石英玻璃管成型过程中的几何参数与工艺参数关系研究

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1、设计、实验与研究石英玻璃管成型过程中的几何参数与工艺参数关系研究Studyontherelationshipbetweenthegeometricparametersandprocessparametersofquartzglasstubeformingprocess刘晓光孙丽丽秦卫光(久智光电子材料科技有限公司，河北廊坊065001)摘要：石英玻璃管成型过程中的几何参数（外径、壁厚）主要受工艺参数和设备精度的影响，包括温度、管内压力、牵引速度等几个方面，本论文主要研究管内压力和牵引速度对几何参数的影响，通过大

2、量的试验并结合现代传感和计算机技术采集各相关工艺参数，建立工艺参数与几何参数间的回归模型，对高精度石英玻璃管的成型提供理论依据，从而提高产品几何精度。关键词：石英玻璃管；成型；几何参数Abstract：Thequartzglasstubeformingprocessofthegeometricparameters(diameterandthickness)wasmainlyaffectedbytheprecisionofprocessparametersandequipment,includingseveral

3、aspects,suchastemperature,pressure,drawingspeed,thisthesismainlystudiesthetubepressureanddrawingspeedontheinfluenceofgeometricparameters,throughalargenumberofexperimentsandcombinedwithmodernsensorandcomputertechnologytocollectalltherelevantprocessparameters,

4、establishregressionmodelbetweenprocessparametersandgeometricalparameters,providetheoreticalbasisforhighprecisionquartzglasstubeforming,thusimproveproductgeometricaccuracy.Keywords：quartzglasstube；themolding；geometricalparameters中图分类号：TQ171.6+3文献标识码：B文章编号：100

5、3-8965(2016)02-0049-031背景石英玻璃毛坯在加热炉作用下发生变形，在牵引速度和管内气体压力的作用下控制石英玻璃管的几何参数，变无接触拉管工艺是高精度石英玻璃管成型工艺的一形过程见图3。种，是将一根空心的圆柱体石英玻璃坯料垂直固定在喂料装置上，使石英玻璃坯料通过加热炉加热直至熔融状态，石英玻璃坯料在重力作用下流出加热炉，流出加热炉的石英玻璃迅速固化，此时由牵引轮夹住玻璃管料头，控制系统按照设定的程序匀速旋转，使石英玻璃有序的在加热炉内流出，控制系统按照设定程序驱动喂料装置垂直向下运动，同时通过

6、气泵调节管内气压进行控制石英玻璃管几何参数，由于喂料系统持续将石英玻璃毛坯送入加热炉内，这使石英玻璃管持续的成型，通过测量仪在线测量石英玻图1无接触拉管工艺原理图璃管的外径和壁厚，适时调整牵引速度及管内压力，以保证产品的尺寸公差符合要求，原理见图1。石英玻璃管在成型过程中，管内需要持续通入气体，通过控制管内气体压力，来控制成型玻璃管的外径。见图2。牵引速度和喂料速度共同影响石英玻璃管的几何参数，但喂料速度通常使用一个常数，因此牵引速度直接影图2管内压力作用响成型石英玻璃管的外径，同时影响石英玻璃管壁厚，因D1：

7、变形前直径此可通过研究管内气体压力及牵引速度与石英玻璃管的外D2：变形后直径径、壁厚的关系模型，在工业化生产过程中给予指导作用。WT1：变形前壁厚WT2：变形后壁厚2研究过程与分析L：加热长度V1：喂料速度本工作获得国家国际科技合作专项项目（课题编号2015DFA50580）、河北省重大科技成果转化专项项目（课题编号14041101Z）的资助49设计、实验与研究表1试验数据变形后直径变形前直径变形前壁厚变形后壁厚长度压力P(KPa)速度V1(mm/min)速度V2(m/min)D2(mm)D1(mm)WT1(m

8、m)WT2(mm)L(mm)0.530.1140303.063.50.2200.000.530.02140302.913.50.21200.000.529.95140302.773.50.22200.000.529.9140302.643.50.23200.000.529.86140302.523.50.24200.000.529.81140302.423.50.25200.00130