一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺的制作方法

1.本发明涉及光纤准直器制造领域，特别是涉及一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺。


背景技术：

2.光纤准直器由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内；是通过透镜能实现将从发散角较大(束腰小)的光束转换为发散角较小(束腰大)的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。
3.光纤准直器采用的毛细管因为经常需要接入其它光纤，所以出现了喇叭口型的毛细管以方便其它光纤设备的接入。目前，毛细管端面喇叭口的加工有机械法、化学腐蚀法和热吹法三种方法。机械法容易导致毛细管开裂；化学腐蚀法对环境不够友好；热吹法通过加热毛细管的加工点，通入气体使加工点膨胀成橄榄形，然后拉平切割获得喇叭口。现有热吹法的限制就是对同一毛细管的喇叭口加工只能一个一个来，大大影响了加工速度。此外，现有热吹法生产的两端均拉平的喇叭口在套接在光纤准直器的金属套管中，因为毛细管和金属套管之间需要填充胶水一类的粘合物，从一侧填入胶水时，另一侧容易溢出，堵塞毛细管。


技术实现要素：

4.经申请人研究发现：现有采用热吹法对同一毛细管的多个喇叭口加工点同时加工时，因为每一个加工点的软化程度一致，在通入惰性气体时会使靠近进气端的加工点膨胀的更快，这样导致生产的喇叭口大小不一。因此，现有技术不能同时对多个喇叭口加工点同时进行加工。
5.有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺，旨在可以对同一初始毛细管的多喇叭口同时进行加工，生产出一端为平喇叭口，另一端为凸喇叭口的成品毛细管可以与金属管套更加紧密贴合。
6.为实现上述目的，本发明公开了一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺，所述工艺包括：
7.步骤s1、将空心玻璃管置入高温熔炉，按照需求规格且以预设温度进行加热拉丝，获得初始毛细管；
8.步骤s2、根据所述初始毛细管长度和成品毛细管长度，在所述初始毛细管上确定平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点；其中，所述凸喇叭口加工点和所述平喇叭口加工点交错排布，所述成品毛细管一端为与所述成品毛细管管身平行的平喇叭口，另一端为突出于所述成品毛细管管身的凸喇叭口；
9.步骤s3、根据所述平喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述平喇叭口
加工点之间的距离，确定各个所述平喇叭口加工点的第一加工温度；根据所述凸喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述凸喇叭口之间的距离，确定各个所述凸喇叭口加工点的第二加工温度；
10.步骤s4、将所述初始毛细管的两端进行夹持，使所述初始毛细管以第一旋转速度进行自转；
11.步骤s5、向所述初始毛细管内通入惰性气体，以各个平喇叭口加工点对应的所述第一加工温度对所述平喇叭口加工点进行加热；其中，所述第一加工温度的温度大小从所述初始毛细管的进气端到出气端依次递增，所述惰性气体的压强大于大气压强；
12.步骤s6、响应于所述各个所述平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，拉伸所述初始毛细管以使所述平喇叭口加工点恢复到原有管径；
13.步骤s7、向所述初始毛细管内通入惰性气体，以各个凸喇叭口加工点对应的所述第二加工温度对所述凸喇叭口加工点进行加热；其中，所述第二加工温度的温度大小从所述初始毛细管的进气端到出气端依次递增，所述惰性气体的压强大于大气压强；
14.步骤s8、响应于所述各个所述凸喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体和停止加热；
15.步骤s9、停止所述初始毛细管的自转，分别对所述平喇叭口加工点和所述凸喇叭口加工点进行切割，获得所述成品毛细管。
16.可选的，所述步骤s2包括：
17.步骤s201、根据所述初始毛细管长度和成品毛细管长度，确定所述初始毛细管可以制造出成品毛细管的数量；
18.步骤s202、根据所述成品毛细管的双端分别为所述平喇叭口和所述凸喇叭口以及所述成品毛细管数量，在所述初始毛细管上确定平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点。
19.可选的，所述步骤s3中根据所述平喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述平喇叭口加工点之间的距离，确定各个所述平喇叭口加工点的第一加工温度，包括：
