脚丝设计与材料选择：纯钛和钛合金连体脚丝

脚丝也叫镜腿，是眼镜架的三大构成件之一。脚丝是佩戴眼镜时的主要支撑部件，其形状为长条形，通过铰链可以折叠收起。金属脚丝尾部一般都套有非金属脚套。脚丝的外形几乎没有什么形状限制，且相对于其他眼镜配件，脚丝尺寸较大，因此其形状设计的空间很大，表面花纹也可以设计制造得丰富多彩。

常见的脚丝结构大体可以分为6种类型，即直身脚丝、叉子脚丝、组合脚丝、连体脚丝、宽面脚丝和钢线脚丝。

一、直身脚丝

1. 直身脚丝的结构

直身脚丝是指脚丝外形呈直条状且脚丝头部宽度不大的脚丝，这种脚丝外形轮廓相对简单，桩头与脚丝配件粗坯一般连体制作。

直身脚丝前段呈扁平状，称为脾身。脾身正面可以有花纹也可以无花纹，无花纹的直身脚丝也叫作光身脚丝，这种脚丝表面呈微拱面，通常称这种表面为扑面。脚丝头部15～20mm段称为桩头位。

直身脚丝尾部为圆柱形，因成品脚丝尾部会磨成锥形，所以常称为尾针。尾针直径一般为1.3～1.5mm。一般直身脚丝的脾身与尾针的交接处是一段由扁平状过渡至圆柱状的结构，长度为2～3mm，此处叫作脾把位。直身脚丝结构各部位名称如图3-8所示。

图3-8 直身脚丝结构和各部位名称

直身脚丝一般都是油压件，从脾把位至桩头位为油压段，其长度称为油压长度。油压工艺要求产品的油压花纹必须有拔模斜度且表面顺滑，花纹深度不能过大，宽度不能太小，材料的韧性和流动性要好。一般油压件的花纹深度在0.3～0.5mm，宽度应在0.3mm以上，所有轮廓线均顺滑连接，连接弧半径最小不得小于0.3mm。

2. 直身脚丝的材料

直身脚丝的材料有黄铜、白铜、高镍白铜、镍合金，其中高镍白铜使用最广泛。不锈钢材料有时也用来制作光身直身脚丝，但脚丝的扑面很小，有些甚至就做成平面，这种脚丝就叫作平板脚丝。平板脚丝粗坯不分左右。

3. 直身脚丝的特点

直身脚丝的形体较为简单，花纹一般都较为简洁，脚丝加工工艺简单，加工成本较低，应用最为广泛。

二、叉子脚丝

叉子脚丝的外形特征就是脚丝总体形状呈叉子状，即脚丝前段分上下两股。

1. 叉子脚丝的结构

叉子脚丝在合口处有连体和分体两种，前者可用普通单铰链，后者则需焊接双铰链，且当两叉子在合口处外形不平行时，必须使用斜铰链。叉子脚丝外形结构如图3-9所示。

图3-9 叉子脚丝外形结构

2. 叉子脚丝的特点

①叉子脚丝一般用板料加工而成，用料量较大，加工难度大且材料利用率较低，因此叉子脚丝较为昂贵，特别是油压的叉子脚丝。

②叉子脚丝焊接加工工艺复杂，特别是铰链的焊接。用于焊叉子脚丝的两铰链的焊接位置和方向一定要使两铰链的旋转中心为同一直线，否则脚丝开合就会不顺畅，甚至会咬死。

③叉子脚丝前段两个叉子的形体必须与镜圈形状相吻合。为了使一款脚丝能与多款圈形配合，叉子脚丝的前端大多做成平头，且脚丝桩头长度会适当加长，焊接前根据圈形的不同，配圈切头。

