CN105837019A - 圆环形光学玻璃加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆环形光学玻璃加工装置，包括：相对设置的顶柱板和圆环形的下托板，所述顶柱板设置在上方，所述下托板设置在下方，其特征在于，所述顶柱板上排布有两圈通孔，每个顶柱对应的设置在通孔内，每个顶柱均连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动顶柱朝向所述下托板运动，一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板外周外侧，另一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板内周；所述下托板底部紧贴的设置有冷却套。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃加工装置，尤其涉及一种圆环形光学玻璃加工装置。
背景技术
光学玻璃广泛应用在各种工业设备上，一般在使用前通常需要将整块玻璃分割成小块然后在进行确定形状结构的粗加工以及精加工。大规模的生产过程中，玻璃通常需要被确定的分割成一定的面积或体积大小。现有技术中，光学玻璃进行分割的步骤如下：先在整块的表面用玻璃刀割出确定形状的划痕，然后在沿划痕掰折，使玻璃沿划痕断开。但是现有技术的掰断过程需要一条划痕一天划痕逐一掰折，无法形成自动化的快速，大面积多划痕一起掰折，这样严重影响工业生产效率。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种结构简单的圆环形光学玻璃加工装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种圆环形光学玻璃加工装置，包括相对设置的顶柱板和圆环形的下托板，所述顶柱板设置在上方，所述下托板设置在下方，其特征在于，所述顶柱板上排布有两圈通孔，每个顶柱对应的设置在通孔内，每个顶柱均连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动顶柱朝向所述下托板运动，一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板外周外侧，另一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板内周；
所述下托板底部紧贴的设置有冷却套。
本发明一个较佳实施例中，所述冷却套内设置有盘旋排布的管路，所述管路通过泵体形成冷却液循环管路。
本发明一个较佳实施例中，所述驱动装置均连接控制装置。
本发明一个较佳实施例中，所述驱动装置为电机，所述顶柱带有螺杆，所述通孔带有内螺纹，所述螺杆能够螺纹连接在所述通孔内，所述电机通过传动装置连接螺杆，所述电机能够驱动所述螺杆旋转。
本发明一个较佳实施例中，所述下托板上表面贴有缓冲橡胶层。
本发明一个较佳实施例中，所述顶柱的自由端均设置有橡胶吸盘。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）先在光学玻璃表面按照预定的分割形状划出需要的划痕（主要是粗加工的外圈轮廓和内圈轮廓，其次是短线分割线），然后将环形的光学玻璃粗坯放置在环形的托盘板，顶杆施加一个适当的压力压持在光学玻璃粗坯的外周边缘和内周边缘，进而挤压玻璃使玻璃发生形变（形变量不会导致玻璃提前碎裂），最后通过冷却套降低光学玻璃外界环境温度，直到玻璃全部沿划痕断裂。
（2）通过划痕-预加形变应力-降温，三者效果叠加，可以较为顺利高质量的碎裂玻璃。如果是仅仅通过划痕后一次性预加足以导致玻璃碎裂的应力的话，碎裂能量较高，碎裂产生的能量会波及外围玻璃，玻璃分割会出现大量意外碎裂，碎裂处没有沿划痕进行即为次品。如果预加应力，然后通过逐渐降温的方法，玻璃随着温度的降低，塑性形变量会逐渐变下，温度的变化较为平缓，玻璃碎裂能量释放可控性变好，碎裂能量释放对外围玻璃的影响较小，次品率大大降低。
（3）控制装置通过控制电机的动作，可以实现同一圈螺杆依次动作，逐渐将外圈或内圈多余的废料从光学玻璃坯料上掰离，同时通过孔至旋转角度，可以精确控制螺杆对光学玻璃的压力，可以保持不掰断状态也可以直接掰断。
（4）冷却套内设置的管路，通过泵抽吸冷却液（可以是温度低于10摄氏度的冷水，也可以是低于零度的液体）形成循环，这样冷却套起到将预应力产生形变的光学玻璃降温的作用，通过控制冷却液的温度以及控制冷却液的循环速度，可以控制温度调节的速度。泵通过管理连通冷却套和液体箱，泵可以形成液体箱与冷却套之间的液体循环。
（5）缓冲橡胶层以及橡胶吸盘可以缓冲玻璃碎裂时产生的能量，保证每条划痕碎裂释放的能量不会引起非划痕处的碎裂。同时吸盘可以较好的吸住分割后的玻璃方便废料回收。
（6）玻璃在本发明的技术方案条件下，碎裂机理分析：划痕可以引导玻璃碎裂能量释放传播的方向，使玻璃碎裂沿划痕走向；碎裂释放的能量来源主要有两方面，一个是顶柱施加的力产生的能量，另一个是玻璃碎裂处分子链断裂释放的能量，如果采用形变应力一次到位的方式碎裂玻璃的话，碎裂能量中应力施加的能量很大，玻璃碎裂时能量释放较大，非划痕处的碎裂概率明显提高；如果施加一定应力，然后通过降温的方式，施加应力较小，玻璃碎裂时能量释放较小，非划痕处的碎裂概率明显降低，次品率也大大降低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的优选实施例的剖面的结构示意图；
