CN104369855A - Mdyb-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，本发明包括以下步骤：（1）将航空玻璃进行切割、对玻璃X轴钻孔、装配夹持板，放置于烘箱内的模具上；并进行预热和加温，使航空玻璃软化；（2）放下夹持板，使航空玻璃自然垂下贴合模具，待航空玻璃表面温度降至室温；对玻璃Y轴钻孔，装配夹持板，然后关闭烘箱，对航空玻璃进行升温和成型拉制；（3）待航空玻璃和模具完全贴合后，冷却至室温，将航空玻璃外形切裁成半成品；（4）对半成品进行边缘修形，然后进行边部粗磨边和细磨边；（5）对磨边后的航空玻璃表面进行研磨、打磨、抛光、清洗，即得成品。本发明生产的产品具有外形贴合度好、互换性高和光学性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺。
背景技术
随着现代民用和军用空运需求量的增加，研制新型大运载能力的运输机的需求日益紧迫。MDYB-3航空有机玻璃材料作为新型航空透明材料，已广泛运用于军用、民用等多个领域。MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的热弯成型过程中会改变其内部分子排序从而导致性能改变，同时存在厚度变化导致光学性能降低的特性，所以，MDYB-3航空有机玻璃的成型工艺较为复杂。传统工艺为模压成型，只能成型普通有机玻璃和非定向拉伸成型航空有机玻璃，该工艺成型后，玻璃的外形维形较困难，即易于变形；另一方面，模压成型后，玻璃的表面质量差，模具上有什么都会投影到玻璃表面，且两个表面都有，后续处理工作繁重。最重要的是模压成型的非定向有机玻璃的性能远远低于MDYB-3航空有机玻璃，故而目前的工艺无法制造出高性能的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，解决现有技术无法制造出高性能的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将MDYB-3航空有机玻璃进行切割、对玻璃X轴钻孔、装配夹持板，然后放置于烘箱内的模具上；并对航空玻璃和模具进行预热和加温，使航空玻璃软化；
（2）放下夹持板，使软化后的航空玻璃自然垂下贴合模具(X轴)，再打开烘箱大门，待航空玻璃表面温度降至室温；对玻璃Y轴钻孔后，装配夹持板，然后关闭烘箱，对航空玻璃X、Y轴进行升温和成型拉制；
（3）待航空玻璃和模具完全贴合后，冷却至室温后，开启烘箱，将航空玻璃外形切裁成半成品；
（4）对半成品进行边缘修形，然后进行边部粗磨边和细磨边；
（5）对磨边后的航空玻璃表面进行研磨、打磨、抛光、清洗，即得成品。
进一步地，所述步骤（1）烘箱加热程序进行预热和加温如下：首先在75℃条件下，加温30min；再在105℃条件下，加温30min；最后在105℃的条件下，保温60min。
再进一步地，所述步骤（2）烘箱加热程序进行升温如下：首先在65℃条件下，加温30min；100℃条件下，加温30min；116℃条件下，加温30min；116℃条件下，保温120min；用120min降至室温。
更进一步地，所述步骤（3）在成型拉制时，需做到15min记录1次成型件变化，同时记录成型温度、模具温度、拉制力和位移量，以确保拉制成型的成功。
本发明具有以下优点及有益效果：
本发明生产的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品具有外形贴合度好、互换性高和光学性能好的特点，避免了传统工艺在加温成型过程中造成的光学性能下降和玻璃外形不好的缺点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
MDYB-3航空有机玻璃翼尖航行灯灯罩的生产工艺，具体工艺过程如下：
