一種光學(xué)玻璃的成型裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的名稱為一種光學(xué)玻璃的成型裝置。屬于光學(xué)玻璃熔制成【技術(shù)領(lǐng)域】。它主要是解決現(xiàn)有大口徑光學(xué)玻璃條料成型質(zhì)量差、易產(chǎn)生表面條紋和析晶的問(wèn)題。它的主要特征是：包括底模、頂模、加熱裝置、底模冷卻通道、頂模冷卻通道、第一測(cè)溫?zé)犭娕己偷诙y(cè)溫?zé)犭娕?；所述頂模為U型槽，底模為平面底板，頂模與底模安裝在一起形成玻璃成型腔體；所述頂模冷卻通道、第二測(cè)溫?zé)犭娕荚O(shè)置在頂模的上壁內(nèi)；所述底模冷卻通道設(shè)置在底模的板內(nèi)；所述加熱裝置、第一測(cè)溫?zé)犭娕荚O(shè)置在頂模下方的U型槽內(nèi)。本實(shí)用新型解決了光學(xué)玻璃條料成型差，厚度不一致，易出現(xiàn)表面條紋和析晶的問(wèn)題，尤其是對(duì)低粘度、易析晶的鑭系光學(xué)玻璃具有顯著效果。
【專利說(shuō)明】一種光學(xué)玻璃的成型裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)玻璃熔制成型【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種光學(xué)玻璃條料的成型裝置，特別是涉及生產(chǎn)鑭系光學(xué)玻璃條料成型厚度超過(guò)40_的成型裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在光學(xué)玻璃熔制成型領(lǐng)域中，條料成型工藝是一種主要的成型工藝。光學(xué)玻璃在熔融狀態(tài)下，經(jīng)模具自然成型或拍壓成型并切成一定尺寸的光學(xué)玻璃條料，玻璃條料的成型裝置一般由底模、側(cè)模和堵頭組成。由于玻璃液具有隨著溫度的降低而快速凝固的特性，因此用這種方式生產(chǎn)的光學(xué)玻璃條料具有較大的圓角(簡(jiǎn)稱R角)，如圖5所示。R角為光學(xué)玻璃在成型過(guò)程中，在粘性玻璃液的表面張力作用下，在成型邊緣產(chǎn)生的。尤其是生產(chǎn)厚度超過(guò)40_條料時(shí)，由于成型時(shí)間長(zhǎng)，玻璃的R角更大，產(chǎn)品在下一道工序切磨過(guò)程中，R角部分的玻璃就不符合使用要求，料廢很大，而且在加工過(guò)程中費(fèi)工費(fèi)料，加工成本高。在早期的光學(xué)玻璃生產(chǎn)中，曾試圖依靠拍壓成型技術(shù)來(lái)解決這一難題，在成型過(guò)程的可塑階段，依靠外力持續(xù)對(duì)玻璃表面進(jìn)行拍壓，以取得成型質(zhì)量較好的光學(xué)玻璃。這種成型方式在傳統(tǒng)大粘度的光學(xué)玻璃中取得了較好的成效。
[0003]近年來(lái)，隨著鑭系光學(xué)玻璃的發(fā)展，鑭系光學(xué)玻璃的生產(chǎn)量也逐步增大，且生產(chǎn)的條料規(guī)格尺寸在厚度、寬度方面也逐漸增大。由于鑭系玻璃具有粘度小、易析晶的特性，在生產(chǎn)大規(guī)格鑭系光學(xué)玻璃的過(guò)程中，由于玻璃散熱慢，表面溫度高，玻璃條料容易產(chǎn)生表面條紋。其次，受生產(chǎn)環(huán)境中雜質(zhì)的影響，還容易在玻璃表面出現(xiàn)析晶，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此在鑭系玻璃的生產(chǎn)過(guò)程中，這種靠外力拍壓的成型方式也沒(méi)能在鑭系光學(xué)玻璃的成型過(guò)程中得到推廣。
[0004]專利文獻(xiàn)CN 101186428A提供了一種光學(xué)玻璃成型裝置，如圖1所示，該裝置由底模、側(cè)模和堵頭組成，并且在側(cè)模上設(shè)置有火焰加熱裝置，可以通過(guò)對(duì)玻璃液表面的加熱方式來(lái)減緩玻璃液的凝固，從而達(dá)到生產(chǎn)大規(guī)格玻璃條料的目的。這種生產(chǎn)方式可以較好地解決生產(chǎn)普通光學(xué)玻璃的大規(guī)格條料，對(duì)條料的R角也有一定的改善作用，但是在生產(chǎn)鑭系光學(xué)玻璃條料時(shí)，由于鑭系玻璃具有粘度小、易析晶的特性，所以在火焰加熱時(shí)，玻璃表面收到火焰的加熱容易出現(xiàn)成型條紋，而且受燃燒雜質(zhì)的誘導(dǎo)，玻璃表面容易出現(xiàn)析晶。顯然，這種成型裝置不適用于生產(chǎn)大規(guī)格鑭系玻璃條料。
