CN104552640B - 一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具及制造方法，夹具包括夹具座，夹具座安装在数控钻床上，夹具体与夹具座之间所夹锐角的角度和小孔轴与回转体轴之间的夹角相等，夹具体上装有与之垂直的转轴，转轴两端分别向外伸出，转轴安装在夹具体内的外侧壁上设有分度槽，夹具体对应分度槽位置设有分度锁定装置，转轴伸出夹具体的一端设有轴向锁紧件，轴向锁紧件用于安装陶瓷件，转轴伸出夹具体的另一端装有手轮。在制造过程中通过旋转手轮和分度锁定装置锁定，对陶瓷件进行打孔，并用数控钻床对夹具进行横向移动，进行多层打孔。本发明解生产效率高，成品率高，可实现规模化生产，产品结构无异常变形，密度达到98％以上，具有良好的应用前景。

Description

一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具及制造方法
技术领域
本发明属工业陶瓷零件制造技术领域，特别是涉及一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具及制造方法。
背景技术
精密陶瓷主要用于制作电路基片、线圈骨架、电子管插座、高压绝缘瓷、火箭的前锥体等。也可制成用于浇制合金的高气孔率精密铸造型芯。还可用作抗震性好的高温材料。精密陶瓷工艺是以热固性塑料(如硅酮树脂)为黏合剂，按一定比例加入陶瓷粉料，混匀后用注塑机成型或流延法成型。然后，经高温烧结成制品。根据原材料性质的不同和制品性能、形状、尺寸的差异，选择不同的黏合剂和成型方法，可制成表面光滑、气孔率低的电子陶瓷和结构陶瓷制品。
结合生产效率和产品的要求，采用干压成型进行精密陶瓷制品的生产是在满足产品质量前提下的高效生产方式，带有阶梯的薄壁空腔结构件由于在干压成型过程中在台阶和其他结构间产生压力差，从而造成结构上的密度不均匀性，造成成型失败或者在烧结过程中产生裂纹和变形等各种缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具及制造方法，该方法解决了带有阶梯的薄壁空腔结构件干压成型及壳体上多排等距高精度斜孔加工问题，生产效率高，成品率高，可实现规模化生产，密度达到98％以上，具有良好的应用前景。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具，陶瓷件呈回转体空腔，所述陶瓷件一端开口、另一端呈半球形，所述陶瓷件半球形一端的侧壁上有若干小孔，所述小孔轴向与回转体轴向互相倾斜，夹具包括夹具座，所述夹具座安装在数控钻床上，所述夹具座上装有与之倾斜的夹具体，所述夹具体与夹具座之间所夹锐角的角度和小孔轴与回转体轴之间的夹角相等，所述夹具体上装有与之垂直的转轴，所述转轴两端分别向外伸出、且一端向上、另一端向下，所述转轴安装在夹具体内的外侧壁上设有分度槽，所述分度槽以转轴为轴线环形均布，所述夹具体对应分度槽位置设有分度锁定装置，所述分度锁定装置包括销，所述销通过支架安装在夹具体上，所述销与转轴轴线互相垂直，所述销与支架之间装有压缩弹簧，所述转轴向上伸出夹具体的一端设有轴向锁紧件，所述轴向锁紧件用于安装陶瓷件,所述轴向锁紧件以螺旋副与转轴连接，实现工件定位，所述转轴向下伸出夹具体的一端通过轴向间隙调整螺母和螺钉安装手轮。
所述夹具体通过定位销在夹具座上定位，所述夹具体通过螺栓与夹具座固定。
所述转轴和夹具体之间装有轴承。
所述转轴带有12个分度槽。
所述销的另一端装有小手轮。
一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，应用如前所述的任一专用夹具，步骤如下：
(a)采用氧化铝进行配料，使用轴向相对加压装置模具进行双向干压成型，得到陶瓷件的空腔成型坯体；
(b)将陶瓷件的空腔成型坯体进行冷等静压，获得均匀密度坯体；
(c)机床切削加工成加工出所需外形；
