一種光學(xué)玻璃無損割大到小的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光切割加工工藝，尤其采用聚焦的CO2激光加工方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)玻璃是能改變光的傳播方向，并能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。狹義的光學(xué)玻璃是指無色光學(xué)玻璃；廣義的光學(xué)玻璃還包括有色光學(xué)玻璃、激光玻璃、石英光學(xué)玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學(xué)玻璃、纖維光學(xué)玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學(xué)玻璃可用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。
[0003]由光學(xué)玻璃構(gòu)成的部件是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。然而對于光學(xué)玻璃的切割主要依賴的是國外進口切割板，加工成本高、效率低下，不利于我國光學(xué)玻璃切割行業(yè)發(fā)展。另外普通砂輪切割，難以切出極薄的制品來，切割損耗大，砂輪磨損嚴(yán)重，特別在用干法切割時，就顯得普通砂輪切割的種種弊處。
[0004]對于切割板以及普通切割機進行研宄，發(fā)現(xiàn)首先這種機器一般工作人員操作起來比較困難，加上有時候突然發(fā)生的情況排氣過濾氣堵塞、電壓不正、齒輪壞了、掉了都能切壞材料，久而久之，數(shù)量多了對企業(yè)來說肯定是一種經(jīng)濟上面的損失，應(yīng)該極其重視。
[0005]用普通切割機把70多萬鎊的鋼鐵切成碎末，要經(jīng)過3-4萬次的實驗，其有的資源浪費也是非常驚人達到15萬-20萬美元。
[0006]由于數(shù)控切割機的硬件結(jié)構(gòu)和制造水平還不高，尤其是缺乏數(shù)控切割軟件技術(shù)，使國產(chǎn)切割機在使用過程中普遍存在一些問題，導(dǎo)致切割生產(chǎn)效率低，鋼材和耗材浪費嚴(yán)重，用普通切割機把70多萬鎊的鋼鐵切成碎末，要經(jīng)過3-4萬次的實驗，其有的資源浪費也是非常驚人達到15萬-20萬美元。
[0007]購買切割機時，為減少成本投入，不購買套料軟件，只使用CAD軟件進行畫圖，或者是調(diào)用數(shù)控系統(tǒng)中的零件庫，在數(shù)控系統(tǒng)上對DXF圖形進行手工編程套料，局部切割，使切割機長時間處于等待編程的閑置狀態(tài)，降低了切割生產(chǎn)效率。而且采用局部切割時還會產(chǎn)生大量剩余鋼材，導(dǎo)致鋼材嚴(yán)重浪費。
[0008]數(shù)控切割機切割工件時需要切割工人憑借經(jīng)驗和眼睛，通過手工方式控制穿孔過程、切割速度和拐角加減速，不能做到自動穿孔和自動切割，大大降低了切割生產(chǎn)效率。
[0009]進行單件切割和熱切割時，如果不使用共邊、借邊、橋接等高效切割方式，每個零件都需要預(yù)熱穿孔并逐個切割，那么就容易發(fā)生熱切割變形的問題，而且采用火焰切割機切割時，火焰預(yù)熱穿孔不僅耗時耗材，還導(dǎo)致切割效率下降，加劇割嘴的損耗。
[0010]除了上述問題，利用切割機切割物料時，還存在零件拐角過燒、切割面過分傾斜、切割圓形零件時圓變形或不閉合、零件引割點過燒留疤痕等問題，如果切割大尺寸零件時還會發(fā)生嚴(yán)重誤差，出現(xiàn)切割變形不閉合等嚴(yán)重切割質(zhì)量問題。
