一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的制造設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是對(duì)一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的制造工藝及設(shè)備其制造設(shè)備的改進(jìn)。該制造設(shè)備，包括一內(nèi)設(shè)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(jìn)變化的曲線形通道，定型端的曲率等于或稍小于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(qǐng)，本發(fā)明由柔性推動(dòng)栓以及設(shè)在鋼模的入口端一側(cè)的氣壓推動(dòng)裝置通過高壓氣壓推進(jìn)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(chǎn)效率提高；通過調(diào)節(jié)高壓氣壓可以控制推進(jìn)速度和推進(jìn)過程，提高了工藝的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的制造設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人們?nèi)粘Ｅ宕鞯难坨R的制造工藝，尤其是涉及到一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的制造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明是本 申請(qǐng)人:就相同主題的在先申請(qǐng)201410044550.3的后續(xù)申請(qǐng)。
[0003]本發(fā)明與本 申請(qǐng)人:的在先申請(qǐng)201410044550.3 一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架部件的制造工藝及設(shè)備，有相同的制造工藝而用于該工藝的設(shè)備有不同，是對(duì)在先申請(qǐng)的制造工藝其制造設(shè)備的改進(jìn)。
[0004]作為新材料新技術(shù)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(fù)原形、以及優(yōu)秀的耐蝕性及生物相溶性而與汗液不發(fā)生反應(yīng)等優(yōu)良的材料特性而在高檔眼鏡的消費(fèi)領(lǐng)域有很大的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化需求。業(yè)界通常將鈦鎳(TiNi)形狀記憶合金線材用于制作高檔鈦合金眼鏡的眼鏡腿和中梁。
[0005]為了滿足消費(fèi)者對(duì)鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的功能特異性追求，眼鏡業(yè)界經(jīng)銷商比如Luxottica對(duì)廠家生產(chǎn)制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(cè)試要求。圖1表示的測(cè)試要求包括:用手或測(cè)試裝置分別夾持兩鏡框，按照?qǐng)D1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(fù)到原位，數(shù)次重復(fù)這樣的扭曲。圖2表示的測(cè)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(fù)到原位，數(shù)次重復(fù)這樣的彎曲。
[0006]這些的測(cè)試要求，對(duì)鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的中梁部件的超彈性和強(qiáng)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]由于鈦鎳形狀記憶合金的材料特性，彎制工藝不同，則受力及應(yīng)力響應(yīng)不同，影響到鈦鎳合金段料內(nèi)材料組織，即影響到成形后的中梁部件的超彈性性能表現(xiàn)。業(yè)界生產(chǎn)中通常采用的彎制工藝，將經(jīng)過熱處理的中梁鈦鎳形狀記憶合金線段，呈兩端橋架于下模，上模從居中拍打下來后變形彎曲。這樣的工藝中，記憶合金段料內(nèi)易形成局部應(yīng)力集中和突變，造成晶體缺陷，影響段料內(nèi)晶體組織的相變均勻性，成形后的中梁配件的不能有較佳的超彈性性能表現(xiàn)。
[0008]由此而造成的產(chǎn)品缺陷，在前述的測(cè)試中，鏡架不能自然恢復(fù)到原位，或者中梁容易折斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)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(fā)明提供一種改進(jìn)的鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的制造工藝的制造設(shè)備。
[0010]本發(fā)明一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架的中梁部件的制造工藝，包括下料、清洗、滾筒、熱處理等工序，其特征在于:將經(jīng)過熱處理的鈦鎳合金線段，在300°c?400°C下推入一鋼模內(nèi)的曲率由小至大漸進(jìn)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(nèi)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(jìn)變化的曲線形通道，入口端曲率較小而接近直線，而定型端曲率等于或稍小于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后的中梁部件。
[0011]該中梁部件經(jīng)連接可直接與鏡片框焊接的材料部件，比如絲通，或者經(jīng)獲得鍍層后與眼鏡框焊接。
[0012]較佳的，設(shè)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于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(duì)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(shí)現(xiàn)上述制造工藝，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(jù)上述的制造工藝，本發(fā)明用于該工藝的設(shè)備，包括一內(nèi)設(shè)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(jìn)變化的曲線形通道；所述的定型端的曲率等于或稍小于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(dòng)栓以及一設(shè)在所述鋼模的入口端一側(cè)的氣壓推動(dòng)裝置；所述的柔性推動(dòng)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(gòu)成或者由耐熱的高分子材料構(gòu)成，其上設(shè)有至少一個(gè)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(dòng)裝置具有一出口連通且對(duì)齊熱彎通道，且具有鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