CN114751634A - 光学玻璃元件成型模具及二次压型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学玻璃元件成型模具及二次压型装置，上模具组件还设置有第一加热装置，第一加热装置能够对阳模进行加热，下模具组件还包括基座，基座上方设置有第二加热装置，第二加热装置包括加热腔和呈螺旋状设置的第二加热线圈，第二加热线圈位于加热腔内，阴模位于第二加热线圈内，且阴模的下端贯穿加热腔的底面与基座连接，第二加热装置能够对阴模进行加热。通过对第二加热线圈通电，加热线圈中产生高频磁场，从而使得处于线圈中的阴模变为被加热介质，受磁场感应发热。本装置结构简单，工作人员可根据实际需要改变第一加热装置和第二加热装置加热的温度，加热过程更加稳定可靠，温度变化小，实现模具温度的精准控制，从而提高光学元件的质量。

Description

光学玻璃元件成型模具及二次压型装置

技术领域

本发明涉及光学玻璃元件制造技术领域，具体涉及一种光学玻璃元件模压成型模具，尤其涉及一种光学玻璃元件成型模具及二次压型装置。

背景技术

随着航空航天、光通讯等领域的飞速发展，以及医用显微系统、投影仪、扫描仪和手机等各种光学系统市场需求的迅速增长，光学玻璃元件作为各种光学系统的主要部件，其需求量激增。

光学玻璃元件是由光学玻璃制成的。光学玻璃适用于制造光学仪器或者机械系统的透镜、棱镜、反射镜等零部件的玻璃材料，其包括无色光学玻璃、有色光学玻璃和防辐射玻璃等等。光学玻璃具有高度的透明性，化学及物理学上的高度均匀性，具有特定和精确的光学常数。

目前，各光学元件生产厂家普遍采用热成型方法将光学玻璃制成适用于各种光学系统的光学元件。在制作光学元件时需要使用二次压型压机，二次压型压机其能够对软化后的玻璃料块进行模压，使玻璃料块的形状、尺寸一致，模具是影响产品质量的关键因素。在模压成型过程中，需要对模具进行加热，现有的二次压型压机普遍采用天然气加热的方式。通过此方式对模具进行加热，技工师傅不能准确的测量模具的温度，存在温度过低或过高的情况，从而影响产品的质量。此外，玻璃料块进入到模具内后，存在玻璃料块不能完全与模具底面贴合的情况，产出的产品在形状和尺寸方面易不符合要求，造成原料浪费。

申请号为CN202021436041.2的实用新型专利具体公开了，“一种玻璃冲压模具电加热系统，包括上模加热装置、下模加热装置和操作手柄，上模加热装置包括上模支座、上模加热框、电加热棒和热电偶，上模支座与上模加热框连接，热电偶设置在上模加热框上，多个电加热棒设置在上模加热框内部；下模加热装置包括下模加热框、电加热棒、热电偶和底托盘，热电偶设置在下模加热框上，多个电加热棒设置在下模加热框内部，下模加热框设置在底托盘上；操作手柄设置在下模加热装置上。本实用新型采用电加热棒进行加热，热电偶实时控制，具有结构紧凑合理、电加热棒性能安全可靠、功率调整方便、便捷操作等优势；改善操作人员作业环境，实现模具温度的精确控制，提高压型产品质量。”其虽然也采用了电加热的方式对模具进行加热，但其是利用热能的扩散作用对模具进行加热，不仅加热速度较慢，且在加热过程中，热能是向四周分散的，浪费了较多的热能。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种光学玻璃元件成型模具，包括上模具组件和下模具组件，上模具组件位于下模具组件上方，上模具组件包括至少一个阳模，下模具组件包括至少一个阴模，阳模能够向下运动，且伸入到阴模内，上模具组件还设置有第一加热装置，第一加热装置能够对阳模进行加热，下模具组件还包括基座，基座上方设置有第二加热装置，第二加热装置包括加热腔和呈螺旋状设置的第二加热线圈，第二加热线圈位于加热腔内，阴模位于第二加热线圈内，且阴模的下端贯穿加热腔的底面与基座连接，第二加热装置能够对阴模进行加热。通过对第二加热线圈通电，加热线圈中产生高频磁场，从而使得处于线圈中的阴模变为被加热介质，受磁场感应发热。本装置结构简单，工作人员可根据实际需要改变第一加热装置和第二加热装置加热的温度，加热过程更加稳定可靠，温度变化小，实现模具温度的精准控制，从而提高光学元件的质量。此外，还节约了生产成本，减少环境污染。

