CN101913757B - 球型石英玻璃棒的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球型石英玻璃棒的生产方法，首先在热工机床上对原料石英棒的中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒；之后将所述带凸球的毛坯棒在靠模机床上磨削成成品棒。节约了传统工艺技术中原材料的消耗，减少了加工过程的加工量，避免了机加工造成的破裂损坏，加工的尺寸精确，生产效率极高。

Description

球型石英玻璃棒的生产方法

技术领域

本发明涉及一种石英玻璃棒的生产工艺，尤其涉及一种球型石英玻璃棒的生产方法。

背景技术

石英玻璃广泛应用于光纤通讯、微电子、电子半导体、太阳能、航天和激光与新型光源等技术领域。随着光通信产业的快速发展，光纤制造业也随之迅速发展。光纤生产最具代表的两大工艺为：新兴的VAD工艺和传统的MCVD工艺。VAD光纤制作工艺源于日本，96年研究成功，从其问世即以不可估量的速度冲击着传统MCVD制作工艺，石英玻璃把持棒是与VAD工艺配套使用的一种消耗性材料，各光纤制作企业使用与各自工艺相配套的石英玻璃把持棒，其规格、形状结构、尺寸各异。众所周知，石英玻璃因其软化温度和熔化温度极高(1730℃以上)，高温黏度极大，因此传统的浇注、模具成型方法无法实现异型石英玻璃棒的毛坯成型，通常均采用足够尺寸的石英玻璃棒通过各种复杂的后续加工实现毛坯棒的成型。

上述现有技术至少存在以下缺点：

造成了原材料的极大浪费；同时也带来了后续加工极大的工作量，加工效率和精度较低。

比如加工如图1所示的球型石英玻璃棒，棒的长度为300mm、直径为36mm、中间的球径为57.6mm。

现有技术中的加工方法为：

用直径大于60mm(通常使用60-62mm的棒)、长度320mm的石英棒在磨床上直接车、磨球型以外的直棒部分；用材料：3.14×6.12×32×2.2×1/4＝2056g，每支耗材约2kg，材料成本约700元/支。车磨直棒到36mm直径的加工时间：2.5小时，每天每台磨床加工数量：3支。

用专用的加工球型的磨具在机床上加工球型部分。每台机床每天可加工12支。

以上加工成本合计约300元，合计总成本约：1000元/支。

加工精度：因在不同的加工设备上完成，因此上述两道工序的对接部位存在加工缺陷；另外球体部分与棒的中心轴存在偏心问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节约原材料、加工过程简单、能避免机加工缺陷、加工尺寸精确，生产效率高的球型石英玻璃棒的生产方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的球型石英玻璃棒的生产方法，所述球形玻璃棒的中部带有球形凸起，包括步骤：

首先，在热工机床上对原料石英棒的中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒；

之后，将所述带凸球的毛坯棒在靠模机床上磨削成成品棒。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的球型石英玻璃棒的生产方法，由于首先在热工机床上对原料石英棒的中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒；之后将所述带凸球的毛坯棒在靠模机床上磨削成成品棒。节约了传统工艺技术中原材料的消耗，减少了加工过程的加工量，避免了机加工造成的破裂损坏，加工的尺寸精确，生产效率极高。

附图说明

图1为现有技术中的球型石英玻璃棒的结构示意图；

图2为本发明中挤球工序示意图；

图3为本发明中靠模加工示意图。

图中：11.玻璃车床(灯工车床)固定床头，12.三爪卡盘，13.玻璃棒，14.玻璃车床(灯工车床)可活动床头，15.氢氧气燃烧火焰，16.氢氧气控制操作台(温度调节)，17.玻璃车床导轨；21.安装在机床上的靠模导轨，22.连接磨头与导轨的导向滑块，23.金刚石磨轮，24.石英玻璃异形棒，25.机床的固定床头及三抓卡盘，26.粘接玻璃棒的铁顶尖，27.车床导轨，28.车床可活动床头。

