微小非球面玻璃透镜超精密模压成型数值模拟-光子学报.PDF

第 卷第 期 光 子 学 报 ３９ １１ 　 　 　 Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１１ 年 月 　　　　　　　　　　　　 ２０１０ １１ ＡＣＴＡＰＨＯＴＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１０ 文章编号： （ ） １００４４２１３２０１０１１２０２０５ 微小非球面玻璃透镜超精密模压成型数值模拟 尹韶辉，王玉方，朱科军，霍建杰，陈逢军，余剑武，王宇 （湖南大学 国家高效磨削工程技术中心 微纳制造研究所，长沙 ４１００８２） 摘 要：利用非线性有限元软件 ＭＳＣ．Ｍａｒｃ，建立了微小非球面玻璃透镜超精密模压的有限元模 　 型，并进行了微小非球面玻璃透镜模压数值模拟分析 通过对比模拟出的不同加工参量下的成型透 ． 镜和模具的残余应力分布结果，得出最优的超精密模压成型的模压速率和模压温度范围，并解释了 模压速率和模压温度影响微小非球面玻璃透镜成型质量的原因 模拟可以对实际的大批量生产微 ． 小非球面玻璃透镜提供有力的帮助． 关键词：玻璃模压成型；微小非球面玻璃透镜；广义麦克斯韦模型；有限元分析 中图分类号： 文献标识码： ： ／ ＴＨ１６４ Ａ 犱狅犻１０．３７８８ ｚｘ２０２０ 　　　　　 　　　　 ｇ ０ 引言 力和模压之后的应力、应变的分布情况，也对提高模 　 具的使用寿命有一定的帮助． 随着市场对低成本、高准确度的微小非球面光 １ 模压成型加工方法 学玻璃透镜需求量的急剧增长，传统的加工方法已 　 经不能适应市场的需要 采用模压成型的方法大批 ． １．１ 模压成型的基本过程 　 量生产微小非球面玻璃透镜是一种发展前景广阔的 典型的非球面光学玻璃透镜的模型成型过程可 ［］ １ 制造方法 与传统的加工方法相比，能大幅度的降 ． 以分为：加热、加压、退火、冷却并脱模四个过程（如 低生产成本，特别适合大批量生产 采用玻璃模压成 ． 图 ）首先，通过模压成型机（如图 ）上的红外线加 １． ２ 型工艺与传统的去除材料的透镜加工工艺相比，大 热装置，将玻璃毛坯和模具一起加热到玻璃的模压 大提高了加工质量的稳定性，降低了生产成本 但 ． 温度，紧接着模压成型机的上下模具合模，加热后的 是，将这项技术应用于大规模玻璃透镜模压成型的 玻璃毛坯被压缩并复制了模具模腔的形状，然后保 生产仍有很多技术方面的困难 目前还没有完全掌