本发明解决技术问题，采用的技术方案如下：

一种光学玻璃元件成型模具，包括上模具组件和下模具组件，上模具组件位于下模具组件上方，上模具组件包括至少一个阳模，下模具组件包括至少一个阴模，阳模能够向下运动，且伸入到阴模内，上模具组件还设置有第一加热装置，第一加热装置能够对阳模进行加热，下模具组件还包括基座，基座上方设置有第二加热装置，第二加热装置包括加热腔和呈螺旋状设置的第二加热线圈，第二加热线圈位于加热腔内，阴模位于第二加热线圈内，且阴模的下端贯穿加热腔的底面与基座连接，第二加热装置能够对阴模进行加热。

进一步的，还包括控制系统，第一加热装置和第二加热装置均与控制系统连接。

进一步的，第一加热装置包括固定框和呈螺旋状设置的第一加热线圈，固定框与上模具组件连接，固定框内设有贯穿固定框顶面和底面的空腔，第一加热线圈位于空腔内，且与空腔的侧壁连接，第一加热线圈外周设置有绝缘层，第一加热线圈的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统连接，阳模位于第一加热线圈内，阳模向下运动时，阳模能够从第一加热线圈内伸出。

进一步的，第二加热装置包括固定壳，加热腔开设在固定壳上且贯穿固定壳的顶面，第二加热线圈外周设置有绝缘层，第二加热线圈的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统连接；

阴模的下端贯穿固定壳的底面与基座连接，固定壳与基座连接。

进一步的，阴模内设置有推动组件，推动组件包括推动板、推动杆和限位件，推动板位于阴模内，推动杆的上端与推动板底面中心位置连接，推动杆的下端贯穿阴模的底面和基座的底面，限位件安装在推动杆的下端，且位于阴模下方，推动板能够沿阴模的高度方向移动。

进一步的，第一加热装置和第二加热装置上均设置有温度检测单元，且均与控制系统连接。

一种二次压型装置，包括上述的光学玻璃元件成型模具，还包括位移组件，位移组件与基座的两端连接，位移组件能够使基座在水平方向上移动。

进一步的，还包括顶升组件，顶升组件位于基座的下方，顶升组件的上端能够与推动杆的下端抵接，且能够推动推动杆移动。

进一步的，还包括旋转组件，基座移动到位时，旋转组件能够与基座连接，且能够使基座旋转。

进一步的，还包括下压组件，基座旋转到时，下压组件向下运动能够与推动杆抵接，且推动推动杆移动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种光学玻璃元件成型模具，首先，第一加热装置和第二加热装置内均设置有加热线圈，加热线圈呈螺旋状排列，且与控制系统连接。通过控制系统可对加热线圈进行通电，且不断变换电源的正负极，通电后的加热线圈内能够产生高频磁场，位于高频磁场内的阳模和阴模直接作为加热介质被加热，从而实现对模具的加热。加热线圈外周设置有绝缘层，能够防止加热线圈与其他导体零件接触，加热线圈上的电流传输到其他导体上，造成设备损坏和人身伤害。

其次，第一加热装置和第二加热装置上均设置有温度检测装置，温度检测装置能够实时检测阳模和阴模附近的温度并将数据传输给控制系统，工作人员根据数据反馈可操控控制系统，以分别改变第一加热装置和第二加热装置上电流的功率，进而控制阴模和阳模的温度，实现对模具加热温度的精准控制。

再次，阴模内设置有推动组件，压模工作完成后，工作人员可敲击推动杆的下端，使推动组件向阴模开口的一端移动，从而将阴模内的光学玻璃元件推出，使其与阴模分离，便于工作人员收集光学玻璃元件。

进一步的，通过安装有光学玻璃元件成型模具的二次压型装置，可实现自动对光学料块压模工作。软化后的光学玻璃料块进入到阴模内后，顶升组件上下运动推动推动组件运动，能够使位于阴模内的光学玻璃料块摆正位置。预热好的上模具组件向下移动，阳模伸入到阴模内时，顶升组件向上移动，推动推动组件向上移动，从光学玻璃料块的上下两端对光学玻璃施加压力，有助于光学玻璃更好成型，提高光学玻璃元件的合格率。

最后，阴模内的光学玻璃料块成型后，位移组件推动基座运动，并使旋转组件与基座连接，旋转组件转动，基座同步旋转，旋转到位后，下压组件向下移动，能够与推动组件抵接，并推动推动组件向下运动，从而将光学玻璃元件推出阴模，掉入到收集容器内，从而完成自动压模工作。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明提供的第一加热装置安装在上模具组件上的结构示意图；