(d)煅烧成瓷；
(e)将煅烧成瓷的坯料安装到应用专用夹具上，并用轴向锁紧件锁紧；
(f)通过操作手轮将坯料调整到分度槽对应位置，并用分度锁定装置锁紧后钻小孔；
(g)控制数控钻床横向移动夹具座至下一个工位；
(h)重复步骤(f)和(g)至完成全部小孔的制作。
所述步骤(a)中的干压成型的工艺参数为压力100-150MPa，轴向双向加压，保压1-3分钟。
所述步骤(b)中的冷等静压的工艺参数为压力120-200MPa，保压3-5分钟。
所述步骤(d)煅烧温度为1630-1800℃，保温时间2-4小时。
有益效果
本发明的优点在于，解决了薄壁.阶梯.空腔回转体的干压成型及壳体上多排等距高精度斜孔加工问题，生产效率高，成品率高，可实现规模化生产，产品结构无异常变形，密度达到98％以上，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为陶瓷件的结构示意图。
图3为陶瓷件开口端结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具，陶瓷件7呈回转体空腔，所述陶瓷件7一端开口、另一端呈半球形，所述陶瓷件7半球形一端的侧壁上有若干小孔，所述小孔轴向与回转体轴向互相倾斜，夹具包括夹具座1，所述夹具座1安装在数控钻床上，所述夹具座1上装有与之倾斜的夹具体3，所述夹具体3与夹具座1之间所夹锐角的角度和小孔轴与回转体轴之间的夹角相等，所述夹具体3上装有与之垂直的转轴8，所述转轴8两端分别向外伸出、且一端向上、另一端向下，所述转轴8安装在夹具体3内的外侧壁上设有分度槽，所述分度槽以转轴8为轴线环形均布，所述夹具体3对应分度槽位置设有分度锁定装置12，所述分度锁定装置12包括销9，所述销9通过支架11安装在夹具体3上，所述销9与转轴8轴线互相垂直，所述销9与支架11之间装有压缩弹簧10，所述转轴8向上伸出夹具体3的一端设有轴向锁紧件6，所述轴向锁紧件6用于安装陶瓷件7,所述轴向锁紧件6以螺旋副与转轴8连接，实现工件定位，所述转轴8向下伸出夹具体3的一端通过轴向间隙调整螺母14和螺钉16安装手轮15。
所述夹具体3通过定位销4在夹具座1上定位，所述夹具体3通过螺栓2与夹具座1固定。
所述转轴8和夹具体3之间装有轴承5。
所述转轴8带有12个分度槽。
所述销9的另一端装有小手轮13。
一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，应用如前所述的任一专用夹具，步骤如下：
(a)采用氧化铝进行配料，使用轴向相对加压装置模具进行双向干压成型，得到陶瓷件7的空腔成型坯体；
(b)将陶瓷件7的空腔成型坯体进行冷等静压，获得均匀密度坯体；
(c)机床切削加工成加工出所需外形；
(d)煅烧成瓷；
(e)将煅烧成瓷的坯料安装到应用专用夹具上，并用轴向锁紧件6锁紧；
(f)通过操作手轮15将坯料调整到分度槽对应位置，并用分度锁定装置锁紧后钻小孔；
(g)控制数控钻床横向移动夹具座至下一个工位；
(h)重复步骤(f)和(g)至完成全部小孔的制作。
所述步骤(a)中的干压成型的工艺参数为压力100-150MPa，轴向双向加压，保压1-3分钟。
所述步骤(b)中的冷等静压的工艺参数为压力120-200MPa，保压3-5分钟。
所述步骤(d)煅烧温度为1630-1800℃，保温时间2-4小时。
实施例1
(1)采用纯度≥99.7％的氧化铝进行配料，使用轴向相对加压装置模具进行双向干压成型，压力100MPa，双向加压，保压1分钟，得到成型坯体；
(2)将上述成型坯体进行冷等静压，压力200MPa，保压3分钟，然后经过1630℃烧结2小时和精加工，得到薄壁.阶梯.空腔回转体及壳体上多排等距高精度斜孔陶瓷件(如附图2和3所示)。
实施例2
(1)采用纯度≥99.7％的氧化铝进行配料，使用轴向相对加压装置模具进行双向干压成型，压力150MPa，双向加压，保压3分钟，得到成型坯体；
