中间层有一轴 向厚度大致恒定的径向内部区域和与之邻接的径向外部区域。后者是以特殊的方式 成形的或固定于主体，这可防止抛光圆盘的边缘被以非常细微的像划痕一样的微观 结构的形式印在工件的被加工表面上。还提出了可用于生产这样的抛光圆盘的一种 简单的方法。附图标记一览
10 抛光圆盘
12 工具
14 主体
16 中间层
18 抛光剂载体
20 中间层的径向内部区域
22 中间层的径向外部区域
24 主体
26 工具主轴
28 铰接部件
30 球头连接
32 引导件
34 保持部分
36 波纹管部分
38 压力介质室
40 通道
42 端面
44 下侧
46 转动传递突起
48 定位凸起
50 环槽
52 定向突起
54 配对轮廓
56 加强筋
58 定位部分
60 弹性臂
62 碰锁舌
64 外圆周表面
66 环形突肩
68 端面70 缺口
72 角度间隔
74 外圆周表面
76 外边缘
78 冲制垫块表面
80 冲制垫块
82 冲制装置
84 环形切刀
86 冲头
88 第一端面
90 第二端面
92 开孔
94 切孔
96 切孔
98 倒角
100 倒角
102 圆角边缘
104 倒角
b 中间层的径向外部区域的径向宽度
d 中间层上的切孔的直径
r 中间层的径向外部区域的径向外部尺寸
B 中间层的总宽度
D 中间层的轴向厚度
F 旋光性表面
L 眼镜片
M 中心轴线
权利要求
1.一种用于对特别是眼镜片(L)的旋光性表面(F)进行精细机械加工的工具(12)的抛光圆盘(10)，所述抛光圆盘包括主体(14)，所述主体具有一中心轴线(M)并且中间层(16)固定于其上，所述中间层比所述主体(14)软并且抛光剂载体(18)贴靠在其上，其特征在于，相对于所述中心轴线(M)而言，所述中间层(16)有轴向厚度(D)大致恒定的径向内部区域(20)和与之邻接的有径向外部尺寸(r)的径向外部区域(22)，所述径向外部尺寸从所述主体(14)向所述抛光剂载体(18)逐渐增大，这使得所述中间层(16)在其所述径向外部区域(22)内对所述抛光剂载体(18)的弹性支承向着所述抛光剂载体(18)的外边缘(76)逐渐减小。
2. 如权利要求1所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述中间层(16)的 所述径向外部区域(22)有大致截头圆锥形状的外圆周表面(74)。
3. —种用于对特别是眼镜片(L)的旋光性表面(F)进行精细机械加工的 工具(12)的抛光圆盘(10)，所述抛光圆盘包括主体(14)，所述主体具有一中心 轴线(M)并且中间层(16)固定于其上，所述中间层比所述主体(14)软并且抛 光剂载体(18)贴靠在其上，其特征在于，相对于所述中心轴线(M)而言，所述 中间层(16)有轴向厚度(D)大致恒定的径向内部区域(20)和与之邻接的径向 外部区域(22)，其中，在所述旋光性表面的精细机械加工过程中，利用所述中间 层(16)的所述径向外部区域(22)将所述抛光剂载体(18)的所述外边缘(76) 保持为离开所述旋光性表面(F) —距离。
4. 如权利要求3所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述中间层(16) 在所述径向外部区域(22)在面对所述抛光剂载体(18)那一侧有圆周倒角(98) 或圆角边缘(102)，其中，在所述倒角(98)或圆角边缘(102)的区域，所述抛 光剂载体(18)也固定于所述中间层(16)。
5. 如权利要求3或4所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，在所述主体(14) 的外圆周表面(64)上在面对所述中间层(16)的那一侧形成有圆周倒角(100) 或圆角边缘，所述中间层(16)以其径向外部区域(22)固定在该倒角或圆角边缘 上。
6. 如前面任一权利要求所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述主体(14)有面对所述中间层(16)的大致球面的端面(68),所述中间层(16)牢固地粘合 于所述端面。
7. 如前面任一权利要求所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述抛光剂 载体(18)在其中心区域设有至少一个开孔(92)。