图2是本发明提供的第一加热装置的结构示意图；

图3是本发明提供的第二加热装置安装在下模具组件上的结构示意图；

图4是本发明提供的第二加热装置的结构示意图；

图5是本发明提供的下模组件的结构透视图；

图6是本发明提供的二次压型装置的结构示意图；

图7是图6中I处的放大图；

图8是本发明提供的另一种推动组件安装在基座上的结构示意图；

图9是本发明提供的U型限位块安装在推动杆上的结构示意图。

图标：100、上模具组件；101、阳模；103、控制系统；110、下模具组件；111、阴模；113、基座；115、第一连接头；117、限位腔；118、弹性件；119、U型限位块；130、第一加热装置；131、固定框；133、第一加热线圈；135、空腔；150、第二加热装置；151、固定壳；153、加热腔；154、第二加热线圈；170、推动组件；171、推动板；173、推动杆；175、限位件；177、固定孔；190、位移组件；191、阻挡件；210、旋转组件；211、第二连接头；250、下压组件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1至图7对本发明作详细说明。

请参考图1至图5所示，一种光学玻璃元件成型模具，包括上模具组件100和下模具组件110，上模具组件100位于下模具组件110上方，上模具组件100包括至少一个阳模101，下模具组件110包括至少一个阴模111，阳模101能够向下运动，且伸入到阴模111内。上模具组件100还设置有第一加热装置130，第一加热装置130能够对阳模101进行加热。下模具组件110还包括基座113，基座113上方设置有第二加热装置150，第二加热装置150能够对阴模111进行加热。第一加热装置130和第二加热装置150上均设置有温度检测单元，且第一加热装置130、第二加热装置150和温度检测单元均与控制系统103连接。控制系统103能够向第一加热装置130和第二加热装置150通电，并分别控制第一加热装置130和第二加热装置150中流经电流功率的大小，第一加热装置130和第二加热装置150通电后能够形成高频磁场，位于高频磁场内的阳模101和阴模111受磁场感应发热，从而实现对模具进行加热。温度检测单元能够实时检测阳模101和阴模111附近的温度，并将数据反馈给控制系统103，工作人员可根据所需要求通过控制系统103改变第一加热装置130和/或第二加热装置150内的电流大小，从而改变阳模101和阴模113附近的温度，使其符合所需温度要求。

请参考图1和图2所示，第一加热装置130包括固定框131和呈螺旋状设置的第一加热线圈133。固定框131与上模具组件100连接，固定框131内设有贯穿固定框131顶面和底面的空腔135，第一加热线圈133位于空腔135内，且与空腔135的侧壁连接，从而对第一加热线圈133进行固定。优选的，固定框131的侧壁上开设有安装槽，第一加热线圈133位于安装槽内，使第一加热线圈133安装更加稳定。第一加热线圈133外周设置有绝缘层，绝缘层能够将第一加热线圈133与固定框之间分离，避免第一加热线圈133上的电流传导至固定框131上，造成设备损坏或人员受伤。当然，绝缘层设置在第一加热线圈133外周和设置在固定框131外周的效果相同，使用者可根据自身需要选择布置方式。第一加热线圈133的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统103连接，控制系统103内设电源，第一加热线圈133的两线端分别与控制系统103内电路输出端的正极和负极连接，进而对第一加热线圈133供电。阳模101位于第一加热线圈133内，阳模101向下运动时，阳模101能够从第一加热线圈133内伸出，即阳模101的下端进入阴模111内时，第一加热线圈133和固定框131是无法接触到阴模111的顶面的，保证了压模工作的正常进行。

请参考图3和图4所示，第二加热装置150包括固定壳151和呈螺旋状设置的第二加热线圈154。固定壳151上设有加热腔153，且加热腔153贯穿固定壳151的顶面，第二加热线圈154位于加热腔153内，第二加热线圈154外周也设置有绝缘层，防止第二加热线圈154上的电流传导至固定壳151上。第二加热线圈154的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统103内电路输出端的正极和负极连接，进而对第二加热线圈154供电。阴模111位于第二加热线圈154内，第二加热装置150能够对阴模111进行加热。

此外，阴模111的下端贯穿加热腔153的底面与基座113连接，固定壳151与基座113连接。在本实施方式中，阴模111的下端外周设置有外螺纹，固定壳151的底面设有安装孔，安装孔内设有与外螺纹相适配的内螺纹，通过旋转阴模111可将阴模111安装在固定壳151上或从固定壳151上拆下，便于工作人员更换不同尺寸的阴模111。

