CN100554196C - 玻璃成型模具 - Google Patents

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Abstract

本技术方案提供一种用于模压玻璃产品的玻璃成型模具，其包括：一上模仁；一下模仁；一位于所述上模仁及下模仁之间的定位圈；以及一用于安装所述上模仁、下模仁及定位圈的外部模套；其中，所述定位圈侧壁设有多个通孔，且所述外部模套侧壁设有多个通孔与所述定位圈侧壁的通孔相通，所述定位圈包括一倒锥台形第一部分以及一与下模仁配合定位的第二部分，所述倒锥台形第一部分的两个径向横截面上分别设有多个通孔。

Description

玻璃成型模具
【技术领域】
本发明涉及一种模具，尤其涉及一种玻璃成型模具。
【背景技术】
玻璃产品的模压成型制程，特别是制造光学玻璃产品，如非球面玻璃透镜、球透镜、棱镜等，采用直接模压成型(DirectPress-molding)技术可直接生产光学玻璃产品，无需打磨、抛光等后续加工步骤，可大大提高生产效率及产量，且产品质量好。但直接模压成型法对于模具的化学稳定性、抗热冲击性能、机械强度、脱模性能等要求非常高。如美国专利第3,844,755号揭示一种成型装置及方法，采用玻璃状碳为材料的模具。但由于所述玻璃状碳材料结构强度较弱，压模过程中模具容易出现裂纹等现象，导致模具表面变形或表面光洁度下降而影响产品质量甚至模具报废。因此，模压成型技术的发展实际上主要取决于模具材料及模具结构的进步。对于模压成型的模具一般有以下要求：
a.于高温时，具有很好的刚性、耐机械冲击强度及足够的硬度；
b.于反复及快速加热冷却的热冲击下模具不产生裂纹及变形；
c.于高温时模具表面与光学玻璃不发生化学反应，不黏附玻璃；
d.不发生高温氧化；
e.加工性能好，易加工成高精度及高表面光洁度的型面；
f.成本低。
传统模具大多采用不锈钢或耐热合金作为模具材料，这种模具容易发生高温氧化，于反复热冲击作用下，会发生晶粒长大，从而模具表面变粗糙，黏结玻璃。
为解决上述问题，非金属及超硬合金被用于模具。据报导，碳化硅(SiC)，氮化硅(Si3N4)，碳化钛(TiC)，碳化钨(WC)及碳化钨-钴合金已经被用于制造模具。然而，上述各种碳化物陶瓷硬度非常高，很难加工成所需要的外形，特别是高精度非球面形。而超硬合金除难以加工之外，使用一段时间之后还可能发生高温氧化。
因此，以碳化物或超硬合金为模具基底，其表面形成有其它材料镀层或覆层的玻璃成型模具成为新的发展方向，典型的玻璃成型模具如美国专利第4,685,948号、第4,882,827号及第5,202,156号。
美国专利第4,685,948号揭示一种用于直接模压成型光学玻璃产品的玻璃成型模具。其采用高强度的超硬合金(Super-hard Alloy)、碳化物陶瓷或金属陶瓷(Cermet)作为模具基底，并于模具的模压面形成有铱(Ir)薄膜层，或Ir与铂(Pt)、铼(Re)、锇(Os)、铑(Rh)或钌(Ru)的合金薄膜层，或Ru薄膜层，或Ru与Pt、Re、Os、Rh的合金薄膜层。通过所述薄膜层可有效防止模具基底发生高温氧化。
美国专利第4,882,827号揭示一种玻璃成型装置，其通过溅射方式于模具基底上形成一层硬碳膜以解决高温氧化的问题，所述硬碳膜由微晶体及无定形的类金刚石及类石墨微粒组成。该硬碳膜不含氢原子，同构型很高，但是却有表面越光滑膜应力越大的趋势。由此导致模压过程中随着应力的释放，所述硬碳膜于模具基底抛光裂纹或残余抛光剂、晶界处等微小区域出现剥离现象。
美国专利第5,202,156号揭示一种制备用于光学玻璃产品的玻璃成型模具的方法。其采用高强度的超硬合金、碳化物陶瓷或金属陶瓷作为模具基底，并于模具的模压面形成一层类金刚石膜(DLC，Diamond Like Carbon)。卫中山、左敦稳于《航空精密制造技术》Vol.40，No.1，20-23(Feb.2004)，“类金刚石膜的制备及应用”一文中介绍了类金刚石膜的制备方法及应用。
上述玻璃成型模具于模具基底上形成的膜层使用时间较长后，可能出现被磨掉或出现开裂(Crack)、剥离、微裂纹(Microcrack)等情形，从而影响脱模性能，导致脱模时可能出现玻璃产品黏模等现象，无法用机械手顺利取出。
有鉴于此，提供一种易于脱模的玻璃成型模具实为必要。
【发明内容】
以下，将以若干实施例说明一种易于脱模，产品易于取出的玻璃成型模具。
为实现上述内容，提供一种玻璃成型模具，其包括：
一上模仁；
一下模仁；
一位于所述上模仁及下模仁之间的定位圈；及
一用于安装所述上模仁、下模仁及定位圈的外部模套；
其中，所述定位圈侧壁设有多个通孔，且所述外部模套侧壁设有多个通孔与所述定位圈侧壁的多个通孔相通，所述定位圈包括一倒锥台形第一部分以及一与下模仁配合定位的第二部分，所述倒锥台形第一部分不同高度位置分别设有多个通孔，所述定位圈包括一倒锥台形第一部分以及一与下模仁配合定位的第二部分，所述倒锥台形第一部分的两个径向横截面上分别设有多个通孔。
优选的，所述第一部分侧壁的通孔轴向沿水平方向设置。
优选的，所述第一部分位于下模仁的模压面所处的水平位置之上。
优选的，所述定位圈外壁设有一环形凹槽与所述第一部分侧壁的多个通孔相通。
优选的，所述第一部分侧壁的多个通孔于所述径向横截面上对称分布。