3. 叉子脚丝的材料

叉子脚丝均用板料生产，常用的材料有黄铜、白铜、高镍白铜及不锈钢。其中最常用的是高镍白铜和不锈钢。

三、组合脚丝

1. 组合脚丝的结构

组合脚丝是指由两个或两个以上零件通过焊接铆接等方式装配组成的脚丝。组合脚丝有时也称工艺脚丝。如图3-10所示为由7个零配件组合成的脚丝。

2. 组合脚丝的特点

①组合脚丝可以做出很复杂的立体花纹和形状，脚丝的立体效果较好，但加工工艺较为复杂，难度较大，因此组合脚丝价格都比较高。

图3-10 组合脚丝

1—脾头 2—桩头钢线 3—配饰 4—铰链 5—脾身前段 6—脾身后段 7—脾尾

②组合脚丝各零件的材料可能相同也可能不相同，因此可以更能充分地利用各种材料的特殊性能，达到普通脚丝无法达到的效果，如记忆脚丝就是由记忆材料与高镍白铜及普通铰链组合而成的组合脚丝，如图3-11所示。脚丝的脾头部位材料为普通白铜或高镍白铜，脾身部位为记忆合金，这样脾头材料可以很好地满足头部的切头、打弯、焊接等需要，而脾身又保留了记忆合金的高强度、高弹性的特点。

图3-11 记忆合金与高镍白铜材料组合成的脚丝

③组合脚丝镜架很多会做成双色或多色，可以获得非常理想的颜色效果，如图3-12所示。

图3-12 组合脚丝的成品双色效果

四、连体脚丝

有些脚丝的前铰与桩头、后铰与脚丝为整体材料加工而成，这种脚丝就是连体脚丝，如图3-13所示。

图3-13 连体脚丝

严格意义上讲，连体脚丝是组合脚丝的一种。连体脚丝大多为弹弓直身脚丝。有些连体脚丝还将子母夹口与桩头做成一体，如图3-14所示。

图3-14 带夹口的连体脚丝示意图

连体脚丝均由专门的眼镜配件厂家生产，一般生产设备较为精良，技术力量雄厚，因此脚丝与桩头的配合状况都比较好，特别是外形更是非常吻合。

连体脚丝要经过冲压加工及一系列的切削加工，因此要求脚丝材料的机械加工性能要好，且脚丝要经常开合，所以材料的耐磨性能也必须较高，符合上述两点，较为理想的材料就是高镍白铜。有些用于低档眼镜架的连体脚丝也用黄铜或普通白铜制造。近年来纯钛及钛合金连体脚丝也已面世。

五、宽面脚丝

宽面脚丝是指脚丝正面宽度尺寸较大的脚丝。一般情况下，当白铜（包括高镍白铜）脚丝的桩头处宽度大于4mm或不锈钢脚丝的桩头处宽度大于3mm时，称之为宽面脚丝。宽面脚丝结构如图3-15所示。(www.xing528.com)

图3-15 宽面脚丝结构

1. 宽面脚丝的结构

这种脚丝因宽度较大，在脚丝的外形设计、材料的选用及加工工艺等方面均有不同。

宽面脚丝的桩头部位并不是脾身的延伸，而是从桩头打弯处开始，桩头向一边歪，这种歪头结构可以使桩头打弯后出现倾角。倾角的大小与桩头歪斜角度一致，一般比成品眼镜架脚丝倾角小2°，即通常设计为5°。同时，桩头配件粗坯端面常做成直边，焊接前根据不同圈形再进行切头加工，这样可以提高脚丝的通用性。宽面脚丝桩头部位结构如图3-16所示。

2. 宽面脚丝的特点

①宽面脚丝一般只能用板料加工，材料的利用率较低。

②宽面脚丝的花纹一般为凹纹，因为凸纹加工难度很大。

图3-16 宽面脚丝桩头部位结构

③宽面脚丝尺寸宽大，也就较重，所以优选密度较小的材质，厚度尺寸必须尽可能地做小，且通常会有较大面积的低级位区域或镂空花纹，以减轻整体脚丝重量。镂空花纹的宽面脚丝如图3-17所示。