请参考图5所示，阴模111内设置有推动组件170，推动组件170包括推动板171、推动杆173和限位件175。推动板171位于阴模111内，推动杆173的上端与推动板171底面中心位置连接，推动杆173的下端贯穿阴模111的底面和基座113的底面。限位件175安装在推动杆173的下端，且位于阴模111下方，即限位件175不能进入到阴模111内。当限位件175安装在推动杆173上时，推动杆173无法脱离基座113，即限位件175的直径大于基座113上的贯穿孔直径。推动板171能够沿阴模111的高度方向移动。利用成型模具对光学玻璃料块压模工作完成后，工作人员可将基座113和阴模111一同取下，将基座113翻转后，通过敲击推动杆173安装有限位件175的一端，使推动板171在阴模111内向下移动，光学玻璃元件与推动板171抵接，随着推动板171的移动，光学玻璃元件逐渐接近阴模111的开口，直至与阴模111脱离。通过设置推动组件170便于工作人员收集处理压型好的光学玻璃元件。

需要说明的是，工作人员需要更换阴模111时，需要先将限位件175从推动杆173上取下，限位件175与推动杆173螺纹连接。将限位件175从推动杆173上取下后，向上推动推动杆173，使推动板171从阴模111内露出，然后将推动板171从阴模111内取出，再转动阴模111，将其从基座113上取下；换上新阴模111后，需要再将推动组件170装回阴模111内。

请参考图8和图9所示，作为另一种实施方式，推动组件170包括包括推动板171和推动杆173。推动杆173的周壁上开设有固定孔177。推动板171位于阴模111内，推动杆173的上端与推动板171底面中心位置连接，推动杆173的下端贯穿阴模111的底面和基座113的底面。基座113的侧壁上开设有限位腔117，推动杆173位于限位腔117内，限位腔117内设置有弹性件118和U型限位块119。弹性件118的上端与限位腔117的顶面连接，弹性件118的下端与U型限位块119的顶面抵接。U型限位块119的侧壁上设置有螺杆，螺杆贯穿U型限位块119的侧壁且能够伸入到固定孔177内，与推动杆173螺纹连接。更换推动组件170时，将推动组件170放入阴模111内，推动杆173的下端从基座113的下端伸出，握住推动杆173的下端并旋转推动杆173，使固定孔177正对限位腔117的开口。将U型限位块119放入限位腔117内，旋转U型限位块上的螺杆，使螺杆进入到固定孔177内，从而对推动组件170进行限位。外力作用到推动杆173的下端时，推动杆173向阴模111方向移动，U型限位块119与推动杆173同步移动，并挤压弹性件118。当作用到推动杆173下端的作用力消失时，在弹性件118的弹力下，使U型限位块119复位，即，推动推动组件170复位。在本实施方式汇总，弹性件118和U型限位块119的高度之和等于限位腔117的高度。U型限位块119的宽度等于限位腔117的宽度，能够使U型限位块119更好的契合限位腔117。

请参考图6所示，一种二次压型装置，包括本申请所公开的光学玻璃元件成型模具。还包括主体和顶升组件，顶升组件位于基座113的下方，顶升组件的上端能够与推动杆173的下端抵接，且能够推动推动杆173移动。光学玻璃料块进入到阴模111内后，顶升组件连续升降数次，使落入到阴模111内的光学玻璃料块的底面与推动板173的顶面完全接触，避免后续阳模101对光学玻璃料块挤压时吗，由于光学玻璃料块的摆放位置不准确，造成压模工作失败，浪费原材料。阳模101对阴模111内的光学玻璃料块进行挤压时，顶升组件升起与推动杆173的下端抵接，并持续向上运动，光学玻璃料块受到上下两个方向的压力，能够使光学玻璃料块受力更加均匀，其密度一直，有利于提高产品的质量。在本实施方式中，顶升组件为伸缩气缸，伸缩气缸的一端设置有顶升板，顶升板上间隔设置有顶杆，相邻顶杆之间的距离与相邻推动杆173之间的距离相同，且顶杆的数量与推动杆173的数量相同。

请参考图6和图7所示，主体上设置有位移组件190、旋转组件210和下压组件250。位移组件190与基座113的两端连接，位移组件190能够使基座113在水平方向上移动。在本实施方式中，位移组件190为两个伸缩气缸，两个伸缩气缸的一端均与基座连接，伸缩气缸水平安装在主体上，伸缩气缸伸缩时，可带动基座113移动，使阴模111与基座113同步移动到光学元件收集容器的正上方。主体上设置有阻挡件191，阻挡件191能够限制基座113移动的距离。基座113上设置有第一连接头115，旋转组件210设置有与第一连接头115相适配的第二连接头211，基座113移动到位时，即第一连接头115与阻挡件191抵接时，第一连接头115能够与第二连接头211连接，第二连接头211转动时，第一连接头115同步转动，进而使基座113旋转，基座113旋转的角度为180°，此时，阴模111的开口朝下，便于将光学玻璃元件从阴模111内取出。