20.步骤s301、根据所述平喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述平喇叭口加工点之间的距离，确定各个所述平喇叭口加工点所需的第一软度；其中，各个所述平喇叭口加工点对应的第一软度保证惰性气体可以同时将各个所述平喇叭口加工点产生相同所述预设大小的气泡；
21.步骤s302、根据各个所述平喇叭口加工点对应的所述第一软度，确定各个所述平喇叭口加工点对应的所述第一加工温度；其中，其中，所述第一加工温度的温度大小从所述初始毛细管的进气端到出气端依次递增。
22.可选的，步骤s3中根据所述凸喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述凸喇叭口之间的距离，确定各个所述凸喇叭口加工点的第二加工温度，包括：
23.步骤s303、根据所述凸喇叭口加工点到所述初始毛细管两端的距离和所述凸喇叭口加工点之间的距离，确定各个所述凸喇叭口加工点所需的第二软度；其中，各个所述凸喇叭口加工点对应的第二软度保证惰性气体可以同时将各个所述凸喇叭口加工点产生相同所述预设大小的气泡；
24.步骤s304、根据各个所述凸喇叭口加工点对应的所述第二软度，确定各个所述凸喇叭口加工点对应的所述第二加工温度；其中，其中，所述第二加工温度的温度大小从所述
初始毛细管的进气端到出气端依次递增。
25.可选的，所述步骤s4包括：
26.步骤s401、采用圆环夹头将所述初始毛细管的两端进行夹持；其中，所述圆环夹持头与电机相连接；
27.步骤s402、控制所述电机使所述圆环夹持头带动所述初始毛细管以第一旋转速度进行自转。
28.可选的，所述步骤s6，包括：
29.步骤s601、响应于所述各个所述平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，并保持加热；
30.步骤s602、通过拉伸所述初始毛细管的两端以使所述平喇叭口加工点凸起的外壁恢复到原有管径。
31.可选的，所述步骤s6，包括：
32.步骤s603、响应于所述各个所述平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，并保持加热；
33.步骤s604、采用拉伸夹头固定在各个所述平喇叭口加工点两侧；
34.步骤s605、控制所述拉伸夹头向两侧移动以拉伸各个所述平喇叭口加工点，使所述平喇叭口加工点凸起的外壁恢复到原有管径；其中，所述拉伸夹头的移动速度要保持所述平喇叭口加工点两侧拉平速度一致。
35.可选的，所述步骤s9，包括：
36.停止所述初始毛细管的自转，采用激光分别沿着所述平喇叭口加工点和所述凸喇叭口加工点的中心线进行切割，获得所述成品毛细管。
37.本发明的有益效果：1、本发明根据平喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和平喇叭口加工点之间的距离，确定各个平喇叭口加工点的第一加工温度；根据凸喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和凸喇叭口之间的距离，确定各个凸喇叭口加工点的第二加工温度；其中，第一加工温度和第二加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增。本发明通过控制加工温度来控制初始毛细管各个加工点的软化程度，以使越远离进气端的加工点软化程度越高，因为软化程度越高在通入惰性气体时越容易膨胀，同时越靠近进气端也越容易膨胀，这二者结合保证了各个喇叭口加工点膨胀速度均匀，可以使喇叭口规格一致。这样可以分别依次对所有平喇叭口同时进行加工和对所有凸喇叭口同时进行加工，大大提高了喇叭口加工效率，从而提高了成品毛细管的生产效率。2、本发明生产的成品喇叭口，一端为与成品毛细管管身平行的平喇叭口，另一端为突出于成品毛细管管身的凸喇叭口。本发明生产的这种结构成品毛细管在凸喇叭口可以与光纤准直器的金属套管紧密结合，因此在平喇叭口侧进胶水时，凸喇叭口侧不会有胶水溢出，避免胶水溢出堵塞成品毛细管。3、本发明相对平喇叭口进行加工后拉伸，再对凸喇叭口进行加工。这样的加工顺序保证凸喇叭口不会因为加热变薄的外壁受外力拉伸，导致变形甚至破裂。4、本发明喇叭口切割时采用激光切割，保证了切口平整，提高成品毛细管质量。综上，本发明可以同时对多个喇叭口进行加工，大大提高了生产效率，同时生产的成品毛细管更加贴合金属套管。
附图说明
38.图1是本发明一具体实施例提供的一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺的流程示意图；
39.图2是本发明一具体实施例提供的初始毛细管的加工示意图；
40.图3是本发明一具体实施例提供的成品毛细管与金属套管的连接示意图；
41.图4是现有技术的毛细管与金属套管的连接示意图
具体实施方式
42.本发明公开了一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
43.经申请人研究发现：现有采用热吹法对同一毛细管的多个喇叭口加工点同时加工时，因为每一个加工点的软化程度一致，在通入惰性气体时会使靠近进气端的加工点膨胀的更快，这样导致生产的喇叭口大小不一。因此，现有技术不能同时对多个喇叭口加工点同时进行加工。
