CN102601873B - 精密机械用绝缘垫板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精密机械用绝缘垫板及其制作方法，该绝缘垫板主体上带有用于将绝缘垫板与下面部件固定连接的沉孔、用于将绝缘垫板与其上面部件固定连接的盲孔，加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中；所述绝缘垫板主体采用普氏硬度系数f大于8小于10的大理石或花岗岩。绝缘垫板制作方法包括下述步骤：用锯割加工方法和凿切加工方法将大理石或花岗岩荒料加工成所需形状的坯料；用金刚石开孔器加工盲孔和沉孔；将铝柱粘接固定于盲孔中；用丝锥在铝柱上加工螺孔；六、用铸铁磨盘研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板。本发明的绝缘垫板稳定性好、精度高、成本低，可广泛应用于高精度机械设备。
Description
技术领域
本发明属于精密机械设备技术领域，涉及一种精密机械用绝缘垫板及其制作方法。
背景技术
可加工陶瓷是一种在室温下，用传统机加工方法（如硬质合金或高速钢工具）能进行加工并保持一定尺寸公差的陶瓷材料。可加工陶瓷具有良好的机加工性能，且具有真空性好、耐高低温、绝缘和耐酸碱腐蚀性能和抗热冲击性能好等特点。在精密机械设备上，通常利用可加工陶瓷良好的机加工性能、绝缘性等特性来制成绝缘垫板，以此来保证此绝缘垫板上、下相连接的部件不能导通，达到设备的使用需求。这些设备所用绝缘垫板的主体上带有沉孔和螺孔，沉孔用于连接绝缘垫板和下面的部件，螺孔用于连接绝缘垫板和其上面的部件。对于一般的精密机械设备，一般要求上、下两表面平面度和上、下两表面之间的平行度达到微米量级；而对于高精度机械设备，一般要求上、下两表面平面度和上、下两表面之间的平行度达到5微米以下，上、下两面的平行度需达到5微米以下；对于超精机械设备，一般要求上、下两表面平面度和上、下两表面之间的平行度达到2微米以下，上、下两面的平行度需达到3微米以下。
但是这种可加工陶瓷需要由专业公司来制作，然后再根据机械设备的具体设计形状和尺寸进行加工，所以零件的成本较高。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种成本低的精密机械用绝缘垫板。
为了解决上述技术问题，本发明的精密机械用绝缘垫板主体上带有用于将绝缘垫板与下面部件固定连接的沉孔、用于将绝缘垫板与其上面部件固定连接的盲孔，加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中；所述绝缘垫板主体采用普氏硬度系数f大于8小于10的岩石。
所述绝缘垫板的上表面和下表面的平面度均小于5微米，上表面与下表面之间的平行度小于5微米。
所述绝缘垫板的上表面和下表面的平面度均小于2微米，上表面与下表面之间的平行度小于3微米。
所述岩石为大理石或花岗岩。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种上述精密机械用绝缘垫板的制作方法。
为了解决上述技术问题，精密机械用绝缘垫板的制作方法包括下述步骤：
一、用锯割加工方法将大理石或花岗岩荒料锯割成所需厚度的毛板；
二、用凿切加工方法将步骤一得到的毛板加工成所需形状的坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
四、将铝柱粘接固定于盲孔中；
五、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板。
普氏硬度系数f大于8小于10的岩石包括大理石、白云岩、花岗岩、砂岩、石灰岩、砾岩等。大理石主要用于加工成各种型材、板材，作建筑物的墙面、地面、台、柱，也常作为纪念性建筑物如碑、塔、雕像等的材料。大理石还可以雕刻成工艺美术品、文具、灯具、器皿等实用艺术品。天然花岗岩可以加工成高级装饰面板，主要用于宾馆、饭店、纪念性建筑物等的门厅、大堂的墙面、地面、墙裙、勒脚、楼梯和柱面的饰面等，也可用于吧台、服务台、收款台、家具装饰以及制作各种纪念碑、墓碑等，还可用来砌筑建筑物的基础、墙体、踏板、桥梁、堤坝、铺筑路面、制作城市雕塑等。大理石和花岗岩无论是用作建筑材料还是用于雕刻成工艺品，其尺寸精度和稳定性都要求较低；而在精密机械设备中，绝缘垫板一般要求上、下两表面的平面度和上、下两表面之间的平行度达到微米量级。由于可加工陶瓷具有良好的机加工性能，因而目前高精度机械设备中都采用这种材料作为绝缘垫板。
