光学玻璃的热加工
光学玻璃目前是采用连续熔化一次成型工艺加工成镜片毛坯,生产工艺流程为:配料-熔化一压型一退火一检测-入库。以下对各生产工序进行简介。
(1)配料
影响光学玻璃质量的因素很复杂,而原料的配制是主要的影响因素,必须严格加以控制。配料称量时,极小的误差都会引起折射率及性质的改变,配方称量采用万分之一精度的磅量称进行称量,原料按配方称量后,在混料机中混合均匀后装袋。
熔炼
熔炼包括熔化、澄清、调整匀化、分配四个工步。
熔化。用电、煤气或天然气加热池炉,使原料熔化为黏液态。
澄清。原料熔化后产生大量气泡,必须进行脱泡处理,气泡上升速度与玻璃液黏度成反比,而黏度与温度成反比,所以,提高温度使黏度下降来加快脱泡。
调整、匀化。调整是指降温来增高玻璃液黏度,使其满足成型要求的黏度。匀化是指把澄清池中温度高而黏度小且料质不均匀的玻璃液在调整匀化池中充分搅拌,使其料质均匀并达到光学质量的要求。在调整均化池中是一边降温,一边不停搅拌。
玻璃黏液分配。玻璃液由钳金供料管精确控制温度,以调节玻璃黏液的黏度及流量,流出后用特种钢的剪刀切成要求重量的料滴。
自动压型
具有合适黏度及质量要求的玻璃液料滴,注入模具型腔内,经自动压型机压制成镜片毛坯。
退火
镜片毛坏从装置取出使其脱离模具再进入网带退火炉,镜片毛坯重新被加温到退火温度,保持一段时间,然后按照控制的速度降温以消除镜片的内应力。
检测入库
镜片毛坯退火消除内应力后,进行各项光学、物理特性及外观质量的检测,剔除不合格产品。检测的主要项目有:折射率、阿贝数、内应力、条纹、气泡、直径、曲率、中心厚、边缘厚等。
光学玻璃眼镜片的连熔成型工艺,工序少,自动化程度高,成品率达80%以上,是目前世界上所采用的先进工艺。
光学玻璃镜片的冷加工
眼镜片冷加工生产工艺流程为:镜片毛坯―粗磨(铳削)-精磨?拋光-检测入库。以下对各生产工序进行简介。
毛坯
在批量生产中,采用型料毛坯进行加工,以减少研磨工作量,一般毛坯凸面镜度与加工镜度相近,毛坯凹面镜度小于加工镜度。
粗磨(铳削)
国内外先进的粗加工采用铳磨机床进行单片磨削。其磨削原理为:金刚石磨轮轴线与镜片工作轴轴线成一夹角,相交于原点,各自绕轴线旋转,两个运动结合在一起,就铳磨出镜片所需的球面的曲率半径。球面屈光度的变化,只要调整夹角即可。
(3) 精磨、抛光
精磨与抛光采用同一种设备,只不过磨料不同。精磨采用金刚石丸片,抛光采用聚氨酯、氧化钵抛光片。
精磨与抛光时采用专用模具,凸模加工镜片凹表面,凹模加工镜片凸表面,模具表面曲率与加工镜片曲率基本相同。
(4) 散光镜片的研磨
眼镜散光镜片加工成环曲面镜片,在镜片的两个主子午线上屈光度不同且互相垂直。通常研磨球面镜片的设备不能用来生产环曲面镜片,而生产环曲面镜片的设备可用来加工球面镜片。因为任何球面镜片都可看做为柱镜度为零的散光镜片。
目前国内外对散光的加工都采用内散加工取代外散加工,其中原因是内散镜片外表面是球面,曲率一致,装配后美观,而对带有柱镜度的双光,三光,渐进多焦镜片,由于下加光都在凸表面,所以环曲面放在凹面最合适。
1) 环曲面铳磨原理。环曲面镜曲率半径小(屈光度高)子午线由砂轮偏转一定角度削磨削成;曲率半径大(屈光度低)子午线由砂轮随拖板作圆弧摆动而磨削成。铳磨的曲率半径大小是调整砂轮端面到摆动中心的距离所决定。
环曲面加工时,镜片在工件轴上旋转,砂轮在自身轴转动的同时又随拖板作圆弧摆动,以此磨削产生环曲面。
2) 环曲面精磨与抛光。环曲面精磨与抛光采用的模具也是环曲面,研磨时,运动轨迹沿两个主子午线方向滑动与镜片环曲面接触,进行精磨与抛光。
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