(2)将上述成型坯体进行冷等静压，压力200MPa，保压5分钟，然后经过1800℃烧结4小时和精加工，得到薄壁.阶梯.空腔回转体及壳体上多排等距高精度斜孔陶瓷件。

Claims (8)

1.一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具，陶瓷件(7)呈回转体空腔，所述陶瓷件(7)一端开口、另一端呈半球形，所述陶瓷件(7)半球形一端的侧壁上有若干小孔，所述小孔轴向与回转体轴向互相倾斜，夹具包括夹具座(1)，其特征在于，所述夹具座(1)安装在数控钻床上，所述夹具座(1)上装有与之倾斜的夹具体(3)，所述夹具体(3)与夹具座(1)之间所夹锐角的角度和小孔轴与回转体轴之间的夹角相等，所述夹具体(3)上装有与之垂直的转轴(8)，所述转轴(8)两端分别向外伸出、且一端向上、另一端向下，所述转轴(8)安装在夹具体(3)内的外侧壁上设有分度槽，所述分度槽以转轴(8)为轴线环形均布，所述夹具体(3)对应分度槽位置设有分度锁定装置(12)，所述分度锁定装置(12)包括销(9)，所述销(9)通过支架(11)安装在夹具体(3)上，所述销(9)与转轴(8)轴线互相垂直，所述销(9)与支架(11)之间装有压缩弹簧(10)，所述转轴(8)向上伸出夹具体(3)的一端设有轴向锁紧件(6)，所述轴向锁紧件(6)用于安装陶瓷件(7),所述轴向锁紧件(6)以螺旋副与转轴(8)连接，实现工件定位，所述转轴(8)向下伸出夹具体(3)的一端通过轴向间隙调整螺母(14)和螺钉(16)安装手轮(15)；所述夹具体(3)通过定位销(4)在夹具座(1)上定位，所述夹具体(3)通过螺栓(2)与夹具座(1)固定；所述转轴(8)和夹具体(3)之间装有轴承(5)。
2.根据权利要求1所述的一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具，其特征在于，所述转轴(8)带有12个分度槽。
3.根据权利要求1所述的一种空腔回转体陶瓷件喷头的专用夹具，其特征在于，所述销(9)远离所述转轴(8)的一端装有小手轮(13)。
4.一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，其特征在于，应用如权利要求1至3中任一项所述的专用夹具，步骤如下：
(a)采用氧化铝进行配料，使用轴向相对加压装置模具进行双向干压成型，得到陶瓷件(7)的空腔成型坯体；
(b)将陶瓷件(7)的空腔成型坯体进行冷等静压，获得均匀密度坯体；
(c)机床切削加工出所需外形；
(d)煅烧成瓷；
(e)将煅烧成瓷的坯料安装到专用夹具上，并用轴向锁紧件(6)锁紧；
(f)通过操作手轮(15)将坯料调整到分度槽对应位置，并用分度锁定装置锁紧后钻小孔；
(g)控制数控钻床横向移动夹具座至下一个工位；
(h)重复步骤(f)和(g)至完成全部小孔的制作。
5.根据权利要求4所述的一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，其特征在于，所述步骤(a)中的氧化铝为纯度≥99.7％的氧化铝。
6.根据权利要求4所述的一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，其特征在于，所述步骤(a)中的干压成型的工艺参数为压力100-150MPa，轴向双向加压，保压1-3分钟。
7.根据权利要求4所述的一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，其特征在于，所述步骤(b)中的冷等静压的工艺参数为压力120-200MPa，保压3-5分钟。
8.根据权利要求4所述的一种应用专用夹具制造空腔回转体陶瓷件的方法，其特征在于，所述步骤(d)煅烧温度为1630-1800℃，保温时间2-4小时。
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