光学玻璃镜片切割
切割是利用玻璃的脆性和残余应力,在切割点加一刻痕造成应力集中,使之易于折断。对不太厚的板、管,均可用金刚石、合金刀或其他坚韧工具在表面刻痕,再加折断。为了增强切割处应力集中,也可在刻痕后再用火焰加热,更便于切割。如玻璃透镜成形后有多余的料帽,可用合金刀沿圆周刻痕,再用扁平火焰沿圆周加热,即可割去。
切割是玻璃透镜加工最基本最常用的一种方法。切割分划切和锯切两种。前者多用于较薄玻璃板、管、瓶颈;而后者则主要针对较厚的或条块状玻璃。
(1) 划切 划切是利用玻璃的脆性、抗张应力低和有残余应力的性能,在切割处加一刻痕,造成局部应力集中,易于折断。如用玻璃刀切割平板玻璃。又如平板玻璃用刀轮在线横切、纵切、掰断等。
划切常用工具有:在黄铜端部镶嵌金刚石的玻璃刀以及切较硬较厚玻璃的硬质合金刀轮。
在划切玻璃时应加水或煤油等液体冷却,对切口和切割工具寿命都有好处。
(2) 锯切 锯切是利用玻璃的脆性进行磨切。早期多用金属圆盘旋转或金属钢丝拉动外加研磨液的方法,但七、八十年代后已很少采用了。现多用金刚石锯片或碳化硅锯片来切割。
金刚石锯片是把金刚砂颗粒镶嵌在圆形锯片边缘锯齿部分而成。结合剂用青铜。冷却剂大多用水,少数用煤油。其切割速度比砂轮快4~5 倍。碳化硅锯片是把碳化硅的各种粗细颗粒和酚醛树脂结合剂结
合在一起,经成型、加压、硬化制成。切割时也要加水冷却。
玻璃透镜钻孔
光学玻璃制品加工往往需要穿孔或钻孔。穿孔常用的方法有机械法,如研磨钻孔、钻床钻孔。还有其他方法如冲击钻孔、超声波钻孔、激光钻孔等。
(1) 机械穿孔法
○研磨钻孔。研磨钻孔法有两种。一种是用金属(例如铜或黄铜)实心棒状钻头或取芯管状钻头(钻较大孔径时用)加研磨液进行研磨式钻孔。研磨液多用碳化硅磨料加水而成。
另一种是用金属钻头(实心棒状或取芯管状)表面镀有金刚砂,外加冷却剂(水)磨削钻孔。这种钻头钻孔效率高。研磨钻孔法孔径范围一般为3~100mm。
○钻床钻孔。此法类似金属钻孔。它是用碳化钨或硬质合金钻头,加冷却水、轻油或松节油之类冷却,在玻璃指定部位切削钻孔。钻孔速度比钻金属孔慢。适用孔径范围3~15mm。
用机械法穿孔时,必须注意将切削液循环于孔的内部深处。另外,为了防止孔的周边生成类似贝壳状的缺陷,一般将孔打到板面的一半时,翻过来再从反面打通。或者在玻璃背面加贴另一片玻璃一起打孔。
(2) 冲击钻孔法 此法是利用钻孔凿子在电磁震荡器的控制下连续冲击玻璃表面进行打孔。凿子用硬质合金材料制成。电磁震荡器可产生每分钟达2000 次以上的冲击频率。
(3) 超声波钻孔法 这是一种精度高的钻孔方法。它是利用超声波发生器,使加工工具发生振幅20~50μm,频率为16~30千赫的振动。在振动工具和玻璃间注入研磨液。由于磨料只起到一次的锤击作
用,且一次加入量又非常少,因而变形很小,表面光洁度高,精度好。又由于振动频率高,故加工效率高,每分钟可达几百个立方毫米。孔的形状也不限于圆形,且能同时穿几个孔。