CN102343539A

CN102343539A - 蓝宝石圆柱体外圆面r环槽的加工方法

Info

Publication number: CN102343539A
Application number: CN2011103356739A
Authority: CN
Inventors: 向久林; 卢松
Original assignee: Chongqing Chuanyi Automation Co Ltd
Current assignee: Chongqing Chuanyi Automation Co Ltd
Priority date: 2011-10-29
Filing date: 2011-10-29
Publication date: 2012-02-08

Abstract

本发明公开了一种蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法，所述方法在铣床上固定特制的粗、细加工金刚石磨杆，蓝宝石工件固定在车床上，使磨杆与工件的夹角在15～30°，用粗、细加工金刚石磨杆在蓝宝石圆柱体外圆面磨削出R环槽，抛光。采用本发明方法加工的蓝宝石工件表面质量可达到12级以上，R槽的尺寸公差小于0.10mm，其方法具有产品的精度高，加工方法简单，磨具修磨容易，磨具价格低廉，加工范围广的优点。

Description

蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法

技术领域

本发明涉及宝石或类似硬脆材料圆柱面上环形槽的加工方法，特别涉及一种蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法。

背景技术

人造蓝宝石具有硬度高，耐磨损，线膨胀系数小，抗压强度高和耐酸碱腐蚀等特点，应用非常广泛。但是，由于人造蓝宝石具有硬度高(莫氏9级，仅次于天然钻石)、脆性大，晶体各向异性等特性，其加工难度也相当大，图1所示为蓝宝石圆柱面上的R槽5，由于R槽尺寸难以控制，不能批量加工，有加工精度差，效率低，成本高等问题。

目前，蓝宝石圆柱面上环形槽的加工方法是采用金刚石钻粉磨具(磨轮)，用仿形法进行环形槽的加工。这种方法适用于U形槽(如图1中的4示)的加工，磨轮形状为圆柱形，磨轮宽度根据槽宽确定，加工的磨轮磨损后，只需用砂轮轻轻修磨即可保持尺寸精度。若采用成形磨轮加工R形环形槽(如图1中的5示)有以下问题：1.由于R形环形槽形状、尺寸精度完全由磨轮成形精度的确定，对成型磨具的R尺寸及形状要求很高(一般产品的R尺寸精度需控制在±0.10mm内)，用成形磨轮加工难度高；2.加工不同尺寸的R槽所用的成型磨具的R尺寸也不同，因此需按产品要求设计不同尺寸的成型磨具；3.成型磨具加工蓝宝石R槽消耗很快，需经常修磨，修磨工期长、效率低，加工成本高(成型磨具60～80元/个，且只能加工产品80件左右)；4、采用成型磨具加工R槽表面质量只达到Rz0.4，并且加工质量不稳定。

综上所述，采用成型磨具加工R形环形槽有诸多限制且精度差、成本高，因此，需找到一种加工宝石圆柱面R形环形槽的新方法，解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法，采用本发明方法所得蓝宝石工件表面质量可达到12级以上，R槽的尺寸公差控制在0.10mm内的要求，所述方法具有产品的精度高，加工方法简单，磨具修磨容易，磨具价格低廉，加工范围广的优点。

本发明的技术方案是：

制备磨杆：

A.粗加工用金刚石磨杆，取金刚石钻粉和结合剂混合，烧结制成圆柱体，其中金刚石钻粉∶结合剂的重量比＝1∶80；磨杆尺寸：长度为30-60mm，直径D＝(0.92-0.97)2R。

B.细加工用金刚石磨杆，取金刚石钻粉和结合剂混合，烧结制成长度为30-60mm，直径D＝(0.92-0.97)2R的圆柱体，其中金刚石钻粉∶结合剂的重量比＝1∶80。

所述的结合剂为玻璃粉。

所述的粗加工用金刚石磨杆的金刚石钻粉的粒度为JRW20～JRW28。

所述的细加工用金刚石磨杆的金刚石钻粉的粒度为JRW4～JRW10的金刚石钻粉。

本发明所述的蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法，有以下步骤：

1)粗成型R槽：

取需要加工R槽的蓝宝石工件，将金刚石钻粉和结合剂烧制成长度为30-60mm、直径D＝(0.92-0.97)2R的粗加工金刚石磨杆，固定在轴套内，轴套固定在铣床的铣头上，蓝宝石工件水平装夹在车床夹具体上，磨杆与工件的夹角在15～30°，启动机床，夹具体带动蓝宝石工件沿轴线做水平旋转，其转速为6000～9000转/分钟；磨杆作自转，其转速为19000～23000转/分钟，横向及纵向进刀运动；粗加工金刚石磨杆磨削蓝宝石工件圆柱体，得到粗加工R槽；

2)细加工R槽：

取金刚石钻粉和结合剂烧制成长度为30-60mm、直径D＝(0.92-0.97)2R的细加工金刚石磨杆，用步骤1)相同的方法磨削蓝宝石工件圆柱体，得到细加工蓝宝石圆柱体R槽；

3)抛光R槽：

步骤2)所得蓝宝石工件，在其R槽涂抹金刚石钻粉膏后，水平装夹在车床上，尼龙绳固定在车床两端，尼龙绳与蓝宝石工件接触，开动车床，打磨抛光蓝宝石工件上的R槽，得到外圆面带有R环槽的蓝宝石圆柱体，R槽的公差＜0.20mm。