[0005]專利文獻(xiàn)200610022703.X提供了一種氟磷酸鹽玻璃的成型裝置，如圖2所示，該裝置所述模具由底模、側(cè)模和擋塊構(gòu)成，并且在模具上設(shè)置有冷卻蓋板，在冷卻蓋板上設(shè)置有通氣孔。該發(fā)明給玻璃表面進(jìn)行通氣冷卻，解決了氟磷酸鹽玻璃在成型過(guò)程中因玻璃表面揮發(fā)而造成的面部成型條紋。但是對(duì)玻璃的成型質(zhì)量沒(méi)有改善，而且在冷卻過(guò)程中增大了玻璃液的表面粘度，使玻璃的成型R角更大。
[0006]以上兩個(gè)專利通過(guò)模具表面的加熱或冷卻，分別改善了光學(xué)玻璃條料在成型過(guò)程中的R角和面部條紋問(wèn)題，但都只是片面的改善，每項(xiàng)發(fā)明只能解決面部條紋和R角兩個(gè)成型問(wèn)題中的一項(xiàng)，玻璃成型后的整體質(zhì)量并沒(méi)有得到改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)出一種能穩(wěn)定生產(chǎn)R角小，成型質(zhì)量高的成型裝置，并能有效地解決鑭系光學(xué)玻璃條料易析晶地難題。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種光學(xué)玻璃的成型裝置，包括底模，其特征在于:還包括頂模、加熱裝置、底模冷卻通道、頂模冷卻通道、第一測(cè)溫?zé)犭娕己偷诙y(cè)溫?zé)犭娕?；所述頂模為U型槽，底模為平面底板，頂模與底模安裝在一起形成玻璃成型腔體；所述頂模冷卻通道、第二測(cè)溫?zé)犭娕荚O(shè)置在頂模的上壁內(nèi)；所述底模冷卻通道設(shè)置在底模的板內(nèi)；所述加熱裝置、第一測(cè)溫?zé)犭娕荚O(shè)置在頂模下方的U型槽內(nèi)。
[0009]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述U型槽的槽寬為100?200mm,槽高為 40 ?80mm。
[0010]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述加熱裝置為管狀加熱器。
[0011]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述管狀加熱器為直徑為Φ8?Φ12_、長(zhǎng)度為80?150_的不銹鋼管狀加熱器。
[0012]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述頂模的前端削出50?10mm長(zhǎng)的斜面。
[0013]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述頂模冷卻通道的直徑為Φ8?Φ12_、長(zhǎng)度為100?200mm,頂模冷卻通道按玻璃條料的拉制方向?qū)ΨQ分布,兩側(cè)頂模冷卻通道的間距為玻璃條料寬度的1/3?2/3。
[0014]本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的技術(shù)解決方案中所述底模、頂模的材質(zhì)為鋁青銅或者模具鋼材料。
[0015]本實(shí)用新型用于光學(xué)玻璃成型生產(chǎn)工藝包括以下工藝步驟:
[0016](1)、將壁內(nèi)設(shè)有頂模冷卻通道及第二測(cè)溫?zé)犭娕嫉腢型槽頂模，與板內(nèi)設(shè)有冷卻通道的底模安裝在一起形成玻璃成型腔體，并在頂模下方安裝加熱裝置、第一測(cè)溫?zé)犭娕?，最后使底模成傾斜狀，并使入口置于漏料管端口之下；
[0017]⑵、給加熱裝置通電，使玻璃成型腔體入口處溫度達(dá)到光學(xué)玻璃轉(zhuǎn)變溫度的-150?+50°C溫度范圍內(nèi)；
[0018]⑶、將高溫玻璃液從漏料管流出，玻璃液的厚度逐步增加，直至玻璃液在冷卻通道的區(qū)域填滿模具腔體，至玻璃條料走出模具腔體后，開(kāi)始向冷卻通道通入冷卻介質(zhì)，控制使第二測(cè)溫?zé)犭娕继帨囟冗_(dá)到光學(xué)玻璃轉(zhuǎn)變溫度的-150?+50°C的溫度范圍內(nèi)；
[0019](4)、玻璃條料在自身重力和徐冷爐網(wǎng)帶的牽引作用下，以和玻璃出料量匹配的速度走出模具腔體進(jìn)入徐冷爐。
[0020]該裝置在成型過(guò)程中，玻璃液從漏料管流出后，進(jìn)入傾斜安裝的模具腔體，并且在模具腔體中逐漸變厚，最終在頂模冷卻裝置的區(qū)域填滿整個(gè)模具腔體。由于高溫玻璃的可塑性，玻璃液在模具腔體的壓力下形成四方的玻璃條料，通過(guò)頂模冷卻裝置的冷卻后，玻璃條料的表面被迅速固化定型，從而得到R角很小的光學(xué)玻璃條料，玻璃的成型質(zhì)量得到大幅提高。其次，由于玻璃液表面被迅速冷卻固化，也避免了玻璃表面條紋和析晶的產(chǎn)生。
