球型石英玻璃棒加工工艺研究.pdf

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1、建筑玻璃与工业玻璃球型石英玻璃棒加工工艺研究Themethodforproducingspherequartzrod孔敏李怀阳(中国建筑材料科学研究总院，北京100024)摘要：本文通过采用特种工艺，研制了球型石英玻璃棒，满足了光纤制造企业用户需求，完全替代了进口。关键词：石英玻璃棒；球型；光纤制造Abstract：Inthisarticle,usedspecialhandicraftproductstomanufacturespherequartzrod,satisfiesusersrequir

2、ementofopticalfibermanufacturingcompanies,completelyreplacetheimported.Keywords：quartzglassrod；sphere；fibermanufacturing中图分类号：TQ171文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)05-0039-021前言3球型石英玻璃棒加工工艺随着光纤到户和3G/4G网络的发展，对光纤的需求量大幅增长，相应的与之生产配套的材料也同幅增加。石本研究采用自主创新的热工机床挤球工艺制

3、备毛坯棒英玻璃棒是VAD和OVD光纤棒制造工艺配套使用的一种的技术方案，突破了球型石英棒的毛坯制备、一次磨削成消耗性材料。由于各个光纤制造厂家工艺设备的不同，与型、主动加压、高效退火及精密测量等关键技术，研制产之配套石英玻璃棒的形状结构、规格也不同，其中球型石品性能指标已达到了国际一流水平，目前已实现了规模化英玻璃棒在异型棒材中占有很大的比重。生产。球型石英玻璃棒生产过程中，主要通过局部加热“挤2球型石英玻璃棒的加工难点球”工序得到球型毛坯棒，减少原材料的消耗；靠模车床工序保证其尺寸的精度和球体的

4、同心度；主动加压技术提球型石英玻璃棒的生产存在以下困难：高得料率；熔拉、火抛和退火工艺保证其结构强度。其中首先，石英玻璃软化温度和熔化温度极高(1730℃以熔拉、局部加热“挤球”、靠模车床精加工、火抛、退火、上)，高温粘度极大，因此传统的浇注、模具成型方法无检测工序均已授权专利，具有自主知识产权。法实现异型石英玻璃棒毛坯成型。3.1球型石英棒毛坯的制备技术其次，采用足够尺寸的石英玻璃棒磨削加工，这种工对球型石英棒的加工，国内外通常采用足够尺寸的棒艺造成了原材料的巨大浪费，也为后续加工带来极大的工通

5、过各种复杂的后续加工生产球型石英棒毛坯，其原材料作量。浪费，加工量巨大。本研究采用热工机床对原料石英棒的第三，利用加工球型和磨削直棒的两种设备完成，中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进[1]两道工序的对接部位存在加工缺陷，而且球体部分与行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒。此工艺具有以下三个棒的中心轴存在偏心问题。比如加工如下球形石英玻优点：第一，可以得到凸球型、凹球型、椭圆型、马鞍型璃棒，棒的长度为300mm、直径为36mm、中间的球等多种形状的毛坯棒；第二，节约了原材料；第三，减少径为5

6、7.6mm。现有技术中的加工方法为：用直径大了后期的加工量，提高了生产效率，降低了生产成本。于60mm(通常用60-62mm的棒)、长度320mm的石3.2一次磨削成型技术英棒在磨床上直接车、磨球型以外的直棒部分；用材料球型石英棒包括球体和直棒两个部分，通常利用专用2233.14×6.1cm×32cm×2.2g/cm×1/4=2056g，每支耗的加工球型的模具在机床上加工球型部分，在另一台机床材约2Kg，材料成本约700元/支、车磨直棒到36mm上加工直棒部分。因在不同的加工设备上完成，因此两道的

7、加工时间约为2.5小时，每天每台磨床加工数量约为3工序的对接部位存在加工缺陷，另外球体部分与棒的中心[2]支。用专用的加工球形的磨具在机床上加工球形部分。每轴存在偏心问题。本研究采用自主研发的靠模车床，针台机床每天可加工12支。以上加工成本合计约300元，对成品棒的形状确定靠模导轨的形状，利用一台靠模车床合计总成本约：1000元/支。加工精度方面，因在不同可以直接将带凸球的毛坯棒磨削成成品棒。此工艺具有以加工设备上完成，因此上述两道工序的对接部位存在加工下优点：球体与直棒的加工在同一台设备上完成，

8、简化了缺陷；另外球体部分与棒的中心轴存在偏心问题。加工工序，提高了生产效率；解决了连接部分的加工缺陷本研究的目的是提供一种节约原材料、加工过程简单、和球体同心度问题。能避免机加工缺陷、加工尺寸精确及生产效率高的球型石3.3主动加压技术英棒的生产方法。传统中频炉熔拉石英玻璃棒工艺中，随着熔拉过程的建筑材料科学技术奖二等奖项目：球型石英玻璃棒的生产方法39建筑玻璃与工业玻璃进行，炉内自重降低，这些粘滞的石英玻璃流动性极差，产品(见表1、表2、表3及图1)，成本低于同类产品，在进一步拉制