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随着军工业和检测业的迅猛发展,红外硫系玻璃非球面透镜的应用日益广泛。模压成形工艺(GMP)能快速生产大批量红外非球面透镜,得到世人的青睐。本文采用有限元仿真和模压实验结合的方式,研究模压工艺参数对透镜表面的影响,并对玻璃表面缺陷进行研究,针对减少玻璃表面缺陷提出几种具有可行性的优化技术方法。 针对多工位模压实验设备工作站的实际情况,对硫系玻璃采用五单元粘弹性模型,对玻璃预热、压造、退火、冷却四个工艺过程进行温度、应力、应变、接触状态的模拟分析。数值模拟仿真发现:边缘应力大,偏移量大;上表面轮廓的光滑程度和轮廓精确度不如下表面;随着温度升高,应力减小;冷却阶段中局部尖点一直保持接触;曲率的不合理会导致气泡缺陷的产生等。 采用仿真得到的优良工艺参数指导模压实验的进行,结果表明:上表面容易产生气泡、凹坑缺陷,边缘应力大易破;上表面的轮廓偏移量大于下表面,下表面模压质量更佳,与仿真结果一致;局部尖点位置容易产生瑕疵,结合仿真分析,与尖点位置一直接触有关等。 针对模压后硫系玻璃质量进行表面缺陷研究,提出了改善缺陷的优化方法:深入研究模具材料和多层镀膜技术,提高玻璃表面质量;研究开发垂直开模技术,保证开模时玻璃和模具的同轴度、垂直度;曲面曲率的优化设计,能有效减少气泡,避免瑕疵等。对玻璃多角度、全方位、深层次研究一定能提高玻璃表面质量,满足更高使用要求。