CN104459877B - 一种光学纤维面板分形排丝法及其排丝模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学纤维面板分形排丝法及其排丝模具,所述方法包括:(1)拉制单丝;(2)排一次复合棒和拉制一次复合丝;(3)排二次复合棒和拉制二次复合丝:将一次复合丝放入一次复合丝排丝模具中进行第二次排丝,得到二次复合棒,排丝时使两根相邻一次复合丝在垂直方向相差1个单元丝的半径,将二次复合棒放入拉丝机中进行第三次拉丝,得到二次复合丝;(4)排板:将二次复合丝放入二次复合丝排丝模具中,进行第三次排丝,得到坯板;排丝时将两根相邻二次复合丝在垂直方向的距离为一次复合丝的对边距离的一半,采用本发明的排丝法制作的光学纤维面板内部复丝边界没有空隙,提高传像的清晰度和气密性,从而提高像管的性能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及光学纤维面板制造领域,特别涉及一种光学纤维面板分形排丝法及其排丝模具。
背景技术
光学纤维面板是由许多根规则紧密排列的光学纤维经过排板、熔压、滚圆、切割、精加工等工序加工成型的一种硬质光纤元件。其具有集光性能好,分辨率高,在光学上具有零厚度,可以无失真地传递高清晰度图像等特点,广泛用于各种电子光学器件的输入、输出屏。
目前光学纤维面板的排丝工艺是将正六角形复合丝以竖直状态排列在同一水平面上,这就导致了在复丝边界单元丝间存在不可避免的缝隙。产生的缝隙影响传像的清晰度和气密性,降低了显像管使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种提高传像的清晰度和气密性,从而提高像管的性能和使用寿命的光学纤维面板分形排丝法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种光学纤维面板分形排丝法,所述方法包括:
(1)拉制单丝
将匹配好的棒管组合放入拉丝机中,进行第一次拉丝,得到单丝;
(2)排一次复合棒和拉制一次复合丝
将单丝进行第一次排丝,得到一次复合棒,将一次复合棒放入拉丝机中进行第二次拉丝,得到一次复合丝;
(3)排二次复合棒和拉制二次复合丝
将一次复合丝放入一次复合丝排丝模具中进行第二次排丝,得到二次复合棒,排丝时使两根相邻一次复合丝在垂直方向相差1个单元丝的半径,将二次复合棒放入拉丝机中进行第三次拉丝,得到二次复合丝;
所述一次复合丝排丝模具中同排相邻两根一次
B为一次复合棒每边排丝根数;
C为一次复合丝对边长度;
(4)排板
将二次复合丝放入二次复合丝排丝模具中,进行第三次排丝,得到坯板;排丝时使两根相邻二次复合丝在垂直方向的落差为一次复合丝的对边尺寸的一半,所述二次复合丝排丝模具中同排相邻两根二次
D为二次复合棒每边排丝根数;
E为二次复合丝对边尺寸。
本发明又提供一种一次复合丝排丝模具,包括:
块体,其上设有两端开口的凹槽,所述凹槽的排丝横截面为半个正六边形,所述凹槽底部设有多个连续排列的120°的V形槽,所述V形槽用于放置一次复合丝;
所述多个连续排列的V形槽的底部组成第一斜面,所述第一斜面与水平面的夹角为3-5°。
所述第一斜面与水平面的夹角为4°。
本发明还提供一种二次复合丝排丝模具,包括:
本体,其上设有两端开口的第一凹槽,所述第一凹槽的排丝横截面为半个正六边形,所述第一凹槽底部设有多个连续排列的第二凹槽,所述第二凹槽的横截面为120°的V形,所述第二凹槽用于放置二次复合丝;所述二次复合丝排丝模具中同排放入二次复合丝的底部组成第二斜面,所述第二斜面与水平面的夹角为0.5-1.5°;
挡板,与所述第一凹槽的开口相对设置,用于抵制光纤丝的一端,使光纤丝排列的板段在位于挡板的一端平齐。
进一步地,还包括:
支腿,设置在远离挡板的本体的下端,用于将所述本体的另一开口支撑起来,使所述本体与水平面之间具有一预设夹角。
所述预设夹角为30°-60°。
所述预设夹角为45°,和/或,所述第二斜面与水平面的夹角为1°。
进一步地,还包括:
连接板,一端连接所述挡板,另一端连接第一凹槽的底部。
所述连接板与所述本体为一体结构,所述支腿通过螺丝固定在所述第一凹槽的另一开口的下端。
所述挡板垂直于所述第二凹槽的轴线。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
采用本发明的分形排丝法制作的光学纤维面板内部复丝边界没有空隙,可以大大提高传像的清晰度和气密性,从而提高像管的性能和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的二次复合丝排丝模具的结构示意图;
图2为本发明提供的二次复合丝排丝模具的侧视图;
图3为本发明提供的二次复合丝排丝模具的俯视图;
图4为本发明提供的一次复合丝排丝模具的结构示意图;
图5为本发明提供的分形法排棒示意图;
图6为本发明提供的分形法排板示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一种光学纤维面板分形排丝法,所述方法包括:
(1)拉制单丝
将匹配好的棒管组合放入拉丝机中,进行第一次拉丝,得到单丝;
(2)排一次复合棒和拉制一次复合丝
将单丝进行第一次排丝,得到一次复合棒,将一次复合棒放入拉丝机中进行第二次拉丝,得到一次复合丝;
(3)排二次复合棒和拉制二次复合丝
将一次复合丝放入一次复合丝排丝模具中进行第二次排丝,得到二次复合棒,排丝时使两根相邻一次复合丝在垂直方向相差1个单元丝的半径,将二次复合棒放入拉丝机中进行第三次拉丝,得到二次复合丝;
本发明中单元丝指直径5~6μm的圆形光纤,是传像的基本单元,简称单丝。
所述一次复合丝排丝模具中同排相邻两根一次
B为一次复合棒每边排丝根数;
C为一次复合丝对边长度;
(4)排板
将二次复合丝放入二次复合丝排丝模具中,进行第三次排丝,得到坯板;排丝时使两根相邻二次复合丝在垂直方向的落差为一次复合丝的对边尺寸的一半,所述二次复合丝排丝模具中同排相邻两根二次
D为二次复合棒每边排丝根数;
E为二次复合丝对边尺寸。
本发明的工艺步骤:
本发明通过在上述的工艺步骤中使用一次复合丝排丝模具和二次复合丝排丝模具,实现两根复合丝边界单元丝的最紧密排列,使光学纤维面板内部复丝边界没有空隙,从而可以大大提高传像的清晰度和气密性,提高像管的性能和使用寿命
下面通过一个具体的实施例,对本发明做进一步的说明:
一种光学纤维面板分形排丝法,包括以下步骤:
(1)拉制单丝
首先选择符合要求的芯料和皮料玻璃管进行认真的清洗、烘干。把芯棒放入玻璃管内,再把这种棒管组合体装夹在粗拉丝机上拉制。棒管组合体在加热炉中软化后自动下垂成丝,再通过拉丝轮牵引,拉制成单丝,单丝直径控制在2.80~2.84毫米。
(2)排一次复合棒和拉制一次复合丝
选取直径为2.80~2.84毫米的根单丝61根,以每边5根将单丝排列在正六方形横截面的排丝模具里,然后用棉线以一定的间距把它捆扎起来,两端头用不易烧坏的铜线捆扎。再在高精度拉丝机拉制一次复合丝,尺寸为:对边距离为1.06~1.08毫米,其拉制方法与单丝相同。
(3)排二次复合棒和拉制二次复合丝
选取469根直径为1.06~1.08毫米的一次复合丝,以每边13根将纤维排列在模具里。此处使用的排棒模具为一次复合丝排丝模具:模具的底部通过机械加工刻成间距为1.07mm的、夹角为120°的槽,槽的顶角连线与水平面成4°角,每相邻槽顶角存在67μm的落差,确保排丝时两根相邻一次复合丝在垂直方向相差1个单元丝的半径,从而实现排一次复合丝时的最紧密排列,如图5所示。然后用棉线以一定的间距把它捆扎起来,两端头用不易烧坏的铜线捆扎,排列成正六方形二次复合棒,在通过高精度拉丝机拉制,二次复合丝对边尺寸为1.14~1.16mm,其拉制方法与单丝相同。
