CN1098221C - 细长棒状光学透镜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种细长棒状光学透镜的制备方法，将光学玻璃用光纤拉丝机拉成直径略大于光学透镜直径的玻璃棒，经氢氟酸腐蚀成毛玻璃后切割成光学透镜毛坯料，经过退火处理，安装在特制的夹具上在磨床上进行粗磨、细磨、抛光达到成品要求。本发明与传统的工艺相比，节约原料60%以上，产品的成品率达90%以上，具有产品精度高、质量好、成品率高、成本低、工艺简单、便于操作等优点，可用于医用内窥镜和工业内窥镜等光学透镜的制备。
Description
本发明属于光学透镜的制备技术领域。
一般直径小于Φ1mm～5mm、长度为30mm～50mm的长棒透镜的制作，常规方法是下料成方形的坯料，再逐步加工成8边形，16边形，32边形等多边形直至到圆棒。由于细而直径小的玻璃棒容易断裂，半径的对称性和同心度等光学性能指标难以保证，采用此工艺制作的细长棒状光学透镜的同心度＞0.05，光洁度为3级、4级，影响到光学透镜的成像分辩率，这种工艺存在加工工艺复杂、制作困难、原材料消耗大、产品成品率低等缺点。
本发明的目的在于克服上述工艺的缺点，提供一种产品精度高、质量好、分辩率高、同心度好、成品率高、成本低、制作工艺简单的细长棒状光学透镜的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的解决方案是按照下述方法制备成细长棒状光学透镜：
(1)拉丝
将光学玻璃在炉温为800℃～950℃按照常规制备工艺用光纤拉丝机拉成直径略大于光学透镜直径的玻璃棒，用氢氟酸腐蚀毛化使其直径等于所要制作棒状光学透镜的直径，按所要制作棒状光学透镜的长度切割成棒状光学透镜毛坯料；
(2)玻璃退火
将已切割的棒状光学透镜毛坯料放置在退火炉中退火，退火温度为480℃～510℃，退火时间为168～180小时，按常规工艺进行精密退火，使其恢复到拉丝前的均匀拆射率分布：
(3)研磨
将经过退火的棒状光学透镜毛坯料安装在特制的夹具上在磨床上按照常规研磨工艺进行粗磨、细磨、抛光达到成品的要求。
(4)检验、包装
按照产品的技术条件进行检验，包装，入库。
本发明光学玻璃用光纤拉丝机拉丝成玻璃棒的优选炉温为850℃～900℃。
本发明棒状光学透镜毛坯料在退火炉中退火的优选温度为490℃～500℃，退火的优选时间为170～178小时。
本发明光学玻璃用光纤拉丝机拉丝成玻璃棒的最佳炉温为850℃。
本发明棒状光学透镜毛坯料在退火炉中退火的最佳温度为495℃，退火的最佳时间为174小时。
本发明与原工艺相比，节约原材料60％以上，产品的成品率可达90％以上，同心度≤0.03，光洁度达到2级以上。本发明工艺具有产品精度高、质量好、成品率高、成本低、制作工艺简单、便于操作等优点，可用于医用内窥镜和工业内窥镜等光学透镜的制备。
图1是本发明所用夹具的结构示意图。
为了表明本发明的有益效果，下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
1、拉丝
将光学玻璃在800℃炉温下用高精度的光纤拉丝机按常规拉丝工艺拉成直径略大于光学透镜的长玻璃棒，用氢氟酸腐蚀毛化使其直径等于所要制作棒状光学透镜的直径，按所要制作棒状光学透镜长度要求切割成棒状光学透镜毛坯料。
2、玻璃退火
为了消除玻璃在拉丝过程中所产生的应力，对已切割成的棒状光学透镜毛坯料进行退火处理。将已切割的棒状光学透镜毛坯料平直地放置在退火炉中，退火温度为480℃，退火时间为168小时，按常规退火工艺进行精密退火，使其恢复到拉丝前的均匀拆射率分布，甚至优于拉丝前光学玻璃的质量。
3、研磨
