非球面玻璃透镜两步热压成型方法研究

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1、学校代码10530学号201510161709分类号TG37密级公开硕士学位论文非球面玻璃透镜两步热压成型方法研究学位申请人欧阳波指导教师朱科军学院名称机械工程学院学科专业工程硕士（机械工程领域）研究方向制造工艺及装备二零一八年六月StudyonTwo-stepCompressionMoldingofAsphericalGlassLensCandidateOuyangBoSupervisorZhuKejunCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringDegreeMast

2、erofEngineeringSpecializationManufacturingtechnologyequipmentUniversityXiangtanUniversityDateJune.2018湘潭大学硕士学位论文摘要非球面玻璃透镜能够显著提高光学系统的成像质量，并且使光学系统结构简单化、轻便化，因此备受青睐。对比传统的非球面透镜加工方法，玻璃透镜热压成型技术具有净成型、高质量、低成本及大批量生产等优势。本文主要针对非球面玻璃透镜的成型精度问题，对非球面玻璃透镜两步热压成型方法进行研究，以提高透镜成品的轮廓精度。主要研究工作如下：1、在非球面

3、设计基础上，运用Matlab中的圆拟合函数，获取了最佳接近球面，从而在MSC.Marc软件中建立了非球面玻璃透镜两步热压成型过程的数值仿真模型，并对非球面玻璃透镜两步热压成型过程进行了数值仿真分析。2、针对非球面两步热压成型方法的精确热压成型过程，利用数值仿真手段，分别对热压温度、热压速率、摩擦系数、退火速率和退火保持压力这5个主要热压成型参数进行单因素分析，研究它们数对透镜表面轮廓偏差的影响。结果显示，当热压温度、摩擦系数、退火速率及退火保持压力增大时，非球面玻璃透镜的轮廓偏差减小。当热压速率增大时，非球面轮廓偏差增大。3、分别对非球面透镜直接热压成

4、型及两步热压成型过程进行数值仿真，对比分析结果，采用直接热压成型法模拟所获取的非球面透镜最大轮廓偏差为1.52μm，采用两步热压成型法模拟所获取的非球面透镜最大轮廓偏差为0.83μm，且运用两步热压成型法所得透镜轮廓偏差整体小于直接热压成型法，因此从仿真分析结果来看，采用两步热压成型方法有利于减小成型透镜的表面轮廓偏差，提高成型透镜轮廓精度。4、开展了单面非球面透镜热压成型试验，分析试验结果，采用两步热压成型法加工所得最佳非球面透镜的PV值为0.4385μm，采用直接热压成型法加工所得最佳非球面透镜的PV值为1.5826μm，非球面玻璃透镜的PV值下降

5、了1.1441μm，从热压成型试验结果来看，采用两步热压成型方法可有效提高成型透镜的轮廓精度，对实际生产有一定的指导意义；并且非球面玻璃透镜热压成型过程仿真分析结果与试验所得结果较为一致，说明运用数值仿真分析方法，能够有效预测非球面玻璃透镜的表面轮廓偏差。关键词：非球面透镜；两步热压成型；表面精度；轮廓偏差；热压成型试验I湘潭大学硕士学位论文AbstractTheasphericalglasslensisgreatlyfavoredbecauseitcansignificantlyimprovetheimagingqualityoftheoptical

6、systemandmaketheopticalsystemsimplerandlighterinstructure.Comparingwiththepastasphericlensprocessingmethods,theglasscompressionmoldingtechnologyhastheadvantagesofnetprocessing,highquality,lowcostandmassproduction.Thisarticlemainlyfocusesontheformingprecisionofasphericalglasslens

7、,andstudiesthetwo-stepcompressionmoldingmethodofasphericalglasslenstoimprovethesurfaceprecisionofthemoldedlens.Themainresearchworkisasfollows:1.Onthebasisofthedesignedasphericsurface,usingthecirclefittingfunctioninMatlab,thebestapproximationsphericalsurfacewasobtained,andanumeri

8、calsimulationmodelofatwo-stepcompressionmolding