专利名称：立体字体标牌及加工方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立体字体标牌产品及加工方法和用途。
背景技术：
目前，现有的立体字体标牌一般采用浮雕字体，它的特点是字体依附在标牌基板上，字体垂直切割，先由设计师设计出平面字形，然后由专业技术工人手工雕刻在毛坯上或由电脑雕刻机用小型立铣刀在毛坯上垂直切割字体，它们只适合于小批量加工，而大批量标牌则采用铸造或注塑或化学腐蚀，这些标牌缺少创意，字体切削表面加工痕迹明显，生产周期长，先期投资大。
现在，还有一种新式标牌，采用透雕，把字体垂直地从板材上切割下来，再一个个地粘接或固定在产品上，其安装工艺复杂。为了安装方便，像丰田车标牌TOYOTA(见图20)，把六个凸弧式透雕字母用小金属条连接起来，便于整体安装，立体感很强整体性好，但字体连接生硬。即使如此仍有许多的产品上都采用这样的设计，因为，大量的设计师主要集中在平面字体的设计上，在立体字体的设计上创意太少，难以满足生产和使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转切削立体字体标牌及加工方法和它的新用途。其利用辅助夹具，在普通机床上切削制成具有立体感的字体标牌，使得生产加工容易，切削制成的立体字体标牌造型独特，以满足使用要求。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案立体字体标牌，其特征在于它由一个至多个旋转切削形成的有规则字体依附在标牌坯料上，在字体的轮廓线外设有旋转体弧面，切削的旋转体弧面与标牌坯料表面相切割，切去字体轮廓线外多余边料，在坯料表面形成字体或字体轮廓；在字体轮廓线内设有一至多个圆孔，用它形成完整字体；在字体之间设有圆弧分字槽。所述的立体字体标牌坯料表面是平面也可以是弧面及单曲面双曲面。标牌坯料可以是平板型、环形、回转体、多面体。标牌可以机制切削或注塑或铸造制成。
立体字体标牌加工方法，其特征在于在普通车床的动力输出转轴上固定连接有一花盘，在该花盘上连接有一平口钳，该平口钳包括底座、钳体、滑块、手摇丝杠，所述的平口钳底座与花盘用调整螺栓连接，在滑块上固定连接普通车床的三爪卡盘，使其上下左右可调，组成专用机床卡具；在车床后端的活顶针上插接有一摩擦顶块；在三爪卡盘和摩擦顶块之间固定有标牌坯料夹具，所述的标牌坯料夹具是板材标牌坯料夹具或是圆环标牌坯料夹具。
所述的板材标牌坯料夹具包括有一杆体，该杆体的一端设有卡头，另一端设有与杆体垂直的摩擦盘，在杆体的上部设有固定板材标牌坯料的凹槽，在凹槽内两侧设有固定孔，用以固定板材标牌坯料。
所述圆环标牌坯料夹具包括有一杆体，该杆体的一端设有卡头，另一端设有与杆体垂直的摩擦盘，在杆体的上部设有固定圆环标牌坯料的凹槽，在凹槽内的中部设有一固定螺孔，该螺孔连接有一带螺杆的压盘，用以固定环形标牌坯料。
将标牌坯料表面绘制出要加工的字体形状，该字体可以是字母、文字或数字；一般的标牌坯料采用矩形平板形，在该矩形平板形的表面绘制出字母或文字，也可将矩形平板形的表面加工成凹弧式或凸弧式的单曲面或双曲面(如图23)，也可将矩形平板形的两侧加工成斜面制成梯形截面，不同形状的标牌坯料可制成不同风格的标牌；标牌坯料也可选用环形坯料，在环形坯料的外表面绘制出要加工的字母或文字；将标牌坯料表面绘制有字母、文字或数字形状的标牌坯料固定在板材标牌坯料夹具或环形标牌坯料夹具上，用三爪卡盘夹紧标牌坯料夹具杆体的卡头，用手摇丝杠调整三爪卡盘的中心线与车床动力