大理石和花岗岩的基本性能指标与可加工陶瓷几乎相同，采用大理石和花岗岩制作的绝缘垫板有以下的特点：1.经长期天然时效，组织结构均匀，线胀系数极小，内应力完全消失，不变形；2.刚性好，硬度高，耐磨性强，温度变形小；3.不必涂油，不易粘微尘，维护，保养方便简单，使用寿命长；4.不会出现划痕，不受恒温条件限制，在高温下也能保持其原有物理性能；5.不磁化，测量时能平滑移动，无滞涩感，不受潮湿影响，平面稳定性好。6.抗磨蚀，耐高温，免维护；7.物理性稳定，组织缜密，受撞击晶粒脱落，表面不起毛边，不影响其平面精度，材质稳定，能够保证长期不变形，线膨胀系数小，机械精度高，防锈、防磁、绝缘；8.材料来源广泛，成本低廉。
本发明的精密机械用绝缘垫板采用大理石或花岗岩作为主体材料，在具备可加工性、稳定性的前提下，其制造成本降低了近十倍。
所述绝缘垫板主体为圆盘形，其中央带有定位孔。
所述绝缘垫板主体的定位孔用于绝缘垫板与上、下部件之间的径向定位。
上述绝缘垫板的制作方法包括如下步骤：
一、用内径与绝缘垫板主体外径相等的金刚石开孔器对大理石或花岗岩料板进行加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、用外径与绝缘垫板主体的定位孔直径相等的金刚石开孔器对圆形绝缘垫板坯料进行加工，同时采用自来水冷却，得到带有定位孔的绝缘垫板坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
四、将铝柱粘接固定于盲孔中；
五、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板。
由于可加工陶瓷具有良好机加工性能，用传统机加工方法（如硬质合金或高速钢工具）车削加工外圆、定位孔、沉孔和螺孔即可。但对于大理石和花岗岩而言，由于大理石和花岗岩比较脆，无法直接采用传统机加工方法车削加工外圆、内圆和螺孔。本发明采用内径与绝缘垫板外径相等的金刚石开孔器对大理石料板进行加工，得到圆盘形绝缘垫板坯料；采用外径分别与绝缘垫板定位孔、沉孔、盲孔直径相等的金刚石开孔器对圆形绝缘垫板坯料进行加工，得到带有定位孔、沉孔、盲孔的绝缘垫板；加工的同时采用自来水冷却，达到冷却降温和润滑的作用，很好的解决了这一技术难题，并且能够保证绝缘垫板加工出来的外形尺寸满足设计要求。
由于大理石和花岗岩比较脆，无法直接加工螺纹孔。本发明先在螺纹孔相应位置上钻较大的盲孔，然后将与盲孔直径大小同样的铝柱用胶粘剂粘接在盲孔中，待到铝柱粘牢后，用丝锥在铝柱上加工出螺纹盲孔，以此实现了绝缘垫板与相邻部件之间的螺纹连接。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种砂轮划片机绝缘垫板。
为了解决上述技术问题，本发明的砂轮划片机绝缘垫板圆盘形主体上加工有上定位孔、下定位孔、至少一个盲孔和至少一个沉孔，圆盘形主体的上表面和下表面的平面度均小于2微米，圆盘形主体的上表面与下表面之间的平行度小于3微米；其特征在于所述绝缘垫板圆盘形主体材料采用大理石或花岗岩，加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中。
所述砂轮划片机绝缘垫板制作方法包括下述步骤：
一、将内径与砂轮划片机绝缘垫板主体外径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对大理石或花岗岩料板进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、将外径与砂轮划片机绝缘垫板主体的上定位孔直径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对圆形绝缘垫板坯料进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆环形绝缘垫板坯料；
三、用内圆磨床加工下定位孔，得到中央带有上定位孔和下定位孔的绝缘垫板坯料；
四、用金刚石开孔器在步骤三得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
五、将铝柱粘接固定于盲孔中；
六、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