图3-17 大面积镂空花纹的宽面脚丝

④宽面脚丝打弯难以扭出倾角，所以桩头位形状有特别的倾角设计。

⑤宽面脚丝表面面积大，抛光困难，不宜做亮光脚丝。

3. 宽面脚丝的材料

宽面脚丝材料一般为白铜或不锈钢板料，其中以不锈钢使用最为广泛。

4. 宽面脚丝粗坯制造工艺

白铜宽面脚丝的粗坯制作加工工艺为冲压加工，如果表面有花纹则其加工工艺为：板料开料—尾针拉线—油压花纹—飞边—表面处理。

不锈钢宽面脚丝的粗坯制作加工工艺有冲压加工、线切割加工和腐蚀加工（烂花）和激光切割，目前一般单量常用激光切割，大单量往往采用冲压加工。

六、钢线脚丝

钢线脚丝是指由强度高、刚性好的不锈钢钢线加工组合而成的一种组合脚丝，这种脚丝截面尺寸非常细小，最适合制作无框眼镜架。钢线脚丝如图3-18所示。

钢线脚丝具有结构紧凑，外形精致秀气、轻巧，有较强的立体感，脚丝弹性好等特点。钢线脚丝的材料有不锈钢和钛合金。钢线一般为圆线，其直径在1.0～1.2mm。

钢脚丝的焊接面积很小，且材料的焊接性能又较差，所以钢线脚丝最大的缺点就是易脱焊和因焊接加工而造成的退火软化。

图3-18 钢线脚丝

七、其他脚丝

脚丝的结构和形体多种多样，很多时候脚丝的结构和形体都与脚丝材料的性能有关，除上述6种外，其他脚丝还有：

1. 纯铝脚丝

纯铝脚丝除用于全铝架外还常用于其他金属架。铝很轻，塑性和韧性非常好，很适合于冲压成型，但纯铝的强度和硬度很差，难以电镀且无法与其他金属焊接，所以纯铝脚丝都比较粗大，且只能制成脚丝成品装配到眼镜架上。铝脚丝表面通过氧化处理可以得到各种彩色的致密氧化膜，所以铝脚丝的颜色也是十分丰富。图3-19所示为纯铝脚丝。

图3-19 纯铝脚丝

2. 竹木脚丝

竹子和木材经过特殊的处理也可以用来制作眼镜架的脚丝。竹木脚丝带有天然的纹理图案，充满朴实、自然的情调。竹木还是可再生资源，具有环保、安全等特性。但竹木材料强度较低，纤维方向性差异明显。图3-20所示为竹木脚丝。

图3-20 竹木脚丝

3. 注塑脚丝

注塑就是将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型得到想要的各种塑料件。注塑工艺也在眼镜生产中被广泛应用，注塑脚丝就是用注塑工艺获得的眼镜配件脚丝。用于注塑脚丝的材料有PC（聚碳酸酯）、TR90、醋酸纤维、醋酸纤维、橡胶等。目前市场上注塑脚丝以TR90为主，TR90注塑脚丝如图3-21所示。

图3-21 TR90注塑脚丝

4. 板材脚丝

指的是用板材插入金属插针制作的脚丝，除板材眼镜架外，板材脚丝经常与金属镜框搭配制成混合眼镜架。板材脚丝如图3-22所示。

图3-22 板材脚丝的结构

5. 金属芯包皮脚丝

金属芯包皮脚丝就是在金属脚丝外面包裹一层皮革。这种脚丝金属芯多用较薄的不锈钢板料制作，也有白铜料的。金属芯包皮脚丝如图3-23所示。

图3-23 金属芯包皮脚丝

6. 牛角脚丝

牛角脚丝用天然牛角制作，市场上的牛角脚丝大多用非洲牦牛角制作，如图3-24所示。水牛角因颜色等原因，使用价值不大。

图3-24 非洲牦牛角脚丝