光学零件毛坯的成型

1、第七章第七章 光学零件毛坯的成型光学零件毛坯的成型徐均琪徐均琪西安工业大学西安工业大学毛坯成型毛坯成型n热加工成型热加工成型n热压成型（二次成型）热压成型（二次成型）n滴料成型滴料成型n冷加工成型冷加工成型第一节第一节 毛坯的热加工方法毛坯的热加工方法n一、热压成型法一、热压成型法 又叫二次加热压型，是指把玻璃坯又叫二次加热压型，是指把玻璃坯料加热软化，放入模具内进行压制，从料加热软化，放入模具内进行压制，从而得到所需形状的毛坯。而得到所需形状的毛坯。热压成型工艺过程热压成型工艺过程备料备料加热加热压型压型退火退火检验检验下料下料滚磨滚磨分选分选防粘防粘1. 下料下料n把熔炼成的玻璃块把熔炼成

2、的玻璃块料，通过重量公差料，通过重量公差计算与控制，划切计算与控制，划切成一定体积和重量成一定体积和重量的块料。的块料。n电阻丝加热炸裂电阻丝加热炸裂n金刚石锯片切割金刚石锯片切割2. 滚磨滚磨n滚磨是为除去小料块滚磨是为除去小料块表面的锐棱尖角和上表面的锐棱尖角和上道工序留下的裂痕等，道工序留下的裂痕等，使料块控制在规定重使料块控制在规定重量范围内，以提高毛量范围内，以提高毛坯质量。坯质量。 n砂轮机砂轮机 n光饰机光饰机 3. 加热加热n对块料加热至软化，以便压型。压模也对块料加热至软化，以便压型。压模也要加热到相应的温度。要加热到相应的温度。4、防粘处理、防粘处理n在待压型的光学零件表面

3、涂防粘粉或喷洒防粘液，以防零件压型后与零件粘连。4. 压型压型n块料软化后，即可送入压模内压制成型，根块料软化后，即可送入压模内压制成型，根据零件大小压据零件大小压2-3s2-3s后，即可退模。后，即可退模。5. 退火退火n粗退火粗退火 防止刚脱模的压型毛坯因急冷而炸裂。防止刚脱模的压型毛坯因急冷而炸裂。 分为草木灰和电炉退火两种。分为草木灰和电炉退火两种。n精密退火精密退火 为消除玻璃在成型过程中产生内应力和为消除玻璃在成型过程中产生内应力和光学常数的不均匀性而进行的退火处理，光学常数的不均匀性而进行的退火处理，是保证毛坯质量的重要工序。是保证毛坯质量的重要工序。6. 检验检验n几何形状精度

4、、尺寸精度和表面质几何形状精度、尺寸精度和表面质量的检验。量的检验。二、影响毛坯质量的工艺因素二、影响毛坯质量的工艺因素n毛坯质量毛坯质量n形状尺寸精度形状尺寸精度n表面质量表面质量n光学性能光学性能1、重量计算及控制、重量计算及控制W=V+ 2.防粘处理防粘处理 n压型前，要把分选合格的玻璃料块进行压型前，要把分选合格的玻璃料块进行防粘处理，它包括料块的防粘和托模的防粘处理，它包括料块的防粘和托模的防粘处理。防粘处理。 n一是合理确定放入脱模剂的量和粒度一是合理确定放入脱模剂的量和粒度 n二是装筒不能过满二是装筒不能过满 n三是滚动速度不能太快三是滚动速度不能太快3.加热加热 n加热主要是指

5、料块通过加热炉的加热和加热主要是指料块通过加热炉的加热和压型模具的预热压型模具的预热 序序号号玻玻 璃璃 牌牌 号号 工工 作作 温温 度（度（）精密退火精密退火电炉粗退火电炉粗退火拍型温度拍型温度压模工作面压模工作面1QK140037015157505 53204002K360057015159105 55206003K7 .K956554015159005 55206004BaK256053015158905 55206005BaK757054015159005 55206006ZK461058015159305 55406007ZK6 ZK7 ZK1062059015159305 554

6、06208F2 F346042015158405 54004609ZF1 ZF244041015158305 539045010ZF5 ZF640037015158105 53604204.模具的设计、制造、安装模具的设计、制造、安装 1-上模头；上模头；2-模套；模套；3-毛坯；毛坯；4-下模头；下模头；5-固定槽固定槽图图7-5压模结构压模结构 5.拍型送料和脱模拍型送料和脱模 n退火是为了消除内应力，改善玻璃光学不退火是为了消除内应力，改善玻璃光学不均匀性和恢复毛坯因热压成型而造成的玻均匀性和恢复毛坯因热压成型而造成的玻璃光学常数的变化。璃光学常数的变化。n粗退火是为了防止急剧降温造成应