[0021]本實(shí)用新型的優(yōu)越性:
[0022]1.成型裝置采用腔體斜拉式成型方式，在腔體的壓力下可以得到四方的光學(xué)玻璃條料，大大提高了玻璃條料的成型質(zhì)量；
[0023]2.成型裝置的頂模設(shè)置有冷卻裝置，可以使玻璃液表面快速冷卻固化，避免了玻璃液表面條紋和析晶的產(chǎn)生，提高了玻璃條料的質(zhì)量；
[0024]3.成型裝置的頂模設(shè)置有可以自動(dòng)控溫的加熱裝置，模具的成型溫度控制準(zhǔn)確穩(wěn)定，提高了玻璃條料拉制的穩(wěn)定性，提高了玻璃調(diào)料的良品率；
[0025]4.成型裝置采用腔體成型，玻璃條料的厚度具有高度的穩(wěn)定性和一致性。
[0026]本實(shí)用新型解決了光學(xué)玻璃條料成型差，厚度不一致，易出現(xiàn)表面條紋和析晶的問(wèn)題，尤其是對(duì)低粘度、易析晶的鑭系光學(xué)玻璃具有顯著效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是原有第一種成型裝置的成型堵頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是原有第二種成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3是本實(shí)用新型光學(xué)玻璃成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4是圖3的俯視圖。
[0031]圖5是原有的玻璃條料產(chǎn)品的截面示意圖。
[0032]圖6是本實(shí)用新型的玻璃條料產(chǎn)品的截面示意圖。
[0033]圖7是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0035]如圖3、圖4、圖7所示。本實(shí)用新型光學(xué)玻璃的成型裝置包括底模2、頂模3、加熱裝置4、底模冷卻通道5、頂模冷卻通道6、第一測(cè)溫?zé)犭娕?和第二測(cè)溫?zé)犭娕?。頂模3為20?40_厚，300?600_長(zhǎng)的U型槽，底模2為30?80_厚，500?800_長(zhǎng)平面底板，頂模3與底模2安裝在一起形成玻璃成型腔體。U型槽的槽寬(模具腔體寬度)為100?200mm，槽高為40?80mm，可以生產(chǎn)對(duì)應(yīng)腔體尺寸的各種口徑的光學(xué)玻璃條料。頂模3的前端削出50?10mm長(zhǎng)的斜面，便于漏料管的安裝和漏料控制。底模2、頂模3的材質(zhì)為鋁青銅或者模具鋼材料。頂模冷卻通道6、第二測(cè)溫?zé)犭娕?設(shè)置在頂模3的上壁內(nèi)，可以通過(guò)調(diào)整冷卻介質(zhì)的流量來(lái)達(dá)到控制頂模溫度的目的。頂模冷卻通道6的直徑為Φ8?Φ 12_、長(zhǎng)度為100?200mm,頂模冷卻通道6按玻璃條料的拉制方向?qū)ΨQ分布,兩側(cè)頂模冷卻通道6的間距為玻璃條料寬度的1/3?2/3。底模冷卻通道5設(shè)置在底模2的板內(nèi)。加熱裝置4、第一測(cè)溫?zé)犭娕?設(shè)置在頂模3下方的U型槽內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。加熱裝置4為管狀加熱器，左右各一個(gè)，并且對(duì)稱分布。管狀加熱器為直徑為Φ8?Φ12_、長(zhǎng)度為80?150mm的不銹鋼管狀加熱器，使用自動(dòng)儀表和測(cè)溫?zé)犭娕紝?duì)模具成型區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控溫。成型裝置在使用時(shí)需要安裝在傾斜的模具車上，模具的傾斜角度設(shè)置在5°?20°。
[0036]在玻璃條料9的成型過(guò)程中，給管狀加熱器通電，提高模具頂模3前端的溫度，并通過(guò)自動(dòng)儀表控制測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度，減小玻璃液在堆積變厚程中產(chǎn)生的冷紋。另外，從冷卻通道6通入冷卻風(fēng)或冷卻水等冷卻介質(zhì)對(duì)模具頂模3經(jīng)行冷卻，使玻璃液表面迅速冷卻固化，并通過(guò)調(diào)整冷卻介質(zhì)的流量讓測(cè)溫?zé)犭娕?處于恒定的溫度。通過(guò)控制測(cè)溫?zé)犭娕?和測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度，使玻璃條料9的成型質(zhì)量處于最好的狀態(tài)。