七、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤六得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到上表面和下表面的平面度均小于2微米，上表面与下表面之间的平行度均小于3微米的砂轮划片机绝缘垫板。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的精密机械绝缘垫板实施例1主视图。
图2为本发明的精密机械绝缘垫板实施例1左视图。
图3为本发明的精密机械绝缘垫板实施例2主视图。
图4为本发明的精密机械绝缘垫板实施例2左视图。
图5为砂轮划片机绝缘垫板主视图。
图6为砂轮划片机绝缘垫板右视图。
图7为砂轮划片机绝缘垫板左视图。
图8为砂轮划片机绝缘垫板与马达、真空吸盘座的装配图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示，本发明的精密机械用绝缘垫板主体11为方形，其上带有三个用于将绝缘垫板与下面部件固定连接的沉孔14、三个用于将绝缘垫板与其上面部件固定连接的盲孔15，加工有螺孔的铝柱16粘接固定于盲孔15中；所述绝缘垫板主体11采用普氏硬度系数f大于8小于10的大理石或花岗岩。
上述精密机械用绝缘垫板的制作方法，包括下述步骤：
一、用锯割加工方法将大理石或花岗岩荒料锯割成所需厚度的毛板；
二、用锯割加工或凿切加工方法将步骤一得到的毛板加工成方形坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
四、将铝柱粘接固定于盲孔中；
五、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板。
利用铸铁磨盘研磨绝缘垫板的上表面和下表面，上表面和下表面的平面度可达2微米以下，上表面与下表面之间的平行度可达3微米以下。
精密机械用绝缘垫板主体11为方形、圆形或者其他形状。
常用的锯割加工设备有金刚石大锯、单锯片双向切机、大直径圆盘锯等。
凿切加工是古老的石材加工方法，常用手工工具如锤子、剁斧、錾子、凿子等。有些加工可用气动凿岩机、劈石机、刨石机、喷砂机等。
实施例2
如图3、4所示，本发明的绝缘垫板主体21为带有定位孔23的圆盘形大理石或花岗岩，其上加工有三个盲孔25和三个沉孔24；加工有螺孔的铝柱26粘接固定于盲孔25中；所述绝缘垫板主体21的上表面和下表面的平面度均小于2微米，绝缘垫板主体21的上表面与下表面之间的平行度小于3微米。
绝缘垫板主体21中央的定位孔23用于绝缘垫板与上、下部件之间的径向定位，盲孔25和沉孔24用于绝缘垫板主体21与上、下部件之间的固定连接。
上述绝缘垫板的制作方法包括如下步骤：
一、用内径与绝缘垫板主体21外径相等的金刚石开孔器对大理石或花岗岩料板进行加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、用外径与绝缘垫板主体21的定位孔23直径相等的金刚石开孔器对圆形绝缘垫板坯料进行加工，同时采用自来水冷却，得到带有定位孔23的绝缘垫板坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔25和沉孔24；
四、将铝柱26粘接固定于盲孔25中；
五、用丝锥在铝柱26上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板。
如图5、6、7所示，砂轮划片机绝缘垫板主体31为圆盘形大理石或花岗岩，其中央加工有上定位孔33和下定位孔32；绝缘垫板主体31上加工有三个盲孔35和三个沉孔34；加工有螺孔的铝柱36粘接固定于盲孔35中。
如图8所示，砂轮划片机的DD马达38的前端盖嵌入绝缘垫板的下定位孔32，且绝缘垫板主体31通过沉头螺钉与DD马达38的外壳固定连接；砂轮划片机的真空吸盘座27的下端嵌入绝缘垫板的上定位孔33，且真空吸盘座27通过螺钉和盲孔35中的铝柱36与绝缘垫板主体31固定连接。
所述砂轮划片机绝缘垫板制作方法包括下述步骤：
一、将内径与砂轮划片机绝缘垫板主体31外径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对大理石或花岗岩料板进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、将外径与砂轮划片机绝缘垫板主体31上定位孔33直径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对圆形绝缘垫板坯料进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆环形绝缘垫板坯料；
