專利名稱：光學(xué)加工工具組件的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)與名稱分別為“用于改善RCW和鏡片邊緣成型的光學(xué)加工工具組件(OPTICAL TOOL ASSEMBLY FOR IMPROVED RCW AND LENS EDGE FORMATION)”(美國(guó)No.11/027406，提交日期為2004年12月30日)、“用于快速更換工具的非光學(xué)多件式芯組(NON-OPTICAL MULTI-PIECE CORE ASSEMBLY FOR RAPIDTOOL CHANGE)”(美國(guó)No.11/026620，提交日期為2004年12月30日)和“用于非對(duì)稱加工定向的芯鎖定組件和方法(CORE LOCKING ASSEMBLY AND METHODFOR ORIENTATION OF ASYMMETRICAL TOOLING)”(美國(guó)No.11/027381，提交日期為2004年12月20日)的美國(guó)專利申請(qǐng)相關(guān)；所有申請(qǐng)?jiān)诖艘徊⑻峤?，共同轉(zhuǎn)讓給Bausch & Lomb Incorporated，并通過(guò)引用這些申請(qǐng)明確地包括在此。
背景技術(shù)：
本公開涉及一種加工品的成型。更具體地說(shuō)，本公開涉及一種諸如隱形眼鏡和眼內(nèi)透鏡的眼透鏡加工過(guò)程中使用的用于注塑成型預(yù)成型件的改進(jìn)的光學(xué)加工工具組件，并將特別參考進(jìn)行說(shuō)明。然而，可以理解，所涉及的改進(jìn)的光學(xué)加工工具組件和裝置可以有效地用于其他環(huán)境和用途。
澆鑄成型是在實(shí)踐中使用的一種制造諸如包括隱形眼鏡和眼內(nèi)透鏡的眼透鏡的方法。眼透鏡的澆鑄成型包括將可聚合鏡片材料(例如單體)的可固化混合物放置于由兩個(gè)裝配而成的模具部所形成的模腔中、使混合物固化、拆開模具部和取下成型的鏡片。還可以進(jìn)行其他成型后的處理步驟，例如，如果是水凝膠鏡片，則進(jìn)行水合步驟。在美國(guó)專利No.527 1875(Appleton等)、4197266(Clark等)、4208364(Shepherd)、4865779(Ihn等)、4955580(Seden等)、5466147(Appleton等)和5143660(Hamilton等)中公開了具有代表性的澆鑄成型方法。
在一對(duì)模具部之間進(jìn)行澆鑄成型時(shí)，通常一個(gè)模具部(稱為前模具部或前預(yù)成型件)形成眼透鏡的前凸面光學(xué)表面，而另一個(gè)模具部(稱為后模具部或后預(yù)成型件)形成眼透鏡的后凹面光學(xué)表面。前模具部和后模具部的結(jié)構(gòu)通常是互補(bǔ)的。它們?cè)诔尚瓦^(guò)程中結(jié)合在一起，以形成鏡片成型或模制腔。形成鏡片后，將模具部分離，取下成型的鏡片。由于在單次澆鑄過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生模具部的光學(xué)表面顯著降級(jí)的情況，因此前模具部和后模具部通常僅澆鑄一次鏡片便拋棄了。
在鏡片的澆鑄成型之前，先通過(guò)單獨(dú)的成型過(guò)程來(lái)形成用于澆鑄的成型件。在這方面，首先通過(guò)在注塑成型裝置的腔中將樹脂注塑成型形成模具部。更具體地說(shuō)，在注塑成型裝置中安裝用于形成模具部的工具。通常，該工具安裝在注塑成型機(jī)的模板中，通過(guò)在相對(duì)著的成套的注塑成型工具之間將選定的樹脂注塑成型制造模具部。這些工具通常由黃銅、不銹鋼、鎳或一些它們的組合物制成，且與僅使用一次的模具部不同，這些工具重復(fù)使用，以制造大量的模具部。
注塑成型工具通常根據(jù)相應(yīng)的眼透鏡表面的規(guī)格形成，而眼透鏡表面由模具部形成或在模具部上形成。也就是說(shuō)，正要制造的眼透鏡決定了模具部的具體設(shè)計(jì)。所需的模具部參數(shù)又決定了相應(yīng)的注塑成型工具的設(shè)計(jì)。通常以極高的規(guī)格和/公差來(lái)制造這些注塑成型工具，從而不會(huì)將粗糙度或表面缺陷轉(zhuǎn)移到由這些工具制造的模具部上。模具部上的任何這些缺陷，特別是模具部的光學(xué)表面上的這些缺陷，都可能在注塑成型過(guò)程中轉(zhuǎn)移到或出現(xiàn)在完成的鏡片上。
每個(gè)模具部，無(wú)論是后模具部或前模具部，都包括形成眼透鏡表面的光學(xué)表面(后模具部上的后光學(xué)表面，前模具部上的前光學(xué)表面)和非光學(xué)表面。注塑成型模具部時(shí)，注塑成型裝置通常包括光學(xué)工具組件和非光學(xué)工具組件，所述光學(xué)工具組件具有光學(xué)成型表面，用于形成模具部的光學(xué)表面，所述非光學(xué)工具組件用于形成模具部的非光學(xué)表面，所述非光學(xué)表面與光學(xué)表面相反。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，可以根據(jù)要制造的模具部的不同厚度來(lái)更改光學(xué)成型表面，而不同的光學(xué)成型表面可用于制造各種度數(shù)的眼透鏡。