在MDYB-3航空有机玻璃领取出库后，用样板把2200×2200原板进行划线，均分为4块，在推台锯上沿划线位置进行切割；用超声波测厚仪对玻璃进行厚度测试，记录测厚样板对应每个点的玻璃厚度值；用拉制夹具预夹持有机玻璃的两个长边（即X轴）边缘，用***钻对正夹具上的螺钉孔钻制玻璃上的夹持孔；待玻璃上的夹持孔钻制完毕后，揭掉玻璃表面的保护纸，装配好夹持板，紧固螺钉，4个人各抬夹具的一个角，将夹持好的玻璃放置在烘箱内的翼尖航行灯灯罩成型模具上，用4根支撑杆支撑夹具的4个角，预加热玻璃和模具；同时，将液压杆联动的4个钢丝绳勾住夹板上的4个吊耳；检查玻璃的中心与模具的中心对正并做好定位标记，一切正常后，关闭烘箱门，打开烘箱加热程序进行预热和加温；详细的加温制度如下表1所示：
表1
| 序号 | 设定温度（℃） | 加温时间（min） | 保温温度（℃） | 保温时间（min） |
| 1 | 室温 | |||
| 2 | 75 | 30 | ||
| 3 | 105 | 30 | ||
| 4 | 105 | 60 |
按照上表所示的温度制度在烘箱上设定加温程序，烘箱按照程序进行升温和保温。温度达到玻璃软化点时，玻璃软化，收紧玻璃两边的钢丝绳，同时，卸掉玻璃夹板4个角的支撑杆，让玻璃随重力方向自然垂下，贴合模具(X轴)，翼尖航行灯灯罩的轮廓初步呈现，打开烘箱大门，待玻璃表面温度降低至室温，用圆弧包耳夹具定位玻璃的两个圆弧边（即Y轴），用***钻对正夹具的控制孔钻制玻璃的夹持孔，钻好后用螺钉固定，在圆弧端的两个中心孔位置穿上用压模油缸联动的钢丝绳，锁紧钢丝绳；启动液压油缸，拉紧钢丝绳，二次成型时，玻璃长边的四个支撑杆均已经卸下；用联动的液压油缸收紧钢丝绳，让翼尖航行灯灯罩的开口端尽量大，有利于圆弧端（即Y轴）的成型拉制；检查各夹持点、拉制绳正常后，关闭烘箱大门，进行二次升温、成型；详细的成型升温制度如下表2（需随时观察灯罩的拉制成型过程，做到15min记录1次成型件变化，同时记录成型温度、辅助模具温度、拉制力和位移量）：
表2
待玻璃和模具冷却后，一般需要第二天才能使模具自然冷却至室温，开启烘箱门，卸掉液压力，将测厚样板铺在成型号的灯罩外表面上，将玻璃端面定位点与测厚样板的定位点对正，测试、记录每个点的厚度；沿成型模具上刻线位置和周边放大40mm各划1条线，作为初始切裁线；4个人各抬1个夹板耳朵，平稳地取出成型号的翼尖航行灯灯罩，在铺以软质橡胶皮的平台上卸下玻璃4个边的夹具，注意保护玻璃灯罩的有效面；在推台锯上沿初始切割线进行灯罩初样切割；再在带锯上沿玻璃的初始切割线进行再切割，使灯罩的有效线预留3～5mm加工余量；将切割号的玻璃与钻孔模具进行比对，使玻璃上的定位点与钻模上的定位点重合，盖上上模，用周边顶丝将玻璃灯罩固定，在玻璃的内、外表面用划针进行灯罩外形线划线。
将划好边缘线的玻璃与钻孔模具进行比对，使玻璃上的定位点与钻模上的定位点重合，盖上上模，用周边顶丝将玻璃灯罩固定，用气动自动进给钻对正每一个钻模上的孔进行逐一钻制，第一步是钻制Φ9mm通孔，第二步是调整好自动进给钻的进刀量，用沉头钻进行1.2mm深的沉头孔的钻制，钻孔的同时，注意每个孔钻制过程中均需要用中性肥皂水进行冷却；孔位钻制完成后，认真检查孔壁和沉头孔沉头面，要求尽量光滑，不应有破口、破边、螺旋状刀痕和烧焦的痕迹。
钻孔完成后，卸下上模，取出玻璃进行玻璃边缘修形，先用千叶片***钻对玻璃边缘进行修正，修正到边沿余量为+0.5mm左右；再将翼尖航行灯灯罩运转至无机磨边的磨床上，进行边部粗磨边和细磨边。
修形完成后，将玻璃置于带白炽灯管的检验台上，首先用1000目的砂纸对玻璃内表面进行表面研磨，外表面视划伤情况可适当进行表面研磨，研磨至表面出现均匀的轻划伤即可；再用毛毡蘸取少量的氧化铈抛光膏进行研磨面打磨、抛光，抛光至表面印迹深度为≤0.1mm为宜；用医用优质脱脂棉蘸取少量的法国进口的1#抛光膏对玻璃的内外表面进行抛光处理，视玻璃内表面的模具印轻重进行局部反复抛光，一般抛光30min检查1次抛光情况，大约240min可完成粗抛光；带模具痕迹和重划伤均清除后，用医用优质脱脂棉蘸取少量的法国进口的2#抛光膏对玻璃的内外表面进行抛光处理，抛光至玻璃表面无连续出现的发纹伤、表面印迹；最后用医用优质脱脂棉蘸取少量的法国进口的清洗水对玻璃的内外表面进行表面处理，最终要求玻璃的内外表面为镜面状态。
