小口徑非球面玻璃透鏡的模壓仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，小口徑非球面玻璃透鏡已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、民用以及醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域，成為影響科技進(jìn)步的關(guān)鍵元件。玻璃透鏡模壓成形技術(shù)具有加工效率高、成形質(zhì)量好、能夠大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，已逐步取代傳統(tǒng)的玻璃透鏡加工方法。
　　當(dāng)前，非球面玻璃透鏡模壓成形技術(shù)主要存在兩個(gè)問題:一是模壓會(huì)使透鏡內(nèi)部產(chǎn)生了應(yīng)力，而過大的應(yīng)力會(huì)影響透鏡的良品率和光學(xué)性能。二是模壓成形透鏡在退火及冷卻后會(huì)出現(xiàn)形狀偏差，而形狀偏差對(duì)透鏡的成像品質(zhì)有重要的影響。

2、本文針對(duì)非球面玻璃透鏡模壓成形技術(shù)的不足，用MSC.Marc有限元仿真分析軟件建立了玻璃透鏡的模壓仿真模型，對(duì)模壓過程中影響透鏡應(yīng)力分布以及形狀偏差的因素進(jìn)行了仿真研究，并開展了小口徑單凸非球面玻璃透鏡的模壓成形實(shí)驗(yàn)。論文主要研究工作如下:
　　1．基于廣義Maxwell模型建立了玻璃透鏡模壓在加熱均熱、模壓、退火以及冷卻四個(gè)階段的有限元仿真模型，分別研究了四個(gè)階段影響等效應(yīng)力大小以及分布的因素。
　　2．基于有限元仿真模型

3、，對(duì)玻璃透鏡在退火和冷卻后的形狀偏差進(jìn)行了比較，研究了非球面參數(shù)、結(jié)構(gòu)松弛參數(shù)、熱膨脹系數(shù)等參數(shù)對(duì)透鏡非球面形狀偏差的影響，仿真預(yù)測(cè)了多步加熱、多步退火模壓工況下透鏡的形狀偏差，對(duì)彎月形、雙凸非球面、單凸非球面三種形狀透鏡的形狀偏差進(jìn)行了比較。
　　3．用七工位模壓成形機(jī)進(jìn)行了小口徑單凸非球面玻璃透鏡的模壓成形實(shí)驗(yàn)。測(cè)量并對(duì)比了模壓前、后模具以及透鏡樣品的形狀偏差和表面粗糙度，驗(yàn)證了透鏡樣品形狀偏差的仿真預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值具有一致