目前已經(jīng)對(duì)光學(xué)加工工具組件進(jìn)行了各種各樣的改進(jìn)，從而可以更快地拆卸和更換光學(xué)成型表面。例如，有些光學(xué)加工工具組件包括可拆卸的光學(xué)加工工具插件，所述插上件具有光學(xué)成型表面。由于其可拆卸性，可以在不更換整個(gè)光學(xué)加工工具組件的情況下方便地更換所述光學(xué)加工工具插件，從而生成各種度數(shù)的眼透鏡。這種快速更換性使得更大范圍的模具部的成型成為可能，而大范圍的模具部可以用于制造各種度數(shù)(即各種屈光度)的鏡片，且注塑成型裝置不會(huì)因需要更換加工工具而長(zhǎng)時(shí)間停工。盡管做出了這一改進(jìn)和以前的其他改進(jìn)，但還需要進(jìn)行更多的改進(jìn)以更快速地更換光學(xué)成型表面，特別是可以進(jìn)一步降低因更換光學(xué)成型表面而引起的注塑成型機(jī)的停機(jī)時(shí)間的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一方面，提供一種在注塑成型裝置中使用的光學(xué)加工工具組件，所述光學(xué)加工工具組件與非光學(xué)加工工具組件相對(duì)，以形成眼透鏡模具部。更具體地說(shuō)，根據(jù)這一方面，所述光學(xué)加工工具組件包括水套，所述水套安裝在注塑成型裝置的關(guān)聯(lián)的模板上。由可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖將腔環(huán)沿著錐形界面以鄰接于所述水套的關(guān)系固定到關(guān)聯(lián)的模板上。光學(xué)插件可拆卸地固定到所述腔環(huán)上，所述光學(xué)插件具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成眼透鏡模具部的光學(xué)表面。可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖可以當(dāng)將腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)拆下所述腔環(huán)。
根據(jù)另一方面，提供一種用于注塑成型眼透鏡模具的裝置和方法，該眼透鏡模具具有光學(xué)表面和與該光學(xué)表面相反的非光學(xué)表面。更具體地說(shuō)，根據(jù)此方面，所述裝置包括非光學(xué)加工工具組件和光學(xué)加工工具組件，所述非光學(xué)加工工具組件用于形成眼透鏡模具的非光學(xué)表面，所述光學(xué)加工工具組件與非光學(xué)加工工具組件相對(duì)著，兩者共同形成了模腔，該模腔用于形成眼透鏡模具。所述光學(xué)加工工具組件包括腔環(huán)和光學(xué)加工工具插件。所述腔環(huán)可拆卸地固定在注塑成型裝置的模板上。當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)，該腔環(huán)可以軸向拆下，當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置時(shí)，該腔環(huán)無(wú)法軸向拆下。所述光學(xué)加工工具插件具有用于形成眼透鏡模具的光學(xué)表面的光學(xué)成型表面、并可拆卸地固定到所述腔環(huán)上。
根據(jù)又一個(gè)方面，提供一種用于形成模具部的注塑成型裝置，所述模具部隨后用于形成眼透鏡。更具體地說(shuō)，根據(jù)此方面，所述注塑成型裝置包括具有錐形中心凸起的腔環(huán)。所述腔環(huán)安裝在第一模板上。光學(xué)加工工具插件可拆卸地安裝在所述腔環(huán)上，所述光學(xué)加工工具插件具有成型表面，所述成型表面具有光學(xué)質(zhì)量光潔度。具有錐形凹部的水套也安裝在第一模板上，其中所述腔環(huán)的錐形中心凸起被接收在所述水套的錐形凹部中，并與之形成錐形界面。芯件安裝在與第一模板相對(duì)著的關(guān)聯(lián)的第二模板上。非光學(xué)加工工具插件可拆卸地安裝到所述芯件上，所述非光學(xué)加工工具插件具有第一成型表面，所述第一成型表面用于形成與所述光學(xué)表面相反的模具部表面。
根據(jù)還一方面，提供一種形成眼透鏡的方法。更具體地說(shuō)，根據(jù)此方面，提供一種具有光學(xué)加工工具組件的注塑成型裝置。所述光學(xué)加工工具組件具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成前模具部的光學(xué)表面，非光學(xué)加工工具組件與所述加工工具組件相對(duì)著。所述光學(xué)加工工具組件與非光學(xué)加工工具組件共同形成了模腔。所述光學(xué)加工工具組件包括水套，所述水套安裝在注塑成型裝置的關(guān)聯(lián)的模板上。用至少一個(gè)固定件將腔環(huán)沿著錐形界面以鄰接于所述水套的關(guān)系安裝到關(guān)聯(lián)的模板上，光學(xué)插件可拆卸地固定在所述腔環(huán)上、并具有光學(xué)成型表面。在所述模腔中注塑成型前模具部。將該前模具部從所述模腔拆下。使所述前模具部與后模具部匹配。在前模具部與后模具部之間鑄塑成型眼透鏡。


圖1是具有代表性的模具組件的示意性分解圖；圖2是注塑成型裝置的示意性剖視圖，所述注塑成型裝置具有加工工具組件(包括光學(xué)加工工具組件和非光學(xué)加工工具組件)，所述加工工具組件用于注塑成型圖1中所示的模具組件的前模具部；圖2A是圖2中注塑成型裝置的局部放大示意性剖視圖；圖3是圖2中光學(xué)加工工具組件的腔環(huán)的俯視圖；圖4是圖3中腔環(huán)的透視圖；圖5是便于拆卸圖2中的腔環(huán)的工具的透視圖；以及圖6是便于將固定有光學(xué)加工工具插件的主體從腔環(huán)拆下的工具的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面請(qǐng)參考附圖，其中附圖旨在說(shuō)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，而不是為了限制所述實(shí)施例，圖1中顯示了具有代表性的模具組件，所述模具組件總體上用附圖標(biāo)記10來(lái)表示。模具組件10包括前模具部或前預(yù)成型件12和后模具部或后預(yù)成型件14。當(dāng)將模具部12和14裝配起來(lái)時(shí)，模具部12、14的光學(xué)表面(僅示出前成型表面16)限定模腔，在所述模腔中形成(例如通過(guò)注塑成型形成)眼透鏡18。所述眼透鏡18可以例如為隱形眼鏡或眼內(nèi)透鏡。模具部14的光學(xué)表面(此處也稱為后成型表面)與非光學(xué)表面20相反地形成。在所示的模具組件10中，所述模具部12和14還分別包括各自的圓柱壁22、24和拼合壁26、28，當(dāng)模具部完全裝配時(shí)，所述拼合壁26、28相互嵌套(但是不一定互相碰觸或接觸)。