图2是本发明的优选实施例带有的划痕的光学玻璃坯料；
图中：1、下托板，2、冷却套，3、顶柱板，4、顶柱，5、光学玻璃，6、管路，7、泵，8、液体箱，9、橡胶吸盘。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，一种圆环形光学玻璃加工装置，包括：相对设置的顶柱板3和圆环形的下托板1，顶柱板3设置在上方，下托板1设置在下方，其特征在于，顶柱板3上排布有两圈通孔，每个顶柱4对应的设置在通孔内，每个顶柱4均连接有驱动装置，驱动装置能够驱动顶柱4朝向下托板1运动，一圈顶柱4端部环绕的朝向下托板1外周外侧，另一圈顶柱4端部环绕的朝向下托板1内周；下托板1底部紧贴的设置有冷却套2。
先在光学玻璃5表面按照预定的分割形状划出需要的划痕（主要是粗加工的外圈轮廓和内圈轮廓，其次是短线分割线），然后将环形的光学玻璃5粗坯放置在环形的托盘板，顶杆施加一个适当的压力压持在光学玻璃5粗坯的外周边缘和内周边缘，进而挤压玻璃使玻璃发生形变（形变量不会导致玻璃提前碎裂），最后通过冷却套2降低光学玻璃5外界环境温度，直到玻璃全部沿划痕断裂。
冷却套2内设置有盘旋排布的管路，管路通过泵体形成冷却液循环管路。冷却套2内设置的管路，通过泵抽吸冷却液（可以是温度低于10摄氏度的冷水，也可以是低于零度的液体）形成循环，这样冷却套2起到将预应力产生形变的光学玻璃5降温的作用，通过控制冷却液的温度以及控制冷却液的循环速度，可以控制温度调节的速度。泵通过管理连通冷却套2和液体箱，泵可以形成液体箱与冷却套2之间的液体循环。
驱动装置均连接控制装置，驱动装置为电机，顶柱4带有螺杆，通孔带有内螺纹，螺杆能够螺纹连接在通孔内，电机通过传动装置连接螺杆，电机能够驱动螺杆旋转。控制装置通过控制电机的动作，可以实现同一圈螺杆依次动作，逐渐将外圈或内圈多余的废料从光学玻璃5坯料上掰离，同时通过孔至旋转角度，可以精确控制螺杆对光学玻璃5的压力，可以保持不掰断状态也可以直接掰断。
下托板1上表面贴有缓冲橡胶层，顶柱4的自由端均设置有橡胶吸盘9。缓冲橡胶层以及橡胶吸盘9可以缓冲玻璃碎裂时产生的能量，保证每条划痕碎裂释放的能量不会引起非划痕处的碎裂。同时吸盘可以较好的吸住分割后的玻璃方便废料回收。
通过划痕-预加形变应力-降温，三者效果叠加，可以较为顺利高质量的碎裂玻璃。如果是仅仅通过划痕后一次性预加足以导致玻璃碎裂的应力的话，碎裂能量较高，碎裂产生的能量会波及外围玻璃，玻璃分割会出现大量意外碎裂，碎裂处没有沿划痕进行即为次品。如果预加应力，然后通过逐渐降温的方法，玻璃随着温度的降低，塑性形变量会逐渐变下，温度的变化较为平缓，玻璃碎裂能量释放可控性变好，碎裂能量释放对外围玻璃的影响较小，次品率大大降低。
玻璃在本发明的技术方案条件下，碎裂机理分析：划痕可以引导玻璃碎裂能量释放传播的方向，使玻璃碎裂沿划痕走向；碎裂释放的能量来源主要有两方面，一个是顶柱施加的力产生的能量，另一个是玻璃碎裂处分子链断裂释放的能量，如果采用形变应力一次到位的方式碎裂玻璃的话，碎裂能量中应力施加的能量很大，玻璃碎裂时能量释放较大，非划痕处的碎裂概率明显提高；如果施加一定应力，然后通过降温的方式，施加应力较小，玻璃碎裂时能量释放较小，非划痕处的碎裂概率明显降低，次品率也大大降低。
图2中带有阴影部分的光学玻璃5为加工后去掉废料的成品，阴影外周轮廓外侧与内周轮廓内侧部分为废料，其中的实线为划痕线，且废料部分沿径向的短线也为划痕线，圆圈部分代表顶柱4压持的部位。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (6)
1.一种圆环形光学玻璃加工装置，包括：相对设置的顶柱板和圆环形的下托板，所述顶柱板设置在上方，所述下托板设置在下方，其特征在于，所述顶柱板上排布有两圈通孔，每个顶柱对应的设置在通孔内，每个顶柱均连接有驱动装置，所述驱动装置能够驱动顶柱朝向所述下托板运动，一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板外周外侧，另一圈顶柱端部环绕的朝向所述下托板内周；
所述下托板底部紧贴的设置有冷却套。
2. 根据权利要求1所述的圆环形光学玻璃加工装置，其特征在于：所述冷却套内设置有盘旋排布的管路，所述管路通过泵体形成冷却液循环管路。
3. 根据权利要求1所述的圆环形光学玻璃加工装置，其特征在于：所述驱动装置均连接控制装置。
4. 根据权利要求3所述的圆环形光学玻璃加工装置，其特征在于：所述驱动装置为电机，所述顶柱带有螺杆，所述通孔带有内螺纹，所述螺杆能够螺纹连接在所述通孔内，所述电机通过传动装置连接螺杆，所述电机能够驱动所述螺杆旋转。
5. 根据权利要求1所述的圆环形光学玻璃加工装置，其特征在于：所述下托板上表面贴有缓冲橡胶层。
6. 根据权利要求1所述的圆环形光学玻璃加工装置，其特征在于：所述顶柱的自由端均设置有橡胶吸盘。
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| JP2009190905A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | 脆性材料環状加工品の加工システムおよび加工方法 |
| CN206014681U (zh) * | 2016-05-27 | 2017-03-15 | 苏州微米光学科技有限公司 | 圆环形光学玻璃加工装置 |
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