光学零件毛坯的成型

退火规程号 退火温度下持续保温时间（h）
第一阶段降温
降温速度 （℃/h）
1 2 不少于24小时 14~24 3 4
连续降温范围 （℃）
120~150 120~150
3
4 5
8~14
5~8 3~5
8
10 16
120~150
~120 ~120
毛坯尺寸（mm） 直径 ~~80 厚度 ~~30
第二阶段降温速度 （℃/h） 30
460
440 400
420±15
410±15 370±15
840±5
830±5 810±5
400~~460
390~~450 360~~420
4.模具的设计、制造、安装
1--上模头；2--模套；3--毛坯；4--下模头；5--固定槽 图7-5压模结构
5.拍型送料和脱模
6.退火

退火是为了消除内应力，改善玻璃光学不 均匀性和恢复毛坯因热压成型而造成的玻 璃光学常数的变化。
分选
防粘
1. 下料

把熔炼成的玻璃块 料，通过重量公差 计算与控制，划切 成一定体积和重量 的块料。 电阻丝加热炸裂 金刚石锯片切割
2. 滚磨

滚磨是为除去小料块 表面的锐棱尖角和上 道工序留下的裂痕等， 使料块控制在规定重 量范围内，以提高毛 坯质量。

砂轮机 光饰机
3. 加热

第七章
光学零件毛坯的成型
徐均琪 西安工业大学
毛坯成型
热加工成型 热压成型（二次成型） 滴料成型 冷加工成型

第一节 毛坯的热加工方法

一、热压成型法 又叫二次加热压型，是指把玻璃坯 料加热软化，放入模具内进行压制，从 而得到所需形状的毛坯。
热压成型工艺过程
备料
加热
压型
退火
检验
下料
滚磨
3.内圆切割
在内圆切割机上，用粒度 为280-W40、每片含金刚石0.5 克拉的电镀金刚石锯片锯切玻 璃。 特点：切口平整，粗糙度 好，尺寸精度好，平行度好， 不适合切大块料。锯片适用于 工件厚度薄，平面度要求高， 比较贵重的材料。

退火炉吊盖温度 （℃） 120
出炉温度 （℃） 80
80~120
120~180
50
60
20
8
100
80
80
50
7.温度控制

温度控制存在于压型工序的预热、加热 阶段；压型过程中模具的保温；退火工 序中的升温、保温、降温等各阶段。
三、一次成型法





配料：包括玻璃的形成体SiO2、 B2O3、Al2O3，澄 清剂和其他用以调整玻璃光学常数的物质。 熔炼：加热原材料使之成熔体以便流动。 流量控制：结合玻璃的流动速度，玻璃的比重， 粘度，成型毛坯的重量，确定剪切时间。 滴料剪切：用气动剪刀剪切玻璃液滴，产生最轻 微的剪切印。 压型：为了减少剪切印，在压型之前要进行火焰 抛光。 退火。 检验。
6. 检验

几何形状精度、尺寸精度和表面质 量的检验。
二、影响毛坯质量的工艺因素

毛坯质量 形状尺寸精度 表面质量 光学性能
1、重量计算及控制
W=ρV+δ
2.Leabharlann Baidu粘处理


压型前，要把分选合格的玻璃料块进行 防粘处理，它包括料块的防粘和托模的 防粘处理。 一是合理确定放入脱模剂的量和粒度 二是装筒不能过满 三是滚动速度不能太快
对块料加热至软化，以便压型。压模也 要加热到相应的温度。
4、防粘处理

在待压型的光学零件表面涂防粘粉或喷洒防 粘液，以防零件压型后与零件粘连。
4. 压型

块料软化后，即可送入压模内压制成型，根 据零件大小压2-3s后，即可退模。
5. 退火


粗退火 防止刚脱模的压型毛坯因急冷而炸裂。 分为草木灰和电炉退火两种。 精密退火 为消除玻璃在成型过程中产生内应力和 光学常数的不均匀性而进行的退火处理， 是保证毛坯质量的重要工序。
第二节 毛坯的冷加工成型

一、冷加工成型的基本工艺


锯切 整平 划割和胶条

胶条长度取决于长条的强度，一般直径或宽度与 长度之比为1:4~1:10。

磨外圆 成型
二、玻璃切割的基本方式

1.手工划切 2.外圆切割 在外圆切割机上， 用粒度为60-80#、浓 度为100-130%的烧结 金刚石锯片锯切玻璃。
320~~400
520~~600 520~~600 520~~600
5
6 7
BaK7
ZK4 ZK6 ZK7 ZK10
570
610 620
540±15
580±15 590±15
900±5
930±5 930±5
520~~600
540~~600 540~~620
8
9 10
F2 F3
ZF1 ZF2 ZF5 ZF6


粗退火是为了防止急剧降温造成应力局部集中 而引起的炸裂，以保证毛坯形状的完好性。 精密退火是保证毛坯符合零件所要求的光学性 质的主要工序，它可以消除毛坯压型过程中产 生的内应力和光学不均匀性，以及微量调整毛 坯的光学常数。

升温阶段主要是准确地控制温度。 保温，在退火温度上持续保温是决定毛坯应力消除程度的 重要阶段。 降温分为两个阶段。 第一阶段，在退火温度以下的一个温度范围内，是冷 却过程中产生应力集中的阶段。这个阶段决定了毛坯 的折射率、光学均匀性和内应力消除程度等质量指标。 因此，在第一阶段的降温速度要严格控制，缓慢进行。 第二阶段在第一阶段降温范围以下，在这个温度范围 继续降温，则对毛坯应力影响不大，降温速度可以适 当加快。第二阶段一般采用断电的方式，让电炉自然 降温，降温和出炉温度可按照毛坯尺寸选择。
3.加热

加热主要是指料块通过加热炉的加热和 压型模具的预热
序 号
玻 牌
璃 号
工 精密退火
作
温
度（℃） 拍型温度 压模工作面
电炉粗退火
1
2 3 4
QK1
K3 K7 .K9 BaK2
400
600 565 560
370±15
570±15 540±15 530±15
750±5
910±5 900±5 890±5