精密玻璃透鏡熱壓成型爐結(jié)構(gòu)及溫度曲線設(shè)計(jì).pdf

1、精密玻璃透鏡在光學(xué)成像方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，傳統(tǒng)玻璃透鏡加工采用的多次磨削切削的方法工序繁多效率低下，尤其在加工非球面鏡時(shí)加工成本非常昂貴。而精密玻璃透鏡熱壓成型工藝不僅加工工序只需要一次模壓成型，更容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，而且模壓表面的精度和形狀均由模具型面來(lái)控制，可以實(shí)現(xiàn)各種型面玻璃透鏡的加工。
　　本文的研究目標(biāo)是研制一臺(tái)供精密玻璃透鏡熱壓用的加熱爐，要求中心溫度達(dá)600℃左右，保溫精度在±1℃。
　

2、　研究中，首先在對(duì)各類(lèi)材料、結(jié)構(gòu)及相關(guān)研究的充分調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，對(duì)玻璃熱壓成型爐進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中采用了有限元仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)，從眾多加熱方式中選擇近紅外石英加熱管作為加熱方式;在熱壓爐結(jié)構(gòu)方面，為使熱壓爐體積盡可能緊湊，且真空室內(nèi)結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，將加熱器及絕熱結(jié)構(gòu)全部放置在真空室之外，而使用一個(gè)近紅外透過(guò)性良好的石英罩作為真空腔體;在絕熱策略方面，提出多層輻射屏和爐壁嵌入絕熱材料結(jié)合的方法，對(duì)輻射屏數(shù)量及絕熱材料的材質(zhì)、厚度，加熱管

3、表面處理等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的仿真，最后，選定一層不銹鋼輻射屏、內(nèi)壁嵌入20mm厚硅質(zhì)氣凝膠材料和紅外管外圈鍍白180°相結(jié)合的絕熱策略。
　　在此基礎(chǔ)上，對(duì)熱壓爐加熱功率需求進(jìn)行了仿真分析，獲得其與爐內(nèi)特征位置溫度的性能關(guān)系，最終決定使用3kW作為熱壓爐的實(shí)際加熱功率。
　　之后對(duì)相關(guān)的熱壓爐各類(lèi)參數(shù)（真空室內(nèi)模具及模具座選材，熱壓爐內(nèi)壁氧化影響等）進(jìn)行優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)，得到了熱壓爐的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。
　　在該方案下，對(duì)從升溫，