[0037]下面具體介紹該成型裝置在成型過(guò)程中的使用方法，如圖7所示，在生產(chǎn)某Tg溫度為600°C，10mm寬，40mm厚的鑭系玻璃條料時(shí)，在玻璃液從漏料管I流出前，管狀加熱器4通電加熱，使第一測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度達(dá)到光學(xué)玻璃Tg-150°C?Tg+50°C的溫度范圍內(nèi)，玻璃液從漏料管I流出后，玻璃液的厚度逐步增加，直至玻璃液在冷卻裝置6的區(qū)域填滿模具腔體，等玻璃條料9走出模具腔體后，冷卻裝置6通入冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，控制冷卻介質(zhì)的流量使第二測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度達(dá)到光學(xué)玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg的-150?+50°C的溫度范圍內(nèi)。調(diào)整第一測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度控制玻璃條料9的側(cè)部冷紋和平行度，調(diào)整第二測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度控制玻璃條料9的面部冷紋和平行度，調(diào)整玻璃條料9的牽引速度控制玻璃液在模具中的堆積程度和填充位置，最終使玻璃條料9的成型質(zhì)量處于最佳狀態(tài)，從而得到Rl角很小的光學(xué)玻璃條料，玻璃的成型質(zhì)量得到大幅提高，如圖6所示。
[0038]總之，本實(shí)用新型對(duì)于大口徑玻璃條料具有優(yōu)良的適用性，通過(guò)控制第一測(cè)溫?zé)犭娕?和第二測(cè)溫?zé)犭娕?的溫度，可以得到成型質(zhì)量高的各種口徑的光學(xué)玻璃條料，而且避免了鑭系光學(xué)玻璃條料在成型過(guò)程中易出現(xiàn)表面條紋和析晶的問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)玻璃的成型裝置，包括底模(2)，其特征在于:還包括頂模(3)、加熱裝置(4)、底模冷卻通道(5)、頂模冷卻通道(6)、第一測(cè)溫?zé)犭娕?7)和第二測(cè)溫?zé)犭娕?8);所述頂模(3)為U型槽，底模(2)為平面底板，頂模(3)與底模(2)安裝在一起形成玻璃成型腔體；所述頂模冷卻通道(6)、第二測(cè)溫?zé)犭娕?8)設(shè)置在頂模(3)的上壁內(nèi)；所述底模冷卻通道(5 )設(shè)置在底模(2 )的板內(nèi)；所述加熱裝置(4)、第一測(cè)溫?zé)犭娕?7 )設(shè)置在頂模(3 )下方的U型槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的U型槽的槽寬為100?20Ctam,槽高為40?80臟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的加熱裝置(4)為管狀加熱器，左右各一個(gè)，并且對(duì)稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的管狀加熱器為直徑為Φ8?Φ 12mm、長(zhǎng)度為80?150mm的不銹鋼管狀加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的頂模(3)的前端削出50?10mm長(zhǎng)的斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的頂模冷卻通道(6)的直徑為Φ8?Φ 12mm、長(zhǎng)度為100?200mm，頂模冷卻通道(6)按玻璃條料的拉制方向?qū)ΨQ分布，兩側(cè)頂模冷卻通道(6)的間距為玻璃條料寬度的1/3?2/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光學(xué)玻璃的成型裝置，其特征在于:所述的底模(2)、頂模(3)的材質(zhì)為鋁青銅或者模具鋼材料。
【文檔編號(hào)】C03B11/06GK203833793SQ201420135181
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
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