(4)排板
将上述拉制成二次复合丝依据熔压模具的长度切成定长,然后能满足成品尺寸大小以及考虑加工余量和熔压收缩量的要求设计排板每边二次复丝的根数。此处使用的排板模具为二次复合丝排丝模具:模具的底部通过机械加工刻成间距为1.15mm的、夹角为120°的槽,槽的顶角连线与水平面成1°角,每相邻槽顶角存在27μm的落差,确保排丝时两根相邻二次复合丝在垂直方向相差0.5个一次复合丝的对边尺寸,从而实现排二次复合丝时的最紧密排列,如图6所示。
本发明的方法只要确定了单丝、一次复合丝、二次复合丝的丝径、一次复合棒和二次复合棒排列时的每边根数,就可以计算出排丝时相邻丝间的落差、加工好排丝模具,就能够保证实现分形排丝,消除复丝间空隙,在整个光学纤维面板内实现单元丝的最紧密排列。
参见图1、图2和图3,一种二次复合丝排丝模具,包括:
本体1,其上设有两端开口的第一凹槽2,第一凹槽2的排丝横截面为半个正六边形,第一凹槽2底部设有多个连续排列的第二凹槽3,第二凹槽3的横截面为120°的V形,第二凹槽3用于放置二次复合丝;所述二次复合丝排丝模具中同排放入二次复合丝的底部组成第二斜面,所述第二斜面与水平面的夹角a为0.5-1.5°,优选1°;
挡板4,与第一凹槽2的开口相对设置,用于抵制二次复合丝的一端,使二次复合丝排列的板段在位于挡板4的一端平齐。
本发明通过在倒梯形凹槽的设置底部设置若干个连续等距离V形槽,可根据固定的工艺进行调节V形槽的宽度和数量,以满足各种尺寸规格的坯板生产。
二次复合丝与倒梯形凹槽的底部接触面为V形,使得底部二次复合丝精准定位,实现板段结构的无缝排列,提高光纤制品的剪切畸变和气密性。倒梯形凹槽的设置减小了模具对板段的束缚和限制,节约成本的同时提高了模具的实效性。
本实施例在上述实施例的基础上,还包括:
支腿5,设置在远离挡板4的本体1的下端,用于将本体1的另一开口支撑起来,使本体1与水平面之间具有一预设夹角。
通过设置预设夹角,便于二次复合丝的排列定位,易于二次复合丝的调节。预设夹角为30°-60°。优选预设夹角为45°。
为支撑的稳固性,支腿5通过螺丝7固定在在第一凹槽2的另一开口的下端。
本实施例在上述实施例的基础上,还包括:连接板6,连接板6一端连接通过螺丝7固定连接挡板4,另一端连接第一凹槽2的底部。
通过设置连接板,在挡板和本体的一开口之间留有间隙,方便二次复合丝的观察与调节。
参见图3,为便于制作,连接板6与本体1为一体结构,也可以分体加工,连接板6可以是如图所示的两侧设置,中间留有空隙,两侧通过螺丝7固定连接挡板4。
为了使位于挡板一端的二次复合丝的端部很好的保持平齐,每根二次复合丝的长度一致,挡板4垂直于第二凹槽3的轴线。
优选地,挡板4与支腿5的材质均为有机玻璃。
本发明的二次复合丝排板模具具有以下的优点:首先模具与底层二次复合丝的接触面加工成连续V形槽进行定位,可以精准的固定底部二次复合丝的排列,使得上层丝与其咬合紧密,无缝隙排列,确保排好的板段中每一根二次复合丝不出现相对位移,实现低剪切畸变;其次采用倒梯形模具,既减轻了模具的重量,节约成本,又可以使其在二次复合丝排列过程中更好的发挥模具固定作用。采用本发明的二次复合丝排板模具,实现复合丝边界单元丝的最紧密排列和复合丝边界无空隙。
参见图4,一次复合丝排丝模具,包括:
块体8,其上设有两端开口的凹槽9,凹槽9的排丝横截面为半个正六边形,凹槽9底部设有多个连续排列的120°的V形槽10,V形槽10用于放置一次复合丝;
