硫系玻璃楔形棱鏡試驗件的精密模壓制造研究.pdf

1、楔形棱鏡包含具有一定夾角的兩個光學(xué)平面,且兩側(cè)端面與光學(xué)平面垂直?；谄浣Y(jié)構(gòu)特點,在采用精密模壓制造技術(shù)進行加工時,常被選作硫系玻璃試驗件的目標(biāo)形狀,通過測量熱壓成型后楔形棱鏡的外觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)表面質(zhì)量(面形、粗糙度)等參量,評價和研究精密模壓制造工藝對熱壓成型的硫系玻璃元件光學(xué)性能的影響。
　　試驗件和最終的壓型元件產(chǎn)品在制造理念上存在不同:壓型元件產(chǎn)品要求制造工藝具有大批量,低成本,高效率等特點,因此模具成本可以通過產(chǎn)品數(shù)量得到

2、平均;而試驗件的數(shù)量有限,需要采用更為經(jīng)濟、快速的技術(shù)手段確定制造工藝參數(shù),通過檢測獲得壓型后試驗件光學(xué)性能相對于硫系玻璃預(yù)型體的變化量,作為最終批量生產(chǎn)的產(chǎn)品的設(shè)計與制造參考。在此技術(shù)需求下,本論文進行了硫系玻璃楔形棱鏡精密模壓制造工藝的研究,從模具設(shè)計、工藝參數(shù)設(shè)置、壓型棱鏡碎裂分析等角度展開初步探索,目標(biāo)是加工出符合測試要求的包含熱壓成型工藝信息的結(jié)構(gòu)完整的硫系玻璃楔形棱鏡試驗件。
　　論文緒論部分通過文獻綜述介紹了硫系玻璃

3、紅外光學(xué)元件的特點、適用范圍和市場需求,以及采用精密模壓制造工藝生產(chǎn)硫系玻璃光學(xué)元件的技術(shù)優(yōu)勢,提出了在批量壓型制造之前對選用的硫系玻璃進行工藝試驗的必要性等問題,引出論文所涉及的研究內(nèi)容:
　　1)以一種硫系玻璃IG6為例,介紹硫系玻璃的材料特性(光、熱等),分析硫系玻璃與可見波段的Low Tg玻璃的工藝差別;
　　2)介紹設(shè)計的楔形棱鏡的目標(biāo)形狀,以及選用依據(jù);
　　3)根據(jù)IG6的材料特性和楔形棱鏡形狀,對比了注

4、塑模具不銹鋼和含鈷量較高的硬質(zhì)合金碳化鎢兩種模具材料,以及閉模式和準(zhǔn)閉模式模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點,給出了兩種模具的適用范圍;
　　4)針對工藝工程中出現(xiàn)的楔形棱鏡破損問題,利用有限元方法進行了分析,結(jié)果表明破損原因與工程經(jīng)驗判斷一致,即溫度與壓力設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致軟化的硫系玻璃被壓入模具縫隙,冷卻過程中棱鏡邊角的殘留應(yīng)力無法有效釋放,當(dāng)超過硫系玻璃材料的破損閾值后發(fā)生破損。通過數(shù)據(jù)優(yōu)化和試驗驗證,獲得了IG6材料的最終壓型參數(shù),主要有壓型