一種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動(dòng)磨床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超硬超脆人工晶體材料的外圓加工設(shè)備，具體為一種適合于特殊玻璃、人造藍(lán)寶石、氟化鎂、尖晶石、硫化鋅、單晶硅、鍺單晶等超硬超脆材料的外圓加工，并且特別適合于有晶向要求的人工晶體材料的外圓加工的磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]以藍(lán)寶石、碳化硅和鎂鋁尖晶為代表的超硬晶體是第三代半導(dǎo)體材料GaN和ZnO外延薄膜最常用的襯底材料，在固體照明、微電子器件、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，目前在對(duì)于超硬超脆的人工晶體材料進(jìn)行加工時(shí)的外圓加工絕大多數(shù)采用傳統(tǒng)外圓磨床進(jìn)行加工，由于傳統(tǒng)外圓磨床設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是加工金屬材料，其功能特性難以滿足特殊玻璃、人造藍(lán)寶石、氟化鎂、尖晶石、硫化鋅、單晶硅、鍺單晶等超硬超脆材料的外圓加工的特殊要求，如這些材料切削液均是堿性或酸性切削液，長期使用對(duì)設(shè)備將產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，傳統(tǒng)外圓磨床工件裝夾均是中心孔定位裝夾，而絕大數(shù)超硬超脆人工晶體材料具備不能車削的物理性能，且部分材料均有特殊的晶向要求，因此在外圓磨削加工時(shí)大多采用圓柱毛坯的兩端面進(jìn)行定位裝夾，傳統(tǒng)外圓磨床的工件裝夾方法無法適應(yīng)超硬超脆人工晶體材料加工的需要，目前，國內(nèi)暫無專門用于特殊超硬超脆人工晶體材料加工的外圓研磨設(shè)備，國際上如美國和日本有相關(guān)的專用設(shè)備，但價(jià)格昂貴，如日本某公司的設(shè)備售價(jià)130萬人民幣，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)難以承受此價(jià)格，鑒于此，超硬超脆人工晶體材料的外圓加工急需一種低成本、高效率、高精度和高度自動(dòng)化的專用加工設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)原有技術(shù)中的不足與投入大的弊端，本實(shí)用新型目的在于提供一種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動(dòng)磨床，徹底解決進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，而國產(chǎn)傳統(tǒng)金屬加工外圓磨床所帶來的加工弊端。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動(dòng)磨床，其特征在于:所述磨床包括:HT250鑄造底座、主軸磨頭十字滑臺(tái)、十字滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制單元、主軸磨頭系統(tǒng)、主軸磨頭驅(qū)動(dòng)控制單元、固定驅(qū)動(dòng)工件頭、固定驅(qū)動(dòng)工件頭控制單元、可移動(dòng)從動(dòng)工件頭、從動(dòng)工件頭移動(dòng)導(dǎo)軌、氣壓裝夾系統(tǒng)組成，具體結(jié)構(gòu)為:設(shè)備基座、減速電機(jī)、固定驅(qū)動(dòng)工件頭、傳動(dòng)軸、工件頂針1、工件、工件頂針I(yè)1、可移動(dòng)從動(dòng)工件頭、鎖緊螺母、氣缸連接板、導(dǎo)軌1、氣缸、導(dǎo)軌鎖緊螺釘1、氣源控制中心、導(dǎo)軌滑塊1、絲杠支撐座1、磨輪、磨輪鎖緊螺釘、伺服電機(jī)1、絲杠固定座1、絲桿、導(dǎo)軌滑塊1、導(dǎo)軌鎖緊螺釘IV、導(dǎo)軌滑塊I1、導(dǎo)軌I1、導(dǎo)軌鎖緊螺釘I1、絲桿固定座I1、伺服電機(jī)I1、主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、同步輪I1、導(dǎo)軌II1、導(dǎo)軌鎖緊螺釘II1、絲杠支撐座I1、同步、同步輪、高速主軸磨頭、過渡板1、過渡板11，所述主軸磨頭系統(tǒng)在十字滑臺(tái)上通過操作控制系統(tǒng)進(jìn)行精確移動(dòng)；減速電機(jī)與固定驅(qū)動(dòng)工件頭聯(lián)接，工件裝夾在固定驅(qū)動(dòng)工件頭與可移動(dòng)從動(dòng)工件頭之間，通過氣壓裝夾系統(tǒng)壓緊，固定驅(qū)動(dòng)工件頭通過工件帶動(dòng)可移動(dòng)從動(dòng)工件頭同步旋轉(zhuǎn)，固定驅(qū)動(dòng)工件頭的減速電機(jī)為變頻可調(diào)式電機(jī)。