7、力局部集中粗退火是为了防止急剧降温造成应力局部集中而引起的炸裂，以保证毛坯形状的完好性。而引起的炸裂，以保证毛坯形状的完好性。n精密退火是保证毛坯符合零件所要求的光学性精密退火是保证毛坯符合零件所要求的光学性质的主要工序，它可以消除毛坯压型过程中产质的主要工序，它可以消除毛坯压型过程中产生的内应力和光学不均匀性，以及微量调整毛生的内应力和光学不均匀性，以及微量调整毛坯的光学常数。坯的光学常数。6.退火退火 n升温阶段主要是准确地控制温度。升温阶段主要是准确地控制温度。n保温，在退火温度上持续保温是决定毛坯应力消除程度的保温，在退火温度上持续保温是决定毛坯应力消除程度的重要阶段。重要阶段。n降温

8、分为两个阶段。降温分为两个阶段。n第一阶段，在退火温度以下的一个温度范围内，是冷第一阶段，在退火温度以下的一个温度范围内，是冷却过程中产生应力集中的阶段。这个阶段决定了毛坯却过程中产生应力集中的阶段。这个阶段决定了毛坯的折射率、光学均匀性和内应力消除程度等质量指标。的折射率、光学均匀性和内应力消除程度等质量指标。因此，在第一阶段的降温速度要严格控制，缓慢进行。因此，在第一阶段的降温速度要严格控制，缓慢进行。n第二阶段在第一阶段降温范围以下，在这个温度范围第二阶段在第一阶段降温范围以下，在这个温度范围继续降温，则对毛坯应力影响不大，降温速度可以适继续降温，则对毛坯应力影响不大，降温速度可以适当加

9、快。第二阶段一般采用断电的方式，让电炉自然当加快。第二阶段一般采用断电的方式，让电炉自然降温，降温和出炉温度可按照毛坯尺寸选择。降温，降温和出炉温度可按照毛坯尺寸选择。退火规程号退火规程号退火温度下持续保温时间（退火温度下持续保温时间（h h）第一阶段降温第一阶段降温降温速度降温速度（/h/h）连续降温范围连续降温范围（）1不少于不少于24小时小时3120150214244120150381481201504581012053516120毛坯尺寸（毛坯尺寸（mmmm）第二阶段降温速度第二阶段降温速度退火炉吊盖温度退火炉吊盖温度（）出炉温度出炉温度（）直径直径厚度厚度（/h/h）80303012

10、0808012050201008012018060880507.温度控制温度控制 n温度控制存在于压型工序的预热、加热温度控制存在于压型工序的预热、加热阶段；压型过程中模具的保温；退火工阶段；压型过程中模具的保温；退火工序中的升温、保温、降温等各阶段序中的升温、保温、降温等各阶段。三、一次成型法三、一次成型法n配料：包括玻璃的形成体配料：包括玻璃的形成体SiO2、 B2O3、Al2O3，澄，澄清剂和其他用以调整玻璃光学常数的物质。清剂和其他用以调整玻璃光学常数的物质。n熔炼：加热原材料使之成熔体以便流动。熔炼：加热原材料使之成熔体以便流动。n流量控制：结合玻璃的流动速度，玻璃的比重，流量控制：

11、结合玻璃的流动速度，玻璃的比重，粘度，成型毛坯的重量，确定剪切时间。粘度，成型毛坯的重量，确定剪切时间。n滴料剪切：用气动剪刀剪切玻璃液滴，产生最轻滴料剪切：用气动剪刀剪切玻璃液滴，产生最轻微的剪切印。微的剪切印。n压型：为了减少剪切印，在压型之前要进行火焰压型：为了减少剪切印，在压型之前要进行火焰抛光。抛光。n退火。退火。n检验。检验。第二节第二节 毛坯的冷加工成型毛坯的冷加工成型 n一、冷加工成型的基本工艺一、冷加工成型的基本工艺n锯切锯切n整平整平n划割和胶条划割和胶条n胶条长度取决于长条的强度，一般直径或宽度与胶条长度取决于长条的强度，一般直径或宽度与长度之比为长度之比为1:41:10。n磨外圆磨外圆n成型成型二、玻璃切割的基本方式二、玻璃切割的基本方式n1.1.手工划切手工划切n2.2.外圆切割外圆切割 在外圆切割机上，在外圆切割机上，用粒度为用粒度为60-80#60-80#、浓、浓度为度为100-130%100-130%的烧结的烧结金刚石锯片锯切玻璃。金刚石锯片锯切玻璃。3.内圆切割内圆切割 在内圆切割机上，用粒度在内圆切割机上，用粒度为