本文關(guān)鍵詞：硫系玻璃楔形棱鏡試驗(yàn)件的精密模壓制造研究

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【摘要】：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(guò)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(guò)產(chǎn)品數(shù)量得到平均；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(guò)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(kāi)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(guò)文獻(xiàn)綜述介紹了硫系玻璃紅外光學(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(wèn)題，引出論文所涉及的研究?jī)?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(jiàn)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(wèn)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(guò)程中棱鏡邊角的殘留應(yīng)力無(wú)法有效釋放，當(dāng)超過(guò)硫系玻璃材料的破損閾值后發(fā)生破損。通過(guò)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)，主要有壓型參考溫度為270℃，壓力為0.3kN。 硫系玻璃楔形棱鏡試驗(yàn)件的制造是評(píng)價(jià)熱壓成型工藝對(duì)最終產(chǎn)品性能影響的必要技術(shù)前提，本論文從工程試驗(yàn)角度出發(fā)，，以制造出結(jié)構(gòu)完整的硫系玻璃楔形棱鏡試驗(yàn)件為目標(biāo)，解決工藝過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，并分析其理論原因，在硫系玻璃精密模壓制造技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)積累。
【關(guān)鍵詞】：硫系玻璃 精密模壓 楔形元件 模壓參數(shù) 碎裂分析
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH16
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 硫系玻璃11-12
• 1.1.2 玻璃模壓成型技術(shù)12-13
• 1.1.3 硫系玻璃精密模壓成型技術(shù)13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析13-15
• 1.3 研究目標(biāo)及主要內(nèi)容15-16
• 第二章 玻璃精密模壓制造技術(shù)16-27
• 2.1 模壓玻璃16-19
• 2.1.1 模壓玻璃材料16-18
• 2.1.2 玻璃預(yù)型體18-19
• 2.2 玻璃模壓成型設(shè)備19-21
• 2.3 模具的制造21-22
• 2.4 模壓工藝22-26
• 2.4.1 玻璃材料模壓參數(shù)設(shè)定22-24
• 2.4.2 模壓成型工藝流程24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 硫系玻璃材料與模具設(shè)計(jì)27-44
• 3.1 硫系玻璃楔形棱鏡27-31
• 3.1.1 硫系玻璃材料27-28
• 3.1.2 硫系玻璃楔形棱鏡28-29
• 3.1.3 硫系玻璃預(yù)型體29-30
• 3.1.4 預(yù)型體前處理30-31
• 3.2 不銹鋼模具的設(shè)計(jì)及制造31-36
• 3.2.1 不銹鋼模具可行性分析32
• 3.2.2 不銹鋼模具材料32-33
• 3.2.3 不銹鋼模具設(shè)計(jì)與制造33-34
• 3.2.4 不銹鋼模具模壓試驗(yàn)34-35
• 3.2.5 不銹鋼模具保護(hù)性膜層35-36
• 3.2.6 不銹鋼模具的適用性分析36
• 3.3 硬質(zhì)合金模具的設(shè)計(jì)及制造36-42
• 3.3.1 碳化鎢硬質(zhì)合金模具材料36-38
• 3.3.2 硬質(zhì)合金模具設(shè)計(jì)與制造38-41
• 3.3.3 硬質(zhì)合金模具模壓試驗(yàn)41
• 3.3.4 硬質(zhì)合金模具保護(hù)性膜層41-42
• 3.3.5 硬質(zhì)合金模具適用性分析42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 楔形棱鏡模壓參數(shù)設(shè)計(jì)及有限元分析44-54
• 4.1 楔形棱鏡模壓試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)44-45
• 4.2 楔形棱鏡試驗(yàn)件破損示例45-47
• 4.3 有限元仿真模擬47-53
• 4.3.1 有限元仿真理論分析47-49
• 4.3.2 熱應(yīng)力的有限元仿真模擬分析49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 工藝參數(shù)優(yōu)化與壓型結(jié)果54-60
• 5.1 硫系玻璃熱壓成型工藝流程54-56
• 5.2 楔形棱鏡模壓結(jié)果與測(cè)量56-59
• 5.2.0 楔形棱鏡模壓制造結(jié)果56
• 5.2.1 楔形棱鏡表面面形測(cè)量56-58
• 5.2.2 楔形棱鏡表面粗糙度測(cè)量58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文及科研成果66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：937460