将经过退火的棒状光学透镜毛坯料安装在夹具上，用光学磨床研磨。
本发明所用的夹具为专用夹具，该夹具的结构为：在金属辅助块2的前端用腊粘接有前端玻璃辅助块1、后端用腊粘接有后端玻璃辅助块3，在金属辅助块2和前端玻璃辅助块1以及后端玻璃辅助块3的中心位置加工有孔径略大于棒状光学透镜毛坯料的中心孔。
将经过退火处理的棒状光学透镜毛坯料安装有夹具的中心孔内，用腊粘接，使棒状光学透镜毛坯料与金属辅助块2、前端玻璃辅助块1、后端玻璃辅助块3连接为一体，在光学磨床上按照常规研磨工艺进行粗磨，细磨，抛光。
4、检验、包装
按产品的技术条件进行检验，包装入库。
发明人给出了本发明的第二个实施例。在本实施例中，光学玻璃用拉丝机拉丝的炉温为950℃，拉丝的其它工艺过程与第一个实施例相同。光学透镜毛坯料在退火炉中的退火温度为510℃，退火时间为180小时，退火的其它工艺过程与第一个实施例相同。其它工艺过程与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明的第三个实施例。在本实施例中，光学玻璃用拉丝机拉丝的炉温为850℃，拉丝的其它工艺过程与第一个实施例相同。光学透镜毛坯料在退火炉中的退火温度为495℃，退火时间为174小时，退火的其它工艺过程与第一个实施例相同。其它工艺过程与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明的第四个实施例。在本实施例中，光学玻璃用拉丝机拉丝的炉温为800℃，拉丝的其它工艺过程与第一个实施例相同。光学透镜毛坯料在退火炉中的退火温度为510℃，退火时间为168小时，退火的其它工艺过程与第一个实施例相同。其它工艺过程与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明的第五个实施例。在本实施例中，光学玻璃用拉丝机拉丝的炉温为950℃，拉丝的其它工艺过程与第一个实施例相同。光学透镜毛坯料在退火炉中的退火温度为480℃，退火时间为180小时，退火的其它工艺过程与第一个实施例相同。其它工艺过程与第一个实施例相同。
Claims (5)
1、一种细长棒状光学透镜的制备方法，其特征在于它按照下述方法制备成细长棒状光学透镜：
(1)拉丝将光学玻璃在炉温为800℃～950℃按照常规制备工艺用光纤拉丝机拉成直径略大于光学透镜直径的玻璃棒，用氢氟酸腐蚀毛化使其直径等于所要制作棒状光学透镜的直径，按所要制作棒状光学透镜的长度切割成棒状光学透镜毛坯料；
(2)玻璃退火
将已切割的棒状光学透镜毛坯料放置在退火炉中退火，退火温度为480℃～510℃，退火时间为168～180小时，按常规工艺进行精密退火，使其恢复到拉丝前的均匀拆射率分布；
(3)研磨
将经过退火的棒状光学透镜毛坯料安装在特制的夹具上在磨床上按照常规研磨工艺进行粗磨、细磨、抛光达到成品的要求。
(4)检验、包装
按照产品的技术条件进行检验，包装，入库。
2、按照权利要求1所述的细长棒状光学透镜的制备方法，其特征在于：所说光学玻璃用光纤拉丝机拉丝成玻璃棒的优选炉温为850℃～900℃。
3、按照权利要求1所述的细长棒状光学透镜的制备方法，其特征在于：所说棒状光学透镜毛坯料在退火炉中退火的温度为490℃～500℃，退火的时间为170～178小时。
4、按照权利要求1或2所述的细长棒状光学透镜的制备方法，其特征在于：所说光学玻璃用光纤拉丝机拉丝成玻璃棒的炉温为850℃。
5、按照权利要求1或3所述的细长棒状光学透镜的制备方法，其特征在于：所说棒状光学透镜毛坯料在退火炉中退火的温度为495℃，退火的时间为174小时。
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