优选的，所述对称分布的通孔中，位于靠近下模仁的径向横截面上的通孔的孔径较大。
优选的，所述上模仁及下模仁的模压面为非球面。
与现有技术相比，本技术方案的玻璃成型模具于定位圈及外部模套设置气流通孔，具有结构简单、成本低、使用方便等优点，可有效解决模具开模时出现的玻璃产品黏模的问题。本技术方案还可进一步通过不同通孔调整成型玻璃产品于模具内的位置，解决玻璃产品无法取出的问题。
【附图说明】
图1为本技术方案玻璃成型模具的爆炸图。
图2为本技术方案玻璃成型模具的定位圈放大示意图。
图3为本技术方案玻璃成型模具的轴向剖视图。
图4为图3的局部放大示意图。
图5及图6为本技术方案玻璃成型模具的使用状态示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本技术方案作进一步的详细说明。
请一并参阅图1至图4，本技术方案提供一种用于模压光学玻璃产品的成型模具100，其包括：
一上模仁10；
一下模仁30；
一位于所述上模仁10及下模仁30之间的定位圈20；及
一用于安装所述上模仁10、定位圈20及下模仁30的外部模套50；
其中，所述定位圈20的侧壁设有多个通孔211、212，且所述外部模套50侧壁设有复数通孔51与所述通孔211、212相通。本实施例中通孔51、211及212均为四个。
所述定位圈20包括一侧壁设有多个通孔211、212的第一部分210以及一与下模仁30配合定位的第二部分220。本实施例中所述第一部分210的内壁213为倒锥台形；所述第二部分220为与下模仁30配合的圆筒形。
优选的，所述第一部分210侧壁的通孔211、212的轴向沿水平方向设置。
优选的，所述第一部分210位于下模仁30的模压面301的水平位置之上。
所述内壁213经所述通孔211、212与外部模套50侧壁的通孔51相通。本实施例中，所述定位圈20外壁设有一环形凹槽215，通孔211、212通过所述环形凹槽215与外部模套50侧壁的通孔51相通。所述通孔211、212与通孔51于其它实施例中也可采用直接连通或其通过他方式连通。
优选的，所述通孔211、212分别对称分布于所述第一部分210的两个径向横截面上，且位于靠近下模仁30的通孔212的孔径大于通孔211的孔径。
请一并参阅图5及图6，由于玻璃成型模具使用时间较长后，开模时可能出现玻璃产品黏附于模仁的情形，导致机械手无法取出玻璃产品。本技术方案提供的玻璃成型模具100开模过程中，若玻璃产品60黏附于成型面101，可于外部模套50的通孔51吹气，气流沿箭头方向经过环形凹槽215、及通孔211、212吹向玻璃产品60，使其落下。由于第一部分210的内壁213采用倒锥台形，若玻璃产品60吹落时未处于理想位置，仍可通过不同孔径的通孔211、212吹气进行调整，使玻璃产品60到达中央位置，方便机械手(图未示)取出。
为适应各种形状玻璃透镜的需要，本技术方案还可进一步于上模仁10及下模仁30的模压面101、301利用微细加工技术雕刻成预先设计的光学透镜曲面形状，如非球面。
当然，本技术方案不仅可用于模压光学玻璃产品的模具，也可应用于其它不同形状、不同用途的模压产品的模具。
本技术方案提供的玻璃成型模具于定位圈及外部模套设置气流通孔，可有效解决模具开模时出现的玻璃产品黏模的问题；本技术方案还可进一步通过不同通孔调整成型玻璃产品于模具内的位置，解决玻璃产品无法取出的问题，从而有效改善脱模性能。综上所述，本技术方案的玻璃成型模具具有结构简单、成本低、易脱模、使用方便等优点。

Claims (7)

1.一种玻璃成型模具，其包括：一上模仁；一下模仁；一位于所述上模仁及下模仁之间的定位圈；及一用于安装所述上模仁、下模仁及定位圈的外部模套；其特征在于，所述定位圈侧壁设有多个通孔，且所述外部模套侧壁设有多个通孔与所述定位圈侧壁的多个通孔相通，所述定位圈包括一倒锥台形第一部分以及一与下模仁配合定位的第二部分，所述倒锥台形第一部分的两个径向横截面上分别设有多个通孔。
2.如权利要求1所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述第一部分侧壁的通孔轴向沿水平方向设置。
3.如权利要求2所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述第一部分位于下模仁的模压面所处的水平位置之上。
4.如权利要求3所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述定位圈外壁设有一环形凹槽与所述第一部分侧壁的多个通孔相通。
5.如权利要求1所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述第一部分侧壁的多个通孔于所述两个径向横截面上分别对称分布。
6.如权利要求5所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述对称分布的通孔中，位于靠近下模仁的径向横截面上的通孔的孔径较大。
7.如权利要求6所述的玻璃成型模具，其特征在于，所述上模仁及下模仁的模压面为非球面。
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