硫系玻璃楔形棱鏡試驗(yàn)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(gè)光學(xué)平面,且兩側(cè)端面與光學(xué)平面垂直。基于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在采用精密模壓制造技術(shù)進(jìn)行加工時(shí),常被選作硫系玻璃試驗(yàn)件的目標(biāo)形狀,通過測(cè)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(píng)價(jià)和研究精密模壓制造工藝對(duì)熱壓成型的硫系玻璃元件光學(xué)性能的影響。
　　試驗(yàn)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(diǎn),因此模具成本可以通過產(chǎn)品數(shù)量得到

2、平均;而試驗(yàn)件的數(shù)量有限,需要采用更為經(jīng)濟(jì)、快速的技術(shù)手段確定制造工藝參數(shù),通過檢測(cè)獲得壓型后試驗(yàn)件光學(xué)性能相對(duì)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(jì)與制造參考。在此技術(shù)需求下,本論文進(jìn)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(jì)、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(cè)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(yàn)件。
　　論文緒論部分通過文獻(xiàn)綜述介紹了硫系玻璃

3、紅外光學(xué)元件的特點(diǎn)、適用范圍和市場(chǎng)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(shì),提出了在批量壓型制造之前對(duì)選用的硫系玻璃進(jìn)行工藝試驗(yàn)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(jì)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(duì)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(jì)的特點(diǎn),給出了兩種模具的適用范圍;
　　4)針對(duì)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(jìn)行了分析,結(jié)果表明破損原因與工程經(jīng)驗(yàn)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(yàn)驗(yàn)證,獲得了IG6材料的最終壓型參數(shù),主要有壓型