输出转轴中心线的距离，以改变字母、文字或数字的切削弧面的弧度和半径，用车床后端顶针上的摩擦顶块压紧杆体上的摩擦盘，将标牌坯料夹具固定在三爪卡盘和摩擦顶块之间；然后旋转标牌坯料，用车刀切削对称字母、文字或数字形状的表面，使字母、文字或数字呈立体凸显状态；对于字母、文字或数字的不对称结构，切削时，调整花盘与平口钳滑块滑动方向的垂直距离，进行切削字体的上半部或下半部的弧面；在字母、文字或数字形体上的封闭结构既字体的轮廓线内，钻出一至多个圆孔，形成完整立体凸显状态的字母、文字或数字的标牌。
环形标牌加工较复杂，可将加工好的板型标牌用外力弯成圆环型标牌。
加工多面体的柱形或锥形组合标牌时，将所用的坯料夹持在三爪卡盘上，调整卡盘中心线与车床主轴轴线一致时可加工对称字体，一次就可以加工出多面体每个面上的字体；加工不对称字体时，先将正多面体的每一个棱角车去一部分，作为车制偏心字体的过度圆弧面(见图25中的2501)，调整偏心距即可加工。
加工回转体组合标牌时先将回转体坯料加工出二至多个沿轴向均匀分布的沟槽，再将坯料装卡在机床上，调整滑块偏心距，依次将沟槽中线对准滑块移动方向的轴线，车制沟槽两侧的各半个字体。
加工硬性材料如玻璃、陶瓷、石材等，可用旋转的砂轮或金刚石砂轮代替车刀进行加工。
立体字体标牌的用途，由于本发明的创新及简约性，把文字造型艺术与实用艺术相结合，使所述的立体字体标牌能直接用于工业设计用做产品的整体或局部造型，使立体字体标牌有了多种用途，不止是附属在产品上做标牌、标志，而且能直接用做产品的整体或局部外壳，小到工艺礼品、手柄、电器、手机、包装物、文体用品、日用品，大到地标性城市雕塑、建筑物外型及汽车造型，特别是将环形字体标牌制成的戒指、手镯等首饰和多面体喜字婚庆礼品，使人产生意想不到的新奇感，增加了产品的美观及实用性。
本发明的优点本发明可以加工竖式或横式字母、数字、文字、标牌。
本发明用普通机床借助辅助夹具即能设计加工文字凸显效果独特的浮雕、透雕及圆雕字体标牌。
本发明立体字体标牌字体间的圆弧分字槽使字体连接顺畅自然，本发明加工标牌方便，设计周期短，重复性好，加工精度高，加工面粗糙度高。一般机加工人员也可设计、加工。标牌上的圆孔方便按装。
本发明加工时有手持车刀在坯料上写立体字的感觉，加工正多面体组合标牌时切削一次即可在每个面上凸显字体，简约高效。
图1为现有的车床上安装板材标牌坯料夹具的示意2为图1中板材标牌坯料夹具示意3为圆环标牌坯料夹具示意4为图3俯视示意5为花盘示意6为图5中A-A剖视示意7为板材标牌坯料选用平面板材剖面示意8为板材标牌坯料选用凸弧面板材剖面示意9为板材标牌坯料选用凹弧面板材剖面示意10为板材标牌坯料选用梯形剖面板材示意图11为凹弧面金属板加工出立体字体示意12为去掉图11中的固定板后的标牌示意13为环形标牌坯料选用平面圆环形坯料示意14为环形标牌坯料选用凹弧面圆环形坯料示意15为环形标牌坯料选用凸弧面圆环形坯料示意16为图13俯视示意17为环形标牌坯料选用梯形剖面圆环形坯料示意18为凹弧面圆环形金属环加工出立体字体的示意19为调整平口钳底座与花盘偏心距的示意20为现有车标牌TOYOTA的示意21为凹弧式锥型十二面体组合吉字标牌加工示意22为圆柱型四组合喜字标牌玻璃容器加工示意23为标牌坯料表面为平面、单曲面、双曲面等9种不同风格的表面示意24是用图23所示的坯料9种表面加工的ABTDOFNHK字体标牌示意25为正六面体TCL大厦示意26为板式北京奥运大厦建筑造型示意27为圆柱型北京2008奥运大厦建筑造型示意28为梯形板式丰田车标牌示意29为凸弧式本田车标牌示意30为TCL圆环式戒指示意31为正六面体喜字造型示意32为用加工好的板式字体标牌弯制的环形凸弧面手镯I Love You示意33为H字型汽车造型示意34为瓦型联想双面(凸弧面\凹弧面)字体标牌示意35为圆柱型四组合标牌北京2008钢笔造型示意36为TCL手机外观示意37为常用横式字母、数字、中文字机制字体主视示意38为常用竖式字母、数字、中文字机制字体主视示意39为球型FIAT戒指示意图具体实施方式
