光学零件的毛坯成型与铣磨工艺.doc

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1、光学零件的毛坯成型与铣磨工艺第一节型料毛坯的成型工艺一、型料毛坯的成型工艺光学零件毛坯的型料化对于提高光学冷加工效率、提高光学玻璃的利用率，节约劳动力，降低成本具有显著的作用。国外自二十世纪七十年代以来，光学零件毛坯工艺完全突破古典法的束缚，实现了连续熔炼、滴料成型，使光学玻璃的利用率提高到90%以上，而型料毛坯的供应量达到整个光学零件毛坯的80%以上。光学零件的毛坯成型可以分为两种方法。即二次成型法和一次成型法。二次成型又叫热压成型法、一次成型又叫滴料成型。（一）热压成型法（二次成型）：热压成型的工艺流程是先将光学玻璃加工成块料，然后经过切割、调整重量，再将玻璃加热软化，压

2、型，退火、检验。在这整个过程中，有几个重要的概念需要加以介绍。毛坯精度：热压成型法加工的毛坯主要控制其几何形状精度、尺寸精度和表面质量。影响毛坯精度的主要因数是工艺条件。压型的玻璃零件料的重量波动、模具的热膨胀，玻璃压型后的收缩，压型后冷却速度等。直径公差：主要取决于模具材料的热膨胀系数、光学玻璃的热膨胀系数、压型时模具的温度和光学玻璃的温度，则压型件室温下的直径D与模枪室温下的内径D0之间的关系式为曲率半径的公差：压型件的曲率半径一方面受模具曲率半径的影响，也受玻璃收缩的影响。当压型件开始冷却时，表面的冷却速度高于中心的冷却速度，从而在内外均冷到室温后，压型件表面收压应力，

3、中心受张应力，于是造成压型面中心部位的凹陷型收缩，玻璃料内部产生小气孔。因此，适当降低压型的温度是有利的，而磨具设计应将压型件的收缩量加以响应的补偿。厚度公差：厚度公差是压型件的关键精度。主要可以控制玻璃料的重量达到要求。但采用常规的天平称量，滚筒加工方法，无法达到精度要求。现在多用棒料加工，可以达到较高的精度。压型件的表面质量：一方面决定于型腔面的表面质量，另一方面也决定于压型温度和防粘剂。国外曾采用将型心施以微振，使压型件便于脱膜，而且能中心到位，保证压型件的几何形状。下表是常用材料的压型工作温度。序号玻璃牌号工作温度（0C）精密退火电炉粗退火拍型炉温压模工作面1QK14

4、003701575020320-4002K36005701591020520-6003K7、K95655401590020520-6004BaK25605301589020520-6005BaK75705401590020520-6006ZK46105801593020540-6007ZK6、ZK7、ZK106205901593020540-6208F2、F34604201584020400-4609ZF1、ZF24404101583020390-45010ZF5、ZF64003701581020360-42011耐2000C高温计玻璃5405201590020520-600

5、（二）一次压型法（滴料成型）滴料成型的工艺流程是：熔化玻璃原料——辊成长条——加热熔炼——滴料控制——滴料剪切——压型——零件脱模——退火——检验。此方法的优点是生产率高、省料、加工余量小和表面质量好。但也具有如下缺点：1、压型适用的零件范围有限，一般为直径10-20mm的零件。2、只能有部分光学零件热压成型。3、切口处留有刀刃。一次压型法不仅可以生产毛坯，还可以生产棒料、板料、方料、三角料、管料等。如图所示为滴料、成型、退火的示意图。图6-1从示意图可以看出，已熔炼好的玻璃熔体从炉体1的底部，经漏料管2流出，漏斗管外有电加热器，使漏料管内的玻璃熔体保持恒温，从而使玻璃保持一

6、定的粘度。玻璃熔体自漏料管流出后，由气动剪刀机3根据玻璃的密度、粘度、压型件重量进行控制，剪切玻璃滴，滴入多工位转盘压力机5的第一工位压模内。在压型大尺寸的毛坯时，接料的工位，其底座可以升降，随着玻璃液进入模具中数量的增加，底座逐渐降低，保持玻璃液流在空气中的流程不变，从而避免出现折叠。在转到第二工位后，为了减少剪刀印，并使玻璃液在模子中能均匀摊平以及改善外观质量，在第二工位进行火焰抛光，然后上模下落，使之压型。对于大尺寸毛坯，在压型以后，为了防止边部炸裂和压型件变形，在工位3和4，进行模边火焰加热，以减小压型件中心和边缘的温度差。工位3、4、5是使型料及下模逐步冷却。工位6

7、是型料由下模取出，通过移料机6、皮带传输机7、拨料机8送入链带退火炉9，消除内应力，用偏光仪检查，装入成品箱。转盘压力机的工位7、8是使下模继续冷却，工位9和10下模关闭并锁紧。若制成条形料，则玻璃熔体自漏料管流出后，流入铝青铜材料制成的玻璃流液槽内，再经动力牵引轮，送入带有传送链带的保温炉内退火。对于棒料或管料，可以用牵引成型机。滴料成型也称直线成型，其特点是：熔炼玻璃出料、压型、移料和退火是连续的，便于自动化生产。一、光学玻璃的精密退火玻璃从典型的液态转变成具有和脆性的固态，要经过一段过渡的温度区域