冷却间隙对小口径双非球面硫系玻璃镜片模压成型质量的影响

简介

为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造,通过仿真与实验,对镜片模压成型冷却阶段的冷却间隙进行了研究,揭示了其对镜片成型质量的影响规律。首先,对硫系玻璃模压成型的高温粘弹性力学模型、结构松弛模型以及界面热传递模型进行了分析,并将其应用于仿真研究;其次,对目标镜片进行了模压成型仿真,探讨了冷却间隙条件对镜片内部温度、应力分布以及轮廓偏移量的影响;最后,进行了与仿真研究相对应的模压成型实验,分析了冷却间隙条件对成型镜片表面形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量的影响,并将仿真与实验结果进行了对比研究,以验证仿真模型和结果的有效性。仿真分析结果表明冷却间隙为0.1mm时,镜片冷却后应力最小,为3.897MPa;成型镜片非球面ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为1.054μm和0.858μm。实验结果表明冷却间隙为0.1mm时,模压得到的成型镜片表面质量最好,ASP1和ASP2的PV值分别为170.8nm和223.6nm,Ra值分别为22.7nm和24.9nm,轮廓偏移量最大值分别为0.896μm和0.738μm。因此,可确定最小冷却间隙为0.1mm。仿真与实验结果具有较好的一致性,冷却间隙对小口径双非球面硫系玻璃镜片的成型质量有一定的影响,确定最小冷却间隙可有效提高成型镜片的表面质量。