[0006]優(yōu)選的，所述磨床高速主軸頭最高轉(zhuǎn)速為6000r/min，主軸頭轉(zhuǎn)速為變頻可調(diào)式。
[0007]優(yōu)選的，設(shè)備切削液過流部件部分全部噴涂聚四氟乙烯或其他工程涂料，防止切削液腐蝕設(shè)備零部件，設(shè)備傳動(dòng)部件全部進(jìn)行發(fā)黑處理，杜絕切削液腐蝕零件帶來傳動(dòng)精度的降低。
[0008]優(yōu)選的，產(chǎn)品裝夾過程為:產(chǎn)品通過氣缸壓緊在兩個(gè)法蘭中間，從動(dòng)驅(qū)動(dòng)端法蘭通過工件與法蘭摩擦力帶動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)，法蘭端面跳動(dòng)小于0.01mm;以Y軸為基準(zhǔn)的平面度優(yōu)于0.02mm，法蘭與工件之間墊小于0.1mm的碳租以增大摩擦力，氣缸壓力不小于0.8MPA。
[0009]優(yōu)選的，設(shè)備磨頭安裝在X、Y軸十字滑臺(tái)上，磨頭可以沿X、Y軸通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密絲杠控制，傳動(dòng)精度優(yōu)于傳動(dòng)設(shè)備。
[0010]優(yōu)選的，設(shè)備選用樹脂結(jié)合劑金剛石磨輪，金剛石粒度為60#-220#，金剛石密度不下于30%
[0011]實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)磨床均是工件沿X方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨頭沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)刀的進(jìn)刀方式，本實(shí)用新型的磨頭既可以沿X方向移動(dòng)又可以沿Y軸方向移動(dòng)，工件頭只自轉(zhuǎn)不沿X方向移動(dòng)，目前國內(nèi)沒有這種結(jié)構(gòu)，徹底解決進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，而國產(chǎn)傳統(tǒng)金屬加工外圓磨床所帶來的加工弊端，本實(shí)用新型將大幅度降低設(shè)備成本，高效率、高精度和高度自動(dòng)化的研磨超硬超脆人工晶體材料。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中，1 一設(shè)備基座；2—減速電機(jī)；3—固定驅(qū)動(dòng)工件頭；4一傳動(dòng)軸；5—工件頂針I(yè) ;6—工件；7—工件頂針I(yè)I ;8—可移動(dòng)從動(dòng)工件頭；9一鎖緊螺母；10—?dú)飧走B接板；11 一導(dǎo)軌I ; 12—?dú)飧祝?3—導(dǎo)軌鎖緊螺釘I ; 14一氣源控制中心；15—導(dǎo)軌滑塊I ; 16—導(dǎo)軌鎖緊螺釘II ;17—絲杠支撐座I ;18—磨輪；19一磨輪鎖緊螺釘；20—伺服電機(jī)I ;21—絲杠固定座I ;22—絲桿；23—導(dǎo)軌滑塊I ;24—導(dǎo)軌滑塊II ;25—導(dǎo)軌II ;26—導(dǎo)軌鎖緊螺釘III ;27—絲桿固定座II ;28—伺服電機(jī)II ;29—主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；30 —同步輪I ;31—導(dǎo)軌III ;32—導(dǎo)軌鎖緊螺釘IV ;33—絲杠支撐座II ;34 —同步帶；35 —同步輪II ;36—高速主軸磨頭；37—過渡板I ;38—過渡板II。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]1、工件裝夾自轉(zhuǎn)系統(tǒng):在設(shè)備基座(1)的前段安裝工件裝夾自轉(zhuǎn)系統(tǒng)，固定驅(qū)動(dòng)工件頭(3)安裝在設(shè)備基座(1)上，減速電機(jī)(2)與固定驅(qū)動(dòng)工件頭(3)直