一种非球面玻璃模具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种非球面玻璃模具的制作方法，包括以下步骤：设计并确定相应地散光非球面模具的表面参数，设计并确定非球面托盘2的表面参数和软化前散光玻璃毛坯的表面参数，冷加工工艺制作散光毛坯，将散光玻璃毛坯置于非球面托盘上，阶梯性升温到相应的软化温度，真空保温，然后阶梯性降温至室温，将与非球面托盘接触的面加工为球面，最终获得凸面为散光非球面，凹面为球面的散光内非球面树脂眼镜片用模具。本发明的有益效果是：节约的成本，大大降低了加工难度，模具的一致性高，局部误差良好，表面高频误差低。
【专利说明】一种非球面玻璃模具的制作方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非球面玻璃模具的制作方法，用于散光内非球面树脂眼镜片。
【背景技术】
[0002]散光内非技术，国际上称为ATORIC技术，即光学上所谓的超环面，就是在镜片带散光的内表面针对球光和柱光两个方向进行不同的非球面设计，并同时控制中间过渡地带的光学性能，从而达到对同一镜片上的不同光度区域的光学性能进行分别优化的效果，此一效果将明显扩大散光镜片视觉清晰区域，尤其是对于散光度数超过1.0OD的镜片。
[0003]国际上，通用的做法是，采用自由曲面超精密加工技术，包括:扫描机械加工技术(RG/RM)、快速刀具伺服技术(FTS)以及慢速托板伺服技术(S3)等。显然，此类加工设备价格高昂，并且基本上为国外制造垄断，从而导致了双非球面镜片或者单内非球面镜片居高不下的市场价格，不利于产品推广和占领市场。
[0004]现有技术中，常见的散光内非球面树脂眼镜片用模具制作方法包括采用计算机控制的高精度切削技术、磨削技术以及超精密抛光(研磨)技术。超精密抛光是加工速度极慢的一种加工方法，当零件的表面粗糙度要求很高时，如果采用强制进给的方法进行切削或进行磨削时，其形状精度将直接受到机床进给定位精度的影响，而超精密抛光则可以获得优于0.01ym的加工精度。
[0005]用单点控制除去厚 度的抛光方法能够制造高精度的散光内非球面树脂眼镜片用模具，和一般的散光球面树脂眼镜片用模具加工方法相比，这种加工方法费事费力，并且用这种方法制作散光内非球面树脂眼镜片用模具，制作出来的散光内非球面树脂眼镜片用模具表面的高频误差比散光球面树脂眼镜片用模具的表面高频误差要厉害的多。
[0006]玻璃的模压成形是代替切削、磨削、研磨加工透镜、棱镜的最佳的小型元件大批量生产方法。模压成形技术是将模具内的温度控制在冲压的玻璃转移温度以下软化温度以上，在模具内，进入有流动性的玻璃，加压成形，并保持这种状态20秒以上，直到成形了的玻璃温度分布均匀，由此获得与模具精度相近的散光内非球面树脂眼镜片用模具。
[0007]然而，这种模压成形方法，获得的散光内非树脂眼镜片用模具的表面是与模具接触的，因此需要高精度的非球面抛光，从而在进行模具加工时十分困难而费时。
[0008]因此，急需一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种加工工艺条件要求较低、能够获得极高的表面光洁度的非球面玻璃模具的制作方法。
[0010]本发明采用的技术方案是:
一种非球面玻璃模具的制作方法，包括以下步骤:
(I)根据需制备的散光内非球面树脂眼镜片的光学要求，设计并确定相应地散光非球面模具的表面参数；(2)玻璃元件在其自身重力作用下，与非球面托盘紧密贴合，设计并确定非球面托盘的表面参数和软化前散光玻璃毛坯的表面参数；
(3)利用数控车床车制非球面托盘，冷加工工艺制作散光毛坯；
(4)将散光玻璃毛坯置于非球面托盘上，阶梯性升温到相应的软化温度，真空保温，然后阶梯性降温至室温；
(5)将与非球面托盘接触的面加工为球面，最终获得凸面为散光非球面，凹面为球面的散光内非球面树脂眼镜片用模具。
[0011]所述步骤(3)中非球面托盘为凸面非球面设计，并开直径为0.5^2mm的贯穿前后表面的小孔，数量为6~18个。