[0011]針對目前技術(shù)缺陷發(fā)明設(shè)計采用CO2激光切割加工方法，解決了光學(xué)玻璃有效切割問題，減少了生產(chǎn)過程中的材料損耗，提升工作效率，實現(xiàn)高效的規(guī)模化生產(chǎn)，促成產(chǎn)業(yè)鏈的形成和壯大，對我國的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對于切割機在切割玻璃是損耗過大的問題，提出了采用聚焦的0)2激光加工方法技術(shù)進行切割的方法，解決光學(xué)玻璃無損割大到小的問題，提升切割后光學(xué)玻璃質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
(1)取一塊長30cm?90cm、寬1cm?15cm、厚3.0?10.0mm的光學(xué)玻璃晶體置于超聲波儀器中，清洗1.0?1.5小時；
(2)采用一束聚焦的CO2激光，在玻璃表面劃線，而后用非焦距的CO2激光沿著該劃線進行掃描，在熱應(yīng)力的作用下使玻璃沿著該劃線分離；
(3)隨后調(diào)節(jié)激光切割機在玻璃表面劃線，而后用非焦距的0)2激光沿著該劃線進行掃描，在熱應(yīng)力的作用下使玻璃沿著該劃線分離；
(4)使用研磨液使大小光學(xué)玻璃表面更加潤滑，取一個可以裝水1L的容器，倒入研磨液占容器容積的12%，則每次研磨加70-105克研磨液即可，然后觀察大小光學(xué)玻璃表面，水在工件表面光整中有緩沖、清洗的作用，取玻璃棒不停順時針攪拌使其表面使其玻璃之間相互撞擊，從而達到清潔潤滑的效果。
[0014]所述超聲波儀器超聲振動劇幅為0.04?0.12mm，頻率為18?24KHz。
[0015]所述的單束聚焦0)2激光機其功率為150W，速度為380?420mm/s，劃線后再調(diào)節(jié)功率為80W，速度為300?380mm/s。
[0016]所述的研磨液是一種具有優(yōu)良化學(xué)機械性能的研磨產(chǎn)品，可用于硅片、化合物晶體、精密光學(xué)器件、液晶面板、寶石、金屬工件登的研磨拋光，使大小光學(xué)玻璃表面更加潤滑，取玻璃棒不停順時針攪拌5分鐘左右使其表面使其玻璃之間相互撞擊，從而達到清潔潤滑的效果。
[0017]本發(fā)明針對目前技術(shù)缺陷發(fā)明設(shè)計采用CO2激光切割加工方法，解決了光學(xué)玻璃有效切割問題，提升工作效率，實現(xiàn)高效的規(guī)模化生產(chǎn)，促成產(chǎn)業(yè)鏈的形成和壯大，對我國的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。
[0018]本發(fā)明工藝與其它切割方法相比，具有的明顯特征有:
(1)精度高:適用于精密配件的切割和各種玻璃、畫的精美切割，可以說天衣無縫的效果;
(2)速度快:激光切割是機器切割以及線切割的100倍以上；
(3)熱影響區(qū)小:不易變形，切縫平整、美觀，無需后序處理；
(4)有效的利用:提升切割后光學(xué)玻璃質(zhì)量，做到零耗損，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
[0019]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量；激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達±0.04mm ;切割表面光潔美觀，表面質(zhì)量好，粗糙度值降低99.9%左右，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無需機械加工，激光切割機上一般配有多臺數(shù)控工作臺，整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割。
【具體實施方式】
一種光學(xué)玻璃無損割大到小的方法，其特征在于具體步驟為:
(1)取一塊長30cm?90cm、寬1cm?15cm、厚3.0?10.0mm的光學(xué)玻璃晶體置于超聲波儀器中，清洗1.0?1.5小時；
(2)采用一束聚焦的CO2激光，在玻璃表面劃線，而后用非焦距的CO2激光沿著該劃線進行掃描，在熱應(yīng)力的作用下使玻璃沿著該劃線分離；
(3)隨后調(diào)節(jié)激光切割機在玻璃表面劃線，而后用非焦距的0)2激光沿著該劃線進行掃描，在熱應(yīng)力的作用下使玻璃沿著該劃線分離；
(4)使用研磨液使大小光學(xué)玻璃表面更加潤滑