如下文更為詳細(xì)的說(shuō)明，每個(gè)模具部12、14(在此也稱為眼透鏡模具)可以例如在完整的注塑成型裝置(未示出)中由塑料樹脂(例如聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)或聚苯乙烯)注塑成型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，注塑成型模具部12、14此時(shí)可以用于澆鑄成型過(guò)程，其中，將可固化鏡片材料(例如液體可聚合單體混合物)導(dǎo)入至前成型表面16上，將模具部12、14閉合，同時(shí)該液體被壓到模具部12、14之間所形成的模腔中，以充滿該模腔，然后單體混合物固化為眼透鏡，例如所示實(shí)施例中示出的隱形眼鏡18。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該很容易理解，可以在上述澆鑄成型過(guò)程中形成并應(yīng)用具有不同幾何形狀的修改模具部，以制造任何類型的鏡片(例如球形透鏡、環(huán)面形透鏡、多焦點(diǎn)透鏡、眼內(nèi)透鏡等)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，加工工具組件安裝在注塑成型裝置中，用于通過(guò)注塑成型來(lái)形成模具部12、14。加工工具組件安裝到和/或固定在注塑成型裝置的模板中(如下文所述，僅示出一個(gè))，通過(guò)將所選的樹脂在相對(duì)的成套的加工工具組件之間所形成的腔中注塑成型來(lái)形成模具部12、14。另請(qǐng)參見圖2，此處將僅進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明用于形成前模具部12的加工工具組件。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，將此處說(shuō)明的實(shí)施例應(yīng)用于形成后模具部是很容易的，且前模具部和后模具部各自的形成方式和共同的形成方式都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在圖2中，在相對(duì)的加工工具組件(包括光學(xué)加工工具組件32和非光學(xué)加工工具組件34)之間形成模腔30，可以在所述模腔30中形成圖1中所示的模具部12。如該圖所示，光學(xué)加工工具組件32形成模具部12的光學(xué)表面16，非光學(xué)加工工具組件34形成非光學(xué)表面(未示出)，所述非光學(xué)表面在光學(xué)表面16的相反側(cè)。加工工具組件32、34還組合形成模具部12的圓柱壁22和拼合壁26。
光學(xué)加工工具組件32包括腔環(huán)36、和安裝在所述腔環(huán)36上的光學(xué)加工工具插件38。更具體地說(shuō)，光學(xué)加工工具插件38可拆卸地固定到主體或主體件40上，所述主體或主體件40本身可拆卸地固定到腔環(huán)36上。采用適當(dāng)?shù)墓潭?例如螺紋件或有頭螺釘42)將插件38可拆卸地固定到主體40上。固定有插件38的主體40可滑動(dòng)地容納在腔環(huán)開口36a中，主體的凸肩40a容納在包圍著開口36a的沉孔36b中(圖2)。凸肩40a限制主體40使其軸向插入腔環(huán)36中?？蛇x地，將O形環(huán)封48徑向地置于主體40和腔環(huán)36之間，以防止這些部件在手工操作過(guò)程中意外分離。成型銷釘44沿著腔環(huán)36和主體40軸向延伸，用于將主體40鎖定到腔環(huán)36上。此外，銷釘44延伸至腔30中，以在其中形成的模具部12上做標(biāo)記。特別地，銷釘44標(biāo)記模具部12相對(duì)于加工工具組件32的轉(zhuǎn)動(dòng)方位。計(jì)時(shí)銷釘46以使插件38可相對(duì)于主體40轉(zhuǎn)動(dòng)的方式對(duì)插件38進(jìn)行定位。
光學(xué)加工工具插件38包括光學(xué)成型表面38a，所述光學(xué)成型表面38a具有光學(xué)質(zhì)量光潔度，以形成模具部12的前成型光學(xué)表面16。此處使用的“光學(xué)品質(zhì)光潔度”表明成型表面足夠光滑，可用于形成光學(xué)表面16，所述光學(xué)表面16最終形成眼透鏡18的光學(xué)表面，即所制造的眼透鏡在無(wú)需對(duì)所形成的鏡片表面機(jī)加工或拋光的情況下便適于在眼中放置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，所述插件38可以為一套插件或一系列插件(未示出)中的一個(gè)，插件38的可拆卸性使得該插件38可以方便地用一套插件中的另一個(gè)插件來(lái)更換。一套插件中的每個(gè)插件可以具有不同的光學(xué)成型表面，從而使得最終成型的鏡片具有不同的光學(xué)度數(shù)。
通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖將腔環(huán)36可拆卸地固定在注塑成型裝置的模板M上，當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖能使得腔環(huán)36從模板M軸向拆下。更具體地說(shuō)，當(dāng)所述腔環(huán)36轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)，該腔環(huán)可以軸向拆下，當(dāng)所述腔環(huán)36轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置時(shí)，該腔環(huán)無(wú)法軸向拆下。在所示的實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖包括固定件，例如螺紋件或有頭螺釘50，所述固定件用于可松開地將腔環(huán)36固定到模板M上，并在模具部12的注塑成型過(guò)程中保持該腔環(huán)的位置。更具體地說(shuō)，另請(qǐng)參考圖3和4，腔環(huán)36包括多個(gè)卡口鎖定部52，所述卡口鎖定部52使得有頭螺釘50選擇性地將腔環(huán)36以鄰接的關(guān)系固定到鄰近的水套54和模板M上，同時(shí)可以只需松開(而不必拆下)該有頭螺釘便可拆下腔環(huán)。