所述多个连续排列的V形槽的底部组成第一斜面,所述第一斜面与水平面的夹角b为3-5°,优选为4°。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,方法包括:
(1)拉制单丝
将匹配好的棒管组合放入拉丝机中,进行第一次拉丝,得到单丝;
(2)排一次复合棒和拉制一次复合丝
将单丝进行第一次排丝,得到一次复合棒,将一次复合棒放入拉丝机中进行第二次拉丝,得到一次复合丝;
(3)排二次复合棒和拉制二次复合丝
将一次复合丝放入一次复合丝排丝模具中进行第二次排丝,得到二次复合棒,排丝时使两根相邻一次复合丝在垂直方向相差1个单元丝的半径,将二次复合棒放入拉丝机中进行第三次拉丝,得到二次复合丝;
所述
B为一次复合棒每边排丝根数;
C为一次复合丝对边长度;
其中,所述的一次复合丝排丝模具,包括:
块体,其上设有两端开口的凹槽,所述凹槽的排丝横截面为半个正六边形,所述凹槽底部设有多个连续排列的120°的V形槽,所述V形槽用于放置一次复合丝;所述多个连续排列的V形槽的底部组成第一斜面,所述第一斜面与水平面的夹角为3-5°;
(4)排板
将二次复合丝放入二次复合丝排丝模具中,进行第三次排丝,得到坯板;排丝时使两根相邻二次复合丝在垂直方向的落差为一次复合丝对边尺寸的一半,所述
D为二次复合棒每边排丝根数;
E为二次复合丝对边尺寸;
其中,所述的二次复合丝排丝模具,包括:
本体,其上设有两端开口的第一凹槽,所述第一凹槽的排丝横截面为半个正六边形,所述第一凹槽底部设有多个连续排列的第二凹槽,所述第二凹槽的横截面为120°的V形,所述第二凹槽用于放置二次复合丝;所述二次复合丝排丝模具中同排放入二次复合丝的底部组成第二斜面,所述第二斜面与水平面的夹角为0.5-1.5°;
挡板,与所述第一凹槽的开口相对设置,用于抵制光纤丝的一端,使光纤丝排列的板段在位于挡板的一端平齐。
2.根据权利要求1所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述第一斜面与水平面的夹角为4°。
3.根据权利要求1所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述二次复合丝排丝模具还包括:
支腿,设置在远离挡板的本体的下端,用于将所述本体的另一开口支撑起来,使所述本体与水平面之间具有一预设夹角。
4.根据权利要求3所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述预设夹角为30°-60°。
5.根据权利要求4所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述预设夹角为45°。
6.根据权利要求1所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述第二斜面与水平面的夹角为1°。
7.根据权利要求1所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述二次复合丝排丝模具还包括:
连接板,一端连接所述挡板,另一端连接第一凹槽的底部。
8.根据权利要求7所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述连接板与所述本体为一体结构。
9.根据权利要求3所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述支腿通过螺丝固定在所述第一凹槽的另一开口的下端。
10.根据权利要求1所述的光学纤维面板分形排丝法,其特征在于,所述挡板垂直于所述第二凹槽的轴线。
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