采用本发明的工艺生产出的玻璃，其表面硬度大于PC板，各项材料性能经测试后与PC板进行对比，强度性能等数据与进口PC板基本一致，详细数据见下表3所示：
表3
| 性能 | MDYB-3航空有机玻璃 | 聚碳酸酯（PC） |
| 相对密度（g/cm3） | 1.2 | 1.2 |
| 长期吸水率（%） | 0.5 | 0.15 |
| 成型收缩率（%） | 0.5 | 0.5 |
| 拉伸强度（MPa） | 80.5～90 | 56～66 |
| 拉伸模量（MPa） | 2850～3000 | 2100～2400 |
| 断裂拉长率（MPa） | 135～145 | 60～120 |
| 弯曲强度（MPa） | 140～150 | 80～85 |
| 弯曲模量（MPa） | 2850～3000 | 2100～2440 |
| 压缩强度（MPa） | 60～70 | 75～80 |
| 剪切强度（MPa） | / | 35 |
| 冲击强度（缺口，kj/m2） | 37～42 | 17～24 |
| 洛氏硬度M | 布氏硬度＞21Kgf/mm2 | 80 |
| 疲劳极限（106次/MPa） | / | 10.5 |
| 热变形温度（1.82MPs，℃） | 100～130 | 130～135 |
| 长期使用温度（℃） | / | 110 |
| 线膨胀系数（×10-5/K） | / | 7.2 |
| 热导率[W/(m·K)] | / | 0.2 |
| 体积电阻率（Ω·cm） | / | 2.1×1016 |
| 介电常数（106Hz） | / | 2.9 |
| 介质损耗角正切值（106Hz） | / | 0.0083 |
| 介电强度（kV/mm） | / | 18 |
| 耐电弧（s） | / | 120 |
本发明生产的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品具有外形贴合度好、互换性高和光学性能好的特点，避免了传统工艺在加温成型过程中造成的光学性能下降和玻璃外形不好的缺点。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将MDYB-3航空有机玻璃进行切割、对玻璃X轴钻孔、装配夹持板，然后放置于烘箱内的模具上；并对航空玻璃和模具进行预热和加温，使航空玻璃软化；
（2）放下夹持板，使软化后的航空玻璃自然垂下贴合模具，再打开烘箱大门，待航空玻璃表面温度降至室温；对玻璃Y轴钻孔后，装配夹持板，然后关闭烘箱，对航空玻璃X、Y轴进行升温和成型拉制；
（3）待航空玻璃和模具完全贴合后，冷却至室温后，开启烘箱，将航空玻璃外形切裁成半成品；
（4）对半成品进行边缘修形，然后进行边部粗磨边和细磨边；
（5）对磨边后的航空玻璃表面进行研磨、打磨、抛光、清洗，即得成品；
其中，X轴、Y轴是沿玻璃平面进行建立的，X轴代表水平方向，Y轴代表竖直方向。
2. 根据权利要求1所述的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）烘箱加热程序进行预热和加温如下：首先在75℃条件下，加温30min；再在105℃条件下，加温30min；最后在105℃的条件下，保温60min。
3. 根据权利要求1所述的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）烘箱加热程序进行升温如下：首先在65℃条件下，加温30min；100℃条件下，加温30min；116℃条件下，加温30min；116℃条件下，保温120min；用120min降至室温。
4. 根据权利要求1所述的MDYB-3航空有机玻璃复杂曲面制品的生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）在成型拉制时，需做到15min记录1次成型件变化，同时记录成型温度、模具温度、拉制力和位移量，以确保拉制成型的成功。
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