下压组件250的上端固定在主体上，基座113旋转到时，即基座113转动180°时，下压组件250向下运动能够与推动杆173抵接，并推动推动杆173向下移动，推动光学玻璃元件同步向下运动，从而将光学玻璃元件从阴模111内推出。下压组件250包括伸缩气缸，伸缩气缸的下端设置有按压板，按压板上间隔设置有多个按压柱，相邻按压柱之间的距离与相邻推动杆173之间的距离相同，且按压柱的数量等于推动杆173的数量。优选的，为了保证光学玻璃元件能够完全与阴模111脱离，按压柱的直径不大于推动杆173的直径，按压柱能够伸入到基座113内。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学玻璃元件成型模具，包括上模具组件(100)和下模具组件(110)，上模具组件(100)位于下模具组件(110)上方，上模具组件(100)包括至少一个阳模(101)，下模具组件(110)包括至少一个阴模(111)，阳模(101)能够向下运动，且伸入到阴模(111)内，其特征在于：上模具组件(100)还设置有第一加热装置(130)，第一加热装置(130)能够对阳模(101)进行加热，下模具组件(110)还包括基座(113)，基座(113)上方设置有第二加热装置(150)，第二加热装置(150)包括加热腔(153)和呈螺旋状设置的第二加热线圈(154)，第二加热线圈(154)位于加热腔(153)内，阴模(111)位于第二加热线圈(154)内，且阴模(111)的下端贯穿加热腔(153)的底面与基座(113)连接，第二加热装置(150)能够对阴模(111)进行加热。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：还包括控制系统(103)，第一加热装置(130)和第二加热装置(150)均与控制系统(103)连接。

3.根据权利要求2所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：第一加热装置(130)包括固定框(131)和呈螺旋状设置的第一加热线圈(133)，固定框(131)与上模具组件(100)连接，固定框(131)内设有贯穿固定框(131)顶面和底面的空腔(135)，第一加热线圈(133)位于空腔(135)内，且与空腔(135)的侧壁连接，第一加热线圈(133)外周设置有绝缘层，第一加热线圈(133)的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统(103)连接，阳模(101)位于第一加热线圈(133)内，阳模(101)向下运动时，阳模(101)能够从第一加热线圈(133)内伸出。

4.根据权利要求2所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：第二加热装置(150)包括固定壳(151)，加热腔(153)开设在固定壳(151)上且贯穿固定壳(151)的顶面，第二加热线圈(154)外周设置有绝缘层，第二加热线圈(154)的两线端均贯穿绝缘层，且与控制系统(103)连接；

阴模(111)的下端贯穿固定壳(151)的底面与基座(113)连接，固定壳(151)与基座(113)连接。

5.根据权利要求4所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：阴模(111)内设置有推动组件(170)，推动组件(170)包括推动板(171)、推动杆(173)和限位件(175)，推动板(171)位于阴模(111)内，推动杆(173)的上端与推动板(171)底面中心位置连接，推动杆(173)的下端贯穿阴模(111)的底面和基座(113)的底面，限位件(175)安装在推动杆(173)的下端，且位于阴模(111)下方，推动板(171)能够沿阴模(111)的高度方向移动。

6.根据权利要求2所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：第一加热装置(130)和第二加热装置(150)上均设置有温度检测单元，且均与控制系统(103)连接。

7.一种二次压型装置，包括权利要求1-6任一所述的光学玻璃元件成型模具，其特征在于：还包括位移组件(190)，位移组件(190)与基座(113)的两端连接，位移组件(190)能够使基座(113)在水平方向上移动。

8.根据权利要求7所述的二次压型装置，其特征在于：还包括顶升组件，顶升组件位于基座(113)的下方，顶升组件的上端能够与推动杆(173)的下端抵接，且能够推动推动杆(173)移动。

9.根据权利要求7所述的二次压型装置，其特征在于：还包括旋转组件(210)，基座(113)移动到位时，旋转组件(210)能够与基座(113)连接，且能够使基座(113)旋转。

10.根据权利要求9所述的二次压型装置，其特征在于：还包括下压组件(250)，基座(113)旋转到时，下压组件(250)向下运动能够与推动杆(173)抵接，且推动推动杆(173)移动。

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