参见图18立体字体标牌，它由一个至多个旋转切削形的字体依附在标牌坯料306上，在字体之间设有分字槽，在字体轮廓线内设有园孔408、408，在字体的轮廓外设有切削形成的弧面407，所述的立体字体标牌是由机制切削或注塑或铸造制成。
参见图1所示立体字体标牌加工方法在普通车床1的动力输出转轴2上固定连接有一花盘3(见图5、图6)，在该花盘3上连接有一平口钳15，该平口钳15包括底座5、钳体7、滑块8、手摇丝杠16，所述的平口钳底座5与花盘3用调整螺栓4连接，底座5和钳体7之间是由相互转动的分度盘6连接；在滑块8上固定连接普通车床的三爪卡盘9；在车床后端的顶针12上插接有一摩擦顶块11；在三爪卡盘9和摩擦顶块11之间固定有标牌坯料夹具14，所述的标牌坯料夹具14是板材标牌坯料夹具(见图2)或是圆环标牌坯料夹具(见图3、图4)；参见图2所示所述的板材标牌坯料夹具14包括有一杆体202，该杆体的一端设有卡头201，用于与三爪卡盘9卡接，另一端设有与杆体垂直的摩擦盘205，在杆体202的上部设有固定板材标牌坯料10的凹槽207，在凹槽207内两侧设有固定孔206，用以固定板材标牌坯料10；加工时，可先将板材标牌坯料10设置在凹槽207内，用螺栓203和固定孔206连接固定；参见图3、图4所示所述的圆环标牌坯料夹具包括有一杆体302，该杆体的一端设有卡头301，用于与三爪卡盘9卡接，另一端设有与杆体302垂直的摩擦盘307，在杆体302的上部设有固定圆环标牌坯料306的凹槽303，在凹槽内的中部设有一固定螺孔308，该螺孔连接有一带螺杆305的压盘304，用以固定环形标牌坯料306；将板材标牌坯料或环形标牌坯料的表面按照图37所示机制字体主视示意图绘制出要加工的一些字母、文字或数字形状，如HONDA(见图11)、IBM(见图18)；一般的标牌坯料选用矩形平板形(见图7)，也可选用凹弧面坯料(见图9)或凸弧面坯料(见图8)或梯形截面坯料(见图10)，不同形状的标牌坯料可制成不同风格的标牌；标牌坯料也可选用环形坯料(见图13～图18)，在环形坯料的外表面绘制出要加工的字母或文字(见图18、见图37所示)；见图1、图2所示(板材坯料实施例)将切削表面绘制有字母的标牌坯料10固定在板材标牌坯料夹具14上，用三爪卡盘9夹紧标牌坯料夹具杆体的卡头201，用手摇丝杠16调整三爪卡盘的中心线与车床动力输出转轴2中心线的距离，以改变字母切削弧面101(见图11)的弧度和半径，用车床后端顶针上的摩擦顶块11压紧杆体上的摩擦盘205，将标牌坯料夹具固定在三爪卡盘和摩擦顶块之间；然后开动车床旋转标牌坯料10，先用车刀13切削出四个圆弧分字槽109，然后切削字母表面上下对称以外部分的弧面101、105、106(见图11)，使字母呈立体凸显状态；对于字母、文字或数字的上下不对称结构，如N、A等，切削时，调整花盘与平口钳滑块滑动方向的垂直距离，即平口钳滑块纵向滑动，底座5与花盘横向移动调整(见图19)，具体操作是，拧松螺栓4，左、右横向移动底座5，偏心距离a确定后，拧紧螺栓4，进行切削字体的上半部弧面102、107或下半部的弧面103、108，凸显字母N、A；在字母O、D、A的封闭结构内，钻出凹孔104，形成完整立体凸显状态的字母。