44.因此，本发明实施例提供了一种多喇叭口同时加工的毛细管制造工艺，如图所示，该工艺包括：
45.步骤s1:将空心玻璃管置入高温熔炉，按照需求规格且以预设温度进行加热拉丝，获得初始毛细管。
46.可选的，预设温度为1200-1500℃。
47.可选的，在加热拉丝之前，方法还包括：
48.取一根需求长度玻璃棒，对玻璃棒进行高精度钻孔，获得空心玻璃管。
49.需要说明的是，空心玻璃管经加热后由良好的延展性，经过高精度的拉丝可以获得需求规格的初始毛细管。
50.需要说明的是，初始毛细管长度应该数倍长于成品毛细管，以使一根初始毛细管可以制造出至少三根以上的成品毛细管。
51.步骤s2：根据初始毛细管长度和成品毛细管长度，在初始毛细管上确定平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点。
52.其中，凸喇叭口加工点和平喇叭口加工点交错排布，成品毛细管一端为与成品毛细管管身平行的平喇叭口，另一端为突出于成品毛细管管身的凸喇叭口。
53.可选的，步骤s2包括：
54.步骤s201：根据初始毛细管长度和成品毛细管长度，确定初始毛细管可以制造出成品毛细管的数量；
55.步骤s202：根据成品毛细管的双端分别为平喇叭口和凸喇叭口以及成品毛细管数量，在初始毛细管上确定平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点。
56.需要说明的是，成品毛细管可以如图3所示，图3展示了成品毛细管和金属套管的连接，图3中31为成品毛细管，32为金属套管。相较于现有技术，如图4所示，图3中41为成品
毛细管，42为金属套管，两侧均为平喇叭口的毛细管41，本发明实施例的成品毛细管31可以通过凸喇叭口卡住金属管套42，使得贴合更加紧密，避免胶水溢出情况。
57.步骤s3：根据平喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和平喇叭口加工点之间的距离，确定各个平喇叭口加工点的第一加工温度；根据凸喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和凸喇叭口之间的距离，确定各个凸喇叭口加工点的第二加工温度。
58.可选的，步骤s3中根据平喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和平喇叭口加工点之间的距离，确定各个平喇叭口加工点的第一加工温度，包括：
59.步骤s301：根据平喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和平喇叭口加工点之间的距离，确定各个平喇叭口加工点所需的第一软度；其中，各个平喇叭口加工点对应的第一软度保证惰性气体可以同时将各个平喇叭口加工点产生相同预设大小的气泡；
60.步骤s302：根据各个平喇叭口加工点对应的第一软度，确定各个平喇叭口加工点对应的第一加工温度；其中，其中，第一加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增。
61.可选的，步骤s3中根据凸喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和凸喇叭口之间的距离，确定各个凸喇叭口加工点的第二加工温度，包括：
62.步骤s303：根据凸喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和凸喇叭口加工点之间的距离，确定各个凸喇叭口加工点所需的第二软度；其中，各个凸喇叭口加工点对应的第二软度保证惰性气体可以同时将各个凸喇叭口加工点产生相同预设大小的气泡；
63.步骤s304：根据各个凸喇叭口加工点对应的第二软度，确定各个凸喇叭口加工点对应的第二加工温度；其中，其中，第二加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增。
64.需要说明的是，第一加工温度和第二加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增，是为了保证平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点的软化程度从进气端到出气端依次递增，越远离进气端软化程度越高，这时通入惰性气体软化程度越高的加工点越容易膨胀。又因为越靠近进气端，越容易进气膨胀。本发明综合二者对膨胀的影响，使得同时加工时也能保证各个喇叭口规格大小一致。
65.可选的，第一加工温度和第二加工温度与距离的关系是根据玻璃毛细管具体材料，经过反复试验获得的。
66.步骤s4：将初始毛细管的两端进行夹持，使初始毛细管以第一旋转速度进行自转。
67.需要说明的是，旋转可以去除重力的影响，使得重力不会把形成的喇叭口变成不对称不均匀的形状。
68.可选的，步骤s4包括：
69.步骤s401：采用圆环夹头将初始毛细管的两端进行夹持；其中，圆环夹持头与电机相连接；
70.步骤s402：控制电机使圆环夹持头带动初始毛细管以第一旋转速度进行自转。