每個(gè)卡口鎖定部52包括第一缺口或凹口52a，所述第一缺口或凹口52a的直徑大于有頭螺釘50的螺釘頭50a的直徑，所述螺釘頭50a被接收在橋鎖部中。此設(shè)計(jì)使得可越過(guò)有頭螺釘拆下腔環(huán)36(即無(wú)需將有頭螺釘從模板M上完全拆下便可拆下腔環(huán)36)。缺口52a沿著腔環(huán)的圓周邊緣56敞開。與缺口52a鄰近且相連的是第二缺口或凹口52b。第二缺口52b的尺寸大于有頭螺釘50的螺釘軸50b，但是小于螺釘頭50a。從而，當(dāng)有頭螺釘50被接收在缺口50b中時(shí)，腔環(huán)36無(wú)法軸向上越過(guò)有頭螺釘拆下。
每個(gè)第二缺口52b限定在腔環(huán)36的相應(yīng)凹部58中。所述凹部58相對(duì)于腔環(huán)36的表面60下凹，從而使得完全插入或螺紋嚙合的有頭螺釘50安裝得與表面60齊平或在表面60以下。為安裝腔環(huán)36，則將第二缺口52b與模板M中限定的螺紋孔62對(duì)準(zhǔn)。然后，如果有頭螺釘50還未安裝，則將該有頭螺釘50接收在對(duì)準(zhǔn)的缺口52b和孔62中，并通過(guò)螺紋嚙合在孔62中。如果有頭螺釘50已經(jīng)通過(guò)螺紋連接(即安裝)在孔中，則第二缺口52b與孔62的對(duì)準(zhǔn)會(huì)使得有頭螺釘50被接收在第二缺口52中。在任一情況下，一旦螺釘50被接收在缺口52b中或與缺口52b對(duì)準(zhǔn)，即可以緊固有頭螺釘，以使腔環(huán)36以鄰接的關(guān)系與水套54和模板M固定。當(dāng)完全固定時(shí)，有頭螺釘?shù)穆葆旑^50a與其對(duì)應(yīng)的凹部58為鄰接關(guān)系，且位于表面60以下或與表面60齊平。
為了拆下腔環(huán)36，松開(但是不需要拆下)有頭螺釘50，以使得腔環(huán)36可以相對(duì)于水套54和/或模板M轉(zhuǎn)動(dòng)。然后將腔環(huán)36向第一方向(對(duì)于圖3和4中所示的腔環(huán)，為順時(shí)針方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使螺釘50與第一缺口52a對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)螺釘50與第一缺口52a對(duì)準(zhǔn)，由于缺口52a比螺釘頭50a大得多而可以使腔環(huán)通過(guò)，因此可以越過(guò)螺釘頭50a簡(jiǎn)單地將腔環(huán)36拆下(軸向)。這樣，拆卸時(shí)無(wú)需完全拆下螺釘50，從而可以達(dá)到加快拆下腔環(huán)的速度的效果。
更快的腔環(huán)36拆卸速度可使得更頻繁地和/或更快速地更換光學(xué)加工工具插件38。更具體地說(shuō)，為拆下光學(xué)加工工具插件38并更換上具有不同光學(xué)成型表面的另一光學(xué)加工工具插件，將腔環(huán)36拆下，以接近螺紋鎖緊件42。拆卸腔環(huán)36的速度能越快，則更換光學(xué)加工工具插件的速度就能越快。加快更換加工工具(包括更換光學(xué)加工工具插件)的速度，可以減少注塑成型裝置的停機(jī)時(shí)間(即非成型或加工時(shí)間)。因此，卡口鎖定部52可以加快拆卸腔環(huán)36的速度，從而加快拆卸插件38并更換上替代插件的總體速度，進(jìn)而顯著地減少注塑成型的停機(jī)時(shí)間。
腔環(huán)36優(yōu)選包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以在松開有頭螺釘50后協(xié)助轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，用于轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括限定在腔環(huán)表面60上的工具接收缺口64。另請(qǐng)參見圖5，缺口64可以配置為使用相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)工具或裝置66來(lái)操作。工具66包括把手或手持部68，從所述把手或手持部68伸出一對(duì)支架70。每個(gè)支架70包括遠(yuǎn)端突出部或倒鉤72和近端突出部或倒鉤74。遠(yuǎn)端突出部72被接收在限定于腔環(huán)36的缺口64中的部分76下方，近端突出部74被緊靠著部分78接收，所述部件78限定在缺口64上并與部分76相對(duì)。支架70上可以設(shè)置切面80，相應(yīng)地，在部分78上設(shè)置相應(yīng)的斜面82，以便于將工具66插入缺口64和從中拆下。優(yōu)選情況下，工具66由比腔環(huán)36軟(即具有更低的硬度)的材料形成。