8. 如权利要求7所述的抛光圆盘(10),其特征在于，所述抛光剂载体(18) 中的所述至少一个开孔(92)在所述主体(14)的方向邻接所述中间层(16)中的 切孔(94)。
9. 如权利要求8所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述中间层(16) 中的所述切孔(94) 一直延伸到所述主体(14)。
10. 如权利要求9所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，所述中间层(16) 中的所述切孔(94)邻接于所述主体(14)中的切孔(96)。
11. 如权利要求8到10中的任一权利要求所述的抛光圆盘(10)，其特征在 于，所述中间层(16)中的所述切孔(94)的直径(d)从所述抛光剂载体(18) 中的所述开孔(92)向所述主体(14)逐渐增大。
12. 如前面任一权利要求所述的抛光圆盘(10)，其特征在于，在所述抛光 圆盘(10)的非变形状态，所述中间层(16)的所述径向外部区域(22)的最大径 向宽度(b)是在所述中间层(16)的最大总宽度(B)的3%到10%之间。
13. —种用于对特别是眼镜片(L)上的旋光性表面(F)进行精细机械加工 的工具(12)，包括主体(24)，所述主体可被附连于机械加工机床的工具主轴(26);铰接部件(28)，所述铰接部件有保持部分(34)，所述保持部分被引导而能够 相对于所述主体(24)作倾斜和纵向运动，所述保持部分在所述主体(24)的方向 邻接于波纹管部分(36)，所述铰接部件(28)通过所述波纹管部分固定于所述主 体(24)并且能够随之转动；压力介质室(38)，所述压力介质室由所述主体(24)和所述铰接部件(28) 限定，并且可选择性地承受某种压力介质的作用；以及如前面任一权利要求所述的抛光圆盘(10)，所述抛光圆盘被以一种可更换的 方式保持在所述铰接部件(28)的所述保持部分(34)上。
14. 如权利要求13所述的工具(12)，其特征在于，所述抛光圆盘(10)通 过一种快速紧配连接(48、 58)保持在所述铰接部件(28)的所述保持部分(34) 上。
15. —种用于生产如权利要求1所述的抛光圆盘(10)的方法，包括以下步骤形成所述主体(14);提供用于所述中间层(16)的有一大致恒定的厚度(D)的平展的原材料；把用于所述中间层(16)的所述原材料拉绷在冲制垫块(80)的凸形球面(78) 上，并用有环形切刀(84)的冲头(86)冲制出所述中间层(16);任选地切制所述抛光剂载体(18)，使之匹配于非变形的所述中间层(16)的 较大的端面(90);以及把所述主体(14)、所述中间层(16)和所述任选的抛光剂载体(18)粘合起 来而形成像夹层饼一样的组件。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述主体(14)是用塑料注塑模制的。
17. 如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述抛光剂载体(18) 的切制可采用用于冲制所述中间层(16)的所述冲头(86)和所述冲制垫块(80) 来进行。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述中间层(16)的冲制和 所述抛光剂载体(18)的切制可在同一操作步骤中进行。
全文摘要
揭示了一种用于对作为工件的特别是眼镜片(L)上的旋光性表面(F)进行精细机械加工的工具(12)的抛光圆盘(10)，它包括主体(14)，该主体有一中心轴线(M)并且中间层(16)固定于其上，该中间层比所述主体软并且抛光剂载体(18)贴靠在其上。相对于中心轴线而言，中间层有轴向厚度(D)大致恒定的径向内部区域(20)和与之邻接的径向外部区域(22)。后者是以一种特殊的方式成形的并固定于主体，因而能够防止抛光圆盘的边缘以非常细微的像划痕一样的微观结构的形式被印在工件的被加工表面上。还提出了可用于生产这样的抛光圆盘的一种简单的方法。
文档编号B24B13/01GK101318304SQ200810125919
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月6日
发明者L·厄本, P·菲利普斯 申请人:萨特隆股份公司