一种用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置的制作方法

本发明涉及精密模压成型技术领域，尤其涉及一种用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置。

背景技术：

传统的玻璃透镜加工方法主要包括初加工、精加工、研磨抛光三个步骤，目前采用比较成熟的数控机床磨削和磁流变抛光技术加工出高精度的玻璃透镜，但该方法存在加工周期长、成本高的问题。随着玻璃透镜模压成形技术的发展，这些问题得到了很好的解决。目前玻璃模压成型技术中使用的加热方法主要有模具直接加热法及红外加热法两种。模具直接加热法需要先将模具加热，然后通过热传导将热量传递给玻璃坯料，加热、散热时间长，且对于复杂元件加热不均匀。红外加热法加热装置体积较大且固定，对于不同尺寸的元件适应性较差，能量利用率低，结构复杂，红外加热灯易损坏，设备使用寿命短。在玻璃透镜模压过程中，这两种加热方法均存在一定的不足之处。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置，用以克服目前的玻璃透镜模压成型加热方法存在的一些不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置，利用微波辐射至模具套筒，套筒外壁的吸波发热涂层将微波能量转化为热量加热玻璃坯料，加热部分结构简单，将套筒整个表面作为热源，热源面积较大，热转换和传递效率高，加热过程中的能量损耗少，加热均匀，使玻璃坯料受热均匀，温升快，有利于改善模压过程中玻璃坯料的性能，从而获得高质量的玻璃透镜，对于不同尺寸坯料适应性强。

所述用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置包括加热部分和加压部分。加热部分主要由上隔热板、保温腔、上模、套筒、下模、下隔热板、上密封圈、外罩、导波管、微波磁控管、测温热电偶、下密封圈组成；加压部分由上模架、玻璃坯料、下模架、导套、导柱组成。

所述加热部分使用微波磁控管产生微波，由导波管将单方向微波转换为围绕保温腔的环形微波，保温腔材料为微波透射材料，并具有良好的保温性能，优选的，选用石棉材料。微波穿过保温腔辐射至套筒。套筒外壁涂有吸波发热涂层，优选的，选用CuO粉与高温胶混合涂层，将微波能量转换成热量对玻璃坯料进行加热。微波磁控管与导波管均位于外罩中，可防止微波泄漏。在保温腔内部，上模和下模共同完成玻璃透镜的模压，套筒保证上模与下模准确定位。保温腔侧壁开有孔，可安装测温热电偶。测温热电偶测量套筒外壁温度并反馈给控制器。控制器通过调节微波磁控管产生的微波功率进而调节套筒内模压温度。在所述上模上端及下模下端分别有上隔热板与下隔热板，防止上模与下模受热产生的热量向外传递。上隔热板上开有两个平行贯通的冷却孔，在下隔热板上开有与上隔热板冷却孔相垂直的两个平行贯通的冷却孔，冷却孔端部设有螺纹，可以连接管件接头，用以通入流动的冷却水为上隔热板与下隔热板降温。上隔热板上开有排气孔，下隔热板上开有进气孔，进气孔与排气孔端部设有螺纹，可以连接电磁气阀，将保温腔内部与外界联通，通过气阀通入及排出惰性气体，为玻璃元件模压时提供惰性保护，以改善模压过程中玻璃元件的性能。所述套筒壁上开有气孔，其作用为使惰性气体进入套筒内以及排出合模时套筒内的气体。所述上隔热板与下隔热板上均设有凹槽，凹槽内有密封圈，保温腔嵌入凹槽中。上隔热板、保温腔、下隔热板三者形成封闭空间，防止内部热量发散及惰性气体泄漏。

所述加压部分中，四个导柱分别安装在四个导套内，上模架通过四组导柱和导套与下模架相连,下模架安装在压力机上。上隔热板安装在上模架上，下隔热板安装在下模架上。压力机通过对上模架向下加压，使上模架向下移动带动上隔热板与上模向下运动，而下模架、下隔热板与下模均固定不动，从而产生合模压力，将坯料压制成所需形状。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

(1)本发明使用微波作为热源进行加热，简化了加热装置的结构，将套筒整个表面作为传热介质，传热面积较大，热转换和传递效率高，加热过程中的能量损耗少，缩短了加热所需时间，提高了本装置的生产效率。

(2)本发明使用套筒吸收微波能量转化为热量后进行加热，使玻璃坯料受热均匀，由于玻璃坯料几乎与套筒接触，加热距离短，对模压温度及温升的控制更加准确，改善了玻璃坯料在模压过程中的性能，提高了玻璃透镜生产质量的一致性和稳定性。

(3)本发明针对不同尺寸的坯料只需设计不同尺寸的套筒即可使用，提高了能量利用率，装置的适用性强。微波加热属非接触性加热，安全性好，且制造成本低，使用寿命长，不存在传统发热元件容易发生的损坏失效问题。

附图说明

图1为本发明一种用于玻璃透镜生产的微波加热精密模压成型装置的结构示意图，图2为本发明的整体轴测图，图3为套筒的结构示意图。图中所示，1.上模架，2.上隔热板，2.1.冷却孔，2.2.排气孔，3.保温腔，4.上模，5.玻璃坯料，6.套筒，6.1.吸波发热涂层，6.2.气孔，7.下模，8.下隔热板，8.1.进气孔，8.2.冷却孔，9.下模架，10.上密封圈，11.外罩，12.导波管，13.微波磁控管，14.测温热电偶，15.下密封圈，16.导套，17.导柱。

具体实施方式

结合附图和具体的实施方式对本发明做具体说明。

如图1所示，在进行模压加工时，将本装置除上模4、玻璃坯料5、套筒6、下模7之外的部件安装于压力机上，启动压力机，带动上模架1及上隔热板2上移一段位移后停止。将玻璃坯料5放至下模7上，将套筒6安装在下模7外，将上模4安装在套筒6内，上模4、玻璃坯料5、套筒6、下模7共同构成模压模具。将模压模具安装到下隔热板8上。启动压力机，带动上模架1及上隔热板2下移至上模4顶部0.5-1mm处停止。向下隔热板8上的进气孔8.1中通入惰性气体，由上隔热板2上的排气孔2.2排出保温腔3内部原有空气，形成惰性气体保护。在冷却孔2.1与8.2中通入流动的冷却水，完成冷却准备工作。启动微波磁控管13产生微波，微波穿过保温腔3辐射至套筒6。套筒6外壁涂有吸波发热涂层6.1，将微波能量转换成热量对玻璃坯料5进行加热。当玻璃坯料5达到玻璃软化温度Tg以上的模压温度时，测温热电偶14将温度信号传输至控制器，控制器实时控制微波磁控管13发射微波功率以调节模压温度基本恒定在所需范围。

启动压力机，带动上模4继续向下运动与固定的下模7进行合模，将玻璃坯料5压制成模具所设计的形状。在冷却阶段，关闭微波磁控管13，使保温腔3内的温度逐渐下降，待冷却完成后，向上隔热板2上的排气孔2.2通入空气，由下隔热板8上的进气孔8.1中排出惰性气体。当上隔热板2与下隔热板8恢复室温后停止向冷却孔2.1与8.2中通入冷却水，启动压力机带动上模架1与上模4向上运动，完成脱模过程。取出模压模具，即可得到成型的玻璃透镜。

如图2所示，四组导套16与导柱17在模压过程中起定向及支撑作用。

如图3所示，套筒6外壁涂有吸波发热涂层6.1，优选的，选用CuO粉与高温胶混合涂层，将微波能量转换成热量；套筒6壁开有气孔6.2，其作用为使惰性气体进入套筒6内以及排出合模时套筒6内的气体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。