见图11、图12设置在板材标牌坯料两端的安装固定板204，在加工完标牌字体后去掉，形成一个立体的凹弧单曲板材标牌HONDA。
见图18所示(环形坯料实施例)将汇有IBM字体的园环形标牌坯料安装在圆环夹具上用压盘压紧，夹在车床上开车床，先用切刀切出分字槽401、402凸显出字母“I”字，停车床松开压盘304，将毛坯旋转一个角度后，压在夹具上开车，切削出分字槽403，调整花盘与平口钳的偏心距，车出弧面405，停车松压盘，将坯料旋转一个角度后再压在夹具上，开车切出分字槽404后停车，再左右调整花盘的偏心距，切削弧面406及弧面407，完成“M”字，取下圆环，用钻床钻408及409两个圆孔，完成IBM凹环式双曲面标牌。
见图21所示(加工多面体坯料实施例)将绘有吉字(按照图38所示竖式机制字体主视示意图)的锥形凹弧式十二面体坯料卡持在三爪卡盘上，调整卡盘中心线与车床主轴中心线一至，先用切刀切出圆弧分字槽501，再用车刀切出弧面502、503、504取下，用钻床钻出十二个口字中的圆孔505完成十二面体组合吉字标牌。
见图22所示(圆柱形组合标牌加工例)先将圆柱型玻璃酒瓶用金刚石砂轮切削出610、620、630、640四个竖式分字沟槽，将此坯料夹持在主轴与三爪卡盘中心线一致的组合车床上，用带有金刚石砂轮的微形砂轮机固定在刀架上做车刀，开动车床及砂轮机，切削圆弧分字槽606后切去瓶颈部分，停车松开三爪卡盘将610分字槽中线6105对准滑块运动方向轴线后卡紧，调整滑块偏心距，确定切削弧面611及612的弧度，开车切削弧面611、612形成分字槽610两侧各半个喜字轮廓，停车松开卡盘，将620分字槽中线6205对准滑块运动方向轴线后卡紧坯料，开车切削分字槽620两侧的各半个喜字轮廓，依次加工630、640分字槽两侧的弧面后取下，用钻床夹金刚石钻头钻出8个600圆孔，完成圆柱体型组合喜字标牌式玻璃容器，在磨砂切削面映衬下，四个透明喜字立体醒目。
图25～36是本发明的用途实施例。
权利要求
1.立体字体标牌，其特征在于它由一个至多个旋转切削形成的有规则字体依附在标牌坯料上，在字体的轮廓线外设有旋转体弧面，切削的旋转体弧面与标牌坯料表面相切割形成字体或字体轮廓，在字体轮廓线内设有圆孔，用它形成完整字体，在字体之间设有圆弧分字槽，所述的立体字体标牌可以机制切削或注塑或铸造制成。
2.如权利要求1所述的立体字体标牌的加工方法，其特征在于在普通车床的动力输出转轴上固定连接有一花盘，在该花盘上连接有一平口钳，该平口钳包括底座、钳体、滑块、手摇丝杠，所述的平口钳底座与花盘用调整螺栓连接，底座和钳体之间是由相互转动的分度盘连接；在滑块上固定连接普通车床的三爪卡盘，使其上下左右可调，组成专用机床卡具；在车床后端的顶针上插接有一摩擦顶块；在三爪卡盘和摩擦顶块之间固定标牌坯料夹具，所述的标牌坯料夹具是板材标牌坯料夹具或是圆环标牌坯料夹具；所述的板材标牌坯料夹具包括有一杆体，该杆体的一端设有卡头，另一端设有与杆体垂直的摩擦盘，在杆体的上部设有固定板材标牌坯料的凹槽，在凹槽内两侧设有固定孔，用以固定板材标牌坯料；所述的圆环标牌坯料夹具包括有一杆体，该杆体的一端设有卡头，另一端设有与杆体垂直的摩擦盘，在杆体的上部设有固定圆环标牌坯料的凹槽，在凹槽内的中部设有一固定螺孔，该螺孔连接有一带螺杆的压盘，用以固定环形标牌坯料；将标牌坯料表面绘制有字母、文字或数字