一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于玻璃模壓成型技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，包括機(jī)架、設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)的模具裝置、設(shè)置在所述模具裝置內(nèi)的加熱裝置，以及設(shè)置在所述模具裝置下方且用于驅(qū)動(dòng)所述模具裝置以實(shí)現(xiàn)合模或開模的驅(qū)動(dòng)裝置；所述模具裝置包括固定在所述機(jī)架內(nèi)的上模具組件、設(shè)置在所述上模具組件下方且與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接的下模具組件，以及兩端分別與所述上模具組件和下模具組件連接且用于在所述模具裝置合模和開模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向組件。本發(fā)明通過在上模具組件與下模具組件之間連接導(dǎo)向組件，為模具裝置在合模時(shí)提供了導(dǎo)向作用，進(jìn)而使得模壓的精度更高。
【專利說(shuō)明】
一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于玻璃模壓成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]投影儀、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等使用精密玻璃透鏡的設(shè)備在我們的生活中隨處可見。而隨著近年來(lái)制造技術(shù)的不斷發(fā)展以及市場(chǎng)對(duì)各類產(chǎn)品更輕薄短小的需求帶動(dòng)下，更輕薄的非球面鏡相比球面鏡而言受到了廣泛的青睞。
[0003]為了便于大量加工并減少成本，很多玻璃透鏡都采用聚合物材料加工而成。與聚合物材料鏡片相比，玻璃鏡片在很多方面更具優(yōu)勢(shì):第一、玻璃鏡片具有更高的折射率和更寬的光穿透頻譜范圍，適用于制作更薄的成像質(zhì)量高的透鏡;第二、玻璃鏡片硬度高，抗變形性和高溫表現(xiàn)好，能夠適應(yīng)各種使用環(huán)境;第三、玻璃的熱脹系數(shù)比聚合物小，具有更好的熱穩(wěn)定性，不用像聚合物透鏡那樣在不同溫度下使用時(shí)需要反復(fù)校準(zhǔn)焦距。
[0004]傳統(tǒng)的加工玻璃透鏡的工藝采用去除材料法，包含一系列冷加工工序，如粗磨、精磨、拋光、磨邊等十幾道繁雜的工序。使用這種方法加工透鏡不僅工藝耗時(shí)長(zhǎng)，而且不環(huán)保。尤其在加工非球面鏡時(shí)，工藝復(fù)雜、難度高，且精度難以保證，致使成本高昂。對(duì)比傳統(tǒng)的玻璃透鏡加工工藝，玻璃熱壓成型技術(shù)擁有一次模壓成型、材料利用率高、精確控制模壓成型光學(xué)器件的精度、容易批量生產(chǎn)及能夠模壓透鏡陣列等優(yōu)勢(shì)。
[0005]目前市面上的精密光學(xué)玻璃模壓機(jī)模具部分主要是直接把模芯安裝在模座上，通過傳動(dòng)部分中的滾珠絲桿和各部分的安裝精度來(lái)保證模壓精度，由此導(dǎo)致整套設(shè)備成本較高，安裝調(diào)試較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中模壓設(shè)備成本高且安裝調(diào)試復(fù)雜的缺陷，提供了一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其解決了精密光學(xué)玻璃模壓中模具安裝定位精度問題，降低了玻璃模壓設(shè)備的成本。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供了一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，包括機(jī)架、設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)的模具裝置、設(shè)置在所述模具裝置內(nèi)的加熱裝置，以及設(shè)置在所述模具裝置下方且用于驅(qū)動(dòng)所述模具裝置以實(shí)現(xiàn)合?；蜷_模的驅(qū)動(dòng)裝置;所述模具裝置包括固定在所述機(jī)架內(nèi)的上模具組件、設(shè)置在所述上模具組件下方且與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接的下模具組件，以及兩端分別與所述上模具組件和下模具組件連接且用于在所述模具裝置合模和開模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向組件。
[0008]實(shí)施本發(fā)明的一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，具有以下有益效果:通過在上模具組件與下模具組件之間連接導(dǎo)向組件，為模具裝置在合模時(shí)提供了導(dǎo)向作用，進(jìn)而使得模壓的精度更高。
【附圖說(shuō)明】
[0009]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的模具裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接或間接在另一個(gè)元件上。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接或間接連接到另一個(gè)元件。
