[实用新型]硫系玻璃模压模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学零件模压技术领域，具体涉及一种硫系玻璃模压模具。

背景技术

红外成像系统是红外制导、探测等热像仪器的关键组件。昂贵的红外光学零件成为限制红外成像系统成本的重要因素。目前多数的红外光学零件是由晶体材料加工所得，这些材料价格昂贵、加工复杂。所以寻找一种性价比高且易于加工的替代材料成为必然的选择。硫系玻璃在红外波段有着高的透过率和较好的光学性能,能够替代前述部分材料。而且,由于其是非晶态的物质,可以采用模压的方法加工成任意的形状而备受红外业界的关注。

硫系玻璃是指以元素周期表中的第VIA元素为基础，并引入其它非金属或金属元素相互组合形成的一种非晶态(玻璃)材料。它在3～5μm和8～14μm两个红外系统常用的大气窗口有着良好的透射性，同时具有可模压成型、折射率温度系数小等特点，较为适合红外光学系统应用。可以在保证系统光学性能的同时实现低成本。在批量生产的低成本民用红外光学系统中，硫系玻璃是提供系统指标实现优良光学性能和降低成本的最佳选择。

精密模压技术是一种高精度、高效率的光学零件成型技术，光学预制件在一定的温度、压力和真空条件下，一次性模压成型出所需的面形精度。利用此项技术可以容易地加工出球面、非球面、衍射面等一些复杂外形的光学镜片。与传统工艺相比，精密模压技术能大幅度降低生产所需成本，并实现批量生产。

然而，相比目前成熟的可见光玻璃模压，红外硫系玻璃模压成型尚属新兴技术。硫系玻璃有一个不足之处：热力学性能不稳定，限制了其在模压成型的应用。由于模压加工过程中模具与预制件需加热至玻璃软化温度点，再进行压制成型。硫系玻璃热膨胀系数远大于模压模具材料，光学零件在封闭模具中难以完全释放应力，在压制过程中容易产生崩边、碎裂现象。因此，成型质量难以满足技术要求，硫系玻璃光学零件模压。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何设计一种硫系玻璃模压模具，不出现碎边问题，且降低加工精度要求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种硫系玻璃模压模具，所述模具为组合式结构，包括上模仁1、下模仁2以及套筒3，所述上模仁1和下模仁2位于套筒3内，且上模仁1的下端面与下模仁2的上端面为非球面面形，二者之间围成的模腔容纳被模压对象硫系玻璃，所述上模仁1、下模仁2分别包括面形压制区101、环槽区102、端面定位区103和径向定位区104，四个区域由中心向外依次设置，所述环槽区102位于在硫系玻璃外圆区域之外。

优选地，所述环槽区102的上沿端面为模仁轴向定位面，所述上模仁1和下模仁2的外圆柱面为径向定位区，与套筒3内圆柱面的轴线重合。

优选地，所述套筒3沿轴向中心处圆周方向均布有若干排气孔4。

优选地，所述模具的材料为磨具钢、硬质合金碳化钨或高温陶瓷材料。

(三)有益效果

本实用新型是针对硫系玻璃材料热膨胀系数大，模压易崩边、碎裂等问题，通过合理的结构设计提出的模压模具结构及相应的模压方法，设计简单合理，为零件模压过程产生的应力提供释放空间并降低了对模压预制件的加工精度要求，克服了上述缺陷，可高效、高质量加工硫系玻璃非球面。

附图说明

图1是模压模具组合图；

图2是模仁结构示意图；

图3是套筒结构示意图；

图4是零件与模具压制前剖视图；

图5是零件与模具压制后爆炸视图；

图6是模压工艺过程及模具设计具体过程；

图7是硫系玻璃模压零件示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1～图5所示，本实用新型提供了一种硫系玻璃模压模具，所述模具为组合式结构，包括上模仁1、下模仁2以及套筒3，所述上模仁1和下模仁2位于套筒3内，且上模仁1的下端面与下模仁2的上端面为非球面面形，二者之间围成的模腔用于容纳被模压对象硫系玻璃，所述上模仁1、下模仁2分别包括面形压制区101、环槽区102、端面定位区103和径向定位区104，四个区域由中心向外依次设置，所述环槽区102位于用于硫系玻璃在模压填充过程中释放多余材料，在硫系玻璃外圆区域之外，不影响零件光学质量，零件模压加工后采用定心磨边去除多余材料。