置、氣壓閥，鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置連接氣壓閥，氣壓閥連接高壓氣源；柔性推動(dòng)栓在高壓氣壓作用下推動(dòng)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(yōu)選的，該設(shè)備，設(shè)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于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(shè)有所述的熱彎通道的一半，SP上下兩半各設(shè)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]由上述的制造工藝，在鈦鎳合金線段彎曲成形的過程中，先進(jìn)入接近直線的小曲率彎道，逐漸漸進(jìn)的推進(jìn)到大曲率彎道，鈦鎳合金線段呈從接近直線的小曲率漸進(jìn)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(yīng)力是逐漸漸進(jìn)的產(chǎn)生，并逐漸漸進(jìn)的分布到整個(gè)合金線段，漸進(jìn)變化的應(yīng)力引導(dǎo)合金基體變形位錯(cuò)以及晶粒生長取向和分布也漸進(jìn)有序產(chǎn)生并且均勻分布；有益于超彈性相變的均勻性，使得超彈性有更好的表現(xiàn)。同時(shí)避免了在合金線段二端或者中部產(chǎn)生由剪切應(yīng)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(fā)明的制造設(shè)備，相比較于本 申請(qǐng)人:的在先申請(qǐng)，柔性推動(dòng)栓以及設(shè)在所述鋼模的入口端一側(cè)的氣壓推動(dòng)裝置，使得通過高壓氣氣壓推進(jìn)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(jìn)而操作方便很多，生產(chǎn)效率提高；通過調(diào)節(jié)高壓氣氣壓可以控制推進(jìn)速度和推進(jìn)過程，推進(jìn)過程、推進(jìn)速度的控制效果更好，提高了工藝的穩(wěn)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(cè)試要求示意圖；
[0020]圖2為鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架一種測(cè)試要求示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明制造設(shè)備實(shí)施例一的組件之一，一內(nèi)設(shè)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(shè)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(fā)明制造設(shè)備實(shí)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(tài)放大示意圖；
[0026]圖8是實(shí)施例一中的柔性推動(dòng)栓的放大示意圖；
[0027]圖9是實(shí)施例二中的柔性推動(dòng)栓的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)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將合金線段推入如后面所述的鋼模⑴內(nèi)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]該出模后的中梁部件經(jīng)連接可與鏡片框直接焊接的材料制成的絲通后再與眼鏡框焊接，制成的眼鏡架可順利通過如前所述的圖1、圖2所示的測(cè)試，并且可作超出所述測(cè)試要求的變形更大的彎曲和扭曲，超彈性表現(xiàn)更佳。對(duì)于有多個(gè)不同空間方向的彎弧的眼鏡架中梁，可選擇本工藝制作出的彎弧作為所述測(cè)試中變形量最大的彎弧，在此基礎(chǔ)上再作另一彎弧的變形。
[0031]在本實(shí)施例，為實(shí)現(xiàn)所述制造工藝，采用如下所述的設(shè)備:
[0032]如圖3至圖9所示。在這里，鋼模(I)分為上下兩半，在上模(3)和下模(4)各設(shè)有所述的熱彎通道的一半，即上下兩半各設(shè)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(shí)施例，設(shè)置上下兩半鋼模合模后，兩半圓截面的曲線槽合并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)半徑等于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(shè)在鋼模一立側(cè)面，從入口端到定型端(6)曲率由小至大漸進(jìn)變化。定型端的曲率等于或稍小于鏡架要求的中梁部件的彎曲曲率。在這里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，但又不致于鈦鎳合金線段在熱彎通道中的推進(jìn)行程太長，在本實(shí)施例所述的漸開線的展開角設(shè)為360度。設(shè)置所述的熱彎通道的曲率漸變近似一漸開線的曲率漸變，有益于進(jìn)一步減弱鈦鎳合金線段在產(chǎn)生形變時(shí)在垂直于應(yīng)變方向的突變應(yīng)力。圖示中的剛模上設(shè)有定位的導(dǎo)柱(9)和定位孔(10)用于合模定位。當(dāng)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，用于前述制造工藝的設(shè)備還包括一可柔性的彎曲的柔性推動(dòng)栓(11)以及一設(shè)在所述鋼模的入口端一側(cè)的氣壓推動(dòng)裝置。
[0035]所述的柔性推動(dòng)栓(11)主體為可柔性的彎曲的條狀圓柱體，在本實(shí)施例，其由耐熱橡膠材料構(gòu)成，在其上設(shè)有2個(gè)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)噴涂有可耐熱300°C高溫的涂料。這里，條狀圓柱體設(shè)為總長12mm，凸起圈(13)的直徑設(shè)為0l.35mm，條狀圓柱體的直徑設(shè)為
00.90mm。
[0036]所述的氣壓推動(dòng)裝置具有一出口(23)連通且對(duì)齊熱彎通道(2)，其包括有鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置(7)、氣壓閥(8)，鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)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(shí)施例的鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置(7)，具有一設(shè)置在一外套(20)內(nèi)的設(shè)有第一裝入槽(18)的轉(zhuǎn)動(dòng)栓(17)，以及一設(shè)有第二裝入槽(21)且在兩端設(shè)有偏心通孔(23，25)的外套(20)。所述的第一裝入槽(18)是在轉(zhuǎn)動(dòng)栓(17)其圓柱體的側(cè)表面往內(nèi)開設(shè)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于熱彎通道