當(dāng)工具66被接收在缺口64中時(shí)，其中所述工具與腔環(huán)36鎖定地嚙合，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)工具66的把手68來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)。缺口64和工具66的具體結(jié)構(gòu)無(wú)需限于所說(shuō)明的實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)的結(jié)構(gòu)方式也不一定要包括缺口64和/或工具66。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，附圖中所示的缺口64和工具66僅表示便于轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)36的一種示例結(jié)構(gòu)?？梢栽O(shè)置其他轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)方式來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)腔環(huán)，所有這些機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)方式都應(yīng)該認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，可以在腔環(huán)的圓周上設(shè)置工具平口，以使用扳手型工具來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)。
為重新安裝或安裝腔環(huán)36，將第一缺口52a與螺紋件50對(duì)準(zhǔn)，并使腔環(huán)越過(guò)螺紋件而鄰近水套54和模板M定位。然后將腔環(huán)36朝第二方向(對(duì)于圖3和4中所示的腔環(huán)來(lái)說(shuō)，為逆時(shí)針方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，以將螺釘50與第二缺口52b對(duì)準(zhǔn)。隨后，螺釘50可以緊固在凹部58上，以將腔環(huán)36固定在靠著水套54和模板M的位置。
參見圖2-4，光學(xué)加工工具插件38被接收在凹部84中，所述凹部84限定在腔環(huán)36的表面60上，插件38的軸部38b被接收在另一個(gè)凹部86內(nèi)，所述另一個(gè)凹部86限定在從腔環(huán)36的后側(cè)90伸出的中心凸起88上。當(dāng)在模腔30中形成模具部12時(shí)，限定凹部84的表面92還形成了模具部12的圓柱壁22和拼合壁26的非光學(xué)外表面。已經(jīng)表明，螺釘42可拆卸地將插件38固定到主體40上。插件38的頭部38c伸到凹部84中、并包括光學(xué)成型表面38a，所述光學(xué)成型表面38a形成了模具部12的光學(xué)表面16。
更具體地說(shuō)，螺釘42被接收在通孔84中，所述通孔84被限定為通過(guò)腔環(huán)的凸起88的中心、并與插件38在螺紋孔96中螺紋嚙合，所述螺紋孔96限定在插件軸部38b上。螺釘42的螺釘頭42a被接收在螺紋沉孔98中。為了在主體40與插件38連接的情況下更換插件38，如上文所述將腔環(huán)36從模板M拆下。然后，參見圖6，具有螺紋102的主體工具100螺紋嚙合在沉孔98中。同時(shí)抓住手持部104，向主體40和插件38施加軸向外拉力，以將它們從腔環(huán)36拆下。一旦拆下后，將螺釘42拆下以使插件38與主體40斷開連接。然后可將新的或更換的插件(例如具有不同的光學(xué)成型表面的插件，以制造不同度數(shù)的鏡片)連接到主體上，在將腔環(huán)再次連接到模板M上之前，可以將主體重新安裝到腔環(huán)39中?？蛇x地，可以將其它插件保持在相應(yīng)的主體(例如主體40)上，從而可以更快地將插件38更換到腔環(huán)36中(即無(wú)需斷開插件的螺紋連接便可更換另一個(gè)插件，只需將主體相對(duì)于腔環(huán)軸向移動(dòng)即可)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，將腔環(huán)36從模板M拆下以接近螺釘42的速度越快，則拆卸和更換插件38的速度就越快。
為了冷卻，水套54包括冷卻通道110，冷卻介質(zhì)或流體(例如水)可被從注塑成型裝置上的冷卻管路注入或引入所述冷卻通道110，用于在注塑成型后冷卻成型的模具部12。非光學(xué)加工工具組件34也可以包括冷卻流體通道或腔112，所述冷卻流體通道或腔112與注塑成型裝置的冷卻管路流體連接，且與冷卻通道110一起為在模腔30中形成的模具部(例如模具部12)提供平衡冷卻(即兩側(cè)都冷卻)。
在腔環(huán)36與水套54之間形成錐形界面114。更具體地說(shuō)，錐形界面114位于腔環(huán)36的錐形表面116與水套54上相應(yīng)的或匹配的錐形表面118之間。錐形表面116限定在中心凸起88的圓周上。更具體地說(shuō)，中心凸起88及其錐形表面116被接收在凹部120中，所述凹部120限定在形成錐形表面116的水套54中。所述錐形界面114與冷卻通道110間隔開，從而在無(wú)需干涉注塑成型裝置的冷卻系統(tǒng)或冷卻管路的情況下便可將腔環(huán)36從水套54拆下。
錐形界面114還便于腔環(huán)36與水套54之間的分離。更具體地說(shuō)，當(dāng)將腔環(huán)36從水套54拉開時(shí)，錐形界面114提供了相對(duì)較小的阻力(例如，與非錐形界面的情況相比)。此外，由于錐形界面114使得大量分型線在水套54與腔環(huán)36之間接觸，因此增強(qiáng)了水套54(和在其中通過(guò)的冷卻介質(zhì))與腔環(huán)36之間的熱傳遞。
為了增強(qiáng)光學(xué)加工工具組件32的構(gòu)件之間的熱傳遞，水套54、腔環(huán)36、插件38和主體40中的一個(gè)或多個(gè)可以由導(dǎo)熱金屬或合金形成。在一種實(shí)施例中，水套54由鈹銅形成，插件38、主體40和腔環(huán)36由黃銅、不銹鋼、鎳或它們的一些組合形成?？梢愿鶕?jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍知曉的方法來(lái)形成成型表面38a、92，例如采用車床切削或電火花加工。光學(xué)成型表面38a還可以另外進(jìn)行拋光，以獲得精確的表面質(zhì)量，從而不會(huì)將表面瑕疵或僅會(huì)將不明顯的表面瑕疵轉(zhuǎn)移到模具部12上。