形状的标牌坯料固定在板材标牌坯料夹具或环形标牌坯料夹具上，用三爪卡盘夹紧标牌坯料夹具杆体的卡头，用手摇丝杠调整三爪卡盘的中心线与车床动力输出转轴中心线的距离，以改变字母、文字或数字的切削弧面的弧度和半径，用车床后端顶针上的摩擦顶块压紧杆体上的摩擦盘，将标牌坯料夹具固定在三爪卡盘和摩擦顶块之间；然后旋转标牌坯料，用车刀切削字母、文字或数字轮廓线外上下对称部分，使字母、文字或数字呈立体凸显状态；对于字母、文字或数字的不对称结构，切削时，调整花盘与平口钳滑块滑动方向的垂直距离，进行切削字体的上半部或下半部的弧面；在字母、文字或数字的轮廓线内，钻出一至多个圆孔，形成完整立体凸显状态的字母、文字或数字的标牌；环形标牌加工较复杂，可将加工好的板型标牌用外力弯成圆环型标牌，加工多面体的柱形或锥形组合标牌时，将所用的坯料夹持在三爪卡盘上，调整卡盘中心线与车床主轴轴线一致时可加工对称字体，一次就可以加工出多面体每个面上的字体；加工不对称字体时，先将正多面体的每一个棱角车去一部分，作为车制偏心字体的过度圆弧面，调整偏心距即可加工；加工回转体组合标牌时先将回转体坯料加工出二至多个沿轴向均匀分布的沟槽，再将坯料装卡在三爪卡盘上，调整滑块偏心距，依次将沟槽中线对准滑块移动方向的轴线，车制沟槽两侧的各半个字体；加工硬性材料如玻璃、陶瓷、石材的标牌，可用旋转的砂轮或金刚石砂轮代替车刀进行加工。
3.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料表面选用平面。
4.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料表面选用单曲面。
5.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料表面选用双曲面。
6.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料选用板形坯料。
7.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料选用环形坯料。
8.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料选用多面体棱柱或锥形坯料。
9.根据权利要求1所述的立体字体标牌，其特征在于所述的标牌坯料选用回转体坯料。
10.如权利要求1所述的立体字体标牌的用途，其特征在于所述的立体字体标牌能直接用于工业设计用做产品的整体或局部造型，小到工艺礼品、手柄、电器、手机、包装物、文体用品、日用品，大到地标性城市雕塑、建筑物外型及汽车造型，将环形字体标牌制成戒指、手镯首饰，还可用多面体组合喜字标牌制成婚庆礼品。
全文摘要
立体字体标牌及加工方法和用途，它由一个至多个旋转切削形的字体依附在标牌坯料上，在字体之间设有分字槽，在字体轮廓线内设有圆孔，在字体的轮廓线外设有切削形成的旋转体弧面，所述的立体字体标牌是由机制切削或注塑或铸造制成。其方法是，将标牌坯料的切削表面绘制出字体形状；将标牌坯料固定在专用夹具上，然后旋转标牌坯料，用车刀切削字体形状的表面上下对称以外部分，使字体呈立体凸显状态、效果独特的标牌，且加工方便、简单、可满足使用要求。所述的立体字体标牌能直接用于工业设计用做产品的整体或局部造型。
文档编号G09F7/00GK1645444SQ20051000519
公开日2005年7月27日 申请日期2005年2月1日 优先权日2005年2月1日
发明者齐永仁 申请人:齐永仁