[发明专利]一种小口径光学玻璃元件的电磁辅助精密热压成型方法

说明书

本发明公开了一种小口径光学玻璃元件的电磁辅助精密热压成型方法，该方法基于一台电磁辅助精密热压成型装置，遵循一定的工序来完成小口径光学玻璃元件的精密热压成型；该方法通过设置电磁感应加热系统与振动系统，可实现热压成型过程中上、下模座和玻璃预形体的电磁感应加热，以及加压、合模的电磁感应振动辅助；与现有技术相比，该方法通过电磁感应振动，提高了玻璃的流动率，抑制了残余应力分布的集中，提高玻璃的贴合及充模性能，减少玻璃的粘附与困气现象，从而提高压制元件的成型精度与质量；并且通过电磁感应加热，有效提高了热传导效率，改善了预形体受热不均的现象。

技术领域

本发明属于精密热压成型技术领域，尤其是涉及一种小口径光学玻璃元件的电磁辅助精密热压成型方法。

背景技术

近年来，各类小口径光学玻璃元件在交通载具、军用武器、医疗设备、消费性电子产品当中的应用日趋广泛；目前，该类元件的高精度批量制造主要采用精密热压成型技术，将玻璃预形体置于保护性气体环境中的高精度模具内，在成型温度下对预形体进行加压变形，再经过退火、冷却阶段，最终得到成型元件；与传统的机械研抛法相比，该技术具有工序少、成本低、参数可控、环境友好等优点；然而，采用精密热压成型技术压制小口径光学玻璃元件时，存在以下技术问题：（1）由于玻璃材料的流动率低，当光学元件带有微细结构时，易出现充填不饱满的现象，难以精确复制模具模腔的形状及尺寸；（2）由于光学元件形状的限制，预形体受力不均匀，易导致压制后的元件中残余应力分布的不均匀，从而影响元件的光学性能；（3）长时间压制后，玻璃材料易粘附在模腔表面，难以脱模；（4）合模时，未及时排出模腔的气体受到挤压，易造成困气现象，影响光学元件精度；（5）现有的预形体加热，无论是通过模具底部的电阻式加热板，还是模造室之外的红外灯管，均存在传热效率不高，玻璃受热不均的现象，影响了光学元件的成型。

发明内容

针对上述现有技术中存在的充填不饱满、残余应力分布不均、脱模困难、困气及传热效率不高等技术问题，本发明旨在提供一种小口径光学玻璃元件的电磁辅助精密热压成型方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：参见附图1～5，所述小口径光学玻璃元件的电磁辅助精密热压成型方法，是利用一台电磁辅助精密热压成型装置，遵循一定的工序来完成小口径光学玻璃元件的精密热压成型。

所述电磁辅助精密热压成型装置包括驱动系统、机架、电磁阻断板一、电磁感应加热系统、电磁阻断板二、电磁感应振动系统。

所述驱动系统包括上固定板、联轴器、滚珠丝杆、上模固定轴、伺服电机、丝杆螺母、传动块；所述驱动系统顶部通过上固定板固定于机架，并通过电磁阻断板一与电磁感应加热系统分隔；所述伺服电机固定于上固定板底部，并通过联轴器与滚珠丝杆连接；所述传动块上设置有丝杠螺母，并通过丝杠螺母与滚珠丝杆连接；所述上模固定轴固定于传动块底部，且其底部与上模座连接；因此，所述伺服电机产生的运动，可通过联轴器、滚珠丝杆、丝杆螺母、传动块、上模固定轴，传递至上模座，从而带动上模座上、下运动，实现上模座加压、合模与脱模的动作。

所述电磁感应加热系统包括进/排气口一、真空罩、电磁感应加热线圈、进/排气口二、上模座、下模座；所述电磁感应加热系统固定于电磁阻断板一与电磁阻断板二之间，并通过电磁阻断板二与电磁感应振动系统分隔；所述电磁感应加热系统中央为上模座与下模座，所述上模座与下模座之间的模腔放置玻璃预形体；所述上模座、下模座外部设置有电磁感应加热线圈与真空罩；所述电磁感应加热线圈在通电后，产生电涡流效应实现对上模座、下模座及玻璃预形体的加热；所述真空罩可通过其上部的进/排气口一、进/排气口二，进行抽真空或充入保护性气体。