如圖所示，腔環(huán)36沿著分型線122與非光學(xué)加工工具組件34配合，以形成封閉的模腔30。在一種實(shí)施例中，非光學(xué)加工工具組件34包括芯件124、非光學(xué)插件或冠部126、和脫模具部128(例如，所述脫模具部128可以為脫模板或套筒)，所述脫模具部128被環(huán)繞著芯件接收。非光學(xué)插件126包括第一成型表面130和第二成型表面132，所述第一成型表面130形成了與模具部12的光學(xué)表面16相反的表面，所述第二成型表面132形成了圓柱壁22的內(nèi)表面和拼合壁26的內(nèi)表面。非光學(xué)插件126可拆卸地固定在芯件124，所述芯件124通?？梢怨潭ǖ阶⑺艹尚脱b置上。當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯的是，適應(yīng)非光學(xué)加工工具組件34和光學(xué)加工工具組件32的具體設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)取決于注塑成型裝置。
非光學(xué)插件成型表面130用于形成與模具部12的光學(xué)表面16相反的非光學(xué)表面，由于非光學(xué)表面在鏡片澆鑄過(guò)程中不與可聚合鏡片混合物接觸，因此無(wú)需具有光學(xué)質(zhì)量光潔度。因此，表面130無(wú)需與用于形成光學(xué)表面16的光學(xué)成型表面38a具有相同的拋光度。然而，可能仍需要對(duì)表面118進(jìn)行一些拋光或打磨。在一種實(shí)施例中，所述芯件124由能增強(qiáng)熱傳遞特性的鈹銅形成，而插件126由從環(huán)境/生物危害角度看比BeCu更適合機(jī)加工的材料(如銅、鎳或錫合金等)形成。可以根據(jù)本領(lǐng)域普遍公知的方法來(lái)形成成型表面130、132，例如采用車床切削或電火法加工。
在加工工具組件32和34之間放置流道或注入口134，并且所述流道或注入口134與模腔30流體連接，從而在模具部12的注塑成型時(shí)可以使熔融的樹脂注入模腔中。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，流道134沿著模腔30上形成圓柱壁22的部分與所述模腔30連接，從而不會(huì)干涉光學(xué)表面16的成型。流道134由限定在腔環(huán)36中的第一通道136和限定在脫模具部128中的第二通道138形成，所述第二通道138與第一通道136對(duì)準(zhǔn)。腔環(huán)36還可以包括開槽定位銷孔140，所述開槽定位銷孔140容納模板M的定位銷，從而更精確地校準(zhǔn)所述腔環(huán)36。
以上參考一種或多種實(shí)施例說(shuō)明了示例性實(shí)施例。顯然，在閱讀和理解上述詳細(xì)的說(shuō)明之后，可以實(shí)施一些修改和變更。由于這些修改和變更都落在權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，因此這些示例性實(shí)施例應(yīng)該解釋為包括所有這些修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種在注塑成型裝置中使用的光學(xué)加工工具組件，所述光學(xué)加工工具組件與非光學(xué)加工工具組件相對(duì)，以形成眼透鏡模具部，該光學(xué)加工工具組件包括水套，該水套安裝在注塑成型裝置的關(guān)聯(lián)的模板上；腔環(huán)，該腔環(huán)沿著錐形界面以鄰接于所述水套的關(guān)系由可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖固定到關(guān)聯(lián)的模板上；光學(xué)插件，該光學(xué)插件可拆卸地固定到所述腔環(huán)上，并具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成眼透鏡模具部的光學(xué)表面；其中，當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖可使所述腔環(huán)從所述關(guān)聯(lián)的模板拆下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)加工工具組件，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖包括多個(gè)固定件，所述固定件將所述腔環(huán)固定到所述關(guān)聯(lián)的模板上，且所述固定件分別具有軸部，當(dāng)所述固定件可轉(zhuǎn)動(dòng)地與限定在所述腔環(huán)中的第一缺口對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述軸部被穿過(guò)所述第一缺口接收，當(dāng)所述固定件可轉(zhuǎn)動(dòng)地與限定在所述腔環(huán)中、并與所述第一缺口相連的第二缺口對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述軸部被穿過(guò)所述第二缺口接收，所述固定件上的頭部小于所述第一缺口并大于所述第二缺口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)加工工具組件，其特征在于，僅當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到所述未鎖定位置時(shí)，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)鎖可使所述腔環(huán)從所述關(guān)聯(lián)的模板上軸向拆下。