三、用内圆磨床加工下定位孔32，得到中央带有上定位孔33和下定位孔32的绝缘垫板坯料；
四、用金刚石开孔器在步骤三得到的坯料上加工盲孔35和沉孔34；
五、将铝柱36粘接固定于盲孔35中；
六、用丝锥在铝柱36上加工螺孔；
七、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤六得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到上表面和下表面的平面度均小于2微米，上表面与下表面之间的平行度均小于3微米的砂轮划片机绝缘垫板。
经过在设备上应用，使用效果完全满足设备的精度要求和使用要求。因此，使用大理石或花岗岩材料，完全可以替代可加工陶瓷。
Claims (3)
1.一种精密机械用绝缘垫板的制作方法，其特征在于包括下述步骤：
一、用锯割加工方法将大理石或花岗岩荒料锯割成所需厚度的毛板；
二、用凿切加工方法将步骤一得到的毛板加工成所需形状的坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
四、将铝柱粘接固定于盲孔中；
五、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板；
所述精密机械用绝缘垫板，其主体上带有用于将绝缘垫板与下面部件固定连接的沉孔，及用于将绝缘垫板与其上面部件固定连接的盲孔；加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中；绝缘垫板主体材料采用普氏硬度系数f大于8小于10的大理石或花岗岩。
2.一种精密机械用绝缘垫板的制作方法，其特征在于包括下述步骤：
一、用内径与绝缘垫板主体外径相等的金刚石开孔器对大理石或花岗岩料板进行加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、用外径与绝缘垫板主体的定位孔直径相等的金刚石开孔器对圆形绝缘垫板坯料进行加工，同时采用自来水冷却，得到带有定位孔的绝缘垫板坯料；
三、用金刚石开孔器在步骤二得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
四、将铝柱粘接固定于盲孔中；
五、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
六、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤五得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到所需精度的绝缘垫板；
所述精密机械用绝缘垫板，其主体上带有用于将绝缘垫板与下面部件固定连接的沉孔，及用于将绝缘垫板与其上面部件固定连接的盲孔；加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中；绝缘垫板主体材料采用普氏硬度系数f大于8小于10的岩石，并且绝缘垫板主体为圆盘形，其中央带有定位孔。
3.一种砂轮划片机绝缘垫板的制作方法，其特征在于包括下述步骤：
一、将内径与砂轮划片机绝缘垫板主体外径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对大理石或花岗岩料板进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆盘形绝缘垫板坯料；
二、将外径与砂轮划片机绝缘垫板主体的上定位孔直径相等的金刚石开孔器固定在车床或铣床上，对圆形绝缘垫板坯料进行车削或铣削加工，同时采用自来水冷却，得到圆环形绝缘垫板坯料；
三、用内圆磨床加工下定位孔，得到中央带有上定位孔和下定位孔的绝缘垫板坯料；
四、用金刚石开孔器在步骤三得到的坯料上加工盲孔和沉孔；
五、将铝柱粘接固定于盲孔中；
六、用丝锥在铝柱上加工螺孔；
七、将碳化硅磨粉撒在铸铁磨盘上，然后将步骤六得到的绝缘垫板坯料放置于铸铁磨盘上研磨，最后得到上表面和下表面的平面度均小于2微米，上表面与下表面之间的平行度均小于3微米的砂轮划片机绝缘垫板；
所述砂轮划片机绝缘垫板，其圆盘形主体上加工有上定位孔、下定位孔、至少一个盲孔和至少一个沉孔，圆盘形主体的上表面和下表面的平面度均小于2微米，圆盘形主体的上表面与下表面之间的平行度小于3微米；圆盘形主体材料采用大理石或花岗岩，加工有螺孔的铝柱粘接固定于盲孔中。
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