步骤3)所述的金刚石钻粉膏采用型号为JRW1～JRW10的金刚石钻粉，加水做成膏状。

本发明采用不同磨料配比粗、细金刚石磨杆(圆柱体)加工R槽；用专用的金刚石钻粉膏抛光整个蓝宝石工件，使得加工后的蓝宝石工件表面质量可达到12级以上，R槽的尺寸公差小于0.10mm，因此具有精度高的优点。

本发明加工时采用蓝宝石工件和金刚石磨具做旋转运动，同时磨具在蓝宝石工件外圆面上做直线运动，加工过程中磨具进刀，四个运动组合的方式，加工时只需要调整磨杆与工件的夹角在15～30°，控制磨杆和工件的转速，即可达到蓝宝石工件表面质量可达到12级以上，R槽的尺寸公差控制在0.10mm内，因此有加工方法简单的优点。

本发明金刚石钻粉和结合剂烧制成磨杆，因此，磨具修复容易，磨具价格低廉，可广范用于打孔、做锥面等，有加工范围广的优点。

下表为背景技术所述方法与本发明所述方法的比较：

附图说明

图1为蓝宝石工件上的R槽及U形槽示意图；

图2为本发明方法的蓝宝石工件R槽加工示意图；

图3为本发明方法的蓝宝石工件R槽加工中的磨杆与工件夹角的示意图。

图中，1为夹具体，2为蓝宝石工件，3为磨杆，4为U形槽，5为R槽。

具体实施方式

用于加工蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的磨杆，分为粗加工用金刚石磨杆和细加工用金刚石磨杆，磨杆由金刚石钻粉和结合剂组成。其中，结合剂为玻璃粉，金刚石钻粉∶结合剂的重量比＝1∶80。粗加工用金刚石磨杆的粒度为JRW20～JRW28；细加工用金刚石磨杆的金刚石钻粉的粒度为JRW4～JRW10，烧制(用陶瓷结合剂金刚石烧结法)而成，磨杆的长度为30-60mm，直径D＝(0.92-0.97)2R，其结合剂采用玻璃粉。

蓝宝石外圆R槽成型方法是，加工时蓝宝石工件和金刚石磨具做旋转运动，同时磨具在蓝宝石工件外圆面上做直线运动，加工过程中磨具进刀，四个运动组合而成，在运动过程中，金刚石磨具的运动轨迹逐步包络形成蓝宝石柱体外圆工件R槽。(参见图2、图3)

具体方法如下：

宝石→定向切割→柱体粗磨和精磨→端面加工→R槽加工→检验包装出厂。

蓝宝石R槽成型方法的具体制备步骤如下：(参见图2、图3)

(1)定向切割(下料)：蓝宝石先经过划轴向(沿C轴，在加工R环槽时，蓝宝石工件不会产生切口)，再按照成品尺寸，留出0.3～0.5mm左右的加工余量，切割成四方柱体形毛坯。

(2)柱体粗磨和精磨(制坯)：将柱体毛坯用150～240^#金刚石钻粉在磨圆机上按要求将毛坯磨成圆柱形，要求圆柱度和圆度误差小于0.005mm。

(3)端面加工：用从粗到细的磨料在磨盘上粗、细精研磨宝石圆柱体两端面到要求尺寸。

(4)粗成型R槽：将粗加工用金刚石磨杆3固定在轴套内，轴套固定铣床的铣头部件上，使粗加工用金刚石磨杆在皮带轮的带动下可以作旋转运动，同时，在拖板的带动下，还可作横向及纵向进刀运动。将蓝宝石工件2水平装夹在钟表车床夹具体1上，铣头偏转一定角度(即磨杆与蓝宝石工件的夹角在15～30度)。启动机床，夹具体带动蓝宝石工件沿轴线做水平旋转，其转速为6000～9000转/分钟；磨杆作自转，其转速为19000～23000转/分钟，横向及纵向进刀运动；用粒度为JRW20～W28的粗加工金刚石磨杆在蓝宝石工件圆柱体上，粗成型R槽。工件沿轴线旋转，粗加工金刚石磨杆自转(与工件的夹角在15～30度)、并做纵向和横向运动，完成R槽在钟表车床上的粗加工。磨杆尺寸D＝(0.9-0.95)R。

(6)细加工R槽：加工方法同上，用粒度为JRW4～JRW10细加工金刚石磨杆。

(7)抛光R槽：将步骤(6)所得蓝宝石工件水平装夹在钟表车床上，蓝宝石工件涂抹金刚石钻粉膏后，水平装夹在车床上，尼龙绳固定在车床两端，开动车床，尼龙绳与蓝宝石工件接触，打磨抛光，控制R槽的公差＜0.10mm，得到外圆面带有R环槽的蓝宝石圆柱体。加工后的蓝宝石工件表面质量可达到12级以上，R槽的尺寸公差＜0.10mm。

Claims

1.一种蓝宝石圆柱体外圆面R环槽的加工方法，其特征在于有以下步骤：

1)粗成型R槽：

2)细加工R槽：

3)抛光R槽：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)所述的金刚石钻粉膏采用型号为JRW1～JRW10的金刚石钻粉。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：磨杆中金刚石钻粉∶结合剂的重量比＝1∶80。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的粗加工用金刚石磨杆的金刚石钻粉的粒度为JRW20～JRW28。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的细加工用金刚石磨杆的金刚石钻粉的粒度为JRW4～JRW10的金刚石钻粉。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述结合剂为玻璃粉。