4.一種注塑成型眼透鏡模具的裝置，所述眼透鏡模具具有光學(xué)表面和與光學(xué)表面相反的非光學(xué)表面，該裝置包括用于形成眼透鏡模具的非光學(xué)表面的非光學(xué)加工工具組件；與所述非光學(xué)加工工具組件相對(duì)著的光學(xué)加工工具組件，所述光學(xué)加工工具組件與所述非光學(xué)加工工具組件共同形成用于形成眼透鏡模具的模腔，所述光學(xué)加工工具組件包括可拆卸地固定到注塑成型裝置的模板上的腔環(huán)，當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到未鎖定位置時(shí)，可以軸向拆下所述腔環(huán)，當(dāng)所述腔環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到鎖定位置時(shí)，阻止軸向拆下所述腔環(huán)；以及光學(xué)加工工具插件，所述光學(xué)加工工具插件具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成眼透鏡模具的光學(xué)表面，所述光學(xué)加工工具插件可拆卸地固定在所述腔環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，使用至少一個(gè)有頭螺紋件將所述腔環(huán)可拆卸地固定到模板上，并在眼透鏡的注塑成型過(guò)程中保持所述腔環(huán)相對(duì)于所述模板的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)包括用于將所述腔環(huán)可拆卸地固定到所述模板上的所述至少一個(gè)螺紋件中的每一個(gè)的卡口鎖定部，所述卡口鎖定部包括第一缺口，所述第一缺口大于所述螺紋件的頭部，從而當(dāng)所述第一缺口與所述至少一個(gè)螺紋件對(duì)準(zhǔn)時(shí)，允許所述腔環(huán)越過(guò)所述至少一個(gè)螺紋件拆下； 以及第二缺口，所述第二缺口與所述第一缺口相連，所述第二缺口大于所述至少一個(gè)螺紋件的軸部、并小于所述螺紋件的頭部，從而當(dāng)所述第二缺口與所述至少一個(gè)螺紋件對(duì)準(zhǔn)時(shí)，阻止所述腔環(huán)越過(guò)所述至少一個(gè)螺紋件拆下，并允許所述螺紋件的頭部緊固在所述腔環(huán)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，每個(gè)第二缺口限定在所述腔環(huán)的凹部中，所述凹部相對(duì)于所述腔環(huán)的前表面凹進(jìn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)可沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所述至少一個(gè)螺紋件與所述第一缺口對(duì)準(zhǔn)，且所述腔環(huán)可沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所述至少一個(gè)螺紋件與所述第二缺口對(duì)準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于當(dāng)所述至少一個(gè)螺紋件松開時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)所述腔環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，用于轉(zhuǎn)動(dòng)所述腔環(huán)的所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括限定在所述腔環(huán)中的工具接收缺口；以及可以選擇性地插入到所述工具接收缺口中的工具，所述工具可被操作以轉(zhuǎn)動(dòng)所述腔環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)加工工具組件包括螺紋件，所述螺紋件將所述光學(xué)加工工具插件可拆卸地固定到所述腔環(huán)上，所述螺紋件被穿過(guò)所述腔環(huán)中的缺口接收、并與所述光學(xué)加工工具插件螺紋嚙合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)加工工具插件被接收在凹部中，所述凹部限定在所述腔環(huán)中，限定出所述凹部的表面形成光學(xué)加工工具組件的成型表面，所述成型表面用于形成所述眼透鏡模具的外表面，所述光學(xué)加工工具插件的頭部伸入所述凹部中并包括所述光學(xué)成型表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)加工工具組件包括水套，所述水套與所述腔環(huán)為鄰接關(guān)系，所述水套具有冷卻通道，所述冷卻通道用于在其中接收冷卻介質(zhì)，以冷卻所述模腔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)和光學(xué)加工工具插件可以一起從所述水套上拆下，以在無(wú)需干涉所述水套中含有的所述冷卻介質(zhì)的情況下更換所述腔環(huán)上的所述光學(xué)加工工具插件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)加工工具組件包括所述腔環(huán)與所述水套之間的錐形界面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)具有中心凸起，所述中心凸起具有錐形表面，所述錐形表面被接收在所述水套凹部中，所述水套凹部具有匹配的錐形表面，所述匹配的錐形表面與所述腔環(huán)的錐形表面鄰接，以形成所述錐形界面。