[0013]還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的左、右、上、下等方位用語(yǔ)，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的模具裝置、設(shè)置在模具裝置內(nèi)的加熱裝置，以及設(shè)置在模具裝置下方且用于驅(qū)動(dòng)模具裝置以實(shí)現(xiàn)合?；蜷_模的驅(qū)動(dòng)裝置。其中，機(jī)架可以用鑄造或焊接加工成型，加熱裝置用于對(duì)模具進(jìn)行加熱，驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選為伺服減速電機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例的模具裝置能一次成型出超精密光學(xué)玻璃元件，對(duì)比傳統(tǒng)的玻璃透鏡加工工藝，玻璃熱壓成型技術(shù)擁有一次模壓成型、材料利用率高、精確控制模壓成型的優(yōu)點(diǎn)，光學(xué)元件的精度高、容易批量生產(chǎn)。另外，使用該設(shè)備制造出來(lái)的玻璃光學(xué)元件具有高精度，設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性都比較高，可以根據(jù)模具和工件的大小做到一模多出。
[0015]具體地，如圖1所示，模具裝置包括上模具組件10、下模具組件20和導(dǎo)向組件30。其中，上模具組件10固定在機(jī)架內(nèi)，下模具組件20設(shè)置在上模具組件10的下方且與驅(qū)動(dòng)裝置連接，并在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下上下移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合模和開模。導(dǎo)向組件30的兩端分別與上模具組件10和下模具組件20連接，且用于在模具裝置合模和開模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向，使得模壓的精度更高。
[0016]進(jìn)一步地，上述導(dǎo)向組件30包括導(dǎo)向柱31和導(dǎo)向套32。其中，導(dǎo)向柱31沿合模方向固定在上模具組件10上，而導(dǎo)向套32的一端沿合模方向固定在下模具組件20上，導(dǎo)向套32的另一端套設(shè)在導(dǎo)向柱31外，且用于在開模和合模時(shí)相對(duì)導(dǎo)向柱31上下運(yùn)動(dòng)，即導(dǎo)向套32在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)導(dǎo)向柱31上下運(yùn)動(dòng)。具體地，可在上模具組件10和下模具組件20之間設(shè)置四組上述導(dǎo)向組件30。
[0017]進(jìn)一步地，上述下模具組件20包括下墊板21、下模板22、下模柱23、下模座24和下模芯25。其中，下墊板21呈板狀且與驅(qū)動(dòng)裝置連接，下模板22呈板狀且設(shè)置在下墊板21的上方，下模柱23固定連接在下模板22的上方且呈柱狀，下模座24固定連接在下模柱23的上方，下模芯25固定連接在下模座24的上方。具體地，下模柱23與下模板22、下模座24與下模柱23以及下模芯25與下模座24之間均通過螺栓實(shí)現(xiàn)固定連接。
[0018]進(jìn)一步地，上述上模具組件10包括上墊板11、上模板12、上模柱13、上模座14和上模芯15。其中，上墊板11呈板狀且與機(jī)架固定連接，上模板12呈板狀且設(shè)置在上墊板11的下方，上模柱13固定連接在上模板12的下方且呈柱狀，上模座14固定連接在上模柱13的下方，上模芯15固定連接在上模座14的下方。具體地，上模柱13與上模板12、上模座14與上模柱13以及上模芯15與上模座14之間均通過螺栓實(shí)現(xiàn)固定連接。上模芯15與下模芯25圍合成用于放置玻璃胚料的模腔。上模柱13與下模柱23均呈柱狀且直徑大小相同，加熱裝置套設(shè)在上模柱13與下模柱23外并位于上模板12和下模板22之間。
[0019]進(jìn)一步地，上模芯15和下模芯25在相接觸的端面上均設(shè)置有錐面151，即在上模芯15和下模芯25抵接的端面上設(shè)置有相互密封配合、錐度一樣的錐面151。該錐面151有利于在合模時(shí)為上模芯15和下模芯25進(jìn)行導(dǎo)向，防止上模芯15和下模芯25配合時(shí)發(fā)生偏移，進(jìn)而提高模壓精度。優(yōu)選地，該錐面151的錐度為1:10?？梢岳斫獾氖牵撳F面151的錐度也可以是根據(jù)實(shí)際情況確定的其它數(shù)值。
[0020]優(yōu)選地，上模芯15和下模芯25均由碳化鎢材料制成，碳化鎢材料硬度高且能耐高溫。進(jìn)一步優(yōu)選地，上模芯15和下模芯25的表面均鍍有貴金屬鉑鍍層，該貴金屬鉑鍍層能夠防止上模芯15和下模芯25在模壓時(shí)被氧化?？梢岳斫獾氖?，上模芯25和下模芯35也可以由其它硬質(zhì)材料制成，并且其表面也可以鍍除鉑之外的貴金屬。