具体实施方式

本发明的球型石英玻璃棒的生产方法，所述球形玻璃棒的中部带有球形凸起，其较佳的具体实施方式是包括步骤：

首先，在热工机床上对原料石英棒的中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒；

之后，将所述带凸球的毛坯棒在靠模机床上磨削成成品棒。

所述的球形凸起包括以下一种或多种形状：凸球形、凹球形、椭球形、马鞍形，也可以是其它的凸型。

所述的靠模车床包括普通机床，所述普通机床的导轨侧面设有靠模导轨，所述普通车床的走刀架上活动设有磨头，所述磨头上设有金刚石磨轮，所述磨头连接有导向滑块，所述导向滑块置于所述靠模导轨中。

所述的靠模导轨的形状与所述成品棒的形状相适应。

本发明采用合适尺寸的石英玻璃棒，利用氢氧焰为热源，将石英棒在需要加工成球型的部位加热到软化温度，通过热工机床挤压成球型毛坯棒；经退火处理后，在经过改装的专用设备上磨削、精磨成具有精确尺寸要求的球型石英玻璃把棒。

本技术的优点：大大节约了传统工艺技术中原材料的消耗；极大减少了加工过程的加工量；避免了机加工造成的破裂损坏；加工的尺寸精确；生产效率极高。

具体实施例的加工流程：

以加工如图1所示的球型石英玻璃棒为例，棒的长度为300mm、直径为36mm、中间的球径为57.6mm。

如图2所示：首先用直径38mm长400mm的石英棒在热工机床上直接挤压出球直径为61mm的带球毛坯棒。

用材料：3.14×3.82×40×2.2×1/4＝997g，每支耗材约1kg，材料成本约350元/支，耗氢氧气费用约40元。

如图3所示，在靠模机床上一次性磨削、精磨成成品棒，每台机床每班至少加工20支，加工成本不到100元。

合计总成本：小于500元。

因为是一次性成型，不存在对接缺陷和球体偏心问题。

本发明的技术特点是：

采用与要求相近的石英棒，利用高温挤压工艺成型带球毛坯棒；利用靠模技术改装加工机床，一次性完成成品棒的加工；节约原材料、简化加工工序、加工精度高；本发明适用于：凸球形、凹球形、椭球形、马鞍型等形状石英玻璃或其它材质棒材的加工。

下面对本发明中的热工机床和靠模机床的结构和工作原理进行描述：

如图2所示，热工车床包括：玻璃车床(灯工车床)固定床头11、三爪卡盘12、玻璃车床(灯工车床)可活动床头14、氢氧气燃烧火焰15、氢氧气控制操作台(温度调节)16、玻璃车床导轨17等。

通过氢氧气燃烧火焰15、氢氧气控制操作台(温度调节)16对玻璃棒13需要的部位进行加热，之后通过玻璃车床(灯工车床)可活动床头14进行挤压，挤压出带凸球的玻璃棒毛坯。

如图3所示，靠模车床包括：安装在机床上的靠模导轨21，连接磨头与导轨的导向滑块22、金刚石磨轮23、机床的固定床头及三抓卡盘25、粘接玻璃棒的铁顶尖26、车床导轨27、车床可活动床头28等。

靠模导轨21固定在机床的导轨之侧面。带金刚石磨轮23并与导向滑块22连接的磨头是活动设置在车床的走刀架上，可前后左右移动。

当走刀架行进时，导向滑块22沿靠模导轨21形状行进，进而实现异型棒24的加工。因此靠模导轨21的形状就决定异型棒24的形状。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种球型石英玻璃棒的生产方法，所述球形玻璃棒的中部带有球形凸起，其特征在于，包括步骤：

首先，在热工机床上对原料石英棒的中部需要的部位进行局部加热，并对原料石英棒的两端进行挤压，挤压出带凸球的毛坯棒；

之后，将所述带凸球的毛坯棒在靠模机床上磨削成成品棒。

2.根据权利要求1所述的球型石英玻璃棒的生产方法，其特征在于，所述的球形凸起包括以下一种或多种形状：凸球形、凹球形、椭球形、马鞍形。

3.根据权利要求1或2所述的球型石英玻璃棒的生产方法，其特征在于，所述的靠模车床包括普通机床，所述普通机床的导轨侧面设有靠模导轨，所述普通车床的走刀架上活动设有磨头，所述磨头上设有金刚石磨轮，所述磨头连接有导向滑块，所述导向滑块置于所述靠模导轨中。

4.根据权利要求3所述的球型石英玻璃棒的生产方法，其特征在于，所述的靠模导轨的形状与所述成品棒的形状相适应。

Images