17.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述非光學(xué)加工工具組件包括芯件，所述芯件具有冷卻腔，所述冷卻腔中有冷卻介質(zhì)，用于在注塑成型之后冷卻所述眼透鏡模具，所述芯件可拆卸地固定到所述注塑成型裝置的第二模板上；非光學(xué)插件，所述非光學(xué)插件在與所述冷卻腔隔開的位置處可拆卸地固定到所述芯件上，所述非光學(xué)插件具有第一成型表面，所述第一成型表面用于形成眼透鏡模具的與所述光學(xué)表面相反的表面；以及脫模具部，該脫模具部環(huán)繞著所述芯件放置、并被定位成在所述眼透鏡模具注塑成型之后在所述脫模具部推進(jìn)時(shí)將所述眼透鏡模具有效地從所述非光學(xué)插件拆下。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述腔環(huán)和所述脫模具部限定出流道，所述流道與所述模腔流體連接，用于當(dāng)注塑成型所述眼透鏡模具時(shí)將熔融的樹脂注入到所述模腔中。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述模腔的形狀使得將眼透鏡模具形成為后透鏡模具或前透鏡模具中的一個(gè)。
20.一種用于形成模具部的注塑成型裝置，所述模具部隨后用于形成眼透鏡，所述裝置包括具有錐形中心凸起的腔環(huán)，該腔環(huán)安裝在關(guān)聯(lián)的第一模板上；光學(xué)加工工具插件，所述光學(xué)加工工具插件可拆卸地安裝在所述腔環(huán)上，所述光學(xué)加工工具插件具有達(dá)到光學(xué)質(zhì)量光潔度的成型表面；水套，該水套具有錐形凹部、并安裝在所述關(guān)聯(lián)的第一模板上，所述腔環(huán)的所述錐形中心凸起被接收在所述錐形凹部中，并與之形成錐形界面；芯件，該芯件安裝在與關(guān)聯(lián)的第一模板相對(duì)著的第二模板上；以及可拆卸地安裝在所述芯件上的非光學(xué)加工工具插件，所述非光學(xué)加工工具插件具有第一成型表面，所述第一成型表面用于形成與所述光學(xué)表面相反的模具部表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的注塑成型裝置，其特征在于，所述腔環(huán)、所述光學(xué)加工工具插件和所述非光學(xué)加工工具插件共同形成模腔，所述模腔的形狀使得適于所述模具部的成型。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的注塑成型裝置，其特征在于，所述裝置還包括至少一個(gè)螺紋件，所述至少一個(gè)螺紋件具有將所述腔環(huán)可拆卸地固定到所述模板上的頭部，所述至少一個(gè)螺紋件被穿過(guò)第一缺口接收，所述第一缺口限定在所述腔環(huán)中，所述第一缺口的直徑大于所述頭部，從而當(dāng)所述第一缺口與所述至少一個(gè)螺紋件對(duì)準(zhǔn)時(shí)可使所述腔環(huán)越過(guò)所述螺紋件拆下。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的注塑成型裝置，其特征在于，在所述腔環(huán)中限定有與所述第一缺口鄰近并相連的第二缺口，所述第二缺口的直徑小于所述頭部，從而當(dāng)所述第二缺口與所述至少一個(gè)螺紋件對(duì)準(zhǔn)時(shí)阻止所述腔環(huán)越過(guò)所述至少一個(gè)螺紋件拆下，并使得所述至少一個(gè)螺紋件可以用于將所述腔環(huán)緊固在所述水套和所述關(guān)聯(lián)的第一模板中的至少一個(gè)上，所述第一缺口和所述第二缺口位于所述腔環(huán)上，從而轉(zhuǎn)動(dòng)所述腔環(huán)可選擇性地使所述至少一個(gè)螺紋件與所述第一缺口和所述第二缺口對(duì)準(zhǔn)。
24.一種用于形成眼透鏡的方法，該方法包括以下步驟提供一種注塑成型裝置，該裝置具有光學(xué)加工工具組件和與所述光學(xué)加工工具組件相對(duì)的非光學(xué)加工工具組件，所述光學(xué)加工工具組件具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成前模具部的光學(xué)表面，所述光學(xué)加工工具組件和所述非光學(xué)加工工具組件共同形成模腔，所述光學(xué)加工工具組件包括水套、腔環(huán)和光學(xué)插件，所述水套安裝在注塑成型裝置的關(guān)聯(lián)的模板上，所述腔環(huán)由至少一個(gè)固定件沿著錐形界面以鄰接于所述水套的關(guān)系安裝到所述關(guān)聯(lián)的模板上，所述光學(xué)插件可拆卸地固定在所述腔環(huán)上并具有所述光學(xué)成型表面；在所述模腔中注塑成型所述前模具部；將已成型的所述前模具部從所述模腔中取出；使所述前模具部與后模具部匹配；以及在所述前模具部和所述后模具部之間鑄塑成型眼透鏡。
25.一種眼透鏡，其根據(jù)權(quán)利要求24所述方法形成。
全文摘要
提供了一種用于注塑成型眼透鏡模具的裝置和方法，該眼透鏡模具具有光學(xué)表面和與該光學(xué)表面相反的非光學(xué)表面。該裝置包括非光學(xué)加工工具組件和光學(xué)加工工具組件，所述非光學(xué)加工工具組件用于形成眼透鏡模具的非光學(xué)表面，所述光學(xué)加工工具組件與所述非光學(xué)加工工具組件相對(duì)，兩者共同形成模腔，該模腔用于形成眼透鏡模具。該加工工具組件包括腔環(huán)和光學(xué)加工工具插件，所述腔環(huán)可拆卸地固定在注塑成型裝置的模板上，所述光學(xué)加工工具插件上具有光學(xué)成型表面，所述光學(xué)成型表面用于形成眼透鏡模具的光學(xué)表面。所述光學(xué)加工工具插件可拆卸地固定在所述腔環(huán)上。
文檔編號(hào)B29C45/00GK101094765SQ200580045428
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者B·E·勞頓, T·G·瓊斯, S·L·米利肯 申請(qǐng)人:博士倫公司