(2)橫截面的下半部，上半部設(shè)為熱彎通道橫截面的圓孔直徑寬度，槽的高度也等于熱彎通道截面的圓孔直徑，以便可以進(jìn)出且正好可容置下鈦鎳合金線段，這如圖6、圖7所示。轉(zhuǎn)動(dòng)栓(17)上設(shè)有手柄(19)以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)栓，外套(20)上設(shè)有周向上的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽(22)，可供轉(zhuǎn)動(dòng)角度定位。設(shè)置手柄在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽中的一定位位置是第一裝入槽(18)與第二裝入槽
(21)對(duì)齊的位置，這時(shí)呈現(xiàn)出一裝入口，如圖6所示，鈦鎳合金線段以及柔性推動(dòng)栓皆從這一裝入口裝入到轉(zhuǎn)動(dòng)栓(17)中。設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)手柄至手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽的另一側(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)栓轉(zhuǎn)過的角度正好使得第一裝入槽(18)對(duì)齊外套兩端的偏心通孔(23，25)，且由外套完全關(guān)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(shí)施例，由外套(20)的前端(15)進(jìn)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(dòng)裝置的出口(23)，連通且對(duì)齊熱彎通道⑵；外套(20)的后端設(shè)有一連通了其后端的偏心通孔(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(dòng)栓在高壓氣壓作用下推動(dòng)所述的鈦鎳合金線段從熱彎通道的入口端至定形端。
[0040]實(shí)施例二:
[0041]與實(shí)施例一不同之處在于，所述的柔性推動(dòng)栓(11)由超彈性的形狀記憶合金構(gòu)成，這里選擇由柔性較好的銅基形狀記憶合金材料構(gòu)成，如圖9所示，在條狀圓柱體的末端設(shè)有一直徑較條狀圓柱體直徑大的凸起圈(13)，且具有一個(gè)直徑稍大于條狀圓柱體直徑的前端，本實(shí)施例這里:凸起圈(13)的直徑設(shè)為0l.3Omm，頭部直徑設(shè)為00.90mm，條狀圓柱體的直徑設(shè)為00.70mm，柔性推動(dòng)栓總長13mm。該柔性推動(dòng)栓可由一段銅基形狀記憶合金線材研磨出。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦鎳形狀記憶合金眼鏡架中梁部件的制造設(shè)備， 包括一內(nèi)設(shè)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(jìn)變化的曲線形通道；定型端的曲率等于或稍小于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；其特征在于: 還包括一可柔性的彎曲的柔性推動(dòng)栓以及一設(shè)在所述鋼模的入口端一側(cè)的氣壓推動(dòng)裝置；所述的柔性推動(dòng)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(gòu)成或者由耐熱的高分子材料構(gòu)成，其上設(shè)有至少一個(gè)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(dòng)裝置具有一出口連通且對(duì)齊熱彎通道，其包括有鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置、氣壓閥，鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置連接氣壓閥，氣壓閥連接高壓氣源；柔性推動(dòng)栓在高壓氣壓作用下推動(dòng)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(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述的鈦鎳合金線段及柔性推動(dòng)栓裝入裝置，具有一設(shè)置在一外套內(nèi)的設(shè)有第一裝入槽的轉(zhuǎn)動(dòng)栓，以及一設(shè)有第二裝入槽且在兩端設(shè)有偏心通孔的外套；所述的第一裝入槽是在轉(zhuǎn)動(dòng)栓其圓柱體的側(cè)表面往內(nèi)開設(shè)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于熱彎通道橫截面的下半部，上半部設(shè)為熱彎通道橫截面的圓孔直徑寬度，槽的高度等于熱彎通道截面的圓孔直徑；轉(zhuǎn)動(dòng)栓上設(shè)有手柄以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)栓，外套上設(shè)有周向上的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽；設(shè)置手柄在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽中的一定位位置是第一裝入槽與第二裝入槽對(duì)齊的位置，其呈現(xiàn)出一裝入口，可供鈦鎳合金線段以及柔性推動(dòng)栓裝入到轉(zhuǎn)動(dòng)栓中；設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)手柄至手柄轉(zhuǎn)動(dòng)槽的另一側(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)栓轉(zhuǎn)過的角度正好使得第一裝入槽對(duì)齊外套兩端的偏心通孔，且由外套完全關(guān)閉了所述第一裝入槽的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于:所述外套的前端進(jìn)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(dòng)裝置的出口，連通且對(duì)齊熱彎通道；外套的后端設(shè)有一連通了其后端的偏心通孔的連接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:設(shè)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于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(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述的柔性推動(dòng)栓由耐熱橡膠材料構(gòu)成，在其接觸鈦鎳合金線段的前端噴涂有可耐高溫的涂料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述的柔性推動(dòng)栓由超彈性的銅基形狀記憶合金材料構(gòu)成，在條狀圓柱體的末端設(shè)有一直徑較條狀圓柱體直徑大的凸起圈，且具有一個(gè)直徑稍大于條狀圓柱體直徑的前端。
【文檔編號(hào)】B21F45/00GK103878273SQ201410077466
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】蔣新東, 張國宏, 俞河 申請(qǐng)人:深圳市歐蒂姆光學(xué)有限公司