【摘要】：隨著小口徑雙非球面硫系玻璃鏡片在軍用、民用及醫(yī)療等領域的廣泛應用,大批量生產(chǎn)小口徑雙非球面硫系玻璃鏡片來滿足市場需求已迫在眉睫。傳統(tǒng)的研磨拋光工藝只能單個加工鏡片,成本高,生產(chǎn)效率低。而精密模壓成型技術由于能在模壓溫度下將玻璃預形體一次性壓制成最終鏡片,因此該技術已逐漸成為如今批量生產(chǎn)小口徑雙非球面硫系玻璃鏡片的最佳方法。但該技術也存在一些亟需解決的問題:1)模壓工藝參數(shù)范圍確定與優(yōu)化問題;2)模壓用精密模具設計與制造問題;3)冷卻間隙對成型鏡片質(zhì)量影響的問題。本文針對上述問題,采用仿真分析與實驗相結(jié)合的方法對硫系玻璃IRG205的精密模壓成型進行了研究。本文主要研究內(nèi)容及相應結(jié)論如下:1.在硫系玻璃精密模壓成型仿真分析中,對仿真分析所需玻璃的熱膨脹系數(shù)及比熱容等參數(shù)進行了測量,并通過樣品測試數(shù)據(jù)及相關公式計算了硫系玻璃的應力松弛及結(jié)構松弛參數(shù)。2.通過仿真對硫系玻璃IRG205的模壓成型過程進行了分析,確定了模壓溫度、壓力載荷及保持壓力三個工藝參數(shù)的范圍;再經(jīng)正交模壓成型實驗,研究了模壓工藝參數(shù)對成型鏡片質(zhì)量的影響規(guī)律,并得到優(yōu)化后的模壓工藝參數(shù)為:模壓溫度345℃,壓力載荷0.05Mpa,保持壓力0.02Mpa。3.基于優(yōu)化的工藝參數(shù),采用仿真分析對模壓成型模具進行了輪廓偏移量補償分析,在對上下模仁分別進行兩次和三次補償后,仿真分析得到的成型鏡片輪廓偏移量最大值均小于0.25μm。利用擬合后的非球面曲線參數(shù)對模具進行制造,然后進行了模壓成型實驗,并對仿真與實驗所得鏡片輪廓偏移量進行了比較和分析。4.對小口徑雙非球面硫系玻璃模壓成型冷卻階段模具上模芯與成型鏡片之間的冷卻間隙進行了研究,揭示了其對成型質(zhì)量的影響規(guī)律。首先通過仿真分析了不同冷卻間隙條件對成型鏡片內(nèi)部溫度、應力分布以及輪廓偏移量的影響;;然后通過模壓成型實驗,分析了其對成型鏡片表面形狀精度PV、表面粗糙度Ra及輪廓偏移量的影響,并將實驗結(jié)果與仿真進行了對比研究。
【圖文】：

統(tǒng)識別能力及簡化設備結(jié)構等優(yōu)勢受到光學界的廣泛關注ＩＵ１。目前，小口徑雙非球面逡逑紅外玻璃鏡片在民用紅外攝像機、紅外手機、汽車夜視輔助駕駛，軍用熱成像儀、各逡逑類制導武器、紅外潛望鏡、飛行員頭盔，醫(yī)用內(nèi)窺鏡等方面得到了廣泛應用，如圖１．１逡逑所示。逡逑ａ）紅外攝像機邐ｂ）頭盔夜視儀邐ｃ）紅外內(nèi)窺鏡逡逑圖Ｕ小口徑雙非球面紅外玻璃鏡片的應用逡逑紅外非球面玻璃鏡片的制造技術主要有車削加工和精密模壓成型兩類。車削加工逡逑通常采用單點金剛石車削工藝，對硒化鋅、單晶鍺等晶體材料精密車削加工而成，該逡逑工藝效率低、成本高，且無法滿足大批量生產(chǎn)的需求。精密模壓成型工藝是一種一次逡逑性將玻璃預形體壓制成目標鏡片的成型工藝，具有工序少，成本低，工藝參數(shù)可控，逡逑環(huán)境友好等優(yōu)點，可獲得高尺寸精度、面形精度和低表面粗糙度的小口徑非球面玻璃逡逑鏡片丨R%。逡逑硫系玻璃作為一種非晶體材料，，在２？１５邋ｐｍ紅外波段內(nèi)具有較高的透過率，光學逡逑性能與單晶鍺材料相當，此外它還具有消熱差性能優(yōu)良、較寬的紅外透過性、較低的逡逑１逡逑

邐ｅ）逡逑ａ）、ｂ）：力口熱升溫，高溫浸潤；ｃ）力口壓變形；ｄ）退火；ｅ）冷卻逡逑圖１．２精密模壓成型工藝五階段過程逡逑２）精密模壓成型機床介紹逡逑精密模壓成型機床是小型光學玻璃元件精密模壓成型的基礎，也是衡量一個國家逡逑中小型光學玻璃元件制造能力的重要因素。目前，日本在精密模壓成型機床的研制上逡逑處于領先地位。１９８６年日本東芝機械公司成功研發(fā)首臺采用高頻波加熱的工業(yè)用精密逡逑３逡逑
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ171.68

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9 李汝R

本文編號：2598460