71.需要说明的是，采用电机可以保证精准旋转，不会出现忽快忽慢的现象。
72.步骤s5：向初始毛细管内通入惰性气体，以各个平喇叭口加工点对应的第一加工温度对平喇叭口加工点进行加热。
73.其中，第一加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增，惰性
气体的压强大于大气压强。
74.需要说明的是，惰性气体的压强大于大气压强使得惰性气体在软化处受大气压影响向外挤压，使得喇叭口加工点形成橄榄形。
75.可选的，惰性气体可以为氦气或者氮气中的一种。
76.步骤s6：响应于各个平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，拉伸初始毛细管以使平喇叭口加工点恢复到原有管径。
77.在一具体实施例中，步骤s6，包括：
78.步骤s601：响应于各个平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，并保持加热；
79.步骤s602：通过拉伸初始毛细管的两端以使各个平喇叭口加工点凸起的外壁恢复到原有管径。
80.该具体实施例是通过对初始毛细管的两端拉伸从而使各个平喇叭口加工点凸起的外壁恢复到原有管径。这样的拉伸方法减少拉伸抓持点，简化拉伸流程。
81.在另一具体实施例中，步骤s6，包括：
82.步骤s603、响应于各个平喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体，并保持加热；
83.步骤s604、采用拉伸夹头固定在各个平喇叭口加工点两侧；
84.步骤s605、控制拉伸夹头向两侧移动以拉伸各个平喇叭口加工点，使平喇叭口加工点凸起的外壁恢复到原有管径；其中，拉伸夹头的移动速度要保持平喇叭口加工点两侧拉平速度一致。
85.需要说明的是，在该具体实施例中，采用拉伸夹头在各个平喇叭口加工点两侧拉伸各个平喇叭口加工点。这样采用多点拉伸的方式可以保证拉伸质量，使得喇叭口成型质量更高。
86.步骤s7：向初始毛细管内通入惰性气体，以各个凸喇叭口加工点对应的第二加工温度对凸喇叭口加工点进行加热。
87.其中，第二加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增，惰性气体的压强大于大气压强。
88.步骤s8：响应于各个凸喇叭口加工点出现预设大小的气泡后，停止通入惰性气体和停止加热。
89.步骤s8不拉伸是为了保证凸喇叭口加工点外壁突出与光纤准直器的金属套管相契合。
90.经过步骤s1-s8后，形成的初始毛细管如图2所示，21表示初始毛细管，22表示平喇叭口加工点，23表示凸喇叭口加工点。
91.步骤s9:停止初始毛细管的自转，分别对平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点进行切割，获得成品毛细管。
92.可选的，步骤s9，包括：
93.停止初始毛细管的自转，采用激光分别沿着平喇叭口加工点和凸喇叭口加工点的中心线进行切割，获得成品毛细管。
94.需要说明的是，激光切割更加可以使切面更加平整，从而提高成品毛细管质量。
95.本发明实施例根据平喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和平喇叭口加工点之间的距离，确定各个平喇叭口加工点的第一加工温度；根据凸喇叭口加工点到初始毛细管两端的距离和凸喇叭口之间的距离，确定各个凸喇叭口加工点的第二加工温度；其中，第一加工温度和第二加工温度的温度大小从初始毛细管的进气端到出气端依次递增。本发明实施例通过控制加工温度来控制初始毛细管各个加工点的软化程度，以使越远离进气端的加工点软化程度越高，因为软化程度越高在通入惰性气体时越容易膨胀，同时越靠近进气端也越容易膨胀，这二者结合保证了各个喇叭口加工点膨胀速度均匀，可以使喇叭口规格一致。这样可以分别依次对所有平喇叭口同时进行加工和对所有凸喇叭口同时进行加工，大大提高了喇叭口加工效率，从而提高了成品毛细管的生产效率。本发明实施例生产的成品喇叭口，一端为与成品毛细管管身平行的平喇叭口，另一端为突出于成品毛细管管身的凸喇叭口。本发明实施例生产的这种结构成品毛细管在凸喇叭口可以与光纤准直器的金属套管更加紧密结合，因此在平喇叭口侧进胶水时，凸喇叭口侧不会有胶水溢出，避免胶水溢出堵塞成品毛细管。本发明实施例相对平喇叭口进行加工后拉伸，再对凸喇叭口进行加工。这样的加工顺序保证凸喇叭口不会因为加热变薄的外壁受外力拉伸，导致变形甚至破裂。本发明实施例喇叭口切割时采用激光切割，保证了切口平整，提高成品毛细管质量。综上，本发明实施例可以同时对多个喇叭口进行加工，大大提高了生产效率，同时生产的成品毛细管更加贴合金属套管。
96.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
97.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
98.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。