[0021]進(jìn)一步地，上述機(jī)架包括呈方形的主支架以及設(shè)置在主支架兩端內(nèi)側(cè)的爪型支架。上墊板11固定在主支架上端的爪型支架上，該爪型支架可以使得機(jī)架所受到的力均勻分散，減小機(jī)架的變形，進(jìn)而確保模壓的精度。
[0022]進(jìn)一步地，在上模板12和下模板22上均開設(shè)有用于供抽真空和充氮?dú)馐褂玫臍怏w通孔。在上模板12和下模板22上設(shè)置有水冷槽，用來(lái)冷卻密封圈，而密封圈用來(lái)密封加熱裝置的石英罩與上模板12和下模板22的空隙，密封之后水冷槽中充入水流，抽真空裝置啟動(dòng)，抽走石英罩中的空氣；充入保護(hù)氣體氮?dú)?，加熱裝置中的加熱管發(fā)熱，把玻璃坯料加熱到600°C左右的軟化點(diǎn)溫度，然后排走氮?dú)猓僬婵栈?上模芯和下模芯合模成型，對(duì)加熱的玻璃坯料進(jìn)行模壓成型;保壓一段時(shí)間，把模具表面的精度完全復(fù)制到玻璃坯料上面，此時(shí)成型完成。然后進(jìn)行去應(yīng)力退火，以一定的速度充入氮?dú)?根據(jù)玻璃材料來(lái)選擇充入氮?dú)獾乃俾?，然后再快速冷卻，模壓過程完成。
[0023]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例主要解決了模壓生產(chǎn)時(shí)的精度問題，通過導(dǎo)向柱31和導(dǎo)向套32的配合實(shí)現(xiàn)了對(duì)模具裝置的一級(jí)定位，模壓時(shí)再通過上模芯15和下模芯25上的錐面151進(jìn)行二級(jí)定位，最終將模壓成型光學(xué)器件的精度控制在要求以內(nèi)，并且還降低了玻璃模壓設(shè)備的成本，在設(shè)備使用的過程中，能夠產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，包括機(jī)架、設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)的模具裝置、設(shè)置在所述模具裝置內(nèi)的加熱裝置，以及設(shè)置在所述模具裝置下方且用于驅(qū)動(dòng)所述模具裝置以實(shí)現(xiàn)合?；蜷_模的驅(qū)動(dòng)裝置;所述模具裝置包括固定在所述機(jī)架內(nèi)的上模具組件、設(shè)置在所述上模具組件下方且與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接的下模具組件，以及兩端分別與所述上模具組件和下模具組件連接且用于在所述模具裝置合模和開模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向組件。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)向組件包括沿合模方向固定在所述上模具組件上的導(dǎo)向柱，以及一端沿合模方向固定在所述下模具組件上、另一端套設(shè)在所述導(dǎo)向柱上且用于在合模和開模時(shí)相對(duì)所述導(dǎo)向柱上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向套。3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述下模具組件包括與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接的下墊板、設(shè)置在所述下墊板上方的下模板、固定連接在所述下模板上的下模柱、固定連接在所述下模柱上的下模座，以及固定連接在所述下模座上的下模芯。4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述上模具組件包括與所述機(jī)架固定連接的上墊板、設(shè)置在所述上墊板下方的上模板、固定連接在所述上模板上的上模柱、固定連接在所述上模柱上的上模座，以及固定連接在所述上模座上且與所述下模芯圍合形成模腔的上模芯。5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述上模芯和所述下模芯在相接的端面上均具有錐面。6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述錐面的錐度為1:10ο7.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述上模芯和所述下模芯均由碳化鎢材料制成。8.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述上模芯和所述下模芯的表面均鍍有貴金屬鉑鍍層。9.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述上模板和下模板上均開設(shè)有用于供抽真空和充氮?dú)馐褂玫臍怏w通孔。10.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)非球面玻璃模壓成型設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)架包括主支架，以及設(shè)置在所述主支架兩端內(nèi)側(cè)的爪型支架，所述上墊板固定在所述爪型支架上。
【文檔編號(hào)】C03B11/12GK106082597SQ201610466054
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】龔峰, 汪旺, 李積彬
【申請(qǐng)人】深圳大學(xué)