[0012]所述步骤(4)中真空软化时，真空度为-0.095~-0.098 MPa，真空时间为5~10分钟，保温10~40分钟，软化温度为650-700°C。
[0013]所述非球面托盘采用陶瓷材料制成。
[0014]本发明的有益效果是:节约的成本，大大降低了加工难度，模具的一致性高，局部误差良好，表面闻 频误差低。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0016]图1为本发明变形前散光毛坯子午方向的侧视图。
[0017]图2为本发明变形前散光毛坯垂直方向的侧视图。
[0018]图3为本发明变形后散光毛坯子午方向的侧视图。
[0019]图4为本发明变形后散光毛坯垂直方向的侧视图。
[0020]其中:1、散光毛坯，2、非球面托盘。
【具体实施方式】
[0021]如图1-4所示，本发明的一种非球面玻璃模具的制作方法，包括以下步骤:
(1)先设定一组散光毛坯库，根据需制备的散光内非树脂眼镜片用模具的参数，在力求热成型过程中毛坯变化量最小的基础上，利用玻璃元件变化前后体积相等的原理获得理想的散光毛坯I的面型数据以及非球面托盘2的面型数据，据此在散光毛坯库中选择最接近的散光毛坯1，然后进行回代计算，得到实际采用的非球面托盘2的面型数据；
(2)基于玻璃在一定条件下处于软化状态，玻璃元件在其自身重力作用下，与非球面托盘2紧密贴合，设计并确定非球面托盘2的表面参数和软化前散光玻璃毛坯的表面参数；
(3)采用常规球面工艺制作散光毛坯I，利用数控车床车制非球面托盘2，非球面托盘2为凸面非球面设计，并开直径为1mm的贯穿前后表面的小孔，数量为10个，冷加工工艺制作散光毛坯I ;
(4)将散光玻璃毛坯置于非球面托盘2上，阶梯性升温到相应的软化温度，真空保温，真空度为-0.097MPa，真空时间为6分钟，保温30分钟，软化温度为680°C，然后阶梯性降
温至室温；
(5)将与非球面托盘2接触的面加工为球面，最终获得凸面为散光非球面，凹面为球面的散光内非球面树脂眼镜片用模具。[0022]上述非球面托盘2采用陶瓷材料制成，对于非球面托盘2，原则上应选用透气性好、热变形小、热性能稳定、不易风化的耐火材料，一般情况下以采用耐高温抗风化的陶瓷材料为宜。
[0023]该技术方案的散光内非球面树脂眼镜片用模具为弯月型散光内非球面树脂眼镜片用模具。其凸面为非球面，其非球面描述方程为
【权利要求】
1.一种非球面玻璃模具的制作方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)根据需制备的散光内非球面树脂眼镜片的光学要求，设计并确定相应地散光非球面模具的表面参数； (2)玻璃元件在其自身重力作用下，与非球面托盘紧密贴合，设计并确定非球面托盘的表面参数和软化前散光玻璃毛坯的表面参数； (3)利用数控车床车制非球面托盘，冷加工工艺制作散光毛坯； (4)将散光玻璃毛坯置于非球面托盘上，阶梯性升温到相应的软化温度，真空保温，然后阶梯性降温至室温； (5)将与非球面托盘接触的面加工为球面，最终获得凸面为散光非球面，凹面为球面的散光内非球面树脂眼镜片用模具。
2.根据权利要求1所述的一种非球面玻璃模具的制作方法，其特征在于:所述步骤(3)中非球面托盘为凸面非球面设计，并开直径为0.5^2mm的贯穿前后表面的小孔，数量为6~18个。
3.根据权利要求1所述的一种非球面玻璃模具的制作方法，其特征在于:所述步骤(4)中真空软化时，真空度为-0.095~-0.098 MPa，真空时间为5~10分钟，保温10~40分钟，软化温度为650-700°C。
4.根据权利要求1所述的一种非球面玻璃模具的制作方法，其特征在于:所述非球面托盘采用陶瓷材料制成。
【文档编号】B29C33/38GK104015276SQ201410224086
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】贺建友, 樊红彬, 鲁锦伟 申请人:江苏康耐特光学有限公司